廣東長(zhǎng)排鈾礦床成礦流體特征

徐 浩，張 闖，龐雅慶，曹豪杰，劉佳林，劉文泉

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2.中國(guó)核工業(yè)地質(zhì)局，北京 100013；3.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029；4.核工業(yè)二九0研究所，廣東 韶關(guān) 512026)

0 引 言

圖1 長(zhǎng)排地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)①修改)Fig.1 Geological sketch map of Changpai area(modified after [注]核工業(yè)二九〇研究所.廣東省韶關(guān)市仁化縣長(zhǎng)排鈾礦床普查地質(zhì)報(bào)告.2013：1-137. )1.第四系；2.細(xì)粒二云母花崗巖；3.中粒二云母花崗巖；4.細(xì)粒黑云母花崗巖；5.中粒黑云母花崗巖；6.中粒斑狀二云母花崗巖；7.中粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖；8.花崗斑巖巖脈；9.中基性巖脈；10.構(gòu)造斷裂帶；11.鈾礦床及編號(hào)

花崗巖型鈾礦是我國(guó)重要的鈾礦化類(lèi)型之一。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)花崗巖型鈾礦的研究始于20世紀(jì)60年代，對(duì)法國(guó)、中國(guó)華南等地區(qū)花崗巖型鈾礦的產(chǎn)鈾花崗巖特征、成礦流體性質(zhì)、成礦機(jī)理和鈾的遷移方式等進(jìn)行了研究[1-6]，先后提出了花崗巖巖漿熱液浸出淋濾成礦、大氣降水淋濾成礦、深循環(huán)加熱大氣降水浸出成礦、深源礦化劑成礦、熱點(diǎn)鈾成礦和地幔流體成礦等觀點(diǎn)[7-12]，大大加深了對(duì)熱液鈾成礦作用的認(rèn)識(shí)。長(zhǎng)排(301)鈾礦床位于廣東省韶關(guān)市長(zhǎng)江鈾礦田內(nèi)，毗鄰地區(qū)還發(fā)現(xiàn)了棉花坑(302)、油洞(306)、水石(308)等鈾礦床。其中，棉花坑鈾礦床發(fā)現(xiàn)較早，前人從蝕變分帶[13-15]、成礦流體特征[16-19]、同位素地球化學(xué)特征[20-22]、成礦時(shí)代[23]和礦床成因[24-26]方面進(jìn)行了較為深入的研究，然而對(duì)深部流體是否參與鈾成礦作用及其具體成礦機(jī)理還存在爭(zhēng)議。長(zhǎng)排鈾礦是長(zhǎng)江鈾礦田內(nèi)新擴(kuò)大、落實(shí)的大型花崗巖型鈾礦床，埋藏較深，目前還缺乏對(duì)其成礦流體性質(zhì)和流體演化的深入研究，對(duì)其鈾成礦作用的研究還很薄弱。流體包裹體是地質(zhì)時(shí)期成礦流體的樣品，流體包裹體和同位素地球化學(xué)是研究流體性質(zhì)、揭示礦床成因的重要手段[27-29]。本文以長(zhǎng)排鈾礦床為研究對(duì)象，結(jié)合野外地質(zhì)資料，對(duì)流體包裹體進(jìn)行鏡下觀察、顯微測(cè)溫、激光拉曼光譜分析等，對(duì)成礦流體特征進(jìn)行了總結(jié)分析，探討了礦床成因。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

長(zhǎng)排鈾礦床產(chǎn)于諸廣山復(fù)式巖體中部長(zhǎng)江鈾礦田，區(qū)內(nèi)出露的巖體主要為印支期和燕山期的黑云母花崗巖和二云母花崗巖，并發(fā)育少量燕山晚期基性巖脈(以煌斑巖為主)。長(zhǎng)江鈾礦田內(nèi)主要控礦構(gòu)造為北東東向棉花坑斷裂、黃溪水?dāng)嗔鸭氨蔽飨虻挠投磾嗔?。長(zhǎng)排、棉花坑等鈾礦床產(chǎn)于棉花坑斷裂和黃溪水?dāng)嗔褗A持的次級(jí)斷裂中(圖1)。

根據(jù)長(zhǎng)排鈾礦床普查地質(zhì)報(bào)告①，長(zhǎng)排鈾礦床上部圍巖為印支期斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖和二云母花崗巖，礦床下部圍巖為燕山期黑云母花崗巖，并伴有幔源基性巖脈貫入。鈾礦化(體)主要賦存于油洞斷裂南部北北西向構(gòu)造蝕變帶中的硅質(zhì)“骨架”(硅化碎裂巖)及其兩側(cè)的蝕變花崗巖中(圖2)，含礦巖性主要為赤鐵礦化硅化碎裂巖和碎裂花崗巖等。常見(jiàn)的礦物共生組合為瀝青鈾礦-紅色微晶石英-赤鐵礦和瀝青鈾礦-膠狀黃鐵礦-紫黑色螢石組合，也可見(jiàn)少量瀝青鈾礦-方解石組合。金屬礦物主要有瀝青鈾礦、赤鐵礦和黃鐵礦等，瀝青鈾礦主要呈細(xì)脈狀、團(tuán)塊狀或浸染狀產(chǎn)出。

圖2 長(zhǎng)排鈾礦床14號(hào)勘探線(xiàn)地質(zhì)剖面圖(據(jù)①修改)Fig.2 No.14 cross section of the Changpai uranium deposit(modified after ①)1.中粒黑云母花崗巖；2.中粒斑狀二云母花崗巖；3.中粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖；4.煌斑巖脈；5.硅化帶；6.蝕變帶；7.地質(zhì)界線(xiàn)；8.鈾礦體；9.施工鉆孔

礦床熱液蝕變發(fā)育，受斷裂帶控制，分布在構(gòu)造破碎帶及其兩側(cè)的次級(jí)裂隙中。成礦前蝕變主要有堿交代(以鉀長(zhǎng)石化為主)和硅化(含鎢白色石英脈)。成礦期蝕變主要有絹云母化、綠泥石化(圖3A)、赤鐵礦化(圖3B)、硅化(肉紅色、煙灰色微晶石英，圖3C)和紫黑色螢石化等(圖3D)，少量礦石可見(jiàn)碳酸鹽化(圖3E)。由構(gòu)造蝕變帶中心向兩側(cè)大致有硅化—赤鐵礦化—水云母化—綠泥石化的水平分帶特征。成礦后蝕變主要有硅化、碳酸鹽化(圖3F)和螢石化。硅化、紫黑色螢石化、碳酸鹽化和黃鐵礦化疊合部位，鈾礦化好、品位高(圖3G、H、I)。

根據(jù)長(zhǎng)排鈾礦床礦脈產(chǎn)出的空間關(guān)系以及礦物共生組合等，將礦物按次序分為成礦前、成礦期和成礦后3個(gè)階段(圖4)。成礦前主要為花崗巖中的成巖礦物，主要有鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、黑云母、石英等礦物。成礦期礦物主要有肉紅色和煙灰色的微晶石英、紫黑色螢石、方解石、綠泥石、水云母、黃鐵礦、赤鐵礦和瀝青鈾礦等礦物。成礦后礦物多為綠色螢石、白色方解石等。

2 樣品及測(cè)試

圖3 長(zhǎng)排鈾礦床蝕變巖石和礦石特征照片F(xiàn)ig.3 The altered rock and mineral characteristics of the Changpai uranium depositA.綠泥石化、絹云母化蝕變花崗巖；B.赤鐵礦化蝕變花崗巖；C.肉紅色微晶石英；D.瀝青鈾礦與黃鐵礦、紫黑色螢石共生；E.成礦期方解石脈；F.成礦后方解石脈；G—I.鈾礦石顯微照片(透射正交偏光)；Qz.石英；Cal.方解石；Fl.螢石；Py.黃鐵礦；Ptc.瀝青鈾礦

本次研究樣品主要采集于長(zhǎng)排鈾礦床NNW向9號(hào)、60號(hào)和61號(hào)構(gòu)造蝕變帶。根據(jù)礦物粒度、顏色、共生組合及脈體穿插關(guān)系，將所采集的透明礦物(石英、螢石和方解石)劃分為不同階段。將樣品磨制成雙面拋光的薄片，重點(diǎn)對(duì)成礦期紅色微晶石英和紫黑色螢石的流體包裹體進(jìn)行研究。選擇代表性的樣品進(jìn)行破碎，然后在雙目鏡下挑選，獲得純度較高的石英和方解石，用于碳、氫、氧同位素組成質(zhì)譜分析。

圖4 長(zhǎng)排鈾礦床礦物生成次序Fig.4 The mineral arisen sequence of the Changpai uranium deposit

激光拉曼光譜分析在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院進(jìn)行，測(cè)量?jī)x器型號(hào)為L(zhǎng)ABHR-VIS LabRAM HR800顯微激光拉曼光譜儀，采用Yag晶體倍頻固體激光器，掃描范圍為100～4 200 cm-1，波長(zhǎng)532 nm，測(cè)試條件為溫度25 ℃、濕度50%。

碳、氫、氧同位素分析在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試研究中心完成，使用儀器為MAT 253EM型質(zhì)譜儀。碳和氧同位素的分析精密度為±0.2‰，氫同位素的分析精密度為±2‰。

圖5 長(zhǎng)排鈾礦床典型流體包裹體類(lèi)型Fig.5 Typical fluid inclusions from the Changpai uranium depositA、B.石英中含CO2三相包裹體；C.石英中富液相包裹體；D.螢石中富液相包裹體；E.石英中富氣相包裹體；F.方解石中富液相包裹體

3 流體包裹體及碳、氫、氧同位素特征

3.1 流體包裹體

成礦前石英流體包裹體以含CO2三相包裹體和氣液兩相包裹體為主。含CO2三相包裹體常表現(xiàn)為液相CO2圍繞氣相CO2作環(huán)狀分布(圖5A、B)，此類(lèi)包裹體氣相組分占15%～85%，主要形態(tài)為橢圓狀、長(zhǎng)條狀，少數(shù)為不規(guī)則狀，長(zhǎng)軸大小為4～12 μm，主要賦存在成礦前石英中，加熱多數(shù)均一到氣相。氣液兩相包裹體根據(jù)包裹體氣液比細(xì)分為富液相流體包裹體和富氣相流體包裹體。鏡下觀察顯示，富液相流體包裹體比富氣相流體包裹體更為發(fā)育。富液相流體包裹體氣相組分占12%～40%，多在12%～30%，形態(tài)主要有橢圓形、長(zhǎng)條形和不規(guī)則形，長(zhǎng)軸大小為3～12 μm，成群分布，均一化過(guò)程中均一為液相(圖5C)；富氣相流體包裹體，氣相組分占50%～60%，形態(tài)多為橢圓形和多邊形，長(zhǎng)軸大小為4～10 μm，呈孤立分布，均一化過(guò)程中多均一為氣相。

成礦期肉紅色微晶石英、紫黑色螢石和煙灰色方解石中發(fā)育富液相流體包裹體(圖5D)和富氣相包裹體(圖5E)。富液相流體包裹體氣相組分多為3%～15%，形態(tài)主要有橢圓形、長(zhǎng)條形和不規(guī)則形，長(zhǎng)軸3～20 μm，成群分布，均一化過(guò)程中均一為液相；富氣相流體包裹體中氣相組分占60%～90%，形態(tài)多為橢圓形和多邊形，長(zhǎng)軸3～9 μm，呈孤立分布，均一化過(guò)程中多均一為氣相。

成礦后白色方解石主要發(fā)育富液相流體包裹體(圖5F)，此類(lèi)包裹體氣相組分占3%～30%，多在5%～10%之間，形態(tài)主要有橢圓形、近四邊形和不規(guī)則形，長(zhǎng)軸4～15 μm，屬于原生包裹體，成群分布，均一化過(guò)程中均一為液相。

長(zhǎng)排鈾礦床不同成礦階段、不同類(lèi)型流體包裹體的測(cè)溫及計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1、圖6和圖7。成礦前石英流體包裹體均一溫度介于291～381 ℃之間，平均為334 ℃，鹽度3.1%～7.9%，平均為4.9%。其中，含CO2三相包裹體初熔溫度為-61.9～-58.9 ℃，其籠形物消失溫度為5.5～8.2 ℃，部分均一溫度為19.7～29.2 ℃，完全均一溫度為291～381 ℃，平均為331 ℃，鹽度為3.5%～7.9%，平均為5.4%。

成礦期流體包裹體均一溫度介于91～295 ℃之間，平均為192 ℃，多介于120～250 ℃。鹽度位于0.4%～10.2%，平均為5.4%。其中，螢石中流體包裹體均一溫度為91～294 ℃，平均為205 ℃，鹽度為5.7%～7.9%；石英中氣液兩相包裹體均一溫度為115～295 ℃，平均為197 ℃，鹽度為2.6%～10.2%，平均為5.7%；方解石中氣液兩相包裹體均一溫度為121～171 ℃，平均溫度為140 ℃，鹽度為0.4%～1.1%，平均為0.7%。

成礦后的原生富液相流體包裹體均一溫度介于146～220 ℃之間，平均為188 ℃，鹽度為1.4%～4.5%，平均為2.3%。

選擇各階段流體包裹體開(kāi)展了激光拉曼光譜分析(圖8)，結(jié)果表明：成礦前石英含CO2三相包裹體氣相組分主要為CO2，在此類(lèi)包裹體的氣泡中可檢測(cè)到顯著的CO2雙峰(拉曼峰值在1 285 cm-1、1 388 cm-1附近)，成礦期石英富液相兩相水溶液包裹體氣相組分主要為CO2、CH4和H2，富氣相兩相水溶液包裹體氣相組分主要為CO2(拉曼峰值在1 284 cm-1、1 388 cm-1附近)。

由于供給缺口和閑置產(chǎn)能均主要來(lái)自O(shè)PEC國(guó)家，因而OPEC的產(chǎn)量變動(dòng)在很大程度上決定了OECD國(guó)家的原油庫(kù)存周期。將2010年以來(lái)的OPEC產(chǎn)量與布倫特油價(jià)格進(jìn)行簡(jiǎn)單線(xiàn)性擬合（見(jiàn)圖4），從擬合結(jié)果可以得出，100萬(wàn)桶/日的產(chǎn)量缺口可以導(dǎo)致約14美元/桶的油價(jià)上漲。在實(shí)際交易中，真實(shí)產(chǎn)量缺口的數(shù)據(jù)往往嚴(yán)重滯后，油價(jià)的漲幅經(jīng)常偏離產(chǎn)量缺口，交易者應(yīng)當(dāng)更關(guān)注當(dāng)前的產(chǎn)量缺口與價(jià)格變動(dòng)的預(yù)期偏差，以及閑置產(chǎn)能投產(chǎn)預(yù)期下的價(jià)格回歸。

表1 長(zhǎng)排地區(qū)流體包裹體顯微測(cè)溫結(jié)果

圖6 長(zhǎng)排鈾礦床流體包裹體均一溫度直方圖Fig.6 Histograms of homogenization temperatures of the fluid inclusions from the Changpai uranium deposit

3.2 氫、氧同位素

圖7 長(zhǎng)排鈾礦床流體包裹體鹽度直方圖Fig.7 Histograms of salinities of the fluid inclusions from the Changpai uranium deposit

圖8 長(zhǎng)排鈾礦床流體包裹體激光拉曼光譜分析Fig.8 The Laser Raman spectrum analyses of the fluid inclusions from the Changpai uranium depositA.石英含CO2三相包裹體中富含CO2；B.石英富液相包裹體中富含CO2和CH4；C.石英富氣相包裹體中富含CO2；D.石英富液相包裹體中富含H2

樣品編號(hào)成礦階段地區(qū)巖性t/℃δD /‰δ18Oquartz/‰δ18Owater/‰ZN72成礦前長(zhǎng)排 灰白色石英270-51.09.21.1ZN3-1成礦前塘洞 灰白色石英270-73.910.52.4ZN14成礦前棉花坑灰白色石英267-57.211.33.1ZN33-1成礦前學(xué)塘坳灰白色石英270-104.414.36.4ZN42-6成礦前長(zhǎng)排 灰白色石英270-85.211.53.4-15029-1成礦期棉花坑肉紅色石英208-77.98.7-2.55008-3成礦期棉花坑肉紅色石英248-71.610.21.2-10041-1成礦期棉花坑肉紅色石英301-92.29.93.1-10029-1成礦期棉花坑肉紅色石英272-51.69.71.7ZK4-3-2成礦后棉花坑灰白色石英170-77.912.3-3.7ZK23-2-1成礦后棉花坑淺灰白色石英170-83.210.2-5.8ZK23-3-7成礦后棉花坑灰白色石英170-76.811.2-4.8ZN3成礦后塘洞 灰白色石英217-84.28.0-2.7ZN10成礦后城口 灰白色石英163-73.47.1-5.904C-2成礦后棉花坑灰白色石英177-71.510.8-1.2

長(zhǎng)江鈾礦田石英的氫、氧同位素分析結(jié)果見(jiàn)表2，成礦流體的δ18O水用實(shí)測(cè)石英的δ18Oquartz和流體包裹體均一溫度進(jìn)行了計(jì)算，校正計(jì)算公式據(jù)Clayton et al[32]。成礦前流體的δD為-104.4‰～-51‰，δ18Oquartz為9.2‰～14.3‰，δ18Owater為1.1‰～6.4‰；成礦期熱液的δD為-92.2‰～-51.6‰，δ18Oquartz為8.7‰～10.2‰，δ18OH2O為-2.5‰～3.1‰；成礦后流體的δD為-84.2‰～-71.5‰，δ18Oquartz為7.1‰～12.3‰，δ18Owater為-5.9‰～-1.2‰。

3.3 碳、氧同位素

長(zhǎng)排鈾礦床方解石中碳、氧同位素分析結(jié)果見(jiàn)表3，成礦期熱液流體的δ13CPDB為-9.1‰～-0.6‰，且絕大部分為-9.1‰～-8.2‰，δ18OSMOW值為6.3‰～13.6‰；成礦后方解石的δ13CPDB為-11.9‰～-1‰，δ18OSMOW為6.5‰～15.7‰?？傮w而言，成礦后方解石的δ13CPDB值較成礦期方解石略有降低。

4 討 論

4.1 成礦流體特征

流體包裹體分析表明，長(zhǎng)排鈾礦床成礦前石英流體包裹體以含CO2三相包裹體和氣液兩相包裹體為主，均一溫度為291～381 ℃，鹽度為3.1%～7.9%。成礦前流體具有中高溫、中低鹽度的特征，可能與成礦前發(fā)育的堿交代蝕變有關(guān)；成礦期氣液兩相包裹體均一溫度多集中在120 ～250 ℃，鹽度介于0.4%～10.2%；成礦后流體包裹體以富液相流體包裹體為主，均一溫度為146～220 ℃，鹽度為1.4%～4.5%。綜上所述，長(zhǎng)排鈾礦床成礦期流體為中低溫、中低鹽度的流體，與諸廣南大部分花崗巖型鈾礦床相似，成礦流體成分從早到晚由CO2-H2O-NaCl體系向NaCl-H2O體系演化。

表3長(zhǎng)排鈾礦床方解石的碳、氧同位素組成

Table3CarbonandoxygenisotopiccompositionsofcalciteintheChangpaiuraniumdeposit

圖9 長(zhǎng)江地區(qū)δD - δ18O同位素組成圖Fig.9 δD - δ18O isotopic composition of Changjiang area

根據(jù)長(zhǎng)排和棉花坑等鈾礦床的δD-δ18OH2O同位素組成(圖9)，成礦前期和成礦期樣品多落于原生巖漿水與雨水線(xiàn)之間，且主要落于原生巖漿水附近，成礦后期樣品靠近雨水線(xiàn)。表明成礦前流體為原生巖漿水，成礦期流體為深部流體和大氣降水的混合，成礦后流體以大氣降水為主。長(zhǎng)排鈾礦床流體包裹體均一溫度與棉花坑鈾礦床相似，且從成礦前到成礦期到成礦后，流體溫度和鹽度大體呈降低趨勢(shì)[16]，反映從成礦前到成礦后，深部和淺部流體(大氣降水)混合比例的變化。成礦期由于流體不混溶(沸騰)作用導(dǎo)致礦質(zhì)沉淀，大量氣體溢出，該階段成礦流體鹽度較高。晚階段大氣降水不斷加入，鹽度逐漸降低。

4.2 成礦物質(zhì)來(lái)源

圖10 長(zhǎng)排鈾礦床δ13CPDB- δ18OSMOW同位素組成圖 Fig.10 δ13CPDB - δ18OSMOW isotopic composition in the Changpai uranium deposit

CO2是熱液鈾礦床成礦的重要礦化劑，對(duì)其來(lái)源的探討是礦床成因研究的重要內(nèi)容[10-11]。熱液礦床中碳的主要來(lái)源有地幔脫氣或巖漿來(lái)源(δ13CPDB值為-9.0‰～-3.0‰[33])、沉積巖中碳酸鹽巖的脫氣或含鹽鹵水與泥質(zhì)巖相互作用(δ13CPDB值為-2.0‰～3.0‰[34])、各種巖石中的有機(jī)碳(δ13CPDB值為-30.0‰～-15.0‰[35])等來(lái)源。一般認(rèn)為，產(chǎn)于花崗巖中的碳酸鹽總量不足以形成高度富集CO2的成礦流體[35]。長(zhǎng)排鈾礦床區(qū)內(nèi)礦物共生組合簡(jiǎn)單，至今沒(méi)有發(fā)現(xiàn)在高氧逸度條件下形成的重晶石，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)在低氧逸度條件下形成的石墨和磁黃鐵礦等礦物，因此該區(qū)方解石的碳同位素組成可以近似作為成礦流體的碳同位素組成[35]。長(zhǎng)排鈾礦床成礦期δ13CPDB值大部分為-9.1‰～-8.2‰，靠近巖漿-地幔源端，說(shuō)明成礦流體中的碳主要來(lái)源于深部。相對(duì)于成礦期，成礦后方解石相對(duì)虧損13C，且方解石的碳、氧同位素大致呈現(xiàn)隨δ13CPDB值降低而δ18OSMOW值增加的趨勢(shì)，兩者具有顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系(圖10)。綜合分析認(rèn)為，熱液發(fā)生CO2去氣作用將引起沉淀的碳酸鹽更為虧損13C，方解石的δ13CPDB-δ18OSMOW易呈負(fù)相關(guān)關(guān)系[36]。長(zhǎng)排地區(qū)方解石碳同位素值變化特征可能與地殼拉張、巖石圈伸展下的地幔去氣(CO2)作用有關(guān)[20]。

前人對(duì)長(zhǎng)江礦區(qū)內(nèi)基性巖脈和花崗巖體的鈾含量進(jìn)行了分析。源自地幔的基性巖脈鈾含量較低(<1.5×10-6)[37]，暗示地幔流體本身攜帶的鈾含量有限，顯然不能提供形成鈾礦床所必需的、足夠的鈾源。礦區(qū)內(nèi)賦礦的印支期和燕山期花崗巖為強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)花崗巖，是古元古代晚期富鈾基底部分熔融的產(chǎn)物，鈾含量較高。其中，油洞巖體鈾含量平均為12.3×10-6[38]，長(zhǎng)江巖體平均鈾含量高達(dá)22.3×10-6[39]，明顯高于上地殼鈾含量平均值(2.8×10-6[40])。富堿、富含CO2的超臨界流體，在與花崗巖體相互作用發(fā)生堿交代等蝕變過(guò)程中，很容易將鈾活化轉(zhuǎn)移進(jìn)入成礦流體。棉花坑鈾礦床瀝青鈾礦的Sm-Nd 同位素組成及其稀土元素配分模式與礦床深部印支期的長(zhǎng)江巖體相似[23]，反映深部長(zhǎng)江巖體可能是主要的鈾源體。

4.3 成礦機(jī)理分析

目前，暫未取得長(zhǎng)排鈾礦床成礦年齡的數(shù)據(jù)，根據(jù)對(duì)成礦地質(zhì)特征、流體包裹體和穩(wěn)定同位素的綜合對(duì)比分析，長(zhǎng)排鈾礦床與棉花坑鈾礦床成礦地質(zhì)特征相似，應(yīng)是同一鈾成礦作用的產(chǎn)物。棉花坑鈾礦床形成于54 Ma、70 Ma和127 Ma[20,23]，明顯晚于賦礦的燕山期和印支期花崗巖(油洞巖體鋯石SHRIMP U-Pb年齡為(232±4) Ma[38]，長(zhǎng)江巖體鋯石SHRIMP U-Pb 年齡為(160±2) Ma[39])。前人分析認(rèn)為，華南中—新生代大規(guī)模的鈾礦化與華南和華北地塊后碰撞及太平洋板塊俯沖引起的巖石圈伸展有關(guān)[41-43]，巖石圈伸展形成大規(guī)模的斷裂構(gòu)造不僅有利于花崗質(zhì)巖漿的侵入和CO2等氣體的上升，還為大氣水的下滲提供了有利條件。來(lái)自深部的富堿、富揮發(fā)分的流體(長(zhǎng)排成礦期流體激光拉曼光譜分析顯示含CO2、CH4和H2)，在向上運(yùn)移過(guò)程中與大氣降水混合，將鈾元素從富鈾的花崗巖體中萃取出來(lái)。鈾與CO32-、F-和Cl-組成的絡(luò)合物是鈾元素遷移的主要形式[10,12]，長(zhǎng)排鈾礦床鈾礦石?？梢?jiàn)瀝青鈾礦與石英、螢石和方解石共生，這從側(cè)面證實(shí)了鈾元素可能以CO32-、F-和Cl-絡(luò)合物遷移。

流體不混溶(沸騰)作用廣泛發(fā)生于淺成熱液礦床和脈狀多金屬礦床中，是其礦物沉淀的重要機(jī)理[44]。沸騰包裹體群的出現(xiàn)是確定流體沸騰的重要標(biāo)志。長(zhǎng)排鈾礦床流體包裹體中可見(jiàn)含CO2三相包裹體和氣液兩相包裹體共存，且H2O-CO2類(lèi)型包裹體中CO2占比從15%至80%不等，應(yīng)是含CO2的流體被不均一捕獲時(shí)發(fā)生的結(jié)果；成礦期富氣相包裹體，具有較高的氣相成分，均一溫度和鹽度變化范圍大，可能與流體的沸騰作用有關(guān)[44]。引起流體沸騰的常見(jiàn)機(jī)制有壓力釋放以及不同溫度流體的混合[27]。長(zhǎng)排鈾礦床流體沸騰作用可能是在中—新生代板塊碰撞向巖石圈伸展轉(zhuǎn)變期所導(dǎo)致的壓力釋放及深部成礦流體與較低溫大氣降水混合共同引起。成礦流體從深部向地表運(yùn)移過(guò)程中，將鈾元素從圍巖中遷移出來(lái)，與大氣降水混合，由于斷裂的張開(kāi)和壓力的降低發(fā)生沸騰作用，導(dǎo)致CO2逸出，流體pH值升高、還原性增強(qiáng)[45]。在沉淀方解石的同時(shí)，同樣導(dǎo)致鈾酰硅酸鹽絡(luò)離子、鈾酰碳酸鹽絡(luò)離子解體而發(fā)生瀝青鈾礦的沉淀[20]。

基性巖脈本身不提供鈾源，但能提供熱能，且基性巖脈上侵過(guò)程中，能夠帶來(lái)H2、CH4等氣體，在基性巖脈與控礦構(gòu)造的復(fù)合部位往往是氧化還原過(guò)渡界面，容易形成富礦體。長(zhǎng)排鈾礦床北部的油洞斷裂中充填有煌斑巖并發(fā)育鈾礦化就是一個(gè)很好的證據(jù)。

綜合研究認(rèn)為，長(zhǎng)排鈾礦床鈾礦體主要呈脈狀，受斷裂構(gòu)造控制明顯，發(fā)育硅化、絹云母化、赤鐵礦化等圍巖蝕變，礦體與圍巖界線(xiàn)清楚。根據(jù)流體包裹體測(cè)溫結(jié)果，結(jié)合石英、方解石等礦物的碳、氫和氧同位素分析，初步認(rèn)為長(zhǎng)排鈾礦床屬于中低溫?zé)嵋好}型鈾礦床，流體沸騰可能是長(zhǎng)排鈾礦床鈾元素沉淀、富集的原因。

5 結(jié) 論

(1)長(zhǎng)排鈾礦床成礦期流體具有中低溫和中低鹽度的特征。成礦前石英流體包裹體均一溫度介于291～381 ℃之間，鹽度為3.1%～7.9%；成礦期氣液兩相包裹體均一溫度多介于120～250 ℃之間，鹽度為0.4%～10.2%；成礦后流體包裹體均一溫度介于146～220 ℃之間，鹽度為1.4%～4.5%。從成礦前到成礦期和成礦后，包裹體均一溫度和鹽度大致呈降低趨勢(shì)。

(2)成礦期石英的δD值為-92.2‰～-51.6‰，δ18O值為8.7‰～10.2‰。成礦流體有深部流體的作用，同時(shí)有大氣降水的匯入。

(3)成礦期方解石的δ13CPDB值多介于-9.1‰～-8.2‰之間，δ18OSMOW值為6.3‰～13.6‰，成礦流體中的碳主要來(lái)源于深部。

(4)綜合分析認(rèn)為，長(zhǎng)排鈾礦床屬于中低溫?zé)嵋好}型鈾礦床。成礦期，來(lái)自深部富含CO2、CH4和H2等成分的流體將鈾元素從花崗巖中活化遷移出來(lái)。成礦流體沿?cái)嗔淹线w移過(guò)程中，與大氣降水混合，發(fā)生流體沸騰作用造成CO2溢出，鈾元素沉淀富集從而形成鈾礦床。