诸广岩体南部高坪地区细粒花岗岩的晶质铀矿年代学研究.pdf

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第31卷增刊1地质Vo1．31Supp1．12015年3月GeologyMar．2O15DOI：10．3969l／J．issn．1000—0658．2015．S1．028诸广岩体南部高坪地区细粒花岗岩的晶质铀矿年代学研究虞航，蔡煜琦，李伟林，黄国龙，庞雅庆，江卫兵(1．核工业北京地质研究院，中核铀资源勘查与评价技术重点实验室，北京100029；2．核工业290研究所，广东韶关512029)[摘要]通过岩矿鉴定、电子探针分析和晶质铀矿u—Pb同位素定年法，对诸广岩体南部高坪地区细粒花岗岩中的晶质铀矿进行详细研究。厘定的晶质铀矿多赋存于黑云母等造岩矿物中。测得晶质铀矿UO含量平均较高，同时含有ThO，其它造岩元素低于1，具有岩浆成因晶质铀矿特征。晶质铀矿u—Pb同位素年龄与对应锆石LA—ICP—MsU—Pb年龄较为一致。[关键词]富铀花岗岩；细粒花岗岩；晶质铀矿；U—Pb同位素定年；成岩年龄[文章编号]1000—0658(2015)S1—0350—05[中图分类号]P597[文献标志码]A诸广岩体南部是我国著名花岗岩型铀矿矿集花岗岩脉与围岩呈侵入接触关系，且分布广区之一，高坪地区位于诸广岩体南部的东侧(图泛，宽0．2～2m不等，以细粒二云母花岗岩1)。近几年，核工业290研究所在此开展铀矿普较为常见。镜下鉴定3组样品岩性为细粒(二查项目取得较好成果。本文以区内印支期细粒花云母)花岗岩，花岗结构，块状构造，主要矿物组成为：钾长石(30～40A0)以微斜岗岩为研究对象，通过系统的岩矿鉴定、电子探长石为主，粒度一般为1．2～2mm，极个别针分析和晶质铀矿U—Pb同位素定年，研究了晶粒度可达3mm；斜长石(100A～2O)呈板质铀矿的赋存形式，矿物成分和形成年龄，进一状、柱状晶形，具有环带结构，偶见应力条步探讨晶质铀矿形成年龄的地质意义。纹钠长石；石英(20～309／6)为无色透明粒状他形晶体，波状消光明显，常见石英亚1样品概况及岩相学特征颗粒；黑云母(2～5％)为黄褐色，片状，高坪地区已施工钻孔中普遍揭露晚期细普遍发育绿泥石化，可见黑云母褶曲、挫裂粒花岗岩岩脉，为保证样品测试数据的可比现象；白云母(1～3)为白色片状或条性，避免人为因素对所采集样品代表性的干带状，少数白云母边缘可见钛铁矿及其它金扰，本文研究的3组细粒花岗岩样品与之相属矿物析出，有时可见黑云母残留。副矿物同。样品采集位置如图1所示。以锆石、晶质铀矿、磁铁矿、钛铁矿、黄铁通过钻孔揭露情况表明，高坪地区细粒矿、磷灰石、榍石、独居石等为主。[收稿日期]2014—10—08[改回日期]2014—10—18[作者简介]虞航(1989一)，男，核工业北京地质研究院在读硕士研究生，研究方向：成矿规律与成矿预测。Email：hang．yu@foxmail．com ·352·铀矿地质第31卷注分析测试单位为核工业北京地质研究院分析测试中心。得加。Pb／。U，Pb／。。U和。Pb／∞Pb3组表观3晶质铀矿U—Pb同位素分析年龄。由于。U的丰度比。鹕U小得多，因此对于放射成因组分积累较少的晶质铀矿，∞Pb／。U3．1样品制备年龄比∞Pb／。弘U和。胛Pb／∞Pb年龄更能准确反晶质铀矿单矿物分离步骤如下：样品简映晶质铀矿的结晶时间。测试样品晶质铀矿纯度单处理之后经颚式碎样机破碎至8O目，经人较高，U的含量可达65．9％～67．4O，各组晶质工淘洗进行粗淘，重砂部分用环形磁铁去除强磁性矿物，再用电磁选仪进行分选以去除铀矿的3个表观年龄较为一致，显示出晶质铀矿电磁性矿物，过重液(三溴甲烷)分离出比形成之后较好的封闭体系，因此以∞Pb／∞。U表重大于2．89的重矿物，然后用工业酒精对余观年龄作为晶质铀矿形成年龄较为可靠(表2)。下重矿物进行精淘，最后在双目显微镜下挑花岗岩中的晶质铀矿是由于岩浆结晶分异作用形选晶形好、无氧化边的晶质铀矿进行年代学成的(戎嘉树，1980)，故笔者结合晶质铀矿形研究。成年龄，建议3组细粒(二云母)花岗岩的形成3．2晶质铀矿定年结果及分析年龄分别是249．9±3．5Ma、244．6±3．4Ma和单矿物晶质铀矿U—Pb同位素定年可获241．7±3．4Ma表23组细粒花岗岩中晶质铀矿u—Pb同位素定年结果Table2ResultsofU—Pbdatingof3groupsuranintefromfinegraingranite注：分析测试单位为核工业北京地质研究院分析测试中心。 增刊1虞航，等：诸广岩体南部高坪地区细粒花岗岩的晶质铀矿年代学研究·353·过程中都可以有晶质铀矿形成_8]。如本文所4讨论述晶质铀矿，它们分散在云母、长石和石英中，呈独立矿物包裹体形式存在，早于或同4．1晶质铀矿的成因时与造岩矿物结晶。晶质铀矿是典型的内生铀矿物，主要产于温根据铀的晶体化学性质，铀矿物与其他度和压力均较高的地质环境中，例如富铀花岗矿物的共生关系及铀在硅酸盐熔浆中迁移的岩、伟晶岩、变质岩(包括混合岩)和高温热液条件和形式，可以假设晶质铀矿从岩浆中分矿床(个别为中一低温热液矿床)等。也可作为离出来有以下两种途径：当岩浆的温度降低碎屑矿物产于古砾岩型沉积一变质矿床中。到UO熔点以下时，UO结晶形成晶质铀矿；花岗岩中晶质铀矿的析出主要受岩浆分岩浆中的水蒸气压力与挥发性组分的关系改异作用制约，岩浆熔融体的温度与压力、成变并趋向形成水时，铀的化合物(如UF，分与结构、酸碱性质和氧化还原条件，都影UCI等)水解生成UO(UF4-2HO—响着铀在岩浆作用中的演化]。有关天然UO2+4HF)[引。晶质铀矿产出物理化学条件的定量研究资料4．2年龄地质意义很少，不同产状晶质铀矿形成的温度、压力等条件可相差甚大。一般而言，其主要生成通过对3组细粒花岗岩中晶质铀矿进行温度范围为≥400～15O℃，压力范围为U—Pb同位素测年，结果证实其形成于印支早(2．3～1)×10。Pa(有时仅为n×10Pa)。生期。笔者先前对该3组细粒花岗岩中锆石进行成晶质铀矿的溶液(或熔体)大多呈酸性LA—ICP—MSU—Pb同位素定年，其定年结(pH一4～5)或弱酸性至弱碱性(pH一5～果与晶质铀矿U—Pb同位素定年结果对应关9)的完全还原状态[5]。系见表3。两组年龄较为吻合，同属印支早期晶质铀矿析出的条件与形式，在贫铀花年龄，但锆石LA—ICP—MSU—Pb同位素年岗岩岩浆与富铀花岗岩岩浆中有很大不同。龄与晶质铀矿U—Pb同位素年龄又有着一定富铀花岗岩岩浆中，晶质铀矿的晶出时间一的差异性，可能是分析测试方法自身的局限般不受岩浆分异程度的限制，在岩浆活动全性所致。表3细粒花岗岩两组同位素定年结果Table3Thecorrespondingrelationsbetweenisotopicdatingresultsoftwogroupsfinegraingranite注：*数据引目笔者硕士毕业论文，尚未发表。锆石LA—ICP—MSU—Pb同位素测定结提供了更充分的证据。此外，锆石LA—ICP—果表明，印支期锆石的形成与一期或多期富UMSU—Pb同位素定年法与晶质铀矿U—Pb同元素的岩浆热事件有关；受印支期富u元素的位素定年法，对同一岩体进行“平行”定年，岩浆热事件影响，加里东期或更老的残留锆石其结果相互佐证，更为可靠。边部发生重结晶作用产生黑色增生边。经偏光显微镜观察与电子探针分析，晶质铀矿大量存5结论在。通过晶质铀矿U—Pb同位素定年法，测得(1)富铀花岗岩中晶质铀矿主要赋存于晶质铀矿形成于印支早期。对“印支期岩浆岩黑云母、石英和斜长石等造岩矿物中，其周是一期或多期富铀岩浆活动的结果”这一假设，围较为醒目的放射性多色晕圈是鉴定晶质铀 ·354·铀矿地质第31卷矿的主要矿物学标志。[2]闵茂中，张富生，赵凤民，等．成因铀矿物学概(2)晶质铀矿电子探针分析结果及背散论Ec]．北京：原子能出版社，1992，31—37．E3]王剑锋．铀地球化学教程Ec]．北京：原子能出射图像显示，晶质铀矿晶形完整，UO平均版社，1986：173—217．含量87．67，同时含有ThO(1～[4]陈鸣．诸广山岩体南部中段花岗岩晶质铀矿标型3．74)，其他造岩元素低于1，体现出岩特征的探讨[J]．铀矿地质，1989，6(3)：浆成因的晶质铀矿特征。151—157．(3)利用晶质铀矿U—Pb同位素定年法，E5-]胡宝群，白丽红，潘天有，等．竹山下矿床中的获得3组晶质铀矿形成年龄分别为249．9±早期高温铀成矿作用l-J]．华东地质学院学报，'3．5Ma、244．6土3．4Ma和241．7士3．4Ma，2003，26(4)：311—319．与对应的锆石LA—ICP—MSU—Pb年龄较为[6]胡宝群，白丽红，徐达忠．下庄铀矿田早期高温一致，可代表细粒花岗岩的成岩年龄。成矿作用及其意义[J]．铀矿地质，2001，17(5)：280—283．[参考文献][7]田建吉，胡瑞忠，苏文超，等．661铀矿床U—Pb等实线年龄及其成矿构造背景[J]．矿床地1-1]章邦桐，吴俊奇，凌洪飞，等．赣南富城花岗岩质，2O1O，29(3)：452—460．中显微一超显微晶质铀矿的厘定及成因EJ]．矿物[8]张少琴，朱文凤，韦龙明．产铀花岗岩体中的晶学报，2011，31(2)：166—172．质铀矿的若干特征——以粤北石人嶂钨矿为例[J]．中国矿业，2009，18(11)：104—106．UraniniteGeOchr0n0l0gyandPetrogenesisofFineGrainGraniteinGaopingArea，SouthofZhuguangplutonYUHang，CAIYu—qi，LIWei—lin，HUANGGuo—long。PANGYa—qing，JIANGWei—bing)(1．CNNCKeyLaboratoryofUraniumResourceExplorationandEvaluationTechnology，BeijingResearchInstituteofUraniumGeology，Beijing100029，China；2．ResearchInstituteNo．290，CNNC，Shaoguan，Guangdong512029。China)Abstract：BasedonmicroscopeelectronicmicroprobestudyandU—Pbisotopedatingofuraninite，thispaperdiscussedthecharacteristicsofoccurrence。uraniummineralsanddelineateduraninitefromfinegraingraniteinGaopingarea．Theuraniniteswasfoundlocatedinrock—formingbiotite．TheuraninitesiswithhighaverageUO2contentandsomeThO2，andlessthan1otherelements，whichsuggestitsmagmaticorigin．TheresultsofUraniniteU—PbisotopedatingareclosetotheresultsofZirconLA—ICP—MSU—Pbdating．Keywords：uranium—richgranite；finegraingranite；uraninite；U—Pbisotopedating；diagenesisage