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1、第53卷第5期地质论评GEOLOGICALREVIEWVol.53No.52007年9月Sept.2007幔源铀成矿作用探讨1,2)1)王正其,李子颖1)核工业北京地质研究院,北京,100029;2)东华理工大学,江西抚州,344000内容提要:地幔流体及深源铀成矿作用是当前铀矿地学界备受关注的前沿课题。文章扼要阐述了幔源铀成矿的地球动力学背景,评述了热点铀成矿理论。通过地幔流体参与铀成矿的现实性与地幔含铀性的论证,结合粤北交点型铀成矿地质地球化学特征,认为地幔中铀含量存在不均一性,在大陆型热点活动(地幔
2、柱)区的岩石圈地幔通常含有较高的铀丰度;提出在热点驱动下,地幔流体(如CO2、F等)能够溶解或萃取地幔岩中的铀并得以浓集形成富铀成矿流体,幔源铀成矿是可能的。对幔源铀成矿作用机理作了初步探讨。关键词:热液型铀矿;地幔流体;幔源铀;成矿作用;热点近年来,随着研究的深入,众多的地质事实和地点(hotspots)及其形成机制基础上提出的。球化学数据显示,很多原先认为是地壳或地壳浅层Morgan(1972)在定性解释Wilson(1963)提出的太热液作用形成的铀矿床,实际上与幔源物质(流体)平洋运动板块下存在固定的地幔热点时,认为热点
3、参与密切相关(杜乐天,1989,1996,2001;李子颖活动起源于地幔柱(Davies,2005;Wilson,1963,等,1998,2006),深源铀成矿作用已成为当前备受铀1973;Morgan,1972)。自地幔柱理论提出以来,很矿地学界关注的前沿课题和争论焦点(黄世杰,多学者从不同角度对其进行了探讨、补充和完善。2006)。新一轮铀矿找矿工作着眼于寻找中、大型热经过理论与实验模拟、地震三维层析成像探索,证实液型铀矿床,切入点首先是已知矿区(矿田)的扩热点地区的岩浆活动不可能起源于岩石圈,而必定大。只有以新的成矿理论作指导,
4、有新思路才能在与岩石圈下的地幔上浮有关。通常认为,地幔柱是原有找矿成果基础上有大的新突破。热点(地幔柱)由一个巨大直径的头部(即地幔柱顶冠)和一个比顶铀成矿理论的提出,对地幔源区性质,壳幔作用过程冠直径小得多的尾柱(直径约几百千米)组成;由于与作用形式,以及成矿作用研究提出了新的研究思放射性元素分裂、释放热能导致核幔边界(CMB)或路和课题,为深部铀矿找矿战略实施提供了理论依过渡层(D")的热物质(地幔羽状物质)在自身浮力据。探讨并完善热点铀成矿理论具有重要理论和现驱动下,呈狭窄的柱状经过地幔上升到岩石圈底部,实意义。呈盆状向上张开形
5、成巨大的球状顶冠(头部);侧向这里所述的幔源铀成矿是指成矿流体与铀均来扩张导致上部的坚硬的岩石圈运动,中心部位由于自地幔,与通常意义上的地幔流体铀成矿是两个不高温地幔羽状物质对岩石圈物质的熔融而形成火山同的概念,后者在强调地幔流体参与铀成矿作用的作用(Anderson,1972,1975;BurKeetal.,1976;同时,认为铀来自壳源岩石。本文在简要阐述热点Maruyama,1994;Opliggeretal.,1997;邓晋福等,铀成矿理论的基础上,旨在讨论幔源铀成矿作用的1994;刘丛强等,2001;牛树银等,1996,20
6、01,2002;可能性。侯增谦等,1996;任向文等,2002;Pirajno,2004)。地幔柱理论逐渐趋于成熟,已成为地球科学研1幔源深部铀成矿地球动力学背景究的一种新的学说,引起众多矿床学家的兴趣和关地幔柱(mantleplume)构造理论是在研究热注,对矿床学研究带来了深刻的影响。热点活动被注:本文为国防基础科研项目(编号A0120060596)的成果。收稿日期:20070414;改回日期:20070604;责任编辑:章雨旭。作者简介:王正其,男,1964年生。现为东华理工大学副教授、核工业北京地质研究院博士研究生
7、。主要从事铀矿地质科学研究及教学工作。通讯地址:344000,江西省抚州市东华理工大学地球科学与测绘工程学院;电话:0794-8258286(办);传真:0794-8258309;Email:zhqwang@ecit.edu.cn。第5期王正其等:幔源铀成矿作用探讨609认为是地幔流体上升的重要途径,也是地幔流体对体及其成矿作用认识的提出与铀矿地质界有着密切岩石圈,乃至与地壳发生作用、形成成矿流体并导致的渊源。早在1988年,杜乐天(1988)根据铀矿床地大规模岩石圈成矿事件的重要原因。随着矿床学研质研究取得的认识,提出岩浆及其矿床不
8、是从岩浆究的深入,特别是近十年来同位素地球化学示踪研本身开始,而是从幔汁(HACONS)或烃碱流体开究表明,世界范围内很多重要矿床,如澳大利亚的奥始。后经过多年研究和补充,明确指出热液铀矿床林匹克坝多金属矿床、中国内蒙古
