相山李家岭铀矿床热液蚀变作用地球化学特征

李海东，潘家永，夏　菲,周加云，刘　颖,2，钟福军

(1.东华理工大学地球科学学院，江西 南昌　330013；2.中国地质大学(武汉)资源学院，湖北 武汉　430074 )



相山李家岭铀矿床热液蚀变作用地球化学特征

李海东1，潘家永1，夏菲1,周加云1，刘颖1,2，钟福军1

(1.东华理工大学地球科学学院，江西 南昌330013；2.中国地质大学(武汉)资源学院，湖北 武汉430074 )

李家岭铀矿床是最近几年在相山西部发现的一个铀矿床。矿床热液蚀变特别发育并存在明显的蚀变分带现象，在对钻孔岩心样详细的野外和室内岩相学观测基础上，将李家岭铀矿床铀矿化段分为矿化中心带、矿旁蚀变带、近矿蚀变带和远矿蚀变带，其热液蚀变强度依次减弱。运用标准化Isocon图解法表明，热液蚀变带中，CaO、FeO、Fe2O3、Na2O明显增加，这与发育赤铁矿化、钠长石化、碳酸盐化相一致；K2O明显降低，这是由于钠长石交代钾长石造成K的大量迁出；而MnO、MgO在各蚀变带中呈现“此消彼长”的特征，显示出热液蚀变交代过程中并不是简单地扩散渗滤交代，可能存在对流平衡的元素迁移方式。Th、Y、Zr、Hf等微量元素变化与铀含量一致，对铀矿化具有很好地指示作用。HREE与铀矿化关系密切，随着蚀变程度增强，HREE明显增加，显示成矿流体富含HREE，并具有深源性。

标准化Isocon图解法；热液蚀变；李家岭矿床；铀矿

0　引　言

图1　相山铀矿田区域位置图[6](据邵飞，2011，有修改)Fig.1　Regional location map of Xiangshan uranium ore-field(From Shao Fei[6]，2011,modified)1.赣杭成矿带；2.钦杭成矿带；3.断裂；4.火山盆地

在地壳中通过流体或成矿热液所发生的交代蚀变作用是一类重要的地质作用，它对于成矿物质的活化转移、搬运和集中，矿床及其周围交代蚀变岩石的形成，以及对于区域变质作用和岩浆作用等都具有重要的意义。热液蚀变过程中必定引起元素的带入和迁出。而如何准确限定发生迁移的地球化学组分的种类及其程度是认识热液蚀变作用的前提和关键[1]。研究者经常通过对比蚀变前后或者不同蚀变样品之间各物质组分的含量差异来分析蚀变过程元素或组分的带入迁出规律，但是，在交代蚀变这样大多数处于开放的地质作用过程来说，前后地质样品质量一般会发生变化，直接比较不同样品之间物质组分的含量差异并不能真正地显示出实际蚀变过程中组分的迁移情况。例如：某热液蚀变地质作用过程中岩石由状态A转变成状态B，质量变为原来的80%，而SiO2的质量分数由原来的70%变为75%，从SiO2的质量分数来看是增加了，但是实际上状态B中SiO2的质量只有60%。所以，对于一个质量变化的地质作用过程来说，仅依靠组分质量分数的变化来判断其迁移规律往往是不可靠的。对蚀变前后样品进行质量平衡计算可以消除样品总质量变化造成的影响[1-5]。通过质量平衡计算并且运用岩石地球化学手段定量分析热液蚀变作用过程中物质组分的相对变化，有利于认识热液蚀变过程中元素带入迁出规律。

相山火山岩型铀矿田位于赣杭构造带西南段(图1)、北东向赣杭火山岩型铀成矿带与北北东向大王山—于山花岗岩型铀成矿带的复合叠加部位。区域上受北东向遂川深断裂与北北东向宜黄—安远深断裂交汇控制,在中生代出现大规模的中—酸性火山喷发和岩浆浅成侵入活动,形成一个大型火山塌陷盆地——相山盆地。盆地整体分为三层结构：基底主要为中元古代的浅变质岩,部分为下石炭统、上三叠统；基底之上为下白垩统火山岩;盆地北西侧火山岩之上有上白垩统红层覆盖。在中生代，该区处于NEE向赣杭构造火山岩带西南端与近NS向赣中南花岗岩带的交接地带，发生了强烈的构造—岩浆—成矿活动，并形成了以铀为主的多种金属、非金属矿产。

图2　李家岭矿床区域地质图略图(据吴志坚等[22]，2014)Fig.2　Schematic geological map of Lijialing deposit(From Wu Zhijian et al.[22],2014)1.砂砾岩；2.碎斑熔岩、晶屑玻屑凝灰岩；3.流纹英安岩、熔结凝灰岩；4.砂砾岩、砂岩；5.变质岩；6.花岗斑岩；7-8.花岗岩；9.火山颈(推测)；10.断裂；11.矿床；12.李家岭矿床

李家岭铀矿床是最近几年在相山西部发现的一个接近特大型规模的铀矿床[7]，位于相山铀矿田西部北东向邹—石断裂、芜头—小陂断裂与北西向石城—书堂断裂、河元背—石洞断裂所夹持的居隆庵菱形区块内(图2)。从20世纪五六十年代至今，很多研究者对相山铀矿田构造背景、赋矿围岩地球化学特征、火山机构、围岩蚀变特征、成矿流体来源与演化、成矿物质来源及其沉淀机制等进行了详细的研究，并取得丰富的成果[8-22]，但对于近几年新发现的李家岭矿床研究较少，特别是对该矿床热液蚀变研究相对薄弱。本文在详细野外地质勘查以及对李家岭铀矿床钻孔样品观察的基础上，进行了详细的岩相学研究，确定了矿化蚀变类型和组合关系，并采用标准化Isocon图解法探讨了李家岭铀矿床热液蚀变过程中元素带入迁出规律。

1　岩石学及其蚀变特征

1.1岩石学主要特征

李家岭矿床是位于相山西部北西向断裂及其次级断裂中的一个矿床，其赋矿围岩主要为英安斑岩和碎斑熔岩。

英安斑岩具有典型的斑状结构，块状构造，斑晶由石英、斜长石、碱性长石及少量黑云母组成，斑晶占30%～50%。基质具霏细结构、显微嵌晶结构，主要由石英微晶、黑云母雏晶及长石组成。常见的副矿物有黄铁矿、磷灰石、锆石、金红石等。

碎斑熔岩具碎斑结构、斑状结构，块状构造，斑晶由石英、斜长石(主要是更长石，也有中长石)、碱性长石，斑晶占30%～50%。基质具霏细结构、显微嵌晶结构，常见的副矿物有黄铁矿、磷灰石、锆石、金红石等。

1.2热液蚀变与矿化

以往的研究表明相山铀矿床热液蚀变具有多期多阶段性，蚀变类型主要有钠长石化、水云母化、绿泥石化、红化(赤铁矿化)、萤石化、碳酸盐化、硅化等，蚀变具有“上酸下碱、西酸东碱”的分布规律。而此次为深部钻孔样品，所以观测到的蚀变类型以碱性蚀变为主，主要有钠长石化、绿泥石化、红化(赤铁矿化)、黄铁矿化、泥化、碳酸盐化。

钠长石化是一种以钠长石交代钾长石为主的碱性交代蚀变，同时伴随着石英含量的减少，被后期泥化、碳酸盐化等破坏，所以在显微镜下没有明显表现出来。

绿泥石化是中、低温热液的一种重要和常见的交代蚀变，也是相山铀矿床常见的蚀变，分为矿前期绿泥石化和成矿期绿泥石化，主要沿岩石裂隙和解理缝对斜长石和暗色矿物进行交代。绿泥石的解理和裂隙等部位又可被后期铀矿物充填而形成铀-绿泥石型铀矿化。

红化(赤铁矿化)也称之为赤铁矿化，是蚀变过程中，原来围岩的铁镁矿物中的铁组分分解、氧化为微小的赤铁矿晶体。同时，也可从热液中结晶出部分赤铁矿。微观上多呈粉末状分布于长石或黏土矿物表面，可形成铀-赤铁矿型铀矿化。

黄铁矿化是在热液特别是在中、低温热液中一种常见的交代蚀变。相山铀矿田中发育有早期黄铁矿化和晚期黄铁矿化，早期较自形，晚期为细粒它形。早期黄铁矿化常与铀矿化关系密切[23]。

泥化是一种中、低温热液交代蚀变，主要为黏土化和绢云母化。在显微镜下表现出岩石呈现脏杂现象，岩石孔隙度增加。

碳酸盐化分为早期碳酸盐化和晚期碳酸盐化，早期碳酸盐化主要交代长石和石英并占据它们的空间，后又被晚期绿泥石等矿物交代，晚期主要沿裂隙充填交代，对前期铀矿化起破坏作用。

从岩石岩相学观测可知，李家岭铀矿热液蚀变作用具多期多阶段性，蚀变类型主要有绿泥石化、红化(赤铁矿化)、黄铁矿化、泥化、碳酸盐化。其中红化(赤铁矿化)、泥化、碳酸盐化蚀变强烈，绿泥石化和黄铁矿化表现较弱。本次采集的李家岭铀矿床ZK72-39中不同程度蚀变样品以及矿化样品，根据其矿化特征及蚀变程度将铀矿化段分为矿化中心带、矿旁蚀变带、近矿蚀变带和远矿蚀变带(图3)，其热液蚀变强度依次减弱，对应的样品编号分别为LJL14-13、LJL14-14、LJL14-11、LJL14-8。从矿化中心带到远矿蚀变带各样品岩相学及蚀变特征见表1，依次对应图4中d、c、b、a。显微镜下特征如图5所示。

图3　矿化—蚀变剖面示意图Fig.3　Mineralization-alteration profile sketch1.矿化中心带；2.矿旁蚀变带;3.近矿蚀变带;4.远矿蚀变带;5.正常围岩;6.赤铁矿化;7.碳酸盐化;8.绿泥石化;9.绢云母化;10.泥化

样品LJL14-8为斑状结构，块状构造。斑晶由石英、斜长石、钾长石及少量黑云母组成；基质具霏细结构、显微嵌晶结构，多为隐晶质矿物及多晶石英和黏土化完全的长石，多晶石英与蚀变长石颗粒构成霏细结构及嵌晶结构明显(图5(a))，发育强烈泥化。其中斜长石普遍发育强烈泥化及碳酸盐化，发育环带结构(中-更长石为主，图5(b))及净边结构。钾长石泥化完全，同时被后期碳酸盐矿物交代强烈。黑云母整体发育强烈绿泥石化，后又被黏土矿物及碳酸盐矿物交代完全，且沿边部及解理缝析出有不透明铁质组分，故只保留其云母片状外形(图5(c))。

表1ZK72-39蚀变岩岩石矿物学特征

Table 1Petrological and mineralogical characteristics of alteration rock in ZK72-39

样品编号岩石名称 蚀变矿物组合蚀变程度铀含量/10-6LJL14-8绿泥石化泥化英安斑岩主要为绿泥石、黏土矿物、绢云母;少量方解石LJL14-11泥化赤铁矿化英安斑岩主要为赤铁矿、黏土矿物、绢云母;其次为方解石LJL14-14碳酸盐化泥化英安斑岩主要为黏土矿物、绢云母、碳酸盐LJL14-13矿化英安斑岩主要为赤铁矿化;其次为绿泥石化、方解石、黏土矿物、绢云母弱↓强12.946.2231.01468.0

样品LJL14-11发育强烈泥化、赤铁矿化(图5(d))。赤铁矿化呈粉末状或浸染状分布于斑晶和基质中，部分沿裂隙分布。斜长石普遍发育强烈泥化及碳酸盐化，钾长石泥化完全，同时被后期碳酸盐矿物交代强烈。黑云母整体发育强烈绿泥石化，后又被黏土矿物及碳酸盐矿物交代完全，且沿边部及解理缝析出有不透明铁质组分，形成磁铁矿(图5(e)),只保留其云母片状外形。

样品LJL14-14显示岩石整体碳酸盐化(图5(f))、泥化强烈。斜长石普遍发育强烈泥化及碳酸盐化，钾长石泥化完全，同时被后期碳酸盐矿物交代强烈。黑云母呈细鳞片状，均已析出铁质组分转变为磁铁矿(图5(g))，只保留其黑云母片状外形。

样品LJL14-13显示岩石整体发育强烈赤铁矿化(反射光下呈朱红色，图5(h))。另外见较多微细粒状黄铁矿呈不规则分布(图5(i))。在部分赤铁矿化空隙内充填有较多细长条状斜长石呈晶簇状生长于空洞中，且与石英交代在一起(图5(j))，斜长石发育聚片双晶明显。赤铁矿、晶质铀矿及黄铁矿共生在一起(图5(l))。

图4　李家岭岩石标本照片　Fig.4　Photos of hand samples of dacite porphyry in Lijialing deposit

2　采样及分析方法

2.1样品采集和测试分析

图5　李家岭蚀变岩石显微照片Fig.5　Microphotographs of porphyries in Lijialing

本次研究的4件样品来自李家岭矿床ZK72-39钻孔样。样品采集基本思路是从弱蚀变样至强蚀变样(矿石)。经过镜下岩矿鉴定之后选取代表性样品进行岩石化学成分分析。所有样品的主量、微量元素的成分测定均由核工业北京地质研究院测试中心承担完成。主量元素分析采用X 射线荧光光谱玻璃熔片法(XRF)，测试仪器为飞利浦 PW2404X 射线荧光光谱仪。微量和稀土元素分析采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)进行，测试仪器为ELEMENT XR 等离子体质谱分析仪，测试方法依据GB/T 14506.30—2010“硅酸盐岩石化学分析方法”第30部分——44个元素量测定，测试条件为 20 ℃，相对湿度为30%。

2.2标准化Isocon分析

本文采用标准化Isocon图解法对李家岭矿床按从强蚀变岩石(矿体)→弱蚀变岩石进行元素迁移对比研究。标准化Isocon图解法是Guo等[24]2009年在详细研究Grant的Isocon[2]图解法之后，建立的一个可以针对多个分析样品进行质量平衡分析的图解法。在自然界热液蚀变过程中往往是处在开放的地质体系中，所形成的并不是两个截然不同的地质体(未蚀变岩石和蚀变岩石)，而是形成一系列蚀变强度不同的连续的蚀变产物，因此标准化Isocon图解法解决了Isocon图解法只能在两个样品之间作对比的不足，有利于多个样品之间元素变化的对比。标准化Isocon图解法基本思路为：(1) 将所有蚀变样品与未蚀变样品所建立的多个Isocon线调整成同一条 Isocon线(normalized Isocon); (2) 按照 Isocon调整的比例来调整对应的活动组分成分。根据Guo等[24]2009年的总结，有关蚀变作用过程中组分—质量变化关系可用公式来表示。

(1)

将(1)两边都除以MO,可得：

(2)

另外

(3)

将公式(2)带入公式(3)，可得：

(4)

进一步转化为：

(5)

公式(4)表示样品A和样品O之间q组分含量关系。公式(5)表示蚀变过程中q组分的含量迁移量或质量迁移量。

(6)

假设某组分n在地质体系开放过程中为活动组分，则组分n在这一地质过程中有质量的增减，公式(4)就变成：

(7)

在热液活动过程中，假设O为原始未蚀变的样品，A、B为样品O经热液交代形成的蚀变程度不同的样品。样品O-A之间含量与质量关系可用上述公式(6)和(7)来表示：

同理，样品O-B之间含量与质量关系可由公式(6)和公式(7)推导为：

(8)

(9)

将公式(8)和公式(9)两边都乘以MB/MA可得：

(10)

(11)

假设

(12)

(13)

将公式(12)和公式(13)分别代入公式(10)和公式(11)，可得：

(14)

(15)

标准化Isocon图解法可以对多个样品体系(如O、A、B、C、D、E等)组分的质量转移进行平衡分析。其关键步骤是对该地质作用过程中不活泼组分的确定。Grant[3]认为在进行Isocon图解投图时，一些组分能够拟合成一条经过坐标原点的直线，那么这条直线就是Isocon线，这些组分就是不活动组分。对于任何一种含Si地质体而言，Zr的化学性质非常稳定[25-26]，因此以交代蚀变样品中Zr作为横坐标，其他组分作为纵坐标的双变量图解可以用来判断不活动组分，在不活动组分双变量图解中可大致拟合成一条通过坐标原点的直线。本文在详细的野外地质调查基础上，通过上述两种方法来综合确定李家岭矿床围岩热液交代蚀变过程中的不活动组分。Al2O3、P2O5、FeO、TiO2大致位于一条线上或其边上(图6(a))，相山铀矿田磷灰石与铀矿化关系密切，所以在相山铀矿田热液蚀变过程中P2O5为活动组分；而FeO-Zr的岩石投影点不能拟合成一条经过坐标原点直线图6(b)，Al2O3-Zr、TiO2-Zr的岩石投影点能够大致拟合成一条经过坐标原点的直线图(6(c))，因此可以初步确定Al2O3、TiO2为不活泼组分，但是，考虑到TiO2在岩石中含量相对于Al2O3含量小，相对偏差大。所以本文选用Al2O3作为不活动组分。

图7　铀矿化剖面主、微量元素标准化Isocon图解Fig.7　Major and trace elements standardized Isocon illustrations of uranium metallization lateral section

3　热液蚀变过程中元素迁移规律

运用标准化Isocon图解法分析时，首先根据岩浆岩和热液活动中不活动组分(如Al2O3、Zr等)确定多条Isocon线，然后采用标准化处理将多条Isocon线拟合成一条标准化Isocon线，并以标准化Isocon线作为元素组分在热液交代蚀变过程中富集或亏损的基线。在标准化Isocon图解中不活动元素组分的投影点基本位于Isocon线上或附近，表示其在热液蚀变前后未发生明显迁移; 在热液蚀变过程中富集的元素组分投影点位于Isocon线上方，并且富集程度越高，投影点偏离Isocon线越远，在热液蚀变过程中亏损元素组分的投影点位于Isocon线下方，并且亏损程度越高，其投影点偏离Isocon线越远。本文根据Guo[24]建立的标准化Isocon图解法进行数据处理(表2，表3)，以Al2O3为不活动组分，通过拟合建立了标准化Isocon线(图7)。

表2　李家岭矿床主量元素含量(wB/%)

注：样品测定在核工业北京地质研究院测试中心完成，分析者：刘牧。

铀矿化热液交代蚀变过程中呈带入的主量元素有Na2O、Fe2O3、FeO、CaO、P2O5，呈明显迁出主量元素有K2O；TiO2在矿化中心带明显迁出(表2，表3和图7)，而其他蚀变带具有少量的带入，MnO表现为矿化中心带和矿旁带迁出，并且从矿化中心带向侧缘蚀变带迁移程度逐渐减小，而在赤铁矿化带表现出带入，MgO、烧失量表现为蚀变带内矿化中心迁出，旁侧蚀变带富集。可以看出与成矿元素铀元素富集关系密切的主量氧化物有Na2O、Fe2O3、FeO、CaO、P2O5。从微量元素标准化Isocon图中可以看出，铀矿化热液交代蚀变过程Th、Y、Zr、Hf、Zn带入，其中Th、Y、Zr、Hf变化与U元素含量变化一致，表现出从弱蚀变带到矿化中心带富集程度逐渐增加；Ga、Co、Ba、Cs、Sr、V、Nb、Ta、Rb、Cu表现出迁出，但迁出程度各不一致。Cu、Rb、Cs、Co在各个蚀变带都表现出明显的迁出，Nb、Ta在矿化中心带明显迁出，在其他蚀变带迁出量不大；Ba从矿化中心带到远矿蚀变带迁出量逐渐增加；V则表现出在矿化中心带和矿旁蚀变带有大量迁出，其他蚀变带少量迁出，Ga表现出在各个蚀变带皆有少量迁出。

总之，随着热液蚀变作用的持续进行，蚀变带内Na2O、Fe2O3、FeO、CaO、P2O5带入，K2O明显迁出，MnO、TiO2、MgO、SiO2无明显迁移规律；微量元素Th、Y、Hf、Zr与元素U表现出一致的变化规律，Ga表现为弱的活动性或不活动性。

3.1主量元素迁移规律

研究表明，李家岭铀矿床围岩蚀变过程中，矿化中心和矿旁蚀变带中SiO2明显减少，这与Na2O明显富集有关，以Na2O组分明显增加为特征的钠长石化碱交代过程，以交代钾长石为主，K2O组分明显降低，同时会伴随石英的减少；并且在Na2O为主的碱交代作用下，石英斑晶边缘经常被熔蚀，这与镜下观测一致；CaO在蚀变带中带入，这与岩石普遍发育碳酸盐化一致；而MnO、MgO不是单纯的带入或者迁出，基本上都反映出矿化蚀变中心的迁出以及外带的带入，这种在蚀变带中存在“此消彼长”的特征，显然不是成矿热液中元素的简单带入迁出，可能是以一种对流平衡的元素迁移方式[27]，对流平衡的元素迁移方式最显著的特点就是在典型的矿化-蚀变剖面中，从矿化到正常围岩，有些元素含量是逐渐增加或降低的，有些元素则是在某些蚀变带中增加，而另一蚀变带中降低，这种现象反映出在热液蚀变交代过程中存在元素对流平衡迁移方式。

Ti元素是一种在高温下活动性强，在中低温热液中活动性弱，相对稳定的一种元素，相山铀矿田热液活动属中低温范畴，但是在矿化中心带内显示出明显的亏损，在相山铀矿田李家岭矿床其他钻孔和居隆庵等铀矿床中也出现类似的现象(内部数据)。这是因为以类质同象形式存在于黑云母中的Ti在黑云母的绿泥石化过程中被释放出来进入热液，进行了短距离的迁移。结合镜下岩石学、岩相学和各蚀变带蚀变特征可以发现：矿化中心带蚀变强烈，特征Fe2O3组分的增长与在手标本和镜下观测到的红化强度不呈正相关关系，可见红化并非引起Fe2O3组分变化的唯一原因，可能的解释是有些元素(Fe2+、Fe3+)赋存多种矿物之中，例如黑云母、角闪石等暗色矿物蚀变过程也会造成Fe、Mg等元素的迁移，岩石中黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿的存在也证明元素在蚀变过程中部分元素含量变化可能受多个赋存状态的影响。

3.2微量元素迁移规律

热液蚀变过程中影响微量元素活化的原因主要可分为两种：一是由于围岩中含微量元素矿物的溶解；二是由于热液与矿物间的离子交换。后者主要受元素在矿物中扩散速率的影响，而元素的扩散速率极低，因此主导热液蚀变过程中微量元素活化的因素不是离子交换，而应该是前者。因此要了解微量元素在热液蚀变过程中的迁移规律，必须先了解其地球化学性质以及在各主要矿物中的赋存状态。Rb、Cs与K的化学性质相似，主要赋存于钾长石和黑云母中，Sc主要赋存于黑云母和角闪石中，Sr与Na、Ca的化学性质相似，主要赋存于斜长石中，Nb、Ta主要赋存于榍石中。U和Th主要分布于锆石、褐帘石之中，Zr、Hf主要分布于锆石之中。Zr和Hf地球化学性质相似，可能以Na2[ZrF6]和Na[HfF6]络合物形式迁移，因此，二者在蚀变带富集与钠长石化碱交代有关；Rb、Cs和K地球化学性质相似，在钠长石化交代钾长石的过程中，使K明显迁出，同时也造成与K呈类质同象的Rb、Cs的亏损；Nb和Ta化学性质极为相似，可与多种元素类质同象，在蚀变带的变化与Ti很相似，所以Nb、Ta的亏损与Ti的降低有关；成矿元素U和Th相比原岩而言显著富集，这表明围岩蚀变的热液即为成矿热液，而矿化蚀变中心带主要为赤铁矿化，说明铀矿化与赤铁矿化最为密切。

3.3稀土元素地球化学特征

从稀土元素分析数据(表4)和球粒陨石标准化配分曲线(图8)可以看出，铀矿化蚀变带具有以下特征：(1)稀土总量ΣREE都较高，并且从微弱蚀变到矿化中心带，ΣREE呈上升的趋势；(2)相对于未蚀变英安斑岩而言，矿化蚀变中心带和矿旁蚀变带稀土总量高于未蚀变英安斑岩(ΣREE为265.86×10-6)，近矿蚀变和远矿蚀变带稀土总量低于未蚀变英安斑岩，轻稀土总量低于未蚀变英安斑岩，而重稀土总量皆高于未蚀变英安斑岩；(3)蚀变岩石的轻重稀土比值、δCe都低于未蚀变英安斑岩；(4)未蚀变英安斑岩和蚀变围岩配分曲线呈右倾，而矿化的配分曲线呈海鸥型；(5)矿化岩石和蚀变岩石都具有明显的铕负异常，δEu介于0.39～0.42，变化不大，略低于未蚀变英安斑岩(0.46)，属于中等铕负异常型；(6)LREE/HREE呈降低的趋势，LREE变化不大，HREE呈明显增长趋势，表明随着U含量的增加，轻重稀土发生分异，重稀土相对富集。

蚀变矿化样品中稀土元素配分模式反映的是热液流体沉淀时的稀土元素瞬时特征，而热液流体具有与其来源物质相同的稀土元素特征[32-34]，所以矿化蚀变样品中稀土元素具有一定的示踪作用。李家岭铀矿床矿石稀土元素含量大大高于围岩中稀土元素含量，其中重稀土元素尤为明显。稀土元素含量与铀含量呈现正相关性关系，并且矿石中重稀土元素高度富集，反映出成矿热液的深源性[35-38]。此外，矿石中同时富集稀土元素和磷，铀矿物多与磷灰石共生，而磷被认为是地幔深源来源[36,39]。蚀变矿化样品中Sm/Nd比值介于0.161～0.201之间，均小于0.35，显示为幔源性质，相山铀成矿作用年代与幔源基性岩脉相吻合[39]。所以，从以上分析可知李家岭铀矿床成矿流体具有深源性。

图8　蚀变带稀土元素分布模式Fig.8　REE distribution pattern of alteration zone

4　结　论

(1)李家岭矿床的围岩蚀变发育，深部蚀变类型有钠长石化、绿泥石化、赤铁矿化、泥化、碳酸盐化，具有明显的蚀变分带现象，其中赤铁矿化可作为深部找矿标志。

(2)从弱蚀变到矿化中心，成矿元素U、Th含量增高，CaO、FeO、Fe2O3、Na2O明显增高，这与发育赤铁矿化、钠长石化、碳酸盐化相一致；K2O明显降低，这是由于钠长石交代钾长石造成K的大量迁出；MnO、TiO2、MgO在蚀变带中呈现“此消彼长”的特征，这反映出热液蚀变过程并不是简单地扩散渗滤交代, 而是可能存在一种对流平衡的元素迁移方式。

(3)热液蚀变过程中微量元素迁移特征主要受其赋存的主要矿物溶解支配，李家岭铀矿化蚀变过程Th、Y、Zr、Hf等微量元素变化与铀含量变化一致，对铀矿具有很好地指示作用。

(4)HREE与铀矿化关系密切，随着蚀变程度增强，HREE明显增加，显示成矿流体富含HREE，并具有深源性。

致谢：在对样品显微观察和岩相学特征描述过程中，得到黄广文硕士研究生的热心帮助，在此表示感谢。

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Hydrothermal Alteration and Its Geochemical Characteristics of Lijialing Deposit in Xiangshan Uranium Ore Deposit

LI Haidong1，PAN Jiayong1，XIA Fei1，ZHOU Jiayun1，LIU Ying1,2，ZHONG Fujun1

(1.SchoolofEarthSciences，EastChinaUniversityofTechnology,Nanchang,Jiangxi330013,China；2.FacultyofEarthResource,ChinaUniversityofGeosciences，Wuhan，Hubei430074，China)

Lijialing uranium deposit is a new uranium deposit of discovered in western Xiangshan in recent years. Hydrothermal alteration develops strongly and obvious alteration zoning phenomenon exists in this deposit. Based on detailed field and indoor petrography observation on the drilled well samples, this paper divided uranium mineralization period into center zone, near-ore alteration zone, near-ore alteration zone and far-ore alteration zone, of which the hydrothermal alteration intensity decreases gradually.Standardized Isocon graphic method shows that in the hydrothermal alteration zone, CaO, FeO, Fe2O3, Na2O contents increase significantly, with accordance to the development of hematite, albitization and carbonatization facies.K2O content decreases obviously, which is caused by that albite replace potash feldspar and then the K element is migrated from potash feldspar; while MnO and MgO display a characteristic of inversely proportional relationship, which shows that hydrothermal alteration metasomatic process is not only a kind of diffusion infiltration metasomatism, but also a kind of element migration pattern with convective equilibrium.The content changes of the trace elements such as Th, Y, Zr and Hf are consistent with those of uranium, indicating that those elements can be used for prospecting uranium mineralization. HREE contents are closely relative to the uranium mineralization. With enhancement of the alteration degree, the HREE contents increase more and more, which indicates that the ore-forming fluid is rich in HREE, and is deeply derived.

normalized Isocon graphic method；hydrothermal alteration；Lijialing deposit；uranium ore

2015-04-17；改回日期：2015-12-12；责任编辑：戚开静。

国家自然科学基金项目(U1403292)。

李海东，男，硕士研究生，1990年出生，地球化学专业， 主要从事铀矿床地球化学研究。Email:hdlidhlg@163.com。

潘家永，男，教授，1967年出生，地球化学专业，主要从事铀矿床地球化学研究。Email: jypan@ecit.cn。

P618

A

1000-8527(2016)03-0555-12