陕西省华阳川U-Nb矿床矿化蚀变特征研究

何升，李子颖，惠小朝，郭建

（核工业北京地质研究院，中核铀资源勘查与评价技术重点实验室，北京100029）

陕西省华阳川U-Nb矿床矿化蚀变特征研究

何升，李子颖，惠小朝，郭建

（核工业北京地质研究院，中核铀资源勘查与评价技术重点实验室，北京100029）

陕西省华阳川U-Nb矿床位于华北板块南缘小秦岭地区，矿床内可见含独居石、磷灰石、贝塔石、褐帘石脉体及旁侧明显的蚀变分带现象。为探讨矿化蚀变特征，对矿脉、矿旁蚀变带岩石、近矿蚀变带岩石以及围岩的结构构造、稀土、微量元素含量进行研究，结果表明由围岩→近矿蚀变带→矿旁蚀变带，石英、斜长石含量逐步减少，微斜长石含量显著增多，微斜长石的存在使得蚀变岩石显现红色，并可作为寻找U-Nb矿体以及判别蚀变程度的标尺；细小黑云母、微斜长石沿裂隙或粒间贯入碎裂围岩中，证明存在碱性流体，同时微斜长石交代石英和斜长石说明存在碱交代作用，微斜长石、黑云母化可作为U-Nb矿化的寻找标志；稀土元素配分图、微量元素蛛网图以及差异明显的δEu、（U/Th）N均表明矿液和围岩存在明显的差别。

蚀变特征；碱交代；华阳川矿床

陕西省华阳川铀多金属矿床受控于小夫峪—华阳川—黄龙铺北西向深断裂带。前人认为区内与U矿化相关的蚀变作用主要是混合伟晶岩和碳酸岩脉中的热液蚀变作用以及围岩中的硅化、黑云母化、碳酸盐化等热液蚀变作用。岩浆结晶晚期自交代作用形成的叶片状、糖晶状和脉状钠长石化，混合岩化作用形成的微斜长石化、钠长石化、绿帘石化、绢云母化等蚀变遍布全区，但与矿化关系不大［1-2］。总体上关于该矿床的矿化蚀变特征的研究工作尚很薄弱，对很多科学问题缺乏审慎分析，制约了矿床成因的认识及进一步的勘探。笔者通过野外及镜下观察，稀土、微量元素分析，从结构构造、矿物成分、微量元素含量方面对矿化蚀变特征进行了剖析，从而探讨了华阳川矿床矿化蚀变的种类、形式、特征及其与构造的内在联系。

1 矿床地质背景

图1 华阳川U-Nb矿床区域地质简图（据陕西省核工业地质局二二四大队，2012，已修改）Fig.1Regional geological schematic map of Huayangchuan U-Nb deposit（Modified after Geological Party No. 224，Shaanxi Nuclear Geology Bureau，2012）

华阳川U-Nb矿床位于华北板块南缘小秦岭地区，矿床范围内主要出露太华群变质岩地层，主要岩性包括黑云母片岩、黑云斜长片麻岩和角闪斜长片麻岩（图1）。矿床变质岩地层为走向NW、倾向SE的单斜构造；褶皱主要是由片麻理构成的层间褶皱；断层主要走向为NW、NNW、NNE、NE，倾向NE和SE，不同时期断层性质不同，以压扭性为主（图1）［2］。矿床内各期裂隙沿NWW向形成裂隙密集带，密集带内不同方向、规模、性质的裂隙网状交错，其中NW向裂隙延伸较远，规模较大［1］。矿床主要地质体按照形成时间由老到新依次为太华群变质岩、石英正长岩、伟晶岩（从边缘带到内核带依次为细粒长石石英带（细粒花岗岩）、粗粒文象长石伟晶岩带以及块状石英带）、碳酸岩。矿体走向NW，倾向NE，在平面上、剖面上呈近于平行或似雁行式排列，空间分布以鱼贯式、似雁行式排列［1］。矿脉主要受断裂控制，不受围岩限定，可产出于以上所有地质体中。

图2 华阳川U-Nb矿床矿化蚀变分带（a）及矿脉产出示意图（b）Fig.2Sketch map of U-Nb mineralization alteration zone（a）and ore veins occurrence（b）in Huayangchuan U-Nb deposit

2 矿化蚀变特征

2.1 矿化蚀变分带

受压扭性构造的影响产生NW向陡倾裂隙、云母集中带以及破碎带，矿脉常沿以上构造空间产出，围岩可见明显的蚀变现象，蚀变带宽度不等，大部分介于1～10 cm，离矿脉越远，蚀变程度越低，红色化程度减弱，野外可根据红色化程度将蚀变分带划分为矿脉、矿旁蚀变带、近矿蚀变带以及围岩（图2）。其特征为:1）矿脉，白色、黑色、褐色交杂，脉状构造，碎裂结构，主要矿物成分为独居石、磷灰石、黑云母、贝塔石以及褐帘石；2）矿旁蚀变带岩石，红色，细脉浸染状构造，交错结构，主要矿物成分为微斜长石（70%）、斜长石（10%）、黑云母（10%）、独居石、磷灰石（5%）以及石英（2%）；3）近矿蚀变带岩石，红色、黑色、白色交杂，岩石部分蚀变但保留了围岩的特征，主要矿物成分为斜长石（40%），石英（20%），微斜长石（20%），黑云母（5%），榍石（5%），磁铁矿（5%）；4）围岩（浅色条带），黑色、白色交杂，中粗粒结构，主要矿物成分为斜长石（50%），石英（25%），微斜长石（15%），黄铁矿、磁铁矿（2%），榍石（2%）。由围岩→近矿蚀变带→矿旁蚀变带，石英、斜长石含量减少，微斜长石含量显著增多，说明华阳川矿床碱性流体和碱交代作用的存在。微斜长石的存在使得蚀变岩石显现红色，可作为寻找U-Nb矿体以及判别蚀变程度的标尺。

2.2 矿化蚀变带岩石结构特征

图3 华阳川U-Nb矿床矿化蚀变分带Fig.3The mineralization alteration zone of Huayangchuan U-Nb deposit

镜下观察得出，蚀变带岩石结构特征为: 1）矿脉，独居石、磷灰石同为磷酸盐矿物，与黑云母共生，为同一阶段的产物（图3a）；贝塔石常呈自形晶，具明显的环带结构，包裹独居石（图3a），且可分布于含褐帘石、石英、方解石脉体与含独居石、磷灰石脉体的接触部位；褐帘石常呈板状，沿着边缘以及解理交代黑云母，也可分布在贝塔石周围，黑云母的形成早于褐帘石；围岩和矿脉的接触部位常可见黑云母聚集带（图3a），其形成同独居石、磷灰石阶段相对应。2）矿旁蚀变带岩石，云母、独居石及磷灰石于裂隙或粒间发育说明裂隙的存在（图3b）；斜长石表面多数不洁净，云母化、黏土化现象明显，应力变形作用使得斜长石结构发生变化，因而在斜长石边缘显现出格子双晶（图3c）；细小微斜长石和云母沿裂隙或粒间贯入碎裂围岩中，表明存在裂隙和碱性流体（图3d）；石英表面干净，粒径较小，分布相对集中，沿边缘和内部被微斜长石交代，为碱交代作用的结果（图3d）。3）近矿蚀变带岩石，斜长石表面多数不洁净，云母化、黏土化现象明显；可见裂隙或粒间独居石、黑云母聚集带（图3e）。4）围岩（浅色条带），斜长石云母化、黏土化现象明显，微斜长石表面多数不洁净，但程度较斜长石明显偏低，石英表面洁净（图3f）。斜长石的云母化、黏土化在蚀变岩中均可见，因而斜长石的云母化、黏土化并不是矿化蚀变类型。微斜长石、黑云母碱性流体贯入围岩裂隙中，正是碱性流体的分离导致成矿环境改变，使得大量磷酸盐矿物生成。贝塔石与独居石、磷灰石产出关系紧密，微斜长石、黑云母化亦可以作为U-Nb矿化的寻找标志。构造作用和碱性流体的叠置现象很好地说明了构造裂隙系统或破碎变形岩石带，可以为热液流体提供良好的循环条件［3-4］。

0.0.0.E E 的b N 62 8.5 3.304 4.6 2.231 3.1 0.8 1.0 4.1 0.0 3.1 0.2 7.3R H 据344343542485544454∑5.7.5.9.3.8.8.6.7.8.7.8.0.5.0.数2 2 3 / E 664244065562154析a 0.078.9.E 411411211111111分T 74.2.15 6.2 5.25 8.2 7.2 5.2 3.2 4.2 5.2 3.2 4.2R L 4-5 9∑8-0.02 0.96 0.82230*6.5.4.Y H U 23.4 5.504.2 1.642.5.0 2.8 6.8 3.4 7.6.0.0）N966977133203274 621221332121 hT/ 26.8 2.918.8 5.883.2.5.1.2 5.6.3.9.5、3 U（041851953111121-8 h80 05. 07.25 00. 05.92 08. 06. 01. 02. 00. 02. 08. 08.8239-Y T .03694.06595.04655268545246525*H u E1.5.5.4.5.5.2.5.6.5.5.5.5.5.5.、2 a0. 0.2 0.6 0.8 0.3 0.2 0.0 0.0 0.4 0.9 0.5 0.2 0.9 0.0 5.6δ000000000000000-8 B164051074711713741022134230991E 408396.44.32410-ti522122222222212E R 5.7.5.6.0.1.9 3.280.946.9.5.4.3.8Y H so∑3294721490962199017958275978、peb 0.6 0.3 0.5 0.6 0.1 0.8 0.0 0.6 0.9 0.8 0.1 0.8 0.1 0.6 0.96421 -dR 026151023281024202220261618171i B .01.1..70.1..18.1.1.2.1.2.1.1.8 -b 100110100000000Y N -s C 4.9.7.5.4.7.5.3.8.0.6.7.9.3.6.i 5.4.1.8.3.3.3.8.5.4.9.3.6.9.9.H U421532543411111N 1133622622223222为a na u 302815921460613741428924464072o 8 -u h L 0.2.2.0.3.3.0.3.3.3.2.3.3.3.3.C 8.5 4.7 6.5 0.4 7.7 8.6 5.4 9.6 7.6 8.6 1.7 0.7 4.7 1.6 9.6Y H6-0c000000000000000 1/g n ，1量ayb 10. 78. 49. 90. 27. 52. 51. 78. 34. 87. 30. 66. 85. 74. 44.r C 8.93.6. 4.42.3. 4.33.3.5.0.5.8.6.0.为含a uY 011022022222222255133133344334位素H f 5267566015960730.153.860.39929810单*元o e m T 00. 63. 33. 00. 74. 14. 20. 25. 54. 44. 53. 34. 14. 63. 93.W70.1.099.0.006.1.0.0.1.0.0.1.1。量n 0000000000000001198微ozr208330901626025o 2.976.5723829742691、no E 0.0 8.2 4.2 1.0 2.3 9.2 1.0 6.3 2.3 1.3 7.2 0.3 1.3 9.2 9.2M 41.0.023.1.0.5.1.0.1.1.1.1.1.1，.l土ita 0 0 0 0 a t 稀reto100978504141704361413042518031n Z .09 8.9 0.0 .85 5.1 6.5 .63 7.0 0.8 4.5 6.9 .24 5.2 1.8 6.5e n的laH .0.0.0.0.1.1.0.1.1.1.1.1.1.1.1155154165551547uS石ni01459302960978自岩s y D 70. 79. 63. 24. 40. 86. 45. 82. 61. 74. 30. 88. 58. 84. 65.u C .4.6 4.7.8.3.1.7.5.2.4.6.7.3.1.4引带kc 05507608776666651111211111111据变or302187159575957c513736数蚀fo b T 0.4.2.1.5.5.1.8.6.7.3.5.4.4.4.S.9.7 5.7.1.3 9.8.5.3 8.7 0.7 7.4 3.5 8.5 8.3 9.4石化6011011011111111211111陨矿-0粒床1/t d G 5.0 1.1 1.05. 8.2 7.11. 7.4 0.2 0.3 0.2 1.3 8.1 9.2 5.2e B 9.5 6.3 3.3 6.2 4.2 9.1 5.3 5.2 0.2 6.2 5.2 2.2 2.2 9.1 2.2球矿ne 11111111111111，b N t nu 105471403090296842i 0.0.9.9.7.0.4.7.4.3.5.8.3.5.5.值-ocE .0.2.2 2.0 6.2 5.2 1.0 3.3 0.3 0.3 3.2 4.2 3.2 4.2 4.2L 899102899191065222813291412171化Ut n 准川em3.8.7.2.8.3.43.4.6.0.6.4.5.4.b 0.88.1. 0.00.0.0.0.0.0.0.0.0.92.标阳me S0614127171.12291916161517161P 74776441725170184070880450.705石华le2121811112161陨ec d40.0.2.0.0.0.0.0.0.0.0.0.8.粒1arN .20451226454 6.80995669513318473Y 2. 5.7 6.54. 2.2 5.06. 0.5 4.1 3.3 4.9 6.2 6.2 7.9 1.1球表t111111111111022033033323323为Nd n r 80.0.44.6.424.73357000h T aP .03453.63454 6.2.5.684.8.0.4.7.2r Z .6.7.62. 6.8 5.9 7.3 2.7 9.4 2.0 1.9 3.5 2.4 1.4 2.3，E 5444344611313311311212222UNE R e0.0.0.80.0.60.0.0.0.0.0.0.3.，N C 035233.57231.77425484479525300f H 5.6.8.2.7.7.4.7.6.7.8.8.9.0.9.d G 1 43544354443344588000100000010，elb a20.0.20.0.0.0.0.0.0.0.0.8.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.8.mS N aL .36489.13492 2.92206084560475491rS931615881822999115413075928964，T 21322322221228479657164575846uN带带带带带带带值E 置变变变变变变变均置带带带带带带带值；）位脉蚀蚀脉蚀蚀脉蚀蚀蚀岩岩岩岩平位脉变变脉变变脉变变变岩岩岩岩均2/）集矿旁矿矿旁矿矿旁矿矿围围围围岩集矿蚀蚀矿蚀蚀矿蚀蚀蚀围围围围平dN采矿近矿近矿近近围采旁矿旁矿旁矿矿岩G 矿近矿近矿近近围＋N1 -2 -3 -1 -2 -3 -4 -1 -2 -3 -1 -2 -3 -4 -mS 457a0a0a0b0b0b0b01 -2 -3 -4 -a8号457a0a0a0b0b0b0b01 -2 -3 -4 -a8 （（/号---1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -8 -8 -8 -8 -----1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -8 -8 -8 -8 --uN品Y H Y H Y H 4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -Y Y Y Y Y H 品Y H Y H Y H 4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -Y Y Y Y Y H E样Y Y Y Y Y Y Y HH H H 样Y Y Y YY Y Y H H H H ＝u H H H H H H H H H H HH H HE。号号δ值:均编123编123注平面面术剖剖算

2.3 稀土和微量元素特征

本次研究按3个剖面，共计取样14件（其中矿脉3件，矿旁蚀变带岩石3件，近矿蚀变带岩石4件，围岩4件），对其稀土元素、微量元素的含量进行了分析。从表1、图4a中可以看出，矿脉的稀土元素总量为37.5×10-6～120.8×10-6，较围岩（724.4×10-6～979.3×10-6）偏低，轻重稀土比值（20.8～46.5）较围岩（11.0～16.7）偏大，轻重稀土分异明显，δEu为0.1～0.4，具有明显的负Eu异常，并且（U/Th）N异常大，U、Th分异明显。矿旁蚀变带岩石、近矿蚀变带岩石及围岩的稀土元素总量、轻重稀土比值、δEu相近，配分相似，矿脉的贯入对于围岩的稀土元素含量并没有产生巨大的影响。矿脉中微量元素相对于原始地幔的富集程度，总体上随着元素相容性的增强而逐步减弱，其中Th、Pb的行为区别于其他元素，Th相对于U、Nb、Ta明显偏少，Pb则具有一个明显的富集行为（图4b）。不同蚀变带岩石以及围岩的微量元素总量、（U/Th）N均相近，且具有相似的微量元素蛛网图模式，Th、U、Nb、Ta含量较为均匀，Pb则同样存在富集的行为（图4b）。矿脉高于蚀变带岩石和围岩的微量元素有Li、Be、Sc、Cu、Pb、Zn、Mo、W、Cr、Ni、Bi、Sr、U、Ta、Nb、Pb，这些元素中包括亲石元素、亲硫元素、亲铁元素，应是成矿流体中包含的元素，U含量增高，Bi含量也有明显的增高趋势，且在蚀变带岩石中有较宽的扩散范围，可作为铀找矿指示微量元素（图5）。综合图4及图5，蚀变过程对围岩中微量元素含量的影响总体较小；矿脉的稀土元素含量明显低于围岩，这和矿脉中独居石的含量偏少可能有直接关系，同时也说明了独居石、磷灰石阶段与U-Nb成矿过程的独立性。

图4 华阳川U-Nb矿床矿化蚀变带岩石稀土元素配分图（a）和微量元素蛛网图（b）［5］Fig.4Chondrite-normalized REE patterns（a）and spider diagrams of trace elements（b）in mineralization alteration zone rocks from Huayangchuan U-Nb deposit［5］

Fig.5Trace elements changing characteristics ofmineralization alteration zone rocks from Huayangchuan U-Nb deposit

3 结论

1）微斜长石、黑云母化是U-Nb矿化最

（，Continued on page 32）（，Continued from page 13）为重要的两类蚀变，微斜长石的存在使得蚀变岩石显现红色，可作为寻找U-Nb矿体以及判别蚀变程度的标尺。

2）微斜长石、黑云母碱性流体贯入围岩裂隙中，与独居石、磷灰石阶段相对应，碱性流体分离导致成矿环境改变，使得大量磷酸盐矿物生成，磷灰石早期大量沉淀可能导致了矿脉中Eu负异常。贝塔石的形成晚于独居石、磷灰石，但两者产出关系紧密，微斜长石、黑云母化亦可以作为U-Nb矿化的寻找标志。独居石、磷灰石阶段与U-Nb成矿过程之间既存在相关性又存在独立性。

3）华阳川矿床矿化蚀变作用是碱性流体贯入和交代的叠置结果。

4）稀土元素配分、微量元素配分模式以及差异明显的δEu、（U/Th）N均表明矿脉和围岩存在明显的差别，说明矿脉的形成可能独立于围岩，是热液贯入裂隙中形成的，指示矿床为热液脉型矿床。

［1］陕西省核工业地质局二二四大队.陕西省华阴市华阳川铀铌铅矿床详查地质报告［R］.石家庄:核工业航测遥感中心，2012.

［2］惠小朝.陕西省华阳川铀多金属成矿作用地球化学研究［D］.北京:核工业北京地质研究院，2014.

［3］李子颖，黄志章，李秀珍，等.相山火成岩与铀成矿作用［M］.北京:地质出版社，2014.

［4］李子颖，黄志章，李秀珍，等.相山铀矿田深源成矿作用机理研究［R］.北京:核工业北京地质研究院，2009.

［5］Sun S S，McDonough W F.Chemical and isotopic systematicsofoceanicbasalts：implicationsfor mantle compositions and processes［C］//Saunders A D，Norry M J（Eds）.Magmatism in the Ocean Basins.London：Geological Society，1989：313-345.

Characteristics of mineralization alteration from Huayangchuan U-Nb deposit in Shaanxi province

HE Sheng，LI Ziying，HUI Xiaochao，GUO Jian
（CNNC Key Laboratory of Uranium Resources Exploration and Evaluation Technology，Beijing Research Institute of Uranium Geology，Beijing 100029，China）

HuayangchuanU-Nb deposit is located in Xiao Qinling at the southern margin of North China Block.The monazite-apatite-betafite-allanite-bearing veins occurred near the apparent mineralization alteration zone.In order to discuss the characteristics of mineralization alteration，the structure，texture，and REE，trace elements composition of ore veins，rocks in alteration zone and wall rock have been studied and reached as the following conclution:1）the content of quartz，plagioclase decrease，from country rock to altered rocks while microcline increase，which resulted in the occurrence of red，and can be used to search U-Nb ore bodies；2）fine biotite and microcline injected into cracked country rock along the fractures and intergranular space，which suggested the occurrence of alkali fluid.The microcline metasomatized quartz，which can be regarded as the occurrence of alkali alteration.Microcline and biotite can be used as symbols of finding U-Nb orebodies.Study of REE patterns，trace elements spider diagrams，δEu，（U/Th）Ndemonstrate that there is a big difference between mineralizing solution and country rock.

alteration characteristics；alkali metasomatism；Huayangchuan deposit

P614；P619.14；P618.79

A

1672-0636（2016）01-0008-06

10．3969/j．issn．1672-0636．2016．01．002

中国核工业集团公司地矿事业部铀矿地质调查项目（编号:地HX111）资助。

2015-11-27

何升（1991—），男，安徽滁州人，在读硕士研究生，主要从事矿床地质研究。E-mail:hesheng201410@163.com