诸广棉花坑铀矿床花岗岩中黑云母成分特征及其成岩成矿意义.pdf

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矿物岩石地球化学通报·研究成果·BulletinofMineralogy，PetrologyandGeochemistryVo1．33No．3．May．2014诸广棉花坑铀矿床花岗岩中黑云母成分特征及其成岩成矿意义高飞，庞雅庆，林锦荣，胡志华1．核工业北京地质研究院，北京100029；2．中核集团铀资源勘查与评价技术实验室，北京100029摘要：诸广棉花坑铀矿床围岩是中粒斑状二云母花岗岩和中粗粒斑状黑云母花岗岩，本文通过对其中的黑云母进行了岩相学观察和详细的矿物化学分析以探讨黑云母的形成条件及其成岩成矿意义。电子探针分析结果表明，本区黑云母富铁贫镁，属于铁叶黑云母，指示诸广花岗岩体为过铝质岩系，起源于地壳。黑云母结晶的温度为650～70。℃，logfo2为一15～一l6，压力为159～247MPa，对应的侵位深度为5．2～7．2km。与非产铀花岗岩对比，本区岩浆具有相对较低的温度和氧逸度。关键词：黑云母；成岩成矿意义；花岗岩；诸广棉花坑铀矿床中图分类号：P619．222文献标志码：A文章编号：1007—2802(2014)03—0384—05doi：10．3969／j．issn．1007—2802．2014．03．013MineralCompositionofBiotitesinGranitesoftheZhuguang-MianhuakengUraniumDepositanditsPetrogeneticandMetallogenicSignificanceGAOFei，PANGYa—qing，LINJin—tong～，HUZhi—hua'。1．BeijingResearchInstituteofUraniumGeology，Beijing100029，China；2．CNNCKeyLaboratoryofUraniumResourceExplorationandEvaluationTechnology，Beijing100029，ChinaAbstract：SurroundingrocksoftheMianhuakenguraniumdepositaremedium—grainedporphyriticbio—micagraniteandcoarse—medium～grainedporphyriticbiotiticgranite．Basedonpetrographyanddetailedchemicalanalysesofbio—tites，thispaperdiscussedtheformationconditionofbiotitesanditssignificancefordiagenesisandmineralization．TheelectronmicroprobeanalysisresultsshowedthatthebiotiteenrichesFeanddepletesMg，andbelongstosid—erophyllite，suggestingthatZhuguanggranitesareperaluminousrocksandoriginatedfromthecrust．Crystalliza—tiontemperature，oxygenfugacity，solidificationpressureandcorrespondingsolidificationdepthofthebiotiteswere650～700℃，一16～一15，159~274MPaand5．247．2km，respectively．Themagmaofthisareahasloweroxy—genfugacityandlowertemperaturecomparedtothenonuranium—forminggranite．Keywords：biotite；petrogeneticandmetallogenicsignificance；granite；MianhuakenguraniumdepositofZhuguang黑云母是花岗岩中广泛分布的主要暗色造岩矿花岗岩型铀矿床中单个矿床规模最大的。矿床围岩物，它保存了岩浆结晶阶段大量的地球化学信息，研主要为中粒斑状二云母花岗岩和中粗粒斑状黑云母究花岗岩中黑云母的化学成分特征对研究岩浆起花岗岩等。该矿床的矿化主要赋存于近南北向的断源、岩石成因及构造环境、成岩物理化学条件、后期裂构造带中，矿体多呈脉状产出于较大规模的断裂热液作用及成矿元素的富集都有重要的意义(陈佑破碎蚀变带中(王明太等，1999；黄国龙等，2006)。纬等，2010)。2样品分析1地质背景样品采自棉花坑矿床一150m中段29线坑道棉花坑铀矿床位于诸广复式岩体南部，是花岗内花岗岩，由矿化中心连续取到较新鲜花岗岩，岩性岩型铀矿床中延深最大的矿床之一，也是目前中国为中粒斑状黑云母花岗岩，岩石强烈蚀变，黑云母的收稿日期：201305—27收到，201306—13改回第一作者简介：高飞(1985)，女，硕士研究生，研究方向：矿产普查与勘探．E—mail：depplee@163．com．通讯作者简介：庞雅庆(1982～)，男，硕士，研究方向：矿产普查与勘探．E—mail：pang一82@eyou．corn． 386高1毛等／诸广棉花坑铀矿床花岗岩中黑云母成分特征及其成岩成矿意义表l棉花坑矿床黑云母化学组成(wt％)Table1ChemicalcompositionsofthebiotitesfromgranitesintheMianhuakenguraniumdepositMgMg／(Mg+Fe)Al+Fe”+TiFe¨+Mn图3黑云母Ti—Mg／(Mg+Fe)图解(底图据Henryela1．，2005)图2黑云母分类图解(底图据Foster，1960)Fig．3PlotofTiMg／(Mg+Fe)forbiotiteFig．2Theclassificationdiagramofbiotite(modifiedafterHenryeta／．，2005)(modifiedafterFoster，1960) 矿物岩石地球化学通报387岩系、造山带钙碱性岩系和过铝质岩系的黑云母的特征，并提出了黑云母构造环境MgO一FeO—A1O。的判别图(Abdel—Rahman，1994)。将诸广棉花坑花岗岩体的黑云母投到黑云母构造环境图解(图6)，本区花岗岩落于过铝质岩系区域。MgOFe2+Mg“图4黑云母FeFez—Mg图解(底图据WonesandEugster，1965)Fig．4PlotofFeFe一Mg。forbiotite(modifiedafterWonesandEugster，1965)FeOA12O，A一非造山带碱性杂岩(多为A型花岗岩)；C一造山带钙碱性杂岩(多为I型花岗岩)；P一过铝质岩套(包括碰撞型和S型花岗岩)网6黑云母MgOFeOA12O。图解(底图据AbdelRahman，1994)Fig．6PlotofMgO一FeO—A12O3forbiotite(modifiedafterAbdelRahman，1994)黑云母的镁、铁组分与寄主岩石岩浆的物质来源和成分关系密切。周作侠(1986)利用黑云母中MgO含量判断岩石物质来源及成岩成矿作用的某}／u【’些地球化学特征，并说明黑云母成分与岩浆物质来图5黑云母稳定度logfc。t图解源具有相关性。利用(FeO。+FeO)／(FeO。+FeO(底图据WonesandEugster，1965)+MgO)一MgO图解，将黑云母投到图中，诸广棉花Fig．5Plotoflogtforbiotite坑矿床花岗岩体落于壳源区域(图7)，显示为地壳(modifiedafterWonesandEugster，l965)来源。Etsuo等(2007)研究表明，黑云母中的全铝含为了能更好的说明岩体的成矿潜力，将本区产量同花岗岩固结压力具有很好的正相关特性，其关铀岩体与非产铀岩体进行对比，其中非产铀岩体选系式如下：取的是白马山岩体。白马山岩体位于湖南中西部，P(×100MPa)一3．03×A16．53(±0．33)主要由黑云母花岗闪长岩黑云母二长花岗岩一二云式中：Al是指在O一22基础上的黑云母中铝阳离母二长花岗岩组成，黑云母含量1O％～15，至今子总数(Etsuoeta1．，2007)。利用压力计估算本区尚未发现有重要工业意义的矿床(章健等，2011)。岩体中黑云母结晶，压力为159～247MPa，对应的从黑云母分类中看出产铀花岗岩与非产铀花岗岩浆侵位深度为5．2～7．2km。岩中黑云母在其成分上存在着巨大的差异(表1)，黑云母的化学成分与奇主岩石的地球化学组成产铀岩体中的黑云母为铁叶云母，非产铀岩体中的和岩石成因息息相关，因此可根据黑云母的地球化黑云母为铁质云母，且镁的含量高于产铀岩体(图学特点来探讨寄主岩石的成因类型和构造环境。2)；从不同类型火成岩的黑云母判别中，产铀花岗岩Abdel—Rahman通过统计全球将近325个黑云母样落在过铝质岩系，为S型，而非产铀花岗岩为造山品的主量元素的结果，系统地总结了非造山的碱性带钙碱性岩系，为I型(图6)；从源区判别中推断， 388高飞等／诸』‘棉花坑铀矿床花岗岩中黑云母成分特征及其成岩成矿意义kaline，andperalumiousmagmas[J]．JournalofPetrology，35(2)：525—541．EtsuoU，ShoE，MitsutoshiM．2007．Relationshipbetwcensolidifi—cationdepthofgraniticrocksandformationofhydrothermal0∞羔oredeposits[J]．ResourceGeology，57(1)：4756．+0FosterMD．1960．InterpretationofcompositionoftrioctahedralmicasEJ]．U．S．Geo1．Surv．Prof．Paper，354I3：1—49．00HenryI)J，GuidottiCV，ThomosonJA．2005．l'heTisaturation_上surfaceforlowtomediumpressuremetapeliticbiotites：ImplicationsforgeothermonmetryandFi—substitutionmechanismsEJ]．AmericanMineralogist，90：316328．O5101520StoneD．2000．TemperatureandpressurewtriationsinsuitesofAr—Mgu(U／0)cheanfelsicplutonicrocks，BerensRiverarea，northwestSupe—网7黑云母(Fe2O+Fee)l／(Fe2O。+Fee+MgO)Mg()riorProvince，Ontario，canada[J]．CanadianMineralogist，38图解(底冈据周作侠，1986)(2)：455—470．Fig．7Plotof(Fe2O3+Fee)／(Fe2O3+Fe()+Mg())Mg()WonesD，EugsterH．1965．Stabilityofbiotite：Experiment．1heoforbiotite(modifiedafterZhou，1986)ryandapplicalion[J]．AmericanMineralogist，5O(9)：12281273．产铀花岗岩的岩浆物质来源于地壳，而非产铀花岗WonesD．1989．Significanceoftheassemblagetitanite+magnetite岩的源区物质具有壳幔混合的特征(图7)。在结晶+quartzingraniticrocksEJ~．AmericanMineralogist，74：74,1条件上，产铀岩体结晶温度和氧逸度都低于非产铀——749．岩体(图4，图5)。上述花岗岩中黑云母的矿物化学陈佑纬，毕献武，胡瑞忠，朱维光，胥磊落，董少花．2O10．贵东体黑云母成分特征及其对铀成矿的制约[J]．矿物岩石地球化学特征是区分产铀花岗岩和非产铀花岗岩的一个很好通报，29(4)：355363．的判别标志。黄国龙，吴烈勤，邓平，朱捌，张彦春，谭正中，曹豪杰．2006．粤北花岗岩型铀矿找矿潜力及找矿方向[J]．铀矿地质，22(5)：4结论26728O．(1)诸广棉花坑铀矿床花岗岩中黑云母蚀变程林文蔚，彭丽君．1994．电子探针分析数据计算角闪石、黑云母中的度强，副矿物多，富铁贫镁，属于铁叶黑云母；Fc。、Fe。[J]．长春地质学院学报，2／1(2)：155162．李鸿莉，毕献武，胡瑞忠，彭建堂，双燕，李兆丽，李晓敏．袁顺达．(2)该矿床黑云母的结晶温度为650～700℃，2007．芙蓉锡矿骑田岭花岗岩黑云母矿物化学组成及其对锡成氧逸度为10～10，压力为159～247MPa，对矿的指示意义[J]．岩石学报，23(10)：26052614．应的岩浆侵位深度为5．2～7．2km；王明太，罗毅，孙志寓，朱杰辰，李建红．1999．诸广铀成矿IX矿床(3)诸广花岗岩属于过铝质岩系，地壳来源；与成因探讨[J]．铀矿地质。l5(5)：279—285．非产铀花岗岩对比，岩浆具有相对较低的温度和氧章健，陈卫锋，陈培荣．2011．华南印支期产铀和非产铀花岗岩黑云母矿物化学成分差异[J]．大地构造与成矿学，35(2)：270逸度。277．参考文献(References)：周作侠．1986．湖北丰1ll洞岩体成因探讨[J]．岩石学报，2(1)：5970Abdel—RahmanFM．1994．Natureofbiotitesfromalkaline，calca