邹家山矿床蚀变碎斑熔岩地化特征及意义

余驰达，刘晓东,2*，王凯兴

(1.东华理工大学地球科学学院,南昌 330001；2.九江学院,九江 332000)

围岩蚀变广泛发育于热液铀矿床的赋矿地质体中[1-6],它记录了水-岩反应的结果,并且可以通过岩石化学成分变化的特征予以体现[7-8]。因此,蚀变岩石地球化学的研究对于了解蚀变岩中元素的变化趋势以及指导热液型铀矿床的寻找和发现有着重要的意义。

图1 相山铀矿田地质略图Fig.1 Geological sketch map of the Xiangshan Ore field

邹家山矿床位于相山铀矿田西部,是区内最重要的铀矿床之一,该矿床规模大、品位高(局部矿体品位可达10%以上),受构造控制明显,是典型的热液铀矿床[9]。矿床内热液蚀变发育,包括钾长石化、钠长石化、绿泥石化、赤铁矿化、硅化、绢云母化、萤石等。对于该矿床的研究,前人主要着眼于赋矿火山岩年代学和地球化学的研究,以及对矿床H-O-C-S等同位素体系的研究,以探讨其赋矿火山岩和矿床的成因。然而,对于该矿床蚀变岩石学的研究相对较少,尽管王运等[4]和胡宝群等[5]利用新鲜围岩和蚀变围岩地球化学组成的相对差研究该矿床蚀变岩的物质带入与迁出。然而,全岩地球化学组成结果反映的是元素在整个岩石所占的相对含量,而不是绝对含量。因此,单纯地比较体系开放前后同一组分的质量分数并不能给出该组分带入/迁出的准确信息,而产生这个问题的根本原因在于体系开放前后,岩石的总质量会发生变化[10]。

不活动元素的化学性质非常稳定,在热液蚀变过程中可视为没有绝对量的带入/迁出,其在岩石组成中含量的变化是由于整体岩石质量发生变化所致。基于该原理,本次研究以不活动元素作为基准,利用Grant[11]提出的质量平衡计算公式,计算邹家山矿床蚀变岩石的物质带入、迁出量,深入分析了蚀变岩石的地球化学特征和元素迁移规律,并且探讨了蚀变作用与铀矿化的关系,以期望为铀矿找矿工作提供一定的依据。

1 地质背景

相山火山盆地位于滨太平洋成矿域华东南铀成矿省中著名火山岩型铀成矿带——赣杭铀成矿带西南部[12],华南褶皱系与扬子地台拼接带南侧[13],同时也是NNE向大王山-于山花岗岩型铀成矿带与NE向赣杭火山岩型铀成矿带的复合部位。燕山早期太平洋板块向欧亚板块俯冲引发的软流圈地幔上涌[14-15],引发地壳物质发生部分熔融,形成大量的中酸性、酸性富铀岩浆,在相山地区发生大规模的岩浆浅层侵入、喷发和喷溢活动,形成一套由酸性火山碎屑岩夹沉积岩、酸性-中酸性熔岩及中酸性次火山组成的火山杂岩体。相山火山盆地总体分为三层结构:基底以早-中元古代和震旦纪的变质岩为主,部分下石炭统、上三叠统；之上为火山岩；火山岩之上有红层覆盖[16]。前人把相山火山盆地的构造演化大致分为三个阶段:①矿田内火山盆地形成阶段；②矿田东、西两部分差异抬升-剥蚀阶段；③红盆形成阶段[17]。火山盆地基底构造以EW向为主(图1),另还有SN、NE、NW向三组断裂构造,矿田盖层构造以NE向为主、NW向为次的断裂和火山塌陷环状断裂交错模式[18]。经前人研究,相山矿田铀成矿分为两个阶段,分别约为120 Ma、98 Ma,其成矿时期恰好与华南6个铀成矿期中的2、3期相对应[17, 19-20],且与中生代华南地区岩石圈大规模伸展减薄相关[21-23]。

邹家山铀矿床位于相山铀矿田西部(图1),是典型的受构造控制的中低温热液铀矿床[24-26],主要受NE向邹家山-石洞断裂控制,矿床地质简图见图2。围岩主要是早白垩世打鼓顶组流纹英安岩和鹅湖岭组碎斑熔岩[27-29]。邹家山铀矿床发育多期次强烈的热液蚀变作用,早期蚀变为以钠长石化、钾长石化为特征的碱交代；晚期蚀变为以绢云母化、萤石化为主的酸性蚀变,也可见绿泥石化、碳酸盐化、赤铁矿化等。矿体主要分布在次一级断裂构造、碎斑熔岩与流纹英安岩界面附近(图3)以及火山塌陷构造与断裂构造交汇部位,大部分矿体呈脉状和透镜状，少部分呈囊状、折线型、树杈型以及不规则状等产出。矿床多以中、小矿体为主,单条矿体的规模比较小,由多条矿体平行侧列组成的矿带规模比较大,往往可延伸至100 m以上,有的规模更大的矿带可达到几百米[30]。

图2 邹家山铀矿床地质简图Fig.2 The geological sketch of Zoujiashan deposit

图3 邹家山矿床综合剖面图(据文献[31]修改)Fig.3 The profile of the Zoujiashan deposit (according to ref.[31])

2 岩石及矿物学特征

样品采自露天采场(ZJS15-06、ZJS15-07、ZJS15-08、XZ-01、XZ-02B)、-90 m(ZJS14-10)、-170 m(ZJS14-2、ZJS14-14、ZJS14-15、ZJS14-16)、-210 m(ZJS14-18)、-250 m(ZJS14-24、ZJS14-27,ZJS14-31、ZJS14-32、ZJS14-36、ZJS14-37),坑道样品采自邹家山1号、14号带,且均为碎斑熔岩(图4)。

碎斑熔岩具斑状结构、碎斑结构,块状构造,斑晶为石英、碱性长石、斜长石、黑云母和岩屑,主要是石英,钾、钠长石类,黑云母较常出现,石英多呈半自形-他形。

以钠长石化为主样品中长石类主要以钠长石为主[图5(a)],见卡斯巴双晶,石英溶蚀现象普遍[图5(b)],绿泥石化较广泛发育,一般是由黑云母转变而形成,碳酸盐化较强,在长石表面见绢云母化,黑云母与绿泥石表面吸附少量金属矿物。以钾长石化为主的样品中主要矿物为钾长石,见零星分布斜长石,含少量石英,钾长石表面黏土化较强[图5(c)],碳酸盐化局部较多,且为后期蚀变,绿泥石化与钠长石化样品相比较弱,见方解石-绿泥石-黑云母矿物组合[图5(d)]。以绢云母化为主的样品中主要为矿物黏土[图5(e)],局部见零星分布萤石化[图5(f)]。镜下观察富铀样品,原岩矿物形态基本消失,交代现象明显,绢云母化强烈。

图4 邹家山铀矿床坑道采样图Fig.4 Mine sampling photographs of Zoujiashan deposit

Ab为钠长石；Bt为黑云母；Cab为碳酸盐化；Cal为方解石；Chl为绿泥石；Fl为萤石；Ser为绢云母化；Kfs为钾长石；Pl为斜长石；Q为石英图5 邹家山铀矿样品蚀变特征图Fig.5 The characteristic photographs of alteration in the Zoujiashan deposit

邹家山矿床主要矿石矿物包括沥青铀矿、钛铀矿和铀钍石,其中以钛铀矿及沥青铀矿为主,含铀副矿物包括磷灰石、磷钇矿。沥青铀矿呈浸染状分布在副矿物缝隙中[图6(a)],或沿黄铁矿边部分布[图6(b)],后期出现少量磷钇矿。在邹家山铀矿床中紫色萤石化也是重要的找矿标志,从背散射图中可清楚观察到形态较完整的沥青铀矿与萤石共生[图6(c)],指示萤石化也是重要的找矿标志之一。钛铀矿在矿床中也大量出现,分别与钛的氧化物[图6(d)]、黄铁矿[图6(e)]和沥青铀矿共存[图6(f)],且有明显的钛的氧化物-钛铀矿-沥青铀矿分带现象[图6(f)],所以沥青铀矿晚于钛铀矿形成。含铀钍石、沥青铀矿、黄铁矿、磷灰石共存[图6(g)、图6(h)],铀钍石呈粒状、条状产出,虽含量不高,但也是较常见的铀矿物,沥青铀矿呈细微浸染状存在于铀钍石矿物间隙中[图6(g)]。矿物共生关系特征显示,早期形成的黄铁矿、钛的氧化物、磷灰石等都对铀矿物的形成起到促进作用,与成矿关系密切,也是找矿工作中重要的标志。

图6 邹家山矿床铀矿物共生组合背散射特征图Fig.6 The backscattered electron images showing the paragenetic association of uranium minerals in the Zoujiashan deposit

3 样品及分析方法

经过仔细的野外勘查工作,系统地采集了邹家山铀矿床碎斑熔岩样品,经前期处理,分别制探针片及碎样,在室内进行详细的显微镜及扫描电镜观察工作。显微岩相学观察工作在东华理工大学核资源与环境国家重点实验室完成,扫描电镜型号为Nova Nano-SEM 450。样品的主量和微量元素测试均委托核工业北京地质研究院测试中心完成。主量元素使用X 射线荧光光谱法进行测定,仪器型号为飞利浦 PW2404X 射线荧光光谱仪；微量和稀土元素使用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)方法进行测定。主量、微量、稀土元素及稀土元素特征参数结果分别见表1～表4,其中9-B-2、10-B-1、10-B-2来自胡宝群等[5],22-B-1来自王运等[4],通过对各类碎斑熔岩样品主量元素、微量元素和稀土元素的分析对比,以及利用物质平衡计算方法,分析讨论铀成矿作用元素地球化学特征。

表1 邹家山铀矿床样品主量元素组成

表2 邹家山铀矿床样品微量元素组成

表3 邹家山铀矿床样品稀土元素组成

表4 邹家山铀矿床样品稀土元素特征参数

4 结果

根据岩相学特征和后文质量迁移计算结果,将样品分为四组:新鲜碎斑熔岩，以钠长石化为主、以钾长石化为主和以绢云母化为主的碎斑熔岩,并且对其主微量元素进行分析对比。

4.1 新鲜岩石样品

邹家山铀矿床新鲜碎斑熔岩SiO2含量介于75.25%～76.39%；全碱含量(Na2O+K2O)变化于7.24%～8.18%,相对富钾；[n(K)/n(Na)]比值介于1.66～1.94；CaO含量介于0.77%～1.60%；MgO含量介于0.13%～0.41%；Al2O3含量变化于11.97%～13.26%；P2O5含量变化于0.03%～0.06%。在SiO2-K2O图解中[图7(a)],邹家山新鲜碎斑熔岩落在高钾钙碱性范围内,个别样品具较高钾含量；Al2O3相对较高,介于11.97%～13.26%,为弱准铝质-强过铝质火山岩[图7(b)],而高钾钙碱性、准铝质火山岩是很重要的潜在铀源[34], 指示邹家山铀矿床新鲜碎斑熔岩具有提供铀源可能性,这与孙占学[35]研究成果相似。

邹家山铀矿床新鲜碎斑熔岩相对富集Rb、Th、U、Ta、K,相对亏损Ba、Nb、Zr、Hf、Y[图8(a)]。原岩ΣREE均值为194.87×10-6(123.86×10-6～293.84×10-6)；LREE均值为167.96×10-6(101.49×10-6～262.75×10-6)；HREE均值为26.92×10-6(21.83×10-6～32.70×10-6)；m(LREE)/m(HREE)均值为6.25(4.54～8.45)；n(LaN)/n(YbN)均值为8.94(3.74～17.15)；δEu均值为0.2(0.13～0.25)；邹家山铀矿新鲜火山岩稀土元素配分曲线呈右倾趋势[图8(b)],属轻稀土富集型。

图7 邹家山铀矿新鲜碎斑熔岩判别图(SiO2-K2O图据文献[32]、A/CNK-A/NK图据文献[33])Fig.7 Discriminant diagrams of fresh porphyroclastic lava in the Zoujiashan deposit (SiO2-K2O from Ref.[32], and A/CNK vs A/NK from Ref.[33])

4.2 钠长石化

邹家山铀矿床以钠长石化为主样品SiO2含量介于48.48%～67.70%；Na2O含量介于3.34%～8.12%；K2O 含量介于0.27%～3.15%；m(K2O)/m(Na2O)比值介于0.03～0.94；CaO含量介于0.78%～11.91%；MgO含量介于0.55%～1.90%；Al2O3含量变化于15.81%～18.28%；P2O5含量变化于0.09%～0.56%。

邹家山铀矿床钠长石化碎斑熔岩相对富集Rb、Th、U、Ta,相对亏损Ba、Nb、Y,略微亏损Zr、Hf；除Th、U相对更富集,其他微量元素标准化蛛网图曲线模式与新鲜碎斑熔岩相似[图8(a)],显示两者具有一定继承关系。钠长石化碎斑熔岩ΣREE均值为261.43×10-6(125.37×10-6～445.65×10-6)；LREE均值为221.25×10-6(69.77×10-6～413.79×10-6)；HREE均值为40.18×10-6(31.86×10-6～55.60×10-6)；m(LREE)/m(HREE)均值为6.07(1.25～12.99)；n(LaN)/n(YbN)均值为5.75(0.59～17.54)；δEu均值为0.41(0.22～0.75)；邹家山铀矿钠长石化碎斑熔岩稀土元素配分曲线略微右倾[图8(b)],轻稀土略微富集,与新鲜碎斑熔岩相比,钠长石化碎斑熔岩轻、重稀土元素含量均增加,但重稀土元素含量相对增加幅度较大,m(LREE)/m(HREE)及n(LaN)/n(YbN)均有所降低。

4.3 钾长石化

邹家山铀矿床以钾长石化为主样品SiO2含量介于44.45%～58.42%；K2O含量介于8.03%～9.08%；Na2O含量介于0.14%～0.23%；m(K2O)/m(Na2O)比值介于35.83～57.36；CaO含量介于6.51%～13.58%；MgO含量介于1.33%～2.23%；Al2O3含量变化于13.63%～15.62%；P2O5含量变化于0.06%～0.09%。

邹家山铀矿床钾长石化碎斑熔岩相对富集Rb、U、Ta、K,相对亏损Ba、Nb、Zr、Hf、Y,除U相对富集外,其微量元素标准化蛛网图与新鲜碎斑熔岩相似[图8(a)],显示两者具有一定继承关系。钾长石化碎斑熔岩ΣREE均值为129.70×10-6(88.56×10-6～165.74×10-6)；LREE均值为94.18×10-6(47.52×10-6～130.88×10-6)；HREE均值为34.77×10-6(30.37×10-6～41.04×10-6)；m(LREE)/m(HREE)均值为2.81(1.16～3.95)；n(LaN)/n(YbN)均值为1.84(0.59～2.86)；δEu均值为0.20(0.17～0.22)；邹家山钾长石化碎斑熔岩稀土元素配分曲线略微右倾[图8(b)],轻稀土元素略微富集,与新鲜碎斑熔岩相比,钾长石化碎斑熔岩轻稀土元素含量降低,重稀土元素含量增加,m(LREE)/m(HREE)及n(LaN)/n(YbN)均降低。

4.4 绢云母化

邹家山铀矿以绢云母化为主样品SiO2含量介于34.28%～51.92%；K2O含量介于5.32%～9.14%；Na2O含量介于0.16%～0.26%；m(K2O)/m(Na2O)比值介于20.46～57.13；CaO含量介于1.14%～18.71%；MgO含量介于0.83%～1.75%；Al2O3含量变化于19.47%～24.47%；P2O5含量变化介于0.38%～1.11%。

邹家山铀矿床绢云母化碎斑熔岩相对富集Rb、Th、U、Ta、Zr、Hf、K,相对亏损Ba、Nb、Y,其微量元素标准化蛛网图与新鲜碎斑熔岩不同[图8(a)],显示受不同成分流体叠加。绢云母化碎斑熔岩ΣREE均值为825.23×10-6(302.22×10-6～1 760.03×10-6)；LREE均值为425.08×10-6(264.75×10-6～570.83×10-6)；HREE均值为400.15×10-6(37.47×10-6～1 189.20×10-6)；m(LREE)/m(HREE)均值为2.68(0.48～7.07)；n(LaN)/n(YbN)均值为1.85(0.19～5.83)；δEu均值为0.39(0.32～0.43)；邹家山绢云母化碎斑熔岩稀土元素配分曲线呈左倾趋势[图8(b)],重稀土元素相对富集,与新鲜碎斑熔岩相比,绢云母化碎斑熔岩轻、重稀土元素含量均增加,重稀土元素呈大幅度增加,且邹家山铀矿床高品位矿石具有重稀土富集特征[36-37]。

图8 邹家山矿床微量、稀土元素特征图 (据文献[38]修改)Fig.8 The characteristic diagrams of trace and REE elements in Zoujiashan deposit (According to Ref.[38])

5 讨论

5.1 蚀变过程中元素的迁移

质量平衡计算为了解岩石在蚀变作用过程中的元素迁移过程提供了非常有利的工具。Gresens[39]首次提出利用活动元素和不活动元素来衡量岩石在蚀变过程中元素迁移过程,并最终Maclean等[40]建立了利用不活动元素来衡量蚀变岩石的元素迁移量。本次研究选择Grant[11]所提出的质量平衡计算公式来计算邹家山铀矿床不同类型的蚀变岩石在蚀变过程中的元素迁移量。物质带入、迁出量计算公式如下:

(1)

不活动元素可以利用元素的相关系数加以确定。选择Ti和Nb作为不活动元素进行计算,在表5中,Ti和Nb的相关系数为0.94,大于Grant[11]所提出的作为不活动元素对标准的下限0.90。邹家山蚀变样品质量平衡计算结果分别见表6、表7。

表5 邹家山铀矿床样品元素相关系数

表6 邹家山铀矿床蚀变及样品ΔC计算结果

表7 邹家山铀矿床蚀变样品ΔC/Co计算结果

5.1.1 钠长石化

与邹家山地区新鲜的火山岩样品的平均值相比,以钠长石化为主的样品中SiO2(ΔC介于-51.62%～-17.44%,平均-39.81%)和K2O(ΔC介于-4.89%～-2.08%,平均-3.70%),说明它们从新鲜火山岩中迁出；Al2O3(ΔC介于-5.70%～5.85%,平均-2.07%)、Fe2O3(ΔC介于-1.79%～3.27%,平均0.63%)、MgO(ΔC介于0.05%～1.47%,平均0.41%)、CaO(ΔC介于-0.67%～9.68%,平均2.51%)、Na2O(ΔC介于-1.18%～4.34%,平均0.97%)以及U(ΔC介于82.47×10-6～2 488.15×10-6,平均760.30×10-6)含量明显增加,说明上述元素从流体进入蚀变火山岩中。在钠交代过程中,Si、Mn、Mg、Ca、K、P、Rb、U和重稀土元素Gd为活动性非常强的元素(ΔC/Co>1.0或者ΔC/Co<-0.5,ΔC/Co为元素迁出率),成矿元素U的ΔC/Co平均值为69.56。在钠交代样品中,主量元素Ti、Fe、Na以及属于中等活动性元素(0.1<ΔC/Co<1.0或者-0.5<ΔC/Co<-0.1),重稀土元素除Gd,其他元素随着原子序数的增加,活动性逐渐增加。

Na2O的增加和K2O的降低与钠交代样品中存在大量钠长石有关,其机理可以解释为钠交代过程中富钠热液交代钾长石形成钠长石；Fe和Mg含量的增加与钠交代样品中存在的大量绿泥石有关；P的增加与钠交代样品中存在较多的磷灰石有关；Ca增加与钠交代岩中后期经历的碳酸盐化有关。

5.1.2 钾长石化

与邹家山新鲜火山岩样品的平均值相比,以钾长石化为主的样品SiO2(ΔC介于-31.63%～22.84%,平均-12.08%)、 Na2O(ΔC介于-2.68%～-2.63%,平均-2.65%)和轻稀土元素含量明显降低,说明上述元素从新鲜火山岩中迁出。Al2O3(ΔC介于0.04%～11.96%,平均5.32%)、Fe2O3(ΔC介于-0.06%～3.35%,平均1.62%)、MgO(ΔC介于1.11%～3.51%,平均2.01%)、CaO(ΔC介于6.56%～15.20%,平均11.10%)、K2O(ΔC介于1.68%～8.46%。平均5.20%)、U[ΔC介于47.03×10-6～368.25×10-6,平均202.49×10-6]和重稀土元素含量明显增加,说明上述元素从流体进入蚀变火山岩中。以钾长石化为主的样品中Mn、Mg、Ca、Na、P、Rb、U、Th和重稀土元素属高活动性元素(ΔC/Co>1.0或者ΔC/Co<-0.5),其中U的ΔC/Co平均值为18.53；Si、Ti、Fe和轻稀土元素属于中等活动性元素(0.1<ΔC/Co<1.0或者-0.5<ΔC/Co<-0.1)。随着原子序数的增加,重稀土元素活动性逐渐增加。

以邹家山铀矿床新鲜酸性火山岩的n(K)/n(Al)比值(0.44)为界,邹家山地区以钾长石化为主的样品中n(K)/n(Al)比值增大(0.59～0.68)。由于富钾云母和伊利石中n(K)/n(Al)都小于0.4,钾长石中n(K)/n(Al)为1,因此,n(K)/n(Al)比值的增加及Na含量的降低可解释为钾交代样品中钾长石交代斜长石,Ca含量增加可解释为钾交代样品后期经历碳酸盐化；Fe和Mg含量的增加可能由于岩石经历黄铁矿化和绿泥石化作用。

5.1.3 绢云母化

与邹家山新鲜的火山岩样品的平均值相比,以绢云母化为主的样品SiO2(ΔC介于-70.48%～59.04%,平均-64.73%)、Na2O(ΔC介于-2.83%～-2.81%,平均-2.82%)、Al2O3(ΔC介于-9.75%～-4.41%,平均-7.26%)、K2O(ΔC介于-4.29%～-2.03%,平均-3.46%)以及轻稀土元素含量明显降低,说明上述元素从新鲜岩石中迁出。Fe2O3(ΔC介于-1.76%～0.12%,平均0.92%)、MgO(ΔC介于-0.12%～0.34%,平均0.05%)、CaO(ΔC介于-0.70%～1.53%,平均-0.12%)有略微的增加或者降低。U(ΔC介于67.99×10-6～3 595.72×10-6,平均1 745.52×10-6)、Th(ΔC介于-4.98×10-6～1 835.60×10-6,平均388.48 ×10-6)和重稀土元素含量明显增加。以绢云母化为主的样品中Si、Al、Mn、Na、K、P、U、Y、Th、轻稀土元素和部分重稀土元素属高活动性元素(ΔC/Co>1.0或ΔC/Co<-0.5),其中U的ΔC/Co的平均值为159.70；Ti、Fe、Mg属于中等活动性元素(0.1<ΔC/Co<1.0或-0.5<ΔC/Co<-0.1)；随原子序数增加,重稀土元素活动性逐渐增加。

邹家山铀矿床以绢云母化为主的样品的n(K)/n(Al)(0.24～0.41)明显降低。如上所述,富钾云母、伊利石以及高岭土的n(K)/n(Al)小于0.4。然而,值得注意的是,该组样品Al含量也大幅度降低。前人研究认为,Al在绝大多数热液条件下是稳定存在的,只有当热液流体为酸性环境时,Al才是活动性元素[41]。因此,样品K、Al、Na和Ca的降低是由于岩石遭受以绢云母化为主酸性交代蚀变作用的影响；该组存在的部分样品Ca、Fe和Mg含量的增加可能是由于碳酸盐化、绿泥石化和黄铁矿化的结果。

5.2 钠-钾交代在铀成矿过程中的作用

在以钾-钠长石化样品中,出现钾-钠长石的花岗变晶状结构,说明在钾-钠长石化阶段,整个围岩处于高温环境。在经历钾-钠交代之后,在溶蚀石英的过程中形成一些微小的空间,这些空间被随之形成的方解石充填,这也就说明了钾-钠长石化的样品中CaO增加量(钾长石化ΔC介于6.56%～15.20%,钠长石化ΔC介于-0.67%～9.68%)高于以绢云母化为主的样品(-0.70%～1.53%)。

邹家山铀矿床钠交代矿石铀品位较低,而钾交代矿石铀品位较高,且在邹家山多条矿带中多次采到品位达10%～15%的矿石[5]。与此类似,李满根等[42]认为钾化是富矿体形成的必要条件。然而,本次研究发现,并不是所有的钾交代都是形成富铀矿的。从质量迁移计算显示,钠交代蚀变岩石中U的ΔC/Co介于7.55～227.64,均值为69.56；钾交代岩石样品中以钾长石化为主的样品U的ΔC/Co介于4.30～33.69,均值为18.53；钾交代样品中以绢云母化为主的样品U的ΔC/Co介于6.22～328.98,均值为159.70。因此研究认为以碱交代蚀变为主矿石样品铀含量较低,而以酸交代蚀变为主才是形成富矿的前提条件。

6 结论

通过对邹家山铀矿床新鲜碎斑熔岩及各类不同主要蚀变类型碎斑熔岩元素地球化学特征及运用物质平衡计算方法对各元素迁移规律进行研究,得到以下几点认识。

(1)邹家山铀矿床新鲜碎斑熔岩属于高钾钙碱性,弱准铝质-强过铝质火山岩,此类火山岩具有提供铀源的潜力。

(2)根据微量元素标准化图解表明,新鲜碎斑熔岩与蚀变碎斑熔岩样品具有一定的继承性,但与矿床碎斑熔岩样品标准化模式曲线不同,说明在成矿过程中,岩体经历了成分不同的流体作用。矿化蚀变过程中Th、Zr、Hf等微量元素含量与铀含量变化一致,且铀含量越高HREE相对越富集,对铀成矿有一定指示作用。

(3)研究重点在于根据质量平衡计算与元素迁移规律,得出了蚀变类型与成矿作用之间的关系,邹家山矿床以钾-钠长石化为主的碱性蚀变作用只能形成品位较低的铀矿石,而只有酸性矿化蚀变才是形成富矿的必要条件。