沽源—红山子铀成矿带中段黄柳条地区铀矿化元素迁移规律.pdf

第 69 卷增刊 1Vol.69Supp.12023 年6 月Jun.,2023地质论评GEOLOGICALREVIEW161沽源红山子铀成矿带中段黄柳条地区铀矿化元素迁移规律一蒋孝君，王果，剡鹏兵，刘青占，任全核工业二八大队，内蒙古包头，014000注：本文为中国核工业地质局资助项目（编号：202004-1 和 2022-04-1）的成果。收稿日期：2023-04-10；改回日期：2023-04-30；责任编辑：费红彩。DOI：10.16509/j.georeview.2023.s1.067作者简介：蒋孝君，男，1987 年生，硕士，高级工程师，主要从事铀矿勘查与研究工作；Email：。关键词：关键词：黄柳条；铀；蚀变；地球化学；元素迁移近年来，沽源红山子铀成矿带中段多伦火山盆地黄柳条地区取得了新的铀矿找矿突破，落实了黄柳条铀矿产地，深部发现了富厚矿体。研究区周边在铀成矿时代、铀矿化特征、铀成矿作用等方面也取得了一定的研究成果。关于地球化学元素迁移规律，沽源红山子铀成矿带赋矿围岩及周边岩石的地球化学特征研究较多（巫建华等，2013；丁辉等，2016；蒋孝君等，2020），但关于铀成矿过程中元素迁移规律的研究相对较少，相关研究也很薄弱。本文通过详细的成果总结、岩芯观察、蚀变分带，结合岩相与镜下鉴定分析，并结合地球化学分析等，总结了黄柳条地区不同蚀变分带的地球化学特征，讨论了铀矿化过程中元素迁移规律，进一步补充完善了研究区铀矿勘查理论，服务于找矿工作。1矿区地质研究区位于沽源红山子铀成矿带中段多伦火山盆地北西部榛子山破火山南缘，与北东方向的核桃坝铀矿产地相邻。基底地层主要为太古宇乌拉山群和古生界地层，仅南西方向少量出露；盖层主要为早白垩世晚侏罗世中酸性火山岩，主要为满克头鄂博组、白音高老组火山岩和流纹斑岩、花岗斑岩等次火山岩。2元素地球化学特征通过对黄柳条地区 ZKH24 钻孔深部铀矿体及围岩的系统采样和岩石地球化学分析，新鲜围岩属于亚碱性过铝质系列岩石。蚀变围岩和矿石与新鲜围岩相比，主量元素呈现明显的规律变化。从新鲜岩石蚀变围岩矿石，Na2O 含量依次降低明显；Al2O3含量有所增高；SiO2的含量依次减少；LOI含量逐步显著增高；CaO、K2O、MgO、P2O5和 Ti2O含量表现相同的变化趋势，均由新鲜围岩蚀变围岩逐步增高，再由蚀变围岩矿石逐步降低。不同蚀变亚带的岩石微量元素 U、Nd 均具有强烈富集特征，Zr、Ta 元素相对富集，元素 K、Sr、P、Ti 强烈亏损，Nb 元素相对较亏损。总体上微量元素以迁入为主，且主体与铀元素含量呈正相关，指示成矿流体富含的大部分微量元素可能与铀元素同源。再结合铀矿石微量元素整体与新鲜围岩表现了相似的特征，说明不同蚀变亚带岩石之间具有明显的继承关系。新鲜围岩稀土元素总量高，轻重稀土元素分馏明显（LREE/HREE 值为 12.44，(La/Yb)N值 为12.92），轻稀土富集，重稀土亏损，具有明显的负铕异常（Eu 值为 0.44）和微弱的正铈异常（Ce值为 1.07）特征，其稀土元素球粒陨石标准化配分型式为轻稀土富集的“右倾”型。不同蚀变亚带的稀土元素配分型式除了强矿化中心带的 La、Ce 不同外，其他整体形态相似，同样指示不同亚带岩石之间具有一定的继承性。3元素迁移规律研究这些物质组分的活动和迁移规律，对反演热液蚀变过程和成矿机制具有十分重要的意义，同时可以为找矿工作提供和完善理论依据。本文选取了 Guo Shun 等（2009）建立的标准化 Isocon 图解法进行质量平衡计算，从而研究元素迁移规律。地质论评 2023 年 69 卷增刊 1162黄柳条地区不同蚀变亚带主量元素分析结果及其标准化 Isocon 图解显示，元素 K2O、TFe2O3、LOI、P2O5、MnO、TiO2和 CaO 均位于 Isocon 线之上，指示在热液蚀变过程中这些元素表现为迁入；Na2O 和 SiO2位于 Isocon 线之下，在热液蚀变过程中表现为迁出。SiO2在各蚀变亚带中均表现为迁出，与蚀变带强烈钠交代作用释放了造岩矿物中SiO2有关；Na2O 含量高，且表现为明显迁出，与早期大范围的面状钠长石化在矿前期发生了粘土化蚀变有关，越靠近矿化中心带迁出越明显，因为更强的粘土化蚀变为铀成矿提供了热液活动和成矿空间。TFe2O3的明显迁入则与蚀变带强烈的赤铁矿化和黄铁矿化有直接的关系。LOI 迁入，且与蚀变强度呈正比，因为越靠近矿化中心蚀变越强烈。蚀变岩石中主量元素 K2O、P2O5、MnO、TiO2和CaO 含量明显增多，说明总体上热液蚀变过程中流体以携带这些元素迁入蚀变带为主，但中低矿化带和近矿蚀变带又显示了比强矿化中心带更强的带入，因此，推测成矿期不仅发育强烈的赤铁矿化、黄铁矿化和粘土化蚀变，还发生了K2O、P2O5、MnO、TiO2、CaO 等元素的流失。不同蚀变亚带与新鲜围岩相比，除了 Co 元素明显迁出，Th、Bi、Ta、Mo、Nb 元素在各亚带迁入迁出非渐变规律，其余元素均为迁入，总体上微量元素以迁入为主，且通常与铀含量呈正相关，结合不同亚带与围岩微量元素特征具有明显的相似性，指示成矿流体中铀和富含的大部分微量元素可能均来源于围岩。从新鲜围岩远矿蚀变带近矿蚀变带中低矿化带强矿化中心带，随着矿化蚀变强度的增强，稀土总量整体呈现逐步增高的趋势，重稀土元素依次增高，且强矿化中心带明显强烈富集；轻稀土元素则是远矿蚀变带、近矿蚀变带和中低矿化带的含量变化系数小，但均较新鲜围岩相对富集，而强矿化中心带整体轻稀土元素强烈富集，但La 出现明显亏损，Ce 呈弱亏损。除了 La 元素明显迁出，其余稀土元素在各蚀变亚带中均表现为迁入，且以强矿化中心带迁入最为强烈。不同蚀变亚带虽然蚀变强度有明显变化，呈逐渐增强特征，但是总体上微量元素和稀土元素的分布曲线具有较高的相似性，并呈现为一定程度的递变关系，整体上说明各亚带岩石具有一定的继承性，指示研究区不同蚀变亚带的成矿物质和成矿环境具有较好的一致性，同时不同蚀变亚带与围岩地球化学特征高度的相似性则进一步暗示围岩中酸性火山岩可能是研究区主要的铀源。4结论根据铀矿化和蚀变特征，可以将黄柳条地区铀矿化蚀变带划分为强矿化中心带、中低矿化带、近矿蚀变带、远矿蚀变带和新鲜围岩；蚀变类型按照生成顺序依次为钠长石化、高岭土化水云母化、赤铁矿化黄铁矿化绿泥石化、碳酸盐化黄铁矿化；蚀变带中 K2O、P2O5、MnO、TiO2和CaO 含量的变化，说明热液蚀变过程中这些元素以迁入为主，这与高岭土化、水云母化、绿泥石化及碳酸盐化蚀变有关；各蚀变带与围岩的微量和稀土元素总体曲线分布趋势一致，指示流体可能主要来源于围岩。注释/Note核工业二八大队.2022.内蒙古多伦火山盆地及周边铀多金属矿资源调查评价 2022 年度报告,内部资料.参考文献/References丁辉,巫建华,祝洪涛,吴仁贵,余达淦.2016.大兴安岭南部红山子盆地花岗斑岩 SHRIMP 锆石 U-Pb 年龄、地球化学特征及其地质意义.东华理工大学学报(自然科学版),39(1):19.蒋孝君,彭云彪,薛伟,涂颖.2020.内蒙古正蓝旗丹金地区赋矿火山岩年代学、地球化学特征及铀成矿时代.地质论评,66(4):893907.巫建华,武珺,祝洪涛,郭国林,吴仁贵,刘帅,余达淦.2013.大兴安岭红山子盆地火山岩系岩石地层对比.高校地质学报,19(3):472483.Guo Shun,Ye Kai,Chen Yi and Liu Bojing.2009.A nomalization solutionto mass transfer illustration of multiple progressively altered samplesusing the Isocon diagram.Economic Geology,104(6):881886.JIANGXiaojun,WANGGuo,YANPengbing,LIUQingzhan,REN Quan：Migration regularity of uraniummineralized elements in Huangliutiao area,middle sectionof Guyaun-Hongshanzi uranium metallogenic beltKeywords：Huangliutiao;uranium;alteration;geochemistry;element migration