李子穎，張萬(wàn)良

(1.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京　100029；2.核工業(yè)二七0研究所，江西 南昌　330200)

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江西相山礦田主要鈾礦化類(lèi)型及其地球化學(xué)特征對(duì)比研究

李子穎1，張萬(wàn)良2

(1.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京100029；2.核工業(yè)二七0研究所，江西 南昌330200)

江西相山礦田發(fā)現(xiàn)近30個(gè)鈾礦床，礦化與淺成超淺成侵入巖(次火山巖)關(guān)系密切，不管是劃歸火山巖型還是斑巖型礦床類(lèi)型，均屬于熱液型礦床。從熱液礦床的成礦構(gòu)造特點(diǎn)分析，相山礦田鈾礦化主要有隱爆碎屑巖型和蝕變巖型兩大類(lèi)，后者主要有水云母化蝕變巖型和鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型。通過(guò)收集資料，結(jié)合筆者完成的有關(guān)課題成果數(shù)據(jù)，對(duì)各鈾礦化類(lèi)型進(jìn)行了地球化學(xué)的對(duì)比研究，結(jié)果表明：隱爆碎屑巖型礦石品位較高，U含量大多大于1%，SiO2、Na2O含量較低，P2O5含量較高，K2O/Na2O比值平均11.51，主要伴生元素有Hf、Sb、Cu、Pb、Zn、Zr等；水云母化蝕變巖型礦化的K2O/Na2O比值平均4.83，伴生元素有W、Pb、Mo、Th、Sb等；鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型礦化的K2O/Na2O比值平均0.19，U與CaO、P2O5關(guān)系密切，伴生元素有Sr、Zr、Hf、Sc、W等。從鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型，到水云母化蝕變巖型，到隱爆碎屑巖型，即隨礦化巖石U品位的增高，稀土配分曲線(xiàn)呈現(xiàn)出從右傾向左傾有規(guī)律的變化。

隱爆碎屑巖；鈾礦化類(lèi)型；地球化學(xué)；相山礦田；江西

0　引　言

圖1　相山鈾礦田地質(zhì)略圖(據(jù)張萬(wàn)良和李子穎，2015)Fig.1　Sketch geological map of the Xiangshan uranium orefieldQ.第四系粘土、礫石；K2n.上白堊統(tǒng)南雄組紅色砂巖、砂礫巖；K1e.下白堊統(tǒng)鵝湖嶺組碎斑熔巖；K1d.下白堊統(tǒng)打鼓頂組砂巖、熔結(jié)凝灰?guī)r；T3a.上三疊統(tǒng)安源組石英砂巖、頁(yè)巖；Z.震旦系片巖、千枚巖；λζπ.流紋英安斑巖；γπ.花崗斑巖；γ.花崗巖

江西相山礦田是我國(guó)鈾礦大基地建設(shè)的重點(diǎn)礦區(qū)，是一個(gè)熱液型鈾礦田[1]，以前，對(duì)礦田的礦化類(lèi)型通常根據(jù)蝕變礦物組合劃分為堿交代型和螢石-水云母型，并對(duì)兩種礦化類(lèi)型進(jìn)行了地球化學(xué)特征的對(duì)比研究[2-3]*中國(guó)核工業(yè)地質(zhì)局《華東鈾礦地質(zhì)志》編寫(xiě)組.華東鈾礦地質(zhì)志. 南昌：核工業(yè)二七0研究所. 2005.，然而，近年來(lái)，在相山礦田開(kāi)采和深入找礦過(guò)程中，不斷發(fā)現(xiàn)特富鈾礦脈現(xiàn)象，這種礦脈厚度不大，品位特高，U含量多大于1%，兩側(cè)發(fā)育蝕變巖型低品位礦化，這種富礦脈作為相山礦田的主要礦化類(lèi)型，與堿交代型或螢石-水云母型礦化有本質(zhì)區(qū)別，因此，相山礦田的礦化類(lèi)型具有較大的深入研究意義。因?yàn)檎_厘定、劃分相山礦田礦化類(lèi)型，明確主攻類(lèi)型，不僅有助于我們深化相山礦田鈾礦成礦規(guī)律和成因的認(rèn)識(shí)，為找礦方向、勘查工作部署研究提供依據(jù)，同時(shí)，也是指導(dǎo)勘查成果取得的重要前提。為此，筆者從熱液礦床成礦構(gòu)造的一般特征分析入手，對(duì)相山鈾礦田主要礦化類(lèi)型進(jìn)行了重新劃分，并通過(guò)收集資料，包括筆者完成的有關(guān)課題成果數(shù)據(jù)，對(duì)各鈾礦化類(lèi)型進(jìn)行了地球化學(xué)對(duì)比研究。

1　礦田地質(zhì)概況

相山鈾礦田位于欽杭成礦帶北東段、贛杭構(gòu)造火山巖鈾成礦帶南西端，鈾礦主要產(chǎn)于相山火山侵入雜巖體內(nèi)[3-7]，相山火山侵入雜巖體產(chǎn)于EW向、NE向及NW向多組基底構(gòu)造的交匯部位，由火山噴發(fā)相酸性火山碎屑巖(夾沉積巖)、熔巖及火山期后淺成-超淺成侵入相斑巖組成(圖1)。雜巖體平面形態(tài)呈橢圓形，東西長(zhǎng)約20 km，南北寬14 km，面積約318 km2?；鹕綆r系基底為震旦系變質(zhì)巖及晚三疊世碎屑巖夾煤層，蓋層為上白堊統(tǒng)南雄組紅色碎屑巖和第四系。

淺成-超淺成侵入體如花崗斑巖(斑狀花崗巖)、流紋英安斑巖、英安玢巖等較廣泛分布，形態(tài)各異，花崗斑巖露頭規(guī)模在南部較大，呈巖株?duì)?，礦物粒度較粗，曾有“斑狀花崗巖”之稱(chēng)，往東部、北部，露頭漸小，呈巖墻、巖脈狀，至西部，露頭少而小，為分散的巖滴狀。流紋英安斑巖主要分布在西部或西北部。這種斑巖體分布特征與相山地區(qū)的鈾礦床主要分布在北部或西北部的事實(shí)可能有內(nèi)在的聯(lián)系。

2　礦化類(lèi)型

相山礦田發(fā)現(xiàn)近30個(gè)鈾礦床，不管是劃歸火山巖型還是次火山巖(斑巖)型礦床類(lèi)型，但歸屬熱液礦床是沒(méi)有疑問(wèn)的。大量實(shí)例研究表明[8-9]，熱液礦床的礦化類(lèi)型主要包括：(1)脈型礦化。指成礦熱液充填于具一定規(guī)模的張(剪)裂空間中，礦石(包括脈石)皆來(lái)源于熱液沉淀，脈狀礦床皆屬此類(lèi)；(2)細(xì)脈-浸染型礦化。指成礦熱液既充填于厘米或毫米級(jí)破裂群中，又在小破裂附近母巖中通過(guò)更小微裂隙發(fā)生交代，形成浸染狀礦化，礦石(包括脈石)只有一部分源于熱液沉淀，雛形斷裂控制的礦床即屬此類(lèi)礦化；(3)角礫巖型礦化。指成礦熱液膠結(jié)由母巖組成的角礫，礦石(包括脈石)只有一部分源于熱液沉淀，流體動(dòng)力角礫巖與構(gòu)造動(dòng)力角礫巖控制的礦床即屬此類(lèi)礦化；(4)蝕變巖型礦化。指成礦熱液全部交代或部分沉淀于構(gòu)造巖如碎裂巖或糜棱巖，或礦化母巖中，礦石(包括脈石)只有少部分源于熱液沉淀，斑巖型、蝕變碎裂巖型、蝕變糜棱巖型礦床即屬此類(lèi)礦化。

相山礦田至今未發(fā)現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的瀝青鈾礦脈，即未發(fā)現(xiàn)典型的脈狀鈾礦化，但局部發(fā)現(xiàn)脈狀的鉛鋅礦(圖版Ⅰ中照片1)，脈幅幾毫米至幾厘米，局部近0.5 m，如河元背ZK9-10孔433 m的鉛鋅礦脈，厚0.48 m，Pb品位6.55%，Zn 14.65%，Ag 175×10-6。細(xì)脈-浸染型鈾礦化往往達(dá)不到工業(yè)礦體的規(guī)范要求(圖版 Ⅰ 中照片2)，也不是相山礦田的主要鈾礦化類(lèi)型。角礫巖型(包括上述的富礦脈)和蝕變巖型礦化在相山礦田廣泛分布，是相山礦田的主要鈾礦化類(lèi)型(圖版 Ⅰ 中照片3、4)。

按成因的不同，角礫巖一般可分成兩大類(lèi)型，一類(lèi)是指由構(gòu)造動(dòng)力起主導(dǎo)作用形成的角礫巖，如斷層角礫巖，另一類(lèi)是指由流體動(dòng)力起主導(dǎo)作用形成的角礫巖，如隱爆角礫巖等，這種角礫巖也叫流體角礫巖。根據(jù)汪勁草的研究成果[8]，流體角礫巖按碎裂程度可作如下分類(lèi)(表1)。

相山礦田與鈾礦化有關(guān)的角礫巖，角礫或礦物碎屑沒(méi)有任何定向排列或構(gòu)造受力跡象，屬流體角礫巖類(lèi)，角礫巖體規(guī)模不等，角礫大小不一，碎裂程度各不相同。巴泉隱爆角礫巖走向長(zhǎng)110 m，寬19 m，垂深190 m，角礫大者達(dá)40 cm以上。鄒家山等礦床見(jiàn)不少爆發(fā)角礫巖或超爆發(fā)角礫巖脈(圖版Ⅰ中照片5、6)，脈寬數(shù)毫米到數(shù)厘米不等，最寬不超過(guò)1 m，有的超爆發(fā)角礫巖脈肉眼幾乎見(jiàn)不到角礫，野外常用“巖粉”稱(chēng)之，杜樂(lè)天稱(chēng)為“泥脈”，因?yàn)閺你@孔中取出來(lái)后是硬泥塊，半個(gè)月后即酥散成末[3]。參閱章邦桐等對(duì)閩北570鈾礦床和贛南6722鈾礦床的研究成果[10-11]，本文將相山礦田廣泛發(fā)育的與鈾成礦有關(guān)的流體角礫巖統(tǒng)稱(chēng)為隱爆碎屑巖。

以隱爆碎屑巖為含礦巖石的隱爆碎屑巖型鈾礦化是相山礦田的最主要礦化類(lèi)型，除此之外，蝕變巖型礦化也較廣泛分布。蝕變巖型鈾礦化以云際礦床最為典型，云際礦床也可稱(chēng)為堿(鈉)交代型鈾礦床，除云際礦床外，在其他礦床中，在隱爆碎屑巖型礦體的外側(cè)幾乎都有蝕變巖型鈾礦化的伴生。蝕變類(lèi)型除鈉長(zhǎng)石化外，還有水云母化、螢石化、綠泥石化、方解石化等，蝕變巖型礦化品位較低，或僅是礦化蝕變帶而已，但與隱爆碎屑巖(脈)的界線(xiàn)往往是截然的。

表1　流體角礫巖分類(lèi)表[8]

照片1　充填的鉛鋅礦脈(右側(cè))(牛頭山礦床北部ZK9-10, 433.40 m)

照片2　細(xì)脈-浸染型鈾礦化(荷上礦床ZK41A-9, 101 m)

照片3　隱爆碎屑巖型鈾礦化(河元背礦床ZK17-3, 797.60～797.80 m)

照片4　鈉長(zhǎng)石化流體蝕變巖型鈾礦化(云際礦床265 m中段1號(hào)礦體)

照片5　隱爆碎屑巖型鈾礦化(灰黑色)(鄒家山礦床-90 m中段某采場(chǎng), 隱爆細(xì)屑巖脈寬30～40 cm, 圍巖為弱紅化流紋英安斑巖)

照片6　數(shù)毫米寬的隱爆細(xì)屑巖脈(鄒家山-130 m中段, 兩側(cè)紅化, 圍巖為流紋巖英安斑巖)

Plate ⅠMineralization characteristic photos of Xiangshan orefield in Jiangxi

張玉燕等2011年對(duì)這種隱爆碎屑巖(富礦脈)及其兩側(cè)分帶特征進(jìn)行了微觀(guān)研究[12]，以居隆庵礦床為例，富礦脈及蝕變帶產(chǎn)于碎斑熔巖中，富礦脈U含量44 755×10-6，紫色螢石呈脈狀和團(tuán)塊狀充填于構(gòu)造巖中，礦石呈紫黑色，碎裂糜棱交代填隙結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成分有原巖蝕變殘余礦物(伊蒙混層粘土、石英和長(zhǎng)石)、螢石及瀝青鈾礦、黃鐵礦、輝鉬礦等；礦旁蝕變帶為低品位礦化巖石帶，U含量1 203×10-6，紅化明顯，原巖的斑狀結(jié)構(gòu)得到保留，礦物組成包括原巖殘留礦物以及鈉長(zhǎng)石、方解石、紫色螢石、黃鐵礦等蝕變礦物；礦旁蝕變帶外側(cè)依次是近礦蝕變帶、遠(yuǎn)礦蝕變帶，蝕變作用依次減弱，直至正常圍巖。

3　數(shù)據(jù)及分析

近年來(lái)，筆者在組織或參與有關(guān)科研項(xiàng)目過(guò)程中*李子穎,黃志章,李秀珍,等.相山礦田鈾深源成礦流體研究[R].北京:核工業(yè)北京地質(zhì)研究院. 2006.張萬(wàn)良，邵飛，徐金山，等. 相山、大洲地區(qū)火山巖型鈾礦成礦系列、勘查模式及遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)研究[R]. 南昌：核工業(yè)二七0研究所. 2008.張萬(wàn)良，周肖華，胡茂梅，等.相山礦田深部鈾礦找礦標(biāo)志研究[R]. 南昌：核工業(yè)二七0研究所. 2010.李子穎，張萬(wàn)良.相山礦田北西部不同成礦類(lèi)型比較研究及遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)[R]. 南昌：核工業(yè)二七0研究所. 2013.，對(duì)相山火山侵入雜巖進(jìn)行了多次調(diào)研，對(duì)各種礦化巖石進(jìn)行了較系統(tǒng)的采樣，采集的這些礦石或礦化巖石樣品主要包括隱爆碎屑巖型和蝕變巖型，而蝕變巖型樣品中，以水云母化為主的蝕變巖型和以鈉長(zhǎng)石化為主的蝕變巖型礦化巖石較多，以螢石化為主的、以綠泥石化為主的和以方解石化為主的蝕變巖型樣品很少，代表性差，實(shí)際上它們也不是相山礦田的主要礦化類(lèi)型，故沒(méi)有列入本文統(tǒng)計(jì)對(duì)比分析樣品。

這些從坑道或鉆孔采集的不同類(lèi)型的礦化巖石樣品，大多做了鏡下磨片觀(guān)察，之后送有關(guān)分析測(cè)試中心進(jìn)行了硅酸鹽化學(xué)全分析、微量元素和稀土元素測(cè)定。同時(shí)收集了相關(guān)研究報(bào)告，以及公開(kāi)發(fā)表的礦石樣品數(shù)據(jù)。以下共列出61個(gè)礦石或礦化巖石樣品的化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)(表2—表4)。這里指的礦石，是指U品位≥0.05%，而礦化巖石是指U品位≥0.005%。

這些分析測(cè)試數(shù)據(jù)，有的元素或組分沒(méi)有測(cè)定，在統(tǒng)計(jì)分析時(shí)用本類(lèi)型礦化巖石平均值代替；小于檢出限的組分或元素含量，用“檢出限/2”值代替，如<5,用2.5代之；<1,用0.5代之；Fe2O3由于有的分析報(bào)告中是總鐵的含義，有的不是，故也不參與統(tǒng)計(jì)計(jì)算。據(jù)此，分別計(jì)算隱爆碎屑巖型、水云母化蝕變巖型、鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型的主量元素、微量元素、稀土元素的平均值和有關(guān)參數(shù)，以便進(jìn)行對(duì)比分析。13ZJS-0、13ZJS-4、V097、V099、SZ-58-A-3、SZ-58-A-4、V211、V215、V216、V246、V157、V158、V03、V034樣品U含量小于0.05%，不參加礦石成分的平均值統(tǒng)計(jì)，但參與探討U與其他組分相關(guān)關(guān)系分析。

故本次采用的礦化巖石樣品數(shù)據(jù)有：隱爆碎屑巖型礦石18個(gè)，包括鄒家山礦床9個(gè)，橫澗—崗上英礦床(山南)2個(gè)，沙洲礦床2個(gè)，河元背礦床八號(hào)帶4個(gè)，居隆庵礦床1個(gè)；蝕變巖型礦石或礦化巖石43個(gè)，其中水云母化蝕變巖型9個(gè)，包括鄒家山礦床8個(gè)，橫澗—崗上英礦床1個(gè)，鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型34個(gè)，包括沙洲礦床11個(gè)，橫澗—崗上英礦床(山南)10個(gè)，云際礦床5個(gè)，鄒家山礦床4個(gè)，居隆庵礦床2個(gè)，荷上礦床1個(gè)，河元背礦床八號(hào)帶1個(gè)。從樣品分布情況看，隱爆碎屑巖型和鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型礦石樣品數(shù)量較多，分布較有代表性，而水云母化蝕變巖型礦化主要在鄒家山礦床內(nèi)較常見(jiàn)，礦化巖石樣品主要取自鄒家山礦井-170 m和-210 m中段。

4　主量組分的對(duì)比分析

隱爆碎屑巖型礦石品位較高，U含量0.674%～14.85%，大多數(shù)礦石U含量大于1%，平均U含量3.694%。流體蝕變巖型礦化品位較低，至今未發(fā)現(xiàn)U>1%的礦石，水云母化蝕變巖型U平均含量為0.350%，鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型U平均含量為0.241%(表5)。

隱爆碎屑巖型礦石，SiO2含量為6.67%～57.66%，平均35.49%；Al2O3含量為8.48%～28.01%，平均15.54%；CaO含量為0.99%～41.52%，平均14.23%；MgO含量為0.22%～2.95%，平均1.04%；K2O含量為0.88%～7.03%，平均4.03%；Na2O含量為0.12%～0.87%，平均0.35%；K2O/Na2O平均為11.51，TiO2含量為0.13%～1.56%，平均0.71%；P2O5含量為0.30%～7.59%，平均2.47%。與含礦圍巖相比，隱爆碎屑巖型礦化的突出特點(diǎn)是，SiO2、Na2O普遍降低，P2O5普遍增高，K2O/Na2O增高，Al2O3、TFe2O3、CaO變化較大。

表5　各類(lèi)礦石平均化學(xué)成分 (wB/%)

Table 5　Average chemical composition of various ores (%)

礦石類(lèi)型U/10-6SiO2Al2O3Fe2O3FeOCaOMgOK2ONa2OTiO2P2O5MnOH2O+灼失量隱爆碎屑巖型礦石水云母化蝕變巖型礦石 鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型礦石 最小值67426.678.480.320.400.990.220.880.120.130.300.053.804.26最大值14850057.6628.0120.6415.7241.522.957.031.091.567.590.385.5621.95平均值36943.435.4915.544.613.2414.231.044.030.350.712.470.144.669.29最小值58534.2814.421.080.101.560.583.380.120.080.470.062.434.71最大值783368.2523.937.055.7018.711.166.214.241.272.092.682.4313.14平均值3501.653.2518.333.692.046.580.844.971.030.600.890.602.437.43最小值50238.605.750.390.641.710.130.091.910.040.140.030.120.46最大值760071.5119.9915.554.6522.791.584.5010.100.8412.591.411.9015.12平均值2414.357.6314.733.522.266.980.551.156.070.302.480.160.944.39

流體蝕變巖型礦石(包括水云母化蝕變巖型和鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型，U>500×10-6)，SiO2含量34.28%～71.51%，平均56.88%，較隱爆碎屑巖型礦石高；Al2O3含量為5.75%～23.93%，平均為15.35%；CaO含量1.56%～22.79%，平均6.91%；MgO含量0.13%～1.58%，平均0.60%；K2O含量0.09%～6.21%，平均1.81%；Na2O含量0.12%～10.10%，平均5.20%；TiO2含量為0.04%～1.27%，平均0.36%，P2O5含量0.14%～12.59%，平均2.21%。流體蝕變巖型礦化的主要成分變化特點(diǎn)，除Na2O外，多數(shù)組分與隱爆碎屑巖型礦石的組分變化特點(diǎn)相似，如SiO2明顯降低，P2O5明顯增高，Al2O3、TFe2O3、CaO變化較大。

水云母化蝕變巖型和鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型礦石化學(xué)成分的主要區(qū)別是，K2O/Na2O比值不同，水云母化蝕變巖型K2O含量為3.38%～6.21%，平均4.97%，與圍巖相近，Na2O含量為0.12%～4.24%，平均1.03%，較圍巖略低，與圍巖相比，水云母化蝕變巖型K2O/Na2O比值增高，平均為4.83。鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型礦石與圍巖相比，Na2O明顯增高，K2O明顯降低，Na2O含量為1.91%～10.10%，平均6.07%，K2O含量為0.09%～4.50%，平均1.15%，K2O/Na2O比值明顯降低(平均僅0.19)。

隱爆碎屑巖型、水云母化蝕變巖型和鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型礦石的平均化學(xué)成分對(duì)比見(jiàn)圖2。從圖2可見(jiàn)，隱爆碎屑巖型礦石U品位高，往往形成富礦脈，SiO2在鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型礦石中較高，水云母化蝕變巖型和隱爆碎屑巖型礦化依次降低。Al2O3、K2O含量在水云母化蝕變巖型礦石中較高，CaO含量在隱爆碎屑巖型礦石中較高，Na2O含量在鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型礦石中較高，P2O5含量在水云母化蝕變巖型礦石中較低。

對(duì)于S、F、CO2組分，隱爆碎屑巖型礦石CO2含量為0.48%～15.60%，平均4.14%(8個(gè)樣品)；S含量為0.28%～4.51%，平均1.738%(9個(gè)樣品)；F含量為0.077%～28.00%，平均9.18%(10個(gè)樣品)。流體蝕變巖型(包括水云母化蝕變巖型和鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型)礦石的CO2含量為0.22%～12.80%，平均4.88%(10個(gè)樣品)；S含量為0.03%～8.21%，平均0.82%(29個(gè)樣品)，較隱爆碎屑巖型低；F含量為0.07%～2.30%，平均0.45%(31個(gè)樣品)，比隱爆碎屑巖型礦石明顯偏低。S、F特別是F的含量與鈾礦品位的高低似乎有較密切的關(guān)系。

關(guān)于U與主要組分之間的相關(guān)關(guān)系，我們將對(duì)不同類(lèi)型礦化巖石分別進(jìn)行討論和對(duì)比。

圖2　隱爆碎屑巖型和蝕變巖型礦石平均化學(xué)成分對(duì)比圖Fig.2　Average chemical composition comparison between cryptoexplosive clastic rock type and altered rock type ores

U與SiO2的關(guān)系總體上表現(xiàn)為，隨著鈾品位的增高，SiO2呈降低趨勢(shì)，U-SiO2表現(xiàn)出一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系，其中鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型礦化U-SiO2為顯著負(fù)相關(guān)(表6)，水云母化蝕變巖型和隱爆碎屑巖型礦化為弱負(fù)相關(guān)，反映了鈾礦化過(guò)程是一種去Si的流體作用過(guò)程。

U與CaO的關(guān)系較復(fù)雜，鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型礦化巖石U-CaO呈明顯的正消長(zhǎng)關(guān)系，水云母化蝕變巖型U-CaO相關(guān)性不顯著，隱爆碎屑巖型礦石CaO平均14.23%，最高達(dá)41.52%，但U-CaO沒(méi)有構(gòu)成消長(zhǎng)關(guān)系。表明相山礦田礦石隨著U品位的增高，CaO也有增加的趨勢(shì)，但U-CaO關(guān)系越來(lái)越不明確。隱爆碎屑巖型礦石中的CaO含量可能由多種含Ca的蝕變礦物疊加而成，有些含Ca的蝕變礦物如方解石可能是后期疊加的。

表6不同礦化類(lèi)型U與主要組分的相關(guān)系數(shù)

Table 6Correlation coefficient between U and main components in the different mineralization types

組分相山礦田礦石相關(guān)系數(shù)(n=61)隱爆碎屑巖型相關(guān)系數(shù)(n=18)水云母化蝕變巖型相關(guān)系數(shù)(n=9)鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型相關(guān)系數(shù)(n=34)檢驗(yàn)臨界值(α=0.1)0.21260.40030.58220.2869U-SiO2-0.581-0.296-0.407-0.640U-Al2O3-0.128-0.156-0.152-0.285U-FeO0.1960.081-0.3640.020U-CaO0.3330.0930.3200.704U-MgO0.064-0.261-0.190-0.045U-K2O0.180-0.083-0.435-0.454U-Na2O-0.454-0.298-0.400-0.080U-TiO20.3680.1110.0780.164U-P2O50.3740.6820.0610.601U-MnO-0.0100.514-0.0230.033U-灼失量0.337-0.016-0.0870.433U-S0.3270.3100.264-0.019U-F0.280-0.244-0.238-0.176

U與K2O關(guān)系也較復(fù)雜，在隱爆碎屑巖型礦石中，U-K2O基本無(wú)相關(guān)關(guān)系，但在蝕變巖型礦化中，U-K2O呈一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系。水云母化蝕變巖型礦化U-K2O相關(guān)系數(shù)為-0.435，鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型礦化U-K2O相關(guān)系數(shù)為-0.454。

U、Na2O關(guān)系與U、SiO2相似，總體呈反消長(zhǎng)關(guān)系。需要指出的是，鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型礦石，Na2O含量較高，其平均值高于碎斑熔巖、流紋英安斑巖或花崗斑巖的平均值，但U與Na2O沒(méi)有構(gòu)成良好的相關(guān)關(guān)系，鈉交代作用越強(qiáng)，鈾礦化不一定很強(qiáng)，表明鈾礦化不僅僅與鈉交代作用有關(guān)，鈾礦化與鈉交代可能并不同步。

P2O5是相山礦田與U最密切的組分之一，在隱爆碎屑巖型和鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型礦化巖石中均見(jiàn)到磷灰石礦物(圖版Ⅰ中照片7)，在U與主要組分的相關(guān)系數(shù)表中(表6)也表現(xiàn)為顯著的正相關(guān)關(guān)系，這種U-P密切的相關(guān)關(guān)系被認(rèn)為是U、P具有相同的來(lái)源(深源)引起的，U很可能是以磷酸鈾酰絡(luò)合物的形式進(jìn)行遷移搬運(yùn)的。而水云母化蝕變巖型礦化U-P沒(méi)有構(gòu)成良好的相關(guān)關(guān)系。

U-Al2O3、U-FeO、U-MgO基本未構(gòu)成明顯的正相關(guān)或負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明鈾礦化過(guò)程不會(huì)引起圍巖中Al2O3、FeO、MgO的明顯增減。

U與TiO2的關(guān)系，在隱爆碎屑巖型、水云母化蝕變巖型和鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型礦化巖石中均沒(méi)有構(gòu)成明顯的相關(guān)關(guān)系，但當(dāng)把這些不同品級(jí)、不同類(lèi)型的礦化巖石樣品加在一起(61個(gè)樣品)再計(jì)算U-TiO2相關(guān)系數(shù)時(shí)，其相關(guān)系數(shù)達(dá)0.368。礦石中除瀝青鈾礦外，還經(jīng)常見(jiàn)到鈦鈾礦，是U-TiO2組分之間具一定相關(guān)性的真實(shí)反映。

U-MnO在隱爆碎屑巖型礦化巖石中相關(guān)系數(shù)達(dá)0.514，為顯著相關(guān)；U-灼失量在鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型礦化巖石中相關(guān)系數(shù)為0.433，在相山礦田礦化巖石中為0.337，均為顯著相關(guān)；U-S在隱爆碎屑巖型礦化巖石和水云母化蝕變巖型礦化巖石中均表現(xiàn)為弱相關(guān)，而在相山礦田礦化巖石中呈顯著正相關(guān)。U-F在不同類(lèi)型礦化巖石中均為弱負(fù)相關(guān)，而在相山礦田礦化巖石中為正相關(guān)。

為進(jìn)一步討論U與主量組分之間的相關(guān)性，筆者在SPSS19.0平臺(tái)進(jìn)行了R-型聚類(lèi)分析(圖3)，結(jié)果表明：隱爆碎屑巖型礦化U與P2O5關(guān)系最密切，其次是S，再次是CaO和F；水云母化蝕變巖型礦化U與S關(guān)系最密切，其次是SiO2、FeO、MnO、P2O5；鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型礦化U與CaO、P2O5關(guān)系最密切，其次是F。相山礦田各種類(lèi)型礦化巖石樣品加在一起進(jìn)行聚類(lèi)分析則顯示，U與CaO、F、灼失量關(guān)系較密切，其次是S，再次是P2O5。

5　微量組分的對(duì)比分析

U等微量元素(U、 Th、 Cr 、Ni、 Co 、V、 W、 Rb 、Sr、 Ba 、Nb、 Ta 、Bi 、Zr 、Hf、 Cu、 Pb 、Zn、 Mo 、Sb、 Sc)相關(guān)分析表明(表7)，不同類(lèi)型的鈾礦化巖石具有不同的伴生元素特征。

表7不同礦化類(lèi)型U與微量元素的相關(guān)系數(shù)

Table 7Correlation coefficient between U and trace elements in the different mineralization types

組分隱爆碎屑巖型相關(guān)系數(shù)(n=18)水云母化蝕變巖型相關(guān)系數(shù)(n=9)鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型相關(guān)系數(shù)(n=34)相山礦田相關(guān)系數(shù)(n=61)檢驗(yàn)臨界值(α=0.1)0.40030.58220.28690.2126U-Th0.2650.7220.2120.478U-Cr-0.3450.903-0.033-0.189U-Ni0.1290.374-0.0040.210U-Co-0.2590.5490.2250.044U-V0.231-0.672-0.0020.277U-W0.5870.8610.5950.700U-Rb0.003-0.392-0.3210.317U-Sr-0.0900.0170.6730.241U-Ba-0.141-0.638-0.079-0.097U-Nb-0.1290.1470.2590.112U-Ta0.1000.241-0.080-0.018U-Bi0.496-0.324-0.084-0.067U-Zr0.6360.6130.4550.656U-Hf0.8680.6100.3940.832U-Cu0.758-0.063-0.0360.208U-Pb0.7500.9500.1170.641U-Zn0.3570.0070.1770.276U-Mo0.5110.7940.1650.714U-Sb0.8830.9940.3900.936U-Sc0.115-0.5690.6280.227U-REE0.3300.4140.5310.550

隱爆碎屑巖型礦化巖石，在置信水平α=0.1時(shí)，γ臨=0.400 3，與U顯著相關(guān)的元素有Sb(γ=0.883)、Hf(γ=0.868)、Cu(γ=0.758)、Pb(γ=0.750)、Zr(γ=0.636)、W(γ=0.587)、Mo(γ=0.511)、Bi(γ=0.496)，U-Th、U-Zn具有一定的相關(guān)性，但不顯著。此類(lèi)礦化伴生元素包括親S元素和親O元素，在隱爆碎屑巖型鈾礦化過(guò)程中，這些伴生元素可能與U具有相近的來(lái)源，并一起遷移，共同富集。水云母化蝕變巖型礦化巖石，在置信水平α=0.1時(shí)，γ臨=0.582 2，與U顯著相關(guān)的元素有Sb(γ=0.994)、Pb(γ=0.950)、Cr(γ=0.903)、W(γ=0.861)、Mo(γ=0.794)、Th(γ=0.722)、Zr(γ=0.613)、Hf(γ=0.610)。但在置信水平α=0.01時(shí)，U僅與Sb、Pb、Cr、W、Mo顯著相關(guān)。伴生元素的類(lèi)型與隱爆碎屑巖型礦化類(lèi)似，包括親S元素和親O元素。

鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型礦化巖石，在置信水平α=0.1時(shí)，γ臨=0.286 9，與U顯著相關(guān)的元素有Sr(γ=0.673)、Sc(γ=0.628)、W(γ=0.595)、Zr(γ=0.455)、Hf(γ=0.394)、Sb(γ=0.390)。當(dāng)在置信水平α=0.01時(shí)，U僅與Sr、Sc、W、Zr顯著相關(guān)。鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型礦化巖石與U伴生的元素以親石元素為主，親S元素較少。而且Sc、Sr僅在此類(lèi)型礦石中隨U含量增高而增高，可能與CaO含量增高和方解石化有關(guān)，它們?nèi)菀着cCa2+形成類(lèi)質(zhì)同象存在于方解石晶格中。

整個(gè)相山礦田的礦化巖石，包括隱爆碎屑巖型、水云母化蝕變巖型和鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型，在置信水平α=0.1時(shí)，γ臨=0.212 6，與U顯著相關(guān)的元素有Sb(γ=0.936)、Hf(γ=0.832)、Mo(γ=0.714)、W(γ=0.700)、Zr(γ=0.656)、Pb(γ=0.641)、REE(γ=0.550)、Th(γ=0.478)、Rb(γ=0.317)、V(γ=0.277)、Zn(γ=0.276)、Sr(γ=0.241)、Sc(γ=0.227)。當(dāng)在置信水平α=0.01時(shí)，γ臨=0.327 43，U僅與Sb、Hf、Mo、W、Zr、Pb、REE、Th顯著相關(guān)。

從上述可見(jiàn)，相山礦田各類(lèi)礦化巖石中，與U伴生的元素較多，主要的伴生元素有Sb、Hf、Mo、W、Zr、Pb、Th、REE等，Sb、Mo、Pb屬親S元素，W、Zr、Hf、Th、REE屬親O元素。看來(lái)，相山礦田鈾礦化主要包括親O元素和親S元素兩種類(lèi)型。但不同礦化類(lèi)型，伴生元素的類(lèi)型或組合特點(diǎn)不盡相同。

U及微量元素的聚類(lèi)分析表明(圖4)，隱爆碎屑巖型礦化巖石中，U、Hf、Sb關(guān)系最密切，其次是Cu、Pb、Zn、Zr；水云母化蝕變巖型礦化U與W、Pb、Mo、Th、Sb、Cr關(guān)系較密切，其次是Ta，再次是Sr、Zn；鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型礦化U與Sr關(guān)系最密切，其次是Zr、Hf、Sc，再次是W；相山礦田礦化巖石中U與Sb關(guān)系最密切，其次是W，再次是Zr、Hf，再次是Sc。

圖3　相山礦田不同類(lèi)型礦化巖石U及主量組分R-型聚類(lèi)分析組內(nèi)聯(lián)接樹(shù)狀圖Fig.3　R-cluster analysis tree diagram of U and main component of different type mineralization rocks in Xiangshan orefield(a)隱爆碎屑巖型礦化巖石；(b)水云母化蝕變巖型礦化巖石；(c)鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型礦化巖石；(d)相山礦田礦化巖石;度量標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間為Pearson相關(guān)性

圖4　相山礦田不同類(lèi)型礦化巖石U及微量元素R-型聚類(lèi)分析組內(nèi)聯(lián)接樹(shù)狀圖Fig.4　R-cluster analysis tree diagram of U and trace elements of different type mineralization rocks in Xiangshan orefield(a)隱爆碎屑巖型礦化巖石；(b)水云母化蝕變巖型礦化巖石；(c)鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型礦化巖石；(d)相山礦田礦化巖石；度量標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間為Pearson相關(guān)性

關(guān)于稀土元素，無(wú)論是隱爆碎屑巖型，還是流體蝕變巖型礦化巖石，U與REE均構(gòu)成了一定或較明顯的相關(guān)關(guān)系，但與REE最密切相關(guān)的元素不是U，而是Th，這在聚類(lèi)分析樹(shù)狀圖中可見(jiàn)之。

從鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型，到水云母化蝕變巖型，到隱爆碎屑巖型，即隨著礦化巖石U品位的增高，稀土配分曲線(xiàn)呈現(xiàn)出從右傾向左傾有規(guī)律的變化(圖5)，反映了U與重稀土元素的更密切的關(guān)系。

圖5　相山礦田礦化巖石稀土配分模式Fig.5　REE distribution pattern of the mineralized rocks in Xiangshan orefield

6　結(jié)　論

(1)江西相山礦田鈾礦化類(lèi)型主要有隱爆碎屑巖型和蝕變巖型兩大類(lèi)，后者主要有水云母化蝕變巖型和鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型兩亞類(lèi)。

(2)隱爆碎屑巖型礦石品位較高，SiO2、Na2O含量較低，P2O5較高，K2O/Na2O平均11.51，主要伴生元素有Hf、Sb、Cu、Pb、Zn、Zr等；水云母化蝕變巖型礦化K2O/Na2O平均為4.83，伴生

元素有W、Pb、Mo、Th、Sb等；鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型礦化K2O/Na2O平均為0.19，U與CaO、P2O5關(guān)系密切，伴生元素有Sr、Zr、Hf、Sc、W等。

(3)從鈉長(zhǎng)石化蝕變巖型，到水云母化蝕變巖型，到隱爆碎屑巖型，即隨礦化巖石U品位的增高，稀土配分曲線(xiàn)呈從右傾向左傾有規(guī)律的變化。

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Main Uranium Mineralization Types and Their Comparison of Geochemical Characteristics in Xiangshan Orefield, Jiangxi

LI Zi-ying1, ZHANG Wan-liang2

( 1.BeijingResearchInstituteofUraniumGeology,CNNC,Beijing100029,China;2.ResearchInstituteNo.270ofNuclearIndustry,Nanchang,Jiangxi330200,China)

Nearly 30 uranium deposits found in Xiangshan orefield of Jiangxi Province, whose uranium mineralization are closely related to hypabyssal or super hypabyssal intrusive rock (subvolcanic rock). Whether porphyry or volcanic rock type is hydrothermal uranium deposits. Analyzing from the metallogenic tectonic characteristics of the hydrothermal deposits in the orefield, there are two kinds of uranium mineralization, namely, cryptoexplosion clastic rock type and alteration rock type, the latter mainly includes hydromica altered rock type and albitization altered rock type. In this paper, by collecting data, combining with the data of relevant topics, a comparative study of geochemical characteristics of various uranium mineralization was carried out. Results show that, the ore grade of cryptoexplosion clastic rock type is higher, and mostly content of U is more than 1%. There is lower SiO2and Na2O and higher P2O5, and the ratio of K2O and Na2O is 11.51 on average, and the main associated elements are Hf, Sb, Cu, Pb, Zn, Zr, etc.; K2O/Na2O of hydromica altered rock type is 4.83 on average, and associated elements are W, Pb, Mo, Th, Sb, etc.; K2O/Na2O of albitization altered rock type is 0.19 on average, U has a close relationship with CaO and P2O5, and associated elements are Sr, Zr and Hf, Sc, W, etc. From the albitization altered rock type, to hydromica altered rock type, to the cryptoexplosion clastic rock type, with the increasing of U grade, REE distribution curve appears a regular change from right to left lean.

cryptoexplosive clastic rock; uranium mineralization type; geochemistry; Xiangshan orefield; Jiangxi

2015-01-09；改回日期：2015-06-19；責(zé)任編輯：樓亞兒。

李子穎，男，研究員，1964年出生, 礦產(chǎn)普查與勘探專(zhuān)業(yè)，主要從事鈾礦地質(zhì)研究工作。Email: zyli9818@126.com。

張萬(wàn)良，男，教授級(jí)高級(jí)工程師，1962年出生，礦產(chǎn)普查與勘探專(zhuān)業(yè)，主要從事鈾礦勘查研究工作。

Email:zwl270@163.com。

P619.14

A

1000-8527(2016)01-0001-16