華陽川鈾多金屬礦成礦地質規律分析

董強強，康清清，江宏君

（中陜核工業集團二二四大隊有限公司，陜西 西安 710000）

華陽川鈾多金屬礦床位于華北板塊與秦嶺造山帶接觸的小秦嶺地區，是我國重要的金、鉬和鈾產區之一。該礦床為我國首次發現的超大型碳酸鹽型鈾多金屬礦藏，填補了該類型鈾礦床在我國的空白，研究意義重大[1]。本文在以往研究成果進行綜合分析的基礎上，詳細分析了成礦地質特征，初步總結了此類礦床的成礦規律，為進一步的研究提供基礎依據。

1 區域地質背景

華陽川礦區區域內出露地層由老到新有：太古界太華群、元古界鐵洞溝組、元古界長城系熊耳群、元古界長城系高山河群、元古界薊縣系官道口群。區內巖漿巖分布廣泛，多呈面積較大的侵入巖基產出[2]。主要有太古代片麻巖套、元古代二長花崗巖和花崗閃長巖，侏羅紀、白堊紀二長花崗巖。區域內經歷了多期變形變質作用、巖漿侵入及構造活動等，地質構造復雜，褶皺、斷裂發育。區域內構造以東西向為主，北東、北西、近南北向次之，北部為近東西向的太要斷裂，南部為近東西向的小河斷裂，中部為由結晶基底巖石形成的近東西、北西西向同斜倒轉平臥裙皺和軸向近南北向的開闊傾伏背斜[3]。

礦區位于太華臺拱太古宙～燕山期金鈾鉛鐵鎢石墨蛭石成礦帶，華陽川～大石溝鉬（錸）鈾鉛稀土元素成礦亞帶，區內礦床主要為與碳酸巖有關的鈾、鉛、鉬、鐵、稀土等多金屬礦床[4]。

2 成礦地質規律分析

2.1 礦區巖漿演化時序

2.1.1 礦區太古代晚期～古元古代巖漿活動

礦區從中太古代晚期至古元古代晚期發育多期巖漿活動，主要包括：2.7Ga～2.5Ga、2.5Ga～2.4Ga、2.3Ga～2.1Ga、1.9Ga～1.7Ga。

其中太古代2.7Ga～2.5Ga和2.5Ga～2.4Ga的 巖 漿事件發育大量TTG巖石組合，代表性巖石包括侯家村黑云斜長片麻巖（2563Ma～2769Ma）、大月坪花崗片麻巖（2429Ma～2537Ma），侯家村黑云斜長片麻巖和大月坪花崗片麻巖的地球化學特征表明其具有一定的親緣性。

古元古代2.3Ga～2.1Ga巖漿事件的代表性巖石為馬駒峪角閃斜長片麻巖（2187Ma～2315Ma），其相對于侯家村黑云斜長片麻巖和大月坪花崗片麻巖重稀土含量較高，可能與成巖母巖漿的性質有關。

古元古代1.9Ga～1.7Ga巖漿事件的代表性巖石主要為花崗偉晶巖（1846Ma～1933Ma）、含礦花崗偉晶巖（1762Ma～1872Ma）以及鉀長石偉晶巖（1739Ma～1850Ma），其明顯侵入礦區TTG片麻巖套中，巖石未發生明顯變形，這表明其并未與礦區TTG片麻套巖石發生變質變形。

2.1.2 礦區中生代巖漿活動

礦區三疊紀（251Ma～199.6 Ma）巖漿活動的代表性巖石是華陽川碳酸巖，結合其成巖年齡和地球化學特征表明其可能與鄰區黃龍鋪火成碳酸巖為同時代同源產物，形成于秦嶺造山帶碰撞作用結束后的伸展拉張階段。礦區侏羅紀、白堊紀巖漿巖以華山巖體和老牛山巖體為代表。華山巖體前人所測同位素年齡較多，集中在92Ma～142Ma；華山巖體和老牛山巖體的主體成巖年齡晚于華陽川碳酸巖形成年齡，因此與碳酸巖的形成可能無直接聯系。

2.2 礦區蝕變礦化期次特征

華陽川鈾多金屬礦發育廣泛的圍巖蝕變，以鉀長石化、褐簾石化、黑云母化、霓輝石化、角閃石化、榍石化、磷灰石化、獨居石化、沸石化、菱鍶礦化、碳酸鹽化以及磁鐵礦化和黃鐵礦化為主，局部還可見少量的鋯石。華陽川鈾多金屬礦床的成礦階段依次劃分為偉晶巖期、碳酸巖期和碳酸鹽～硫化物期，鈾鈮礦化主要發育于偉晶巖期的鉀長石～黑云母～角閃石化階段和碳酸巖期的霓輝石～磁鐵礦化階段、角閃石～榍石～磷灰石階段；鉛礦化主要發育在碳酸鹽～硫化物期（表1）。

表1 華陽川鈾鈮鉛礦床蝕變礦化期次

2.3 礦床成因分析

本次獲得礦區TTG片麻巖的年齡為2.3Ga～2.7Ga，存在1.9Ga±的一期變質事件，其中花崗偉晶巖成巖年齡為1899Ma±17Ma（MSWD=0.59），其分布范圍遍布整個華陽川礦區。礦區亦發育1.8Ga±的巖漿事件，其中有1790Ma±15Ma的含礦鉀長石化偉晶巖和1811±15Ma的含礦偉晶巖，初步推斷大約1.8Ga為該礦床第一期鈾礦化階段，這與華北克拉通內部和北緣，如遼寧連山關等一些礦區，成礦時代均為早元古代晚期（19億年～18億年）相吻合，說明華北克拉通南緣也存在1.8Ga左右的一期重要的鈾礦化。此外，礦區南部黃龍鋪碳酸巖中輝鉬礦的Re-Os年齡為221Ma，結合礦區輝鉬礦稍晚于碳酸巖形成，推測華陽川礦區出露的碳酸巖形成時代應為印支期，初步推斷～220Ma為該礦床第二期鈾礦化階段。

綜合各類含礦脈巖的形成順序、礦石礦物學特征以及本次年齡數據和前人研究成果，初步將華陽川鈾鈮鉛礦床的成礦階段劃分為偉晶巖期、碳酸巖期和碳酸鹽～硫化物期三個過程。

偉晶巖期：1.8Ga花崗偉晶巖巖漿侵位，隨著巖漿的冷凝結晶，一些自形程度較高的褐簾石的發生沉淀，形成偉晶巖期的褐簾石階段；花崗偉晶巖巖漿進一步演化形成富Fe、富K熱液交代圍巖以及花崗偉晶巖，形成鉀化偉晶巖（脈），以及角閃石化和黑云母化等蝕變，并伴隨著部分鈮鈦鈾礦的沉淀。

碳酸巖期：220Ma來自深源的（含礦）堿性硅酸鹽～碳酸巖熔漿沿華陽川斷裂及其形成的裂隙運移，在帶內形成各類碳酸巖脈。碳酸巖脈萃取活化圍巖以及偉晶巖中的成礦物質，沉淀成礦。該階段是鈾鈮礦化的主要成礦階段，成礦時間是多期多次的。早期高溫富堿的巖漿熱液與偉晶巖脈以及區內片麻巖發生反應，形成霓輝石、磁鐵礦和部分榍石，部分鈮鈦鈾礦也隨之沉淀；隨著巖漿熱液的演化，形成富Fe、富P的熱液，其與偉晶巖脈和片麻巖圍巖的進一步反應，角閃石、黑云母、榍石、磷灰石等發生沉淀，較多的鈮鈦鈾礦也隨之發生沉淀；因磷酸鹽礦物和碳酸鹽礦物大量結晶，磷酸根和碳酸根絡陰離子分解，與其絡合的鈾、鈮等元素釋放出來與氧、鈦等元素結合形成大量的鈮鈦鈾礦，并伴隨大量獨居石和褐簾石的沉淀。該階段是華陽川鈾鈮鉛礦床成礦的主要階段。

碳酸鹽-硫化物期：該期次是主要的鉛礦化階段。礦物共生組合特征和脈體的穿插關系顯示，方鉛礦化階段晚于偉晶巖期和碳酸巖期，即其形成可能晚于印支期（220Ma）?？臻g上與鈾、稀土礦化關系密切的花崗偉晶巖、碳酸巖等僅作為方鉛礦等硫化物的圍巖。故此推斷華陽川礦床的碳酸鹽～硫化物期的鉛成礦系統是有別于早期鈾、稀土巖漿成礦系統的獨立的成礦系統。結合區內巖漿巖的年齡分布情況，方鉛礦化階段可能與區內燕山期的巖漿熱液活動相關。

3 結論

（1）華陽川礦區巖漿活動主要經歷了太古代晚期～古元古代巖漿活動和中生代巖漿活動，其中中生代巖漿活動與礦區成礦密切相關；

（2）華陽川鈾多金屬礦床的成礦階段依次劃分為偉晶巖期、碳酸巖期和碳酸鹽～硫化物期，其中偉晶巖期和碳酸巖期為鈾礦化期，碳酸鹽～硫化物期為鉛礦化期。