謝宏昊，劉 穎，萬(wàn)建軍，沈 滔

（東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，江西南昌330013）

鹿井鈾礦床印支期花崗巖微量元素地球化學(xué)特征

謝宏昊*，劉 穎，萬(wàn)建軍，沈 滔

（東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，江西南昌330013）

鹿井鈾礦床主要出露的巖性為印支期中粗粒似斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖。在微量元素方面，富集元素Rb、U，而B(niǎo)a、Sr、Ti虧損明顯，具有高的Rb/Sr(平均為9.35)和Zr/Hf值較低(平均為25.03),鈾元素富集，可為巖體內(nèi)鈾礦床的形成提供鈾源；稀土元素總量偏低,平均為120.84ppm，輕、重稀土元素分餾相對(duì)明顯。從微量元素蛛網(wǎng)圖來(lái)看，樣品演化的趨勢(shì)基本相同，表明可能為同時(shí)代同來(lái)源巖漿演化的產(chǎn)物,具有殼源花崗巖的特征；稀土元素配分曲線(xiàn)呈右傾型，Eu虧損明顯;該巖體屬于過(guò)鋁質(zhì)高鉀鈣堿性系列，是巖漿高度分異演化的產(chǎn)物,原始巖漿經(jīng)歷了高分異的演化過(guò)程。

鹿井鈾礦床;花崗巖;微量元素;印支期

1 區(qū)域地質(zhì)概況

鹿井礦田位于華夏地塊與揚(yáng)子地塊結(jié)合部位的華南多期復(fù)合造山帶內(nèi)，萬(wàn)洋山—諸廣山巖漿巖帶中段，湘贛邊境遂川—熱水走滑斷裂斜接部位豐洲拉分盆地的東南緣；處于南嶺活動(dòng)帶[1]，加里東褶皺區(qū)，3條區(qū)域性大斷裂的交匯部位。鹿井礦床位于礦田巖體西接觸帶，豐州盆地南緣，巖漿侵入活動(dòng)繁雜（圖1）。在礦區(qū)東面、東南面主要出露印支期的中粗粒似斑狀黑云母花崗（γ51-2），與上覆寒武系淺變質(zhì)巖向東呈舌狀覆蓋于巖體上呈侵入接觸關(guān)系。

圖1 鹿井鈾礦田地質(zhì)圖

2 元素地球化學(xué)特征

2.1 稀土元素地球化學(xué)特征

鹿井礦床稀土REE標(biāo)準(zhǔn)元素蛛網(wǎng)圖總體均呈“右傾型”（圖2），其特征表明：

（1）Eu負(fù)異常明顯，表明成巖過(guò)程可能存在斜長(zhǎng)石分離結(jié)晶或源區(qū)殘留較多的斜長(zhǎng)石。

（2）在83.45～141.90ppm之間，平均為120.84ppm，低于中國(guó)花崗巖平均值148.8。說(shuō)明該巖體是一個(gè)相對(duì)貧稀土巖體[13-14]，是巖漿高度分異演化的產(chǎn)物。

（3）∑HREE/ΣLREE平均為7.51，遠(yuǎn)大于地球平均值1.15,說(shuō)明輕、重稀土分餾較明顯。

（4）(La/Yb)N比值平均為5.95，(La/Sm)N比值平均值為3.53，(Gd/Yb)N比值平均為0.89，與輕稀土相比，重稀土內(nèi)部不如其分餾強(qiáng)烈。

（5）δEu介于0.22～0.36之間，平均值為0.27，反映了礦床巖體具有強(qiáng)烈Eu負(fù)異常，在REE球粒隕石標(biāo)化圖中Eu的位置明顯出現(xiàn)“谷”。δEu的強(qiáng)烈負(fù)異常也可能反映礦床巖體源巖與貧Eu的泥質(zhì)巖有關(guān)，由于容易與發(fā)生類(lèi)質(zhì)同像而進(jìn)入斜長(zhǎng)石，在斜長(zhǎng)石風(fēng)化成粘土的過(guò)程中，隨而流失，這與華南含錫鎢花崗巖具有強(qiáng)烈Eu虧損一致[15]。

圖2 鹿井花崗巖巖體稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖

（6）δCe介于0.92～1.17之間，平均值為0.99，表明Ce幾乎沒(méi)有異常。從稀土配分圖上來(lái)看，各個(gè)樣品具有相同的走勢(shì)和曲線(xiàn)形態(tài)，表明他們是同源巖漿演化的產(chǎn)物。Eu強(qiáng)烈虧損表明原始巖漿經(jīng)歷了高程度的演化過(guò)程。

3.微量元素地球化學(xué)特征

從微量元素測(cè)試結(jié)果表(表1)和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖上具體表現(xiàn)為以下4點(diǎn)（圖3）：

（1）鹿井礦床過(guò)鋁花崗巖是典型的低Ba、Sr花崗巖，與南嶺東段的強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)花崗巖十分相似，因此與高Ba、Sr花崗巖那樣與海底高原或底侵的高Ba、Sr玄武巖無(wú)成因聯(lián)系，且與島弧花崗巖無(wú)明顯Ba、Sr虧損不一樣，顯示具有殼源花崗巖的特征[16]。

（2）Ti的虧損可能與鈦鐵礦或榍石的結(jié)晶分異作用有關(guān)，從本文的CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算結(jié)果來(lái)看，出現(xiàn)了鈦鐵礦而沒(méi)有榍石，更可能是與前者的結(jié)晶作用關(guān)系更為密切，同時(shí)因?yàn)門(mén)i是不易進(jìn)入熔體而殘留在源區(qū)的一種元素，也說(shuō)明巖漿物質(zhì)可能來(lái)源于地殼[17-18]。

表1 微量元素測(cè)試結(jié)果表

（3）放射性元素U富集，可能與獨(dú)居石等礦物結(jié)晶有關(guān)；巖體具有高U值，屬于高熱花崗巖范疇[19]。U的平均值為509.00，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于華南產(chǎn)鈾花崗巖（9.94）屬于產(chǎn)鈾花崗巖[20]，Th的平均值為19.22，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于大陸地殼的平均值5.6。

（4）Zr,Hf,Nb,Ta作為高場(chǎng)強(qiáng)元素，往往因?yàn)槠浞€(wěn)定性可以用Zr/Hf和Nb/Ta元素比值來(lái)探討物質(zhì)的起源和演化。Nb/Ta均值為3.81，低于正?；◢弾r值（11）[21]，Zr/Hf均值為25.03，低于地幔范圍（34～60）和地殼正?；◢弾r范圍（33～40），但是和流體作用值（25）相當(dāng)[22]。這可能暗示巖漿來(lái)源于地殼物質(zhì)的熔融，并且?guī)r漿快演化至后期的富流體作用階段。因?yàn)楦涣黧w可以使Hf和Ta的含量相對(duì)升高，并且隨著鋯石的結(jié)晶也可導(dǎo)致巖漿中Zr的減少。

4 結(jié)論

從主量、微量和稀土元素地球化學(xué)特征分析得出：

（1）從微量元素蛛網(wǎng)圖來(lái)看，樣品演化的趨勢(shì)基本相同，表明可能為同時(shí)代同來(lái)源巖漿演化的產(chǎn)物，鹿井礦床過(guò)鋁花崗巖是典型的低Ba、Sr花崗巖，顯示具有殼源花崗巖的特征。放射性元素U富集，可能與獨(dú)居石等礦物結(jié)晶有關(guān)，屬于高熱花崗巖范疇。

（2）Nb/Ta均值為3.81，低于正常花崗巖值（11），Zr/Hf均值為25.03，低于地幔范圍（34～60）[23]和地殼正常花崗巖范圍（33～40），但是和流體作用值（25）相當(dāng)。這可能暗示巖漿來(lái)源于地殼物質(zhì)的熔融，并且?guī)r漿快演化至后期的富流體作用階段。

（3）從稀土元素配分圖來(lái)看，各個(gè)樣品具有類(lèi)似的走勢(shì)和曲線(xiàn)型式，表明他們是同源巖漿演化的產(chǎn)物。Eu強(qiáng)烈虧損表明原始巖漿經(jīng)歷了高分異的演化過(guò)程。Ce幾乎沒(méi)有異常。

圖3 鹿井礦床花崗巖微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖

[1]覃金寧,劉紅兵,何春明，等.湖南鹿井鈾礦田黃高地區(qū)成礦斷裂構(gòu)造地球化學(xué)特征及找礦意義[J].華東地質(zhì)學(xué)報(bào)，2003（1）：12-14.

[2]王明太,羅毅,孫志富,等.諸廣鈾成礦區(qū)礦床成因探討[J].北京：鈾礦地質(zhì),1999,15(5):279-285.

[3]李獻(xiàn)華.萬(wàn)洋山—諸廣山花崗巖復(fù)式巖基的巖漿活動(dòng)時(shí)代與地殼運(yùn)動(dòng)[J].中國(guó)科學(xué)B輯,1990（7）:747-755.

[4]羅毅,王明太,李建紅，等.諸廣鈾礦集區(qū)成礦地質(zhì)特征及成礦模式[J].中國(guó)核科技報(bào)告,2002.

[5]沈吉,趙懿英,劉道忠.華南諸廣山花崗巖體中段鍶氧鉛硫同位素研究[J].巖石學(xué)報(bào)，1997（7）:5-8.

[6]Le Maitre R W.The Chemical Variability of Some Common Igneous Rocks[J].Journal of Petrology,1976，17(4):589-598.

[7]孫濤，陳培榮，周新民，等.南嶺東段強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)花崗巖中白云母研究[J].地質(zhì)論評(píng)，2002，48(5):518-525.

[8]孫濤，周新民，陳培榮，等.南嶺東段中生代強(qiáng)過(guò)鋁花崗巖成因及其大地構(gòu)造意義[J].中國(guó)科學(xué)(D輯),2003，33(12):1209-1218.

[9]孫濤.新編華南花崗巖分布圖及其說(shuō)明[J].地質(zhì)通報(bào)，2006.25(3):332-335.

[10]肖慶輝，鄧晉福，馬大銓?zhuān)?花崗巖研究思維與方法[M].北京：地質(zhì)出版社，2002.

[11]肖慶輝，邱瑞照，邢作云，等.花崗巖成因研究前沿的認(rèn)識(shí)[J].地質(zhì)論評(píng)，2007，23(增刊):17-27.

[12]肖慶輝，邢作云，張昱，等.當(dāng)代花崗巖研究的幾個(gè)重要前沿[J].地學(xué)前緣，2003，10(3):221-229.

[13]Haskin,L.A,Haskin,M.A,Frey,F.A,et al..Relative and Absolute Terrestrial Abundances of the Rare Earths.in Ahrens,L.H.ed,Origin and Distribution of the Elements,lntero[J].Ser-Monographs.

[14]Herrmann,A.C,Yurium,Laothaoides,in Handbook of Geochemistry,Wedpohl,K.H,Berlin-Heidelberg-New York[J]. Spinger,1970，39：57-71.

[15]朱金初，徐士進(jìn).華南含錫鎢花崗巖的稀土元素地球化學(xué)特征和巖石成因[J].礦床地質(zhì)，1989，8(3):21-31.

[16]Condie K C.Plate Tectonics and Crustal Evolution[M].Oxford Pergamon Press，1997.

[17]吳烈勤，黃國(guó)龍，沈渭洲，等.粵北下莊花崗巖地球化學(xué)特征與成因研究[J].鈾礦地質(zhì)，2005，21(2):65-71.

[18]郭春麗，王登紅，陳毓川，等.贛南中生代淘錫坑鎢礦區(qū)花崗巖鋯石SHRIMP年齡及石英脈Rb-Sr年齡測(cè)定[J].礦床地質(zhì)，2007，26(4):432-442.

[19]鄭恒有.產(chǎn)熱花崗巖的若干特征[J].中國(guó)地質(zhì)，1991（1）:13-15.

[20]馮明月，何德寶.富鈾花崗巖源巖特征[J].世界科地質(zhì)科學(xué)，2012（1）：21-27.

[21]Green T H.Significance of Nb-Ta as an Indicator of Geoehemical Processes in the Crust-mantle System[J].

[22]Irber W.The lantannide Tetrad Effect and its Correlation withK/Rb,Eu/Eu*,Sr/Eu,Y/Ho and Zr/Hf Evolveing Peralumious Granites[J].Geochim.Cosmochim.Acta,1999，63:489-508.

[23]蔡明海，梁婷，吳德成，等.廣西大廠礦田花崗巖地球化學(xué)特征及其構(gòu)造環(huán)境[J].地質(zhì)科技情報(bào)，2004，23(2):57-62.

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1004-5716(2015)12-0157-03

2015-07-16

2015-08-17

謝宏昊（1991-），男（漢族），江西豐城人，東華理工大學(xué)在讀碩士研究生，研究方向：巖石學(xué)、礦物學(xué)、礦床學(xué)。