內蒙古赤峰南窩鋪鈾礦床英安巖的SHRIMP鋯石U-Pb年齡、地球化學特征及地質意義

達朝元, 巫建華 , 楊東光， 郭恒飛 ,牛子良, 祝洪濤, 周艦, 于兵

1)核工業二四三大隊,內蒙古赤峰,024000；2)東華理工大學核資源與環境國家重點實驗室,南昌,330013

內容提要: 南窩鋪鈾礦床位于西拉木倫縫合帶以南、康寶—圍場—赤峰斷裂帶(華北北緣斷裂帶的一部分)以北的白乃廟加里東期島弧帶和華北古板塊北緣海西期俯沖—碰撞帶，屬沽源—紅山子鈾成礦帶北東段紅山子—廣興鈾成礦亞帶的一個鈾礦床，鈾礦體賦存在額里圖組安山巖—英安巖—流紋巖組合中。該組合中的英安巖SHRIMP鋯石n(206Pb)/n(238U)加權平均年齡為268.1±2.5 Ma(N=15，MSWD=0.85)，結合安山質角礫凝灰巖的鋯石U-Pb年齡為277.1±0.9 Ma，指示額里圖組安山巖—英安巖—流紋巖的地質時代屬早二疊世(烏拉爾世)—中二疊世(瓜德魯普世)早期；英安巖SiO2=65.49%～68.23%，K2O=1.83%～2.56%，Na2O=4.13%～5.01%，(K2O+Na2O)=5.96%～7.47%，K2O/Na2O=0.43～0.59，(FeO+Fe2O3)=3.13%～4.63%，MgO=1.25%～1.79%，在TAS圖解上落入亞堿性系列英安巖區，在FAM圖解上落入鈣堿性系列范圍，在SiO2—K2O圖解上落入中鉀鈣堿性系列范圍，在Na2O—K2O圖解上落入I型花崗巖區；Al2O3=15.74%～16.77%，CaO=2.87%～3.59%，A/CNK=0.95～1.12(平均為1.04，<1.1)，標準礦物剛玉(C)的含量為0～1.74%，平均為0.96%，指示源巖為I型巖漿巖；英安巖稀土元素總量低，富集輕稀土，Eu無明顯負異常，ΣREE=76.5×10-6～95.4×10-6，(La/Yb)N=4.97～12.5(平均8.95)，δEu=0.80～1.13(平均0.94)，稀土配分模式為右傾型，與安第斯型鈣堿性系列火山巖基本一致。英安巖明顯富集大離子親石元素Rb、Th、U、K、Sr等和虧損高場強元素Nb、Ta、P、Ti等，微量元素蛛網圖與安第斯型鈣堿性系列火山巖的形式一致，在Ce—SiO2、Al2O3—Ga圖解上均落入I型花崗巖區，在Ta—Yb、Nb—Y構造環境判別圖解上落入火山弧花崗巖區域(VAG)及同碰撞花崗巖(syn-COLG)交界處，在Rb—(Y+Nb)、Rb—(Yb+Ta)構造環境判別圖解上落入火山弧花崗巖區域(VAG)，指示英安巖形成于俯沖作用下的島弧環境。南窩鋪鈾礦床英安巖地質時代、巖石系列和形成構造環境的確定，不僅證實了早二疊世—中二疊世早期額里圖組是紅山子—廣興鈾成礦亞帶一個新的賦礦層位，而且揭示了島弧型安山巖—英安巖—流紋巖組合也賦存有與火山巖有關的熱液型鈾礦，為深入開展熱液型鈾礦成礦理論的研究和進一步擴大鈾礦勘查范圍提供了新的基礎資料。

南窩鋪鈾礦床位于沽源—紅山子鈾成礦帶北東段的紅山子—廣興鈾成礦亞帶，鈾礦體賦存在額里圖組安山巖—英安巖—流紋巖組合中。大致以康寶—圍場—赤峰斷裂帶(華北北緣斷裂帶的一部分)為界，沽源—紅山子鈾成礦帶可分為北東段的紅山子—廣興鈾成礦亞帶和西南段的沽源—豐寧鈾成礦亞帶，與火山巖有關的熱液型鈾礦床的賦礦火山巖在紅山子—廣興鈾成礦亞帶曾被歸于晚侏羅世滿克頭鄂博組、瑪尼吐組和白音高老組，而在沽源—豐寧鈾成礦亞帶被歸于早白堊世張家口組，雖然兩個成礦亞帶的賦礦火山巖被歸于不同的巖石地層單位，但它們的巖石組合和地質時代長期被認為是晚侏羅世流紋巖—粗面巖組合(河北省地質礦產局，1996；內蒙古自治區地質礦產局，1996)。近十年來，隨著基礎地質研究的不斷深入和鈾礦勘查工作的持續開展，現已查明這兩個成礦亞帶的賦礦火山巖不僅巖石組合不同，而且地質時代也不一致。紅山子—廣興鈾成礦亞帶與火山巖有關的熱液型鈾礦床的賦礦火山巖主要屬于晚侏羅世新民組高鉀鈣堿性流紋巖—堿性流紋巖組合，流紋巖具有A型流紋巖的特征，是板內拉張構造環境下正常厚度地殼的年輕下地殼部分熔融的產物(巫建華等，2013，2016，2017a，2017b；彭啟輝，2015；解開瑞等，2016；黎偉等，2017；姜山等，2018)；而沽源—豐寧鈾成礦亞帶的賦礦火山巖主要屬于早白堊世張家口組高鉀鈣堿性流紋巖—堿性粗面巖組合，流紋巖和粗面巖分別具有A型流紋巖和高壓型粗面巖的地球化學特征，分別是板內拉張構造環境下地殼中上部和底部部分熔融的產物(鄧晉福等，2000；巫建華等，2014，2015，2017b，2017c；夏應冰等，2016；張雅菲等，2016；林天發等，2019)。同時，在紅山子—廣興鈾成礦亞帶參照紅山子鈾礦床、在沽源—豐寧鈾成礦亞帶參照張麻井鈾礦床開展鈾礦勘查工作，取得了較好的找礦效果，并在紅山子—廣興鈾成礦亞帶不整合于新民組高鉀鈣堿性流紋巖—堿性流紋巖組合之下的額里圖組安山巖—英安巖—流紋巖組合中發現了南窩鋪鈾礦床和眾多鈾礦點、鈾異常點(祝洪濤等，2014；紀宏偉，2015；黎偉等，2017；巫建華等，2017b)。然而，對賦存南窩鋪鈾礦床和眾多鈾礦點、鈾異常點的額里圖組安山巖—英安巖—流紋巖組合卻缺乏系統的年代學和地球化學研究，制約了紅山子—廣興鈾成礦亞帶鈾礦勘查的開展和鈾成礦理論的完善。本文以南窩鋪鈾礦床賦礦安山巖—英安巖—流紋巖組合中的英安巖為研究對象，通過SHRIMP鋯石U-Pb定年和主、微量元素研究，查明其地質時代、巖石系列和形成的構造環境，并對其地質意義進行探討。

1 區域地質背景

紅山子—廣興鈾成礦亞帶位于西拉木倫河—長春縫合帶以南、康寶—圍場—赤峰—開原斷裂帶以北的華北古板塊北緣，加里東構造階段屬白乃廟島弧帶—溫都爾廟—翁牛特旗增生雜巖帶，海西構造階段屬華北古板塊北緣俯沖島弧帶，印支構造階段早期屬華北古板塊北緣碰撞帶，印支構造階段晚期晚三疊世華北古板塊北緣伸展帶(圖1a)。寒武紀—志留紀末期，華北克拉通北部被動大陸邊緣與白乃廟島弧帶之間為寬廣的洋盆(趙越等，2010；徐備等，2014)，白乃廟島弧帶發育火山沉積巖系(Jian Ping et al.，2008；張維等，2008；李錦軼，2009)，主要由綠片巖相—低角閃巖相變質沉積巖、火山巖和侵入巖組成(Zhang Shuanhong et al.，2014)；晚志留世—早泥盆世，古亞洲洋向南俯沖，白乃廟島弧北側發育溫都爾廟—翁牛特旗增生雜巖帶、南側以弧—陸軟碰撞的方式拼貼在華北克拉通北緣，并形成了西別河組磨拉石或類磨拉石組合(許立權等，2003；王平，2005；Chen Xiuqin and Boucot，2007；張允平等，2010)。泥盆紀期間，在華北北緣發育有與弧—陸碰撞后伸展有關的堿性雜巖及雙峰式火山巖(Zhang Qiqi et al.，2018)。海西構造階段，古亞洲洋繼續向南俯沖，華北古板塊北緣發育一系列與安第斯型大陸邊緣弧相關的石炭紀—二疊紀巖漿巖(江小均等，2011；Zhang Shuanhong et al.，2016)和火山巖(曹花花等，2012；曹代勇等，2014；董曉杰等，2016；彭斌等，2016；王月古，2018；崔玉良等，2019)。集寧北部商都縣西井子鎮一帶早—中二疊世(267～272 Ma)蘇吉組酸性火山巖和赤峰北部朝陽溝村早二疊世流紋巖具有安第斯型活動大陸邊緣火山巖的地球化學特征(董曉杰等，2016；崔玉良等，2019)，赤峰銘山隆起帶早二疊世額里圖組安山巖形成的構造環境為火山弧(彭斌等，2016)，赤峰翁牛特旗早二疊世流紋巖、安山巖和流紋質—英安質凝灰巖形成于與俯沖帶有關的島弧或活動大陸邊緣的構造環境(曹代勇等，2014)，吉林中部早二疊世大河深組流紋巖—英安巖—粗面英安巖組合顯示活動大陸邊緣的構造背景，延吉地區早二疊世關門咀子組玄武安山巖形成于島弧構造環境(曹花花等，2012)。印支—燕山構造階段，古亞洲洋關閉，華北古板塊與西伯利亞古板塊最后沿陰山—燕山造山帶一線拼貼，形成狼山蛇綠混雜巖(呂洪波等，2018)。中生代晚期，紅山子—廣興鈾成礦亞帶受太平洋板塊向北西俯沖的影響，該區域進入后碰撞造山系統，由擠壓構造體制進入伸展造山構造體制，侏羅紀、白堊紀巖漿活動強烈(孟恩等，2011；許文良等，2013；Tang Jie et al.，2015)，形成了晚侏羅世早期新民組火山巖巖系、侵入巖和早白堊世侵入巖(巫建華等，2013，2016，2017a；解開瑞等，2016；姜山等，2018；王常東等，2019；祝洪濤等，2019，2020)。古亞洲洋構造成礦域與環太平洋構造成礦域的疊加、復合和轉換，使研究區成礦地質條件優越，有色金屬、稀有金屬礦產集中分布(蘇美霞等，2020)。

2 礦床地質特征

南窩鋪鈾礦床位于紅山子—托河復式巖體隆起帶南東側，礦床受大興永—南窩鋪斷裂控制，礦區內出露的地層主要為下二疊統—中二疊統額里圖組、中二疊統于家北溝組、上侏羅統新民組和中新統漢諾壩組(圖1b)。額里圖組為一套陸相火山巖、沉積碎屑巖，下部為長石砂巖、砂巖、粉砂質頁巖、粉砂巖，上部為灰—灰褐色英安巖、紫色、灰—灰褐色安山巖、安山質凝灰角礫巖、紫紅—褐色熔結凝灰巖、流紋巖、沉凝灰巖夾長石砂巖；于家北溝組為一套海陸交互相巖石組合，巖性主要為黃綠色凝灰質砂礫巖、砂巖、凝灰巖、安山巖。新民組為一套高鉀鈣堿性流紋巖—堿性流紋巖組合，主要有流紋巖、流紋斑巖、流紋質熔結凝灰巖、流紋質凝灰巖和火山角礫巖組成，流紋巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡為156～158 Ma(巫建華等，2013，2017a；解開瑞等，2016；姜山等，2018)。中新統漢諾壩組為玄武巖。侵入巖主要由廣興海西期花崗閃長巖和紅山子—托河燕山期復式巖體組成。廣興花崗閃長巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡為263.3±2.5 Ma(江小均等，2011)；紅山子復式巖體粗粒堿長花崗巖和斑狀黑云母花崗巖的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡分別為154±1 Ma和151±1 Ma，細粒黑云母堿長花崗巖和花崗斑巖的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡分別為132±2 Ma和133±1 Ma(祝洪濤等，2019)；侵入紅山子盆地新民組的花崗斑巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡為134.8±0.9 Ma(丁輝等，2016)。

圖1 內蒙古赤峰紅山子—廣興鈾成礦亞帶大地構造位置(a，據丁輝等，2016修改)和地質簡圖(b，據祝洪濤等，2019修改)Fig. 1 Tectonic location map (a，modified from Ding Hui et al.，2016&) and geological map (b，modified from Zhu Hongtao et al.，2019&) of the Hongshanzi—Guangxing uranium metallogenic subzone，Chifeng area，Inner Mongolia

圖2 內蒙古赤峰南窩鋪鈾礦床地質簡圖Fig. 2 Simplified geological map of the Nanwopu uranium deposit，Chifeng area，Inner MongoliaQ—第四系；N1h—中新統漢諾壩組；J3x—上侏羅統新民組；P1e—下二疊統額里圖組；γπK1—早白堊世花崗斑巖；λπJ3—晚侏羅世流紋斑巖；γδP2—中二疊世花崗閃長巖Q—Quaternary；N1h—Pliocene Hannuoba Formation；J3x—Upper Jurassic Xinmin Formation；P1e—Lower Permian Elitu Formation；γπK1—Early Cretaceous granite porphyry；λπJ3—Late Jurassic rhyolite porphyry；γδP2—Middle Permian granodiorite

南窩鋪鈾礦床礦體產于斷裂帶0～100 m范圍內，賦存在額里圖組和海西期花崗閃長巖中(圖2)，礦體長100～230 m、沿傾向方向延伸50～160 m，形態多呈透鏡狀，部分為似層狀，產狀150°～170°∠70°，平面上側列，剖面上斜列，向南西側伏，側伏角20°左右。在25號礦點新發現的4個工業鈾礦孔(ZK25-1、ZK25-3、ZK25-5、ZKNW5-1)和1個礦化孔(ZKNW4-1)賦存在額里圖組英安質晶屑凝灰巖、英安巖(圖3a)中；ZK11-27鉆孔在孔深110～410 m范圍內揭露到工業鈾礦化、鈾礦化和鈾異常段賦存在花崗閃長巖中(圖3b)。

圖3 內蒙古赤峰南窩鋪鈾礦床NW4(a)、11號線(b)剖面圖Fig. 3 The Profiles of NW4 (a) and the Line 11 (b) of the Nanwopu uranium deposit，Chifeng area，Inner MongoliaQ—第四系；J3x—上侏羅統新民組；P1e—下二疊統額里圖組；γπK1—早白堊世花崗斑巖；λπJ3—晚侏羅世流紋斑巖；γδP2—中二疊世花崗閃長巖Q—Quaternary；J3x—Upper Jurassic Xinmin Fromation；P1e—Lower Permian Elitu Fromation；γπK1—Early Cretaceous granite porphyry；λπJ3—Late Jurassic rhyolite porphyry；γδP2—Middle Permian granodiorite

3 巖相學特征

本次研究的英安巖樣品取自南窩鋪鈾礦床的ZK25-3鉆孔113.5～116.5 m處，巖石呈灰白色、淺灰色，塊狀構造(圖4a)，斑狀結構，斑晶由斜長石、少量鉀長石和石英、暗色礦物假像構成，大小一般0.25～2.0 mm，雜亂分布。其中斜長石呈近半自形板狀，隱約可見聚片雙晶，部分見絹云母化、碳酸鹽化和黝簾石化，表面很“臟”，局部可見聚斑；鉀長石呈近半自形板狀，表面裂紋發育，部分被高嶺石、碳酸鹽交代；石英呈他形粒狀，含量較少；暗色礦物呈他形粒狀，被鐵質、綠簾石交代呈假像(圖4b)?；|主要由長英質、不透明礦物和少量玻璃質構成包含霏細結構，大小一般0.03～0.1 mm，界線清楚，基質中不透明礦物和玻璃質星散狀分布。

圖4 內蒙古赤峰地區南窩鋪鈾礦床英安巖(a)鉆孔照片和(b)鏡下照片Fig. 4 (a) Borehole photographs and (b) microscopic photographsof dacite in Nanwopu uranium deposit,Chifeng area, Inner MongoliaPl—斜長石；Kfs—鉀長石；Q—石英Pl—plagioclase；Kfs—K-feldspar；Q—quartz

英安巖遭受到蝕變影響大多數發生綠泥石、綠簾石化，但2組節理夾角仍明顯保留，邊緣暗化邊發育明顯，主要為石英、磁鐵礦等礦物環繞；黑云母斑晶呈半自形板狀，多色性明顯，溶蝕較強發育暗化邊，粒徑長度集中于0.3～0.5 mm。基質約占83%，多為隱晶質或蝕變成石英、長石微晶、磁鐵礦等，玻璃質大多發生脫?；呻[晶質或石英、長石微晶。

圖5 內蒙古赤峰南窩鋪鈾礦床英安巖鋯石陰極發光圖像、SHRIMP分析點位及n(206Pb)/n(238U)年齡值Fig. 5 Cathodoluminescence photos，SHRIMP analytical spots and corresponding n(206Pb)/n(238U) ages of dacite from the Nanwopu uranium deposit，Chifeng area，Inner Mongolia

4 分析方法

4.1 SHRIMP鋯石U-Pb分析

鋯石挑選在河北省廊坊市誠信地質服務有限公司完成，火山巖樣品取10 kg，破碎至80～120目，洗去粉塵，經淘洗除去輕礦物，保留重礦物，再用永久磁鐵除去磁鐵礦等強磁性礦物，經重液分選除去比重小于鋯石的礦物，最后在雙目鏡下人工精選出鋯石晶體。將挑選好的鋯石與標準鋯石Temora(年齡為417 Ma)一起粘貼，制成環氧樹脂樣品靶。干燥后，打磨、拋光使鋯石中心部分暴露，然后進行反射光、透射光和陰極發光顯微照相。反射光、透射光和陰極發光顯微照相在中國地質科學院礦產資源研究所完成，鋯石SHRIMP U-Pb分析在北京離子探針中心SHRIMP-Ⅱ上完成。年齡測試前，利用反射光、透射光顯微照片選擇無裂紋、無包裹體、表面潔凈的晶體，利用陰極發光照片選擇具有明顯環帶結構的巖漿成因鋯石。待測鋯石挑選之后，隨機對待測鋯石進行年齡測試。詳細的分析流程和原理參見宋彪等(2002)，數據處理、年齡計算采用Ludwig博士編寫的SQUID1.0及ISOPLOT程序(Ludwig，2003)。南窩鋪鈾礦床英安巖樣品的SHRIMP鋯石U-Pb分析結果列于表1。

4.2 主量元素和微量元素分析

本文巖石薄片的制備和碎樣委托河北省區域地質礦產調查研究所實驗室完成，通過顯微鏡下鑒定之后確定全巖地球化學分析樣品。主、微量元素分析測試在核工業北京地質研究院分析測試中心完成。主量元素分析測試采用化學分析法(CA)和X射線熒光光譜法(XRF)?；瘜W分析法主要分析氧化亞鐵的含量，X射線熒光光譜法在AxiosmAX X射線熒光光譜儀上完成，測試前的樣片制作可參見周萬蓬(2015)，實驗過程中，X射線管電壓為50 kV，電流為50 mA，元素分析相對誤差小于5%，檢測方法和依據參照GB/T 14506.14-2010《硅酸鹽巖石化學分析方法第14部分：氧化亞鐵量測定》，GB/T 14506.28-2010《硅酸鹽巖石化學分析方法第28部分：16個主次成分量測定》，巖石礦物分析《第四版 16.20 灼燒減量的測定》。微量元素分析測試采用電感耦合等離子質譜法(ICP-MS)，樣品溶液的配置過程可參見周萬蓬(2015)，分析測試是在NexION 300D等離子體質譜儀上完成，工作溫度控制在20℃，相對濕度保持在27%，當微量元素含量小于10 μg/g時，測試相對誤差小于10%，當微量元素含量大于10 μg/g時，測試相對誤差小于5%，測試方法和依據參照GB/T 14506.30-2010《硅酸鹽巖石化學分析方法第30部分：44個元素量測定》。南窩鋪鈾礦床英安巖樣品的主量元素和微量元素分析結果及有關參數列于表2。

5 分析結果

5.1 鋯石U-Pb年齡

樣品NWP301的鋯石顆粒長度約100～150 μm，長寬比為1.5～2.0，自形短柱狀或雙錐狀，陰極發光圖像顯示鋯石多具有清晰的韻律環帶結構(圖5)，為典型巖漿結晶鋯石的內部結構。NWP301樣品的U含量較高，介于81×10-6～251×10-6之間，Th/U值在0.47～0.92之間，大于0.4，具有典型的巖漿鋯石成分特征(Belousova et al.，2002；Rubatto，2002)，15個分析點的n(206Pb)/n(238U)年齡數據在256.6～275.2 Ma之間，在U-Pb諧和圖(圖6)上集中分布，加權平均年齡為268.1±2.5 Ma，MSWD=0.85，代表了火山巖的形成年齡。

5.2 地球化學特征5.2.1 蝕變影響

南窩鋪鈾礦床處火山巖系發育，熱液蝕變強烈，在挑選了新鮮的巖石樣品后，為保證能夠有效地利用樣品元素特征進行巖石分類、成因探討(Rollinson，1993)，首先以樣品燒失量(LOI)為橫坐標做Harker圖解(圖7)評估巖漿演化和巖石形成過程中熱液蝕變對元素， 特別是活動性強的元素，的影響，排除受影響較大的元素。通常被認為活動性差的元素(Si、Ti、Fe)，樣品隨蝕變程度升高它們基本能保持含量穩定，Cr、Ni均與LOI之間沒有明顯相關性，表明這些元素受熱液活動的影響比較??；通常認為堿金屬、堿土金屬元素(Na、K、Al、Mg)和大離子親石元素(Rb、Sr、Ba、Pb、U等)具有極高的活動性，而高場強元素(Nb、Ta、Zr、Hf、REE等)活動性很低(Humphris and Thompson，1978)，樣品除大離子親石元素存在一個異常點表現出了一定的活動性(經查證為NWP304樣品Ba含量高達1364×10-6所導致)外，其它整體保持穩定，說明樣品基本沒有受熱液蝕變的影響，能夠代表巖石的地球化學特征。

表2 內蒙古赤峰南窩鋪鈾礦床英安巖主量元素(%)、微量元素(×10-6) 和稀土元素(×10-6)分析結果及有關參數Table 2 Major elements (%), trace elements (×10-6) and rear earth element (×10-6) composition of dacite from the Nanwopu uranium deposit, Chifeng area, Inner Mongolia

圖6 內蒙古赤峰南窩鋪鈾礦床英安巖鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig. 6 U-Pb age concordia diagram of dacite from the Nanwopu uranium deposit，Chifeng area，Inner Mongolia

5.2.2主量元素

南窩鋪鈾礦床英安巖SiO2=65.49%～65.82%，K2O=1.94%～2.51%，Na2O=4.19%～4.91%，(K2O+Na2O)=6.60%～7.47%，K2O/Na2O=0.43～0.59，在TAS圖解(圖8a)上落入亞堿性系列英安巖范圍內，在SiO2—K2O(圖8b)上落入鈣堿性系列范圍內；(FeO+Fe2O3)=3.13%～4.79%，MgO=1.25%～1.79%，TiO2=0.49%～0.67%，在AFM圖解(圖9a)上落入鈣堿性系列范圍內；Al2O3=15.74%～16.77%，CaO= 2.87%～3.59%，A/CNK=0.95～1.09(平均1.04，<1.1)，標準礦物剛玉(C)含量為0～1.74%，平均值為0.96%，具有I型英安巖的特征；MnO含量為0.04%～0.05%，P2O5含量為0.15%～0.19%。

圖7 內蒙古赤峰南窩鋪鈾礦床英安巖燒失量—主微量元素協變圖解Fig. 7 Bivariate diagrams of LOI—elements of dacite from the Nanwopu uranium deposit，Chifeng area，Inner Mongolia

圖8 內蒙古赤峰南窩鋪鈾礦床英安巖巖石分類判別圖解(虛線范圍代表其他地區額里圖組火山巖，數據來源：曹代勇等，2014；董曉杰等，2016；彭斌等，2016；崔玉良等，2019)。(a)TAS圖解(底圖據Middlemost，1994)；(b)SiO2—K2O圖解(底圖據Rollison，1993)Fig. 8 Rock classification and discrimination diagrams of dacite from the Nanwopu uranium deposit，Chifeng area，Inner Mongolia(The dashed area is the literature data of the Elitu Formation from other areas，data sources：Cao Daiyong et al.，2014&；Dong Xiaojie et al.，2016&；Peng Bin et al.，2016&；Cui Yuliang et al.，2019&).(a)TAS diagram(after Middlemost，1994)；(b)SiO2—K2O diagram(after Rollison，1993)

5.2.3微量元素

南窩鋪鈾礦床英安巖稀土元素總量較低，∑REE=76.5×10-6～95.4×10-6(平均85.9×10-6)，配分模式呈輕稀土富集右傾型，輕重稀土分餾明顯(La/Yb)N=4.97～12.52(平均8.95)，存在微弱的Eu異常δEu=0.72～1.13(平均0.94)。球粒隕石標準化的稀土元素配分模式圖(圖10a)上顯示銪不虧損的右傾輕稀土富集特征，與安第斯型鈣堿性系列基本一致。原始地幔標準化蛛網圖上，英安巖富集大離子親石元素(LILE)Rb、Ba、K、Sr和強烈虧損高場強元素(HFSE)Nb、Ta、Ti(圖10b)，原始地幔標準化配分模式與安第斯型鈣堿性系列巖石特點基本一致。

圖9 內蒙古赤峰南窩鋪鈾礦床英安巖AFM圖解(a，底圖據Irvine et al.，1971)和Na2O—K2O圖解(b，底圖據Middlemost，1986)Fig. 9 Diagrams of AFM(a，after Irvine et al.，1971)and Na2O—K2O(b，after Middlemost，1986)of dacite from the Nanwopu uranium deposit，Chifeng area，Inner Mongolia

6 地質意義

6.1 地質時代

本次研究的南窩鋪鈾礦床英安巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡為268.1±2.5 Ma，結合安山質角礫凝灰巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡為277.1±9 Ma(紀宏偉，2015)，指示南窩鋪鈾礦床賦礦安山巖—英安巖—流紋巖組合形成于268～277 Ma，與紅山子—廣興鈾成礦亞帶東部盔甲山一帶額里圖組角閃安山巖的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡(274±2 Ma；彭斌等，2016)一致，為將賦礦安山巖—英安巖—流紋巖組合歸入額里圖組提供了年代學證據。根據2018/08版《國際年代地層表》(樊雋軒等，2018)，上二疊統(樂平統)—中二疊統(瓜德魯普統)、中二疊統(瓜德魯普統)—下二疊統(烏拉爾統)和二疊系—石炭系的界線分別定為259.1±0.5 Ma、272.95±0.11 Ma和298.9±0.15 Ma，指示南窩鋪鈾礦床賦礦安山巖—英安巖—流紋巖組合的地質時代為早二疊世—中二疊世早期。

南窩鋪鈾礦床賦礦英安巖的年齡確定，不僅為紅山子—廣興鈾成礦亞帶晚侏羅世新民組流紋巖—堿性流紋巖組合之下還存在早二疊世—中二疊世早期額里圖組賦礦火山巖系提供了年代學證據，而且該賦礦層位明顯低于中國東部與火山巖有關的熱液型的賦礦層位(巫建華等，2017b)，是中國東部與火山巖有關的熱液型鈾礦新的賦礦層位。

圖10 內蒙古赤峰南窩鋪鈾礦床英安巖球粒隕石標準化稀土元素配分模式圖(a)和原始地幔標準化微量元素蛛網圖(b)(標準化值據Sun and McDonough，1989；安第斯型鈣堿性系列數值據Gutiérrez，2005)Fig. 10 Chondrite-normalized REE distribution pattern(a)and Primitive mantle-normalized spidergram (b)of dacite from the Nanwopu uranium deposit (Normalizing values from Sun and McDonough，1989；Andean-type calcium-alkaline series data from Gutiérrez，2005)

6.2 巖石類型

南窩鋪鈾礦床英安巖的SiO2含量為64.16%～66.66%，Na2O>3.2%，K2O/Na2O值小于1，鋁飽和指數A/CNK小于1.1，說明巖石屬于準鋁質—弱過鋁質I型火山巖。在K2O—Na2O(圖9b)中，樣品投點也落在I型花崗巖區。南窩鋪鈾礦床英安巖的鋯石飽和溫度為789℃～827℃，平均為812℃，明顯低于紅山子盆地A型流紋巖(951℃～988℃，巫建華等，2016)的鋯石飽和溫度，也低于A型花崗巖平均溫度833℃(劉昌實等，2003)，也接近高分異的I型花崗巖平均溫度781℃(King et al.，1997)。南窩鋪鈾礦床英安巖的A/CNK值小于1.1，屬準鋁質—弱過鋁質花崗巖類(高棟等，2018)，P2O5含量很低且隨著SiO2含量增高而降低，呈負相關關系，具有I型花崗巖特征(Wolf et al，1994；Chappell，1999；李子昊，2017)。在SiO2—Ce和Al2O3—Ga圖解(圖11)中落入I型花崗巖范圍，明顯不同于紅山子—廣興鈾成礦亞帶(以紅山子盆地為代表)新民組A型流紋巖，相比其他地區額里圖組流紋巖，均為I型花崗巖(崔玉良等，2019)?？梢?，南窩鋪鈾礦床額里圖組英安巖具有I型花崗巖特征，為有別于新民組A型流紋巖一類新的賦礦圍巖類型。

6.3 構造環境

在微量元素Yb—Ta、Y—Nb、Rb—Y+Nb和Rb—Yb+Ta構造環境判別圖解中(圖12)，南窩鋪鈾礦床的英安巖均投影于火山弧花崗巖區，反映其形成于活動大陸邊緣環境。在稀土元素球粒隕石標準化配分模式圖和微量元素原始地幔標準化配分模式圖(圖10)上英安巖顯示與安第斯型鈣堿性系列基本一致的特征。因此，南窩鋪鈾礦床的英安巖可能為安第斯型活動大陸邊緣火山弧的產物，與華北古板塊北緣集寧北部商都縣西井子鎮一帶早—中二疊世(267～272 Ma)蘇吉組酸性火山巖(董曉杰等，2016)、赤峰北部朝陽溝村早二疊世流紋巖(崔玉良等，2019)、赤峰銘山隆起帶早二疊世額里圖組安山巖(彭斌等，2016)、赤峰翁牛特旗早二疊世流紋巖—安山巖—流紋質—英安質凝灰巖組合(曹代勇等，2014)、吉林中部早二疊世大河深組流紋巖—英安巖—粗面英安巖組合和延吉地區早二疊世關門咀子組玄武安山巖形成的構造環境一致(曹花花等，2012；Yu Qian et al.，2014)。

圖11 內蒙古赤峰南窩鋪鈾礦床英安巖SiO2—Ce圖(a)和Al2O3—Ga圖(b)(紅山子盆地流紋巖數據來源：巫建華等，2016)Fig. 11 SiO2—Ce(a)and Al2O3—Ga(b)diagrams of dacite from the Nanwopu uranium deposit，Chifeng area，Inner Mongolia(Data of the Hongshanzi basin rhyolite are from Wu Jianhua et al.，2016&)

圖12 內蒙古赤峰南窩鋪鈾礦床英安巖構造環境判別圖解(底圖據Pearce et al.，1984；Roser et al.，1986；Murray，1994；Gorton et al.，2000)Fig. 12 Discrimination diagrams of tectonic environment for dacite from the Nanwopu uranium deposit，Chifeng area，Inner Mongolia (after Pearce et al.，1984；Roser et al.，1986；Murray，1994；Gorton et al.，2000)

南窩鋪鈾礦床賦礦英安巖是安第斯型活動大陸邊緣火山弧的產物，不僅與紅山子—廣興鈾成礦亞帶晚侏羅世新民組板內拉張環境下的流紋巖—堿性流紋巖組合(巫建華等，2013，2016，2017a，2017b；彭啟輝，2015；解開瑞等，2016；黎偉等，2017；姜山等，2018)、沽源—豐寧鈾成礦亞帶早白堊世張家口組板內拉張環境下的流紋巖—粗面巖組合(巫建華等，2014，2015，2017c；張雅菲等，2016；夏應冰等，2016；林天發等，2019)不同，而且與中國東部贛杭鈾成礦帶早白堊世武夷群板內拉張環境下的流紋巖—粗面巖組合(劉飛宇等，2009；巫建華等，2011，2017b；韋昌襲，2019)、武夷山鈾成礦帶早侏羅世余田群板內拉張環境下的流紋巖—玄武巖組合(冀春雨等，2011；項媛馨等，2012)、晚白堊世興寧群大量流紋巖—少量玄武巖組合(巫建華等，2017b；勞玉軍等，2018)不同，是中國東部與火山巖有關的熱液型鈾礦一類新的構造環境下的賦礦火山巖組合。

7 結論

(1)南窩鋪鈾礦床賦礦圍巖英安巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡為268.1±2.5 Ma，結合前人安山質角礫凝灰巖277.1±0.9 Ma的鋯石U-Pb年齡，限定額里圖組安山巖—英安巖—流紋巖組合的時代為早二疊世，與中國東部中生代與火山巖有關的熱液型鈾礦賦礦圍巖地質時代不同，為新的賦礦層位；

(2)南窩鋪鈾礦床額里圖組英安巖為鈣堿性系列，屬于I型火山巖，具有明顯不同于紅山子—廣興鈾成礦亞帶下侏羅統新民組流紋巖的地球化學特征，其明顯富集Rb、Ba、K、Sr等大離子親石元素，虧損Nb、Ta、Ti等高場強元素；

(3)南窩鋪鈾礦床額里圖組英安巖為活動大陸邊緣火山弧的產物，相比已知的中國東部與火山巖有關的熱液型鈾礦床中生代賦礦圍巖，其構造環境明顯不同。

致謝：張拴宏研究員和另一位審稿專家及責任編輯對文稿提出了寶貴的修改的意見, 在此一并致以衷心的感謝。