中國花崗巖型鈾礦區(qū)域地球化學(xué)指示元素特征及異常模式

付錦，趙寧博，裴承凱，李新春

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，遙感信息與圖像分析技術(shù)國家級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029）

中國花崗巖型鈾礦區(qū)域地球化學(xué)指示元素特征及異常模式

付錦，趙寧博，裴承凱，李新春

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，遙感信息與圖像分析技術(shù)國家級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029）

我國鈾礦床主要?jiǎng)澐譃樗拇箢愋?，包括花崗巖型鈾礦床、火山巖型鈾礦床、砂巖型鈾礦床和碳硅泥巖型鈾礦床?；◢弾r型鈾礦約占我國已探明鈾礦總資源儲量的三分之一以上，是我國重要的鈾礦化類型。地球化學(xué)勘探方法對花崗巖型鈾礦床勘查具有良好的效果。根據(jù)全國鈾礦資源潛力評價(jià)項(xiàng)目研究成果，在大量研究中國花崗巖型鈾礦化水系沉積物地球化學(xué)異常特征基礎(chǔ)上，總結(jié)了一套對花崗巖型鈾礦化勘查穩(wěn)定的、行之有效的指示元素及其組合，確定了花崗巖型鈾礦化地球化學(xué)異常模式，并以實(shí)例說明典型花崗巖型鈾礦化異常模式。水系沉積物地球化學(xué)異常是進(jìn)行鈾礦產(chǎn)預(yù)測評價(jià)的有效手段，對鈾礦資源的潛力評價(jià)發(fā)揮了重要作用。

花崗巖型鈾礦化；指示元素；地球化學(xué)；異常模式；水系沉積物

我國鈾礦床主要?jiǎng)澐譃樗拇箢愋?，包括花崗巖型鈾礦床、火山巖型鈾礦床、砂巖型鈾礦床和碳硅泥巖型鈾礦床，除此之外，堿性巖型和偉晶巖型所占比重很小?；◢弾r型鈾礦約占我國已探明鈾礦總資源儲量的三分之一以上［1］，是我國重要的鈾礦化類型。

一直以來，我國鈾礦勘查的直接物化探找礦方法主要是放射性方法和放射性水化方法，利用土壤和水系沉積物元素地球化學(xué)資料尋找鈾礦資源在核工業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用相對較少。在全國鈾礦產(chǎn)資源潛力評價(jià)中，利用水系沉積物元素地球化學(xué)資料進(jìn)行鈾礦資源潛力評價(jià)取得了理想的效果，尤其對于花崗巖型鈾礦資源潛力評價(jià)效果突出。通過我國花崗巖型鈾礦化水系沉積物地球化學(xué)異常特征的大量研究，總結(jié)了一套對花崗巖型鈾礦潛力進(jìn)行預(yù)測評價(jià)穩(wěn)定的、行之有效的指示元素及其組合，確定了花崗巖型鈾礦化地球化學(xué)異常模式，它是進(jìn)行鈾礦產(chǎn)預(yù)測評價(jià)的有效手段，對鈾礦資源的潛力評價(jià)工作發(fā)揮了重要作用。

1 花崗巖型鈾礦指示元素特征

我國花崗巖體分布廣泛，約占全國陸地面積的9%，但產(chǎn)鈾巖體較少，僅占其中很小一部分，且分布不均勻，集中在某些地區(qū)和地帶［1］?；◢弾r型鈾礦床往往產(chǎn)于中酸性巖漿巖體的內(nèi)、外帶，通過指示元素種類、異常形態(tài)和異常的分布可以描述巖漿巖體的類型、巖體是否有多期次的構(gòu)造巖漿活動、巖體鈾的含量高低、是否產(chǎn)生了有利于鈾成礦的蝕變等等。一般而言，中酸性巖漿巖的特定元素、蝕變后的礦物中的特定元素、鈾礦床的共、伴生元素均能指示花崗巖型鈾礦化的存在。

花崗巖型鈾礦化指示元素通常包含兩類，一類是指示產(chǎn)鈾花崗巖體位置的指示元素，那些產(chǎn)鈾花崗巖體特有的指示元素如鈾、釷和鉀等元素及其組合均可定位產(chǎn)鈾花崗巖體；另一類是礦體的原生暈和次生暈指示元素，這類指示元素多與特定花崗巖型鈾礦成礦條件和共、伴生元素相聯(lián)系。一些特定類型的礦床也會有特定的指示元素，它們可作為預(yù)測遠(yuǎn)景靶區(qū)的指示元素。比如，螢石型鈾礦床其礦床上方往往明顯存在鈹和鉬的擴(kuò)散暈，鈹、鉬可作為尋找此類鈾礦化指示元素。

花崗巖型鈾礦產(chǎn)于產(chǎn)鈾花崗巖內(nèi)、外帶。通常酸性巖漿活動和花崗巖化次數(shù)越多、規(guī)模越大、巖漿演化越完善，越容易成礦。在這個(gè)過程中，鈾元素不斷富集，為成礦提供了豐富的物質(zhì)條件，其原生暈和次生暈均很發(fā)育。因此，鈾、釷元素是最有效的定位產(chǎn)鈾花崗巖體的指示元素，圖1是華南大烏山—于山產(chǎn)鈾花崗巖體地質(zhì)簡圖，圖2是該巖體鈾含量等值圖，可見，鈾異常與產(chǎn)鈾巖體相吻合。

產(chǎn)鈾花崗巖主要產(chǎn)在克拉通邊緣褶皺帶，褶皺帶的長期隆起帶和中間地塊以及活動大陸邊緣構(gòu)造巖漿活化區(qū)?？死ㄟ吘夞薨檸Ф嘣谔胖骊憠K邊緣裂陷槽基礎(chǔ)上發(fā)展起來，產(chǎn)生強(qiáng)烈褶皺、變質(zhì)和花崗巖化作用，形成鉀質(zhì)花崗巖［1］。我國的產(chǎn)鈾花崗巖多為殼源重熔型花崗巖，大多為S型花崗巖，鉀含量較高，因此，鉀元素既可以指示產(chǎn)鈾巖體的存在，也可以反映花崗巖的蝕變程度，同時(shí)也是有效的指示元素。圖3是華南大烏山—于山產(chǎn)鈾花崗巖體氧化鉀含量等值圖，對比圖1和圖3，鉀異常很好地反映了此類花崗巖范圍。

另外，鉛、錫、鈹和鑭等元素也是花崗巖型鈾礦預(yù)測評價(jià)的重要指示元素。

通過指示元素的綜合可以提高預(yù)測準(zhǔn)確率。比如通過因子分析可對多元素信息進(jìn)行綜合，釷鈾比值也是較好的指標(biāo)，圖4是華南大烏山—于山產(chǎn)鈾花崗巖體釷鈾比值等值圖，事實(shí)上，較低的釷鈾比值是鈾成礦有利指標(biāo)。圖5是主因子分析F1主因子得分圖，該圖的主要載荷元素是U、Th元素，載荷貢獻(xiàn)值分別為0.911、0.275，說明這兩個(gè)元素相關(guān)性較強(qiáng)，與鈾礦化的關(guān)系密切，絕大多數(shù)的礦床、礦點(diǎn)和礦化點(diǎn)都在F1主因子得分圖的高場或其邊緣，該主因子很好地綜合了U、Th元素的指示作用。

鈾、釷、鉀、鉛、錫和鑭等元素的組合，所得到的異常清晰，也是鈾資源預(yù)測評價(jià)的有效指標(biāo)。

一般而言，花崗巖型鈾礦其特征指示元素在不同地區(qū)變化較小，比較穩(wěn)定，異常范圍與礦床范圍十分吻合，礦床多產(chǎn)于復(fù)式花崗巖體的內(nèi)、外帶，所以，在異常圖上多位于指示元素異常的邊緣，對于區(qū)域遠(yuǎn)景靶區(qū)的圈定有非常直觀效果和其他方法無法比擬的作用。

產(chǎn)鈾的花崗巖體均為富鈾花崗巖體，具有富硅、富堿、鋁過飽和、鉀大于鈉的特點(diǎn)，在鈾地球化學(xué)圖上，產(chǎn)鈾花崗巖體無一例外的可以識別出，同時(shí)，與花崗巖體成生密切相關(guān)的一些元素，如釷、鉀、鉛、錫和鈹元素以及稀土元素也和產(chǎn)鈾花崗巖吻合很好，有些和鈾礦具有共生和伴生關(guān)系，有些共存于花崗巖帶內(nèi)，這些共生和伴生元素根據(jù)鈾礦形成地區(qū)和時(shí)代的不同而有所差異。

2 花崗巖型鈾礦指示元素異常特征

花崗巖型鈾礦的指示元素異常特征是異常值高，異常形態(tài)呈現(xiàn)團(tuán)塊狀，往往與巖體形態(tài)相吻合。同一巖體不同期次侵入的花崗巖體在異常暈上會有明顯的顯示，往往在大片異常暈上呈多個(gè)濃集中心。異常范圍和巖體范圍一致，鈾礦床往往產(chǎn)于花崗巖體的內(nèi)、外帶，因此，高異常邊緣是最可能的見礦部位。

圖6中A、B、C和D分別是華南地區(qū)桃山—諸廣地區(qū)鈾、鉛、錫和氧化鉀地球化學(xué)異常圖，幾種元素或氧化物異常圖形態(tài)類似，異常形態(tài)和巖體形態(tài)完全一致，基本可以反映巖體的展布和位置，異常暈成團(tuán)塊狀，具有明顯的濃集中心，由于花崗巖型鈾礦往往存在于中酸性巖漿巖體的內(nèi)、外帶，因此，礦床并不位于異常的中心，而是位于異常暈的邊部，因此，鈾異常的內(nèi)、外邊緣就是花崗巖型鈾礦的可能產(chǎn)出部位，規(guī)模較小的花崗巖體鈾礦床可能位于異常的濃集中心。

在該區(qū)的北東段，異常暈呈NNE向展布，南西段異常暈呈近EW向展布，與巖體主展布方向基本一致，6片大的異常暈均為預(yù)測區(qū)內(nèi)花崗巖型鈾礦的主要產(chǎn)出區(qū)，包括大布礦田、鹿井礦田、百順礦田、下莊礦田、桃山礦田和諸廣礦田，礦床均位于異常區(qū)內(nèi)及邊緣，異常的范圍與花崗巖體的范圍十分吻合。

3 典型花崗巖型鈾礦異常模式：以貴東花崗巖體為例

貴東花崗巖體以鈾、釷和鉀異常為主體，這些異?；救Χ藥r體范圍，并伴有鈹、鉛、鑭、氟元素異常。一個(gè)很重要的特點(diǎn)是礦床位于鈾異常和氟異常重合部位。產(chǎn)鈾巖體具有很高的鈾元素含量，并且由于普遍的螢石化，所以氟含量也很高，這是貴東巖體的一大特點(diǎn)。產(chǎn)鈾礦巖體主要位于所在區(qū)域東南部（圖7），這是一個(gè)多期次侵入的復(fù)式巖體，U、Th和F元素均具有南北兩個(gè)濃集中心，F(xiàn)異常范圍小于其他指示元素異常范圍，呈分散團(tuán)塊分布，異?？傮w為NW向，與局部巖體的走向一致，分別對應(yīng)白堊紀(jì)和侏羅紀(jì)的侵入巖體。另一特點(diǎn)是，成礦區(qū)明顯地呈現(xiàn)鉬、銅等二價(jià)元素的負(fù)異常區(qū)，盡管鈾、釷、鉀異常圈定了整個(gè)巖體范圍，但鈾礦產(chǎn)出部位對應(yīng)清晰的鉬、銅元素的負(fù)異常，這是該巖體重要的元素異常特征。

絕大部分花崗巖體鈾礦床具有與此相似的元素地球化學(xué)特征，據(jù)此可以圈定花崗巖型鈾礦有利地帶。區(qū)域化探異常屬于典型的中心式異常，異常內(nèi)包含了希望礦床和下莊礦床，指示元素的“團(tuán)塊”狀是異常的主要模式。

4 結(jié)論

（1）利用水系沉積物地球化學(xué)異?？梢杂行У剡M(jìn)行花崗巖型鈾礦化成礦潛力預(yù)測評價(jià)。對于花崗巖型鈾礦化預(yù)測區(qū)的篩選和區(qū)域遠(yuǎn)景靶區(qū)的圈定有直觀的效果，顯示出良好的指示作用。

（2）鈾、釷元素是最有效的產(chǎn)鈾花崗巖體的指示元素，鉀元素既可以指示產(chǎn)鈾巖體的存在，也可以反映花崗巖的蝕變程度，也是有效的指示元素。另外，鉛、錫、鈹和鑭等元素通常也可作為花崗巖型鈾礦預(yù)測評價(jià)的指示元素。指示元素的組合和綜合對花崗巖型鈾礦床勘查也是行之有效的，比如因子分析其主因子得分和釷鈾比值都是較好的指標(biāo)。還有礦體的原生暈和次生暈指示元素多與特定花崗巖型鈾礦成礦條件和共伴生元素相聯(lián)系，可作為預(yù)測遠(yuǎn)景靶區(qū)的指示元素。

（3）花崗巖型鈾礦的指示元素異常特征是異常值高，異常形態(tài)呈現(xiàn)團(tuán)塊狀，與巖體形態(tài)相吻合，同一巖體不同侵入期次在異常暈上會有明顯的顯示，往往在大片異常暈上呈多個(gè)濃集中心。鈾礦床往往產(chǎn)于花崗巖體的內(nèi)、外帶，因此，高異常邊緣是最可能的見礦部位，特定元素負(fù)異常與產(chǎn)鈾巖體有良好對應(yīng)關(guān)系，與主要指示元素組合可取得良好預(yù)測效果。

［1］黃凈白，黃世杰，張金帶，等.中國鈾成礦帶概論［R］.北京：核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，2004.

Geochemical indicator element characteristics and anomaly model of granite type uranium deposit in China

FU Jin，ZHAO Ning-bo，PEI Cheng-kai，LI Xin-chun

（National Key Laboratory of Remote Sensing Information and Image Analysis Technology，Bejing Research Institute of Uranium Geology，Bejing 100029，China）

Uranium deposits in China are mainly divided into four types:granite type，volcanic rock type，sandstone type and carbonaceous-siliceous-argillaceous rock type.Granite type uranium deposit accounting for China’s more than one third proven uranium reserves，is an important type of uranium mineralization.Geochemical prospecting method has a good effect for the granite type uranium deposit exploration.According to the national uranium resource potential evaluation projects research and the studyofgeochemicalanomalycharacteristicsofstreamsedimentsforgranitetypeuranium mineralization，this paper summed up a set of stable and effective indicator elements and combinations for granite type uranium mineralization exploration，geochemical anomaly model of granite type uraniummineralizationwasdetermined，andillustratessometypicalgranitetypeuranium mineralization anomaly model with examples.Geochemical anomalies of stream sediments is the effective forecasting means of uranium deposit evaluation，and have played an important role in the potential evaluation of uranium resources.

granite type uranium mineralization；indicator elements；geochemistry；anomaly model；stream sediments

P619.14；P596

A

1672-0636（2013）04-0217-07

10.3969/j.issn.1672-0636.2013.04.006

2013-05- 16；

2013-07-20

付錦（1961—），女，遼寧丹東人，研究員級高級工程師，從事鈾礦物化探方法和應(yīng)用研究。E-mail：nijuf@163.com