青海果可山地區鉀長花崗巖地球化學特征及鈾成礦條件*

白 強 王利文

(青海省核工業地質局)

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青海果可山地區鉀長花崗巖地球化學特征及鈾成礦條件*

白 強 王利文

(青海省核工業地質局)

在系統研究果可山地區分布的鉀長花崗巖地球化學特征的基礎上，對區內鈾成礦條件進行了分析，結果表明：①鉀長花崗巖屬高鉀鈣堿性系列巖石，A/CNK值均大于1.1，屬典型的S型花崗巖；②稀土元素總量(不包括Y)平均1 047.30×10-6，總體顯示含礦巖石稀土元素總量明顯高于正常鉀長花崗巖，輕重稀土元素總量比值為14.65～24.45，平均19.30，(La/Yb)N23.01～88.62，平均53.86，輕稀土元素富集明顯，稀土元素配分曲線呈右傾型；③構造環境判別圖解顯示花崗巖形成的構造環境具有后造山花崗巖類特征，為造山帶變形作用結束后形成的侵入巖；④鉀長花崗巖地球化學特征與華南典型產鈾巖體特征極為相似，成礦條件極為有利。

鈾礦 鉀長花崗巖 地球化學特征 成礦條件

果可山鉀長花崗巖體位于青海省烏蘭縣北東部，出露面積約5.2 km2。區內侵入的圍巖為下元古界金水口巖群黑云斜長片麻巖，接觸帶附近圍巖均發生不同程度的接觸變質作用。NW向斷裂構造在區內較發育，是與區內鈾礦化關系最密切的一套巖石[1-3]。經過2 a工作，發現果可山地區分布的鉀長花崗巖具備產鈾巖體的一般特征，但目前的工作側重點為鈾礦化的尋找，對巖石地球化學特征及其成因的研究較薄弱。為進一步指導區內鈾礦找礦工作，本研究分別從主量元素、稀土元素2個方面對果可山鉀長花崗巖體的地球化學特征進行分析，并對其鈾成礦條件進行討論。

1 巖石特征

果可山地區分布的鉀長花崗巖(T ξγ)表面呈肉紅色，不等粒花崗結構、碎裂結構，塊狀構造，受區內強烈的變形變質作用，巖石遭受不同程度的糜棱巖化，主要礦物成分為鉀長石(47%)、石英(30%)、斜長石(15%)、榍石少量，裂隙充填物主要有綠泥石(4%)、絹云母(3%)。鉀長石呈淺肉紅色，板粒狀，少數呈板狀，發育格狀雙晶和條紋構造，為微斜條紋長石，受動力變質作用發育波狀消光變形結構，伴有碎粒化，沿顯微裂隙紋充填有絹云母集合體，多數晶體保留半自形粒狀晶及他形粒狀晶的巖漿結晶形態；石英呈他形粒狀，粒徑0.18～2.80 mm；斜長石呈半自形粒狀結構，具強絹云母化蝕變，伴有壓碎裂紋。伽馬能譜測量w(U)一般(3.7～10.0)×10-6，平均5.4×10-6；w(Th)一般(16.0～36.6)×10-6，平均25.3×10-6。

2 巖石地球化學特征

在果可山地區分布的鉀長花崗巖中分別采集了5件硅酸鹽樣品(編號分別為GSY01、GSY02、GSY03、GSY04、GSY05)及5件稀土樣品(編號分別為XT01、XT02、XT03、XT04、XT05)，用以研究鉀長花崗巖地球化學特征及構造環境，樣品分析結果見表1。

表1 鉀長花崗巖分析結果及相關參數

由表1可知：SiO2含量高，為72.67%～75.45% (平均73.77%)，K2O+Na2O含量5.46%～9.16%(平均7.76%)，K含量大于Na，w(K2O)/w(Na2O)大于1.0(為1.20～1.75，平均1.50)，在w(SiO2)-w(K2O)圖上，數據點位于高鉀鈣堿性系列范圍內；里特曼指數均小于3.3，為鈣堿性系列巖石，相似于華南地區的S型花崗巖(陸殼沉積物熔融形成)；鋁飽和指數(A/CNK)高，樣品的A/CNK值都大于1.1(為1.31～1.92，平均1.47)，屬過鋁質花崗巖范疇；花崗巖構造環境w(Al2O3)-w(SiO2)判別圖解(圖1)顯示，鉀長花崗巖為后造山花崗巖類。總體而言，鉀長花崗巖具有相對高硅、高鋁、高鉀的巖石化學特征，為造山帶變形作用結束后形成的侵入巖。

圖1 w(Al2O3)-w(SiO2)花崗巖構造環境判別圖

由圖1可知：鉀長花崗巖稀土總量(不包括Y)為(174.35～3 571.06)×10-6，平均1 047.30×10-6，總體顯示含礦巖石稀土總量明顯高于正常鉀長花崗巖；輕重稀土總量比值為14.65～24.45，平均19.30，LaN/YbN為23.01～88.62，平均53.86，表明輕稀土富集明顯，輕、重稀土之間的分餾相對明顯，配分曲線呈右傾型(圖2)；(La/Sm)N較高，平均7.37，反應輕稀土分餾相對明顯；Eu虧損相對明顯，δEu為0.21～1.29，平均0.36。

圖2 REE球粒隕石標準化分配型式

3 鈾成礦條件

3.1 鈾源條件

(1)下元古界金水口巖群。區域大地構造位于歐龍布魯克陸塊、俄博山克拉通邊緣盆地(在強烈褶皺、變質和花崗巖化作用下形成鉀質花崗巖)。區內出露地層主要為下元古界金水口巖群(富淺色組分的陸源沉積淺變質巖)，原巖恢復結果顯示基底巖石中的80%為陸源碎屑沉積巖，反應區內出露的金水口巖群地殼成熟度高。巖石放射性物性統計顯示，金水口巖群w(U)平均5.3×10-6，為形成產鈾花崗巖的良好源巖(w(U)(3～5)×10-6)。

(2)三疊紀鉀長花崗巖。綜合分析我國南方典型花崗巖鈾成礦條件后認為，區內已發現的鈾礦床與鈾背景值較高的花崗巖體在空間上表現出相互對應性。對已知產鈾花崗巖統計研究表明，酸性巖漿巖的鈾背景值是衡量產鈾巖體和非產鈾巖體的重要指標，與鈾礦有關的酸性巖漿巖的含鈾量較同類巖石高，絕大多數產鈾花崗巖w(U)大于9×10-6(我國華南燕山期產鈾花崗巖w(U)一般為(10～30)×10-6，法國中央地塊產鈾二云母花崗巖w(U)一般為(10～20)×10-6。通常認為w(U)小于4×10-6的貧鈾巖體一般無法產出鈾礦床。巖體中w(Th)/w(U)值對于判別巖體是否產鈾具有鑒別意義，據統計，w(Th)/w(U)值小于3的花崗巖體有利于鈾成礦，反之則不利。2013年開展1∶1萬地面伽馬能譜測量工作前，對區內各類地質體的放射性物性參數進行了統計，結果表明：三疊紀鉀長花崗巖w(U)一般為(3.7～10)×10-6，平均6.85×10-6；w(Th)一般為(16～36.6)×10-6，平均25.31×10-6；w(Th)/w(U)一般為1.6～2.7，小于3。據此可認為，果可山地區發育的三疊紀鉀長花崗巖具有相對較高的鈾背景值，w(Th)/w(U)值適中，對鈾成礦較有利，鉀長花崗巖為中等產鈾巖體(w(U)(4～8)×10-6)。

3.2 巖石成因條件

大量分析表明，產鈾花崗巖體通常具有酸度大、堿質高、鉀大于鈉、鋁過飽和、暗色礦物少等特征。酸度大主要體現在SiO2含量較高，一般在70%以上，據杜樂天[4]對國內數十個巖體300多件巖石樣品的分析統計，產鈾花崗巖w(SiO2)一般為70%～76%；堿質高，即w(K2O+Na2O)一般為7.2%～9.2%，K含量大于Na，w(K2O)/w(Na2O)約5∶3，鉀長石含量占長石總量的50%以上(Na含量大于K含量是產Nb、Ta花崗巖的特征，對鈾成礦不利)；鋁過飽和，即w(Al2O3)含量通常為13%～14%，A/CNK大于1(巖石中Ca含量較低)；暗色礦物少指Fe、Mg、Ti含量較低。對華南花崗巖體稀土元素地球化學特征的研究表明，產鈾巖體的稀土分布型式多屬輕稀土富集型，δEu值一般大于0.2。

與國內典型產鈾巖體對比可知，果可山地區發育的三疊紀鉀長花崗巖的地球化學特征與已知產鈾花崗巖的地球化學特征較接近，表現出有利于鈾成礦的巖石化學屬性[5]。從我國產鈾花崗巖的成因類型來看，主體都屬于陸殼改造成因。通常的觀點認為陸殼改造型花崗巖(S型)與鈾成礦關系最密切，次為地殼同熔型花崗巖(I型)。產于果可山地區的鉀長花崗巖均屬高鉀鈣堿性系列巖石，A/CNK值均大于1.1，屬典型的S型花崗巖。構造環境判別圖解顯示花崗巖形成的構造環境具有后造山花崗巖類特征，為造山帶變形作用結束后形成的侵入巖。

3.3 構造、熱液活動與蝕變條件

斷裂構造能夠為熱液型鈾成礦提供必要的空間條件，熱液活動是成礦作用的基礎，蝕變作用是熱液活動在構造控制下熱液與圍巖相互作用的結果。構造、熱液活動與蝕變作用往往互為關聯，由熱液活動導致形成的蝕變現象對熱液活動范圍、成礦作用類型具有重要的指示意義。果可山地區區域性NW向斷裂構造橫穿，該斷裂在長度、寬度上均呈現一定的規模，構造性質表現出張性或張扭性特點，后期受到NNW向斷裂構造錯動，區內構造活動表現出多期性特點。斷裂在多期構造應力的作用下，巖石較破碎，中心部位為角礫巖，兩側為碎裂巖和碎裂花崗巖。在巖漿結晶分異作用過程中，巖漿期后熱液沿構造活動帶遷移，各種來源的熱水溶液(巖漿自變質熱液、期后幔源上升熱液，地下循環熱水等)上升至淺部，并摻和了大量大氣降水，在中—低溫、中—淺成條件下，由于溫度、壓力降低，揮發分逃逸，圍巖作用加強，隨著K、Na、Si及揮發分的增高以及溫度、壓力的降低，導致揮發分逸散，鈾的絡合物被分解，發生鈾的還原和沉淀，局部富集成礦。區內3條斷裂構造多疊加發育硅化、褐鐵礦化、高嶺土化等蝕變。蝕變分帶較明顯，其中硅化為主要的近礦圍巖蝕變，且硅化與鈾成礦呈明顯的正相關，硅化越強烈的部位鈾礦化反應越明顯。區內石英脈、方解石脈等較發育，巖石裂隙中黃鐵礦細脈密集分布，反應區內強烈的熱液活動較發育。可見，區內構造、熱液、蝕變“三位一體”疊加部位為尋找鈾礦的有利地段。

3.4 已知鈾礦化

已知的鈾礦體或礦化體及與之相伴生的蝕變現象是鈾成礦作用存在與否的直接證據，也是鈾礦的直接找礦標志。區內地表工作成果表明，該區存在2條鈾釷混合礦化帶，且通過探槽圈定了3條鈾礦體，鈾礦石主要為碎裂蝕變花崗巖型，硅化蝕變在鈾礦體附近最為強烈，往外圍逐漸減弱直至漸變為正常圍巖。電子探針分析顯示，鈾礦石中除了次生鈾礦物(鈣鈾云母)外，還存在原生鈾礦物(瀝青鈾礦)，多以微粒狀或不規則狀以集合體或孤立的點狀體分布于巖石內發育的構造裂隙中，或賦存于礦物顆粒間，多表現為瀝青鈾礦孤立存在，與其他礦物交代共存者較少。礦石地球化學研究顯示，礦石鈾含量與稀土含量表現出一定的正相關性，含礦巖石稀土總量明顯高于非含礦巖石，其配分曲線與圍巖花崗巖存在差異，且Eu虧損程度較圍巖有明顯的下降。可見，果可山地區發育的鈾礦化并非表生作用形成的，應為侵入巖固結成巖后熱液作用的產物。

4 結 語

結合青海果可山地區鉀長花崗巖的相關分析結果，對該類巖石的地球化學特征進行了詳細分析，并分別從鈾源、巖石成因、構造、熱液活動與蝕變等方面對區內鈾成礦條件進行了深入探討，對于區內進一步開展鈾礦找礦勘探工作有一定的借鑒價值。

[1] 王毅智.區域地質調查說明書(1∶50 000)(茶汗河幅)[R] .西寧：青海省地質調查院，2001.

[2] 白 強.青海省烏蘭縣果可山地區鈾礦普查報告[R].西寧：青海省核工業地質局，2014.

[3] 余達淦，吳仁貴，陳培榮.鈾資源地質學[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2004.

[4] 杜樂天.花崗巖型鈾礦文集[G].北京：原子能出版社，1982.

[5] 章邦桐，吳俊奇，丘志力，等.論熱液蝕變與鈾成礦富集作用的關系[J].地質論評，1990(5)：238-242.

Geochemical Characteristics and Uranium Metallogenic Conditions of the Moyite in Guokeshan Area in Qinghai Province

Bai Qiang Wang Liwen

(The Nuclear Industry Geological Bureau of Qinghai Province)

Based on analyzing the rock geochemical characteristics of the granite distributed in Guokeshan area in Qinghai province,the uranium metallogenic conditions of the area is also discussed.The results show that:①moyite in the area is belongs to the calcium alkali rock series with high potassium,the value of A/CNK is larger than 1,it also belongs to the typical S type granite;②the average value of rare earth elements (Y is not concluded) is 1 047.30×10-6，it overall show that the ore-bearing rare earth elements is higher than that of normal moyite significantly,the total ratio value of light and heavy rare earth elements is 14.65～24.45,the average value is 19.30,the value of (La/Yb)Nis 23.01～88.62,the average value is 53.86,the enrichment characteristics of light rare earth elements is significant,the rare earth elements partition type curve is appeared with the right type;③the tectonic environment discrimination diagram show that the tectonic environment of the formation of granite has the characteristics of after post orogenic granite,it is the one that is formed after the deformation process of orogenic belt;④the rock geochemical characteristics is consistent to the typical uranium-producing rock mass characteristics in the south of China,the uranium metallogenic conditions of the area is ideal.

Uranium deposit, Moyite, Geochemical characteristics, Metallogenic conditions

*青海省地質勘查基金項目(青國土資礦[2013]160號)。

2016-05-05)

白 強(1986—)，男，工程師，810016 青海省西寧市城北區生物園區經三路38號。