相山南部咸口巖體地球化學(xué)特征及意義*

周萬蓬 劉林清 姜勇彪

(1.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院；2.江西省數(shù)字國土重點實驗室；3.東華理工大學(xué)地質(zhì)調(diào)查研究院)

相山南部咸口巖體地球化學(xué)特征及意義*

周萬蓬1,2,3劉林清2,3姜勇彪3

(1.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院；2.江西省數(shù)字國土重點實驗室；3.東華理工大學(xué)地質(zhì)調(diào)查研究院)

通過對咸口巖體主量、微量元素地球化學(xué)特征進行分析，得出以下結(jié)論：①該巖體為一套印支期富鈾復(fù)式巖體，具富硅、高鉀、弱過鋁質(zhì)，屬高鉀鈣堿性系列；②稀土元素配分型式具右傾斜特征，富輕稀土，輕稀土分餾比重稀土明顯，銪虧損明顯；③微量元素Nb、Ce、Pr、Zr、Ba明顯虧損，Rb、Th、U、Pb、Ta、Nd、Hf元素富集，Rb/Sr值變化較大(0.92～6.52)；④巖體平均鈾含量為19.55 ×10-6，屬富鈾花崗巖體。由微量、主量元素構(gòu)造環(huán)境判別及區(qū)域地質(zhì)背景可知，咸口巖體為板內(nèi)后造山構(gòu)造環(huán)境下形成的富鈾花崗巖體，咸口富鈾巖體的發(fā)現(xiàn)為解決相山鈾礦田的鈾源問題以及在相山南部尋找花崗巖型鈾礦床提供了思路。

咸口富鈾巖體 主量、微量元素 地球化學(xué)特征 花崗巖型鈾礦床

關(guān)于相山鈾礦田，前人提了“雙混合”、水-巖相互作用、地幔流體等成礦模式[1-2]，但成礦鈾源至今尚未形成定論。在咸口巖體剖面采集的巖石化探樣品分析結(jié)果顯示，平均鈾含量為15.46×10-6(一般花崗巖鈾平均含量為4.75×10-6)，顯示該巖體為富鈾巖體。原核工業(yè)263隊在進行羅山鈾礦地質(zhì)勘查時曾將咸口巖體劃為印支期，《1∶20萬新干幅區(qū)調(diào)報告》將該巖體歸為晚海西期，江西省地質(zhì)調(diào)查院在《1∶25萬撫州市幅區(qū)調(diào)報告》中將該巖體歸入早燕山期黃陂超單元。前人對咸口巖體進行了一定的地質(zhì)工作，但未對其地球化學(xué)成分進行研究，因此有必要對該巖體的地球化學(xué)特征進行分析，并探討其對鈾成礦作用的意義。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

咸口巖體位于贛杭火山巖型鈾成礦帶和于山—大王山花崗巖型鈾成礦帶的交匯部位附近。咸口巖體在相山火山巖型鈾礦田南部，與相山火山-侵入雜巖體邊部的距離小于2 km，位于江西省樂安縣城東側(cè)約6 km處，巖體分布區(qū)域東西長約7.3 km，南北寬約4.1 km，大體呈橢圓狀出露，面積約22.4 km2。將咸口復(fù)式巖體分別按巖石結(jié)構(gòu)建立單元包括店元、橫崗、上店元、排前等單元，并認為它們構(gòu)成同源巖漿演化序列(其中排前單元為補充期巖體)，歸并建立咸口序列。對店元、橫崗、上店元、排前各單元進行了鋯石La-ICP-MS U-Pb定年，獲得加權(quán)平均年齡分別為229±4，235±4，235±3，236±3 Ma，各單元形成于中三疊世，屬印支期巖體。

店元單元侵入青白口紀(jì)庫里組、上施組以及早泥盆世樂安巖體，被上店元侵入體及排前單元侵入，與橫崗單元的接觸關(guān)系因風(fēng)化浮土掩蓋未能見及。橫崗單元侵入青白口紀(jì)淺變質(zhì)巖，侵入早泥盆世樂安巖體，切割樂安巖體中的片麻理，被排前單元巖脈狀穿插。上店元單元見有1個巖瘤狀侵入體和一些巖脈狀出露(如在丁元水庫采石場)侵入店元單元。排前單元以巖瘤狀侵入體和巖脈狀出露，侵入于店元和橫崗單元中。店元單元中見有少量微粒-細粒鎂鐵質(zhì)包體，包體中有源自花崗質(zhì)主巖的長石、石英捕擄晶，也有花崗質(zhì)的反向脈，為巖漿混合包體；上店元單元局部也含微粒鎂鐵質(zhì)包體；橫崗單元偶見富云母包體。店元和橫崗單元中有變質(zhì)巖捕擄體，常見排前單元的細粒堿長花崗巖脈。

2 地球化學(xué)特征

2.1 主量元素特征

巖石富硅，SiO2含量為70.4%～76.9%，平均為73.1%；w(Na2O+K2O)(全堿)含量為6.77%～11.4%，除了排前單元D6056-3樣品的里特曼指數(shù)為4.57外，其余為1.56～2.69，為鈣堿性巖類。在SiO2-(Na2O+K2O)硅堿圖上，巖石樣品均落在亞堿性系列中，高鉀，K2O含量為3.06%～8.06%，w(K2O)/w(Na2O)值除了有一件樣品為0.76外，其他均大于1。在w(K2O)-w(SiO2)圖解中位于高鉀鈣堿性系列中，鋁弱過飽和，Al2O3含量為11.3%～15.5%，A/CNK值為0.96～1.18，平均為1.065，A/NK值為1.09～1.50。在A/CNK-A/NK圖中，巖石落在過鋁質(zhì)靠近準(zhǔn)鋁質(zhì)區(qū)域，具過鋁質(zhì)或弱過鋁質(zhì)特征，AR值為2.16～4.29，在CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物中大部分樣品的剛玉體積含量大于1%。該巖體與典型的強過鋁S型花崗巖(A/CNK>1.1，CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物剛玉含量>1%)[3]相比，A/CNK值偏低。

2.2 稀土元素特征

∑REE值為383.07～25.79，店元單元向橫崗單元、上店元單元和排前單元降低的趨勢較明顯，富輕稀土， LREE/HREE值為2.8～19.7，(La/Yb)N值為1.9～35.6，其中輕稀土的分餾較之重稀土明顯，(La/ Sm)N及(Gd/ Yb)N值分別為2.31～8.87和0.18～3. 27；銪虧損明顯，δEu值為0.31～0.88。隨著巖體的演化及分異指數(shù)的增大，輕、重稀土比值及δEu值具有較明顯的降低演變趨勢，指示巖體在成巖過程中存在富輕稀土礦物(如磷灰石、 褐簾石、 獨居石等)和斜長石的分離結(jié)晶作用。巖石的稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分型式圖有明顯的右傾斜特征，見圖1。

圖1 咸口巖體稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分型式

2.3 微量元素特征

在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(圖2)上，表現(xiàn)為Ba、Nb、Ce、Pr、Zr相對虧損明顯，而相對富集Rb、Th、U、Pb、Ta、Nd、Hf元素；Rb/Sr值變化大(0.92～6.52)，大致具有從店元單元、橫崗單元、上店元單元、排前單元依次增高的趨勢；K/Rb值低(僅有1件樣品的比值為424.5，其余小于等于160)。咸口巖體各單元的鈾平均含量：店元單元為18.04×10-6、橫崗單元為14.94×10-6、上店元為29.36 ×10-6、排前單元為16.00×10-6，咸口巖體各單元鈾平均含量為19.55×10-6，遠遠高于一般的花崗巖以及相山賦礦圍巖((3～9)×10-6)，屬富鈾花崗巖。

圖2 咸口巖體微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)

3 討 論

3.1 構(gòu)造環(huán)境

3.2 鈾成礦作用

關(guān)于相山鈾礦田的成礦鈾源問題，學(xué)者們從不同角度提出了多種假設(shè)：①“雙混合”模式認為成礦的鈾來自原生流體和富鈾地層(主要為礦田基底變質(zhì)巖)及古老鈾礦床的溶解；②水-巖相互作用模式認為鈾源來自相山火山盆地水熱系統(tǒng)的圍巖；③地幔流體模式認為是地幔流體通過對地殼基底巖石和圍巖中鈾的浸取而獲取成礦鈾源。結(jié)合對圍巖、礦石、蝕變礦物的同位素、微量元素地球化學(xué)特征的分析結(jié)果，認為鈾源主要來自礦田基底變質(zhì)巖、相山火山-侵入雜巖體[8-9]。相山鈾礦田的鈾源可歸納為來自基底變質(zhì)巖、打鼓頂組和鵝湖嶺組火山巖(或相山火山-侵入雜巖體)及深部地幔流體中的鈾。

咸口巖體與相山火山-侵入雜巖體距離較近，完全有可能為后期相山的大規(guī)模鈾成礦提供鈾源。咸口巖體可能僅是相山南部印支期富鈾花崗巖體出露地表的1個窗口，在地下有可能存在1個大的印支期富鈾花崗巖基底，在燕山期巖漿熱液活動時，富鈾花崗巖中的鈾被活化、遷移而富集成礦。

咸口巖體處于火山巖型鈾成礦帶與花崗巖型鈾成礦帶的交接部位，該富鈾巖體的存在，為在相山礦田南部外圍咸口—招攜一帶尋找花崗巖型鈾礦提供了思路，在咸口巖體附近的羅山原已勘查發(fā)現(xiàn)了一小型鈾礦床，因此在相山南部取得花崗巖型鈾礦找礦突破的可能性較大。

4 結(jié) 語

在對礦區(qū)地質(zhì)特征分析的基礎(chǔ)上，區(qū)內(nèi)主量元素特征、稀土元素特征、微量元素特征進行了詳細分析，并討論了區(qū)內(nèi)構(gòu)造環(huán)境以及鈾成礦作用，對于區(qū)內(nèi)尋找花崗巖型鈾礦具有一定的參考價值。

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*中國地質(zhì)調(diào)查局資助項目(編號：1212011120836；1212011220248)。

2015-09-24)

周萬蓬(1973—)，男，副教授，博士研究生，344000 江西省撫州市學(xué)府路56號。