相山矿田邹家山铀矿床围岩蚀变地球化学特征

黄 振， 胡宝群， 王 运， 孙占学， 李满根， 王 倩

(1.东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室，江西 抚州 344000；2.东华理工大学核资源与环境教育部重点实验室,

江西 南昌 330013；3.江西省煤田地质勘察研究院，江西 南昌 330000)

相山矿田邹家山铀矿床围岩蚀变地球化学特征

黄 振1,2， 胡宝群1,2， 王 运3， 孙占学1,2， 李满根1,2， 王 倩1,2

(1.东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室，江西 抚州 344000；2.东华理工大学核资源与环境教育部重点实验室,

江西 南昌 330013；3.江西省煤田地质勘察研究院，江西 南昌 330000)

在邹家山地表、-170 m中段和-210 m中段各选取了一个典型剖面，采用穿过矿体的方式系统采样，对蚀变岩及矿石分别做了常量、微量和稀土元素的化学分析测试，研究结果显示邹家山铀矿床围岩蚀变分带现象明显，从围岩至矿化中心，随着U含量的增高，SiO2，CaO明显降低，而TiO2，U，S，P2O5，Al2O3，MgO及烧失量明显增高，K2O与Na2O的含量大致呈负相关关系，且地表矿石K2O含量较低，而Na2O含量较高，与井下矿石正好相反。Rb，Nd，Zr，Tb，Er，Yb，Lu等元素明显富集，而Nb，Ta，P，Ti等元素相对亏损。从横向上来看，围岩到矿石ΣREE，LREE和HREE均有明显增高，(La/Yb)N、LREE/HREE降低，蚀变岩和矿石均有较明显的铕负异常。从纵向上来看，越往深部ΣREE、LREE、(La/Yb)N、LREE/HREE含量降低，HREE富集。

邹家山铀矿床；围岩蚀变；地球化学特征

黄振，胡宝群，王运，等.2014.相山矿田邹家山铀矿床围岩蚀变地球化学特征[J].东华理工大学学报：自然科学版，37(2)：129-135.

Huang Zhen, Hu Bao-qun,Wang Yun, et al. 2014.Wall rock alteration and its geochemical characteristics of Zoujiashan deposit in Xiangshan uranium ore-field[J].Journal of East China Institute of Technology (Natural Science), 37(2)： 129-135.

相山铀矿田是我国最大的火山岩型铀矿田，前人对此做过大量研究(邵飞等，2008；魏祥荣等，2006；胡荣全等，2013；张士红等，2012)。本文通过总结分析前人资料，结合野外实地调查，并选取矿田西部邹家山铀矿床的3个典型剖面，对比分析矿体及两侧蚀变岩、围岩的常量元素、微量元素及稀土元素的地球化学特征差异，以此探索邹家山铀矿床围岩蚀变与铀矿化的关系。

1 区域地质与矿床地质

江西相山火山塌陷盆地位于华南板块与杨子板块接壤区，赣杭构造火山岩铀成矿带与大王山-于山花岗岩铀成矿带的交接部位(曹寿孙等，2009)。火山盆地由遂川深断裂与宜黄-安远深断裂共同控制。火山盆地内构造较为发育，以NE向深大断裂为主，西部NE向邹-石断裂带及东部NE向火山断陷带控制了区内主要铀矿床。

矿区内地层出露简单，总体上分为3层结构。盆地基底由震旦系变质岩，下石炭统和上三叠统沉积岩组成，岩性以千枚岩、片岩为主，以及少量石英砂岩。其上为上侏罗统火山杂岩体，可分为上下两组，上部是由砂岩、砂砾岩夹熔结凝灰岩以及厚度可达百米至二、三千米的巨厚层碎斑熔岩组成的鹅湖岭组，下部是由砂砾岩、粉砂岩、熔结凝灰岩、流纹英安岩及流纹英安斑岩组成的打鼓顶组。其中铀矿化主要存在于上侏罗统鹅湖岭组上部碎斑熔岩和打鼓顶组上部流纹英安岩中(王运等，2010)，盖层为白垩统红色砂砾岩。

邹家山铀矿床位于矿田西部，是相山铀矿田内品位最高，储量最大的铀钍混合型矿床，受矿田西部的NE向邹-石断裂带及其次级断裂构造控制。矿区地表出露几乎全为碎斑熔岩，往深部可见凝灰质碎屑岩透镜体及变质岩(胡宝群等，2011)。主要的赋矿围岩是碎斑熔岩和深部的流纹英安斑岩。

矿床内铀矿物有沥青铀矿、钛铀矿、含钍沥青铀矿、铀石、铀钍石等，以沥青铀矿和钛铀矿为主，多呈脉状、细脉状、网脉状、透镜状产出。脉石矿物主要是石英、方解石、萤石、磷灰石，金属矿物有黄铁矿、赤铁矿、辉钼矿等。

2 围岩蚀变类型

邹家山矿床的围岩蚀变发育，热液活动导致围岩成分发生改变并表现出明显的带状对称分布。主要的围岩蚀变有水云母化、萤石化、红化、碳酸盐化、绿泥石化、黄铁矿化、硅化等。矿化中心带岩石破碎，为强烈的紫黑色萤石化，黄绿色水云母化，矿旁两侧至外围依次为红化(赤铁矿化)、碳酸盐化、矿前期水云母化即灰色蚀变带。其中红化(赤铁矿化)、水云母化、萤石化对找矿可起到一定的指示作用。

水云母化：浅黄绿色，片状，珍珠光泽，多以集合体的形式出现，常生长于长石节理裂隙及边缘，是长石被强烈蚀变的结果，可分为成矿前期和成矿期两个期次。

萤石化：主要成分是成矿期酸性热液蚀变交代围岩产生的CaF2沉淀，强烈萤石化的岩石呈紫黑色，萤石多以细脉状或团块状产出，铀矿物多存在于其裂隙中。

红化(赤铁矿化)：由云雾状的赤铁矿、针铁矿均匀弥漫在硅化岩及两侧围岩钾长石和斜长石而引起强烈变红的一种热液蚀变。

3 蚀变带岩石地球化学特征

3.1 常量元素

在邹家山地表、-170 m中段和-210 m中段各选取了一个典型剖面，采用穿过矿体的方法系统采样，即在矿脉的上盘、矿脉和矿脉下盘分别采取了若干样品，包括矿体、强弱蚀变岩、和围岩。样品的常量元素测试结果见表1。

表1 邹家山地表、-170 m和-210 m中段剖面常量元素化学成分Table 1 Chemical constituents of surface, -170 m and -210 m middle part profile at Zoujiashan %

将矿脉及其上下盘蚀变围岩、正常未蚀变的碎斑熔岩相比较，可得出以下结论：

(1) 含矿裂隙中的铀含量最高，上下盘蚀变围岩中铀含量较少，呈锐减的趋势。

(2)从围岩至矿化中心，随着U含量的增高，SiO2，CaO明显降低，而TiO2，U，S，P2O5，Al2O3，MgO、烧失量明显增高。说明在成矿期间热液活动有去硅的作用，且TiO2，P2O5可与U形成成矿元素组合。

(3)TiO2与U，S，P2O5含量成正相关；TiO2与K2O，Na2O的关系不密切，烧失量主要是H2O和CO2等逸出的量。

(4)K2O与Na2O的含量大致呈负相关关系，且地表矿石K2O含量较低(0.27%)，而Na2O含量较高(8.12%)，与井下矿石正好相反。

3.2微量元素

由于微量元素往往不参与成矿化学作用，所以尽管微量元素的含量很低，但是能很好的保存成矿物质来源、矿床成因及演化方面等地球化学信息。同样选取地表、-170 m中段和-210 m中段典型剖面的围岩，蚀变岩，矿石做微量元素测试并做微量元素蛛网图(图1)，结合表2可以看出：

表2 邹家山地表、-170 m和-210 m中段剖面微量元素含量Table 2 Trace element constituents of surface,-170 m and -210 m middle part profile at Zoujiashan /(μg·g-1)

图1 样品的微量元素蛛网图Fig.1 The trace elements helm graph of sample

除Rb，K，Ba，Sr外，矿化中心的其他微量元素含量均高于上下两盘，地表处Rb，K严重负异常，明显低于上下两盘；-170 m中段Ba，Sr含量与蚀变围岩相差不大；-210 m中段Ba负异常且略低于两盘。表明微量元素的富集与铀矿化有着密切联系。

原始地幔标准化微量元素蛛网图曲线总体向右倾，与周围元素相比U，Pb 和 Th 显著富集，表明岩浆演化过程中U和Th的预富集作用十分完善(曹小兵，2012)。Rb，Nd，Zr，Tb，Er，Yb，Lu等元素明显富集，而Nb，Ta，P，Ti等元素相对亏损。Nb，Ta，Ti 的负异常也是大陆地壳的特征，指示了成矿作用的过程有地壳物质的参与。由于P是典型的地幔元素，而样品都亏损P 表明铀成矿物质来源以壳源为主。

3.3 稀土元素

把测得的三个不同剖面样品的稀土元素含量及特征参数值列入表3，以球粒陨石(Sun，1989)数据作为标准化数值的稀土元素配分曲线图(图2)表明：

(1) 从围岩至矿化中心，ΣREE、LREE和HREE均有明显增高，而上下两盘的稀土含量变化不大，基本趋于一致。

表3 稀土元素含量及其特征参数Table 3 The content and characteristic parameters of REE μg·g-1

图2 样品稀土元素配分曲线图解Fig.2 Match points curve diagram of REE in samples

(2) 由稀土模式配分曲线图中可以看出，围岩到矿石，曲线有从右倾趋于平缓甚至左倾的趋势，(La/Yb)N、LREE/HREE降低，矿石HREE较围岩富集，从地表至深部也有同样的规律，表明随U含量的增高，轻重稀土有所分异，重稀土富集，且深部比地表HREE更加富集。这可能是因为HREE较之LREE在成矿热液流体中更容易与U一起形成络合物，共同迁移沉淀下来(李建红等，1995)。

(3)蚀变岩和矿石均有较明显的铕负异常，δEu变化范围为0.41～0.79(平均值为0.47)，说明矿(岩)石中稀土元素总体属中等Eu负异常型。

4 结论

(1) 邹家山铀矿床的围岩蚀变发育，主要的蚀变类型有水云母化、萤石化、红化(赤铁矿化)、碳酸盐化、绿泥石化、黄铁矿化、硅化。沿矿化中心向两侧的围岩有明显的蚀变分带现象，其中水云母化、红化(赤铁矿化)、萤石化可作为找矿标志。

(2) 从围岩至矿化中心，随着U含量的增高，SiO2，CaO明显降低，而TiO2，U，S，P2O5，Al2O3，MgO、烧失量明显增高，K2O与Na2O的含量大致呈负相关关系，且地表矿石K2O含量较低，而Na2O含量较高，与井下矿石正好相反。表明邹家山矿床的热液活动具有多期次，多阶段性。

(3) 微量元素与铀成矿作用有着密切联系，Rb，Nd，Zr，Tb，Er，Yb，Lu等元素明显富集，而Nb，Ta，P，Ti等元素相对亏损。指示了成矿过程有地壳物质的参与，且铀成矿物质可能来自壳源。与周围元素相比U，Pb 和 Th 显著富集，表明岩浆演化过程中U和Th的预富集作用十分完善。

(4) 从横向上来看，围岩到矿石ΣREE，LREE和HREE均有明显增高，(La/Yb)N，LREE/HREE降低，蚀变岩和矿石均有较明显的铕负异常。从纵向上来看，越往深部ΣREE，LREE，(La/Yb)N，LREE/HREE含量降低，HREE富集。表明成矿作用过程中轻重稀土会发生分异，HREE的络合能力更强，更容易形成络合物随着含U的成矿流体一起迁移，然后与铀共同沉淀下来。

曹小兵，吕古贤，胡宝群，等.2012.相山矿田沙洲铀矿床围岩蚀变地球化学特征[J].地质力学学报，18(4):289-399.

胡宝群，吕古贤，孙占学，等.2011. 江西相山铀矿田中断裂与水相变耦合成矿——以邹家山矿床铀成矿作用分析为例[J].大地构造与成矿学，35(4):502-512.

胡荣泉，徐金山，贾志远，等.2013.浅谈邹家山-石洞断裂带成矿条件及其控矿特征[J].东华理工大学学报(自然科学版)，36(2)：113-119.

李建红，梁良，刘成东.1995. 622铀矿床近矿围岩蚀变地质地球化学特征[J].华东地质学院学报,18(4):335-342.

邵飞，陈晓明，徐恒力，等.2008. 相山铀矿田成矿物质来源探讨[J].东华理工大学学报(自然科学版),31(1):39-44.

王运,胡宝群,孙占学,等.2010. 相山铀矿田邹家山矿床钛铀矿赋存特征及成因[J].铀矿地质,35(2):124-128.

魏祥荣，林舸，龙期华，等.2006.江西相山邹家山-石洞断裂带及其控矿作用[J].铀矿地质，22(5)：281-289.

张士红，林子瑜.2012. 相山铀矿田航空能谱数据图像处理与分析[J].东华理工大学学报(自然科学版)，23(3)：145-149.

WallRockAlterationandItsGeochemicalCharacteristicsofZoujiashanDepositinXiangshanUraniumOre-field

HUANG Zhen1.2, HU Bao-qun1.2, WANG Yun3, SUN Zhan-xue1.2, LI Man-gen1.2, WANG Qian1.2

(1. Key Laboratory of Radioactive Geology and Exploration Technology Fundamental Science for National Defense，East China Institute of Technology，Fuzhou, JX, 344000, China; 2. Key Laboratory of Nuclear Resources and Environment, Ministry of Education, East China Institute of Technology, Nanchang, JX 330013, China; 3.Jiangxi Institute of Coal Geology for Exploration Research, Nanchang,JX 330000, China)

The paper selected 3 type sections at the surface,-170 m middle piece and -210 m middle piece of Zoujiashan Deposit, Sampled by the way of Penetrating the ore-body, and analyzed the constant, trace and rare earth elements of altered wall rocks and ores.The results showed that the zonation of wall rock alteration is obvious. From the wall rock to the ore, SiO2, CaO decreased significantly, TiO2, U, S,P2O5, Al2O3, MgO increased significantly. The content of K2O and Na2O are negatively correlated, the surface ores have lower K2O content and higher Na2O content,are the opposite of the underground ores.The enrichment effect of Rb, Nd, Zr, Tb, Er, Yb, Lu was obvious, Nb、Ta、P、Ti depleted relatively.From the horizontal perspective,ΣREE, LREE and HREE increased obviously from the wall rock to the ore, (La/Yb)N, LREE/HREE decreased,altered rocks and ores is obvious negative anomaly Eu. From the vertical perspective,with the increase of depth.ΣREE, LREE, (La/Yb)N, LREE/HREE decreased, HREE enriched.

Zoujiashan deposit; wall rock alteration; geochemical characteristics

2013-10-02

国家自然科学基金(40862005，40872165)；863计划 (2012AA061504)；973计划(2012CB723101)和科技部国际合作(2011DFR60830)

黄 振(1991—)，男，硕士研究生，地质工程专业。E-mail: hz85731@163.com

10.3969/j.issn.1674-3504.2014.02.004

P619.14

A

1674-3504(2014)02-0129-07