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小秦嶺華陽川地區(qū)呂梁期和燕山期鈾成礦作用:來自含鈾偉晶巖年代學的啟示

2022-06-24 03:25李普濤辜平陽李永軍何世平汪雙雙莊玉軍陳銳明
地球科學與環(huán)境學報 2022年2期
關鍵詞:熱液鋯石鈾礦

李普濤,辜平陽,李永軍,何世平,汪雙雙,莊玉軍,陳銳明

(1. 中國地質調查局西安地質調查中心,陜西 西安 710054; 2. 中國地質調查局造山帶地質研究中心, 陜西 西安 710054; 3. 長安大學 地球科學與資源學院,陜西 西安 710054)

0 引 言

華陽川地區(qū)位于華北克拉通南緣小秦嶺構造帶西部(陜西省境內),區(qū)內鈾成礦條件良好,鈾礦類型多樣。華陽川鈾礦發(fā)現于20世紀50年代,以含鈮鈦鈾礦的碳酸巖脈而知名。已往有關華陽川鈾礦年代學研究也主要集中在碳酸巖型鈾礦。喻學惠提及華陽川碳酸巖中金云母K-Ar年齡為181 Ma;何升等對華陽川礦區(qū)的偉晶巖脈(長石-石英脈)和碳酸巖脈(長石-石英-方解石雜脈)中被鈮鈦鈾礦包裹的未蝕變黑云母進行Ar/Ar定年,獲得兩組年齡分別為(132.58±0.70)Ma和(93.72±2.38)Ma。高龍剛等對從華陽川礦區(qū)內的碳酸巖型鈾礦中選出的晶質鈾礦進行U-Pb定年,得到235~201 Ma(印支期)和133~129 Ma(燕山期)兩期鈾成礦年齡,分別代表了區(qū)內印支期碳酸巖漿熔體的成礦作用和燕山期花崗巖漿熱液的疊加改造成礦作用。另外,華陽川外圍的黃龍鋪大石溝碳酸巖型鉬礦和鄰區(qū)的西溝石英脈型鉬礦的輝鉬礦Re-Os年齡分別為222.0~209.5 Ma和214.7~206.7 Ma,也反映本區(qū)印支期發(fā)生的成礦事件。上述對含鈾碳酸巖的年代學研究表明,華陽川地區(qū)存在印支期和燕山期兩期鈾成礦作用。由于碳酸巖中缺乏足夠數量和質量可靠的直接定年礦物,所以獲得的鈾成巖成礦年代學數據仍然較少。

近年來,項目組在華陽川礦區(qū)西部外圍的鐵岔溝—黃家溝—草坪溝一帶發(fā)現大量含鈾偉晶巖(細晶巖)脈、花崗巖脈等,部分脈體的U、Nb、稀土元素等含量已經達到富礦品位。本文結合礦體野外觀測,通過巖相學、礦物學、鋯石和獨居石U-Pb年代學等研究,在含鈾偉晶巖中獲得了由鋯石U-Pb年代學約束的呂梁期((1 922.5±6.0)Ma)成巖成礦年代數據和由獨居石U-Pb年代學約束的燕山期((141.9±1.8)Ma)熱液疊加改造成礦證據,以期為小秦嶺華陽川地區(qū)鈾礦成因理論創(chuàng)新和找礦工作部署提供參考。

1 成礦地質背景

華陽川地區(qū)所處的小秦嶺構造帶是一個變質核雜巖-拆離構造(圖1),由山前斷裂(太要斷裂)、山后斷裂(由金堆城斷裂、華陽川斷裂、小河斷裂等相接構成)和洛南—欒川斷裂等3個深大邊界斷裂限制。邊界斷裂控制了變質核雜巖的出露范圍。不同時代的各類巖漿巖和脈體侵入到變質核雜巖中,使得華陽川地區(qū)的鈾礦床成為一個由“古老基底+深大斷裂+巖漿作用”耦合形成的多種類型、復雜成因礦床。

1為寒武系;2為震旦系;3為薊縣系;4為長城系;5為元古界鐵洞溝組;6為太古界太華巖群;7為白堊紀—侏羅紀二長花崗巖;8為寒武紀正長巖;9為中元古代二長花崗巖;10為古元古代二長花崗巖;11為古元古代正長斑巖;12為古元古代閃長巖;13為太古代太峪嶺、翁岔鋪片麻巖套;14為喜山期地殼拼貼斷裂、脆韌性剪切帶、韌性剪切帶;15為區(qū)域性斷裂、一般性斷裂;16為地質界線;17為華陽川鈾礦區(qū)位置;18為樣品編號及位置;19為地名;圖件引自文獻[21],有所修改圖1 小秦嶺華陽川地區(qū)區(qū)域地質簡圖Fig.1 Simplified Regional Geological Map of Huayangchuan Area in Xiaoqinling

根據區(qū)內鈾成礦規(guī)律,與鈾成礦關系密切的地質體主要有太華巖群、華陽川斷裂,以及老牛山、華山花崗巖體等。太華巖群作為基底“變質核雜巖”,按巖性可分為“表殼巖系”和古老“TTG巖套”,形成年代相對集中在約2.8、約2.5和2.0~1.8 Ga等3個時間階段,為區(qū)內各類成巖成礦事件提供了物質來源和賦礦空間。華陽川斷裂是一個具有韌性剪切帶性質的深大斷裂,其一系列次級斷裂控制了區(qū)內鈾礦化帶的分布范圍和鈾礦體的產出狀態(tài)。華陽川斷裂內構造片巖的黑云母Ar/Ar年齡為(419.0±0.6)Ma,代表了加里東期的主導構造變形事件。華陽川礦區(qū)外圍的華山和老牛山花崗巖主體形成時代為印支期(223~205 Ma)—燕山期(152.0~131.9 Ma),代表了東秦嶺造山帶印支期—燕山期2次重要的花崗巖漿活動,為后期U的疊加改造成礦提供了流體和驅動力。

2 樣品采集及巖石特征

2.1 樣品采集

樣品采自小秦嶺華陽川地區(qū)華山巖體南側的草坪溝一帶[圖1(b)],樣品巖性為含鈾花崗質偉晶巖[圖2(a)、(b)]。根據野外觀測,含鈾偉晶巖呈較大規(guī)模的單脈體產出[圖2(a)],地表出露的寬度可達數米,延伸長度可達上百米;放射性γ值和U、Nb刻槽樣化學品位已經達到富礦級別;脈體走向為近EW向,傾向約60°,傾角約40°;與圍巖太華巖群呈侵入接觸,接觸界線明顯,接觸帶巖石蝕變、風化現象明顯[圖2(a)、(b)],表明接觸帶是流體易作用的薄弱帶。

2.2 巖相學特征

采用德國蔡司Stemi305型偏光顯微鏡對樣品薄片進行觀察。鏡下觀察顯示:含鈾偉晶巖具有偉晶結構;主要礦物為鉀長石(微斜長石)、斜長石、石英、方解石、黑云母和角閃石等,晶型較好的鋯石顆粒發(fā)育在微斜長石和石英晶間[圖2(c)],巖石礦物總成分相當于花崗質;可見石英邊部較圓滑的嵌晶結構以及造巖礦物呈現弱定向排列結構[圖2(c)],顯示巖石經歷了一定程度的混合巖化作用;在微斜長石中可見析出的斜長石[圖2(d)],表明巖石經歷了交代作用。含鈾偉晶巖經歷了一定程度的混合巖化、交代等變質作用,明顯不同于本區(qū)印支期—燕山期以來的花崗偉晶巖脈普遍未遭受變質作用的特征。

Qz為石英;Pl為斜長石;Mic為微斜長石;Zr為鋯石;Bi為黑云母;Cal為方解石。圖2 含鈾偉晶巖脈照片和偏光顯微照片Fig.2 Field Photos and Polarized Photomicrographs of U-bearing Pegmatite Vein

2.3 礦物學特征

礦物學特征主要采用MLA650掃描電鏡分析測試。掃描電鏡分析顯示:含鈾偉晶巖的鉀長石晶間發(fā)育晶型較好的鋯石顆粒[圖3(a)],顯示出巖漿鋯石的特征;鋯石與鈮鈦鈾礦、黑云母共生在鉀長石晶間[圖3(b)],表明鈮鈦鈾礦可能為成巖期形成;獨居石礦物普遍被磷灰石、褐簾石包裹[圖3(c)~(e)];見到獨居石在鈮鈦鈾礦外圍生長[圖3(d)],或是獨居石和鈮鈦鈾礦共同被磷灰石、褐簾石包裹的現象[圖3(e)],表明獨居石形成同步或略晚于鈮鈦鈾礦;在鉀長石的裂隙見到大量晶型較好的獨居石、鈮鈦鈾礦、黑云母及石英共生現象[圖3(f)],反映了發(fā)育在巖石裂隙中的熱液結晶現象,此類型獨居石顯示與鈮鈦鈾礦同期形成的特征。

Kf為鉀長石;Qz為石英;Alt為褐簾石;Ap為磷灰石;Mz為獨居石;Bnr為鈮鈦鈾礦;Ur為晶質鈾礦;Mt為磁鐵礦;Cp為黃鐵礦;Bi為黑云母;Zr為鋯石圖3 含鈾偉晶巖掃描電鏡照片Fig.3 SEM Photos of U-bearing Pegmatite

由于鈮鈦鈾礦是主要的含鈾礦物,根據鈮鈦鈾礦和鋯石、獨居石及其他副礦物的的產出特征,可以推測出含鈾偉晶巖中的鈮鈦鈾礦可能有2期形成,分別是:與鋯石共生在鉀長石晶間的鈮鈦鈾礦,代表偉晶巖成巖過程中的U富集成礦[圖3(a)、(b)];與獨居石共生在鉀長石裂隙的鈮鈦鈾礦,代表后期熱液作用的疊加改造成礦[圖3(c)~(f)]。因此,鋯石、獨居石年代學特征可以指示與各自共生的鈮鈦鈾礦的形成年代。

3 分析方法及結果分析

3.1 分析方法

鋯石和獨居石樣品的制靶和照相均在河北省廊坊市宇能巖石礦物分選技術服務有限公司進行。具體方法為:對礦石樣品進行破碎、磨細、過篩后,利用重液法挑出鋯石和獨居石;將均一、透明、無裂痕、無包體的鋯石和獨居石顆粒固定在透明的環(huán)氧樹脂中,拋光打磨至鋯石顆粒一半出露;然后對鋯石進行陰極發(fā)光(CL)照相,對獨居石進行背散射(BSE)照相;最后根據鋯石陰極發(fā)光圖像和獨居石背散射圖像,結合研究目的,分別在鋯石和獨居石上選擇合適的測試區(qū)域。

鋯石和獨居石U-Pb同位素分析均在中國地質調查局西安地質調查中心微區(qū)實驗室進行。鋯石和獨居石U-Pb同位素測定均采用GeoLas Pro193 nm型激光剝蝕系統(tǒng)、Agilent 7700x型ICP-MS儀;年齡計算采用Glitter 4.4軟件完成,數據投圖利用Isoplot 3.70軟件完成;微量元素檢出范圍一般為10級,部分元素可達10級,能夠滿足本次研究的需要。不同的是:鋯石測試采用的激光剝蝕束斑直徑為32 μm,年齡計算以91500標準鋯石進行同位素分餾校正,鋯石詳細的儀器參數和測試過程可參考文獻[36]。獨居石測試采用的激光剝蝕束斑直徑為16 μm,獨居石標準樣品44069作為外標進行U-Pb同位素分餾效應和儀器漂移的校正計算,該標樣U-Pb年齡均為425 Ma左右,詳細測試流程可參考文獻[38]。

3.2 結果分析

3.2.1 鋯 石

鋯石樣品(D68Zr)的U-Pb同位素分析結果見表1。由于古老鋯石(>1 000 Ma)往往存在一定Pb丟失,在相同初始條件下和共同的地質構造環(huán)境下,Pb和Pb具有同步變化的特征,二者保持相對穩(wěn)定的比值,故采用Pb/Pb年齡來代表古老鋯石(>1 000 Ma)的形成年齡,而對于年齡小于1 000 Ma的鋯石則采用Pb/U年齡。

鋯石樣品的30個分析點中有28個數據諧和度較高。鋯石陰極發(fā)光圖像及分析點位置見圖4。由圖4可以看出:鋯石大部分為灰白色—灰色—深灰色,呈自形—半自形晶型;形狀基本為長柱狀,粒度一般在100~150 μm,長寬比多為1∶1~2∶1;大部分鋯石可見明顯的巖漿振蕩環(huán)帶;Th/U值為0.14~0.42,平均值為0.23,總體顯示出巖漿鋯石的特征。在鋯石U-Pb年齡諧和曲線[圖5(a)]中,上交點年齡為(1 867±50)Ma。Pb/Pb年齡介于(1 955±10)~(1 888±36)Ma(表1),加權平均年齡為(1 922.5±6.0)Ma(平均標準權重偏差(MSWD)為2.1,分析點個數()為28)[圖5(b)],代表了偉晶巖的成巖年齡。

圖4 含鈾偉晶巖鋯石陰極發(fā)光圖像Fig.4 CL Images of Zircons from U-bearing Pegmatite

圖5 含鈾偉晶巖鋯石U-Pb年齡諧和曲線和年齡分布Fig.5 Concordia Diagram and Distribution of Zircon U-Pb Ages of U-bearing Pegmatite

表1 含鈾偉晶巖的鋯石U-Pb同位素分析結果Table 1 Analysis Results of Zircon U-Pb Isotope of U-bearing Pegmatite

3.2.2 獨居石

考慮到華陽川地區(qū)的鈾礦伴生較多Pb,獨居石中可能會含有較多的普通Pb。為提高年代學數據的可靠性,本次獨居石年代學測試不進行普通Pb校正,而采用Tera-Wasserburg反向諧和曲線進行計算,其下交點年齡代表了獨居石的形成年代。獨居石樣品(D68Mz)的U-Pb同位素分析結果見表2。從樣品中挑選了25顆獨居石的37個不同部位作為分析點(圖6),得到1組可靠性較高的Pb/Pb Tera-Wasserburg反向諧和年齡,為(141.9±1.8)Ma(MSWD值為4.5,=37)(圖7)。

圖6 含鈾偉晶巖獨居石背散射圖像Fig.6 BSE Images of Monazite from U-bearing Pegmatite

Tera-Wasserburg反向諧和年齡為(141.9±1.8)Ma圖7 含鈾偉晶巖獨居石樣品Tera-Wasserburg反向諧和曲線Fig.7 Tera-Wasserburg Plot of Monazite Samples from U-bearing Pegmatite

表2 含鈾偉晶巖的獨居石U-Pb同位素分析結果Table 2 Analysis Results of Monazite U-Pb Isotope of U-bearing Pegmatite

獨居石稀土元素分析結果在U-Pb年齡測試時同時獲得(表3)。圖 8為根據分析結果繪制的獨居石球粒隕石標準化稀土元素配分模式。從表3和圖8可以看出:獨居石樣品的稀土元素總含量為(786 219~843 797)×10,平均值為808 574×10;輕稀土元素總含量為(780 234~840 476)×10,平均值為804 747×10,而重稀土元素總含量僅為(1 474~7 640)×10,平均值為3 822×10;LREE/HREE值為49~262,平均值為111,表明獨居石輕、重稀土元素分餾十分明顯;獨居石具有Eu強烈虧損和右傾特征(圖8);獨居石在重稀土元素區(qū)段也看不到明顯的W型曲線。

表3 獨居石樣品稀土元素分析結果Table 3 Analysis Results of REE of Monazite Samples

ws為樣品含量;wc為球粒隕石含量;同一圖中相同線條對應不同分析點;球粒隕石標準化數據引自文獻[44]圖8 含鈾偉晶巖獨居石球粒隕石標準化稀土元素配分模式Fig.8 Chondrite-normalized REE Pattern of Monazite from U-bearing Pegmatite

4 討 論

4.1 呂梁期偉晶巖成巖作用與U預富集

根據野外觀測,含鈾偉晶巖呈較大的單脈體侵入到太華巖群中,與華陽川礦區(qū)內的網脈狀碳酸巖脈產狀完全不同。雖然含鈾偉晶巖中發(fā)育一定程度的交代-混合巖化等高級變質作用,但同圍巖太華巖群的侵入接觸界線仍然清晰可見[圖2(a)]。含鈾偉晶巖經歷一定程度變質作用的特征也不同于本區(qū)印支期—燕山期以來未遭受變質作用的花崗偉晶巖脈(如區(qū)內與老牛山或華山花崗巖漿作用有關的偉晶巖脈)。偏光顯微鏡和掃描電鏡下可觀察到大量晶型完好的巖漿鋯石顆粒[圖2(c)和圖3(a)、(b)],與鈮鈦鈾礦共生在鉀長石、石英和黑云母等造巖礦物的晶間或裂隙[圖3(b)],表明巖石中存在與鋯石同期形成的鈮鈦鈾礦,反映了成巖期成礦的特征。鋯石陰極發(fā)光圖像總體顯示出巖漿鋯石的特征,鋯石U-Pb年齡代表偉晶巖的成巖年齡;鋯石的30個分析點中有28個數據諧和度較高,表明絕大部分鋯石都是巖漿成因;鋯石Pb/Pb年齡介于(1 955±10)~(1 888±36)Ma(表1),加權平均年齡為(1 922.5±6.0)Ma[圖5(b)]。綜上所述,華陽川地區(qū)存在呂梁期偉晶巖成巖過程中的U預富集現象。

區(qū)域上,沿華北克拉通內部古陸塊邊緣的碰撞造山帶分布著大量呂梁期鈾多金屬礦床,典型礦床有遼寧連山關3075礦床、鳳城翁泉溝鈾鐵硼礦床、營口六塊地鈾一黃鐵礦礦床,山西平陸405礦床和甘肅紅石泉7201礦床等。這些鈾多金屬礦床成礦年代主要集中在呂梁期(2.0~1.8 Ga),反映了華北克拉通呂梁期基底固結過程中構造、巖漿、熱液事件普遍存在的鈾成礦作用。華陽川地區(qū)處于華北克拉通南緣,呂梁期含鈾偉晶巖賦存在基底太華巖群中,與華北克拉通廣泛分布的呂梁期鈾礦床屬于同一期成礦,表明華陽川地區(qū)所處的華北克拉通南緣小秦嶺構造帶存在呂梁期鈾成礦作用。

4.2 燕山期巖漿熱液作用的疊加改造成礦

獨居石廣泛存在于沉積巖、變質巖及火成巖中,通常具有較高的Th、U含量,低的普通Pb含量以及較高的Pb封閉溫度(530 ℃~720 ℃),是一種理想的U-Pb定年對象。在缺乏流體的環(huán)境下,獨居石性質非常穩(wěn)定,其U-Pb同位素體系基本不受后期地質事件影響,其年齡可以代表巖漿結晶年齡。而一旦有流體活動參與,獨居石Pb封閉溫度將大大降低,極易記錄熱液活動信息。因此,獨居石是一種地質意義比較清楚的標志性礦物,目前已有較多的成功應用案例。

獨居石按成因分為巖漿獨居石、熱液獨居石和沉積獨居石等3種類型。本文所獲得的獨居石產自于含鈾偉晶巖,并且存在較大的礦巖時差,表明獨居石既不是成巖期形成的巖漿獨居石,也不是沉積作用形成的沉積獨居石。同時,考慮到獨居石U-Pb年齡為(141.9±1.8)Ma,與偉晶巖成巖年齡((1 922.5±6.0)Ma)存在較大的時差(圖5),而與燕山期(152.0~131.9 Ma)華山花崗巖巖漿作用時代基本一致,表明獨居石成因與燕山期花崗巖漿熱液作用關系密切,屬于熱液成因的獨居石。熱液獨居石按照成因又可分為熱液結晶成因和熱液蝕變成因。熱液結晶成因的獨居石一般粒度較大,晶型相對較好,背散射圖像均一,多呈單顆粒產出;熱液蝕變成因的獨居石一般多呈粒度細小的成簇顆粒集合體,背散射圖像可以觀察到獨居石表面的溶蝕和成分分區(qū)以及復雜的邊緣形態(tài)。由掃描電鏡[圖3(c)~(f)]和背散射圖像(圖6)可以看出,本文獨居石比較符合熱液結晶成因;獨居石稀土元素總含量較高,且輕、重稀土元素分餾十分明顯,顯示出熱液獨居石的特征;獨居石具有Eu強烈虧損和右傾特征(圖8),表明獨居石可能為高度分異巖漿的晚期熱液形成;獨居石在重稀土元素區(qū)段也看不到明顯的W型曲線,說明水未參加獨居石的形成過程,且獨居石形成后U-Pb同位素體系也未遭到破壞,說明獨居石U-Pb年代學數據是可靠的,獨居石U-Pb年齡可以代表獨居石的形成年代。

華陽川礦區(qū)外圍的華山和老牛山花崗巖的主體形成于晚印支期(223~205 Ma)—燕山期(152.0~131.9 Ma),代表了東秦嶺造山帶晚印支期—燕山期2次重要的花崗巖漿活動。本文含鈾偉晶巖采樣位置距離華山巖體100~200 m,燕山期華山花崗巖漿熱液活動具備對已有富鈾地質體進行疊加改造的空間條件。掃描電鏡下觀察到獨居石或包裹鈮鈦鈾礦、晶質鈾礦[圖3(d)~(e)],或與鈮鈦鈾礦共生在巖石礦物晶間裂隙[圖3(f)],顯示存在燕山期花崗巖熱液作用對含鈾偉晶巖的疊加改造成礦現象。另外,本文獲得的獨居石U-Pb年齡((141.9±1.8)Ma)與華陽川礦區(qū)內碳酸巖型鈾礦年代學數據(133~129 Ma)十分接近,表明華陽川地區(qū)燕山期花崗巖漿熱液疊加改造成礦作用的存在。

4.3 鈾成礦作用的構造演化背景

華陽川地區(qū)含鈾偉晶巖的鋯石年代學特征表明華北克拉通南緣基底存在呂梁期(2.0~1.8 Ga)鈾成礦事件,也是古陸塊邊緣造山帶鈾成礦的體現。一方面,古陸塊是最早期形成的成熟陸塊,U等大離子親石元素含量高,易為鈾成礦提供鈾源;另一方面,古陸塊邊緣殼幔物質作用相對強烈,成礦物質大規(guī)模富集,巖漿活動頻繁,造山活動不斷,創(chuàng)造了有利的鈾成礦環(huán)境,使古陸塊及其邊緣成為鈾礦集中區(qū),故在一定程度上控制著鈾礦床的時空分布。從全球尺度來看,呂梁期(2.0~1.8 Ga)是哥倫比亞超大陸匯聚完成階段。哥倫比亞超大陸重建給出了華北克拉通的位置,其中華北克拉通南緣位于哥倫比亞超大陸的邊緣地帶或大陸邊緣的板內裂谷地帶,總體屬于板塊邊緣俯沖、碰撞、島弧巖漿環(huán)境。從華北克拉通演化過程來看,呂梁期(2.0~1.8 Ga)是華北克拉通內部古陸塊拼接形成統(tǒng)一結晶基底的終極克拉通化時期。華北克拉通南緣地塊于呂梁期(1.97~1.80 Ga)拼接于華北克拉通的統(tǒng)一結晶基底。太華巖群屬于華北克拉通南緣結晶基底,形成年代相對集中在約2.8、約2.5和2.0~1.8 Ga等3個時間階段,可見呂梁期(2.0~1.8 Ga)形成的含鈾偉晶巖以侵入脈體賦存在太華巖群中,成為太華巖群的重要組成部分,為區(qū)內后期(印支期、燕山期)鈾成礦作用提供物質基礎。

含鈾偉晶巖中的獨居石年代學特征表明華陽川地區(qū)存在燕山期花崗巖漿熱液作用對已有富鈾地質體的疊加改造成礦事件。燕山期秦嶺造山帶處于陸內造山階段,王曉霞等將東秦嶺晚侏羅世—早白堊世花崗巖漿的演化劃分為兩個階段。第一階段是晚侏羅世—早白堊世(160~130 Ma)花崗巖組合,以I型花崗巖為主,主要分布在華北地塊南緣和北秦嶺,主要來自古老地殼物質(太華巖群)的部分熔融,并有年輕幔源組分的參與,形成于擠壓向伸展轉換的構造環(huán)境。第二階段是早白堊世中晚期(120~100 Ma)花崗巖組合,以I-A過渡型和A型花崗巖為主,這些花崗巖類形成除了古老地殼物質的部分熔融外,有更多年輕幔源組分的加入,發(fā)育于陸內伸展環(huán)境,主要分布在華北地塊南緣的東部和北秦嶺。本文獨居石U-Pb年齡((141.9±1.8)Ma)將花崗巖漿熱液作用對已有富鈾地質體的疊加改造成礦事件約束在晚侏羅—早白堊世,正是秦嶺造山帶由EW向古特提斯構造體系轉換為NE向濱西太平洋主動陸緣構造體系的構造體制轉化階段,構造環(huán)境由擠壓轉換為伸展。在這個過程中,擠壓環(huán)境下由古老地殼物質部分熔融形成的花崗巖漿,在隨后伸展環(huán)境下沿深大斷裂上升就位,形成了本區(qū)燕山期花崗巖漿熱液(如華山、老牛山花崗巖漿活動)對區(qū)內已有的富鈾地質體(如呂梁期含鈾偉晶巖、印支期含鈾碳酸巖)進行疊加改造成礦現象。

5 結 語

(1)根據小秦嶺華陽川地區(qū)含鈾偉晶巖的巖相學、礦物學特征,偉晶巖的礦物總成分相當于花崗質,鈮鈦鈾礦是主要含鈾礦物。根據鈮鈦鈾礦和鋯石、獨居石及其他副礦物的產出關系,推測鈮鈦鈾礦可能有2期:①與鋯石共生在鉀長石晶間的鈮鈦鈾礦,代表偉晶巖成巖過程中的U預富集成礦現象;②與獨居石共生在鉀長石裂隙中的鈮鈦鈾礦,獨居石包裹在鈮鈦鈾礦外圍,或是與鈮鈦鈾礦共同被磷灰石、褐簾石包裹,代表后期熱液活動的疊加改造成礦效應。

(2)含鈾偉晶巖的鋯石絕大部分為巖漿成因,鋯石Pb/Pb年齡介于(1 955±10)~(1 888±36)Ma,加權平均年齡為(1 922.5±6.0)Ma,代表了含鈾偉晶巖的成巖年齡。含鈾偉晶巖中的獨居石為熱液結晶形成,獨居石Pb/Pb Tera-Wasserburg反向諧和曲線下交點年齡為(141.9±1.8)Ma,代表了形成獨居石的熱液活動年代。

(3)華陽川地區(qū)除印支期鈾成礦外,至少還存在呂梁期U預富集成礦作用和燕山期疊加改造成礦作用。呂梁期鈾成礦作用形成于華北克拉通南緣地塊拼接于華北克拉通統(tǒng)一結晶基底的過程。燕山期鈾成礦作用體現為花崗巖漿熱液作用對區(qū)內已有富鈾地質體的疊加改造成礦效應。今后有關華陽川地區(qū)鈾礦成因理論創(chuàng)新和找礦工作部署應關注呂梁期和燕山期鈾成礦作用。

值此西安地質調查中心成立六十周年之際,特撰寫本文表達我們的衷心祝福!參加工作以來,幾乎有一半的時間在秦嶺,尤其是足跡遍布了南秦嶺黑色巖系區(qū)、西秦嶺西成—鳳太鉛鋅礦集區(qū)以及小秦嶺金鉬鈾礦集區(qū)等。2016年以來,西安地質調查中心實施了“華陽川地區(qū)鈾礦勘查示范與研究項目”,我作為主要參加人員,長期聚焦華陽川地區(qū)鈾礦,深化和豐富了自己對鈾礦的理論認知水平和找礦實踐經驗。在此感謝單位為每個人成長提供的專業(yè)平臺,特別感謝秦嶺專家團隊趙仁夫、溫志亮、何世平、趙東宏、李宗會等老前輩的悉心指導和諄諄教誨!最后,再次衷心祝福西安地質調查中心各項事業(yè)蒸蒸日上、再創(chuàng)輝煌!

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