Question

深成至浅成岩浆演化序列与铀成矿的因果关系

Answer 1

伴随深成至浅成序列岩浆演化过程，铀逐渐富集，并最终进入热液，形成花岗岩型铀矿床。当然，铀矿床是在岩浆演化特定构造环境和地质条件下形成的。

（一）富含铀的花岗质岩浆

花岗质岩浆中富含铀，这是先决条件。已知矿区与铀成矿有关的花岗岩，铀含量为0.0011%～0.0028%，比一般花岗岩中铀的克拉克值（0.00035%）高3～6倍（表3-28）。

深成至浅成序列早至晚阶段花岗岩铀含量增高，如燕山期早阶段花岗岩铀含量为0.0011%，而晚阶段花岗岩铀含量为0.0028%，也是成倍增加。这说明燕山期深成至浅成序列的花岗质岩浆，不仅富含铀，而且经演化分异富集于晚期晚阶段的岩浆和气液中。晚期晚阶段花岗岩体（

）中有富铀烧绿石，其铀含量达26%，也说明这一点。即晚阶段浅成至超浅成花岗岩小岩体，为铀热液成矿的母岩。

产出最大花岗岩型铀矿床的诸广山花岗岩体的铀、钍分配率表明（表5-1），钍石和锆石铀含量最高，分别为4.65%和0.217%，成矿母岩体中有富铀烧绿石，铀以类质同像进入矿物晶格中，但这些铀的分配率仅是3.86%和9.54%。铀以分散的离子或配离子（铀酰

）以静电引力被矿物的表面、双晶面、解理面未饱和的余键吸附，也有可能存在于气液包裹体中，其分配率为21.38%以上。即花岗岩浆中以离子或铀酰形式存在的铀是主要的，占的比例最大，这对铀运移富集十分有利，为铀热液成矿提供铀源。

（二）构造环境与岩浆演化分异铀运移富集关系

深成至浅成序列岩浆是在早期隆起褶皱，晚期产生纵张断裂的封闭构造环境中演化分异的。燕山期花岗质岩浆从早至晚，由深成稳定缓慢结晶的环境→中深成稳定结晶环境→中浅成不稳定结晶环境→浅成超浅成不稳定结晶环境演化。岩浆随着构造应力作用上侵，在不同深度成岩，因而演化分异较充分，结晶分异和气液分异都强。结晶分异结果，导致石英和钠长石从早至晚阶段含量增加，也即是SiO₂和Na含量逐渐增加，至花岗质岩浆演化的晚阶段，石英含量达41.4%,SiO₂为74.76%（表2-9），Na₂O为4.04%。这一分异结果，极有利于岩浆中六价铀形成铀硅酸盐配合物而被带入热液中。岩浆中CO₂、F等挥发分随着岩浆演化而分异，集中于晚阶段成矿母岩浆中，也有利于铀的迁移富集而进入热液。

表5-1　诸广山岩体中铀、钍分配率表

原岩重7770g　原岩金属量U=0.0018%×7770（g）×1000=139.86（mg）

Th=0.0092%×7770（g）×1000=714.84（mg）

原岩品位U=0.0018%

Th=0.0092%

注：样品采于燕山期第一阶段花岗岩。

富铀的花岗质岩浆在封闭的构造环境中演化分异，在稳定的环境中充分的结晶分异和气液分异结果，使大部分铀以离子和铀酰配合物形式被带入热液中，极少赋存于含铀矿物中。这就是花岗岩型铀矿床只有热液成矿，而未发现岩浆期成矿的内在原因。

（三）岩浆自交代与铀沉淀富集关系

深成至浅成岩浆演化序列，在岩浆演化过程产生自交代作用。岩浆自交代作用产生白云母化、石榴子石化、黄玉化、钠长石化、电气石化、红柱石化和夕线石化等。其中以白云母化最强和最广，燕山早期第二阶段和晚期白云母化最强，形成这两个阶段的二云母花岗岩。

白云母化是片状白云母交代早结晶的斜长石、微斜微纹长石，以至少量石英也被交代（照片5-1）。白云母化发育于燕山早期岩浆演化的第二阶段（

）及晚期（

）尤其是燕山晚期最强，白云母含量达10%左右。燕山早期第二阶段花岗岩白云母化，局部伴随有红柱石化、夕线石化。即红柱石、夕线石与白云母一起，红柱石交代斜长石、微斜微纹长石等，而白云母交代红柱石，自身又被夕线石交代（照片5-2）。成矿母岩体（

）的白云母化不但强烈，而且又伴随有石榴子石化、黄玉化、钠长石化等，并有极微量的富铀烧绿石晶出。

钠长石化主要发育于燕山晚期成矿母岩体中，小柱状的钠长石交代早晶出的微斜微纹长石、斜长石等（照片5-3）。钠长石化强弱不均，钠长石化强的部位几乎变成钠长石岩。

石榴子石化也是成矿母岩体较强的自交代蚀变，在岩体中普遍发育。白云母与石榴子石、钠长石一起交代早晶出的长石等（照片5-3）。

深成至浅成岩浆演化序列的岩浆自交代，以高温、高压环境的蚀变作用为主，虽然有微量铀进入矿物晶格形成含铀矿物，如富铀烧绿石、钍石、锆石等；但大部分铀以铀酰配合物或离子状态赋存于富硅、钠和富氟、二氧化碳挥发分的气液中，并随岩浆进一步演化分异而被带入热液中。即在高温、高压岩浆自交代（白云母化、黄玉化、石榴子石化）环境中，铀在岩浆结晶过程极少晶出铀矿物而成矿体，而主要呈游离形式被带入热液，这也是花岗岩型铀矿床只有热液矿床的根本原因之一。成都地质学院金景福教授等，应用中子活化法研究表明，自交代不明显的燕山早期的花岗岩，95%的铀以类质同像形式赋存于副矿物中；自交代明显的晚期花岗岩，75%的铀以活性游离状态赋存在矿物粒间及黑云母解理中。白云母交代黑云母后，黑云母中的铀被活化带出集中在解理和边缘（照片5-4）。