桂北向阳坪铀矿床矿石矿物LA-ICP-MS原位稀土元素地球化学特征及其对成矿流体的制约
发布时间：2021-07-18 19:57
向阳坪铀矿床是桂北苗儿山地区最具代表性的花岗岩型铀矿床,对该矿床矿石矿物REE开展了微区原位研究并结合前人研究成果进行了综合分析,表明铀黑∑REE介于689.12×10-6～869.31×10-6之间,LREE相对富集,HREE相对亏损具强Eu负异常及Ce正异常,TE1,3值介于1.26～1.33之间,具典型M型四分组效应;沥青铀矿∑REE介于569.73×10-6～3 373.83×10-6之间表现出两种特征:①LREE富集,HREE亏损,轻重稀土元素分馏程度较大具强Eu负异常和弱Ce正异常,配分曲线呈右倾型;②轻重稀土元素分馏程度较小,Eu负异常明显弱Ce负异常,配分曲线呈海鸥型。围岩稀土元素配分模式相似,Y/Ho值范围狭窄,指示具有相同物源;矿石矿物稀土元素与围岩存在较大差异,亲缘性不明显。成矿作用伴随围岩发生蚀变及围岩高铀背景;成矿流体具多阶段、富U-Y-REE特征,铀主要来自深部热液,围岩贡献不显著;矿床定位受构造-岩体联合控制,矿体规模、形态受构造规模、产状控制。
【文章来源】：岩石矿物学杂志. 2020,39(04)北大核心CSCD
【文章页数】：18 页
【部分图文】：
各样品SmNd双对数图解(a)和∑ＲEE(LＲEE/HＲEE)N(b)图解Fig．6SmNddoublelogarithmic(a)and∑ＲEE(LＲEE/HＲEE)Ndiagram(b)ofallinvolvedsamples
图4矿石矿物稀土元素球粒陨石配分曲线图Fig．4Chondrite-normalizedＲEEpatternsoforeminerals征值及配分曲线存在较大差异，沥青铀矿和铀黑稀土元素总量是地层、岩体及蚀变岩稀土总量的1．8倍至几十倍。根据矿石矿物稀土元素特征来表征成矿热液性质最为恰当，可见，成矿热液与围岩可能只是空间上耦合，亲缘关系不明显。这与向阳坪铀矿床矿体产出与构造关系更为密切、对岩体选择性不明显的地质事实相符。5讨论5．1围岩稀土元素特征稀土元素难溶，相对稳定，只随陆源碎屑沉积物搬运，可以指示物源区的地球化学性质，是分析沉积物源区的可靠指标(刘宁等，2009)。研究区寒武纪浅变质岩δEu值(0．71)介于地壳(0．60)和上地幔(0．79)之间，显示轻度亏损;δCe值(0．97)高于大陆地壳(0．79)，呈弱负异常。δCe平均值0．97，高于大陆地壳(0．79)，具微弱异常(吴春林等，1993)。上地壳的稀土元素具有轻稀土元素富集、重稀土元素含量变化较小和明显的负Eu等特征，且陆壳LＲEE/HＲEE平均值为9．53，这些特征与研究区浅变质岩稀土元素特征相似，说明浅变质岩物源可能来自上地壳。且稀土元素总量高、轻稀土元素富集、Eu中等负异常及轻重稀土元素比值等与Bhatia(1985)总结的不同构造背景下稀土元素特征值中大陆岛弧基本相同，推测浅变质岩形成于大陆岛弧的构造环境(表4)。表4不同构造背景下稀土元素含量(wB/10－6)及比值特征Table4Thecontent(wB/10－6)andratioofＲEEindifferenttectonicsettings大地构造背景物源区类型LaCe∑ＲEELa/YbLＲEE/HＲEEEu/Eu*大洋岛弧未切割的岩浆弧
蚀变岩ＲEE的差异。香草坪和豆乍山岩体经热液交代蚀变后，三者具有相似的稀土元素配分模式，但存在香草坪岩体→豆乍山岩体→蚀变岩∑ＲEE、LＲEE/HＲEE、(La/Yb)N、(La/Lu)N、(La/Sm)N、(Gd/Yb)N、δCe等特征值逐渐变小，δEu变化特征不明显。热液蚀变作用引起原岩稀土元素活化转移，导致蚀变岩稀土元素特征值变化，但稀土元素配分模式严格受原岩制约，蚀变岩继承了原岩稀土元素配分模式。引起稀土元素这一变化特征的原因，可能存在两种假设(图5):假设①，从热液蚀变作用开始，岩体中稀土元素被热液流体活化迁出，并在岩体构造有利部位大规模聚集，沿两侧往中心水平迁移，围岩中活化迁移出的稀土元素是成矿作用过程中主要的稀土元素提供者;假设②，成矿过程中，成矿热液本身富含稀土元素，与此同时，热液引起围岩蚀变，蚀变围岩中稀土元素被活化迁出，带入至成矿热液，构造作为热液流动通道，表现出深部往浅部垂向迁移为主的特征，稀土元素含量主要受控于成矿热液本身携带的稀土元素含量，围岩提供的稀土元素为辅。可见，假设①将引起稀土元素在蚀变岩中聚集，使蚀变岩富集稀土元素，而实验数据却与此相悖，蚀变岩中稀土元素总量相比新鲜岩石有所降低。再者，成矿流体一般从高热场往低热场迁移，构造破碎带中心热场明显高于外围围岩，即在构造和流体的共同作用下，成矿流体只能从构造破碎带中心向两侧发生迁移(吴仁贵等，2018)。可见假设②比较符合蚀变岩中稀土元素总量降低及矿石矿物中稀土元素总量较高的特征，蚀变及高铀背景值围岩是伴随成矿作用形成的产物，铀来自深部而非围岩。图5蚀变岩石中稀土元素?
【参考文献】：
期刊论文
[1]南岭成矿带铀矿地质特征、成矿规律与全位成矿模式[J]. 赵如意,王登红,陈毓川,冷成彪,秦锦华,赵晨辉. 地质学报. 2020(01)
[2]铀的地球化学性质与成矿——以华南铀成矿省为例[J]. 王鲲,邓江洪,郝锡荦. 岩石学报. 2020(01)
[3]桂北沙子江铀矿床沥青铀矿原位微区年代学和元素分析:对铀成矿作用的启示[J]. 陈佑纬,胡瑞忠,骆金诚,董少花. 岩石学报. 2019(09)
[4]粤北棉花坑铀矿床热液蚀变与物质迁移研究[J]. 吴德海,夏菲,潘家永,刘国奇,黄国龙,刘文泉,吴建勇. 岩石学报. 2019(09)
[5]富铀地质体与成矿铀源关系探讨[J]. 吴仁贵,胡志强,巫建华,刘帅. 东华理工大学学报(自然科学版). 2018(04)
[6]赣南上窖铀矿床微量元素地球化学特征与成矿模型[J]. 吴德海,潘家永,夏菲,钟福军,黄广文,祁家明,洪斌跃. 岩石矿物学杂志. 2018(04)
[7]沙子江铀矿外围地化特征、元素迁移及铀成矿机理[J]. 王正庆,范洪海,陈东欢,郑可志,罗桥花,刘军港,王凤岗,王勇剑. 高校地质学报. 2018(02)
[8]中国东部中生代岩浆岩的时空分布及其与热液型铀矿的关系[J]. 巫建华,郭国林,郭佳磊,张旗,吴仁贵,余达淦. 岩石学报. 2017(05)
[9]广西向阳坪铀矿床成矿地质特征[J]. 吴昆明,李大雁,陈琪,黄剑,高翔. 铀矿地质. 2016(04)
[10]赣中相山铀矿田基底变质岩稀土元素特征及其地质意义[J]. 余关美,时国. 东华理工大学学报(自然科学版). 2015(04)
博士论文
[1]广西苗儿山花岗岩型铀矿床成矿机制研究[D]. 王正庆.核工业北京地质研究院 2018
硕士论文
[1]桂北苗儿山向阳坪铀矿床蚀变岩及矿物学特征研究[D]. 秦蕾胜.东华理工大学 2018
[2]苗儿山铀矿田向阳坪地区构造地球化学研究与成矿富集中心预测[D]. 欧阳平宁.中南大学 2012
本文编号：3290261
【文章来源】：岩石矿物学杂志. 2020,39(04)北大核心CSCD
【文章页数】：18 页
【部分图文】：
各样品SmNd双对数图解(a)和∑ＲEE(LＲEE/HＲEE)N(b)图解Fig．6SmNddoublelogarithmic(a)and∑ＲEE(LＲEE/HＲEE)Ndiagram(b)ofallinvolvedsamples
图4矿石矿物稀土元素球粒陨石配分曲线图Fig．4Chondrite-normalizedＲEEpatternsoforeminerals征值及配分曲线存在较大差异，沥青铀矿和铀黑稀土元素总量是地层、岩体及蚀变岩稀土总量的1．8倍至几十倍。根据矿石矿物稀土元素特征来表征成矿热液性质最为恰当，可见，成矿热液与围岩可能只是空间上耦合，亲缘关系不明显。这与向阳坪铀矿床矿体产出与构造关系更为密切、对岩体选择性不明显的地质事实相符。5讨论5．1围岩稀土元素特征稀土元素难溶，相对稳定，只随陆源碎屑沉积物搬运，可以指示物源区的地球化学性质，是分析沉积物源区的可靠指标(刘宁等，2009)。研究区寒武纪浅变质岩δEu值(0．71)介于地壳(0．60)和上地幔(0．79)之间，显示轻度亏损;δCe值(0．97)高于大陆地壳(0．79)，呈弱负异常。δCe平均值0．97，高于大陆地壳(0．79)，具微弱异常(吴春林等，1993)。上地壳的稀土元素具有轻稀土元素富集、重稀土元素含量变化较小和明显的负Eu等特征，且陆壳LＲEE/HＲEE平均值为9．53，这些特征与研究区浅变质岩稀土元素特征相似，说明浅变质岩物源可能来自上地壳。且稀土元素总量高、轻稀土元素富集、Eu中等负异常及轻重稀土元素比值等与Bhatia(1985)总结的不同构造背景下稀土元素特征值中大陆岛弧基本相同，推测浅变质岩形成于大陆岛弧的构造环境(表4)。表4不同构造背景下稀土元素含量(wB/10－6)及比值特征Table4Thecontent(wB/10－6)andratioofＲEEindifferenttectonicsettings大地构造背景物源区类型LaCe∑ＲEELa/YbLＲEE/HＲEEEu/Eu*大洋岛弧未切割的岩浆弧
蚀变岩ＲEE的差异。香草坪和豆乍山岩体经热液交代蚀变后，三者具有相似的稀土元素配分模式，但存在香草坪岩体→豆乍山岩体→蚀变岩∑ＲEE、LＲEE/HＲEE、(La/Yb)N、(La/Lu)N、(La/Sm)N、(Gd/Yb)N、δCe等特征值逐渐变小，δEu变化特征不明显。热液蚀变作用引起原岩稀土元素活化转移，导致蚀变岩稀土元素特征值变化，但稀土元素配分模式严格受原岩制约，蚀变岩继承了原岩稀土元素配分模式。引起稀土元素这一变化特征的原因，可能存在两种假设(图5):假设①，从热液蚀变作用开始，岩体中稀土元素被热液流体活化迁出，并在岩体构造有利部位大规模聚集，沿两侧往中心水平迁移，围岩中活化迁移出的稀土元素是成矿作用过程中主要的稀土元素提供者;假设②，成矿过程中，成矿热液本身富含稀土元素，与此同时，热液引起围岩蚀变，蚀变围岩中稀土元素被活化迁出，带入至成矿热液，构造作为热液流动通道，表现出深部往浅部垂向迁移为主的特征，稀土元素含量主要受控于成矿热液本身携带的稀土元素含量，围岩提供的稀土元素为辅。可见，假设①将引起稀土元素在蚀变岩中聚集，使蚀变岩富集稀土元素，而实验数据却与此相悖，蚀变岩中稀土元素总量相比新鲜岩石有所降低。再者，成矿流体一般从高热场往低热场迁移，构造破碎带中心热场明显高于外围围岩，即在构造和流体的共同作用下，成矿流体只能从构造破碎带中心向两侧发生迁移(吴仁贵等，2018)。可见假设②比较符合蚀变岩中稀土元素总量降低及矿石矿物中稀土元素总量较高的特征，蚀变及高铀背景值围岩是伴随成矿作用形成的产物，铀来自深部而非围岩。图5蚀变岩石中稀土元素?
【参考文献】：
期刊论文
[1]南岭成矿带铀矿地质特征、成矿规律与全位成矿模式[J]. 赵如意,王登红,陈毓川,冷成彪,秦锦华,赵晨辉. 地质学报. 2020(01)
[2]铀的地球化学性质与成矿——以华南铀成矿省为例[J]. 王鲲,邓江洪,郝锡荦. 岩石学报. 2020(01)
[3]桂北沙子江铀矿床沥青铀矿原位微区年代学和元素分析:对铀成矿作用的启示[J]. 陈佑纬,胡瑞忠,骆金诚,董少花. 岩石学报. 2019(09)
[4]粤北棉花坑铀矿床热液蚀变与物质迁移研究[J]. 吴德海,夏菲,潘家永,刘国奇,黄国龙,刘文泉,吴建勇. 岩石学报. 2019(09)
[5]富铀地质体与成矿铀源关系探讨[J]. 吴仁贵,胡志强,巫建华,刘帅. 东华理工大学学报(自然科学版). 2018(04)
[6]赣南上窖铀矿床微量元素地球化学特征与成矿模型[J]. 吴德海,潘家永,夏菲,钟福军,黄广文,祁家明,洪斌跃. 岩石矿物学杂志. 2018(04)
[7]沙子江铀矿外围地化特征、元素迁移及铀成矿机理[J]. 王正庆,范洪海,陈东欢,郑可志,罗桥花,刘军港,王凤岗,王勇剑. 高校地质学报. 2018(02)
[8]中国东部中生代岩浆岩的时空分布及其与热液型铀矿的关系[J]. 巫建华,郭国林,郭佳磊,张旗,吴仁贵,余达淦. 岩石学报. 2017(05)
[9]广西向阳坪铀矿床成矿地质特征[J]. 吴昆明,李大雁,陈琪,黄剑,高翔. 铀矿地质. 2016(04)
[10]赣中相山铀矿田基底变质岩稀土元素特征及其地质意义[J]. 余关美,时国. 东华理工大学学报(自然科学版). 2015(04)
博士论文
[1]广西苗儿山花岗岩型铀矿床成矿机制研究[D]. 王正庆.核工业北京地质研究院 2018
硕士论文
[1]桂北苗儿山向阳坪铀矿床蚀变岩及矿物学特征研究[D]. 秦蕾胜.东华理工大学 2018
[2]苗儿山铀矿田向阳坪地区构造地球化学研究与成矿富集中心预测[D]. 欧阳平宁.中南大学 2012
本文编号：3290261
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