，，，

(1.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029；2.中國核工業(yè)集團公司，北京 100045)

龍首山巖漿活動帶是中國內(nèi)陸一條極具特色的鈾成礦帶，其西段發(fā)育世界上少有的偉晶狀白崗巖型紅石泉鈾礦床，東段產(chǎn)有世界著名的與超基性巖有關的Cu-Ni-PGE硫化物礦床，中段產(chǎn)有與加里東花崗巖有關的堿交代型鈾礦床芨嶺(701)礦床和新水井(706)礦床。堿(鈉)交代型鈾礦床深受廣大核地質(zhì)工作者的關注，幾十年來已發(fā)表有不少代表性專著(王傳文等，1963；杜樂天，1982，1986,1996，2001，2015；杜樂天等，1995)，其對肯定該礦床熱液鈉交代類型及堿交代等理論突破和推廣具有非常重要意義。對研究區(qū)含礦主巖及鈾礦床成因這一關鍵問題，筆者據(jù)長期野外工作和近來大量鏡下觀察，包括各種分析資料整理結果初步探討如下。

1 大地構造位置和區(qū)域地質(zhì)構造格架及其區(qū)域地層含鈾(釷)性

1.1 大地構造位置和區(qū)域地質(zhì)構造格架

研究區(qū)位于華北板塊西南邊緣、華北板塊龍首山陸緣帶內(nèi)。南倚華北板塊的河西走廊弧后海盆以及北祁連縫合帶；南為另一構造單元——中祁連板塊的中祁連離散型島弧地體(湯中立等，1999)。據(jù)近期發(fā)表中國板塊劃分意見，該區(qū)處于一級柴達木-華北陸塊大地構造單元，阿拉善微陸塊二級構造單元，三級構造單元龍首山-雅布賴山地塊中，其北鄰狼山古生代坳陷帶，東鄰騰格里增生楔2個三級構造單元，南鄰祁連早古生代造山帶二級構造單元中的河西走廊新生代盆地及北祁連晚元古—早古生代海溝系、中祁連古島弧3個三級構造單元(劉訓等，2015)。

龍首山地區(qū)發(fā)育有828～845Ma金川超鎂鐵質(zhì)侵入體和971～845Ma片理化花崗巖體。金川巖體中產(chǎn)有儲量居全球第三位的Cu-Ni硫化物礦床。這些新元古代侵入體表明，阿拉善陸塊很可能不是華北克拉通的西部組成，而是一塊碎裂后的Rodinia超大陸的碎塊，具有與南面祁連陸塊相似的構造屬性(夏林圻等，2016)。祁連陸塊是一個具有古生代沉積巖系蓋層和前寒武系基底的疊瓦式逆沖帶，陸塊西南出露古元古代花崗片麻巖(2.47～2.2Ga)、淡色花崗巖(1.96～1.91Ga)和環(huán)斑花崗巖(1.77～1.76Ga)組成的前寒武紀雜巖，研究者認為北祁連洋的海底擴張可能一直延續(xù)到516Ma。全球性早古生代大洋是在新元古代由于Rodinia超大陸裂解而被打開。該大洋在早古生代末閉合和最終碰撞，形成了歐洲加里東造山帶和中國的中央造山帶。祁連陸塊和阿拉善陸塊碰撞之前，520Ma開始，北祁連大洋巖石圈是向北或北東方向俯沖到阿拉善陸塊之下，與此同時南祁連大洋巖石圈是向北俯沖到祁連陸塊之下。洋殼俯沖過程中，洋殼組分逐漸轉(zhuǎn)變榴輝巖相，脫水釋放獨立的流體H2O，隨著俯沖加深發(fā)生富H2O中性和酸性部分熔融體，爾后進入地幔楔，并被有效降低其固相線促使發(fā)生熔融引發(fā)島弧巖漿作用。大約在520Ma時，低角度向北俯沖的北祁連大洋板片發(fā)生陡角度回轉(zhuǎn)，誘發(fā)島弧后方軟流層上涌引發(fā)弧后巖石圈伸展形成北祁連弧后盆地，進而導致弧后盆地產(chǎn)生早寒武世—晚奧陶世(520～445Ma)弧后盆地的火山作用。奧陶紀末—晚志留世445～420Ma洋盆閉合，445Ma時北祁連大洋板片斷離誘發(fā)軟流層上涌，在祁連陸塊北緣誘發(fā)產(chǎn)生445～428Ma碰撞后裂谷火山活動。晚志留世—早泥盆世420～400Ma發(fā)生強烈地造山作用，并于早泥盆世堆積摩拉石建造，晚泥盆世祁連山系跨塌，連續(xù)巖石圈伸展和拆沉作用引起地殼熔融和強烈?guī)r漿活動，形成晚泥盆世開始400～370Ma的閃長巖-花崗閃長巖-花崗巖侵入體，亦即同時伴有碰撞后花崗質(zhì)巖漿的侵入活動。石炭紀時造山運動完全終止(夏林圻等，2016；林宜慧等，2012；林宜慧和張立飛，2012；沈其韓等，2012)。

前震旦紀地層分布于研究區(qū)南北部，中部大部分為加里東期巖漿巖，由于巖漿巖大量侵入，局部地層殘缺不全(劉洛圖等，1985)。該區(qū)地層主要巖石為前長城紀(該區(qū)缺失長城紀)龍首山群(Pt1)混合巖化普遍發(fā)育，其下部為白家嘴子組(Pt12b)，西部出現(xiàn)磁鐵石英巖和磁鐵角閃巖(稱東大山組)，為碎屑巖-含鐵石英巖及基性火山巖-斜長角閃巖(Sm-Nd同位素測定年齡為3182Ma)建造，斜長角閃巖應屬中太古宙產(chǎn)物。龍首山群上部主要為塔馬子溝組(Pt12t)中酸性火山巖-碎屑巖建造(Rb-Sr等時線年齡為(2147±74) Ma)，相當于古元古代。該帶缺失長城紀，薊縣紀為復陸屑次穩(wěn)定型的墩子溝群(Pt2d)，缺失青白口“紀”沉積，震旦紀為冰水沉積的韓母山群(Z2h)。古生代早期為隆起剝蝕區(qū)，古生代晚期為碎屑巖-碳酸鹽巖(含煤)建造、摩拉石建造。

該區(qū)區(qū)域成礦情況為除在太古宙古陸邊緣活動帶中形成大東山鐵礦床外(圖1)，中元古代早期(1508±31) Ma(Sm-Nd內(nèi)部等時線年齡)由于巖漿脫離地幔，在裂解作用條件下形成金川含鎳銅超基性雜巖(劉洛圖等，1985；湯琳，2015)(圖1)。鈾礦床有芨嶺701(成礦年齡398Ma)、新水井706鈉交代型(成礦年齡366Ma、89Ma)、革命溝7201硅質(zhì)脈熱液型(成礦年齡292Ma、90Ma)、紅石泉偉晶巖型(成礦年齡1740Ma、334Ma)、玉石溝混合巖-鉀交代型礦床(成礦年齡558Ma)等以及大量鈾、釷礦點(104、404)和異常。因此，可以說龍首山是世界上一條特殊的“鈾(釷)-稀土-金屬成礦帶”(圖1)。

1.老第三系—第四系；2.侏羅系—白堊系；3.上古生界—三疊系；4.下古生界；5.元古界；6.加里東期—華力西期花崗巖；7.晉寧期花崗巖；8.鈉交代熱液型鈾礦床、礦點；9.熱液型鈾礦床及鈾、釷礦點；10.偉晶巖型鈾礦床；11.金川鎳礦；12.東大山鐵礦；13.主要斷裂帶及推測斷裂帶；14.地質(zhì)界線；15.研究區(qū)圖1 龍首山-祁連山地質(zhì)略圖(據(jù)湯琳等，2015)Fig.1 Qilian-Longshoushan schematic geological map(After TANG ling et al.,2015)

如上所述，晚志留—早泥盆世祁連造山帶進入碰撞后構造階段，構造應力由擠壓轉(zhuǎn)為拉張伸展(夏林圻等，2016)。林宜慧(2010)應用多顆粒一次熔融的40Ar/39Ar同位素方法測定了北祁連山九個泉綠簾石藍片巖和硬柱石藍片巖，前者獲得等時線年齡為(415±7) Ma，后者為(413±5) Ma，表明硬柱石藍片巖可能是在冷俯沖作用下形成的，代表了祁連山洋殘留洋盆最后閉合的時間(沈其韓等，2012)，故加里東早期和華力西期花崗巖分別是祁連洋向北俯沖及陸內(nèi)俯沖的產(chǎn)物。

1.2 區(qū)域地層地質(zhì)單元含鈾(釷)性

2 含礦主巖特征

2.1 芨嶺復式巖體時間、空間分布與規(guī)模

芨嶺鈾礦床位于龍首山中東段，新水井鈾礦床(706)礦床在芨嶺礦床西端，二者北鄰潮水盆地，南以龍首山區(qū)域深大斷裂與河西走廊為界。龍首山深大斷裂位于阿拉善微陸塊與祁連早古生代造山帶2個大地構造單元之間，屬脆性擠壓類型，走向為300°～265°，傾向為355°～30°，傾角為55°～70°，為長500km、寬約0.5～20km的北西西向邊界斷裂。

芨嶺復式巖體沿北西西向復背斜核部展布，長54km，寬數(shù)千米，出露面積為146.6km2，巖體為主要由閃長巖、花崗巖、正長巖及酸性、基性脈巖組成的復式巖體(湯琳等，2015)。資料表明，含礦主巖同位素年齡為529～488Ma，芨嶺巖體閃長巖年齡為558Ma，形成時間為晚奧陶世之后。芨嶺巖體正長巖脈和細?；◢弾r年齡分別為438.8Ma和401.8Ma，屬于志留紀和泥盆紀，晚于奧陶紀(柴寶民等，1987)?；◢弾r和加里東早期閃長巖尤其在區(qū)內(nèi)發(fā)生不同的混染作用，在花崗巖體中呈大小不等的殘塊或捕虜體。值得指出的是，芨嶺巖體主體是灰白色中粗粒二(斜)長花崗巖，其中有部分是肉紅色斑狀花崗巖，肉紅色大斑晶為鉀交代的變斑晶，它是巖漿期后熱液鉀交代的結果。在花崗巖后有一次正長巖的形成，成礦的堿交代熱液活動發(fā)生于正長巖的形成之后。成礦熱液活動結束之后又有超基性和基性巖巖脈侵入。

2.2 含礦主巖礦物組成與蝕變特征

芨嶺花崗巖呈大巖基產(chǎn)出，呈灰白色和肉紅色，最初認為是2期巖漿作用。經(jīng)區(qū)域地質(zhì)填圖調(diào)查發(fā)現(xiàn)，肉紅色中粗粒斑狀花崗巖受裂隙密集帶控制，二者應為一期產(chǎn)物。其礦物組成為斜長石，一般含量為35%～45%，鉀長石(微斜長石-微斜條紋長石)為15%～35%，石英為20%～25%，黑云母為5%～10%。芨嶺花崗巖斜長石被鉀交代形成多種交代結構，形成鉀長石變斑晶(微斜條紋長石)，常含有斜長石、石英、黑云母、榍石、磷灰石、黃鐵礦等礦物包裹體。亦見微斜長石、鉀長石交代石英。條紋長石的條紋結構成因是高溫下形成類質(zhì)同象混晶在低溫下分離的產(chǎn)物,條紋長石也經(jīng)常鈉長石化而成早期的棋盤格狀鈉長石。

對鈉交代巖成因爭論激烈，最初認為是巖漿巖，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)是一種熱液蝕變巖石花崗巖的鈉交代巖。其中，斜長石(No10～No17)一般含量為42%～45%，鉀長石(微斜長石-微斜條紋長石)為15%～25%，石英為25%，黑云母為5%～8%；副礦物為榍石(最多達1.8%，顆粒度為0.5～4mm)、磷灰石(容易發(fā)生局部富集于次生石英中)和鋯石。隨著勘探實踐和科研的深入，研究者們認識到含礦巖石并不是一種獨立的巖體，而是富鈉熱液進行交代蝕變的產(chǎn)物。鈾礦主要是在鈉交代作用之后，經(jīng)過構造碎裂、熱液交代填充而成的，從而肯定了堿交代熱液成因。當時基于此認識擴大勘探范圍，取得一定突破，并陸續(xù)發(fā)現(xiàn)新的盲礦體和新水井706礦床，以及如前述的其他類型礦床。

含礦花崗巖蝕變主要是鈉長石化(棋盤格狀鈉長石、糖粒狀鈉長石)組成的鈉交代巖，此外巖石蝕變明顯，有赤鐵礦化，包括早期塵狀、粉末狀和晚期針狀、板狀赤鐵礦，鉀長石變斑晶化；綠泥石化包括早期假象葉綠泥石、晚期磷綠泥石或球狀鐵綠泥石化，絹云母化，伊利石化，硅(或微晶石英)化；黃鐵礦化包括早期顆粒浸染狀，晚期半膠狀、膠狀化；碳酸鹽化包括早期濁晶方解石化、晚期亮晶方解石化、磷灰石化，榍石化或白鈦石(銳鈦礦)化，個別鈉黝簾石化、黃鐵絹英巖化、金紅石化等(圖2)。

其中，扭曲的葉綠泥石于碎粒部位產(chǎn)出(圖2-1)，他形黃鐵礦和赤鐵礦于碎粒部位(圖2-2、圖2-3)，綠色黑云母相伴有大量磷灰石晶體(圖2-4)，針狀赤鐵礦大量出現(xiàn)于碎粒化部位(圖2-5)，粒間黑云母葉綠泥石化中常有多個顆粒狀榍石(圖2-6)，粒間大量絹云母出現(xiàn)于微弱碎?；课?圖2-7)，部分棋盤格狀鈉長石中有次生石英(圖2-8)，早期濁晶方解石脈被晚期亮晶方解石脈切穿(圖2-9)，方解石交代斜長石(圖2-10)，方解石交代長石和石英(圖2-11)，斑晶為部分棋盤格狀鈉長石，其邊緣碎粒化(圖2-12)，方解石(于右部位)交代鉀長石、鈉長石構成交代殘余結構(圖2-13)，巖石顯強碎裂結構，角礫狀構造，赤、褐鐵礦化呈現(xiàn)豬肝色，巖石似為“隱爆成因”(圖2-14)，強碎烈處的黃鐵礦、綠泥石處(于左部位)有10μm以上膠狀瀝青鈾礦(圖2-15)，另見10μm以上大小膠狀瀝青鈾礦(圖2-16)。

圖2 含礦主巖顯微照片F(xiàn)ig.2 Microscopic photographs of rock specimen

因此，鈉交代之前鉀長石微斜長石化、早期棋盤格狀鈉長石化以及鈉交代的“去石英化”后，必然伴生綠泥石化。綠泥石化正是鈉交代的后續(xù)蝕變，把前期的鈉長石變成綠泥石化蝕變的交代殘余?！扳c交代蝕變”中除產(chǎn)生大量鈉長石外，還會把巖石中堿土金屬二價的Fe2+、Mg2+、Ca2+等釋放產(chǎn)生除綠泥石外的綠簾石、方解石和黃鐵礦等礦物。堿性鈉長石化階段不能使鈾成礦。待成礦溶液堿度降低，演化到綠泥石-方解石-赤(黃)鐵礦階段的蝕變(絹英巖化、綠泥石化、碳酸鹽化、磷灰石化、伊利石化等)疊加才形成較高品位的工業(yè)礦化。至于國外Rabbit LaKe礦床鈾礦體一般不分布于阿薩巴斯卡建造中，而是只產(chǎn)于被斷裂帶控制的所謂斜長巖,實為熱液蝕變巖之旁，實際正是砂巖強鈉長石化形成“堿交代巖”，綠泥石化正是鈉長石化的后續(xù)蝕變。加拿大另外一個重要產(chǎn)鈾Otish盆地——Otish鈾礦床，在阿薩巴斯卡盆地之東，鈉長石化由蓋層一直發(fā)育于基底混合巖、花崗巖中。在鈉長石化之前有微斜長石化和變正長巖，鈉交代沿著不整合面發(fā)育。法國RUHLMANN F等人發(fā)現(xiàn)3種鈾礦化之一的“鈉長石-晶質(zhì)鈾礦-鈦鈾礦化”是鈉長石、綠簾石、方解石、白云石、方解石組合，實際上這正是堿交代鈾礦床礦物共生組合，先是輝長巖墻從地幔向上貫入引導幔汁上涌，并與圍巖產(chǎn)生強烈鈉交代和鈾成礦(杜樂天，2015)。

2.3 含礦主巖主量元素演變特征

蝕變巖石(3)(表1)與其原巖相比，燒失量相比原巖增加1.17倍，Na2O增加70.16%，CaO增加46.96%，MnO增加44.44%，F(xiàn)e2O3增加38.85%；而MgO相比原巖減少71.82%，TiO2減少46.81%，P2O5減少46.67%，K2O減少40.17%，F(xiàn)eO減少18.47%，SiO2減少7.94%，Al2O3減少3.16%，Th增加6.04%，U增加15.67%。由此得出，鈉交代蝕變過程中，揮發(fā)分及鈉離子和含氧高價Fe、Mn，U元素帶入量較多，而Mg、Ti、P、K、Si帶出量比較大，其中Al、Th元素變化不大。這種堿交代體為接近臨界狀態(tài)的含氧、氫、二氧化碳、硫的揮發(fā)性物，以及含堿金屬Na、堿土金屬Ca及Mn、Fe3+和U等變價元素。其中，稀土元素La、Ce為正異常，微量元素Ba、Rb相對富集的“堿性流體”。

鈾礦化巖石(3)與蝕變巖(3)(表1)相比，SiO2、K2O明顯減少，Al2O3、FeO少量減少，而P2O5、CaO、MgO、燒失量、TiO2、Fe2O3明顯增加。Na2O少量增加，顯示具有一定的氧化還原，富鈉并交代Si、K、P、Ti及堿土金屬Ca、Mg(表現(xiàn)綠泥石化、碳酸鹽化更增強以及出現(xiàn)榍石化、磷灰石化)和鈾、釷礦化。另外，芨嶺花崗巖與中國加里東期花崗巖化學成分相近似(表1)。

表1 含礦主巖主量元素對比表(%)Tab.1 Major element scomparison table of mineralized hostrock(%)

注：LS15-36、LS15-37為灰色中粗粒斑狀黑云母二長花崗巖；Lss12-03、Lss12-10為肉紅色中粗粒斑狀黑云母二長花崗巖(據(jù)湯琳等，2015)；701(2)為肉紅色中粗粒斑狀花崗巖(據(jù)杜樂天，1982；柴寶民等，1987)；DWL(4)肉紅色中粗粒斑狀花崗巖(據(jù)杜樂天等，2011)；加里東期二長花崗巖(304)據(jù)史長義等，2008；礦化巖石(3)據(jù)杜樂天，1996，杜樂天等，2011；蝕變巖據(jù)湯琳等，2015。

2.4 含礦主巖構造環(huán)境判別

笈嶺礦床未蝕變含礦主巖(芨嶺花崗巖)A/CNK=1.0，為一系列準鋁質(zhì)鈣堿性花崗質(zhì)巖石。里特曼指數(shù)σ為1.8～3.3，屬于鈣堿系列。萊特堿度率(A.R)為2.48～3.80。從100(MgO+FeO+TiO2)/SiO2-(Al2O3+Cao)/(FeO+Na2O+K2O)圖解(圖3)(PEARCE JA, et al., 1984；何付兵等，2013)中也可以得出相同的結論。將芨嶺花崗巖原巖樣品在K2O-SiO2圖解以及SiO2-Na2O+K2O圖解投點，皆為低硅、“高鉀鈣堿性系列”、“過堿性”系列“二長花崗巖”類巖石(湯琳等，2015)。新鮮樣品在Rb-Yb+Nb及Nb-Y圖解(PEARCE et al.,1984，胡洋等，2015)中的投點結果表明，該二長花崗巖構造環(huán)境為“火山弧花崗巖”，且靠近“后碰撞花崗巖”范圍(圖4)。

圖3 芨嶺花崗巖體100(MgO+FeO+TiO2)/SiO2-(Al2O3+Cao)/(FeO+Na2O+K2O)圖解 Fig.3 100(MgO+FeO+TiO2)/SiO2-(Al2O3+Cao)/(FeO+Na2O+K2O)diagram of the Jiling granite

VAG.火山弧花崗巖；syn-COLG.同碰撞花崗巖；WPG.板內(nèi)花崗巖；ORG.洋中脊花崗巖圖4 芨嶺花崗巖巖體構造環(huán)境判別圖解(據(jù)PEARCE et al.,1984；胡洋等，2015)Fig.4 Discrimination diagram for tectonic settings of the Jiling granite(PEARCE et al.,1984; After HU Yang et al.,2015)

3 關于含礦花崗巖成因討論

根據(jù)PEARCE提出的Yb+Nb-Rb及Y-Nb花崗巖巖體構造環(huán)境判別圖解(PEARCE JA et al., 1984),芨嶺含礦主巖樣品投點落于VAG火山弧花崗巖范圍和VAG+syn-COLG火山弧+同碰撞，靠近WPG板內(nèi)花崗巖范圍，同時接近后碰撞花崗巖范圍，可能具有后碰撞花崗巖特征(圖4)。經(jīng)用花崗巖源區(qū)Ce/Nb-Y/Nb及Yb/Ta-Y/Nb判別圖解(EBY,1992)投點，大多樣品落入A型中的A1花崗巖范圍(圖5)(胡洋等，2015；WHALEN J B et al.,1987)。在(Zr-Nb+Ce+Y)-(Na2O+K2O)/CaO圖解(何付兵等，2013；WHALEN J B. et al.,1987)中，樣品投點皆落于A型花崗巖范圍(圖6)。這種花崗巖的源巖物質(zhì)是未經(jīng)風化的火成巖熔融而來，是活動大陸邊緣的產(chǎn)物。其特征是基本上由石英、數(shù)量不等的斜長石和堿性長石、普通角閃石和黑云母組成，不含白云母。呈中深成相大巖基產(chǎn)出，成巖溫度高。Al平均含量為14.5%，Th和Y含量高。鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，花崗巖造巖礦物成分為斜長石(52%)，鉀長石(微斜長石條紋長石)為18%，石英為22%，黑云母為8%。但是，A型花崗巖的形成過程較復雜，其源巖具有多樣性。目前，關于A型花崗巖成因模式有多種說法：一是地幔玄武質(zhì)巖漿，高度結晶分異與花崗巖時空關系密切的超基性或基性巖漿底侵的可能；另一個是殼幔物質(zhì)混合；第三個是不同源區(qū)的部分熔融(胡洋等，2015；WHALEN J B，1987)。

IAB.島弧玄武巖；OIB.洋島玄武巖圖5 芨嶺花崗巖巖石源區(qū)Ce/Nb-Y/Nb及Yb/Ta-Y/Nb判別圖解(據(jù)胡洋等，2015；WHALENJ B et al.,1987)Fig.5 Ce/Nb-Y/Nb and Yb/Ta-Y/Nb diagram for the Jingling granite(After HU Yang et al.,2015；WHALEN J B et al.,1987)

圖6 (Zr-Nb+Ce+Y)-(Na2O+K2O)/CaO圖解(何付兵等，2013；WHALEN J B et al.,1987)Fig.6 (Zr-Nb+Ce+Y)-(Na2O+K2O)/CaO diagram for the Jingling granite(After HE Fubing et al.,2013；WHALEN J B et al.,1987)

芨嶺花崗巖(各粒度灰白、肉紅色8個樣)同位素測年結果(R=0.995 6，a=0.707 2，b=0.005 700，t=400.9 Ma)(李占游，1987)表明，該花崗巖87Sr/86Sr初始比為0.709 6，而加里東早期變質(zhì)的龍首山群變質(zhì)巖年齡為574～532 Ma，其初始比為0.723 2～0.767 7，變化大。GANTEN FAURE(1977)認為，87Sr/86Sr初始值小于0.704的花崗巖來源于上地幔，初始值為0.704～0.706的花崗巖也可是上地幔來源的，初始比值大于0.706的侵入體可能是下地殼熔融導生的，故芨嶺花崗巖有可能源于下地殼熔融而成(杜樂天，1996，2001；金才坤，1987)。同時，其花崗巖長石類Pb同位素等時線得出斜率R為0.138 3的直線，相關系數(shù)為0.989 5，成巖年齡為400 Ma，把400 Ma花崗巖成巖年齡代入二次等時線公式計算，得出長石Pb的來源年齡t1=2 00 8 Ma，反映238U/204Pb值的μ值平均為9.3，遠大于地幔原始Pb的μ值(7.3～8.0)，表明花崗巖長石Pb源于20億年前的殼源巖石。

BHATIA(1985)認為Th/U和La/Th值也是確定源巖類型的重要標志，當Th/U 值約為2.5～3.0時，其源巖為島弧火山巖；Th/U值為4.5時，其物源主要以沉積巖為主，可能有島弧火山碎屑巖混入；當Th/U 值約為6時，可以肯定其物源主要是再旋回沉積巖，且源巖可能存在釷礦化(釷石、獨居石)。該區(qū)芨嶺花崗巖Th/U值為40.2/5.36=7.5(表1)以及Hf-La/Th源巖判別圖解(FLOYD et al.,1990；曠紅偉等，2013)、La/Yb-ΣREE圖解(ALLEGRE C T.1978)投點(圖7)，可以反映源巖主要為沉積巖源，有長英質(zhì)火山巖和花崗巖或增加古老沉積物成分、源巖存在釷礦化(釷石)的特點。該區(qū)南部另一花崗巖型堿交代706礦床產(chǎn)有含釷鈾礦化以及前震旦紀地層中產(chǎn)有釷石，龍首山中段北部前震旦紀片巖中產(chǎn)有稀土-釷-含釷晶質(zhì)鈾礦帶(陳照博等，1963)。

圖7 Hf-La/Th源巖判別圖解(據(jù)FLOYD et al.,1990;曠紅偉等，2013)和 La/Yb-ΣREE(10-6)圖解(據(jù)曠紅偉等，2013;ALLEGRE,1978)Fig.7 Trace discriminative diagram of Hf-La/Th(After FLOYD et al.,1990; KUANG Hongwei et al.,2013)andLa/Yb-ΣREE diagram(After KUANG Hongwei et al.,2013; ALLEGRE,1978)

所用芨嶺復式巖體中花崗巖、閃長巖稀土元素和微量元素含量見表2。表現(xiàn)出稀土總量較大，輕稀土元素富集，重稀土元素較平坦，Eu弱負異常球粒隕石標準化配分曲線表現(xiàn)出右傾趨勢。蝕變稀土元素出現(xiàn)輕重稀土明顯分異，La、Ce為正異常，Ba、Rb相對富集，U、Th明顯富集等特點。其中，礦化樣品Ba、Sr、Rb減少，個別重金屬Dy、Ho、Er增加。

表2 含礦主巖稀土和微量元素含量對比表(10-6)Tab.2 Trace and rare earth elements contents comparison table of Jingling granite(10-6)

注：LS15-36、LS15-37為原巖灰色中粗粒斑狀黑云母二長花崗巖；Lss12-03、Lss12-10為原巖肉紅色中粗粒斑狀黑云母二長花崗巖；Lss12-04為赤鐵礦化碳酸鹽化鈉長石化花崗巖；Lss12-026為弱鈉長石化二長花崗巖；Lss12-041為鈉長石化二長花崗巖；Lss12-20為礦化碎裂蝕變花崗巖。

4 礦床成因討論

芨嶺鈾礦化產(chǎn)于嶺復式巖體南部邊緣部位，沿北西向馬路溝斷裂帶外拐彎部位分布。亦即鈾礦體產(chǎn)于龍首山群大理巖與加里東晚期花崗巖之間北西西向馬路溝斷裂的下盤，次一級東西向斷裂控制的鈉交代巖中，呈不規(guī)則的雁行式產(chǎn)出。具體而言，芨嶺鈾礦床位于馬路溝斷裂(F101)下盤10～300 m鈉長石化花崗巖中(王傳文等，1963；趙風民等，1963)，礦體呈透鏡狀，呈側列再現(xiàn)，與F101呈銳角產(chǎn)出。礦體長幾十米至一、二百米，厚數(shù)十米，一般品位U接近0.1%。

礦化主巖是肉紅色碎裂蝕變花崗巖，局部為碎裂蝕變閃長巖。同時芨嶺鈾礦床蝕變具有分帶性，蝕變分帶大體呈現(xiàn)火焰狀(側向)，劃分為靠近礦體強碎裂為1～2級碎裂，以鐵綠泥石、針狀-板狀-集合狀赤鐵礦化為主，含有一定的鐵綠泥石化、黃鐵礦化、濁碳酸鹽化；再向外為3～4級碎裂，以假象綠泥石和粉末狀赤鐵礦的紅化。含有一定的鐵綠泥石化含有白鈦石(銳鈦礦)化-黃鐵礦化-濁碳酸鹽化；再向外則多見亮碳酸鹽化、硅化。其中，比較發(fā)育的是3～4級碎裂蝕變花崗巖，碎裂中心為1～2級碎裂蝕變(706礦床就是根據(jù)這種構造蝕變帶劃分中的碎裂中心與馬路溝斷裂的構造格架評價和肯定706礦點而突破的)。

造巖礦物、蝕變礦物、鈾礦物演化流程是早期棋盤格鈉長石形成，早期鈉交代促進鈾的第一次預富集，伴隨斜長石鈉長石碎?；l(fā)生紅化(先粉末狀針鐵礦和板狀赤鐵礦后為微粒狀、麻點赤鐵礦微晶赤鐵礦)、絹云母(后水云母)化、硅(微晶石英)化、綠泥石[先假象(鎂鐵)葉綠泥石，后球狀膠狀(鐵)綠泥石(含鈾或與瀝青鈾礦共生)]化、碳酸鹽化(先濁晶、亮晶)蝕變，榍石-銳鈦礦(白鈦石)-含鈦鈾礦物-鈦鈾礦(？)。成礦溶液從堿性逐漸向“酸化”演化，從多個花崗巖型鈾礦床流體包裹體數(shù)據(jù)和作圖得出，從成礦前—成礦期—成礦后的高溫到中低溫，成礦溶液顯示“堿、酸、堿”演化規(guī)律中的酸性階段成礦。

該礦床主要鈾礦物瀝青鈾礦呈分散狀及微脈狀于碎裂處產(chǎn)出，同位素年齡為381～398 Ma，屬華力西早期中泥盆世生成，該成礦時代與祁連運動相一致。祁連運動指祁連山區(qū)早古生代末期的一次褶皺運動，北祁連山區(qū)晚泥盆世老君山礫巖(摩拉石建造)與早古生代淺變質(zhì)巖系(旱峽群)之間角度不整合確定的可能也與此運動有關(黃宗理等，2006)。

5 結論

(1)成礦控制作用為鈾礦床嚴格受北西向區(qū)域斷裂控制，鈾礦化則賦存于次一級東西向壓扭性斷裂構造蝕變帶內(nèi)。亦即產(chǎn)于北西向馬路溝斷裂下外拐彎下盤，次一級東西向斷裂控制的鈉交代蝕變巖中。

(2)芨嶺礦床由3條碎裂蝕變帶組成，23個礦體皆賦存于長近千米、寬幾百米、延伸幾百米的向南陡傾的碎裂蝕變帶中，礦體形態(tài)分支復合、膨脹收縮，埋深東淺西深，有側伏，中等傾角，呈不規(guī)則的雁行式產(chǎn)出。

(3)含礦主巖加里東早期芨嶺花崗巖巖體和區(qū)域華力西期花崗巖分別是祁連洋向北俯沖及陸內(nèi)俯沖的產(chǎn)物。

(4)該礦床主要鈾礦物瀝青鈾礦呈分散狀及微脈狀于碎裂處產(chǎn)出，同位素年齡為420～398 Ma,屬于晚志留世至早泥盆世生成。該成礦時代與祁連運動大體相一致。

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