法國(guó)貝爾納爾丹鈾礦床熱液蝕變與成礦特征研究

聶 睿， 宋 昊, 2， 陳友良, 2， 李巨初， 李 圻

(1.成都理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院， 成都 610059； 2.地學(xué)核技術(shù)四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 成都 610059)

花崗巖型鈾礦床是一種鈾礦體產(chǎn)于花崗巖體內(nèi)、巖體外接觸帶、斷裂構(gòu)造附近以及花崗巖附近地層中的鈾礦床。世界范圍來(lái)看，該類礦床不僅分布十分廣泛，而且類型眾多，是包括中國(guó)、法國(guó)等國(guó)在內(nèi)的重要的鈾礦床類型。多個(gè)國(guó)家如西班牙、瑞士等國(guó)均發(fā)現(xiàn)鈾礦體賦存于變正長(zhǎng)巖內(nèi)的花崗巖型鈾礦床[1-11]，但是我國(guó)并未發(fā)現(xiàn)鈾礦體賦存于變正長(zhǎng)巖的鈾礦床，也未報(bào)道過(guò)變正長(zhǎng)巖蝕變。法國(guó)花崗巖型鈾礦床數(shù)量眾多，部分鈾礦床中鈾礦體賦存于花崗巖的水熱蝕變產(chǎn)物變正長(zhǎng)巖內(nèi)，因此鈾礦體賦存于變正長(zhǎng)巖內(nèi)成為花崗巖型鈾礦床中具有代表性的亞類型之一[12-24]。筆者通過(guò)總結(jié)分析法國(guó)貝爾納爾丹鈾礦床的蝕變與成礦特征，為花崗巖型鈾礦床中變正長(zhǎng)巖蝕變研究提供理論基礎(chǔ)，同時(shí)對(duì)借鑒和完善我國(guó)花崗巖型鈾礦床的成礦理論和找礦勘查具有重要意義。

1 成礦地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域地質(zhì)特征

礦床位于馬爾什西部地區(qū)，大地構(gòu)造位于法國(guó)中央地塊西北部，區(qū)內(nèi)有一條南阿莫里坎剪切帶延伸的NE-SW向馬爾什—布薩克左旋剪切帶，該帶由多個(gè)NE-NNE、NW-NNW、WNW向構(gòu)造帶組成，其中WNW向的兩條構(gòu)造帶把馬爾什雜巖體劃分為3部分[12]：1)埃古蘭德高原變質(zhì)巖和馬爾什剪切帶東北部的圣敘爾皮斯—弗萊耶二云母閃長(zhǎng)花崗巖，其中變質(zhì)巖主要包括細(xì)粒黑云母片巖，云母片巖、混合巖和早期侵入鎂鐵質(zhì)巖、閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖形成的混合巖；2)在馬爾什斷裂帶和阿爾雷內(nèi)—烏奇利剪切帶之間，分布馬爾什淡色花崗巖和泰爾薩內(nèi)混合花崗巖；3)阿爾雷內(nèi)—烏奇利剪切帶的南部和西半部地區(qū)的奧拉杜圣熱內(nèi)斯花崗閃長(zhǎng)巖和多皮埃爾—萊賽格利斯花崗巖。

1.2 巖漿巖組成及特征

貝爾納爾丹礦床位于海西期西馬爾什花崗雜巖體中，距馬爾什剪切帶約2 km(圖1)。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)較為頻繁，巖性主要為晚泥盆世的英云閃長(zhǎng)巖- 花崗閃長(zhǎng)巖，以及早- 中石炭世的花崗巖，這兩個(gè)時(shí)期的巖石形成了現(xiàn)在的西馬爾什花崗雜巖體。

馬爾什淡色花崗巖體侵入時(shí)間為356～320 Ma，該花崗巖體依據(jù)先后時(shí)間又可分為[12-13]：1)英云閃長(zhǎng)巖- 花崗閃長(zhǎng)巖，晚泥盆世(356±10 Ma)，也別稱為蓋雷(Gueret)型或G型花崗巖；2)過(guò)鋁質(zhì)二云母花崗巖，早石炭世C1-中石炭世C2(320±5 Ma)，被稱為利木贊型，或L型花崗巖。同時(shí)區(qū)內(nèi)有大量偉晶巖和微花崗巖巖脈產(chǎn)出，煌斑巖巖脈較少。

該礦床中- 粗粒過(guò)鋁質(zhì)二云母淺色花崗巖有2類[12]：1)富黑云母過(guò)鋁質(zhì)二云母淺色花崗巖(Lm)，該花崗巖在礦床中是最為常見(jiàn)的巖性，局部呈斑狀，巖石中常見(jiàn)有G型花崗巖包體。黑云母含量>10%，白云母含量<5%。黑云母中副礦物包體非常豐富，包括鋯石、獨(dú)居石、磷灰石、銳鈦礦；2)貧黑云母過(guò)鋁質(zhì)二云母淺色花崗巖(Li)，黑云母通常<5%，白云母含量可達(dá)10%，副礦物較少。

在Lm型花崗巖中常見(jiàn)Li型圓形花崗巖包體，而在兩種花崗巖接觸帶局部可見(jiàn)厚度不超過(guò)20 cm的糜棱巖[12]，這表明Li型淺色花崗巖形成時(shí)間稍早于Lm型花崗巖，在之后兩者接觸部位發(fā)生了強(qiáng)烈的構(gòu)造作用。

貧黑云母淡色花崗巖可分為3個(gè)次相：1)含有大石英晶體的粗粒花崗巖(Li-1型)：2)含有少量石榴石和黑云母的粗?；◢弾r(Li-2型)；3)細(xì)?；◢弾r(Li-3型)，云母含量較少，但有大量云母析離體和偉晶巖質(zhì)分凝條帶。

在萊羅熱(Les Loges)和貝爾納爾丹露天采場(chǎng)所采集的花崗巖顯示，最晚的花崗巖較早期花崗巖相比富含黑云母，而所有的網(wǎng)狀偉晶巖巖脈與最晚期花崗巖有關(guān)[12]。

該地區(qū)主要斷裂為SEE-NWW向馬爾什斷裂，位于礦床北部2 km，為逆斷層，由數(shù)條次級(jí)平行的糜棱巖化帶組成，寬約幾百米，還發(fā)育E-NEE、N-NNW和NNE走向的斷裂帶，同時(shí)它也是貝爾納爾丹地區(qū)的控礦斷裂[12]。

2 礦物組合特征

貝爾納爾丹鈾礦床熱液活動(dòng)復(fù)雜，形成的熱液礦物包括變正長(zhǎng)巖、黃鐵礦、赤鐵礦、針鐵礦、螢石、伊利石、蒙脫石、白云石、方解石等(表1)。前人通過(guò)地質(zhì)觀察及總結(jié)，發(fā)現(xiàn)共有4種主要的礦物組合[12]：

1)瀝青鈾礦- 黃鐵礦- 白鐵礦組合：該組礦物浸染在變正長(zhǎng)巖內(nèi)，充填于深部裂隙，局部可氧化形成脂鉛鈾礦- 氧化物- 碳酸鹽礦物，同時(shí)該組合反映出該期地質(zhì)流體處于一種還原環(huán)境；

2)白云石- 赤鐵礦- 針鐵礦組合，其后發(fā)生了第二次碳酸鹽生成作用形成了方解石，同時(shí)在方解石和氫氧化鐵之間可能有紫色螢石插入；

3)鈾石- 黃鐵礦共生組合：該組礦物被吸附在伊利石- 蒙脫石夾層中，廣泛分布于貝爾納爾丹的含礦和與礦體接觸的兩種變正長(zhǎng)巖中，同時(shí)還見(jiàn)有被吸附于黏土礦物上的鈾黑，以及再生的黃鐵礦與方鉛礦、閃鋅礦和重晶石包裹的瀝青鈾礦；

4)鈣鈾云母、變鈣鈾云母以及鐵的氧化物團(tuán)塊和吸附鈾的針鐵礦，該組礦物出露在地表到15～20 m深度上，為近地表的表生作用形成。

3 蝕變空間分布及分帶特征

貝爾納爾丹鈾礦床熱液活動(dòng)復(fù)雜多變，常見(jiàn)于構(gòu)造帶及裂隙內(nèi)部及兩側(cè)，根據(jù)其形成位置，具有一定的空間分布特征。

3.1 蝕變分布特征

蝕變發(fā)育于二云母淡色花崗巖，熱液沿?cái)嗔褞нM(jìn)入花崗巖并向兩側(cè)蝕變形成變正長(zhǎng)巖(圖2)，而變正長(zhǎng)巖的形成會(huì)進(jìn)一步碎裂花崗巖，因此大部分熱液在流經(jīng)變正長(zhǎng)巖時(shí)會(huì)形成蝕變，少部分蝕變除外，如硅化、高嶺石化、綠泥石化僅在花崗巖中可見(jiàn)。變正長(zhǎng)巖呈不規(guī)則的管狀、透鏡狀或垂直伸長(zhǎng)的囊狀、莢狀，形態(tài)受不同規(guī)模的E-W、N-NNE和SEE-NWW向的密集裂隙網(wǎng)控制(圖3)。

圖2 西馬爾什—圣希爾維斯特地塊長(zhǎng)石- 變正長(zhǎng)巖帶平面投影圖(據(jù)Leory 1978；Dahlkamp等，2016修改)Fig.2 Planar projection of feldspar-episyenite zone of western-La Marche-Saint Sylvestre Massif (Modified after Leory 1978；Dahlkamp, et al. 2016)

圖3 貝爾納爾丹中心礦脈垂向圖(據(jù)Aumitre等，1993；Dahlkamp，2016修改)Fig.3 Vertical diagram of Bernardan Aamas Central open pit mine (Modified after Aumitre ,et al, 1993； Dahlkamp, et al, 2016)

3.2 蝕變分帶特征

由于不同成分的熱液流經(jīng)花崗巖的時(shí)間和空間不同所造成的礦物組合及形成順序不同，蝕變具有一定的水平分帶特征(圖4)。

1—伊利石化；2—蒙脫石化；3—赤鐵礦化；4—白云石化；5—螢石化；6—黃鐵礦化；7—硅化；8—綠泥石化；9—方解石化；10—高嶺石化；11—二云母花崗巖。Ⅰ—新鮮花崗巖帶；Ⅱ—綠泥石化- 蒙脫石化- 高嶺石化蝕變帶；Ⅲ—變正長(zhǎng)巖化蝕變帶：Ⅲ-1—白云石- 赤鐵礦- 針鐵礦化帶；Ⅲ-2—伊利石- 蒙脫石化蝕變帶。圖4 貝爾納爾丹鈾礦床蝕變分帶示意圖Fig.4 Alteration zone section in Bernardan uranium deposit

Ⅰ：新鮮花崗巖帶，該帶為新鮮過(guò)鋁質(zhì)二云母花崗巖，無(wú)蝕變現(xiàn)象。

Ⅱ：綠泥石- 蒙脫石- 高嶺石化蝕變帶，該蝕變帶主要位于過(guò)鋁質(zhì)二云母花崗巖中，變正長(zhǎng)巖局部有綠泥石化蝕變，變正長(zhǎng)巖外側(cè)圍巖中存在蒙脫石、高嶺石化蝕變，與鈾礦化無(wú)明顯關(guān)系。

Ⅲ：變正長(zhǎng)巖化蝕變帶，該帶以二云母花崗巖的變正長(zhǎng)巖化為主要特征，主要呈管狀、透鏡狀、豆莢狀，該蝕變與花崗巖圍巖界限清晰，產(chǎn)狀陡傾到近于直立，其走向受E-NEE、N-NNW和NNE的斷裂和裂隙系統(tǒng)控制。巖石呈海綿狀，較為破碎，孔隙度較高。

該帶還包含兩個(gè)次級(jí)蝕變帶，分別是：

Ⅲ-1: 白云石- 赤鐵礦- 針鐵礦化帶，該蝕變帶以白云石化、赤鐵礦化、針鐵礦化發(fā)育在變正長(zhǎng)巖管中為主，其次還在變正長(zhǎng)巖管中存在方解石、螢石、石英的結(jié)晶現(xiàn)象；

Ⅲ-2: 伊利石- 蒙脫石化蝕變帶，該蝕變帶為變正長(zhǎng)巖發(fā)育伊利石-蒙脫石蝕變，吸附鈾黑、鈾石，伊利石- 蒙脫石蝕變強(qiáng)烈的變正長(zhǎng)巖鈾礦化也強(qiáng)烈，呈正相關(guān)關(guān)系。

4 蝕變與礦化的關(guān)系

貝爾納爾丹礦床中主要鈾礦物：瀝青鈾礦、鈾石、鈾黑、鈣鈾云母以及局部的水磷鈾礦。鈾礦體呈浸染狀存在于變正長(zhǎng)巖管中，呈透鏡狀、莢狀、管狀，其中瀝青鈾礦常與黃鐵礦、白鐵礦共生浸染于變正長(zhǎng)巖或深部裂隙中，鈾石常與黃鐵礦共生吸附在伊利石- 蒙脫石夾層中； 鈾黑多被吸附在黏土礦物中；鈣鈾云母與鐵的氧化物為現(xiàn)今的表生作用形成。

礦床內(nèi)的礦體位于變正長(zhǎng)巖內(nèi)，其品位范圍為萬(wàn)分之一到百分之幾十，礦床平均品位為0.57% U，而包含礦體的變正長(zhǎng)巖體變化范圍較廣，在水平面積上從100～1 500 m2不等，在垂直深度上從幾十米到最大700 m，雖然其形態(tài)上變化范圍大，但是其總體受斷裂系統(tǒng)控制，因此發(fā)育于斷裂處的變正長(zhǎng)巖中往往能夠發(fā)現(xiàn)鈾礦物。

礦床內(nèi)存在多個(gè)變正長(zhǎng)巖體，含鈾變正長(zhǎng)巖體按原資源量從大到小依次為：深部北礦脈、中心礦脈、深部南礦脈、南東礦脈和南東礦脈、東礦脈，鈾儲(chǔ)量依次為3 000、2 000、1 000、500和100 tU(圖5)[12-15]。

1—含鈾變正長(zhǎng)巖；2—不含鈾但與鈾礦接觸的變正長(zhǎng)巖；3—二云母花崗巖。圖5 貝爾納爾丹鈾礦床鈾礦化變正長(zhǎng)巖垂向圖 (據(jù)Dahlkamp修改,2016)Fig.5 Vertical diagram of uranium mineralized syenite in Bernardan uranium deposit (Modified after Dahlkamp, 2016)

4.1 蝕變礦物特征

變正長(zhǎng)巖是一種產(chǎn)于花崗巖內(nèi)部，由巖漿水或大氣水溶解花崗巖中石英形成的一種水熱蝕變產(chǎn)物，在其形成的后續(xù)階段，往往會(huì)伴隨著石英的浸出與多硅白云母的重結(jié)晶[1-2, 16]。前人根據(jù)圣希爾維斯特- 西馬爾什地塊的變正長(zhǎng)巖礦物中長(zhǎng)石云母含量，將其分為兩類，一類是以長(zhǎng)石為主的變正長(zhǎng)巖，一類是以云母為主的變正長(zhǎng)巖，其中長(zhǎng)石為主的變正長(zhǎng)巖鈾含量較少，以云母為主的變正長(zhǎng)巖為后期的鈾成礦提供了有利的空間條件，鈾含量較多，而在貝爾納爾丹鈾礦床中，以云母為主長(zhǎng)石次之的富鈾變正長(zhǎng)巖較多[17-18]。

4.2 蝕變?cè)靥卣?/h3>

目前對(duì)法國(guó)地區(qū)變正長(zhǎng)巖的化學(xué)分析，由于馬爾什地區(qū)南部的圣希爾維斯特巖體與馬爾什巖體的變正長(zhǎng)巖特征、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、流體活動(dòng)、鈾成礦特征相似[13-25]，圣希爾維斯特巖體研究較多，馬爾什巖體較少，因此可用圣希爾維斯特巖體變正長(zhǎng)巖代表馬爾什地區(qū)變正長(zhǎng)巖。前人對(duì)與貝爾納爾丹鈾礦床成礦特征相似的瑪格納礦床進(jìn)行了花崗巖- 長(zhǎng)石型變正長(zhǎng)巖- 花崗巖的取樣分析研究，發(fā)現(xiàn)變正長(zhǎng)巖具有富K、Na、Al、以及SiO2虧損的特征(圖6)。

圖6 西馬爾什- 圣希爾維斯特地塊取樣分析圖(據(jù)Dahlkamp修改，2016)Fig.6 Sampling analysis diagram of the western La Marche-Saint Sylvestre Massif (Modified after Dahlkamp，2016)

前人通過(guò)對(duì)變正長(zhǎng)巖中多硅白云母與石英進(jìn)行電子探針?lè)治觯l(fā)現(xiàn)白云母從礦物邊緣到礦物中心TiO2含量逐漸增加，而正長(zhǎng)石和白云母中Na元素的含量降低，鉀長(zhǎng)石受變正長(zhǎng)巖熱液影響較小，斜長(zhǎng)石受影響較大[12,15,18]。這些礦物與之前相比，在化學(xué)成分上，SiO2的變化范圍為-32%，Na2O的變化范圍為-1.2%～-2.5%，K2O和Rb增加，其中K2O的變化范圍為(+0.5%～+3.2%)，同時(shí)還有極少的綠泥石化蝕變，在這一過(guò)程中巖石孔隙度被提高，達(dá)到了20%～30%。在變正長(zhǎng)巖形成后，變正長(zhǎng)巖發(fā)育了伊利石- 蒙脫石化，并吸附了鈾石[12,15]。

前人通過(guò)對(duì)馬爾什南部的圣希爾維斯特巖體中的礦物進(jìn)行同位素分析[12，15]結(jié)果：1)花崗巖全巖18O值為+2‰～+11‰，花崗巖白云母-80‰～-62‰δD，黑云母-69‰～-58‰δD；2)蝕變現(xiàn)象最弱的花崗巖中石英+12‰δ18O，長(zhǎng)石+11.4‰δ18O，白云母+9.9‰δ18O，黑云母+8.1‰δ18O；3)貧瘠的長(zhǎng)石型和云母型變正長(zhǎng)巖中，白云母中由相對(duì)貧D的流體組成(-96‰～-69‰δD)，石英相對(duì)于不蝕變的花崗巖，其18O值為-5‰；在400 ℃時(shí)流體中18O值接近-9‰，δD接近-70‰；從蝕變的偉晶巖中分離出的礦物中D值范圍為-48‰～-44‰δD；變正長(zhǎng)巖中晚期結(jié)晶的石英18O值范圍為+3.1‰～+3.6‰δ18O；與石英晶簇平衡的流體中18O值最高為-7‰δ18O[12, 19]。在溫度逐漸遞減的趨勢(shì)下，δD和δ18O都在增高，說(shuō)明期間可能有富18O、D流體參與；4)礦化樣品中白云母的δD值范圍為-71‰～-51‰ δD；從鈾石形成階段開(kāi)始結(jié)晶的晚期石英中18O較富，為+18.6‰δ18O；殘余的花崗巖長(zhǎng)石>+20.3‰δ18O[12, 19]。

4.3 變正長(zhǎng)巖的形成

目前關(guān)于變正長(zhǎng)巖的來(lái)源，研究認(rèn)為花崗巖被流體帶出Na、Si，帶入K、Rb而形成，反映在礦物上則主要表現(xiàn)為石英、黑云母減少，在鏡下則表現(xiàn)為由礦物邊緣向礦物中心發(fā)育了鉀交代，同時(shí)該過(guò)程導(dǎo)致了巖石的裂隙增多，孔隙度提高，有利于流體的進(jìn)入，為之后的成礦作用提供了良好的空間環(huán)境(在貝爾納爾丹礦床中孔隙度達(dá)到了20%～30%)[15]。前人根據(jù)與鈾的關(guān)系把變正長(zhǎng)巖分為了三類，分別是含礦的變正長(zhǎng)巖、與礦體接觸但是本身不含礦的變正長(zhǎng)巖以及不含礦也不與礦體接觸的變正長(zhǎng)巖[13]。通過(guò)電子探針?lè)治鲈睾?，與變正長(zhǎng)巖Sr同位素測(cè)試年齡，結(jié)果表明變正長(zhǎng)巖經(jīng)歷了3個(gè)地質(zhì)事件[12-13]：1)花崗巖在流體的作用下發(fā)育變正長(zhǎng)巖化(最低年齡為，在變正長(zhǎng)巖化的后期(315～308、305±1.5 Ma)發(fā)生了鉀長(zhǎng)石、石英在變正長(zhǎng)巖管的結(jié)晶現(xiàn)象；2)上述礦物結(jié)晶之后，有一期富18O、溫度在100 ℃左右的熱液沿裂隙進(jìn)入變正長(zhǎng)巖，變正長(zhǎng)巖發(fā)育泥化作用(形成伊利石- 蒙脫石)，同時(shí)生成的黏土礦物吸附了黃鐵礦- 鈾石；3)在現(xiàn)代的近地表表生作用下，變正長(zhǎng)巖中的鈾礦物被氧化，在巖體的頂部和附近裂隙中形成了更高品位的鈾礦。

通過(guò)對(duì)包含礦體的變正長(zhǎng)巖管內(nèi)的黏土礦物進(jìn)行K-Ar測(cè)年，其年齡范圍161.4～100.3 Ma，與礦體相接觸但是本身無(wú)礦體的變正長(zhǎng)巖的年齡范圍為173.7～144.7 Ma，與該地區(qū)其他三個(gè)礦床(Lodeve, Bertholene, Pierres Plantees)礦床通過(guò)U-Pb測(cè)年確定的鈾礦化年齡相似，最終可認(rèn)為鈾石的形成年齡為170～140 Ma[12-13, 20-22]。瀝青鈾礦與黃鐵礦、白鐵礦共生充填于裂隙，浸染在變正長(zhǎng)巖內(nèi)，這說(shuō)明形成瀝青鈾礦與鈾石的地質(zhì)流體為兩種不同的流體，可能時(shí)間上也存在差別。前人通過(guò)對(duì)利木贊地區(qū)脈型鈾礦床的成礦規(guī)律進(jìn)行比較，推測(cè)在大約280～260 Ma左右，在變正長(zhǎng)巖管中發(fā)育了原生鈾(瀝青鈾礦)，而現(xiàn)在的鈾石可能是之后形成的鈾礦物。

4.4 變正長(zhǎng)巖與鈾礦化

馬爾什西部地區(qū)除(Piegut礦床，脈狀)外，所有的鈾礦床特征與貝爾納爾丹礦床相似，均為鈾礦物浸染于變正長(zhǎng)巖中，而科魯茲地區(qū)作為法國(guó)中央地塊利木贊地區(qū)的另一個(gè)重要成礦區(qū)，其礦床以脈狀礦化為主要特征，該地區(qū)所有與變正長(zhǎng)巖有關(guān)的鈾礦化的特征都與貝爾納爾丹礦床一致，所以法國(guó)鈾礦床中變正長(zhǎng)巖促進(jìn)鈾成礦具有普遍性。

變正長(zhǎng)巖化對(duì)鈾成礦的作用主要有：1)變正長(zhǎng)巖化使花崗巖更為碎裂，提高了花崗巖的孔隙度，為之后的含鈾熱液進(jìn)入花崗巖并沉淀成礦提供了良好的空間；2)變正長(zhǎng)巖在熱液的作用下發(fā)育了伊利石- 蒙脫石化，吸附了之后生成的鈾礦物，促進(jìn)了鈾的沉淀。

5 成礦機(jī)理

5.1 成礦溫度

該礦床包裹體測(cè)溫結(jié)果顯示，變正長(zhǎng)巖形成溫度為380～200 ℃[15]，同時(shí)由于鈾石被蒙脫石- 伊利石吸附于夾層中，所以可視黏土礦物形成溫度為鈾石形成溫度，通過(guò)對(duì)黏土礦物利用伊利石- 蒙脫石溫度計(jì)計(jì)算形成溫度，顯示黏土礦物形成溫度為100 ℃[13]。

5.2 鈾的搬運(yùn)與沉淀

結(jié)合前人對(duì)南部圣希爾維斯特巖體變正長(zhǎng)巖中瀝青鈾礦的研究，可認(rèn)為在成礦流體活化了花崗巖中的鈾并最終沉淀形成瀝青鈾礦礦物的過(guò)程中，鈾元素主要以碳酸鈾酰搬運(yùn)[23]。而貝爾納爾丹鈾礦床中數(shù)量最多的鈾礦物是鈾石，被吸附于伊利石- 蒙脫石中，前人觀察伊利石- 蒙脫石，通過(guò)黏土礦物含量，發(fā)現(xiàn)其與礦床的鈾礦化具有一定的關(guān)系：1)與含鈾礦體的變正長(zhǎng)巖相接觸的無(wú)礦變正長(zhǎng)巖管中的伊利石與蒙脫石含量極少；2)含礦變正長(zhǎng)巖的礦化程度越高，伊利石- 蒙脫石化中的蒙脫石所占比例越高；不含礦也不與礦體接觸的變正長(zhǎng)巖受泥化影響小[13]。

5.3 成礦模式

通過(guò)對(duì)蝕變期次的劃分以及變正長(zhǎng)巖在成礦過(guò)程中與流體的蝕變作用礦物研究，可建立貝爾納爾丹鈾礦床成礦模式(圖7)[12-24]。

a—英云閃長(zhǎng)巖- 花崗閃長(zhǎng)巖(G型花崗巖)被貧黑云母過(guò)鋁質(zhì)二云母淺色花崗巖(Li型)侵位；b—貧黑云母過(guò)鋁質(zhì)二云母淺色花崗巖(Li型)未完全冷卻時(shí)又發(fā)生了富黑云母過(guò)鋁質(zhì)二云母淺色花崗巖(Lm型)侵位；c—構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的韌性變形轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈宰冃?，同時(shí)L型花崗巖開(kāi)始隆升，內(nèi)部熱液循環(huán)；d—高溫富18O的流體(疑似大氣降水)沿裂隙灌入淺色花崗巖發(fā)生變正長(zhǎng)巖化；e—富鈾流體沿裂隙、孔隙進(jìn)入變正長(zhǎng)巖沉淀形成鈾礦物(瀝青鈾礦)。1—G型花崗巖；2—Li型花崗巖；3—Lm型花崗巖；4—花崗質(zhì)巖漿；5—G型花崗巖包體；6—Li型花崗巖包體；7—未礦化變正長(zhǎng)巖；8—鈾礦化變正長(zhǎng)巖；9—斷裂帶；10—富18O流體。圖7 法國(guó)中央地塊貝爾納爾丹鈾礦床成礦模式Fig.7 Metallogenic model of Bernardan uranium deposit in the Central Massif of France

1)在早石炭世- 中石炭世(320±5 Ma)，該區(qū)域的英云閃長(zhǎng)巖- 花崗閃長(zhǎng)巖(G型花崗巖)被過(guò)鋁質(zhì)二云母花崗巖(L型)侵位，先發(fā)育貧黑云母過(guò)鋁質(zhì)二云母淺色花崗巖(Li型)，在未完全冷卻時(shí)又發(fā)生了富黑云母過(guò)鋁質(zhì)二云母淺色花崗巖(Lm型)侵位；

2)在320 Ma，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的韌性變形轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈宰冃?，同時(shí)L型花崗巖開(kāi)始隆升，內(nèi)部熱液循環(huán)；

3)在315～308 Ma期間，溫度約360 ℃、富18O的流體(疑似大氣降水)沿裂隙灌入淺色花崗巖發(fā)生變正長(zhǎng)巖化，形成海綿狀巖石，增加了巖石的碎裂程度與多孔性，使其滲透性提高；

4)富鈾流體沿裂隙、孔隙進(jìn)入變正長(zhǎng)巖沉淀形成鈾礦物(瀝青鈾礦)；

5)在大約170～140 Ma，變正長(zhǎng)巖發(fā)育伊利石化和蒙脫石化蝕變，這一期流體使得瀝青鈾礦被運(yùn)移，形成鈾黑和鈾石；

6)最終由于近地表表生作用，局部鈾礦再次被運(yùn)移，氧化形成鈣鈾云母。

6 與華南花崗巖型鈾礦床的對(duì)比研究

我國(guó)華南地區(qū)也存在大量的花崗巖型鈾礦床，礦床中也存在大量復(fù)雜的熱液蝕變，通過(guò)對(duì)法國(guó)貝爾納爾丹鈾礦床和中國(guó)華南地區(qū)棉花坑鈾礦床的對(duì)比研究(表2)，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)礦床具有相似的特點(diǎn)以及部分不同點(diǎn)。

表2 貝爾納爾丹鈾礦床與棉花坑鈾礦床對(duì)比研究[26-27]Table 2 Comparative study on Bernardan uranium deposit and Mianhuakeng uranium deposit[26-27]

其相似點(diǎn)主要在于：1)貝爾納爾丹與棉花坑都是花崗巖型礦床，成礦都需要流體蝕變作用的參與，成礦時(shí)間都晚于成巖時(shí)間；2)構(gòu)造在成礦過(guò)程中具有重要作用，含鈾流體都會(huì)流經(jīng)各種裂隙，并最終在裂隙中沉淀成礦；3)鈾礦物組合也具有極高的相似性，都是瀝青鈾礦- 黃鐵礦、鈾石- 黃鐵礦；4)都有一種有利于鈾成礦蝕變作用，貝爾納爾丹鈾礦床為變正長(zhǎng)巖化蝕變，棉花坑鈾礦床為硅化蝕變；5)成礦前期蝕變都為堿交代蝕變，包括鉀長(zhǎng)石化、變正長(zhǎng)巖化、綠泥石化等；堿交代蝕變都表現(xiàn)出了Na、K元素的相對(duì)富集特征。

其不同點(diǎn)主要在于：1)主導(dǎo)成礦的蝕變種類不同。棉花坑礦床是花崗巖型鈾礦床中傳統(tǒng)的硅化蝕變有利于鈾成礦，地質(zhì)現(xiàn)象可以看到鈾礦物主要分布于石英脈中，而貝爾納爾丹礦床形成變正長(zhǎng)巖化的熱液雖然沒(méi)有直接為鈾礦化提供物質(zhì)，但是其形成的變正長(zhǎng)巖增加了成礦空間，變正長(zhǎng)巖在流體作用下形成的伊利石- 蒙脫石吸附了鈾石，有利于鈾的成礦；2)成巖與成礦時(shí)間不同。圣希爾維斯特—西馬爾什巖體形成時(shí)間為石炭紀(jì)，而粵北油洞巖體形成時(shí)間為二疊紀(jì)，時(shí)間較晚，這也許解釋了為何粵北地區(qū)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)變正長(zhǎng)巖化蝕變現(xiàn)象；3)熱液蝕變所形成的礦物及數(shù)量也不同。貝爾納爾丹鈾礦床中形成了大量的變正長(zhǎng)巖和局部少量的綠泥石，而棉花坑礦床綠泥石化普遍發(fā)育，變正長(zhǎng)巖化未發(fā)現(xiàn)；4)由于貝爾納爾丹鈾礦床中影響成礦的蝕變礦物都在最初花崗巖發(fā)育變正長(zhǎng)巖化形成的變正長(zhǎng)巖管中，無(wú)石英熱液侵入變正長(zhǎng)巖中，熱液活動(dòng)較為簡(jiǎn)單，不似棉花坑礦床中由于石英熱液的活動(dòng)而需要多次劃分。

7 結(jié) 論

1)在馬爾什地區(qū)復(fù)雜熱液活動(dòng)的早期熱液蝕變中，與鈾礦化密切相關(guān)的是由富18O流體所造成的變正長(zhǎng)巖化和二次蝕變形成的伊利石- 蒙脫石化，前者使花崗巖更為碎裂，使其孔隙度提高，呈海綿狀，為之后的含鈾熱液進(jìn)入花崗巖沉淀成礦提供了良好的空間，后者吸附鈾石有利于鈾的沉淀。

2) 在其他花崗巖礦床中硅化在鈾成礦的過(guò)程中占據(jù)主導(dǎo)地位，鈾礦物賦存于石英脈中，而在貝爾納爾丹鈾礦床中鈾礦物賦存于變正長(zhǎng)巖管中，成礦過(guò)程中并未發(fā)現(xiàn)硅化蝕變對(duì)鈾成礦的促進(jìn)作用，因此該類型礦床可與傳統(tǒng)的花崗巖型鈾礦床進(jìn)行區(qū)分。

3)華南棉花坑礦床的硅化與法國(guó)貝爾納爾丹礦床的變正長(zhǎng)巖化在成礦過(guò)程中具有重要作用，蝕變的不同雖然造成了鈾礦物賦存在不同的礦物中，但是鈾礦物的沉淀都離不開(kāi)還原作用，以及氧化性流體對(duì)鈾元素的活化作用。