相山大型火山岩热液铀矿床成矿深部轨迹及其模拟实验

刘正义, 刘章月, 温志坚, 杜乐天

(核工业北京地质研究院,北京 100029)

相山大型火山岩热液铀矿床成矿深部轨迹及其模拟实验

刘正义, 刘章月, 温志坚, 杜乐天

(核工业北京地质研究院,北京 100029)

在野外地质研究基础上实施系列实验,从野外建立成矿深部轨迹模型转化为深部轨迹实验模型,在岩浆阶段首次在国内实验得出流体与熔体铀、钍分配系数,探讨在岩浆阶段铀、钍、钾的地球化学行为;在热液蚀变阶段实验证明铀与钠的亲密关系;成矿阶段铀与钾的关系,表现出钾、钠不相容和钾、钠更替规律。实验表明,基底变质岩和含矿主岩铀溶解随压力增加而增加,地下深部成矿远景愈好。同时矿石 Pb,Sr,Nd,He同位素组成示踪共同显示,矿源来自火山岩和基底;火山热液与深部幔汁联合作用促成铀迁移富集多次成矿直至成为富大铀矿。

热液铀矿床;成矿深部轨迹;模拟实验

1 铀成矿的火山活动深部轨迹

1.1 深部地幔情况

根据全球科学断面计划的黑水剖面资料,在华南(东)从遂川断裂到福建存在地幔块体;从浙、赣及邻区莫霍面等深线图可以看出,相山矿田处于鄱阳幔凸;据江西区域地质志 (江西地矿局,1992)和有关爆破测震和区域重力布格异常资料,以及应用三度体上半空间解析延拓反演编制的江西莫霍面等深线图表明,相山矿田正处于上地幔隆起区边缘与深层构造变异带之间。该隆起区南至泰和,北至景德镇,西至新余,东到鹰潭,呈NE向隆起。中生代以来的陆相沉积盆地以及燕山期酸—中酸性岩类,主要分别受上地幔隆起带凸起及深层构造变异带的制约。

1.2 火山岩岩浆演化趋势

相山矿田是一个由主火山口及若干小火山口组成的大型塌陷式火山盆地,其火山岩系由不同产出相酸性—中酸性火山熔岩,火山碎屑岩及少量沉积岩夹层所构成。总厚度大于 2 000 m。广泛出露主体碎斑流纹岩,其次是流纹英安岩。次火山岩主要分布在北部、东部和南部。

1.2.1 2个火山旋回自早至晚从相对氧化至还原环境

第一火山旋回自早至晚为爆发相和内陆湖相流纹质晶屑凝灰岩、流纹质熔结凝灰岩夹沉积碎屑岩:紫红色砂岩、凝灰质砂砾岩,爆发相流纹质晶屑-玻屑凝灰岩夹凝灰质粉砂岩,溢流相流纹英安岩。岩石中 Fe2O3/(Fe2O3+FeO)为 0.49～0.60,属相对氧化环境。

第二火山旋回为喷发相流纹质弱熔结凝灰岩和流纹晶屑凝灰岩,侵入相玻质、霏细、粒状碎斑流纹岩,次火山岩相花岗斑岩、黑云母二长花岗斑岩、黑云母石英二长斑岩。岩石中 Fe2O3/(Fe2O3+FeO)为 0.34～0.16,属相对还原环境。

1.2.2 岩石化学成分变化

经对岩石硅酸盐化学成分分析结果在 Roche等 R1-R2[R2=6Ca+2Mg+Al;R1=4Si-11(Na+K)-2(Fe+Ti)]图解中投点表明,流纹晶屑凝灰岩、中心相碎斑流纹岩、流纹质熔结凝灰岩属碱性流纹岩;过渡相边缘碎斑相流纹岩、流纹英安岩及花岗斑岩、黑云母石英二长斑岩属石英粗面岩类。

1.2.3 岩浆化学成分和气相成分

(1)经对夏林圻等 (1992)所作相山火山岩系矿物的岩浆包裹体化学成分数据计算显示,伴随每个火山旋回特别是第一火山旋回有明显富钾趋势(图 1);

图 1 火山岩矿物中岩浆包裹体化学成分图解Fig.1 The chem ical compositi on of volcanic inclusions in volcanic m inerals

(2)利用拉曼探针分析岩浆包裹体收缩气泡中气相成分测定数据 (夏林圻等,1992)看出,这 2个火山旋回自早至晚 CO,CH4都有上升趋势;第 1火山旋回流纹晶屑凝灰岩富含 CO和 H2S,分别为28.3%和 11.42%;第 2火山旋回自早至晚 H2,H2S两种气体明显增加,其中边缘相碎斑流纹岩比中心相碎斑流纹岩富含 H2S,CH4,SO2;中心相碎斑流纹岩含H2最高,为 14.6%(表 1)。

1.2.4 铀含量和U/Th比值

伴随火山活动的进程铀含量和U/Th比值大体增加而钍含量大体减少 (表 2),但边缘相碎斑流纹岩含钍最高,其质量分数达 32.8×10-6,花岗斑岩含铀最高,其质量分数达 25.65×10-6,这种铀、钍的不均一性显然是它们发生演化的岩浆房中地壳同化作用的结果,使岩石在形成过程中造成的。富含铀的沉积岩或变质岩遭到深熔作用时,使岩浆发生分异的最终产物更富铀。

1.2.5 相山火山岩系列的 P-T-fO2途径

在 Fe3+-Fe2+-Mg2+三角图中,相山地区碎斑流纹岩恰好标绘以Ni-NiO为缓冲剂条件下黑云母的成分线上,反应其结晶作用是在完全相当于Ni-NiO为缓冲剂制约的 fO2下完成,则可以以下式估算该碎斑流纹岩氧逸度。利用在Ni-NiO为缓冲剂下氧逸度计算公式为(Huebner,1970):

以上是根据温度 851℃,岩浆包裹体测压结果(285～342.9 MPa)中的 285 MPa计算的;

如按 902℃压力按 342.9 MPa计算,则

故碎斑流纹岩 lgfO2=-11.73～-12.70

以同样方法估算其他岩石氧逸度;以此数据作图(图2)。

图2 相山火山岩 T-fO2图Fig.2 The T-fO2correlation of Xiangshan volcanic rocks

1.3 相山火山岩系形成方式

研究批式部分熔融及分离结晶作用过程 REE的地球化学行为表明,批式部分熔融过程La/Sm比值随 La含量的增加而增加(谢窦克等,1989);同源岩浆分离结晶作用过程不随La含量变化而变化。

据此,相山第二火山旋回中,La/Sm比值大致随La含量的增加而增加;为批式部分熔融过程。第一火山旋回中遵循此规律不明显。因此这两个火山旋回中,具有以批式部分熔融为主,兼有同源岩浆分离结晶作用的特点。

表 1 相山火山岩石英内岩浆包裹体收缩气泡中气相成分Tab.1 The gas-phase compo sitions in volcanic inclusions construction bubble of Xiangshan volcanic quartz

表2 火山岩系中岩石化学的部分特征参数及铀钍含量Tab.2 Some chem ical characteristic parameters and U,Th contents in volcanic rocks %

1.4 同位素地球化学

1.4.1 基底变质岩 Pb,Sr,Nd同位素组成和岩源属性

相山铀矿田基底新元古期变质岩中的黑云母片岩和角闪片岩87Sr/86Sr初始比 0.716 62和0.715 22;206Pb/204Pb为 18.95和 17.880,207Pb/204Pb为 15.659和 15.539。这些组成与华夏古陆基底变质岩类(陈蔡群)和再循环陆壳及混合岩、混合花岗岩等同位素组成接近。将其结果分别在 Pb-Pb同位素演化曲线图、Sr-Nd负相关演化图和 Pb-Sr同位素演化图都一致显示,相山铀矿田基底变质岩为成熟的元古代陆壳特征,与华夏古陆基底变质岩和区域再循环陆壳岩石具较多相似性。

1.4.2 火山岩 Pb,Sr,Nd同位素组成

相山火山岩系列碎斑流纹岩及钾长石、流纹英安岩、花岗斑岩的 Pb,Sr,Nd同位素数据投图获得结果表明:

(1)相山火山岩 Pb,Sr,Nd同位素组成一致表明来自相对成熟古陆源区。

(2)经对火山岩同位素组成对比,反映该火山岩形成与造山带环境,属壳源型火山岩浆产物,具有相当多的古陆壳组成。

(3)在相关演化图中,结合基底变质岩和同期地幔或下地壳同位素组成考虑时,该火山岩具有基底深熔并接受一定地幔或下地壳活动及其组份侵扰特征,但不可能大量加入同期地幔或下地壳同位素组成,此时间幔汁局部作用是主要的 。

1.4.3 矿石 Pb,Sr,Nd,He同位素组成

相山矿田大量成矿年龄数据表明,主要为 143 Ma,132 Ma,(119±1)Ma,(99±2)Ma(沈峰,1995);按照主矿化类型进行等时线处理,碱交代型为(115.2±0.5)Ma、萤石 -水云母型为 (97.6±7.6)Ma。

相山铀成矿期或矿石 Pb,Sr,Nd同位素组成示踪得出:

(1)相山矿田主要矿源来自上侏罗统火山岩和基底黑云母片岩类变质岩,明显具陆壳来源;相山矿田矿龄与岩龄时差小并多次成矿,证明成矿热液长期作用。

(2)相山矿田铀成矿期同位素组成,在各自演化图中明显受基底黑云母片岩类变质岩和中生代火山岩同位素制约由于经历热液和深部幔汁多次作用,形成如此不同期次连续成矿;

(3)同位素组成示踪显示,火山热液与深部幔汁联合作用促成铀迁移富集成矿;

特别对 617矿床3He/4He研究发现②杜乐天,温志坚,刘正义,2000.相山热液铀矿田富矿形成机制[R].核工业北京地质研究院:26.,蚀变岩石3He/4He在 800℃时为 6.24×10-7,1 500℃时为 2.61×10-7,远高于原岩 800℃时为 9.26×10-8,1 500℃时为 1.60×10-8,这说明热液中具有幔源3He加入。虽然矿石中3He/4He值低于蚀变岩石,但其中铀含量特高,并富含放射性蜕变成因的4He,因此成矿时热液有大量幔源3He加入。

1.5 铀矿化产生部位

1.5.1 构造蚀变控制因素

(1)地层岩性界面控矿。铀矿化特别是富矿受鹅湖岭组 (J3e2)边缘相碎斑流纹岩与大鼓顶组(J3d2)流纹英安岩地层岩性界面矿体聚集,如邹家山4号矿带。

(2)火山塌陷构造造成的“复式向斜状凹槽”及“背斜状凸脊”控矿。因火山塌陷构造造成的碎斑流纹岩与流纹英安岩地层岩性界面变陡及界面复杂化,剖面证实在陡变部位呈现“复式向斜状凹槽”及“背斜状凸脊”形态。这种形态的构造与区域性邹 -石断裂复合部位或区段,铀矿化较好。

(3)“水云母蚀变为主灰色层”控矿。以邹家山 14号矿带为例,它与 1号矿带皆分布在碎斑流纹岩中的“水云母蚀变为主灰色层”中,呈“似层状 ”产出。

(4)邹 -石主断裂控矿。以邹家山 3号矿带赋存于邹 -石主断裂中,单个矿体规模大、品位高。

(5)背斜控矿。例如巴泉、横涧等矿床。

1.5.2 铀矿化空间展布

(1)矿体呈“右行侧列”式产出。以邹家山为例在平面上沿NEE向呈“右行侧列”式展布。

(2)蚀变、矿化类型宏观分布。蚀变是“东碱西酸”:相山矿田东部以碱交代 (钠长石化)为主;西部以酸性交代(水云母化、萤石化)为主(刘正义等,2007)。矿化类型是“东为单铀;西为铀钍混合型”,品位变化上为“西富东贫”。

2 成矿深部轨迹实验

2.1 火山岩系铀、钍分配系数的实验测定

从物理化学得出U(或 Th)元素于α相中化学势μα及β相中化学势μβ分别为:

式 (1),(2)中Cα,Cβ分别为U(或 Th)元素在α相和β相中的浓度,γα,γβ分别为U(或 Th)元素于α相中的活度系数,μ0α,μ0β分别为U(或 Th)元素在α相和β相中的化学势;R为气体常数;T为热力学温度。

根据热力学基本原理,在达到液相线温度的平衡熔体中,铀元素和钍元素在任意两项中(如流体、熔体)的化学势是相等的,即:

由于U,Th浓度微小变化对环境影响不明显,故活度系数保持不变。在给定温度条件下式 (4)右端是常数。因此定义U,Th元素在平衡α相和β相的分配系数 K为:

K=Cα/Cβ=流体中U或 Th含量 /熔体中U或 Th含量。

流体(f)与熔体(m)共存相中铀和钍的分配系数 Kf-m,该系数可以直接通过成岩实验测定。

该分配系数实验在美国Leco公司 HR-I B-4型(4炉式)水热机组上进行 (其他热液实验在自制设备中进行,压力为近似值)。实验用的压力是由空气压缩机驱动机组上的液压泵向高压釜提供静压力完成的,传压介质为去离子水。压力由精度为2%的压力表读出。温度由该机精密温度仪控制调节,并由插入高压釜孔的热电偶联结电位差计或DY8-2型数字直读温度计测量显示。高压釜孔的热电偶由于处于自由升降的管式镍铬丝炉经测定得出恒温区内,从而保证温度准确性。当实验结束时降低炉体对露出的高压釜以高速冷风淬火取出焊封的黄金管称重检查是否漏气和使用的可靠性。

实验前将粒度 d=0.09mm的相山碎斑流纹岩150 mg与 0.015 mol/L的 NaHCO3,或 0.1 mol/L K2CO3分别焊封于黄金管中,经称重后在烘箱内加热至 200℃,0.5 h再称重检查焊封好否,否则重新焊接。之后将焊封好的黄金管装入高压釜于支架上拧紧,提升炉体进行实验。在温度 810～842℃,压力 150～230 MPa条件下加热 7 h。实验结束分别取出固体和液体,用激光荧光法测定U,Th质量分数。

2.1.1 岩浆条件下流体 (f)与熔体 (m)共存相中铀和钍的分配系数 Kf-m

(1)在温度 812℃,压力 220 MPa(实验号9PT-2)条件下,碎斑流纹岩 (261-8)与 0.015 mol/L NaHCO3反应,分别得出,流体 (f)与熔体 (m)共存相间 U的分配系数 Kf-m为0.011 68;Th的分配系数 Kf-m为0.153 15。

在与上温压近似其温度为 810℃,压力 230 MPa(实验号 9PT-5)条件下,碎斑流纹岩 (261-8)与 0.015 mol/L K2CO3反应,分别得出,流体 (f)与熔体 (m)共存相间U的分配系数 Kf-m为0.023 04;Th的分配系数 Kf-m为 0(表 3)。

在与(1)相比温度近似为 842℃,压力降低至150 MPa(实验号 9PT-3)条件下,碎斑流纹岩 (261-8)与 0.015 mol/L NaHCO3反应,分别得出,流体(f)与熔体 (m)共存相间 U的分配系数 Kf-m为0.178 97;Th的分配系数 Kf-m为0.022 52。

表 3 相山火山岩(碎斑流纹岩)的流体 (f)与熔体 (m)间的U、Th分配系数Tab.3 The U、Th distribution coefficients between fluid and m elt of Xiangshan volcanic rocks(po rphyroclastic rhyolite)

2.2.2 实验结果的认识

必须指出像这样短的反应时间内气流体 (f)与熔体(m)组分交换速率显然小于降压速率和冷却速率,尽管如此也不十分准确。实验结果得知:

(1)碎斑流纹岩 (261-8)在碱质条件下流体(f)与熔体(m)共存相中铀和钍的分配系数 (Kf-m)都大大小于 1,这说明铀、钍强烈趋向熔体;岩石不断熔融会使铀、钍更富基集于熔体(m);

(2)在相同温度压力下,反应介质为 K2CO3的Th分配系数 Kf-m为 0;显然小于反应介质为 NaHCO3的 Th分配系数 Kf-m。换言之,在相同温度压力下,钾质或钾质交代的酸性硅酸盐熔体相对富含铀明显富含钍(熔体的U含量相对高 1倍,Th质量分数相对高 35.7倍);而钠质或钠质交代的,与酸性硅酸盐熔体共存相的流体相对富含铀和钍(流体的U质量分数相对高近 4倍,Th质量分数相对高很多倍)。同时钠质或钠质交代的酸性硅酸盐熔体不断重熔,那么部分铀也将有可能随同水一起带入,导致酸性硅酸盐熔体的铀质量分数增高的趋势。

(3)在与 (l)相比温度相近,为 842℃,压力降低至 150 MPa(实验号 9PT-3)条件下,碎斑流纹岩与 0.015 mol/L NaHCO3反应的流体 (f)与熔体(m)共存相中,铀、钍质量分数在压力降低时 (火山喷发时压力释放),流体中U的质量分数增加 83.3倍、Th的碱交代减少 50%;熔体U增加近 6倍、Th增加 3.4倍。这一结果表明,在 842℃,压力从 220 MPa(表 3中 9PT-2实验)降低至 150 MPa(表 3中9PT-3实验)状态下铀又趋向流体,从而为成矿提供丰富铀源。

2.2 热液条件下火山盆地基底及火山岩中铀、钍溶解实验

2.2.1 在相同温度为 300℃改变压力 (PH2O)=10 MPa～200 MPa状态下

实验基于相山大型铀矿床发育钠交代蚀变而进行。

在相同温度 300℃(个别实验为 320℃,压力为 250 MPa)改变压力条件下,利用火山盆地基底黑云母石英片岩(261-1)及含矿主岩中心相的碎斑流纹岩 (261-8)流纹英安岩 (261-2)与 0.5 mol/L NaHCO3溶液反应,结果表明(表 4,图 3,4):

图 3 钠交代溶液(0.5 mol/L NaHCO3)在相同温度下对岩石中铀的溶解与压力(PH2O)关系Fig.3 The relati onshi p of uranium dissoluti on and pressure(PH2O)under functions of sodium metasomatis m solutions(0.5 mol/L NaHCO3)at same temperature

(1)这 3种岩石中铀的溶解浓度伴随压力(PH2O)增加而增加,其中以流纹英安岩中铀溶解浓度增加最快,呈直线上升;

这 3种岩石中铀的溶解浓度以流纹英安岩中铀溶解浓度最大,基底黑云母石英片岩次之;这些都与紫红色流纹英安岩产铀矿量较大相一致。

图 4 钠交代溶液(0.5 mol/L NaHCO3)在相同温度下对岩石中钍的溶解与压力(PH2O)关系Fig.4 The relati onshi p of thorium dissoluti on and pressure(PH2O)under functi ons of sodium metasomatism soluti ons(0.5 mol/L NaHCO3)at sam e temperature

表 4 300℃时钠长石化反应液(0.5 mol/L NaHCO3)对基底岩石和含矿主岩 -火山岩中铀溶解与压力的关系Tab.4 The relationshi p bet ween U ranium dissolution and pressure in basement rocks and m ain host rocks-volcanic rocks under the functions of albite reaction solutions(0.5 mol/L NaHCO3)at 300℃temperature

(2)这 3种岩石中钍的溶解浓度伴随压力(PH2O)增加而基本平稳变化不大,只是黑云母石英片岩在提高温度 20℃(为 320℃)压力增加 50 MPa(为 250MPa)状态下,钍的溶解浓度稍有偏高;

(3)这 3种岩石与溶液反应后 pH值伴随压力(PH2O)增加而溶液略显酸化。

(4)这一实验结果显示,在热液阶段的热液温度不变、同一实验介质的条件下,随压力加大(愈向地下深部)这 3种岩石中的铀比钍更易溶解。

2.2.2 在相同压力 (PH2O)为 50 MPa(个别 42 MPa,100 MPa),改变温度为 200～410℃状态下

实验仍基于相山大型铀矿床发育钠、钾交代蚀变而进行。

图 5 钠交代溶液(0.5 mol/L NaCl+0.5 mol/LNaHCO3)在不同温度时对岩石中铀的溶解Fig.5 The uranium dissolution under functions of sodium metasomatism solutions(0.5 mol/L NaCl+0.5 mol/L NaHCO3)at different temperatures

在相同压力(PH2O)为 50 MPa(个别实验为 42 MPa,100 MPa),改变温度为 200～410℃条件下,利用火山盆地基底黑云母石英片岩 (261-1)及含矿主岩中心相碎斑流纹岩 (261-8)、流纹英安岩 (261-2)与 0.5 mol/L NaHCO3+0.5 mol/L NaCl溶液反应,结果表明(表 5,图 5,6):

(1)这 3种岩石中铀的溶解浓度在 200℃最高,在 250℃最低;

(2)之后从 250℃至 410℃接近超临界温度时又缓慢有所增加;

图 6 钠交代溶液(0.5 mol/L NaCl+0.5 mol/L NaHCO3)在不同温度时对岩石中钍的溶解Fig.6 The tho rium dissolution under functions of sodium m etasomatism solutions(0.5 mol/L NaCl+0.5 mol/L NaHCO3)at different temperatures

表 5 钠质溶液 (0.5 mol/L NaHCO3+0.5mol/L NaCl)对基底岩石和含矿主岩——火山岩中铀溶解与温度的关系Tab.5 The relati onship ofU ranium dissolution and temperature between basement rocks and ho st rocks——volcanic rocks under functions of sodic solutions(0.5 mol/L NaHCO3+0.5 mol/L NaCl)

而在相同压力 (PH2O)为 50 MPa(个别实验为 66～118 MPa),改变温度为 200～420℃条件下,利用火山盆地基底黑云母石英片岩 (261-1)及含矿主岩中心相碎斑流纹岩 (261-8)、流纹英安岩 (261-2)与 0.5 mol/L NaHCO3+0.5 mol/L NaCl溶液反应,结果表明(表 6,图 7,8):

表 6 钾质溶液(0.5 mol/L NaK2CO3+0.27 mol/LNaCl)对基底岩石和含矿主岩——火山岩中铀溶解与压力的关系Tab.6 The relationship of uranium dissoluti on and pressure between basement rocks and host rocks——volcanic rocks under functions of potassic solutions(0.5 mol/L NaK2CO3+0.27 mol/L NaCl)

图 7 钾交代溶液(0.27 mol/L KCl+0.5 mol/L K2CO3)在不同温度时对岩石中铀溶解Fig.7 The uranium dissoluti on under functi ons of potassium metasomatism solutions(0.27 mol/L KCl+0.5 mol/L K2CO3)at different temperatures

(1)这 3种岩石中铀的溶解浓度在 230℃最高,在 300℃时铀的溶解浓度最低;

(2)之后从 300℃至 420℃超临界温度时,只有中心相碎斑流纹岩 (261-8)缓慢有所增加一点点;

(3)钠质交代和钠交代溶解铀的能力比钾质交代和钾交代溶解铀的能力高,大约提高 1个数量级。这说明岩浆期后热液阶段,钠比钾更活跃 (这与杜乐天研究员的“钾、钠更替”理论相一致)。

图 8 钾交代溶液(0.27 mol/L KCl+0.5 mol/L K2CO3)在不同温度时对岩石中钍溶解Fig.8 The thorium dissoluti on under functi ons of potassium metasomatism solutions(0.27 mol/L KCl+0.5 mol/L K2CO3)at different temperatures

3 各种热液蚀变过程中铀的溶解能力实验

实验参考花岗岩蚀变温度、压力、介质等条件,并基于相山大型铀矿床发育钠长石化、水云母化、钾长石化、绿泥石化蚀变,又经实验得出其相应模拟介质溶液而进行。

在相同温度 300℃,压力 (PH2O)为 50 MPa及各种蚀变条件的状态下,利用火山盆地基底黑云母石英片岩 (261-1)及含矿主岩中心相的碎斑流纹岩(261-8)、流纹英安岩(261-2)与各自不同介质溶液反应,结果表明 (表 7,图 9,10):

表 7 各种热液蚀变溶液对基底岩石和含矿主岩——火山岩中铀、钍溶解能力的实验(温度,压力)Tab.7 The experi ment aboutU,Th dissolving ability in the basem ent rocks and main host rocks——volcanic rocks under functi ons of various hydrother m al alteration solutions(300℃temperature,50 MPa pressure)

各种蚀变中以钠长石化和水云母化蚀变状态下,对这 3种岩石中铀的溶解能力最强,大大强于绿泥石化和钾长石化蚀变状态下铀的溶解能力。

工作中,得到核工业北京地质研究院范洪海研究员等大力支持,在此一并感谢。

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Analysis on DeepMetallogenic Trace and Si mulation Experi ment i n Xi angshan Large-scale Volcanic Hydrothermal Type Uranium Deposit

LIU Zheng-yi, LIU Zhang-yue, WEN Zhi-jian, DU Le-tian
(Beijing Research Institute ofUranium Geology,Beijing 100029,China)

Based on series experiments on field geologic analysis,and associated with deep metallogenic trace experimentmodel transformed from establishmentof field deep metallogenic tracemodel,thispaper come to the conclusion that distribution coefficients ofU&Th first domestic from the magmatic experiment,and then discuss the geochemical behaviors ofU、Th、K during magmatic evolution stage.The experiment shows that close relationship between U andNa during the hydrother mal alteration stage;and relationship betweenU and K duringmetallogenic stage,which prove thatU&K are incompatible and regularity of variation between K and Na.The conclusion of uranium dissolving ability increased accompanywith pressure increasing in basementmetamorphic rocks and host rocks,is obtained from this experi ment,which indicate a good deep metallogenic prospect.Further more,Pb、Sr、Nd、He isotopes show that the volcanic rocks and basement rocks are ore source beds;due to the combined functions of volcanic hydrother mal and mantle ichor,uranium undergo multi-migration and enrichment and finally concentrated to large rich deposit.

hydrother mal type uranium deposit;deep metallogenic trace;simulation experiment

P619.14

A

1674-3504(2010)03-201-10

10.3969/j.issn.1674-3504.2010.03.01

2010-05-05

刘正义 (1936—),男,研究员,长期从事矿床地质和实验地球化学研究。