青海查查香卡铀多金属矿床钠长岩脉地质特征及其对矿床成因的约束*

陈 擎，赵如意，康利刚，叶雷刚，刘 林，王继斌，鲁宝龙

（1核工业二〇三研究所，陕西咸阳712000；2东华理工大学核资源与环境国家重点实验室，江西南昌330013；3中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京100037）

U、Nb和REE等8个大类41个矿种（组）是中国当前和今后一段时间内的关键矿产（王登红，2019）。近几年，中国政府和科研人员也越来越重视关键矿产的研究、探寻、开发和利用。中国铀矿床在北方以砂岩型铀矿为主，集中产出于伊犁、吐哈、巴音戈壁、鄂尔多斯、二连和松辽等大中型盆地之中（张金带等，2010）；在南方则以硬岩型铀矿为主，集中产出于赣杭、武夷山和桃山-诸广等铀成矿带。产铀火山岩均为陆相酸性岩或碱性岩，分布于古板块之间的古生代褶皱带内或是中新生代活动大陆边缘（蔡煜琦等，2015）。与钙碱性火成岩相比，碱性岩一般含有更高的铀、钍、锆、铌、铍、锂和稀土等元素，具有较好的成矿潜力和找矿前景。

查查香卡铀矿床是青海省第一个探明储量达到中型规模的硬岩型铀矿床，伴生有钍、铌、镧、铈等多金属元素。该矿床是20世纪60年代末发现的，在1∶2.5万伽玛普查中发现异常的铀矿点（324）。2011～2018年，在中国核工业地质局和青海省基金的资助下，核工业二〇三研究所地质科研人员在搜集整理前人资料的基础上，通过地质调查、槽探揭露和钻探控制，将其扩大为具有中型规模铀矿床，并伴生Th-Nb-LREE等多种关键金属元素的矿床。傅成铭等（2011）认为该矿床具有钠交代型铀矿化特征，与中国西北龙首山地区芨岭矿床、新水井矿床和冷龙岭矿床具有一定的相似性。柴达木盆地东北缘多期多阶段构造-岩浆活动是铀成矿的先决条件，区域断裂构造破碎带为铀矿化提供了导矿和容矿空间，中酸性岩浆活动形成的碱性脉体、酸性热液为成矿提供了丰富的铀源（刘林等，2013；廉康等，2016）。钟军等（2018）认为查查香卡U-Th-Nb-REE矿床是一种与钠长岩相关的岩浆-热液矿化类型。笔者自2011年起对查查香卡铀矿床开展铀矿地质勘查与研究工作，本文首先在介绍该矿床地质特征的基础上，通过LA-ICPMS锆石U-Pb年龄测试限定钠长岩脉的侵位时代，进而约束其成矿时代和背景。对比钠长岩脉和无矿化、弱铀异常（10×10-6≤w(U)＜100×10-6）、铀异常（100×10-6≤w(U)＜300×10-6）、铀 矿 化（300×10-6≤w(U)＜500×10-6）和工业铀矿化（w(U)≥500×10-6）斜长角闪片岩的地球化学特征，探讨矿床成因类型、成矿过程，指明下一步找矿方向。

1 区域地质背景

查查香卡铀多金属矿床位于柴达木盆地东北缘Pb-Zn-Mn-Cr-Au-白云母成矿带上，大地构造位于滩间山蛇绿杂岩-岛弧构造带内，南邻鱼卡河-沙柳河高压-超高压变质带，北接欧龙布鲁克微陆块（图1a）。欧龙布鲁克微陆块具有典型的双层结构，基底由德令哈杂岩和原达肯达坂岩群的变质表壳岩组成，盖层为一套未变质弱变形的陆内盆地沉积过渡到海相沉积地层（王惠初，2006）。滩间山蛇绿-岛弧杂岩构造带主要由滩间山火山岛弧带（原滩间山群）、蛇绿杂岩带（辉长岩、超镁铁岩及部分滩间山群火山岩）和达肯达坂弧后盆地（达肯达坂岩群）3部分组成。滩间山火山岛弧带以变质基性-中性火山岩为主，少量酸性火山岩，夹有少量变质细碎屑岩和碳酸盐岩。鱼卡河-红柳河高压-超高压变质带的物质组成除榴辉岩外，还有新元古代花岗质片麻岩和鱼卡河变质表壳岩系（王惠初，2006）。

图1 青海省查查香卡铀多金属矿床区域地质（a）、矿床地质（b）及勘探线剖面图（c）1——奥陶系—志留系滩间山群；2—古元古界达肯达坂群；3—加里东期花岗闪长岩；4—基性岩（脉）块；5—脆性断层和编号；6—韧性断层和编号；7—构造破碎带；8—斜长角闪片岩；9—构造碎裂岩化斜长角闪片岩；10—糜棱岩化斜长角闪片岩；11—铀矿化体（0.03%＜w(U)＜0.05%）；12—工业铀矿体（w(U)＞0.05%）；13—钻孔位置；14—探槽位置；15—锆石U-Pb年龄样品取样位置Fig.1 The regional geology(a),deposit geology(b)and exploration line profile(c)of Chachaxiangka uranium-polymetallic deposit in Qinghai Province 1—Ordovician—Silurian Tanjianshan Group;2—Paleoproterozoic Dakendaban Group;3—Indo-Chinese epoch granite;4—Mafic blocks and dikes;5—Brittle fault and its number;6—Ductile fault and its number;7—Structural fractured zone;8—Plagioclase amphibole schist;9—Tectonic cataclastic plagioclase amphibole schist;10—Mylonitization plagioclase amphibole schist;11—Uranium mineralized body(0.03%＜w(U)＜0.05%);12—Industrial uranium ore body(w(U)＞0.05%);13—Drilling position;14—Trench position;15—Sampling location of zircon U-Pb dating

区域构造线呈北西-南东展布为主，脆性、韧性、脆韧性断裂成为上述各群组和地质单元间的接触界线。区域上火山岩发育于滩间山群内部，以灰绿色安山质熔岩、玄武质熔岩和火山碎屑岩为主，玄武岩与安山岩之间为渐变过渡关系，见有少量中基性岩脉（岩块）穿插于熔岩之内。侵入岩主要为古生代英云闪长岩、花岗闪长岩、黑云母花岗岩、二长花岗岩等。

柴达木盆地北缘在新元古代晚期—中生代早期先后经历了Rodinia超大陆裂、加里东期碰撞造山、海西期板内裂解和海西期—印支期造山运动（戴荔果，2019），形成了喷流-沉积型铅锌矿床（如锡铁山）、块状硫化物型铜硫矿床（如青龙滩），以及与侵入岩有关的岩浆-热液型铀、金、稀土、稀有金属矿床（高晓峰等，2011；傅成铭等，2011；孙华山等，2012；刘林等，2013；张孝攀等，2015；廉康等，2016；王会敏等，2016）。

2 矿床地质

矿区出露的地层包括古元古代达肯达坂岩群和奥陶纪—志留纪滩涧山群（图1b）。达肯达坂岩群是矿区出露最早的变质结晶基底，是一套片麻岩、石英片岩和斜长角闪片岩等岩石组成的高级变质岩系，前人定年结果表明其主要形成于古元古代（张建新等，1997；陆松年等，2002），是一套区域性的富铀建造，其w(U)为16.3×10-6～28.9×10-6。滩间山群在柴达木盆地北缘断续出露，不同地段其形成时代略有差异，矿区出露者形成于奥陶纪，其主体变质时间为志留纪（李峰等，2007；高晓峰等，2011；张孝攀等，2015），为一套绿片岩相变质火山-沉积岩，岩性主要为斜长角闪片岩、绿泥石绿帘石片岩和部分变余中基性-基性火山岩。

矿区北部大面积出露加里东期花岗闪长岩（435.1±1.1）Ma，另有闪长岩、黑云母花岗岩、正长花岗岩和钠长岩（401.7±6.3）Ma呈岩脉状侵入于滩间山群和达肯达坂岩群之中。花岗闪长岩的西南侧和西北侧都以断裂与滩间山群相接，东北侧局部可见二者呈侵入接触关系。滩间山群中以构造接触产出的基性岩块（脉）为蛇绿岩的组成部分，岩性主要为辉石角闪岩。钠长岩脉沿构造裂隙和片理侵入至斜长角闪片岩之中（图2a、b），宽度0.3～30 cm者较多，个别可达几米宽，细晶结构为主（图2c），有的呈细脉浸染状侵入至斜长角闪片岩之中。

矿区内地层和断裂展布以北西向为主，断裂多数发育同碰撞韧性剪切和碰撞后脆性碎裂相叠加的特征，自北向南依次将它们编号为F1～F8，其中北东向和北北东向断裂编号为F9和F10，二者是成矿后走滑破矿断裂；F4和F5韧-脆性断裂是矿区的主要控矿断裂（图1b、c），其早期为韧性，后叠加脆性，形成了宽度近百米的断裂破碎糜棱岩带，主要由糜棱岩、碎裂岩、断层泥组成。这2个断裂破碎带是查查香卡矿床的主控矿断裂，呈北西向展布，倾向北东，倾角45°～50°，宽65～245 m，长度约7 km。

查查香卡铀多金属矿床现已发现的工业铀矿体主要分布于F4断裂带内，F5断裂带则内以铀矿化体为主。已控制的11个U-Th-Nb-REE矿体，长度123～400 m，厚度0.88～20.07 m，品位属中低品位（0.035%＜w(U)＜0.25%）（陈擎等，2020）。矿石类型主要有钠长岩脉型、微细浸染脉型和角砾岩型3个类型。钠长岩脉型矿石是呈红色的钠长岩脉侵位于斜长角闪片岩的裂隙之中（图2a），局部有膨大、收缩、分支复合、尖灭再现现象。微细浸染脉状矿石又被称为糜棱岩化斜长角闪片岩型（陈擎等，2020），是以糜棱岩化斜长角闪片岩中以发育大量红色微细浸染状钠长岩脉为特征（图2b），其中的微细钠长岩脉宽度一般小于5 mm，常见与脉状矿石相连通。角砾状矿石是斜长角闪片岩碎裂形成角砾后，由暗红色含矿钠长岩作为基质胶结而成（图2c）。

为详细地研究矿石矿物的组成和先后生成顺序，笔者选择了脉状、微细浸染脉状和角砾状矿石的代表性样品进行了显微镜观察、扫描电镜观察、能谱分析和电子探针测试，这部分观察与测试工作是在东华理工大学核资源与环境国家重点实验室完成的。所得的结果与钟军等（2018）报道较为一致：不论何种矿石类型，其中主要的含铀矿物都是晶质铀矿、铀烧绿石、钍铀矿、铌钛铀矿等；含钍矿物主要为钍石、独居石和锆石等；含铌矿物有维铌钙矿、烧绿石和可能为含铌榍石的矿物；含稀土矿物以褐帘石为主，含有少量的氟碳铈矿等（图2e、f）。矿石中的脉石矿物主要有角闪石、斜长石、钠长石、绿泥石、绿帘石、方解石以及少量黄铁矿等。

图2 查查香卡铀多金属矿床矿石特征图a.脉状矿石特征；b.细脉浸染状矿石特征；c.角砾状矿石特征；d.钠长岩脉镜下特征（+）；e.微细浸染状矿石镜下特征（+）；f.微细浸染状矿石背散射图像；g、h.矿石矿物的背散射图像特征Ab—钠长石；All—褐帘石；Am—角闪石；Chl—绿泥石；Ep—绿帘石；Or—正长石；Pl—斜长石；Pyr—烧绿石；U—晶质铀矿Fig.2 Ore characteristics of Chachaxiangka uranium-polymetallic deposit a.Albitite vein;b.Plagioclase amphibole schist with uranium mineralization;c.Microscopic characteristics of albitite vein(+);d.Alteration characteristics of plagioclase amphibole schist(+);e.BSE image of thin vein U-Nb-LREE;f.BSE image of U-Nb-LREE;g,h.BSE image characteristics of ore minerals Ab—Albite;All—Allanite;Am—Amphibole;Chl—Chlorite;Or—Orthoclase;Pl—Plagioclase;Pyr—Pyrochlore;U—Uraninite

根据矿物的形态和相互之间的包裹、溶蚀及穿切关系，矿床成矿作用过程可分为岩浆阶段、热液阶段和成矿后3个阶段（图3）。岩浆阶段产出的晶质铀矿、钍石、烧绿石和维铌钙矿呈半自形粒状或是“水滴状”矿物包裹体产出，钟军等（2018）认为这种“水滴状”矿物包裹体是岩浆熔体中-早期结晶矿物被残余熔体结晶矿物包裹生长的产物。富含轻稀土的褐帘石集合体呈团块状、浸染状产出（图2f），晶形以呈他形为主，其围绕晶质铀矿、烧绿石等岩浆期晶出的矿石矿物，或将之包裹其中（图2g）。这种现象在脉状、细脉状浸染状和角砾状矿石中都可以看到。成矿后热液以发育细脉、网脉状白色石英、方解石为特征，不仅穿切了斜长角闪片岩，还穿切了所有类型的矿体（图2b、d）。

图3 查查香卡铀多金属矿床矿石矿物生成顺序图Fig.3 The Generating sequence of ore mineral in Chacha-Xiangka uranium-polymetallic deposit

3 钠长岩脉锆石U-Pb年龄

3.1 样品采集、制作与分析

用于锆石原位U-Pb年龄测试的钠长岩脉采集于查查香卡铀多金属矿床7号勘探线，具体采样位置见图1b和图1c。钠长岩脉在露头和钻孔中呈现橘红色、肉红色或暗红色（图2a），块状构造，细晶结构，钠长石含量约占85%～90%（图2d），另有少量正长石（＜5%）、斜长石（＜5%）和石英（＜5%），以及微量的副矿物。

锆石分选、制靶和照相是在廊坊市拓轩岩矿检测服务有限公司完成的。碎样后采用常规重液和电磁分选并结合双目镜下手工挑选的方法获取纯净锆石颗粒。为避免人为筛选，在挑选锆石时要求不区分颜色、粒度和自形程度，尽可能全部或绝大部分挑出。不分类别随机挑选锆石颗粒用树脂固定制成样品靶，经过磨制抛光，粘于样品靶面的锆石内部剖面得以完全暴露；对制好的样品靶进行反射光、透射光及阴极发光(CL)照相，以获取锆石的结晶形态及内部结构信息，用以选取合适的区域进行U-Pb同位素测定。锆石阴极发光照相使用FEI QUANTA 450(配有MONO CL4)扫描电镜完成。

LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测试在中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室完成。实验使用Neptune型多接收电感耦合等离子体质谱仪和Newwave UP213紫外激光剥蚀系统完成。激光剥蚀单点束斑30 μm，频率10 Hz，能量2.5 J/cm2，以高纯Ar气和He气为载气，使用的标样有SRM610、GJ-1和91500，数据离线处理所使用的软件为ICPMSDataCal V4.6（赵如意等，2020）。

3.2 测试结果

在对钠长岩脉中锆石进行LA-ICP-MS测试之前，首先通过锆石反射光、透射光和CL照片进行靶位圈定（图4）。优选震荡环带发育、透光性相对较好的锆石，在反射光照片上选择相对平整、凹点较少部位进行测试。查查香卡矿床钠长岩脉中的锆石多数呈半透明的棕色-深棕色，少量呈透明的浅棕色，粒状，双锥不甚发育，个别锆石发育有短锥状晶形。锆石长度为65～150 μm，长宽比值约1～1.5。从CL图像（图4）中可以看出，锆石呈深灰色-灰黑色，个别呈浅灰色，大多数内部结构相对单一，震荡环带依稀可见，只有个别环带较清晰，具有碱性岩锆石Th、U含量较高致使CL图像较暗的特征。

图4 查查香卡铀多金属矿床钠长岩脉锆石CL图像与反射光图像特征及测点位置图Fig.4 The zircon CL images and Reflected light images of zircon in albitite dike from the Chachaxiangka U-polymetalic deposit in Qinghai Province

本次锆石测试过程中，共选择了25个点进行测试，但是由于Th、U含量过高，超过了检测量程，只有8个点获得了较为可靠的数据（表1）。从表1可以看出，查查香卡钠长岩脉中锆石的Th、U含量很高，w(Th)为(1106～3929)×10-6，平均值为2601×10-6；w(U)为(5108～19891)×10-6，平均值为11732×10-6；Th/U值为0.20～0.64，平均值为0.27。在206Pb/238U-207Pb/235U谐和图（图5a）中，所有测点相对位于谐和线右侧并略有偏差。8个测点的加权平均年龄为（401.7±6.3）Ma（n=8，MSWD=0.22，置信度98%）（图5b）。

图5 查查香卡铀多金属矿床钠长岩脉锆石谐和年龄（a）和加权平均年龄直方图（b）Fig.5 The diagrams of zircon concordia age(a)and weighted average age(b)of albitite dike from the Chachaxiangka U-polymetalic deposit in Qinghai Province

表1 青海省查查香卡铀多金属矿床钠长岩脉LA-ICP-MS锆石同位素分析结果表Table 1 The analytical data table of LA-ICP-MS zircon U-Pb isotopes from albitite dike in the Chachaxiangka U-polymetalic deposit in Qinghai Province

4 岩石地球化学特征

本文使用地球化学数据主要是2011～2018年查查香卡矿床预查到普查阶段所取的露头、探槽和岩芯样品。其中，钠长岩脉样品7件，无矿化蚀变斜长角闪片岩样品75件，弱铀异常（w(U)＜100×10-6）斜长角闪片岩样品188件，铀异常（100×10-6≤w(U)＜300×10-6）斜长角闪片岩样品232件，铀矿化（300×10-6≤w(U)＜500×10-6）斜长角闪片岩样品52件，工业铀矿化（w(U)≥500×10-6）斜长角闪片岩样品36件。样品主量元素、微量元素和稀土元素测试分析全部在核工业二〇三研究所分析测试中心完成，测试过程、标准和数据处理过程请参考赵如意等（2015），样品测试结果列于表2。

4.1 主量元素特征

查查香卡铀多金属矿床钠长岩脉中w(SiO2)为61.06%～64.42%，平均值62.67%；Na高而K低，w(Na2O)为8.22%～10.74%，平均值9.56%；w(K2O)为0.08%～1.13%，平均值0.61%，Na+/K+比值为13.5～185，平均值为57.0；在TAS图解中钠长岩脉样品落入正长岩和正长闪长岩区域（图6a）。钠长岩脉中w(Al2O3)较 高，其 值 为17.44%～19.22%，平 均 值18.39%；w(FeO)为0.84%～2.12%，平均值1.61%，w(Fe2O3)为1.00%～2.58%，平均值1.95%；w(MgO)为0.15%～1.36%，平 均 值0.60%；w(MnO)为0.03%～0.20%，平均值0.09%；w(CaO)为2.04%～4.65%，平均值3.25%。

斜长角闪片岩样品在TAS图解（图6b）中全部落入玄武岩的区域，是区域上滩间山群下部基性火山岩的组成部分，具有岛弧火山岩的性质（高晓峰等，2011）。从表1可以看出，随着蚀变矿化的增强，无矿化、弱铀异常、铀异常、铀矿化、工业铀矿化斜长角闪片岩的主量元素有如下特征：w(SiO2)逐渐降低，其平均值依次为46.57%、46.37%、45.03%、43.77%、42.95%；w(Na2O)逐渐升高，平均值依次为1.92%、2.01%、2.51%、2.57%和3.37%；w(K2O)明显升高，平均值分别是0.73%、1.04%、1.55%、1.57%和1.58%，Na+/K+比值为2.47～3.97，平均值为3.01；w(Al2O3)略有减少，平均值分别为14.64%、14.51%、14.43%、13.98%和13.60%；w(CaO)增加趋势明显，平均值依次为11.90%、11.52%、13.01%、13.42%和13.94%；w(P2O5)逐渐增加，平均值依次为0.11%、0.12%、0.17%、0.20%和0.31%；烧失量也有一定程度的增加，其平均值分别为4.11%、4.34%、5.01%、5.45%和6.25%；w(TiO2)大幅度降低，其平均值依次为0.64%、0.49%、0.26%、0.18%和0.19%；w(MgO)先减少后又增加，平均含量依次为9.05%、8.20%、9.73%；此外，w(FeO)有所降低，其平均值依次为5.44%、3.84%、3.66%、3.66%和3.54%；w(Fe2O3)有所升高，其平均值依次为3.46%、3.58%、3.46%、3.72%和4.06%；w(MnO)也有一定的增加趋势，其含量平均值依次为0.20%、0.21%、0.28%、0.28%和0.34%。

图6 查查香卡铀多金属矿床斜长角闪片岩和钠长岩脉TAS图解（a和b底图引自杨学明等，2000）Fig.6 TAS graphic of plagioclase amphibole schist and albitite vein in Chachaxiangka uranium-polymetallic deposit(base map of a and b after Yang et al.,2000)

4.2 稀土元素特征

查查香卡铀多金属矿床钠长岩脉和无矿化、弱铀异常、铀异常、铀矿化以及工业铀矿化斜长角闪片岩的稀土元素含量及参数计算结果见表2。钠长岩脉的稀土元素总量（ΣREE）为（521～2197）×10-6，轻稀土元素总量（ΣLREE）为（508～2157）×10-6，重稀土元素总量（ΣHREE）为（11.4～39.4）×10-6，弱负铕异常（δEu=0.76～1.01），平均值为0.86。在球粒陨石标准化稀土元素配分曲线图（图7a）中，查查香卡矿床钠长岩脉呈现出从左至右较陡倾斜的特征。

无矿化斜长角闪片岩的稀土元素总量（ΣREE）为91.4×10-6，轻稀土元素总量（ΣLREE）为82.5×10-6，重稀土元素总量（ΣHREE）为8.93×10-6。弱铀异常、铀异常、铀矿化、工业铀矿化斜长角闪片岩中稀土元素总量（ΣREE）依次为1401×10-6、3454×10-6、4473×10-6和5856×10-6。其中，轻稀土元素总量（ΣLREE）依次为1377×10-6、3420×10-6、4433×10-6和5803×10-6，重稀土元素总量（ΣLREE）依次为23.7×10-6、33.7×10-6、39.5×10-6和52.5×10-6。在球粒陨石标准化稀土元素配分曲线图（图7a）中，斜长角闪片岩左端缓倾斜而右端较平缓，与区域上柴达木盆地北缘滩间山群玄武岩稀土曲线特征相似（高晓峰等，2011）。而弱铀异常、铀异常、铀矿化、工业铀矿化斜长角闪片岩的配分曲线图（图7a）呈现出自左向右的陡倾斜，其曲线特征与钠长岩脉更为相似，尤其是弱铀异常斜长角闪片岩的稀土曲线特征几乎与之完全一致。随着铀矿化强度的增加，斜长角闪片岩稀土元素配分曲线位置不断升高，并呈现出一定强度的负铕异常，它们的铕异常值（δEu）为0.69～0.79，平均值为0.73。

4.3 微量元素特征

查查香卡铀多金属矿床钠长岩脉和斜长角闪片岩的微量元素含量见表2。由于该矿床是UNb-LREE多金属矿床，钠长岩脉和弱铀异常、铀异常、铀矿化以及工业铀矿化斜长角闪片岩中的U、Th、Nb、Pb的含量很高。总的来看，在原始地幔标准化微量元素蛛网图（图7b）中，样品呈现出左端高峰耸立、右端缓坡降低的“四凹”曲线特征：即不同矿化强度的斜长角闪片岩的微量元素蛛网图与钠长岩脉的更为相似，在位置上也明显高于无矿化斜长角闪片的微量元素蛛网图；与高场强元素Th、U、La、Ce、Pb的高强度富集相比，大离子亲石元素Rb、Ba和Sr明显相对亏损，高场强元素有Zr、Hf和Ta相对亏损，形成了4个部位相对凹陷的曲线特征。

表2 青海省查查香卡铀多金属矿床钠长岩脉与赋矿斜长角闪片岩主量元素(w（B）/%)、微量元素（w（B）/10-6）和稀土元素（w（B）/10-6）含量表Table 2 Main elements(w（B）/%),trace elements(w（B）/10-6)and rare earth elements(w（B）/10-6)of albitite vein and ore-bearing plagioclase amphibole schist in Chachaxiangka uranium-polymetallic deposit

图7 查查香卡铀多金属矿床主要岩矿石球粒陨石标准化稀土元素配分曲线图（a）和原始地幔标准化微量元素蛛网图（b）（标准化数值据文献Sun et al.,1989；滩间山群斜长角闪片岩数据引自高晓峰等，2011）Fig.7 The chondrite-normalized REE patterns(a)and primitive mantle-normalized trace element patterns(b)of major rock and ore in Chachaxiangka uranium-polymetallic deposit(normalized data from Sun et al.,1989；The data of amphibolite schist from Tanjianshan Group followed Gao et al.,2011)

5 讨论

5.1 铀多金属矿化成因

矿床成因机制直接影响了找矿勘查方向，所以一直都是矿床学研究的重中之重。众所周知，铀在温度高于600℃时，通常呈细小的铀矿物颗粒分散于花岗岩体之中，不利于形成有规模的矿体。但是当温度介于350～450℃时，晶质铀矿常与云英岩化、绢英岩化共生形成铀矿体，如下庄矿田竹山下铀矿床、石土岭铀矿床以及赛马碱性岩型铀矿床等（胡宝群等，2001；杜乐天等，2009；邬斌等，2018），而中低温热液条件下，铀更多的是以沥青铀矿的形式存在。从矿石矿物的主要组成看，查查香卡铀多金属矿床的铀主要赋存于晶质铀矿之中；另有少量钍铀矿和铌钛铀矿；铌主要赋存于烧绿石和维铌钙矿之中；稀土元素则主要赋存于褐帘石和氟钛铈矿之中。但是，侵入细脉浸染状钠长岩的赋矿斜长角闪片岩发生的蚀变以绿泥石化、赤铁矿化、方解石化为主，属于中低温蚀变矿物组合，与晶质铀矿的形成温度存在明显的差异。由前述可知，这些矿石矿物都是钠长岩岩浆结晶阶段晶出的矿物（图3），它们主要赋存于钠长岩脉内部或者是钠长质胶结物之中。钟军等（2018）观察到褐帘石、氟钛铈矿等矿石矿物呈不规则状与细小片状绿泥石及他形粒状石英共生，且局部见有富钙的易变辉石，说明钠长岩脉侵位时斜长角闪片岩的温度相对较低，轻稀土成矿作用发生于迅速冷却环境中。因其在空间上产出于钠长岩脉内部或是与钠长岩脉紧邻的斜长角闪片岩之中，因此，该矿床铀多金属成矿作用与钠长岩脉相关的可能性更大。

从矿石类型看，查查香卡铀多金属矿床的矿石类型主要有钠长岩脉型、微细浸染脉型和角砾岩型。钠长岩脉型是指赋矿岩石是钠长岩脉，它是矿床的主要矿石类型之一。微细浸染脉型矿石是糜棱岩化斜长角闪片岩中发育大量红色微细浸染状钠长岩脉，该类矿石的铀多金属矿化品位与糜棱岩化强度无关，但是其中发育微细浸染状钠长岩脉的密度和强度越大时其中的矿化强度就越高。角砾岩型铀多金属矿石的角砾为斜长角闪（片）岩，胶结物为红色钠长岩。所以，查查香卡矿床铀多金属矿化类型的本质是钠长岩型矿化。

从地球化学特征（表2，图7）看，弱铀异常、铀异常、铀矿化、工业铀矿化斜长角闪片岩不论是球粒陨石标准化稀土元素配分曲线图还是原始地幔标准化微量元素蛛网图，都与钠长岩脉的一致，而与无矿化斜长角闪片岩的曲线位置和特征相差甚远。Th和U在岩浆和高温热液中地球化学特征较为相似，常以类质同象矿物产出，但是在中低温热液中，只有U以U6+组成络合物运移，络合物分解后以U4+形成沥青铀矿和铀石等矿物，其中不含或只含微量Th。查查香卡铀多金属矿床的Th和U密切正相关（图8a），拟合出斜率为2.053的直线，这与云南牟定含巨粒晶质铀矿钠长岩脉、埃及Southern Sinai地区含U-Th-Nb-Y-Zr钠长岩脉地球化学特征相似（王凤岗等，2020）。该矿床的Th、Nb、La、Ce、Sm、Ga、Yb和Lu与U之间都存在密切的正相关关系（图8b～h），综上所述，查查香卡铀多金属矿床是与钠长岩脉相关的岩浆型矿床。

图8 查查香卡铀多金属矿床U与Th（a）、Nb（b）、La（c）、Ce（d）、Sm（e）、Ga（f）、Yb（g）及Lu（h）等多元素相关性图解Fig.8 The correlation graphic between U and Th（a）,Nb（b）,La（c）,Ce（d）,Sm（e）,Ga（f）,Yb（g）and Lu（h）of Chachaxiangka uranium-polymetallic deposits

5.2 成矿时代与成矿背景

查查香卡铀多金属矿床位于柴达木盆地东北缘Pb-Zn-Mn-Cr-Au-白云母成矿带上。按铀成矿区带划分，该矿床位于赛什腾山—阿尔茨托山铀成矿带乌兰南山铀多金属成矿亚带上（黄净白等，2005）。已经发现有锡铁山铅锌矿、青龙滩铜矿、赛坝沟金矿、乌达热呼金矿、拓新沟金矿、滩间山金矿、绿梁山镉矿、红旗沟锰矿和多罗尔什白云母矿等。这些成矿作用与区域上多旋回构造岩浆活动密不可分，区域上经历了板内裂谷扩展为古特提斯洋的一部分（新元古代）、滩间山洋向北俯冲（510～440 Ma）、柴达木 盆地 北缘碰撞造山（440～410 Ma）、碰撞后海西期板内裂谷（400～360 Ma）及柴达木盆地南北统一（印支期）等几个重要的地质演化阶段（王惠初，2006；宋述光等，2011；吴才来等，2014；戴荔果，2019）。

查查香卡铀多金属矿区出露的大面积花岗岩闪长岩曾被厘定为海西期，其分异出的碱性热液交代了斜长角闪片岩，并带来了丰富的成矿物质（傅成铭等，2011；刘林等，2013；廉康等，2016）。然而，最新获得的花岗闪长岩锆石U-Pb年龄为（435.1±1.1）Ma，具有同碰撞花岗岩的地球化学特征（陈擎等，未发表）。并且，同碰撞构造背景不利于U、Th等大离子亲石元素的富集成矿。与铀多金属矿化相关的钠长岩脉LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为（401.7±6.3）Ma（n=8，MSWD=0.22，置信度98%），此时的柴达木盆地北缘造山作用已经结束，统一的全吉-祁连地块形成。所以，该矿床成矿地质背景是碰撞造山结束后的板内构造环境，这与Rb/30-Zr-Ta*3构造环境判别图（图9a）中钠长岩脉样品所落的位置完全一致。

5.3 钠长岩脉成因

虽然查查香卡铀多金属矿床所见的钠长岩脉中未见有碱性暗色矿物，但它主要由钠长石组成，属于碱性岩。碱性岩通常是硅不饱和、富碱的一类岩石，其来源于富集岩石圈地幔，多形成于大陆裂谷、板内和碰撞后伸展环境（邬斌等，2018）。钠长岩早期被认为是钠交代岩，随着钠长岩型矿床的发现，才开始逐渐出现。一般认为钠长岩可以是下地壳-上地幔辉长质岩浆岩演化分异或是碱性花岗岩演化分异的产物。成因不同，FeO/MgO分子比不同，辉长质岩浆岩分异产出者FeO/MgO为0.7～1.6，平均值1.2，而花岗质岩浆高度演化成因者一般为1.0～5.1，平均值2.7。查查香卡钠长岩脉FeO/MgO分子比为1.67～9.75，平均值3.15，指示其可能由碱性花岗岩分异演化而来。该矿床中的钠长岩脉强烈富集高场强元素U、Th、Nb、Ta和Pb以及LREES，相对亏损Zr、Hf和Y，这种特质并非正常的基性岩浆结晶分异所能形成，也不可能是花岗质岩浆高度演化分异的产物，因为其不具备高演化花岗岩特征性的“海鸥式”稀土元素配分曲线。而更可能是来源于同时富集LREE和HFSE的地幔源区（钟军等，2018）。在R1-R2判别图解（图9b）中，查查香卡钠长岩脉的样品全部落入地幔分异产物的区域。结合前述钠长岩脉的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为（401.7±6.3）Ma，成岩成矿地质背景为碰撞造山作用结束后统一的板内构造环境。此时的区域应力趋于舒展，下部山根拆沉作用开始出现，深部的富集地幔岩石圈低程度部分熔融形成了富含U-Th-Nb-LREE的钠长质岩浆。

5.4 找矿方向

从成矿时间上看，早古生代及以前的地质体才有可能成为本区该类型铀多金属矿床的有利赋矿围岩。从空间上看，查查香卡铀多金属矿床的工业铀矿体主要分布于北东向F10断裂以东，其西侧的构造破碎带内铀矿化（300×10-6≤w(U)＜500×10-6）到铀异常（100×10-6≤w(U)＜300×10-6）为主。F10断裂是右行逆断层，东部矿体相对抬升而西部矿体相对下降。东部矿带以钠长岩脉较宽且以铀为主，西部矿带钠长岩脉较细伴生较多钍矿化，可能是钍石较晶质铀矿晶出晚而更多的富集于钠长岩脉上部的原因。因此，西部矿带的深部具有较大的铀多金属找矿前景。东部矿带钠长岩脉出露于宽约250 m的构造破碎带内，脉体宽度0.1 cm到几十cm。钠长岩本身是富含铀、钍、铌、稀土的岩浆岩，东部矿带的深部可勘查范围内是否存在较大的钠长岩脉、岩墙、岩枝甚至岩株？在它们的内部和接触带附近应该会存在厚度较大、连续性较好、品位较富的铀-钍-铌-轻稀土铀矿体，具有更大的找矿潜力。

6 结论

（1）青海省查查香卡铀多金属矿床主要的矿石矿物有晶质铀矿、钍石、烧绿石和褐帘石，钠长岩脉型、微细浸染脉型和角砾岩型铀矿石的本质都是钠长岩型矿化。成矿物质与钠长质岩浆一起运移定位于钠长岩脉内部及近邻围岩之中，成矿温度较高，成矿期热液作用有限。

（2）查查香卡矿床中钠长岩脉的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(401.7±6.3)Ma，它是在柴达木盆地北缘早古生代造山作用结束后的板内环境中，由深部富集地幔低程度部分熔融而来。

（3）矿区西部具有钠长岩脉型铀多金属矿的找矿潜力，而东部则有可能发现岩体型矿体，具有更大的找矿潜力。

致谢感谢两位审稿人细心认真地审稿，针对本文存在的问题提出了建设性意见。