裴柳寧，郭春影*，鄒明亮

(1. 核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029； 2. 中核集團(tuán)鈾資源勘查與評價技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029； 3. 核工業(yè)二三〇研究所，湖南 長沙 410007)

0 引 言

晶質(zhì)鈾礦/瀝青鈾礦是熱液鈾礦床的重要鈾礦物，Holmes早在1911年就利用瀝青鈾礦的化學(xué)成分計算礦化年齡，是地質(zhì)學(xué)中最早確定絕對年齡的方法之一[1]；Ranchin在1968年已開始利用花崗巖中晶質(zhì)鈾礦的電子探針數(shù)據(jù)，通過U、Th、Pb含量計算其成礦化學(xué)年齡[2]；隨后，國內(nèi)外學(xué)者對鈾礦物電子探針U-Th-totalPb化學(xué)定年法進(jìn)行了不同程度的研究[3-5]，探討了鈾礦物U-Th-totalPb化學(xué)定年法的可靠性及實(shí)用性。20世紀(jì)60年代后，鈾礦物U-Th-totalPb化學(xué)定年法才被廣泛應(yīng)用到鈾礦床礦化年齡測定中，并在限定熱液鈾礦形成時代、厘定成礦期次方面起到關(guān)鍵作用[6-9]。

基性巖脈是巖石圈伸展作用的產(chǎn)物。研究表明：華南白堊紀(jì)—第三紀(jì)發(fā)生過6次大規(guī)模巖石圈伸展事件，分別為145～140、125～115、約105、95～85、75～70、55～40 Ma[10-13]，與華南不同類型鈾礦床的6個主成礦期(約135、120～115、105～100、90～85、75～70、50～45 Ma)具有較好的對應(yīng)關(guān)系[8,11,13-15]。下莊礦田是華南最大的花崗巖型鈾礦田之一，以往研究表明該礦田的鈾成礦作用與基性巖脈關(guān)系密切[10-11]，但在礦區(qū)、礦床尺度范圍內(nèi)基性巖脈與高精度鈾成礦年齡的對應(yīng)關(guān)系還未得到較好限制。仙石鈾礦床是華南下莊礦田重要的“交點(diǎn)型”鈾礦床。“交點(diǎn)型”鈾礦床是指硅化斷裂構(gòu)造帶交切基性巖脈的交點(diǎn)部位所控制的鈾礦體或礦化，礦體嚴(yán)格賦存于基性巖脈內(nèi)部或其邊緣[16]。鄧平等通過ID-TIMS法獲得約125 Ma(表觀年齡)和約81 Ma(等時線年齡)兩組礦化年齡，并分別對應(yīng)于早期角礫狀和晚期脈狀瀝青鈾礦[17]，礦化形成于約140和約90 Ma兩期基性巖脈侵位之后；Luo等采用鈾礦物SIMS U-Pb定年法獲得(135±4)、(113±2)和(104±2)Ma等3組表觀礦化年齡，并分別與約140、約115及約105 Ma等3期基性巖脈侵位時間基本一致[14]。上述研究表明：仙石鈾礦床存在多期鈾礦化，且都與基性巖脈關(guān)系密切，但鄧平等的研究中約125 Ma的表觀年齡只有一個[17]，而Luo等的研究則缺少與約90 Ma基性巖脈對應(yīng)的鈾礦化[14]，因此，仙石鈾礦床中基性巖脈侵位時間與鈾礦化年齡還沒有完全契合。近年來，包括電子探針化學(xué)定年法在內(nèi)的鈾礦物微區(qū)原位定年技術(shù)，為限定鈾成礦年齡、更好地厘定基性巖脈與鈾礦化的關(guān)系提供了新的可能。本文通過瀝青鈾礦電子探針U-Th-totalPb化學(xué)定年法，在限定下莊礦田仙石鈾礦床成礦時代的同時，也補(bǔ)充說明了約140和約90 Ma基性巖脈與鈾礦化的良好對應(yīng)關(guān)系；在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步梳理了下莊礦田的主成礦期，并初步探討了古太平洋板塊俯沖過程與下莊礦田及華南地區(qū)鈾主成礦期的地球動力學(xué)關(guān)系。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

華南地區(qū)地處歐亞大陸東緣，瀕臨西太平洋，其整體上由西北部的揚(yáng)子地塊、東南部的華夏地塊，以及兩者之間的江南造山帶三大構(gòu)造單元(圖1)組成[18]。華夏地塊與揚(yáng)子地塊在新元古代碰撞拼合，形成江南造山帶及統(tǒng)一的華南大陸。華南大陸經(jīng)歷了加里東期[19]、印支期[18]兩次重要的陸內(nèi)造山活化事件以及中—晚侏羅世以來太平洋向西俯沖的復(fù)雜構(gòu)造-巖漿-變形改造[20]，形成現(xiàn)今的大陸地質(zhì)格局。華南地區(qū)燕山期花崗巖的廣泛分布及幔源基性巖體的侵位，都與古太平洋板塊向歐亞大陸的俯沖消減作用有關(guān)[21]。

下莊礦田位于粵北貴東復(fù)式巖體的東部，貴東復(fù)式巖體則位于華夏地塊中南部，主要由印支期下莊巖體、帽峰巖體、魯溪巖體及燕山早期筍洞巖體等組成[圖2(a)]。礦田內(nèi)鈾礦床的分布嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制，NEE向、NNE向和NWW向斷裂相互交匯構(gòu)成的棋盤格子狀構(gòu)造控制了鈾礦床的分布[22]；這些斷裂帶充填有大量基性巖脈，這些基性巖脈的巖性主要為輝綠巖、角閃輝綠巖和輝綠玢巖[23]。NWW向基性巖脈主要分布在黃陂—張光營、下莊—寨下、魯溪—仙人嶂等斷裂中，單條巖脈厚度一般為5～22 m，延伸為15～20 km，角閃石Ar-Ar年齡主要有3期，分別為約140、約100和約90 Ma[10]；NEE向基性巖脈分布在巖體北部湖子地區(qū)；NNE向巖脈則主要充填在大帽峰—石角圍、仙人嶂—張光營等斷裂內(nèi)，單條巖脈厚度一般為2～10 m，延伸為7～8 km，角閃石Ar-Ar年齡約為140 Ma。前人研究表明鈾礦化與基性巖脈關(guān)系密切[10-11]。

圖件引自文獻(xiàn)[14]，有所修改

NEE向發(fā)育的黃陂斷裂和馬屎山斷裂控制了下莊礦田的鈾分布，礦床則多分布于次級構(gòu)造的復(fù)合部位[圖2(a)]。仙石鈾礦床位于下莊礦田的東南部，其鈾礦體主要賦存于NWW向魯溪—仙人嶂組輝綠巖脈、NNE向大帽峰—石角圍硅化帶和仙人嶂—張光營硅化帶相交部位[圖2(b)]，含礦圍巖主要為魯溪—仙人嶂組輝綠巖及筍洞中?！写至Ｋ瓢郀詈谠颇富◢弾r。礦床東西長約4.0 km，南北寬約0.2 km，含鈾約3 000 t，平均品位為0.3%～0.5%。一般情況下，輝綠巖的厚度即為礦體長度[17]。礦脈中礦石礦物以瀝青鈾礦為主，主要有脈狀、角礫狀兩種類型；金屬礦物主要為黃鐵礦，含少量赤鐵礦、方鉛礦、黃銅礦；脈石礦物則主要為方解石，其次為螢石和微晶石英。蝕變以赤鐵礦化、綠泥石化最常見，也與鈾礦化關(guān)系最密切。

2 樣品采集與分析方法

2.1 樣品采集及其特征

本文測試的鈾礦石樣品采自華南下莊礦田仙石鈾礦床的鉆孔430 m中段，采樣位置如圖2(b)所示。樣品中礦石礦物以瀝青鈾礦為主，主要呈脈狀，少量呈角礫狀，常沿輝綠巖角礫邊緣生長或與方解石、微晶石英共生[圖3(a)、(b)]；金屬礦物主要為膠狀、粒狀黃鐵礦，含少量赤鐵礦、方鉛礦、黃銅礦；脈石礦物則主要為方解石，其次是螢石和微晶石英；常見碳酸鹽化(方解石)、黃鐵礦化，及部分赤鐵礦化、綠泥石化、螢石化[圖3(f)]。本次樣品主要為瀝青鈾礦-方解石型礦化類型，存在角礫狀、脈狀兩類鈾礦化[圖3(a)、(c)]，都分布于方解石中。

Pit為瀝青鈾礦；Hem為赤鐵礦；Py為黃鐵礦；Cal為方解石；Ap為磷灰石；Chl為綠泥石；Q為石英；圖(c)中的小圖為角礫狀瀝青鈾礦的局部放大；圖(d)中的小圖指示脈狀瀝青鈾礦在光薄片中的位置；圖(f)中的小圖為黃鐵礦化的局部放大

2.2 分析方法

電子探針化學(xué)定年法能有效避免表層、裂隙等Pb易丟失區(qū)域，是簡便、快捷的無損微區(qū)原位定年技術(shù)[24]。將采集的樣品制成光薄片，先在顯微鏡下觀察，圈定的分析點(diǎn)位遠(yuǎn)離裂隙、邊緣等易發(fā)生Pb丟失部位，再噴碳后利用電子探針進(jìn)行背散射(BSE)觀察及主量元素分析。

瀝青鈾礦電子探針成分分析在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試中心完成，采用儀器型號為JXA-8100，分析方法執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)《電子探針定量分析方法通則》(GB/T 15074—2008)[25]。儀器運(yùn)行參數(shù)包括：加速電壓為20 kV，束流為1×10-8A，束斑直徑為2 μm，出射角為40°，分析方式為波譜分析，修正方式為ZAF。測試U、Th、Pb含量所用標(biāo)樣分別為金屬U、ThO2、PbS，峰位測試時間分別為10、30、30 s，背景測量時間分別為5、15、15 s，U、Th、Pb含量測定均采用X射線的Mα波段。詳細(xì)流程及數(shù)據(jù)處理方法可參考文獻(xiàn)[26]。

本文選用了Ranchin經(jīng)驗(yàn)公式(T=7 550.000×w(Pb)/(w(U)+0.365w(Th))[2]，T為化學(xué)年齡)以及Cameron-Schimann和張昭明涉及Th含量的算法[3-4]。Bowles指出約0.01% Pb相當(dāng)于1 Ma，而Pb含量分析精度為±5%，計算出的年齡也有類似的精度[5]，故本文年齡誤差根據(jù)Pb含量的5%(誤差類型為2σ)進(jìn)行計算。加權(quán)平均年齡采用Isoplot 3.00軟件[27]計算完成。

3 鈾礦物特征及定年結(jié)果

3.1 鈾礦物的賦存狀態(tài)特征

鈾礦石手標(biāo)本上可以明顯區(qū)分出角礫狀、脈狀兩類鈾礦化[圖3(a)]，且與輝綠巖關(guān)系密切[圖3(b)]，結(jié)合顯微鏡及掃描電鏡(SEM)觀察也可見角礫狀、脈狀兩類鈾礦化[圖3(c)～(e)]。瀝青鈾礦多呈脈狀分布在方解石中，少量呈角礫狀；角礫狀瀝青鈾礦呈顆粒狀，大小不一，常包裹赤鐵礦或角礫周圍發(fā)育細(xì)脈狀、浸染狀赤鐵礦[圖3(e)]；脈狀瀝青鈾礦主要呈細(xì)脈狀，常包裹少量方鉛礦、黃鐵礦等硫化物。因此，鈾礦物賦存狀態(tài)主要有以下3種類型：①呈脈狀、角礫狀分布在方解石中；②與赤鐵礦共生，常包裹赤鐵礦或赤鐵礦圍繞瀝青鈾礦發(fā)育；③包裹方鉛礦、黃鐵礦等硫化物。

瀝青鈾礦反光及背散射圖像顯示其表面灰度均勻，有少量碎裂紋，裂紋兩側(cè)及礦物邊緣灰度并沒有變淺[圖3(d)、(e)]，表明瀝青鈾礦結(jié)晶后體系一直較封閉，適合進(jìn)行電子探針化學(xué)定年研究[28]。

3.2 鈾礦物的化學(xué)成分特征

選取取自同一鈾礦石的XS-7(脈狀瀝青鈾礦產(chǎn)狀較好)、XS-13(角礫狀瀝青鈾礦產(chǎn)狀較好)兩個光薄片，挑選瀝青鈾礦表面灰度均勻、無裂紋的區(qū)域進(jìn)行電子探針分析，各測試10個分析點(diǎn)，部分分析點(diǎn)如圖3(d)、(e)所示，分析結(jié)果見表1。由表1可知，瀝青鈾礦化學(xué)成分含量基本一致，化學(xué)組成以UO2、PbO、CaO、SiO2、Na2O、Al2O3、K2O為主，大部分分析點(diǎn)的TiO2、Yb2O3、Y2O3含量低于電子探針的檢測限。兩類瀝青鈾礦UO2含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)差別不大，為85.09%～87.46%(平均值為86.60%)；但角礫狀瀝青鈾礦PbO含量卻明顯偏大，為1.22%～1.42%，都大于1.20%；而脈狀瀝青鈾礦PbO含量為0.85%～1.13%，大多小于1.00%。ThO2含量低于檢測限，未獲得數(shù)據(jù)。極低的Th含量，主要是由于溫度小于300 ℃時，Th具有低溶解度[29]，對應(yīng)于仙石鈾礦床的成礦溫度為150 ℃～250 ℃[17]。

表1 瀝青鈾礦電子探針化學(xué)成分分析結(jié)果

3.3 電子探針化學(xué)定年結(jié)果

依據(jù)Ranchin經(jīng)驗(yàn)公式[2]，得出XS-7光薄片脈狀瀝青鈾礦的電子探針U-Th-totalPb化學(xué)年齡為103.7～77.6 Ma(表2)。其中，分析點(diǎn)XS-7-3化學(xué)年齡為(103.7±5.2)Ma，明顯偏大，可能該分析點(diǎn)周圍存在裂隙造成體系開放[圖3(d)]，予以剔除；其余9個分析點(diǎn)的加權(quán)平均年齡為(84.1±3.2)Ma，平均標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重偏差(MSWD)為3.7[圖4(a)]；同樣，依據(jù)Cameron-Schimann算法[3]和張昭明算法[4]，9個分析點(diǎn)的化學(xué)加權(quán)平均年齡分別為(69.1±2.6)Ma(MSWD值為2.5)和(79.7±3.0)Ma(MSWD值為3.3)。

依據(jù)Ranchin經(jīng)驗(yàn)公式[2]，得出XS-13光薄片角礫狀瀝青鈾礦的電子探針U-Th-totalPb化學(xué)年齡為131.2～114.0 Ma(表2)。全部10個分析點(diǎn)的化學(xué)加權(quán)平均年齡為(123.3±4.5)Ma，MSWD值為2.7[圖4(b)]；同樣，依據(jù)Cameron-Schimann算法[3]及張昭明算法[4]，全部10個分析點(diǎn)的化學(xué)加權(quán)平均年齡分別為(101.8±3.6)Ma(MSWD值為2.7)和(116.9±4.2)Ma(MSWD值為2.7)。

圖4 瀝青鈾礦U-Th-totalPb化學(xué)加權(quán)平均年齡分布

表2 瀝青鈾礦電子探針U-Th-totalPb含量及化學(xué)年齡

將兩類瀝青鈾礦的3種化學(xué)年齡分別進(jìn)行對比分析(圖5)，可以看出3種算法的化學(xué)年齡分布特征基本一致，但大小卻按照Ranchin經(jīng)驗(yàn)公式[2]、張昭明算法[4]、Cameron-Schimann算法[3]的順序依次減小。前兩種算法的化學(xué)年齡在誤差范圍內(nèi)基本一致，但張昭明擬合的算法隨ThO2含量的變化化學(xué)年齡差異大[4]，而本文中分析點(diǎn)Th含量極低，此算法會導(dǎo)致年齡誤差較大；按照第三種Cameron-Schimann算法計算得到的化學(xué)年齡明顯偏小，且趙慧博等通過Cameron-Schimann算法計算得出的化學(xué)年齡(>1 500 Ma)與Monazite Age 軟件得出的結(jié)果更貼近，因此，該方法更適合年齡偏大的樣品[30]；而Ranchin的經(jīng)驗(yàn)公式對較老樣品給出的值往往偏大，非常適合年齡為200 Ma以下的樣品[31]。綜上所述，本文適合選用Ranchin經(jīng)驗(yàn)公式計算的U-Th-totalPb化學(xué)年齡，可信度高且地質(zhì)意義明確。

圖5 瀝青鈾礦3種U-Th-totalPb化學(xué)年齡對比

3.4 鈾礦物化學(xué)年齡的有效性

運(yùn)用瀝青鈾礦/晶質(zhì)鈾礦的電子探針化學(xué)定年法時，首先要滿足兩個條件：①鈾礦物自形成后，U-Th-totalPb體系一直處于封閉狀態(tài)；②待測鈾礦物中初始Pb含量極低，可忽略不計[32]。

從表3、4可知，兩類瀝青鈾礦各化學(xué)成分含量之間的相關(guān)系數(shù)絕大部分小于0.5，個別化學(xué)成分含量相關(guān)系數(shù)的異常是由于部分元素超過檢測限的數(shù)據(jù)點(diǎn)太少。由于SiO2與PbO含量、Na2O與PbO含量、Na2O與Al2O3含量、Na2O與CaO含量、PbO與Al2O3含量、PbO與CaO含量、Al2O3與CaO含量相關(guān)系數(shù)基本都小于0.5，所以本次測試的鈾礦物U-Th-totalPb體系相對封閉，得到的化學(xué)年齡可靠[26]。另外，對于年輕的地質(zhì)樣品，因初始Pb含量極低，可忽略不計[32]，而本文兩類瀝青鈾礦的年齡均小于130 Ma，符合此要求；且張昭明對中生代花崗巖中晶質(zhì)鈾礦同位素的研究發(fā)現(xiàn),放射性成因Pb占絕大多數(shù)，初始Pb所占比例很小，可忽略不計[4]。因此，本次測試分析選擇的瀝青鈾礦均滿足以上兩個條件。

根據(jù)Alexandre等的方法[33]做相關(guān)性圖解，將與Pb含量成負(fù)相關(guān)關(guān)系的陽離子作為x軸(本文中主要為Si4+和Ca2+，相關(guān)系數(shù)見表3、4)，根據(jù)Ranchin經(jīng)驗(yàn)公式計算的年齡作為y軸，推算瀝青鈾礦結(jié)晶年齡(圖6)。當(dāng)SiO2、CaO含量最小時，脈狀瀝青鈾礦得出的與y軸的交點(diǎn)年齡分別為81.68、81.65 Ma[圖6(a)、(b)]，兩者年齡相近，且與化學(xué)加權(quán)平均年齡((84.1±3.2)Ma)在誤差范圍內(nèi)基本一致。同樣地，角礫狀瀝青鈾礦根據(jù)線性關(guān)系推算的y軸交點(diǎn)年齡分別為124.2、130.0 Ma[圖6(c)、(d)]，也與化學(xué)加權(quán)平均年齡((123.3±4.5)Ma)在誤差范圍內(nèi)基本一致。

圖6 瀝青鈾礦SiO2、CaO含量與化學(xué)年齡的關(guān)系

表3 脈狀瀝青鈾礦電子探針化學(xué)成分的相關(guān)系數(shù)

綜上所述，仙石鈾礦床瀝青鈾礦樣品滿足電子探針化學(xué)定年要求，且根據(jù)Ranchin經(jīng)驗(yàn)公式得出的電子探針U-Th-totalPb化學(xué)加權(quán)平均年齡是可靠的。

4 討 論

4.1 仙石鈾礦床成礦時代

仙石鈾礦床是華南下莊礦田重要的“交點(diǎn)型”鈾礦床，本文對其中的瀝青鈾礦礦化特征進(jìn)行了詳細(xì)觀察和描述，并利用電子探針U-Th-totalPb化學(xué)定年法得出早白堊世(123.3±4.5)Ma和晚白堊世(84.1±3.2)Ma兩期礦化年齡，分別對應(yīng)于早期角礫狀、晚期脈狀瀝青鈾礦。這兩期礦化年齡與鄧平等獲得的約125 Ma(表觀年齡)和約81 Ma(等時線年齡)的角礫狀、脈狀兩期礦化年齡[17]在誤差范圍內(nèi)相一致，也分別與約140、約90 Ma基性巖脈具有較好的對應(yīng)關(guān)系，表明高精度的鈾成礦年齡不僅很好地制約了仙石鈾礦床的成礦時代，而且有利于確定鈾成礦期與巖石圈伸展事件的對應(yīng)關(guān)系，也為研究其他鈾礦床的形成時代、厘定礦化期次提供了有效技術(shù)手段。

表4 角礫狀瀝青鈾礦電子探針化學(xué)成分的相關(guān)系數(shù)

4.2 下莊礦田主要鈾成礦時代

下莊礦田是華南地區(qū)代表性花崗巖型鈾礦田之一，主要由印支期下莊巖體、帽峰巖體及燕山早期筍洞巖體等組成[10]。下莊巖體的代表性鈾礦床主要是下莊鈾礦床，帽峰巖體中發(fā)育的主要鈾礦床有希望、石土嶺鈾礦床，筍洞巖體中則主要有寨下、仙石鈾礦床。通過對這些代表性鈾礦床成礦年齡進(jìn)行歸納分析(表5)，并與華南伸展構(gòu)造事件對比，可大致總結(jié)出下莊礦田花崗巖型鈾礦床的主要成礦期及與巖石圈伸展事件的關(guān)系。

前人研究表明：華南板塊的中生代伸展構(gòu)造活動時代與火山巖/巖漿巖時代有較好的對應(yīng)關(guān)系，即伸展構(gòu)造活動期對應(yīng)于巖漿巖爆發(fā)期，而間歇期則發(fā)育擠壓構(gòu)造，時代上對應(yīng)于巖漿巖平靜期；并通過巖石圈伸展構(gòu)造引發(fā)的拆離斷層中糜棱質(zhì)花崗巖的黑云母Ar-Ar冷卻年齡得出，155～140和120～105 Ma為古太平洋板塊俯沖及華南板塊擠壓構(gòu)造時期，140～120和105～85 Ma為大規(guī)模弧后伸展及盆地發(fā)育時期[圖7(a)][34]。通過對下莊礦田代表性鈾礦床成礦年代的系統(tǒng)總結(jié)(表5)，以及前人和本次研究共30組礦化年齡的分析[圖7(b)、(c)]，初步認(rèn)為下莊礦田花崗巖型鈾礦床有140～120 Ma(集中于約125 Ma)、105～85 Ma(集中于約90 Ma)及80～60 Ma(集中于約70 Ma)3個主要成礦期。前兩個成礦期與前人通過構(gòu)造活動得出的伸展時間[34]相一致(圖7)，也與約140、約105、約90 Ma[10]這3期基性巖脈關(guān)系密切，表明古太平洋板塊俯沖板片后撤誘發(fā)的弧后伸展作用至少控制了下莊礦田乃至華南地區(qū)兩個階段的鈾成礦作用；第三個成礦期沒有拆離斷層構(gòu)造活動反映的伸展事件與之對應(yīng)[圖7(b)、(c)]，但與華南地區(qū)主要花崗巖型鈾礦田的主成礦期基本一致，如諸廣礦田約75 Ma[35-36]、桃山礦田約68 Ma[35]、河草坑礦田約75 Ma[35]、苗兒山礦田約70 Ma[35,37]，也與華南6個巖石圈伸展時間[10-13]中的75～70 Ma這一成礦期基本對應(yīng)，說明下莊礦田及華南地區(qū)80～60 Ma(集中在約70 Ma)這一成礦期鈾礦化很可能處于古太平洋板塊俯沖背景的伸展期，具體的構(gòu)造體制還有待研究。此外，下莊礦田還存在有始新世55～40 Ma的零星成礦年齡[39-40]，至于是否真實(shí)存在大于140 Ma或小于40 Ma的鈾成礦事件，還是由于樣品本身同位素體系遭到破壞，或樣品含有雜質(zhì)等因素影響其同位素年齡，這需要進(jìn)一步的研究。

表5 下莊礦田典型鈾礦床成礦年齡統(tǒng)計結(jié)果

圖件引自文獻(xiàn)[34]

4.3 華南鈾成礦與地球動力學(xué)響應(yīng)

華南地區(qū)屬于特提斯構(gòu)造域的一部分，在205～190 Ma存在一個明顯的巖漿巖間歇期[47]，代表了華南地區(qū)大地構(gòu)造背景由特提斯構(gòu)造域向太平洋構(gòu)造域的轉(zhuǎn)換[48]。中侏羅世(約170 Ma)開始，伊澤奈崎板塊沿歐亞大陸東南部邊緣向大陸之下低角度俯沖[49-50]。165～155 Ma華南地區(qū)發(fā)生大規(guī)模的巖石圈減薄與巖漿活動，體現(xiàn)了從燕山早期開始的構(gòu)造體制從擠壓向拉張的轉(zhuǎn)換過程，這與伊澤奈崎板塊向華南大陸之下的俯沖板片后撤所引發(fā)的弧后伸展有關(guān)[51-52]。此時，華南地區(qū)區(qū)域應(yīng)力場方向開始發(fā)生改變，NWW向斷裂轉(zhuǎn)為壓扭性，NNE向斷裂轉(zhuǎn)為右行張剪性[38]，基性巖脈往往沿著張剪性斷裂或伸展構(gòu)造發(fā)育，在下莊礦田則主要有NNE向、NEE向及NWW向3組基性巖脈，形成時間為約140、約105和約90 Ma[10]，在這3期基性巖脈侵位之后都有相應(yīng)的鈾礦化形成[53]。本文通過電子探針化學(xué)定年法獲得的(123.3±4.5)和(84.1±3.2)Ma兩期高精度鈾礦化年齡，從礦床尺度補(bǔ)充說明了約140、約90 Ma基性巖脈與鈾礦化的良好對應(yīng)關(guān)系，較早的一期礦化年齡也與(124±3)Ma一次重要構(gòu)造拉張活動[10]相符合。至于下莊礦田目前為什么沒有與約70、約50 Ma兩期鈾礦化對應(yīng)的基性巖脈年齡報道，可能有兩點(diǎn)原因：①基性巖脈通常含K較低且易蝕變導(dǎo)致Ar丟失或混染，全巖K-Ar年齡往往具有不確定性[54]；②這兩個時期處于拉張伸展階段的末期或另一構(gòu)造旋回的開始，小規(guī)模鈾礦床可能發(fā)育在壓扭性斷裂帶內(nèi)，基性巖脈不發(fā)育。至于具體原因則還需要更多后續(xù)工作來解釋。

Sun等認(rèn)為在125～120 Ma古太平洋板塊俯沖方向由SW向至NW向逆時針偏轉(zhuǎn)了80°，這一事件使中國東部大量造山型金礦床形成[55]，而古太平洋板塊的俯沖方向在約80 Ma又發(fā)生了一次順時針約30°的轉(zhuǎn)變[56]。這兩期事件與本文仙石鈾礦床通過瀝青鈾礦的電子探針U-Th-totalPb化學(xué)定年法所獲得的(123.3±4.5)和(84.1±3.2)Ma兩期成礦年齡有很好的對應(yīng)關(guān)系，且與下莊礦田主成礦期(140～120、105～85、80～60 Ma)中的兩期，以及前人統(tǒng)計華南地區(qū)鈾礦床6個主成礦期[11](約135、120～115、105～100、90～85、75～70、50～45 Ma)中的兩期都有明顯相關(guān)關(guān)系，表明古太平洋板塊俯沖方向轉(zhuǎn)變事件至少誘發(fā)華南地區(qū)兩個時期鈾成礦，也暗示古太平洋板塊NNW向俯沖作用可能控制了華南地區(qū)大規(guī)模花崗巖型熱液鈾礦床形成的開始[57]。在約50 Ma，太平洋板塊俯沖由NNW向轉(zhuǎn)變?yōu)镹W向，發(fā)生逆時針約45°的轉(zhuǎn)折[58]，在時代上剛好對應(yīng)于印度板塊向歐亞板塊開始碰撞的時期[59]，也對應(yīng)于華南地區(qū)大規(guī)模鈾成礦作用陸續(xù)結(jié)束的時間[57]，這與華南地區(qū)有小規(guī)模的55～40 Ma成礦年齡，卻沒有小于40 Ma成礦年齡的現(xiàn)象相一致。以上研究表明，古太平洋板塊NNW向俯沖作用或俯沖偏轉(zhuǎn)作用與下莊礦田及華南地區(qū)3個鈾成礦期都有很好的響應(yīng)關(guān)系。

5 結(jié) 語

(1)通過手標(biāo)本特征、顯微特征及化學(xué)成分特征區(qū)分出角礫狀、脈狀兩期與基性巖脈相關(guān)的鈾礦化，并利用瀝青鈾礦的電子探針U-Th-totalPb化學(xué)定年法分別獲得(123.3±4.5)Ma(MSWD值為2.7)和(84.1±3.2)Ma(MSWD值為3.7)兩期礦化年齡，不僅很好地限定了仙石鈾礦床的成礦時代，也從礦床尺度補(bǔ)充說明了約140和約90 Ma基性巖脈與鈾礦化的良好對應(yīng)關(guān)系，而且這兩期礦化年齡與華南下莊礦田的兩個主成礦期也具有很好的對應(yīng)關(guān)系，表明電子探針U-Th-totalPb化學(xué)定年法是研究鈾礦床形成時代、厘定礦化期次的重要手段。

(2)125～120、約80、約50 Ma古太平洋板塊俯沖方向的3次轉(zhuǎn)折，在下莊礦田及華南地區(qū)都有重要鈾成礦期與之響應(yīng)，古太平洋板塊俯沖伸展或俯沖偏轉(zhuǎn)作用可能是控制下莊礦田乃至華南地區(qū)鈾成礦的地球動力學(xué)因素。

核工業(yè)北京地質(zhì)研究院地質(zhì)礦產(chǎn)研究所何德寶、張振龍在野外觀察、樣品采集過程中給予了幫助，核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究所邰宗堯在電子探針數(shù)據(jù)獲取方面提供了幫助，中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所駱金誠對文章撰寫提出了寶貴意見，在此一并表示感謝！