贛南大埠巖體地球化學特征及鈾、鎢成礦潛力分析

邵 飛，許健俊，華 金，聶 斌，呂 川

SHAO Fei,XU Jian-Jun,HUA Jin,NIE Bin,LYU Chuan

（核工業(yè)270研究所，江西南昌330200）

(Research Institute No.270,CNNC,Nanchang 330200,Jiangxi,China)

贛南大埠巖體地球化學特征及鈾、鎢成礦潛力分析

邵 飛，許健俊，華 金，聶 斌，呂 川

SHAO Fei,XU Jian-Jun,HUA Jin,NIE Bin,LYU Chuan

（核工業(yè)270研究所，江西南昌330200）

(Research Institute No.270,CNNC,Nanchang 330200,Jiangxi,China)

大埠巖體內(nèi)及近外圍鈾、鎢礦產(chǎn)信息豐富。地球化學特征顯示大埠巖體花崗巖呈鈣堿性、過鋁質(zhì)，具高硅（73.73%～77.89%）、富鉀（3.99%～5.60%）和低鈣（0.107%～0.660%）含量特點，鋁飽和指數(shù)A/NCK為1.04～1.25、里特曼指數(shù)δ為1.66～2.34，稀土元素總量低（∑REE=37.28×10-6～177.49×10-6），稀土元素球粒隕石標準化圖解表現(xiàn)為左高右低、具強負銪異常的“V”字型，大離子親石元素K、Rb、Th、Sr等富集，Ta、P、Ti虧損，這些特點說明巖體的形成是古老陸殼物質(zhì)熔融的結果。巖體地球化學特征與華南產(chǎn)鈾花崗巖和含鎢花崗巖地球化學特征相似，結合近年來鈾、鎢礦勘查取得的新成果，認為大埠巖體具較大的鈾、鎢成礦潛力。

地球化學；鈾、鎢成礦潛力；大埠巖體；贛南

大埠巖體處于NE走向的桃山-諸廣鈾多金屬成礦帶中段，該成礦帶是我國最大的花崗巖型鈾成礦帶，成礦帶南、中段的贛南地區(qū)也是我國乃至于世界上石英脈型黑鎢礦最密集產(chǎn)出的地區(qū)[1-2]。前人于1950至1980年代在大埠巖體開展了鈾、鎢礦勘查工作，并取得了較好的找礦成果，但找礦工作斷斷續(xù)續(xù)，時有間斷，對巖體的地球化學研究較為薄弱，有報道的研究成果[3]不多。本文在梳理前人勘查成果的基礎上，結合近年來鈾礦調(diào)查工作對巖體的巖石學特征、地球化學特征等進行研究，探討其成礦潛力。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

桃山-諸廣鈾多金屬成礦帶，大致以具有長期活動歷史的NE向撫州-遂川及寧都-翁源兩條深大斷裂為其北西、南東側(cè)邊界[4]。成礦帶位于武夷山-諸廣后加里東隆起區(qū)的中部，加里東運動后長期處于隆起的構造環(huán)境，多期多階段巖漿活動頻繁，尤其是中生代華南非造山的板內(nèi)伸展-裂谷環(huán)境下與幔源巖漿底侵和巖石圈伸展-減薄有關的巖漿活動極為強烈[5]，燕山早期花崗巖廣泛發(fā)育，幾乎遍及整個桃山-諸廣成礦帶，燕山晚期巖漿活動趨于減弱，帶內(nèi)僅見有規(guī)模較小的巖株及花崗斑巖、輝綠巖、煌斑巖等酸性和中基性脈巖。位于成礦帶中段、成巖時代為165～175 Ma的大埠巖體[6]，是在此地質(zhì)背景下燕山期巖漿作用的產(chǎn)物（圖1）。

2 巖體地質(zhì)和巖相學特征

2.1 巖體地質(zhì)

大埠巖體為燕山期多階段復式巖體，呈巖基產(chǎn)出，其平面形態(tài)為北西走向的南東段窄、北西段寬的“葫蘆”狀，面積約520 km2，巖體北西界受NE向大余—南城深斷裂控制。巖性主要為燕山早期黑云母二云母）花崗巖，次為燕山晚期侵入的花崗斑巖、煌斑巖巖脈。巖體外圍出露地層較為連續(xù)，主要為新元古界-中生界沉積變質(zhì)巖地層。巖體內(nèi)斷裂構造以NE向為主，次為近E-W向及NW向，NE向構造表現(xiàn)形式以硅化破碎帶為主，亦見有煌斑巖脈充填，近E-W向構造見有花崗斑巖充填，NW向構造多被煌斑巖脈充填。此外，巖體外圍下寒武統(tǒng)炭質(zhì)板巖及上泥盆統(tǒng)長石石英砂巖內(nèi)發(fā)育層間破碎帶構造。

前人在大埠巖體及近外圍已發(fā)現(xiàn)牛嶺和均田兩個小型鈾礦床、庵前灘中型鎢礦床及一批鈾、鎢礦點（圖2），鈾礦化主要賦存于寒武系、泥盆系地層層間破碎帶構造內(nèi)。近年來在牛嶺鈾礦床近外圍巖體內(nèi)的硅化破碎帶及硅化破碎帶與煌斑巖交匯處也揭見了工業(yè)鈾礦化[7]；庵前灘鎢礦床屬石英細脈型，近年來在礦床南部深部出現(xiàn)含礦石英大脈[8]。

2.2 巖相學特征

大埠巖體花崗巖呈肉紅色、（深）灰色，具典型花崗結構，塊狀構造。主要礦物成分及含量為：石英（30%～60%）、粒度一般為1～5 mm，長石（30%～50%）、粒度一般為1～3 mm，黑云母（5%～10%）、粒度1～2 mm，白云母（1%～10%））、粒度1～2 mm。副礦物有鋯石、磷灰石、磁鐵礦、褐簾石、電氣石、獨居石、錫石、黑鎢礦等。

圖1 桃山-諸廣鈾成礦帶花崗巖及鈾礦分布示意圖[4]Fig.1 The distribution of granite and uranium deposits in the Taoshan-Zhuguangshan uranium mineralization zone

3 地球化學特征

采集了11塊新鮮花崗巖樣品做主、微量元素分析，測試由核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究中心完成。主量元素分析使用phlilpsPw2404型X熒光光譜儀（XRF）完成，分析精度優(yōu)于1%；微量元素采用ElementXR型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀完成，分析精度優(yōu)于3%。主、微量元素分析結果列于表1。

圖2 大埠巖體地質(zhì)略圖Fig.2 Simplified Geological map of Dabu instrution

圖3 大埠巖體A/NK-A/NCK圖解[12]Fig.3 A/NK-A/NCK diagram of the Dabu intrusion

3.1 主量元素

大埠巖體所取樣品屬于高硅、略富堿、富鉀、過鋁質(zhì)的鈣堿性花崗巖。SiO2含量為73.73%～77.89%，總堿含量 7.61%～8.63%，K2O含量3.99%～5.60%，K2O＞Na2O，CaO含量較低（0.107%～0.662%），鋁飽和指數(shù)A/NCK＞1(1.04～1.25)(圖3)，里特曼指數(shù)（δ）為1.66～2.34。前人對大量的巖石化學分析數(shù)據(jù)研究表明，巖石化學組分與花崗巖體鈾成礦能力密切相關，并進而提出了適合我國情況的產(chǎn)鈾花崗巖巖石化學評價參數(shù)X[9]，計算公式為：X＝SiO2/5+(K2O+Na2O)·3 K2O/5Na2O-2CaO。大埠巖體X為19.12～25.29、平均值為22.57，Th/U比值一般＜3(1.11～6.64，平均2.53)。

表1 大埠巖體主量元素（%）、微量元素和稀土元素（×10-6）分析結果Table 1 Analytical results of Major elements,trace elements and REE for Dabu intrusion

3.2 稀土、微量元素

大埠巖體花崗巖稀土元素總量較低，∑REE=37.28×10-6～179.49×10-6（平均為99.15× 10-6），明顯低于世界花崗巖稀土元素平均含量（250×10-6）和華南改造型花崗巖稀土元素總量（174×10-6～205×10-6）[10]。輕、重稀土分異較明顯，∑LREE/∑HREE=2.27～12.25（平均值 5.33），δEu＝0.12～0.39(平均值0.24)，具強負銪異常。球粒隕石標準化分布圖顯示向右緩傾的特征（圖4a），總體表現(xiàn)為輕稀土元素中等富集，LaN/YbN=0.57～13.13(平均4.14)。

據(jù)微量元素原始地幔標準化蛛網(wǎng)圖（圖4b），大埠巖體花崗巖富集K、Rb、Th、Sr等大離子親石元素（LILE）及Nb、Zr等高場強元素（HFSE），Ta、W、P、Ti相對虧損，表明在巖漿演化過程中經(jīng)歷了磷灰石、鈦鐵礦和鎢錫礦物的分離結晶作用[11]。

圖4 大埠巖體稀土元素球粒隕石標準化分布圖(a)[13]及微量元素原始地幔標準化蛛網(wǎng)圖（b）[14]Fig.4 Chondrite-normalized REE pattern(a)and primitive mantle-normalized trace element diagram(b)of the Dabu intrusion

4 討論

4.1 巖石成因及成礦元素鈾、鎢聚集與分布

4.1.1 巖石成因

全巖化學成分表明，大埠巖體花崗巖富硅（SiO2＞67%）、略富堿（K2O+Na2O＞6%），相對富鉀（K2O＞Na2O，），屬于過鋁質(zhì)（A/NCK=1.04～1.25）、鈣堿性巖系（δ=1.66～2.34）。全巖地球化學特點說明該巖體具有陸殼沉積物熔融形成的S型花崗巖巖漿特征。A/NCK值，表明花崗巖源區(qū)與極成熟大陸地殼的親緣性。稀土元素配分曲線和LILE富集，指示母巖漿可能來源于地殼部分熔融。此外，樣品具有較高的Th含量（8.0×10-6～61.4×10-6，平均29.39×10-6）和高Th/Ce比值（0.36～2.07），與上地殼的Th/Ce比值≥0.2一致，暗示其巖漿物源主要為古老的上地殼物質(zhì)[15-17]。

4.1.2 成礦元素鈾、鎢聚集與分布

華南地區(qū)在中生代發(fā)生了三次大規(guī)模成礦作用，其中燕山中期（150～139 Ma）及燕山晚期（125～98 Ma）的第二次及第三次大規(guī)模成礦作用，在南嶺地區(qū)形成了鎢、錫、鈾等礦化[17-18]。前人對華南陸塊中生代大花崗巖省成礦地質(zhì)背景和成礦作用有深入的研究[19-20]，但對成礦元素的聚集與分布研究較為薄弱，元素的時空分布是地質(zhì)、地球化學作用過程中物質(zhì)分異的結果[21]。

成礦元素U、W含量在區(qū)域上和大埠巖體及其外圍的分布特征見表2。

由表2可見，華南陸塊中生代巖漿活動強烈的華夏地塊，其鈾、鎢含量及富集系數(shù)高于揚子地塊。大埠巖體花崗巖鈾、鎢強度富集（富集系數(shù)≥2），并且其鈾含量高于華南改造型產(chǎn)鈾花崗巖鈾平均含量（11.66×10-6）；巖體外圍寒武紀炭質(zhì)板巖鈾強度富集、鎢中等富集（2＞富集系數(shù)≥1.5）。華南鈾區(qū)域時空分布研究表明，早寒武世地層鈾含量高達n· 10×10-6，其構成了華南區(qū)域鈾源層[22]。據(jù)成礦元素鈾、鎢分布特征，結合大埠巖體巖石成因，認為巖漿作用使得陸殼富鈾、鎢元素地層熔融，成礦元素在花崗巖中聚集。

表2 成礦元素U、W含量分布特征（10-6）Table 2 The concentration distribution of U and W metallogenetic elements

4.2 成礦潛力分析

4.2.1 華南鈾、鎢礦成礦殼層

成礦殼層是指在一個礦田內(nèi)各礦床、礦體在垂向上的集中定位深度范圍。華南地區(qū)與花崗巖在空間上和成因上具密切關聯(lián)的鈾、鎢礦，成礦年齡相差至少50～90 Ma，鎢礦成礦年齡相對集中于150～139 Ma[23-24]，鈾成礦年齡一般介于100～40 Ma間，鎢、鈾礦均存在礦巖時差，尤其是鈾礦礦巖時差達數(shù)十至百余Ma。盡管華南鈾、鎢礦屬同一成礦系統(tǒng)，但成礦階段不同，鈾、鎢礦各自具自身的成礦殼層。

一般地，鎢礦集中定位標高為600～1200 m，鈾礦賦存標高在400～500 m以下[24]?？梢姡谌A南存在一個鎢礦成礦殼層和鈾礦成礦殼層的上下高低關系（圖5）。華南桃山、貴東等花崗巖體及外圍既產(chǎn)鈾礦，也產(chǎn)鎢礦，兩者的成礦殼層具上下關系。

圖5 華南W礦殼層和U礦殼層關系示意圖[24]Fig.5 Relationships diagram between the W and U mineralization shell in South China

4.2.2 鈾成礦潛力

大埠巖體花崗巖具陸內(nèi)S型花崗巖特征，包括區(qū)域鈾源層早寒武世地層在內(nèi)的上地殼物質(zhì)的熔融，使得大埠巖體成為區(qū)域鈾成礦物質(zhì)的聚集體，高鈾含量巖體為熱液鈾成礦作用提供了物質(zhì)基礎。

巖體的稀土元素特征及巖石化學特征，均表明了巖體具鈾成礦潛力。大埠巖體稀土元素分布形式屬于華南產(chǎn)鈾花崗巖一致的輕稀土元素富集型，稀土元素分布曲線向右傾斜；產(chǎn)鈾巖體的成礦能力與稀土元素總量呈反消長關系，大埠巖體低稀土元素總量（∑REE=37.28×10-6～177.49×10-6，平均99.15×10-6）預示其有較強的成礦能力；巖體∑LREE/∑HREE平均值為5.33（＜10），也表明巖體有利于鈾成礦[10]。大埠巖體巖石化學評價參數(shù)X=19. 12～25.39（平均22.57），除個別樣品X＜20外，絕大多數(shù)樣品X＞20，且所有樣品的Th/U比值均小于3，這些參數(shù)表明巖體的巖石化學組分有利于鈾成礦[9]。

此外，大埠巖體近年來鈾礦勘查成果亦為巖體成礦潛力提供了支持，牛嶺礦床近外圍勘查不僅擴大了受上泥盆統(tǒng)三門灘組層間破碎帶控制的鈾資源量，而且在巖體內(nèi)新發(fā)現(xiàn)了華南花崗巖體內(nèi)廣泛發(fā)育的“交點型”鈾礦化[25]，礦床規(guī)模由小型擴大為中型。巖體NW部野雞橋、里壩等多個“交點型”鈾礦點（圖1）尚未開展實質(zhì)性的揭露工作。

4.2.3 鎢成礦潛力

華南陸塊的W、Sn地球化學塊體，與著名的南嶺鎢錫金屬成礦省吻合[21]，處于該成礦省內(nèi)的大埠巖體W強度富集，直接預示了巖體具W成礦潛力。巖體內(nèi)前人已發(fā)現(xiàn)了庵前灘鎢礦床及若干鎢礦點，庵前灘礦床生產(chǎn)探礦新近發(fā)現(xiàn)含鎢石英大脈，不僅顯示了老礦床深部尚有較大的資源潛力[8]，也為大埠巖體鎢成礦潛力提供了間接支持。

南嶺地區(qū)含鎢、含鎢錫花崗巖地球化學特征有異。含鎢花崗巖鋁過飽和，低Ba+Sr和TiO2，輕重稀土比值低，Eu虧損強烈，富Y和Rb，Rb/Sr比值高，分異強烈；含鎢錫花崗巖為準鋁質(zhì)—弱過鋁質(zhì)，TiO2含量高，輕重稀土比值高，Rb/Sr比值低，分異演化程度較低[26]。大埠巖體花崗巖地球化學特征與南嶺含鎢花崗巖基本一致（表3），巖石地球化學參數(shù)表明巖體有利于鎢成礦。

表3 南嶺地區(qū)含鎢錫礦花崗巖及大埠巖體地球化學特征Table 3 Geochemical features of the W-Sn-bearing granites and the Dabu intrusion in Nanling range

5 結論

（1）大埠巖體花崗巖屬于鈣堿性、過鋁質(zhì)巖石系列，具有高硅（SiO2=73.73%～77.89%）、略富堿（K2O+Na2O=7.61%～8.63%）、富鉀且K2O＞Na2O（K2O＝3.99%～5.60%）、低鈣（CaO=0.107%～0.662%）特點。稀土配分曲線顯示左高右低特征，負銪異常明顯，大離子親石元素富集，Ta、P、Ti虧損，Th含量高，Th/Ce比值≥0.2。由此可見，該巖體形成是古老上地殼物質(zhì)熔融的結果，巖漿作用使得陸殼物質(zhì)中成礦元素鈾、鎢在巖體內(nèi)預富集。

（2）大埠巖體花崗巖主、微量元素地球化學特征與華南產(chǎn)鈾花崗巖及含鎢花崗巖地球化學特征基本一致，具可比性，結合巖體內(nèi)豐富的鈾、鎢礦礦化信息及近年來勘查取得的新成果，認為巖體具較大的鈾、鎢礦成礦潛力。

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Sao F,Xu J J,Hua J,Nie B and Lyu C.Geochemical characteristics and prospecting potential for uranium and tungsten of Dabu intrusion,Southern Jiangxi Province,China.,2014,30(3):252-259.

There is abundant mineralization information about U and W within the Dabu intrusion and near periphery of it.It is showed that the granite of Dabu intrusion is calcalkaline and peraluminous.It has a high-silicon (73.73%～77.89%),rich potassium(3.99%～5.60%)and low-calcium(0.107%～0.662%)characteristic in content.Its aluminium saturation index A/NCK is 1.04～1.25 and Rittmann indexδis 1.66～2.34.The total rare earths is low(∑REE=37.28～177.49 ppm).The chondrite-normalized REE pattern graph is a“V”-type whose right is higher and left is lower,and the europium is obviously negative anomaly,and it is rich in the LILE such as K,Ru,Th,Sr and poor in Ta,P and Ti.These geochemical characteristics show that the formation of the intrusion is result in the melting of the primeval continental material.The geochemical characteristics of the Dubu intrusion are similar to those of the uranium-occarring granites and the tungstiferous granites in South China.Combining with the new fruits on the U and W prospecting,it is believed that Dabu intrusion possesses greater prospecting potential.

geochemistry;mineralizing potential of U and W;Dabu intrusion;Southern Jiangxi Province

P618.67；P619.14

A

1007-3701(2014)03-252-08

10.3969/j.issn.1007-3701.2014.03.008

2014-02-19；

2014-04-28.

中國核工業(yè)地質(zhì)局"江西省贛縣大埠巖體鈾成礦條件及靶區(qū)預測"（ZH201127001）資助.

邵飛（1963-），男，博士，研究員級高級工程師，主要從事鈾礦地質(zhì)勘查及成礦理論研究，E-mail：sf270@163.com.