赣南黄泥湖铀矿床绿泥石特征及其铀成矿环境指示意义

胡志华，林锦荣，郭树英，庞雅庆，高飞，戎嘉树

（1.核工业北京地质研究院，中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室，北京 100029；2．江西省核工业地质局264大队，江西赣州 341000）

赣南黄泥湖铀矿床绿泥石特征及其铀成矿环境指示意义

胡志华1，林锦荣1，郭树英2，庞雅庆1，高飞1，戎嘉树1

（1.核工业北京地质研究院，中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室，北京 100029；2．江西省核工业地质局264大队，江西赣州 341000）

黄泥湖铀矿床的绿泥石与铀矿化关系密切。在岩矿鉴定的基础上，利用电子探针对绿泥石进行了微区化学成分研究。研究结果表明，该矿床绿泥石主要为富铁种属的铁镁绿泥石和鲕绿泥石，化学成分主要受泥质和铁镁质原岩控制；绿泥石的离子反应以AlⅣ置换Si、Fe置换Mg为主，以AlⅥ置换Fe为辅；与铀矿密切伴生的鲕状绿泥石、黑云母假象绿泥石温度为216.23～256.73℃（均值228.6℃）。鲕状、黑云母假象绿泥石与铀矿密切伴生，其成分特征及形成环境指示：黄泥湖铀矿床为中低温热液铀矿床，形成于还原环境，流体富含Al、Fe。

黄泥湖铀矿床；绿泥石；铀成矿环境

最新研究认为赣南黄泥湖铀矿床为热液型铀矿床，绿泥石与铀矿化关系密切。前人对各种地热体系、热液体系绿泥石的研究表明，可以利用绿泥石的成分和结构的变化来估算其形成时的物理化学条件［1-5］。在岩矿鉴定的基础上，利用电子探针对绿泥石化学成分进行研究，进而探讨绿泥石的形成环境及铀成矿环境。

1 矿床地质概况

黄泥湖铀矿床位于江西省寻乌县，处于白面石盆地北部。区域上位于华南板块南岭构造活动带与武功—诸广褶皱带和武夷—云开褶皱带复合交汇部位，处在EW向宜山—全南深大断裂与NE向屯溪—安远深大断裂交汇区。

黄泥湖铀矿床处于白面石盆地中（图1）。白面石盆地基底主要为印支期白面石岩体，盖层主要为燕山早期陆相沉积岩、双峰式火山岩和火山碎屑岩，发育大量燕山晚期—喜山早期的中基性、酸性脉岩。铀矿化与中基性、酸性脉岩关系密切［6-8］。现已发现的铀矿化主要赋存于基底与盖层的不整合接触面附近，含矿岩性主要为花岗质砂岩、第1层砂岩和第1层玄武岩。矿体主要呈似层状，基底花岗岩和玄武岩的破碎带中见陡倾矿体。热液蚀变类型主要有水云母化、绿泥石化和碳酸盐化，偶见萤石化、赤铁矿化，硅质脉、碳酸盐脉常见。

样品采自黄泥湖铀矿床基底与盖层接触界面的同一矿化层位，岩性为矿化蚀变花岗岩。显微镜下观察显示，黄泥湖铀矿床的绿泥石主要呈4种形态：脉状绿泥石、黑云母假象绿泥石、叶片状绿泥石和鲕状绿泥石，其中鲕状绿泥石、黑云母假象绿泥石与铀矿物密切共（伴）生（图2～3）。

2 绿泥石的成分特征

对绿泥石进行电子探针分析，其结果见表1；以14个氧原子为标准计算的结构式和特征值见表2。运用电价差值法［9］，计算得到绿泥石中的Fe3＋和Fe2＋。采用w（Na2O＋K2O＋CaO）＜0.5%作为绿泥石成分未被混染的判别标准［10-12］，大于0.5%的测点不参与化学成分特征的讨论。

剔除存在混染的测点数据后，黄泥湖铀矿床绿泥石的化学成分具有如下特点：w（SiO2）为24.53%～29.58%，平均值为26.91%；w （Al2O3）为17.17%～21.74%，平均值为19.44%；w（FeO）为29.77%～40.42%，平均值为35.16%；w（MgO）为4.26%～10.55%，平均值为6.64%。铁、镁含量变化较大，且此消彼长，反映了它们在绿泥石中相互置换比较普遍；钾、钠和钙的含量变化指示了绿泥石化的程度不同。

将成分在Fe2＋/R2＋-Si图中投影，显示黄泥湖铀矿床的绿泥石类型为铁镁绿泥石和鲕绿泥石（图4）。脉状绿泥石、黑云母假象绿泥石和叶片状绿泥石以铁镁绿泥石为主，其次为鲕绿泥石；鲕状绿泥石主要为鲕绿泥石，其次为铁镁绿泥石。绿泥石都为富含铁的绿泥石，表明成矿流体中Fe2＋＞Mg2＋，含矿溶液沉淀时处于还原环境。

由泥质岩蚀变形成的绿泥石比由铁镁质岩石转化而来的绿泥石具有较高的Al/（Al＋Fe＋Mg）值（＞0.35）［13］。黄泥湖铀矿床脉状绿泥石的Al/（Al＋Fe＋Mg）值为0.33～0.41，均值为0.37；黑云母假象绿泥石的Al/（Al＋Fe＋Mg）值为0.37～0.40，均值为0.39；叶片状绿泥石的Al/（Al＋Fe＋Mg）值为0.35～0.36，均值为0.35；鲕状绿泥石的Al/（Al＋Fe＋Mg）值为0.32～0.40，均值为0.37；4种绿泥石的Al/（Al＋Fe＋Mg）值总体大于0.35，少量绿泥石小于0.35，说明黄泥湖铀矿床的绿泥石化学成分主要是泥质岩来源，少部分绿泥石的化学成分主要来源于铁镁质岩石，反映该矿床绿泥石的化学成分主要受泥质和铁镁质原岩控制。

高Mg/（Fe＋Mg）比值的绿泥石一般产于基性岩中，而低Mg/（Fe＋Mg）比值的绿泥石产于含铁建造中［13-14］。黄泥湖铀矿床脉状绿泥石的Mg/（Fe＋Mg）比值为0.2～0.38，平均值为0.27；黑云母假象绿泥石的Mg/（Fe＋Mg）比值为0.2～0.34，平均值为0.27；叶片状绿泥石的Mg/（Fe＋Mg）比值为0.22～0.30，平均值为0.26；鲕状绿泥石的Mg/（Fe＋Mg）比值为0.16～0.33，平均值为0.22。黄泥湖铀矿床绿泥石的Mg/（Fe＋Mg）比值相对偏低，指示绿泥石的形成环境为含铁建造。

在Al/（Fe＋Mg＋Al）-Mg/（Fe＋Mg）图解（图5a）［15］中，4种绿泥石的投影点比较分散，大致呈水平分布，显示黄泥湖铀矿床的绿泥石主要来自泥质岩石，部分来自铁镁质岩或富镁铁质流体，两者混合比例较稳定。

在绿泥石变异图解（图5b）中，AlⅥ-AlⅣ关系图显示，叶片状绿泥石投影点近水平分布，显示其AlⅣ与AlⅥ无相关性，说明在AlⅣ对Si的替换过程中，不伴随AlⅥ在八面体位置上对Fe或Mg的置换；其余3种形态绿泥石的AlⅣ与AlⅥ存在一定的正相关性，说明在AlⅣ对Si的替换过程中，伴随着AlⅥ在八面体位置上对Fe或Mg的置换。

AlⅣ-Fe/（Fe＋Mg）图解显示（图5c），脉状、叶片状绿泥石的投影点显示正相关性，在脉状、叶片状绿泥石的形成过程中，随着Fe/（Fe＋Mg）值的增加，AlⅣ值急剧增加，这表明在Fe与Mg之间的置换过程中，由于绿泥石结构的调整，允许更多的AlⅣ置换Si［16-17］。假象绿泥石、鲕状绿泥石显示负相关性，结合AlⅥ-AⅣ关系图，表明在AlⅣ置换Si的过程中，Fe/（Fe＋Mg）值降低，发生AlⅥ置换Fe，有部分铁迁出。

Fe＋AlⅥ-Mg图（图5d）显示，脉状绿泥石、假象绿泥石、叶片状绿泥石、鲕状（球颗状）绿泥石的Fe＋AlⅥ与Mg具强的负相关关系，表明绿泥石的八面体位置主要被Fe、Al 和Mg等3种元素占据，主要发生Fe、AlⅥ和Mg三者之间的置换反应。Fe-Mg图解（图5e）显示4种形态绿泥石的Fe与Mg呈良好的负相关关系；而AlⅥ-Mg图解（图5f）显示4种形态的绿泥石投影点非常分散，AlⅥ与Mg无相关性；AlⅥ-Fe图解（图5g）显示脉状、黑云母假象、鲕状绿泥石的AlⅥ与Fe具良好的负相关性，叶片状绿泥石的AlⅥ与Fe无相关性。上述特征表明Fe与Mg之间的置换反应是绿泥石八面体位置上最重要的反应，叶片状绿泥石八面体位置上以Fe置换Mg为主，而脉状、黑云母假象、鲕状绿泥石八面体位置上以Fe置换Mg为主，AlⅥ置换Fe为辅。

3 绿泥石的形成环境及铀成矿环境

Stefano（1999）提出了运用X射线衍射（XRD）数据探讨绿泥石地质温度计的新方法［18］，其拟合的绿泥石形成温度与（001）面网间距d001之间等式为：

按照Stefano分析，在缺少XRD数据的情况下，可运用Rausell-Colom等（1991）提出的、并经过Nieto（1997）修正的绿泥石成分与d001之间的关系式（等式2）计算d001［19］：

根据式（1）、（2）计算，黄泥湖铀矿床绿泥石d001和形成温度结果（表2）表明，黄泥湖矿床绿泥石的形成温度范围为196.88～256.73℃，平均为225.30℃；其中与铀矿密切伴生的鲕状绿泥石、黑云母假象绿泥石温度为216.23～256.73℃（均值228.6℃），属于中-低温热液蚀变范围。

绿泥石的形成过程受温度、压力、水-岩比、流体和岩石化学成分等因素的制约。在脉状矿床的热液蚀变中，在低氧化、低pH值的条件下，有利于形成富镁绿泥石；而还原环境则有利于形成富铁绿泥石［20］。黄泥湖铀矿床的绿泥石主要为富铁种属的铁镁绿泥石和鲕绿泥石，指示绿泥石形成于还原环境。叶片状绿泥石中的离子反应主要表现为AlⅣ对Si、Fe对Mg的置换反应，脉状、黑云母假象、鲕状绿泥石以AlⅣ置换Si、Fe置换Mg为主，以AlⅥ置换Fe为辅，说明形成绿泥石之流体富含Al、Fe，Al、Fe质可能为围岩带入。

4 结论

（1）黄泥湖铀矿床的绿泥石主要为富铁种属的铁镁绿泥石和鲕绿泥石，指示其形成环境为还原环境。

（2）该矿床绿泥石的化学成分主要受泥质和铁镁质原岩控制，绿泥石中的离子反应以AlⅣ置换Si、Fe置换Mg为主，以AlⅥ置换Fe为辅，指示形成绿泥石流体富含Al、Fe。

（3）与铀矿密切伴生的鲕状绿泥石、黑云母假象绿泥石温度为216.23～256.73℃（均值228.6℃），属于中-低温热液蚀变范围。

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Characteristics of chlorites from Huangnihu uranium deposit and their implications in uranium metallogenic environment in the southern part of Jiangxi Province

HU Zhi-hua1，LIN Jin-rong1，GUO Shu-ying2，PANG Ya-qing1，GAO Fei1，RONG Jia-shu1
（1.CNNC Key Laboratory of Uranium Resource Exploration and Evaluation Technology，Beijing Research Institute of Uranium Geology，Beijing 100029，China；2.Geologic Party No.264，Jiangxi Province Nuclear Geological Bureau，Ganzhou，Jiangxi 341000，China）

Chlorite is genetically related to uranium mineralization in Huangnihu uranium deposit.By means of microscopic and electronic microprobe analysis，the authors investigated chemical composition and texture of the chlorite and found that chlorite in Huangnihu deposit has the following characteristics:①they are mainly Fe-rich chlorite composed of chamosite and brunsvigite，of which chemical composition is mainly affected by mud and mafic rock；②the Fe-Mg and AlⅣ-Si substitution dominates the octahedral substitution supplemented by AlⅥ-Fe substitution;the oolitic chlorite and biotite feinted chlorite closely associated with uranium were formed at temperatures of216.23～256.73℃（average 228.6℃）.The chemical composition and forming environment of the oolitic chlorite and biotite illusion chlorite suggests that Huangnihu uranium deposit is a low-moderate temperature hydrothermal uranium deposit formed in a reducing environment and iron-rich formation，the ore-forming fluidmainly originated from shale rock，partly from ultramafic ormafic liquid.

Huangnihu uranium deposit；chlorite；uranium metallogenic environment

P614.19；P598

A

1672-0636（2013）03-0135-08

核能开发3期项目子课题资助（编号：地H061-3）。

2013-05-13

胡志华（1986—），男，江西于都人，助理工程师，主要从事热液铀矿地质研究。E-mail：huzhihua2005@126.com

10.3969/j.issn.1672-0636.2013.03.003