贛南黃泥湖鈾礦床綠泥石特征及其鈾成礦環(huán)境指示意義

胡志華，林錦榮，郭樹(shù)英，龐雅慶，高飛，戎嘉樹(shù)

（1.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核集團(tuán)鈾資源勘查與評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029；2．江西省核工業(yè)地質(zhì)局264大隊(duì)，江西贛州 341000）

贛南黃泥湖鈾礦床綠泥石特征及其鈾成礦環(huán)境指示意義

胡志華1，林錦榮1，郭樹(shù)英2，龐雅慶1，高飛1，戎嘉樹(shù)1

（1.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核集團(tuán)鈾資源勘查與評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029；2．江西省核工業(yè)地質(zhì)局264大隊(duì)，江西贛州 341000）

黃泥湖鈾礦床的綠泥石與鈾礦化關(guān)系密切。在巖礦鑒定的基礎(chǔ)上，利用電子探針對(duì)綠泥石進(jìn)行了微區(qū)化學(xué)成分研究。研究結(jié)果表明，該礦床綠泥石主要為富鐵種屬的鐵鎂綠泥石和鮞綠泥石，化學(xué)成分主要受泥質(zhì)和鐵鎂質(zhì)原巖控制；綠泥石的離子反應(yīng)以AlⅣ置換Si、Fe置換Mg為主，以AlⅥ置換Fe為輔；與鈾礦密切伴生的鮞狀綠泥石、黑云母假象綠泥石溫度為216.23～256.73℃（均值228.6℃）。鮞狀、黑云母假象綠泥石與鈾礦密切伴生，其成分特征及形成環(huán)境指示：黃泥湖鈾礦床為中低溫?zé)嵋衡櫟V床，形成于還原環(huán)境，流體富含Al、Fe。

黃泥湖鈾礦床；綠泥石；鈾成礦環(huán)境

最新研究認(rèn)為贛南黃泥湖鈾礦床為熱液型鈾礦床，綠泥石與鈾礦化關(guān)系密切。前人對(duì)各種地?zé)狍w系、熱液體系綠泥石的研究表明，可以利用綠泥石的成分和結(jié)構(gòu)的變化來(lái)估算其形成時(shí)的物理化學(xué)條件［1-5］。在巖礦鑒定的基礎(chǔ)上，利用電子探針對(duì)綠泥石化學(xué)成分進(jìn)行研究，進(jìn)而探討綠泥石的形成環(huán)境及鈾成礦環(huán)境。

1 礦床地質(zhì)概況

黃泥湖鈾礦床位于江西省尋烏縣，處于白面石盆地北部。區(qū)域上位于華南板塊南嶺構(gòu)造活動(dòng)帶與武功—諸廣褶皺帶和武夷—云開(kāi)褶皺帶復(fù)合交匯部位，處在EW向宜山—全南深大斷裂與NE向屯溪—安遠(yuǎn)深大斷裂交匯區(qū)。

黃泥湖鈾礦床處于白面石盆地中（圖1）。白面石盆地基底主要為印支期白面石巖體，蓋層主要為燕山早期陸相沉積巖、雙峰式火山巖和火山碎屑巖，發(fā)育大量燕山晚期—喜山早期的中基性、酸性脈巖。鈾礦化與中基性、酸性脈巖關(guān)系密切［6-8］?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的鈾礦化主要賦存于基底與蓋層的不整合接觸面附近，含礦巖性主要為花崗質(zhì)砂巖、第1層砂巖和第1層玄武巖。礦體主要呈似層狀，基底花崗巖和玄武巖的破碎帶中見(jiàn)陡傾礦體。熱液蝕變類型主要有水云母化、綠泥石化和碳酸鹽化，偶見(jiàn)螢石化、赤鐵礦化，硅質(zhì)脈、碳酸鹽脈常見(jiàn)。

樣品采自黃泥湖鈾礦床基底與蓋層接觸界面的同一礦化層位，巖性為礦化蝕變花崗巖。顯微鏡下觀察顯示，黃泥湖鈾礦床的綠泥石主要呈4種形態(tài)：脈狀綠泥石、黑云母假象綠泥石、葉片狀綠泥石和鮞狀綠泥石，其中鮞狀綠泥石、黑云母假象綠泥石與鈾礦物密切共（伴）生（圖2～3）。

2 綠泥石的成分特征

對(duì)綠泥石進(jìn)行電子探針?lè)治?，其結(jié)果見(jiàn)表1；以14個(gè)氧原子為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的結(jié)構(gòu)式和特征值見(jiàn)表2。運(yùn)用電價(jià)差值法［9］，計(jì)算得到綠泥石中的Fe3＋和Fe2＋。采用w（Na2O＋K2O＋CaO）＜0.5%作為綠泥石成分未被混染的判別標(biāo)準(zhǔn)［10-12］，大于0.5%的測(cè)點(diǎn)不參與化學(xué)成分特征的討論。

剔除存在混染的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)后，黃泥湖鈾礦床綠泥石的化學(xué)成分具有如下特點(diǎn)：w（SiO2）為24.53%～29.58%，平均值為26.91%；w （Al2O3）為17.17%～21.74%，平均值為19.44%；w（FeO）為29.77%～40.42%，平均值為35.16%；w（MgO）為4.26%～10.55%，平均值為6.64%。鐵、鎂含量變化較大，且此消彼長(zhǎng)，反映了它們?cè)诰G泥石中相互置換比較普遍；鉀、鈉和鈣的含量變化指示了綠泥石化的程度不同。

將成分在Fe2＋/R2＋-Si圖中投影，顯示黃泥湖鈾礦床的綠泥石類型為鐵鎂綠泥石和鮞綠泥石（圖4）。脈狀綠泥石、黑云母假象綠泥石和葉片狀綠泥石以鐵鎂綠泥石為主，其次為鮞綠泥石；鮞狀綠泥石主要為鮞綠泥石，其次為鐵鎂綠泥石。綠泥石都為富含鐵的綠泥石，表明成礦流體中Fe2＋＞Mg2＋，含礦溶液沉淀時(shí)處于還原環(huán)境。

由泥質(zhì)巖蝕變形成的綠泥石比由鐵鎂質(zhì)巖石轉(zhuǎn)化而來(lái)的綠泥石具有較高的Al/（Al＋Fe＋Mg）值（＞0.35）［13］。黃泥湖鈾礦床脈狀綠泥石的Al/（Al＋Fe＋Mg）值為0.33～0.41，均值為0.37；黑云母假象綠泥石的Al/（Al＋Fe＋Mg）值為0.37～0.40，均值為0.39；葉片狀綠泥石的Al/（Al＋Fe＋Mg）值為0.35～0.36，均值為0.35；鮞狀綠泥石的Al/（Al＋Fe＋Mg）值為0.32～0.40，均值為0.37；4種綠泥石的Al/（Al＋Fe＋Mg）值總體大于0.35，少量綠泥石小于0.35，說(shuō)明黃泥湖鈾礦床的綠泥石化學(xué)成分主要是泥質(zhì)巖來(lái)源，少部分綠泥石的化學(xué)成分主要來(lái)源于鐵鎂質(zhì)巖石，反映該礦床綠泥石的化學(xué)成分主要受泥質(zhì)和鐵鎂質(zhì)原巖控制。

高M(jìn)g/（Fe＋Mg）比值的綠泥石一般產(chǎn)于基性巖中，而低Mg/（Fe＋Mg）比值的綠泥石產(chǎn)于含鐵建造中［13-14］。黃泥湖鈾礦床脈狀綠泥石的Mg/（Fe＋Mg）比值為0.2～0.38，平均值為0.27；黑云母假象綠泥石的Mg/（Fe＋Mg）比值為0.2～0.34，平均值為0.27；葉片狀綠泥石的Mg/（Fe＋Mg）比值為0.22～0.30，平均值為0.26；鮞狀綠泥石的Mg/（Fe＋Mg）比值為0.16～0.33，平均值為0.22。黃泥湖鈾礦床綠泥石的Mg/（Fe＋Mg）比值相對(duì)偏低，指示綠泥石的形成環(huán)境為含鐵建造。

在Al/（Fe＋Mg＋Al）-Mg/（Fe＋Mg）圖解（圖5a）［15］中，4種綠泥石的投影點(diǎn)比較分散，大致呈水平分布，顯示黃泥湖鈾礦床的綠泥石主要來(lái)自泥質(zhì)巖石，部分來(lái)自鐵鎂質(zhì)巖或富鎂鐵質(zhì)流體，兩者混合比例較穩(wěn)定。

在綠泥石變異圖解（圖5b）中，AlⅥ-AlⅣ關(guān)系圖顯示，葉片狀綠泥石投影點(diǎn)近水平分布，顯示其AlⅣ與AlⅥ無(wú)相關(guān)性，說(shuō)明在AlⅣ對(duì)Si的替換過(guò)程中，不伴隨AlⅥ在八面體位置上對(duì)Fe或Mg的置換；其余3種形態(tài)綠泥石的AlⅣ與AlⅥ存在一定的正相關(guān)性，說(shuō)明在AlⅣ對(duì)Si的替換過(guò)程中，伴隨著AlⅥ在八面體位置上對(duì)Fe或Mg的置換。

AlⅣ-Fe/（Fe＋Mg）圖解顯示（圖5c），脈狀、葉片狀綠泥石的投影點(diǎn)顯示正相關(guān)性，在脈狀、葉片狀綠泥石的形成過(guò)程中，隨著Fe/（Fe＋Mg）值的增加，AlⅣ值急劇增加，這表明在Fe與Mg之間的置換過(guò)程中，由于綠泥石結(jié)構(gòu)的調(diào)整，允許更多的AlⅣ置換Si［16-17］。假象綠泥石、鮞狀綠泥石顯示負(fù)相關(guān)性，結(jié)合AlⅥ-AⅣ關(guān)系圖，表明在AlⅣ置換Si的過(guò)程中，F(xiàn)e/（Fe＋Mg）值降低，發(fā)生AlⅥ置換Fe，有部分鐵遷出。

Fe＋AlⅥ-Mg圖（圖5d）顯示，脈狀綠泥石、假象綠泥石、葉片狀綠泥石、鮞狀（球顆狀）綠泥石的Fe＋AlⅥ與Mg具強(qiáng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明綠泥石的八面體位置主要被Fe、Al 和Mg等3種元素占據(jù)，主要發(fā)生Fe、AlⅥ和Mg三者之間的置換反應(yīng)。Fe-Mg圖解（圖5e）顯示4種形態(tài)綠泥石的Fe與Mg呈良好的負(fù)相關(guān)關(guān)系；而AlⅥ-Mg圖解（圖5f）顯示4種形態(tài)的綠泥石投影點(diǎn)非常分散，AlⅥ與Mg無(wú)相關(guān)性；AlⅥ-Fe圖解（圖5g）顯示脈狀、黑云母假象、鮞狀綠泥石的AlⅥ與Fe具良好的負(fù)相關(guān)性，葉片狀綠泥石的AlⅥ與Fe無(wú)相關(guān)性。上述特征表明Fe與Mg之間的置換反應(yīng)是綠泥石八面體位置上最重要的反應(yīng)，葉片狀綠泥石八面體位置上以Fe置換Mg為主，而脈狀、黑云母假象、鮞狀綠泥石八面體位置上以Fe置換Mg為主，AlⅥ置換Fe為輔。

3 綠泥石的形成環(huán)境及鈾成礦環(huán)境

Stefano（1999）提出了運(yùn)用X射線衍射（XRD）數(shù)據(jù)探討綠泥石地質(zhì)溫度計(jì)的新方法［18］，其擬合的綠泥石形成溫度與（001）面網(wǎng)間距d001之間等式為：

按照Stefano分析，在缺少XRD數(shù)據(jù)的情況下，可運(yùn)用Rausell-Colom等（1991）提出的、并經(jīng)過(guò)Nieto（1997）修正的綠泥石成分與d001之間的關(guān)系式（等式2）計(jì)算d001［19］：

根據(jù)式（1）、（2）計(jì)算，黃泥湖鈾礦床綠泥石d001和形成溫度結(jié)果（表2）表明，黃泥湖礦床綠泥石的形成溫度范圍為196.88～256.73℃，平均為225.30℃；其中與鈾礦密切伴生的鮞狀綠泥石、黑云母假象綠泥石溫度為216.23～256.73℃（均值228.6℃），屬于中-低溫?zé)嵋何g變范圍。

綠泥石的形成過(guò)程受溫度、壓力、水-巖比、流體和巖石化學(xué)成分等因素的制約。在脈狀礦床的熱液蝕變中，在低氧化、低pH值的條件下，有利于形成富鎂綠泥石；而還原環(huán)境則有利于形成富鐵綠泥石［20］。黃泥湖鈾礦床的綠泥石主要為富鐵種屬的鐵鎂綠泥石和鮞綠泥石，指示綠泥石形成于還原環(huán)境。葉片狀綠泥石中的離子反應(yīng)主要表現(xiàn)為AlⅣ對(duì)Si、Fe對(duì)Mg的置換反應(yīng)，脈狀、黑云母假象、鮞狀綠泥石以AlⅣ置換Si、Fe置換Mg為主，以AlⅥ置換Fe為輔，說(shuō)明形成綠泥石之流體富含Al、Fe，Al、Fe質(zhì)可能為圍巖帶入。

4 結(jié)論

（1）黃泥湖鈾礦床的綠泥石主要為富鐵種屬的鐵鎂綠泥石和鮞綠泥石，指示其形成環(huán)境為還原環(huán)境。

（2）該礦床綠泥石的化學(xué)成分主要受泥質(zhì)和鐵鎂質(zhì)原巖控制，綠泥石中的離子反應(yīng)以AlⅣ置換Si、Fe置換Mg為主，以AlⅥ置換Fe為輔，指示形成綠泥石流體富含Al、Fe。

（3）與鈾礦密切伴生的鮞狀綠泥石、黑云母假象綠泥石溫度為216.23～256.73℃（均值228.6℃），屬于中-低溫?zé)嵋何g變范圍。

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Characteristics of chlorites from Huangnihu uranium deposit and their implications in uranium metallogenic environment in the southern part of Jiangxi Province

HU Zhi-hua1，LIN Jin-rong1，GUO Shu-ying2，PANG Ya-qing1，GAO Fei1，RONG Jia-shu1
（1.CNNC Key Laboratory of Uranium Resource Exploration and Evaluation Technology，Beijing Research Institute of Uranium Geology，Beijing 100029，China；2.Geologic Party No.264，Jiangxi Province Nuclear Geological Bureau，Ganzhou，Jiangxi 341000，China）

Chlorite is genetically related to uranium mineralization in Huangnihu uranium deposit.By means of microscopic and electronic microprobe analysis，the authors investigated chemical composition and texture of the chlorite and found that chlorite in Huangnihu deposit has the following characteristics:①they are mainly Fe-rich chlorite composed of chamosite and brunsvigite，of which chemical composition is mainly affected by mud and mafic rock；②the Fe-Mg and AlⅣ-Si substitution dominates the octahedral substitution supplemented by AlⅥ-Fe substitution;the oolitic chlorite and biotite feinted chlorite closely associated with uranium were formed at temperatures of216.23～256.73℃（average 228.6℃）.The chemical composition and forming environment of the oolitic chlorite and biotite illusion chlorite suggests that Huangnihu uranium deposit is a low-moderate temperature hydrothermal uranium deposit formed in a reducing environment and iron-rich formation，the ore-forming fluidmainly originated from shale rock，partly from ultramafic ormafic liquid.

Huangnihu uranium deposit；chlorite；uranium metallogenic environment

P614.19；P598

A

1672-0636（2013）03-0135-08

核能開(kāi)發(fā)3期項(xiàng)目子課題資助（編號(hào)：地H061-3）。

2013-05-13

胡志華（1986—），男，江西于都人，助理工程師，主要從事熱液鈾礦地質(zhì)研究。E-mail：huzhihua2005@126.com

10.3969/j.issn.1672-0636.2013.03.003