西藏布姆松絨巖體地球化學(xué)特征及鈾成礦前景①

王 勤，趙寶光，王四利，劉志鵬，徐 偉，黃大友，楊歡歡

（1.成都理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，四川 成都610059；2.核工業(yè)280研究所，四川 廣漢618300）

布姆松絨巖體位于岡底斯－三江鈾成礦省措勤－南木林鈾成礦遠(yuǎn)景帶內(nèi)，是西藏地區(qū)重要的鈾礦找礦靶區(qū)之一。

該巖體主體處在杰薩錯(cuò)彭根勒－布姆松絨一帶，沿岡底斯山脈一線分布，向西延至麥拉山口，為一大型復(fù)式巖基 （圖1），出露面積約3500km2，構(gòu)成了平均海拔在4800m以上的岡底斯山脈的主體。自中生代以來，巖體所在地區(qū)發(fā)生了多期、多階段、規(guī)模巨大的中酸性巖體侵位和火山活動(dòng)事件，形成了如今的布姆松絨巖體及四周不整合覆蓋于其上的古近系火山巖。

近年來，核工業(yè)280研究所對(duì)岡底斯構(gòu)造帶進(jìn)行了鈾資源調(diào)查，首次在布姆松絨巖體內(nèi)部發(fā)現(xiàn)了一些高放射性異常及鈾礦化，并進(jìn)行了初步評(píng)價(jià)。認(rèn)為該巖體中鈾存在一定程度的活化遷移，巖體成礦條件較好，值得進(jìn)一步開展勘查和研究工作[1－3]。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

1.1 大地構(gòu)造位置

布姆松絨巖體位于阿爾卑斯－喜馬拉雅巨型構(gòu)造帶東段，岡底斯構(gòu)造帶中段，雅魯藏布江縫合帶北側(cè)，大地構(gòu)造位置處于岡底斯－念青唐古拉板片內(nèi)部，屬岡底斯－念青唐古拉中酸性雜巖帶南巖帶，布姆松絨構(gòu)造巖漿巖亞帶。

1.2 巖體地質(zhì)特征

巖體夾持于安巴斷裂與布多藏布－拉布雄斷裂之間，總體呈北西－南東走向，明顯受該組斷裂控制，屬主動(dòng)就位侵入體。伴隨主控?cái)嗔?，巖體內(nèi)部發(fā)育有以北西－南東向斷裂為主、近東西向斷裂次之的次級(jí)構(gòu)造，兩組斷裂相互交截，致使巖體內(nèi)部巖石破碎，廣泛發(fā)育碎裂結(jié)構(gòu)及 “X”型裂隙，沿裂隙多見充填碎裂石英和長(zhǎng)石，局部充填絹云母細(xì)脈。巖體內(nèi)部交代作用明顯，可見電氣石交代長(zhǎng)石等現(xiàn)象，長(zhǎng)石往往形成以環(huán)斑為主的斑狀結(jié)構(gòu)，廣泛發(fā)育硅化、絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化、綠簾石化和黑云母褪色化等蝕變。暗色礦物以黑云母為主，副礦物為磁鐵礦－榍石－鋯石－磷灰石組合。

圖1 布姆松絨巖體地質(zhì)略圖Fig.1 Sketch map of the Bumosongrong batholith

2 巖體地球化學(xué)特征

2.1 巖石化學(xué)特征

布姆松絨巖體具有酸度大 （SiO2含量＞70%），堿質(zhì)含量高 （燕山晚期花崗巖體總堿含量：7.34%～9.09%；喜馬拉雅早期花崗巖體總堿含量：7.00%～10.11%），鉀含量大于鈉含量 （K2O／Na2O＞1），鉀鈉比接近5∶3，鋁過飽和 （A／CNK＜1.1）的特點(diǎn)，屬S型花崗巖[4]。較之喜馬拉雅早期花崗巖體，燕山晚期花崗巖體的酸度更大、總堿含量更低、更偏鋁過飽和類型。該巖體的巖石地球化學(xué)特征與華南產(chǎn)鈾花崗巖體的地球 化學(xué)特征極為相似[5－6]。在J.B.Wright（1969）的堿度率 （A.R）－SiO2圖中，燕山晚期花崗巖體和喜馬拉雅早期花崗巖體均屬堿性巖 （圖2），相當(dāng)于皮科克的鈣堿性巖。

圖2 布姆松絨巖體SiO2－（A.R）圖Fig.2 SiO2－（A.R）diagram of Bumosongrong batholith 1—喜馬拉雅早期巖體；2—燕山晚期巖體。

2.2 稀土元素地球化學(xué)特征

布姆松絨巖體平均稀土元素總含量較低，均小于250×10－6，同時(shí)也遠(yuǎn)低于世界花崗巖的平均稀土總含量（285×10－6）（Vinogradov，1962），輕重稀土比值大大超過地幔的輕重稀土比值 （1.13～1.14），強(qiáng)烈富集輕稀土元素，輕重稀土分餾顯著，Eu虧損較強(qiáng)烈。稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線 （圖3、4）具有右傾的 “V”字形特征，說明該巖體可能是來自不同深度的殼源巖漿的結(jié)晶產(chǎn)物。

3 鈾地球化學(xué)特征

3.1 U、Th含量特征

布姆松絨巖體的鈾含量較高，燕山晚期花崗巖體的鈾含量在 （1.6～30.4）×10－6，平均值為14.26×10－6，釷含量在 （19.6～79.7）×10－6，平均值為42.35×10－6；喜馬拉雅早期花崗巖體的鈾含量在 （3.9～27.5）×10－6，平 均 值 為 11.41×10－6， 釷 含 量 在（23.23～60.35）×10－6，平均值為43.76×10－6。兩者的鈾含量均高于世界花崗巖的平均值 （3.5×10－6），略高于華南產(chǎn)鈾花崗巖平均值 （10.67×10－6），顯示該巖體具有較高的鈾區(qū)域地球化學(xué)背景，是成為產(chǎn)鈾巖體的重要前提。

前人對(duì)華南產(chǎn)鈾花崗巖的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，巖漿結(jié)晶分異作用和部分鈾的活化再分配，往往導(dǎo)致賦礦主巖中鈾的變化系數(shù)較高，一般大于35%［5］。布姆松絨巖體中，燕山晚期花崗巖體鈾的變化系數(shù)為51.6%，釷的變化系數(shù)為33.2%；喜馬拉雅早期花崗巖體鈾的變化系數(shù)為68.4%，釷的變化系數(shù)為28.9%，說明該巖體具有鈾變化系數(shù)大、活化能力強(qiáng)，而釷較穩(wěn)定的地球化學(xué)特點(diǎn)。

圖3 燕山晚期花崗巖體稀土元素配分模式（球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)據(jù)Boynton，1984）Fig.3 Condorite normalized REE patterns of the pluton in the Late Yanshan epoch

Th／U值是反映產(chǎn)鈾花崗巖體的一個(gè)重要地球化學(xué)特征參數(shù)，未經(jīng)巖漿期后熱液作用或表生作用改造的各種巖漿巖的Th／U值能夠穩(wěn)定地保持在3～5［5］。燕山晚期花崗巖體的Th／U值一般在3左右；喜馬拉雅早期花崗巖體的Th／U值一般在7左右，一些樣品出現(xiàn)了向3或更低值分離的現(xiàn)象 （圖5）。這反映了巖體自喜馬拉雅早期以來遭受了一定程度的熱液作用影響，巖體中的鈾受到活化改造和再分配。

圖4 喜馬拉雅早期花崗巖體稀土元素配分模式（球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)據(jù)Boynton，1984）Fig.4 Condorite normalized REE patterns of the pluton in the Early Himalayan epoch

3.2 古鈾含量特征

作為判定鈾成礦作用的重要參數(shù)，巖體的古鈾量可以用于研究礦床的鈾源，是鈾源體活化的定量指標(biāo)［8］。對(duì)布姆松絨巖體不同部位選擇正常巖石進(jìn)行同位素分析和古鈾含量計(jì)算，結(jié)果顯示，巖石的原始鈾含量 （古

圖5 布姆松絨巖體Th－U含量特征圖Fig.5 Th－U content diagram of Bumosongrong batholith

古鈾含量）在0.003%～0.004%，鈾遷出率（ΔU）一般在40%左右，最高達(dá)61.26%。這說明巖體中鈾具有較高的活化能力，且以鈾遷出為主，足以使巖體成為供源充足的鈾源體，為在巖體內(nèi)部特定部位富集成礦提供了重要的鈾源條件。

4 巖體鈾成礦前景

4.1 巖石化學(xué)評(píng)價(jià)系數(shù)

巖石化學(xué)評(píng)價(jià)系數(shù)最早由拉爾森和費(fèi)依尓等 （1954）提出，后經(jīng)仉寶聚等 （1977）對(duì)公式進(jìn)行了驗(yàn)證和總結(jié)，并加以修改。其判別公式如下：

前人研究認(rèn)為，巖石化學(xué)評(píng)價(jià)系數(shù)x在18～23的巖體具備產(chǎn)鈾礦能力[5]。布姆松絨巖體燕山晚期巖體巖石化學(xué)評(píng)價(jià)系數(shù)在13.5～22.6，平均值為18.2，屬具有產(chǎn)鈾能力的巖體；喜馬拉雅早期巖體巖石化學(xué)評(píng)價(jià)系數(shù)在10.5～25.4，平均值為16.7，同樣屬具備產(chǎn)鈾能力的巖體，但其成礦前景應(yīng)低于前者。

4.2 稀土元素特征參數(shù)

4.2.1 稀土元素分布型式

由于鈾與輕重稀土元素關(guān)系密切，如果巖體中重稀土相對(duì)富集，將導(dǎo)致鈾分散而不利于成礦，故產(chǎn)鈾巖體的稀土分布型式均為輕稀土富集型[9]。布姆松絨巖體的稀土元素分布型式為輕稀土富集型 （圖6），與產(chǎn)鈾巖體的稀土元素分布型式相一致，并區(qū)別于某些產(chǎn)鎢、錫、鈮、鉭的花崗巖體。

圖6 布姆松絨巖體稀土元素配分三角圖（據(jù)張祖還等，1991）Fig.6 The triangular diagram of REE pattern of Bumosongrong batholith

4.2.2 稀土元素偶奇比值 （EV／OD）

將偶原子序數(shù)的7個(gè)稀土元素含量之和，與奇原子序數(shù)的7個(gè)稀土元素含量之和的比值，作為探討巖漿巖類型和演化的一個(gè)參數(shù)，稱為稀土元素的偶奇比，并以EV／OD表示[10]。

產(chǎn)鈾花崗巖體的偶奇比值一般小于2.80，而產(chǎn)鎢、錫、鈮、鉭花崗巖偶奇比值大都超過3.10[5]。本區(qū)燕山晚期巖體的EV／OD值在1.43～2.94，平均值為2.067；喜馬拉雅早期巖體的EV／OD值在1.49～2.60，平均值為2.136，同樣說明了布姆松絨巖體具有產(chǎn)鈾花崗巖體特征，顯示出良好的鈾成礦潛力。

5 結(jié)論與討論

綜上所述，布姆松絨巖體為一個(gè)多期次、多階段侵入的復(fù)式巖體，巖體內(nèi)部構(gòu)造、熱液蝕變作用及脈體十分發(fā)育，剝蝕程度中－深度，符合產(chǎn)鈾花崗巖地質(zhì)特征。

巖石地球化學(xué)參數(shù)顯示，該巖體具有酸度大，堿質(zhì)含量高，鉀含量大于鈉含量，鉀鈉比接近5∶3，鋁過飽和的特點(diǎn)，屬S型花崗巖。稀土元素地球化學(xué)參數(shù)進(jìn)一步表明，巖體的稀土總量小，δEu在0.4～0.5，屬輕稀土富集型。巖體鈾含量較高，明顯高于我國華南產(chǎn)鈾花崗巖體的平均鈾含量，鈾的變異系數(shù)高，顯示出鈾活動(dòng)能力強(qiáng)、釷變化較穩(wěn)定，Th／U值接近或低于3，同位素古鈾含量計(jì)算表明，巖體中鈾的活化遷移能力較強(qiáng)，與產(chǎn)鈾花崗巖特征相符，尤其可與華南產(chǎn)鈾花崗巖的地球化學(xué)特征進(jìn)行類比。

然而，相比于燕山晚期巖體，較晚形成的喜馬拉雅早期巖體中并沒有形成鈾的進(jìn)一步富集，其成礦潛力低于較早形成的燕山晚期巖體，這與鈾多趨向于在較晚期巖體中富集成礦的傳統(tǒng)觀點(diǎn)不一致[5－6]。對(duì)此現(xiàn)象，結(jié)合喜馬拉雅早期巖體鈾的變異系數(shù)更高，且?guī)r體的Th／U值出現(xiàn)向3或更低值分離等現(xiàn)象，筆者認(rèn)為，其原因在于晚期巖體中的鈾向充填于巖石裂隙中的熱液脈體富集，造成巖體本身的鈾含量相對(duì)貧化。

結(jié)合產(chǎn)鈾巖體的地質(zhì)、地球化學(xué)判據(jù)，可以認(rèn)為，布姆松絨巖體具有良好的鈾成礦潛力和找礦前景，主要的找礦部位應(yīng)為巖體內(nèi)部的構(gòu)造節(jié)點(diǎn)附近，尋找以熱液脈型為主的花崗巖型鈾礦。

本文得到了核工業(yè)北京地質(zhì)研究院夏毓亮高級(jí)工程師 （研究員級(jí)）的悉心指導(dǎo)，于阿朋工程師完成了本文同位素的測(cè)試和古鈾含量計(jì)算；成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所黃勇博士在成文過程中給予了大力幫助，進(jìn)行了非常有益的探討，在此對(duì)他們表示感謝！

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