川西措交瑪花崗巖體地球化學特征及其與鈾礦化成礦關系

解 波，熊盛青，陳玉梁，黎丕林，杜小林，范永宏，王紅軍，余中美，張永恒

(1. 成都理工大學核技術與自動化工程學院，四川 成都 610059；2. 核工業(yè)280研究所，四川 廣漢 618300；3. 中國國土資源航空物探遙感中心，北京 100083)

川西措交瑪花崗巖體地球化學特征及其與鈾礦化成礦關系

解 波1,2，熊盛青1,3，陳玉梁2，黎丕林2，杜小林2，范永宏2，王紅軍2，余中美2，張永恒2

(1. 成都理工大學核技術與自動化工程學院，四川 成都 610059；2. 核工業(yè)280研究所，四川 廣漢 618300；3. 中國國土資源航空物探遙感中心，北京 100083)

侵位于義敦島弧帶中北段的措交瑪花崗巖體形成時代為印支期至燕山早期，巖石類型為二長花崗巖、花崗閃長巖。鈾礦化主要賦存于北西—南東向達郎松溝斷裂(F30)之次級構造裂隙帶細粒黑云母花崗巖中，礦化圍巖為上三疊統(tǒng)曲嘎寺組(T3q)英安質流紋巖。正常段與礦化巖石地球化學特征表明：礦化巖體富硅w(SiO2)平均=74.60%、富堿w(Na2O+K2O)平均=7.94%、鋁過飽和w(Al2O3)平均=12.20%、結晶分異作用強烈(DI)平均=86.49，屬高鉀鈣堿性系列，成因類型為后造山A型花崗巖；微量、稀土元素地球化學特征表明，正常段與礦化具有相同的富集和虧損規(guī)律，顯示措交瑪花崗巖體為鈾成礦的形成提供了鈾源。

措交瑪花崗巖體；地球化學；鈾成礦前景

1 區(qū)域地質背景

措交瑪花崗巖體在大地構造位置上位于“三江”特提斯成礦域—西藏—“三江”造山系—“三江”多島弧盆系—義敦島弧帶—雀兒山—稻城外弧帶中北段，侵位于德格—鄉(xiāng)城大斷裂與甘孜—理塘深斷裂所夾持區(qū)二疊系及上三疊統(tǒng)圖姆溝組、拉納山組板巖、變質砂巖中，被古近系砂礫巖不整合覆蓋。巖體的展布方向受NW向及SN向區(qū)域總體構造控制，NW向及SN向構造銜接部位組成向北東凸出的弧形彎轉。斷層嚴格地控制著巖體的形態(tài)和延伸方向，巖體長軸的延伸和展布與圍巖中發(fā)育一系列斷裂構造形跡大致平行，后期受北東向斷層切割(見圖1)[1-4]。

2 巖體地質特征

前人研究表明，措交瑪花崗巖體為多期多階段侵入的復式巖體，形成于印支期到燕山早期[5-9]，主要為印支期。印支期花崗巖構成巖體的主體，巖石類型為二長花崗巖、花崗閃長巖等，呈巖基產出；其次為燕山早期花崗巖，巖石類型為花崗閃長巖、正長花崗巖等，呈巖枝、巖株產出；再次為晚期侵入的花崗巖脈、花崗細晶巖脈、偉晶巖脈，晚期巖脈切穿早期巖株、巖枝。印支期二長花崗巖、花崗閃長巖中見少量磷灰石、鋯石及褐簾石等副礦物，巖石具有花崗閃長巖→二長花崗巖→正長花崗巖的演化序列[5]。

1 江達—維西島弧帶；2 印支期花崗巖；3燕山期—喜山期花崗巖；4 內??；5 弧后盆地；6 外弧；7 弧內裂谷帶；8 中咱微陸塊；9 斷層；10 縫合帶

圖1川西措交瑪花崗巖體地質略圖

3 鈾礦地質特征

區(qū)內出露地層包括上三疊統(tǒng)曲嘎寺組(T3q)、圖姆溝組(T3t)、拉納山組(T3l)，新近系熱魯組(Er)以及第四系(Q)；通過開展地面伽瑪能譜測量工作，鈾高值區(qū)主要集中在銀多鄉(xiāng)2805地區(qū)，礦化圍巖為上三疊統(tǒng)曲嘎寺組(T3q)英安質流紋巖，鈾含量為7.3×10-6，釷含量為23.8×10-6，顯示該組地層鈾成礦潛力較好。曲嘎寺組(T3q)分為兩段，上段上部為深灰色、黑灰色變質復成分礫巖、變質含礫粗砂巖與含同生礫板巖組成大的韻律層，下部呈沖蝕接觸關系，受構造及巖漿侵入活動影響，地層中見花崗斑巖等巖脈產出。礫巖成分主要為砂巖、角礫狀灰?guī)r，礫徑1～10 cm，分選差、磨圓差，略具正粒序，含雙殼化石，厚度大于1 500 m；下段中上部為灰—紫灰色厚層塊狀長英角巖夾角巖化泥板巖，下部為堇青石黑云母石英角巖、灰白色石英白云母角巖、鈉長石英角巖夾灰色角巖化泥板巖，角巖內見眼球狀、條帶狀、透鏡狀硅質體。措交瑪巖體中段發(fā)現(xiàn)產于巖體內接觸帶受構造控制的鈾礦化。礦化產于措交瑪巖體中段NW向及SN向構造銜接部位組成向北東凸出的弧形彎轉處，嚴格受北西向、近南北向構造裂隙控制。措交瑪巖體的主要巖性為黑云母二長花崗巖，為半自形中—粗粒結構，鉀長石約40%、石英約30%，斜長石25%～30%，少量黑云母，微量磁鐵礦。

銀多鄉(xiāng)2805礦點產于措交瑪巖體與圍巖內接觸帶中，共見兩段鈾礦化，分別為2805-1和2805-2，礦化嚴格受斷裂構造帶控制，南北向次級構造與北西向主構造疊加部位控制了礦體的產處位置(見圖2)。

3.1 2805-1號礦化點

該礦化位于銀多鄉(xiāng)南東約2.5 km，其中異常帶長約180 m，寬約2 m；礦化斷續(xù)出露長約2.5 m。礦化賦存于北西—南東向達郎松溝斷裂(F30)之次級構造裂隙帶細粒黑云母花崗巖中，巖石較破碎，裂隙、節(jié)理發(fā)育，見石英脈、長英質脈充填，硅化強烈，二長花崗巖中蝕變強烈，巖石已強烈綠泥石化、粘土化等。還可見次生鈾礦(鈣鈾云母)，光片鑒定見瀝青鈾礦。

1 第四系沖洪積物；2 新近系熱魯組砂礫巖；3 上三疊統(tǒng)拉納山組絹云片巖、板巖；4 上三疊統(tǒng)勉戈組砂板巖；5 上三疊統(tǒng)曲嘎寺組英安質流紋巖；6 燕山早期花崗閃長巖；7 燕山早期閃長玢巖；8 印支期花崗閃長巖；9 印支期二長花崗巖；10 花崗巖脈；11 花崗偉晶巖脈；12 角巖化和巖相界線；13 甘孜—理塘結合帶；14 逆斷層；15 平移斷層；16 性質不明斷層；17 花崗巖型鈾礦化點及編號；18 取樣位置及編號

圖2川西銀多鄉(xiāng)2805地區(qū)鈾礦地質略圖

3.2 2805-2號礦化點

礦化位于2805-1號礦化體北西約1.0 km處，異常帶長約18 m，寬約2.5 m。礦化賦存于北西—南東向達郎松溝斷裂(F30)之次級構造裂隙帶長英質脈中，受構造作用影響，巖石較破碎，風化嚴重，局部見鐵染現(xiàn)象。破碎帶內構造角礫、斷層泥發(fā)育，見構造透鏡體，角礫成分主要為花崗閃長巖、中基性火山巖，帶內長英質脈發(fā)育，風化嚴重，長石已強烈高嶺土化。

3.3圍巖蝕變

礦化處熱液活動發(fā)育，具多期次、多階段特點。礦前期主要發(fā)育了褐鐵礦化、面狀赤鐵礦化等蝕變；成礦期主要發(fā)育了硅化、鉀化、浸染狀赤鐵礦化、金屬硫化物化等中低溫熱液蝕變；礦后期主要發(fā)育綠泥石—水云母化等蝕變。

綜上，鈾礦化主要產于構造裂隙帶中，礦化處熱液蝕變發(fā)育，判斷銀多鄉(xiāng)2805鈾礦點的礦化成因為花崗巖內接觸帶構造蝕變破碎帶型。

4 樣品采集及分析方法

樣品采自大面積出露的花崗巖露頭，共7件(取樣位置見圖2)，YCJM-1～YCJM-3采自銀多鄉(xiāng)2805-1號礦化點，巖性為印支期細粒黑云母二長花崗巖；YCJM-4采自礦化點的外圍(正常段)，巖性為印支期細粒黑云母二長花崗巖；YCJM-5～YCJM-6采自印支期花崗閃長巖；YCJM-7采自燕山早期花崗閃長巖。

5 巖石地球化學特征

5.1常量元素地球化學特征

研究區(qū)花崗巖體不同時期，不同巖性常量元素化學成分進行了分析，銀多鄉(xiāng)2805地區(qū)措交瑪花崗巖體樣品的w(SiO2)在58.95%～76.19之間(平均為67.95%)，w(Al2O3)平均為14.57%，w(Na2O)平均為2.76%，w(K2O)平均為4.25%，w(CaO)平均為1.02%，w(MgO)平均為0.70%，w(Ti2O)平均為0.21%。與中國巖漿巖的平均化學成分[10]相比，巖石以富硅、鉀、鋁，貧鈉、鈣、鎂、鈦為特點。Na2O+K2O含量為5.49%～8.14%，并且K2O含量高于Na2O，顯示為富硅過鋁，鉀大于鈉的特點。分異指數(shù)DI=66.59～91.63，分異指數(shù)越大，巖漿分離結晶作用越強，酸度越高。

正常段與礦化巖石地球化學特征表明：礦化細粒黑云母二長花崗巖更富硅w(SiO2)平均=74.60%、過堿w(Na2O+K2O)平均=7.94%、Al2O3、MgO含量略有降低，Ti2O、CaO含量較正常花崗巖顯著降低，結晶分異作用強烈(DI)平均=86.49，表明，鈾礦化與巖漿巖分異結晶作用、酸度關系密切，巖漿分離結晶作用越強，酸度越高，鈾礦化作用越強。礦化巖石里特曼指數(shù)(σ)為1.93～2.09，小于3.3，為鈣堿性巖系列；堿度率AR=4.09～4.27，Na2O-K2O成因類型主要為A型花崗巖，見圖3；利用AFM圖解(見圖4)判別主要為鉀質中—強鈣堿性—堿性巖石系列。在SiO2-K2O圖解中(見圖5)均集中于高鉀鈣堿性系列中。

圖3 措交瑪巖體K2O-Na2O圖(據(jù)Collis等，1982)

A.Na2O+K2O；F.FeO+0.899 8Fe2O3；M.MgO

圖5 措交瑪巖體SiO2-K2O圖

巖石地球化學A/NK-A/CNK判別圖解(見圖6)顯示：礦化細粒黑云母二長花崗巖與華南產鈾花崗巖均落于過鋁質范圍內，鋁飽和指數(shù)A/CNK=0.93～2.03之間，與華南產鈾花崗巖巖體類似[11-12]，顯示巖石過鋁質特點。

圖6 措交瑪巖體A/CNK-A/NK圖

5.2微量元素特征

由原始地幔標準化蛛網圖(見圖7)可知，U平均為795.01×10-6，Th平均為23.37×10-6，Th/U為0.03，顯示出巖體具有較好的含鈾性；微量元素呈右傾型，所有樣品均顯示強烈富集U元素，與U元素伴生富集的有Rb(148～225)×10-6、Th(6.7～32.2)×10-6、Nd(9.4～19.8)×10-6，樣品中Nb、Sr、P和Ti強烈虧損和Zr的輕度虧損，Ta卻沒有明顯的虧損。顯示礦化二長花崗巖與正?；◢弾r具有相同的富集和虧損規(guī)律。Nb/Ta比值常用來作為殼幔作用的重要指示劑，在巖漿起源中得到廣泛的應用[13-14]，措交瑪巖體的Nb/Ta比值從1.99～10.96，平均為4.19，與中國東部上地殼平均值16.22×10-6相比[15]，明顯偏低，暗示巖體源區(qū)可能為地殼物質。

圖7 措交瑪巖體原始地幔標準化蛛網圖

5.3稀土元素特征

分析得出，銀多鄉(xiāng)2805地區(qū)措交瑪巖體總體表現(xiàn)出較低的稀土總量w(∑REE = 57.53×10-6～118.86×10-6)，稀土配分模式表現(xiàn)為右傾的輕稀土富集和明顯的Eu負異常的深“V”字型特征(見圖8)。

圖8 措交瑪巖體球粒隕石標準化稀土配分模式圖

礦化點黑云母二長花崗巖相較于正常段花崗巖，稀土配分模式相似，礦化點稀土總量較低(平均為∑REE=66.62×10-6)，(La/Yb)N平均為3.83。礦化點銪虧損程度明顯大于正常段花崗巖，前者δEu=0.18～0.26[16]。反映在巖漿分餾結晶作用過程中存在斜長石的分離作用[17]。

綜上，從微量、稀土元素這些特征規(guī)律表明，措交瑪巖體具較低的稀土總量和輕稀土富集、重稀土虧損的地球化學特征，礦化比正常段具有更強烈的結晶分異過程，巖體為鈾成礦的形成提供了鈾源。

6 措交瑪花崗巖體與鈾礦化關系探討

6.1花崗巖含鈾性與鈾礦化關系

由措交瑪花崗巖體放射性特征分析可知，印支期細粒黑云母二長花崗巖中的鈾含量為5.2×10-6。印支期細粒黑云母二長花崗巖中的鈾變異系數(shù)較高，而變異系數(shù)高是疊加富集的簡明標志，表明這類巖體有鈾元素的疊加富集過程，對鈾礦化有利。

6.2構造巖漿演化與鈾礦化關系

印支期以來，川西地區(qū)經歷了洋陸轉換、盆山耦合兩個關鍵時期。由于甘孜—理塘結合帶的俯沖碰撞作用，在川西地區(qū)由西向東形成了一系列的盆山耦合的產物，這也是義敦島弧形成的時期，巖漿火山活動頻繁，中酸性火山巖十分發(fā)育，是重要的鈾多金屬成礦期。

燕山期，甘孜—理塘殘留海在碰撞作用下徹底閉合，導致沙魯里火山巖漿弧與雅江邊緣前陸盆地發(fā)生弧—陸碰撞造山作用，川西地區(qū)古地理格局已發(fā)生了巨大的變化，全部上升成陸，無沉積記錄。由于甘孜—理塘縫合帶閉合后的陸內剪切俯沖，在川西地區(qū)的巖漿巖帶上發(fā)生了大量陸殼重熔型(S型)的巖漿侵入活動，是鈾的改造活化期。

措交瑪巖體的同位素年齡測定為206.0～119.1 Ma，反映出巖帶內印支期和燕山期巖漿侵入活動為—連續(xù)的脈動式演化過程，而其中印支期和燕山期又明顯為兩幕，可見北北西向構造在工作區(qū)中部地帶是經歷了多次活動的，早期形成的北北西向斷裂在巖漿巖帶形成時復活，以及巖漿巖帶形成以后北北西向的斷裂再次活動。正是這次活動，才發(fā)現(xiàn)有一條貫通措交瑪巖體內部的構造蝕變帶，即達郎松溝斷裂帶(F30)，并在局部地段成為含礦溶液運移和沉淀的有利空間。

6.3構造環(huán)境與鈾礦化關系

在構造鑒別上，巖石樣品主要巖性落在Rb/30-Hf-3Ta相關圖解(見圖9)的碰撞后區(qū)域內；在Yb-Ta(見圖10)相關圖解上，巖石樣品主要巖性均落于板內花崗巖與同碰撞型花崗巖過渡區(qū)，說明銀多鄉(xiāng)2805地區(qū)措交瑪花崗巖體的鈾礦化形成于碰撞后隆升的構造背景，屬后造山強過鋁“A”型花崗巖。

圖9 Rb/30-Hf-3*Ta圖解

Syn-COLG 同碰撞型花崗巖；VAG 火山弧型花崗巖；WPG 板內型花崗巖；ORG 洋脊型花崗巖

圖10構造環(huán)境判別圖Yb-Ta圖解(據(jù)PearceJA等，1984)

7 結 論

1)措交瑪巖體巖石地球化學特征與華南產鈾花崗巖基本一致，表現(xiàn)為酸度大、堿度高、鋁過飽和、分異好，鈾背景值較高等特征，對鈾成礦有利；

2)措交瑪巖體巖漿演化屬過鋁質花崗巖，屬高鉀、鈣堿性系列，成因類型屬后造山—A型花崗巖；

3)巖體中段產出的鈾礦化類型屬花崗巖型巖體內接觸帶亞類，構造熱液活動對鈾礦化控制明顯，鈾主要來源于巖體本身。該巖體具有較好的鈾礦找礦前景。

[1] Hou Z, Zaw K, Pan G, et al. Sanjiang Tethyanmetallogenesis in S.W. China: Tectonic setting, metallogenic epochs and deposittypes[J]. Ore Geology Reviews, 2007, 31(1-4): 48-87.

[2] Metcalfe I. Tectonic framework and Phanerozoic evolution of Sundaland[J]. Gondwana Research, 2011, 19(1): 3-21.

[3] Reid A J, Wilson C J L, Liu S. Structural evidence for the Permo-Triassic tectonic evolution of the Yidun Arc, eastern Tibetan Plateau[J]. Journal of Structural Geology, 2005, 27(1): 119-137.

[4] 侯增謙, 曲曉明, 周繼榮, 等. 三江地區(qū)義敦島弧碰撞造山過程：花崗巖記錄[J]. 地質學報, 2001, 75(4): 484-497.

[5] 王全偉, 王康明, 闞澤忠, 等. 川西地區(qū)花崗巖及其成礦系列[M]. 北京: 地質出版社, 2008.

[6] Reid A, Wilson C J L, Shun L, et al. Mesozoic plutons of the Yidun Arc, SW China: U/Pb geochronology and Hf isotopic signature[J]. Ore Geology Reviews, 2007, 31(1-4): 88-106.

[7] 吳濤. 藏東義敦島弧帶早中生代巖漿活動與構造演化過程[D]. 北京：中國地質大學, 2015.

[8] 毛君一.1∶20萬昌臺幅區(qū)域地質調查報告[M]. 北京：地質出版社，1977.

[9] 張騰蛟. 義敦島弧帶典型斑巖體地質地球化學特征對比[D]. 成都：成都理工大學, 2014.

[10] 黎彤, 僥紀龍. 中國巖漿巖的平均化學成分[J]. 地質學報, 1963, 43(3): 271-280.

[11] 邵飛, 許健俊, 毛玉峰, 等. 華南鈾成礦省花崗巖型鈾礦礦質卸載機制研究[J]. 鈾礦地質, 2013, 29(3): 146-151.

[12] 邵飛, 許健俊, 邵上, 等. 華南花崗巖型鈾礦地質特征及成礦作用[J]. 資源調查與環(huán)境, 2014, 35(3): 211-217.

[13] 金景福. 華南地區(qū)花崗巖型鈾礦(含鎢、錫)隱伏礦床預測理論和方法的研究[M]. 成都：成都地質學院，1991.

[14] Rollison H R. Petrogeochemistry[M]. Yang Xeming, Yang Xiaoyong, Chen shuangxi, Translation, Hefei: Chinese Science and Technology University Publishing House，2000.

[15] 高山, Kern. 中國東部地殼的結構和組成[J]. 中國科學(D輯:地球科學)：1999, 29(3): 204-213.

[16] Taylor S R, Mclennan S M. The Continental Crust: Its Composition and Evolution[M]. Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1985.

[17] 韓吟文, 馬振東, 張宏飛, 等. 地球化學[M]. 北京：地質出版社，2003.

UraniumGeochemicalCharacteristicsandRelationshiptoMineralizationofCuojiaomaBatholithinYidunArcBelt,WesternSichuanProvince

XIE Bo1,2，XIONG Shengqing1,3，CHEN Yuliang2，LI Pilin2，DU Xiaolin2， FAN Yonghong2，WANG Hongjun2，YU Zhongmei2，ZHANG Yongheng2

(1.CollegeofNuclearTechnology&AutomaticEngineering，ChengduUniversityofTechnology，Chengdu,Sichuan610059，China；2.No.280ResearchInstituteofNuclearIndustry，Guanghan,Sichuan618300，China； 3.ChinaAeroGeophysicalSurvey&RemoteSensingCenterforLand&Resources，Beijing100083，China)

Cuojiaoma batholith is located in the central-northern part of the Yidun arc belt. The formation age is about Indosinian-Early Yanshan and its rock types should include adamellite and granodiorite. Uranium mineralization mainly occur in fines biotite granite of secondary structure with NW-SE Dalangsong groove fracture(F30). The Dacitic rhyolite of Qugasi Group on Upper Triassic(T3q) is wall rock mineralization. Geochemical characteristics of normal sections and mineralized sections rock characteristics show as follows：Mineralization rock enrichment Si，w(SiO2)=74.60%、excessive alkaline w(Na2O+K2O)=7.94%、aluminum supersaturatedw(Al2O3)=12.20%、crystallization strong differentiation (DI)=86.49，high potassium Calc-alkaline series. Genetic Types is postorogenic a type granite. Trace and rare earth elements in geochemical characteristics tell us that normal sections and mineralized sections have the same law of enrichment and losses. Geochemical characteristic of the rock similar with uranium granite in south China shows Cuoijiaoma rock mass is the advantageous rock mass for uranium mineralization.

Cuojiaoma granite；Geochemistry；Uranium mineralization prospects

2017-07-21

中國地質調查局北方中新生代盆地及華東南鈾礦遠景區(qū)地質礦產調查“四川省西部地區(qū)鈾礦資源遠景調查”(DD2016013616)資助。

解波(1982-)，男，高級工程師，在讀博士研究生，研究方向：鈾與多金屬礦的成礦規(guī)律與預測研究，手機：15877931790，E-mail：1797958938@qq.com.

P588.121；P619.14

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.05.004