鐘福軍 嚴(yán)杰 夏菲, 2 潘家永, 2 劉文泉, 賴(lài)靜 趙奇峰

1. 東華理工大學(xué)，核資源與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南昌 3300132. 東華理工大學(xué)，放射性地質(zhì)與勘探技術(shù)國(guó)防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室，南昌 3300133. 核工業(yè)290研究所，韶關(guān) 5120264. 核工業(yè)270研究所，南昌 330013

花崗巖型鈾礦是我國(guó)重要的工業(yè)類(lèi)型鈾礦化，指產(chǎn)于花崗巖體內(nèi)部或外接觸帶不遠(yuǎn)范圍內(nèi)的鈾礦化，與花崗巖體有著密切的空間和成因聯(lián)系(杜樂(lè)天, 1982; Huetal., 1993, 2008)。南嶺花崗巖型鈾礦床主要分布于諸廣山、貴東、苗兒山等巖體，礦化與印支期過(guò)鋁質(zhì)淺色花崗巖有成因聯(lián)系(杜樂(lè)天, 1982; Chenetal., 2012)。鈾礦化具后生熱液成礦特征，成礦作用主要集于175～110Ma和110～50Ma兩個(gè)階段(吳烈勤等, 2003)。然而，以往大多數(shù)的成礦年齡是由傳統(tǒng)的鈾礦物單顆粒U-Pb同位素定年獲得，數(shù)據(jù)可靠性較低，難以有效約束礦床的成礦年齡。

粵北長(zhǎng)江鈾礦田位于諸廣山巖體中南部，是我國(guó)典型的花崗巖型鈾礦田。前人對(duì)礦田的花崗巖和鈾礦床地質(zhì)特征、巖石成因、成礦流體、熱液蝕變、礦床成因等方面開(kāi)展了廣泛研究(金景福與胡瑞忠, 1985; Huetal., 1993, 2008; 張國(guó)全, 2008; 黃國(guó)龍等, 2010; Zhangetal., 2017, 2018b; 胡瑞忠等, 2015; 張龍等, 2018)。然而，前人通過(guò)傳統(tǒng)方法獲得的鈾礦化年齡(157～52Ma, 金景福與胡瑞忠, 1985; 王明太等, 1999; 羅毅等, 2002; 張國(guó)全, 2008; 黃展裕, 2010; 黃國(guó)龍等, 2010; Zhangetal., 2019)變化范圍較大且分散，礦床成礦年齡仍未得到有效約束。本文以長(zhǎng)江鈾礦田書(shū)樓坵、棉花坑和長(zhǎng)排礦床為研究對(duì)象，在掃描電鏡(SEM)和電子探針(EPMA)精細(xì)礦物學(xué)研究基礎(chǔ)上，利用激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜(LA-ICP-MS)對(duì)瀝青鈾礦開(kāi)展原位U-Pb定年，以期厘定鈾成礦時(shí)代，約束成礦動(dòng)力學(xué)背景與礦床成因。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)處于南嶺構(gòu)造帶中段，在區(qū)域上位于華夏地塊西側(cè)、華夏加里東褶皺帶南緣。該區(qū)巖石圈地殼演化先后經(jīng)歷加里東期、海西-印支期、燕山期、喜山期四個(gè)構(gòu)造旋回，形成分布甚廣的大型復(fù)式巖體，如諸廣山巖體、貴東巖體、富城巖體等(鄧平等, 2003; 張展適等, 2005; Chenetal., 2012)。區(qū)內(nèi)深大斷裂構(gòu)造發(fā)育，不同方向的斷裂帶在此交匯。區(qū)域上鈾、鎢、錫、鉛、鋅、銅、鉬等多金屬礦化發(fā)育，是我國(guó)重要的多金屬礦產(chǎn)基地(Huetal., 2008, 2009; Maoetal., 2011; Hu and Zhou, 2012; 胡瑞忠等, 2015)。

圖1 粵北諸廣山巖體地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)鄧平等, 2012修改)NCB-華北板塊；YB-揚(yáng)子板塊；CB-華夏板塊.圖中巖體鋯石U-Pb年齡引自鄧平等(2012)、朱捌(2010)和Zhang et al. (2018b)Fig.1 Geological sketch map of Zhuguangshan complex in the northern Guangdong Province (modified after Deng et al., 2012)NCB-North China Block; YB-Yangtze Block; CB-Cathaysia Block. Zircon U-Pb ages of granite are from Deng et al. (2012), Zhu (2010) and Zhang et al. (2018b)

諸廣山巖體是由加里東期、印支-燕山期花崗巖類(lèi)組成的大型復(fù)式巖體，呈東西向展布，東側(cè)以南雄斷裂帶為界(朱捌, 2010; 圖1)。加里東期巖漿巖出露較少，僅分布于扶溪鎮(zhèn)與瀾河鎮(zhèn)，巖性以花崗閃長(zhǎng)巖和混合花崗巖為主，鋯石U-Pb年齡為～425Ma(鄧平等, 2012; Zhangetal., 2018b)。印支期巖漿巖主要出露于巖體東部，巖性為黑云母花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖和二云母花崗巖，鋯石U-Pb年齡為244～231Ma(朱捌, 2010; Zhangetal., 2018b)。燕山期巖漿巖主要出露于巖體中西部，巖性以黑云母花崗巖為主，鋯石U-Pb年齡為162～154Ma(朱捌, 2010; Zhangetal., 2018b)。巖體內(nèi)北東向、北西向和近東西向輝綠巖脈發(fā)育，40Ar-39Ar或K-Ar年齡為～145Ma、～105Ma和～90Ma(李獻(xiàn)華等, 1997)。區(qū)域上，諸廣山巖體被北東向南雄斷裂帶和熱水-遂川斷裂帶所夾持，控制了區(qū)域上北東向斷裂帶和斷陷盆地的分布。其中，南雄盆地、南雄斷裂與諸廣山巖體之間構(gòu)成了獨(dú)特的盆山耦合體系，區(qū)域性北東向斷裂帶力學(xué)性質(zhì)的轉(zhuǎn)換期與鈾成礦時(shí)代接近(李建威等, 2000; Shuetal., 2004)。白堊-古近紀(jì)諸廣地區(qū)正處于板內(nèi)伸展環(huán)境，在地殼的強(qiáng)烈拉張作用下，區(qū)域上廣泛發(fā)育斷陷紅盆、斷陷帶和北東向斷裂帶，在紅盆內(nèi)普遍有玄武質(zhì)巖漿噴溢(潘永正與張建新, 1994; Shuetal., 2004; 李出安與鄒和平, 2011)。巖體內(nèi)北東向斷裂帶規(guī)模大、切割深、延伸長(zhǎng)，構(gòu)成一系列地塹式斷陷帶，控制了巖體中東部鈾礦床的產(chǎn)出。區(qū)域上巖石地層出露比較齊全，除志留系和新近系外，從新元古界至第四系均有露出。諸廣山巖體已探明鈾礦床20余處，形成了鹿井、城口、長(zhǎng)江、百順、瀾河和全安六個(gè)鈾礦田。

2 礦田地質(zhì)特征

長(zhǎng)江鈾礦田位于諸廣山巖體中東部印支期油洞巖體與燕山期長(zhǎng)江巖體交接部位，受北東向棉花坑斷裂、黃溪水?dāng)嗔押捅蔽飨蛴投磾嗔崖?lián)合控制(圖2a)。區(qū)內(nèi)鈾礦化規(guī)模大(>10000t)、礦體縱向垂幅深(>1000m)、礦石品位較富(1.00%～0.15%)，已探明大中小型礦床7處，礦點(diǎn)5處(黃國(guó)龍等, 2010; Zhangetal., 2017; 張龍等, 2018)。油洞巖體巖性為中粗粒斑狀二云母花崗巖，鋯石U-Pb年齡為232～226Ma(朱捌, 2010; 鄧平等, 2012; Zhangetal., 2018b)，長(zhǎng)江巖體巖性為中細(xì)粒黑云母花崗巖，鋯石U-Pb年齡為164～155Ma(圖2, 朱捌, 2010; 鄧平等, 2012; Zhangetal., 2018b)。油洞巖體與長(zhǎng)江巖體具有相似的地球化學(xué)組成，高硅、高鋁、K2O/Na2O比值較高，相對(duì)富集Ba、Rb、U、K、Th，相對(duì)虧損P、Ti、Nb、Ta等元素。兩者鋯石εHf(t)為-17.70～-7.30，tDM2為1.60～2.39Ga，(87Sr/86Sr)i為0.715595～0.727454，εNd(t)為-13.29～-11.05，屬殼源型花崗巖，源區(qū)為古元古代-中元古代富黏土質(zhì)變質(zhì)碎屑沉積巖；副礦物有晶質(zhì)鈾礦、鈾釷石、獨(dú)居石、磷釔礦等(朱捌, 2010; Zhangetal., 2018b)。區(qū)內(nèi)基性巖脈零星出露，主要呈北東向、近東西向脈狀產(chǎn)出，脈寬1～5m，延伸200～1500m，40Ar-39Ar或K-Ar年齡為145～110Ma(李獻(xiàn)華等, 1997)。

圖2 長(zhǎng)江鈾礦田地質(zhì)簡(jiǎn)圖(a,據(jù)Zhang et al., 2017修改)與勘探線(xiàn)剖面示意圖(b-d)Fig.2 Geological sketch map of Changjiang uranium ore field (a, modified after Zhang et al., 2017) and geological cross sections (b-d)

圖3 長(zhǎng)江鈾礦田不同成礦期次礦物組合(a)鈉長(zhǎng)石化、綠簾石化和蠕蟲(chóng)狀綠泥石化(單偏光)；(b)斜長(zhǎng)石發(fā)生水云母化，微晶石英充填斜長(zhǎng)石裂隙(正交偏光)；(c)黑云母發(fā)生綠泥石化(單偏光)；(d)方解石膠結(jié)瀝青鈾礦(正交偏光)；(e)紫黑色螢石與瀝青鈾礦共存(單偏光)；(f)微晶石英與瀝青鈾礦共存，瀝青鈾礦呈皮殼狀(反射光)；(g)石英晶洞被方解石充填(正交偏光)；(h)梳狀石英生長(zhǎng)在螢石表面(正交偏光). Ab-鈉長(zhǎng)石；Ap-磷灰石；Cal-方解石；Chl-綠泥石；Cof-鈾石；Ep-綠簾石；Fl-螢石；Gn-方鉛礦；Hem-赤鐵礦；Hym-水云母；Mic Qtz-微晶石英；Py-黃鐵礦；Qtz-石英；Ura-瀝青鈾礦Fig.3 Mineral assemblage for different mineralization stages in Changjiang uranium ore field(a) albitization, epidotization and vermiform chloritization (parallel transmitted light); (b) hydromicazation of plagioclase, Micro-quartz filling the fracture of plagioclase (cross-polarized light); (c) chloritization of biotite (parallel transmitted light); (d) uraninite cemented by calcite (cross-polarized light); (e) purple-black fluorspar coexists with uraninite (parallel transmitted light); (f) micro-quartz coexists with crusty structure uraninite (reflected light); (g) geode of quartz filled by calcite (cross-polarized light); (h) comb-like quartz grows in the face of fluorspar (cross-polarized light). Ab-albite; Ap-apatite; Cal-calcite; Chl-chlorite; Cof-coffinite; Ep-epidote; Fl-fluorspar; Gn-galena; Hem-hematite; Hym-hydromica; Mic Qtz-micro quartz; Py-pyrite; Qtz-quartz; Ura-uraninite

礦田內(nèi)斷裂帶較發(fā)育，鈾礦床分布于北東向棉花坑斷裂和黃溪水?dāng)嗔阉鶌A持的狹小巖塊內(nèi)，礦體分布于近南北向構(gòu)造破碎帶內(nèi)。熱液蝕變主要有硅化、赤鐵礦化、黃鐵礦化、綠泥石化、紫黑色螢石化、水云母化與碳酸鹽化。書(shū)樓坵礦床(大型)位于棉花坑斷裂帶與里周斷裂帶的夾持區(qū)內(nèi)，賦礦圍巖為長(zhǎng)江巖體(圖2b)；棉花坑礦床(大型)位于棉花坑斷裂和油洞斷裂夾持部位，賦礦圍巖為油洞巖體和長(zhǎng)江巖體(圖2c)；長(zhǎng)排礦床(中型)位于油洞斷裂和黃溪水?dāng)嗔褗A持區(qū)域，賦礦圍巖為油洞巖體和長(zhǎng)江巖體(圖2d)。

（2）如果接收到相鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的認(rèn)證，將會(huì)對(duì)認(rèn)證請(qǐng)求進(jìn)行分析，將檢查數(shù)據(jù)的完整性、語(yǔ)法的規(guī)范性、數(shù)字簽名是否正確等方面來(lái)校驗(yàn)交易數(shù)據(jù)是否有效；

圖4 長(zhǎng)江鈾礦田主要礦物生成順序Fig.4 Paragenetic sequences of the main minerals from Changjiang uranium ore field

依據(jù)脈體穿插關(guān)系，區(qū)內(nèi)鈾成礦作用可分為成礦早期、主成礦期、成礦晚期三個(gè)階段(圖3、圖4)。(1)成礦早期：形成肉紅色鈉交代巖和粗粒灰白色石英脈，鈉交代巖礦物組成為鈉長(zhǎng)石、蠕蟲(chóng)狀綠泥石、綠簾石、次生磷灰石、次生石英、銳鈦礦等(圖3a)，粗?；野咨⒚}主要粗粒石英組成，脈內(nèi)見(jiàn)少量黃鐵礦、黃銅礦等硫化物；(2)主成礦期：以發(fā)育鈾礦化為特征，鈾礦化產(chǎn)于赤鐵礦化(紫黑色螢石化、碳酸鹽化)微晶石英脈內(nèi)或碎裂蝕變花崗巖中，礦物組成以瀝青鈾礦、綠泥石、赤鐵礦、微晶石英、水云母、紫黑色螢石、淺灰色-淺肉紅色方解石、脈狀或膠狀黃鐵礦為主(圖3b, c)，形成方解石-瀝青鈾礦-赤鐵礦組合(圖3d)、紫黑色螢石-瀝青鈾礦-赤鐵礦組合(圖3e)與微晶石英-瀝青鈾礦-黃鐵礦組合(圖3f)；(3)成礦晚期：形成梳狀石英脈、石英晶洞和淺綠色螢石脈，礦物空洞往往被方解石或黃鐵礦等礦物充填，礦物組成以梳狀石英、淺綠色螢石、白色方解石、高嶺石、黃鐵礦為主(圖3g, h)。長(zhǎng)江鈾礦田的鈾礦石分碎裂巖型和微晶石英脈型兩種類(lèi)型，呈脈狀、網(wǎng)脈狀、角礫狀、塊狀構(gòu)造產(chǎn)出，瀝青鈾礦是主要的礦石礦物，發(fā)育皮殼狀、細(xì)脈狀、角礫狀、浸染狀結(jié)構(gòu)(圖3f)，脈石礦物有黃鐵礦、石英、方解石、螢石、方鉛礦、赤鐵礦等(圖3d-f)。

3 樣品采集與分析方法

本次研究的6件鈾礦石樣品采自書(shū)樓坵、棉花坑和長(zhǎng)排鈾礦床的鉆孔和生產(chǎn)坑道(表1)。長(zhǎng)江鈾礦田鈾礦石的礦物組合較簡(jiǎn)單，不同鈾礦床和不同類(lèi)型的鈾礦石具有相似的礦物組合，瀝青鈾礦是最主要的礦石礦物，脈石礦物主要有微晶石英、方解石、紫黑色巖石、綠泥石等，金屬礦物主要有黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦等(圖5)。

表1長(zhǎng)江鈾礦田瀝青鈾礦原位U-Pb定年樣品

Table 1 Uranium ore samples for uraninite in-situ U-Pb dating from Changjiang uranium ore field

樣品號(hào)礦床名稱(chēng)采樣位置賦礦圍巖礦石類(lèi)型礦物組成瀝青鈾礦結(jié)構(gòu)SLQ1601書(shū)樓坵鉆孔ZK16-4、標(biāo)高-72.36m黑云母花崗巖赤鐵礦化微晶石英脈型瀝青鈾礦、微晶石英、黃鐵礦、綠泥石、赤鐵礦浸染狀、鮞狀、腎狀、團(tuán)塊狀、不規(guī)則狀SLQ1602書(shū)樓坵鉆孔ZK26-1、標(biāo)高-75.89m黑云母花崗巖赤鐵礦化碳酸鹽化碎裂巖型瀝青鈾礦、淺肉紅色方解石、黃鐵礦、綠泥石、紫黑色螢石、赤鐵礦、微晶石英、白色方解石膠狀、塊狀、不規(guī)則狀、細(xì)脈狀MHK1504棉花坑坑道-150m中段采場(chǎng)黑云母花崗巖赤鐵礦化碳酸鹽化碎裂巖型瀝青鈾礦、綠泥石、水云母、灰白色方解石、赤鐵礦、黃鐵礦角礫狀、球粒狀、不規(guī)則狀、細(xì)脈狀CJ1614棉花坑鉆孔ZK26-2、標(biāo)高115.89m二云母花崗巖赤鐵礦化紫黑色螢石化微晶石英脈型瀝青鈾礦、紫黑色螢石、黃鐵礦、微晶石英、綠泥石皮殼狀、鮞狀、腎狀、不規(guī)則粒狀CP1601長(zhǎng)排鉆孔ZK1-1、標(biāo)高138.56m黑云母花崗巖赤鐵礦化紫黑色螢石化碎裂巖型瀝青鈾礦、紫黑色螢石、黃鐵礦、綠泥石、微晶石英、方鉛礦鮞狀、腎狀、膠狀、角礫狀、塊狀CP1603長(zhǎng)排鉆孔ZK205-3、標(biāo)高67.18m黑云母花崗巖赤鐵礦化微晶石英脈型瀝青鈾礦、微晶石英、黃鐵礦、綠泥石、赤鐵礦、方鉛礦鮞狀、腎狀、球粒狀、網(wǎng)脈狀、不規(guī)則狀

圖5 長(zhǎng)江鈾礦田代表性鈾礦石樣品手標(biāo)本照片(a)棉花坑礦床MHK1504樣品，赤鐵礦化碳酸鹽化碎裂巖型礦石，裂隙發(fā)育葡萄狀集合體產(chǎn)出的瀝青鈾礦，與灰白色方解石共生；(b)長(zhǎng)排礦床CP1603樣品，赤鐵礦化微晶石英脈型礦石，瀝青鈾礦呈細(xì)脈狀、細(xì)小顆粒狀分布于微晶石英脈內(nèi)；(c)棉花坑礦床CJ1614樣品，赤鐵礦化紫黑色螢石化微晶石英脈型礦石，瀝青鈾礦-紫黑色螢石呈脈狀產(chǎn)出；(d)書(shū)樓坵礦床SLQ1602樣品，赤鐵礦化碳酸鹽化碎裂巖型礦石，瀝青鈾礦與紫黑色螢石和肉紅色方解石共生，呈脈狀產(chǎn)出Fig.5 Photographs of representative uranium ore samples from Changjiang uranium ore field(a) hematite-carbonatation-cataclasite-type uranium ore (sample MHK1504 of Mianhuakeng deposit) shows botryoidalis uraninite occured in the fracture of cataclastic granite accompanying with attletale gray calcite; (b) hematite-micro-quartz-vein-type uranium ore (sample CP1603 of Changpai deposit) shows fine vein and grain uraninite crystallized on microcrystalline quartz vein; (c) hematite-purple black fluorite-cataclasite-type uranium ore (sample MHK1504 of Mianhuakeng deposit) shows uraninite and purple-black fluorite occurred in a vein; (d) hematite-carbonatation-cataclasite-type uranium ore (sample SLQ1602 of Shulouqiu deposit) shows uraninite veins accompanying with purple black fluorite and flesh color calcite

3.1 瀝青鈾礦巖相學(xué)

3.1.1 書(shū)樓坵鈾礦床

書(shū)樓坵礦床鈾礦石呈豬肝色和雜色，發(fā)育脈狀、透鏡狀、碎塊狀構(gòu)造。SLQ1601樣品為赤鐵礦化微晶石英脈型礦石，含礦微晶石英脈穿插于赤鐵礦化碎裂花崗巖中，局部形成網(wǎng)脈狀構(gòu)造，脈體主要由微晶石英組成，少量瀝青鈾礦、黃鐵礦與赤鐵礦，脈寬為1.5～10.0cm。瀝青鈾礦顆粒較小，粒徑40～60μm，結(jié)晶程度較差(圖6a)，呈浸染狀、不規(guī)則團(tuán)塊狀分布于暗紅色微晶石英脈內(nèi)，局部為瀝青鈾礦集合體，部分瀝青鈾礦遭受到后期熱液改造作用(圖6b)，轉(zhuǎn)變?yōu)殁櫴虼紊櫟V物，僅瀝青鈾礦顆粒核部未遭受蝕變(圖6c)。SLQ1602樣品為赤鐵礦化碳酸鹽化碎裂巖型礦石，含礦脈體由瀝青鈾礦、肉紅色方解石、微晶石英和紫黑色螢石組成，脈寬為0.5～1.5cm，局部呈網(wǎng)脈狀產(chǎn)出。瀝青鈾礦呈膠狀、細(xì)脈狀、碎裂狀、膠狀、不規(guī)則狀產(chǎn)出，沉淀于黃鐵礦周邊(圖6d)或膠結(jié)紫黑色螢石(圖6e)，局部瀝青鈾礦遭受蝕變，轉(zhuǎn)變成鈾石(圖6f)。

圖6 書(shū)樓坵鈾礦床瀝青鈾礦BSE圖像紅圈代表U-Pb定年測(cè)點(diǎn),圖7、圖8同F(xiàn)ig.6 BSE images of uraninite from the Shulouqiu uranium depositRed circles represent the location of U-Pb dating, also means in Fig.7 and Fig.8

圖7 棉花坑鈾礦床瀝青鈾礦BSE圖像Fig.7 BSE images of uraninite from the Mianhuakeng uranium deposit

3.1.2 棉花坑鈾礦床

棉花坑礦床鈾礦石發(fā)育碎裂狀、網(wǎng)脈狀、細(xì)脈狀、塊狀構(gòu)造，呈暗紅色和雜色。MHK1504樣品為赤鐵礦化碳酸鹽化碎裂巖型礦石，瀝青鈾礦呈葡萄狀、球粒狀集合體，產(chǎn)于赤鐵礦化碎裂花崗巖的構(gòu)造裂隙內(nèi)，與灰白色方解石共存(圖5)。在BSE圖像上，瀝青鈾礦顆徑50～350μm(圖7a)，呈現(xiàn)均勻的亮白色，呈細(xì)脈狀和角礫狀結(jié)構(gòu)。部分瀝青鈾礦因脫水收縮，發(fā)育干裂紋(圖7b, c)。CJ1614樣品為赤鐵礦化紫黑色螢石化微晶石英脈型礦石，含鈾紫黑色螢石脈發(fā)育，穿插于赤鐵礦化微晶石英脈和碎裂花崗巖內(nèi)，脈體由微晶石英、紫黑色螢石、瀝青鈾礦組成，脈寬為0.5～5.0cm(圖5)。在BSE圖像上，瀝青鈾礦與微晶石英、紫黑色螢石等礦物共存(圖7d)，細(xì)脈狀瀝青鈾礦發(fā)育明顯的生長(zhǎng)環(huán)帶，部分瀝青鈾礦呈皮殼狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)出(圖7e)。瀝青鈾礦常包裹有方鉛礦或黃鐵礦顆粒(圖7f)。

圖8 長(zhǎng)排鈾礦床瀝青鈾礦BSE圖像Fig.8 BSE images of uraninite from the Changpai uranium deposit

3.1.3 長(zhǎng)排鈾礦床

長(zhǎng)排礦床鈾礦石為豬肝色，夾雜紫黑色，呈碎塊狀和細(xì)脈狀構(gòu)造。CP1601樣品為赤鐵礦化紫黑色螢石碎裂巖型礦石，發(fā)育含鈾的微晶石英和赤鐵礦條帶。在BSE圖像上，瀝青鈾礦呈均勻的亮白色，發(fā)育鮞粒狀、球粒狀、腎狀結(jié)構(gòu)，少數(shù)黃鐵礦和方鉛礦沿瀝青鈾礦裂隙充填(圖8a)。球粒狀和鮞粒狀瀝青鈾礦由核部往邊部表現(xiàn)出一定程度的灰度差異(圖8b)。少數(shù)瀝青鈾礦膠結(jié)了微晶石英和綠泥石(圖8c)。CP1603樣品為赤鐵礦化微晶石英脈型礦石，瀝青鈾礦產(chǎn)于赤鐵礦化微晶石英脈內(nèi)(圖5)，脈寬2～10cm。在BSE圖像上，瀝青鈾礦呈均勻的亮白色，發(fā)育球粒狀、鮞粒狀和團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu)(圖8d)，或沉淀于黃鐵礦的表面(圖8e)。瀝青鈾礦呈細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀，交代黃鐵礦(圖8f)。

3.2 掃描電鏡分析

掃描電鏡分析在東華理工大學(xué)核資源與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室掃描電鏡室完成，儀器設(shè)備為由捷克FEI有限公司生產(chǎn)配備了英國(guó)牛津Aztec能譜儀的Nova NanoSEM 450場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡，工作條件為：加速電壓15.0kV，高真空模式，最高分辨率1.0nm。X射線(xiàn)能譜儀型號(hào)為X-Max20，在MnKα處儀器分辨率優(yōu)于127eV，檢查元素范圍Be-U，最大計(jì)數(shù)率50000cps。

3.3 電子探針?lè)治?/h3>

電子探針?lè)治鲈跂|華理工大學(xué)核資源與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電子探針室完成，儀器型號(hào)為JXA-8100，工作條件為：加速電壓15.0kV，束流20.0nA，束斑直徑1μm，修正方式為ZFA，測(cè)試過(guò)程按照GB/T 15617—2002標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。所采用的標(biāo)樣有：U-UO2、Th-方釷石、Pb-PbCr2O4、La、Ce、Nd-獨(dú)居石、Mn-薔薇輝石、Mg-方鎂石、Ca-鈣長(zhǎng)石、Fe-Fe2O3、Ti-金紅石、Nb-鈮酸鉀、Si、Na-硬玉、Ba-重晶石、P-磷灰石、Al-斜長(zhǎng)石、Zr-鋯石。U、Th、Pb、Ce、La、Ba、Ti、Nd 元素特征峰的測(cè)量時(shí)間為20s，背景測(cè)量時(shí)間為10s；其他元素特征峰的測(cè)量時(shí)間為10s，背景測(cè)量時(shí)間為5s。元素檢測(cè)限為200×10-6，主量元素誤差在1.5%以?xún)?nèi)，微量元素誤差在5.0%以?xún)?nèi)。

3.4 瀝青鈾礦U-Pb定年

瀝青鈾礦原位U-Pb同位素定年在武漢上譜分析科技有限責(zé)任公司LA-ICP-MS儀器上完成。激光剝蝕系統(tǒng)由GeolasPro COMPexPro 102 ArF 193nm準(zhǔn)分析激光器和MicroLas光學(xué)系統(tǒng)組成，ICP-MS型號(hào)為Agilent 7700e，激光剝蝕過(guò)程中采用氦氣作載氣、氬氣為補(bǔ)償氣以調(diào)節(jié)靈敏度，二者在進(jìn)入ICP-MS之前通過(guò)一個(gè)T型接頭混合，激光剝蝕系統(tǒng)配置有信號(hào)平滑裝置。本次分析的激光束斑直徑為16μm，剝蝕頻率為1Hz。U-Pb定年采用核工業(yè)北京地質(zhì)研究院研制的國(guó)家鈾礦標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW04420作外標(biāo)校正同位素分餾。每個(gè)時(shí)間分辨分析數(shù)據(jù)包括大約20～30s空白信號(hào)和50s樣品信號(hào)接收區(qū)間。對(duì)分析數(shù)據(jù)的離線(xiàn)處理在ICP-MSDataCal8.3(Liuetal., 2008)軟件上完成。詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)流程、數(shù)據(jù)處理和校正方法等詳見(jiàn)宗克清等(2015)。瀝青鈾礦原位U-Pb年齡諧和圖繪制和年齡加權(quán)平均計(jì)算由Isoplot/Ex_ver3軟件(Ludwig, 2003)完成。

4 結(jié)果

4.1 瀝青鈾礦化學(xué)成分

在巖相學(xué)觀(guān)察基礎(chǔ)之上，選擇未遭受熱液蝕變的瀝青鈾礦開(kāi)展電子探針礦物化學(xué)組成分析，分析結(jié)果見(jiàn)表2?？傮w上，長(zhǎng)江鈾礦田書(shū)樓坵、棉花坑與長(zhǎng)排礦床中不同類(lèi)型鈾礦石的瀝青鈾礦具有相近的地球化學(xué)組成，表現(xiàn)出較高的UO2(變化范圍81.30%～88.33%，平均值85.12%)、CaO含量較高(變化范圍3.57%～9.89%，平均值7.31%)、較低的SiO2(變化范圍0.60%～4.50%，平均值2.28%)、ThO2(絕大部分低于檢出限)、PbO(變化范圍0.12%～2.21%，平均值0.92%)、MnO(變化范圍0.22%～0.84%，平均值0.49%)、TiO2(<0.49%，平均值0.10%)(圖9)。

圖9 長(zhǎng)江鈾礦田瀝青鈾礦元素地球化學(xué)散點(diǎn)圖紅色投影點(diǎn)為棉花坑礦床樣品，藍(lán)色投影點(diǎn)為書(shū)樓坵礦床樣品，綠色投影點(diǎn)為長(zhǎng)排礦床樣品Fig.9 Diagrams of geochemical elements for uraninite in Changjiang uranium ore fieldRed, blue and green points represent the samples of Mianhuakeng, Shulouqiu and Changpai uranium deposits, respectively

書(shū)樓坵礦床瀝青鈾礦UO2為82.06%～87.59%，平均值為84.46%，較低的PbO含量，變化范圍為0.12%～1.07%，平均值為0.71%，ThO2含量?jī)H獲得1個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)為0.05%，其他測(cè)點(diǎn)均低于檢出限，SiO2含量為1.35%～3.94%，平均值為2.62%，SiO2+CaO+FeO為8.42%～12.39%，平均值為10.45%，La2O3+Nb2O5+Ce2O3+Nd2O3為0.05%～1.75%，平均值為0.64%。棉花坑礦床瀝青鈾礦UO2含量較高(81.30%～88.33%)，平均值為85.56%，略高于書(shū)樓坵礦床的瀝青鈾礦，PbO含量較低(0.32%～2.06%)，平均值為0.81%，ThO2含量均低于檢出限，SiO2+CaO+FeO含量較高(8.84%～12.71%)，平均值為10.75%，La2O3+Nb2O5+Ce2O3+Nd2O3為0.05%～0.82%，平均值為0.32%。長(zhǎng)排礦床瀝青鈾礦UO2為82.38%～88.11%，平均值為85.38%，PbO含量略高于書(shū)樓坵礦床和棉花坑礦床，變化范圍為0.59%～2.21%，平均值為1.29%，SiO2+CaO+FeO為5.49%～12.76%，平均值為8.84%，La2O3+Nb2O5+Ce2O3+Nd2O3為0.03%～0.75%，平均值為0.34%。瀝青鈾礦Th含量很低，基本上都低于電子探針檢測(cè)限(<0.01%)。

表2長(zhǎng)江鈾礦田瀝青鈾礦電子探針?lè)治鰯?shù)據(jù)(wt%)

Table 2 Electron microprobe analysis result (wt%) of uraninite in Changjiang uranium ore field

礦床名稱(chēng)棉花坑礦床書(shū)樓坵礦床長(zhǎng)排礦床樣品號(hào)MHK1504CJ1614SLQ1601SLQ1602CP1601CP1603測(cè)點(diǎn)數(shù)n=10n=10n=10n=10n=9n=8Na2O0.190.120.050.120.240.09SiO22.383.132.512.741.321.34FeO0.120.310.330.141.590.54Al2O30.260.350.370.360.090.10MnO0.440.560.420.490.560.50P2O50.100.020.020.120.190.05MgO0.030.020.030.030.030.02UO287.1883.9583.3985.5384.7086.15TiO20.010.010.100.090.46—CaO7.368.237.757.425.297.69BaO0.090.090.090.230.120.07ThO2———0.050.010.01PbO0.680.940.670.750.991.63La2O30.030.080.150.150.050.05Nb2O50.030.010.010.100.040.09Ce2O30.060.430.670.130.390.10Nd2O3—0.060.220.040.10—ZrO20.030.010.020.030.040.10Total98.8498.3196.7998.1895.7498.29

注：“—”表示元素含量低于儀器檢測(cè)限

4.2 瀝青鈾礦原位U-Pb年齡

在巖相學(xué)和電子探針?lè)治龅幕A(chǔ)上，選擇瀝青鈾礦未遭受到蝕變、無(wú)裂縫、無(wú)礦物包裹體的部位開(kāi)展LA-ICP-MS原位U-Pb定年(表3、圖10)。棉花坑礦床MHK1504樣品30個(gè)測(cè)點(diǎn)206Pb/238U年齡為59.0～62.5Ma，在U-Pb年齡諧和圖上均落于諧和曲線(xiàn)附近，加權(quán)平均年齡為60.8±0.6Ma(MSWD=0.31，n=30，圖10a)。CJ1614樣品16個(gè)測(cè)點(diǎn)的206Pb/238U年齡為63.2～71.4Ma，加權(quán)平均年齡為66.8±1.6Ma(MSWD=3.8，n=16圖10b)。書(shū)樓坵礦床SLQ1601樣品16個(gè)測(cè)點(diǎn)的206Pb/238U年齡為67.8～75.4Ma，在U-Pb年齡諧和圖上均位于諧和曲線(xiàn)附近，加權(quán)平均年齡為71.4±1.3Ma(MSWD=2.2，n=16，圖10c)。SLQ1602樣品9個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的206Pb/238U年齡為72.1～78.2Ma，加權(quán)平均年齡為74.4±1.7Ma(MSWD=1.5，n=9，圖10d)。長(zhǎng)排礦床CP1601樣品8個(gè)測(cè)點(diǎn)的206Pb/238U年齡為57.9～67.4Ma，在U-Pb年齡諧和圖上均位于諧和曲線(xiàn)附近，加權(quán)平均年齡為62.4±2.5Ma(MSWD=2.4，n=8，圖10e)。CP1603樣品22個(gè)測(cè)點(diǎn)的206Pb/238U年齡為67.3～79.6Ma，加權(quán)平均年齡為70.2±0.5Ma(MSWD=2.0，n=22，圖10f)。

表3長(zhǎng)江鈾礦田瀝青鈾礦LA-ICP-MS原位U-Pb定年結(jié)果

Table 3 Uraninite LA-ICP-MS in-situ U-Pb data for Changjiang uranium ore field

測(cè)點(diǎn)號(hào)207Pb/206Pb207Pb/235U206Pb/238U207Pb/235U206Pb/238U比值1σ比值1σ比值1σ年齡(Ma)1σ年齡(Ma)1σ棉花坑礦床 樣品MHK1504,206Pb/238U加權(quán)平均年齡60.8±0.6Ma,n=30,MWSD=0.3110.05210.00210.06790.00280.00960.000366.72.661.31.720.05240.00200.06800.00260.00950.000366.82.461.11.830.05090.00190.06620.00240.00950.000365.12.361.11.740.04940.00170.06470.00210.00960.000263.72.061.71.550.04800.00160.06390.00200.00970.000362.91.962.51.660.04780.00150.06270.00200.00950.000361.81.961.31.670.04810.00150.06480.00220.00970.000363.82.162.41.780.05190.00190.06630.00220.00930.000265.22.160.01.690.04990.00190.06720.00270.00970.000366.02.662.01.8100.05040.00170.06620.00240.00960.000365.12.361.41.8110.05170.00170.06850.00210.00960.000367.32.061.81.6120.04710.00150.05980.00200.00940.000359.01.960.21.9130.04910.00140.06290.00180.00920.000262.01.759.11.3140.04870.00160.06340.00220.00940.000262.52.160.01.5150.04900.00150.06250.00180.00920.000261.51.759.01.4160.04770.00160.06200.00220.00940.000361.12.160.21.8170.05090.00160.06690.00210.00950.000265.82.060.81.5180.04920.00140.06390.00200.00930.000262.91.960.01.6190.04970.00180.06470.00270.00950.000363.72.661.01.9200.04940.00150.06380.00180.00940.000262.81.760.51.4210.05120.00170.06590.00210.00940.000264.82.060.51.5220.05080.00210.06450.00260.00950.000363.42.560.71.9230.05120.00130.06660.00170.00960.000265.41.661.31.4240.04940.00140.06400.00160.00950.000263.01.561.21.3250.05270.00170.06790.00210.00950.000266.72.060.91.4260.04870.00150.06240.00200.00940.000261.52.060.11.5270.04700.00140.06090.00210.00940.000260.02.060.21.5280.04820.00170.06110.00220.00940.000360.22.160.11.8290.05160.00170.06730.00210.00950.000266.12.061.21.5300.04680.00160.06090.00210.00950.000360.02.061.21.7棉花坑礦床 樣品CJ1614,206Pb/238U加權(quán)平均年齡66.8±1.6Ma,n=16,MWSD=3.810.05870.00350.08410.00470.01040.000282.04.466.81.320.04610.00400.07120.00610.01090.000269.95.869.91.430.04480.00560.07940.01040.01100.000377.69.870.51.740.04540.00440.06430.00610.00990.000263.35.863.51.250.04510.00230.06380.00360.01000.000262.83.563.91.460.04310.00580.07790.00860.01090.000476.28.169.92.370.04440.00370.06500.00550.01040.000563.95.266.53.180.04860.00200.06950.00390.00990.000268.23.763.21.690.05220.00260.07150.00360.00990.000270.13.463.31.2100.04950.00190.07520.00480.01040.000473.64.566.92.6110.04330.00430.07400.00830.01030.000372.57.866.21.7120.04350.00620.07440.01100.01070.000272.910.468.71.4130.04640.00240.07170.00390.01110.000270.33.771.41.2140.02250.00820.06100.01500.01040.000460.114.466.72.8150.04870.00270.07360.00420.01070.000272.13.968.51.4160.00000.00000.06430.02540.01030.000463.324.365.82.6書(shū)樓丘礦床 樣品SLQ1601,206Pb/238U加權(quán)平均年齡71.4±1.3Ma,n=16,MWSD=2.210.04800.00190.06870.00340.01070.048067.53.268.53.020.05090.00160.07580.00300.01080.050974.12.869.32.1

續(xù)表3Continued Table 3測(cè)點(diǎn)號(hào)207Pb/206Pb207Pb/235U206Pb/238U207Pb/235U206Pb/238U比值1σ比值1σ比值1σ年齡(Ma)1σ年齡(Ma)1σ30.04950.00170.07180.00250.01060.049570.42.368.11.540.05220.00160.07640.00240.01060.052274.72.267.81.450.05150.00160.07840.00260.01100.051576.62.570.71.860.04960.00170.07900.00270.01180.049677.22.575.41.670.05040.00110.07560.00180.01100.050474.01.770.41.580.04910.00160.07580.00270.01130.049174.22.672.21.590.05050.00190.07710.00310.01110.050575.42.971.21.6100.05110.00170.07890.00310.01110.051177.12.971.31.6110.04920.00160.07810.00230.01170.049276.32.274.81.6120.04710.00160.07160.00310.01090.047170.23.070.01.8130.05200.00150.08140.00240.01140.052079.52.373.31.7140.05310.00150.08470.00260.01170.053182.52.574.81.8150.04700.00140.07040.00220.01090.047069.12.169.91.5160.05000.00130.08010.00280.01150.050078.32.673.61.7書(shū)樓丘礦床 樣品SLQ1602,206Pb/238U加權(quán)平均年齡74.4±1.7Ma,n=9,MWSD=1.510.04760.00640.08610.01190.01210.000383.911.177.42.020.04850.00390.08060.00680.01170.000378.76.475.31.830.04940.00250.08150.00380.01220.000379.53.678.21.840.05160.00350.07950.00550.01120.000277.65.272.11.650.05470.00190.08550.00340.01140.000383.33.272.91.960.04900.00200.07860.00320.01170.000376.83.075.22.070.05850.00170.09000.00240.01130.000387.52.272.41.780.04800.00180.07560.00320.01140.000374.03.072.81.990.04830.00430.08220.00770.01160.000380.27.374.52.0長(zhǎng)排礦床 樣品CP1601,206Pb/238U加權(quán)平均年齡62.4±2.5Ma,n=8,MWSD=2.410.05810.01650.08480.02080.00990.000382.719.563.61.820.01080.02160.06290.02890.01020.000362.027.665.72.230.13230.05580.14020.04860.00900.0003133.243.357.91.940.00000.00000.07820.02710.00930.000376.425.560.02.050.56310.49090.08180.04220.00950.000479.939.660.82.860.00000.00000.06390.02200.00950.000362.921.061.21.870.02740.01190.05430.01400.00970.000253.713.562.31.580.02270.01580.06810.02130.01050.000366.920.267.42.0長(zhǎng)排礦床 樣品CP1603,206Pb/238U加權(quán)平均年齡70.2±0.5Ma,n=22,MWSD=2.010.02750.00910.05880.01480.01080.000258.114.269.01.120.04860.00580.09620.01360.01100.000393.312.670.81.630.05120.00220.07670.00320.01090.000175.03.070.10.640.04930.00260.07410.00390.01100.000172.63.770.70.650.04620.00330.06820.00500.01080.000167.04.769.30.960.04970.00270.07570.00430.01080.000174.14.169.00.970.04490.00370.07000.00650.01080.000268.76.169.01.080.05270.00380.08090.00540.01110.000179.05.171.20.690.04970.00270.07210.00390.01050.000170.73.767.30.7100.05000.00320.07640.00480.01100.000174.74.570.50.7110.05310.00190.07960.00280.01100.000177.82.670.80.8120.04680.00440.07720.00760.01130.000175.57.172.20.9130.04090.00410.06800.00660.01140.000266.86.372.91.1140.05260.01240.09100.02230.01090.000288.420.870.11.2150.04640.00270.07140.00400.01100.000170.03.870.50.8160.04780.00260.07380.00400.01100.000172.33.870.30.8170.04700.00320.07190.00490.01090.000270.54.670.11.4

續(xù)表3Continued Table 3測(cè)點(diǎn)號(hào)207Pb/206Pb207Pb/235U206Pb/238U207Pb/235U206Pb/238U比值1σ比值1σ比值1σ年齡(Ma)1σ年齡(Ma)1σ180.04510.00300.06840.00470.01080.000167.24.469.00.9190.05010.00270.07570.00410.01090.000174.13.970.00.7200.02490.01330.07160.01240.01240.000270.311.879.61.3210.04730.00330.07430.00540.01130.000272.85.172.31.1220.05340.00350.08090.00530.01100.000179.04.970.20.7

圖10 長(zhǎng)江鈾礦田瀝青鈾礦原位U-Pb年齡諧和圖Fig.10 U-Pb concordia diagrams of uraninite in Changjiang uranium ore field

5 討論

5.1 瀝青鈾礦U-Pb年齡可靠性分析

長(zhǎng)江鈾礦田成礦年代學(xué)研究相對(duì)滯后，已有的年代學(xué)工作多集中于棉花坑礦床，而書(shū)樓坵礦床和長(zhǎng)排礦床的成礦年齡尚未見(jiàn)公開(kāi)報(bào)道。前人多采用傳統(tǒng)的鈾礦物U-Pb同位素定年和等時(shí)線(xiàn)定年，但是由于礦床不同部位或同一部位不同樣品的U-Pb年齡結(jié)果存在較大的差異，獲得的同位素年齡較分散(157～52Ma)(金景福與胡瑞忠, 1985; 王明太等, 1999; 羅毅等, 2002; 張國(guó)全, 2008; 黃展裕, 2010; 黃國(guó)龍等, 2010; Zhangetal., 2019)，可靠性較低，造成此類(lèi)現(xiàn)象的原因主要有：(1)鈾礦物的后生變化破壞了同位素封閉體系，放射性子體、母體發(fā)生增減，造成年齡數(shù)據(jù)偏大或偏小(王從周, 1985)；(2)鈾礦物樣品混入有賦礦圍巖中含鈾副礦物的放射性子體或母體時(shí)，獲得的年齡會(huì)偏大(Ludwig, 1979)；(3)鈾礦物樣品混入顆粒細(xì)小的含鈾或鉛礦物時(shí)，獲得的年齡是混合結(jié)果，不能代表鈾礦物的形成年齡(宗克清等, 2015)；(4)鈾礦物同位素?cái)?shù)據(jù)處理過(guò)程中初始Pb的扣除方式和扣除量對(duì)同位素年齡也有重要影響(Ludwig, 1979; 吳烈勤等, 2003)；(5)鈾礦物的U-Ra不平衡現(xiàn)象也會(huì)對(duì)同位素年齡值造成偏差(Zhangetal., 2019)。因此，傳統(tǒng)的鈾礦物定年方法可能受到上述因素影響，導(dǎo)致給出的年齡相對(duì)分散，可靠性較低，難以約束長(zhǎng)江鈾礦田的成礦時(shí)代。

本文采用瀝青鈾礦LA-ICP-MS原位微區(qū)U-Pb同位素定年來(lái)限定鈾成礦時(shí)代，該方法能有效避免后生蝕變、微裂隙、礦物包裹體、雜質(zhì)混染等因素的影響。同時(shí)，為降低測(cè)試過(guò)程中的基體效應(yīng)影響，以國(guó)內(nèi)瀝青鈾礦標(biāo)樣(GBW04420)為外標(biāo)，校正同位素比值，標(biāo)樣的標(biāo)定年齡為69.8±0.6Ma(趙溥云等, 1995(1)趙溥云, 李喜斌, 營(yíng)俊龍, 李杰元, 徐梓陽(yáng), 侯艷先. 1995. 瀝青鈾礦鈾鉛同位素年齡標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì). 北京: 核工業(yè)北京地質(zhì)研究所, 1-8; 宗克清等, 2015)。該標(biāo)樣也用于傳統(tǒng)ID-TIMS分析技術(shù)的標(biāo)定。宗克清等(2015)認(rèn)為該標(biāo)樣可作為鈾礦物原位U-Pb同位素定年的外標(biāo)，并被廣泛用于各類(lèi)型鈾礦床的成礦年代學(xué)研究(Wuetal., 2018; 郭春影等, 2018; 武勇等, 2019)。測(cè)試過(guò)程中，選擇BSE圖像中呈均勻的亮白色、結(jié)晶程度較好、不含礦物包裹體、不發(fā)育微裂隙、未發(fā)生蝕變的瀝青鈾礦作為測(cè)試對(duì)象(圖6、圖7和圖8)。測(cè)試結(jié)果顯示，棉花坑礦床U-Pb年齡為60.8±0.6Ma和66.8±1.6Ma，書(shū)樓坵礦床U-Pb年齡為71.4±1.3Ma和74.4±1.7Ma，長(zhǎng)排礦床U-Pb年齡為62.4±2.5Ma和70.2±0.5Ma。其中，微晶石英型礦石U-Pb年齡為～70Ma，碎裂巖型礦石U-Pb年齡為～60Ma和～75Ma?？傮w上，長(zhǎng)江鈾礦田瀝青鈾礦U-Pb年齡分為三期，即～60Ma、～70Ma和～75Ma，表明長(zhǎng)江礦田至少存在三期熱液鈾成礦事件。

5.2 對(duì)成礦動(dòng)力學(xué)背景的約束

早白堊世華南基本上完成了由古亞洲-特提斯構(gòu)造域向古太平洋構(gòu)造域的轉(zhuǎn)變，開(kāi)始受到古太平洋板塊向歐亞大陸的俯沖影響；晚白堊世-古近紀(jì)由于古太平洋板塊俯沖速度消減及俯沖帶向太平洋方向后撤，華南內(nèi)陸整體處于板內(nèi)伸展構(gòu)造環(huán)境(Shuetal., 2004; Maoetal., 2011)。在華南地區(qū)形成一系列北東向斷裂構(gòu)造帶、斷陷帶和斷陷盆地，促使幔源基性巖脈或巖墻沿早期深斷裂侵位，在斷陷盆地內(nèi)則發(fā)育了一套紅色陸相碎屑巖和堿性玄武巖；而在斷陷盆地與巖體之間，由于巖體與紅層之間的拆離斷層發(fā)生拆離滑脫，形成獨(dú)特的盆山體系(陳躍輝, 1997; 李建威等, 2000; Shuetal., 2004; 王正慶等, 2015)。據(jù)統(tǒng)計(jì)華南自中生代以來(lái)巖石圈伸展作用主要集中于145～135Ma、125～115Ma、110～100Ma、95～85Ma、75～70Ma和55～45Ma六個(gè)階段(Huetal., 2008, 2009; Luoetal., 2015a, b, 2017)。

圖11 諸廣地區(qū)鈾礦床成礦年齡直方圖鈾成礦年齡引自黃展裕(2010)、費(fèi)天偉等(2013)、Zhang et al. (2019) 及本文Fig.11 Histogram of ore-forming ages for uranium deposits in Zhuguang areaUraninite ore-forming ages for these uranium deposit in Zhuguang area are from Huang (2010), Fei et al. (2013), Zhang et al. (2019) and this study

諸廣地區(qū)及周邊也發(fā)育著許多指示巖石圈伸展作用的地質(zhì)現(xiàn)象。諸廣地區(qū)發(fā)育的幔源基性巖脈形成時(shí)代為～140Ma、～125Ma、～105Ma和～90Ma，表明該地區(qū)經(jīng)歷了多期地殼拉張事件(李獻(xiàn)華等, 1997)。南雄盆地內(nèi)南雄組層狀玄武巖成巖年齡為96Ma，指示晚白堊世早期南雄盆地處于強(qiáng)烈拉張的高峰期(Shuetal., 2004)。磷灰石裂變徑跡分析表明，南雄盆地和南雄斷裂帶在80～60Ma處于強(qiáng)烈拉張時(shí)期(趙佳楠, 2017)。在湘贛邊界北禾埠和衡陽(yáng)盆地發(fā)育的玄武巖，成巖年齡為79～63Ma，指示了晚白堊世晚期-古新世湘贛邊界處于板內(nèi)伸展構(gòu)造環(huán)境(Mengetal., 2012)。此外，沉積學(xué)證據(jù)表明諸廣地區(qū)豐洲、丹霞山、南雄斷陷盆地拉張作用最早發(fā)生在早白堊世晚期，并持續(xù)到古近紀(jì)，指示諸廣地區(qū)早白堊世晚期-古新世經(jīng)處于地殼拉張背景下(楊尚海, 2010)。從時(shí)間上看，諸廣地區(qū)白堊-古近紀(jì)經(jīng)歷了多期地殼拉張活動(dòng)，活動(dòng)峰期為～140Ma、～125Ma、～105Ma、～90Ma和80～60Ma，與華南巖石圈伸展作用峰期能很好地對(duì)應(yīng)。

本次獲得長(zhǎng)江鈾礦田三期成礦年齡為～75Ma、～70Ma和～60Ma，屬于華南花崗巖型鈾礦晚期礦化年齡。第一期～75Ma成礦事件對(duì)應(yīng)于諸廣-南雄地區(qū)區(qū)域性斷裂帶和斷陷盆地晚白堊世的拉張時(shí)期(李獻(xiàn)華等, 1997; 李出安與鄒和平, 2011; Wangetal., 2015)；第二期～70Ma成礦事件與湘贛粵地區(qū)玄武巖噴溢時(shí)間～70Ma(Mengetal., 2012)及華南花崗巖型鈾礦化峰期年齡(～70Ma, Huetal., 2008; Luoetal., 2015a, b)一致；第三期～60Ma成礦事件與粵北區(qū)域性北東向斷裂活動(dòng)時(shí)間55.9±5.6Ma(王軍等, 2011)相近?？傮w上，長(zhǎng)江鈾礦田成礦事件能較好地對(duì)應(yīng)于粵北地區(qū)基性巖漿活動(dòng)(79～63Ma)和北東向斷裂帶、斷陷盆地強(qiáng)烈拉張時(shí)期(80～60Ma, 楊尚海, 2010; Mengetal., 2012; 趙佳楠, 2017)，對(duì)應(yīng)華南巖石圈伸展的第五個(gè)階段，指示長(zhǎng)江鈾礦田形成于晚白堊世-古新世巖石圈伸展構(gòu)造背景。

在前人成礦年代學(xué)研究的基礎(chǔ)上，作者統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)諸廣地區(qū)的鈾礦化具有同步性和多期性，成礦年齡集中于～120Ma、～100Ma、～90Ma、～70Ma、～60Ma和～50Ma六個(gè)峰期(圖11)。其中，諸廣地區(qū)第1～5期鈾成礦事件分別對(duì)應(yīng)了區(qū)域上巖石圈伸展第2～5個(gè)階段(Huetal., 2008)，第6期～50Ma的鈾礦化對(duì)應(yīng)于區(qū)域上北東向斷裂構(gòu)造帶的拉張活動(dòng)時(shí)間(～50Ma, 王軍等, 2011; Wangetal., 2015)。諸廣山巖體呈東西向展布，橫跨數(shù)百千米，工業(yè)鈾礦化集中分布在巖體中東部，巖體西部無(wú)工業(yè)鈾礦化產(chǎn)出，這種差異可能與巖體中東部地區(qū)廣泛發(fā)育輝綠巖、斷陷帶和毗鄰斷陷盆地，中東部地區(qū)地殼經(jīng)歷了強(qiáng)烈拉張作用有關(guān)。此外，也可能與龍華山變質(zhì)核雜巖、唐洞-胡坑剝離構(gòu)造和南雄斷裂帶構(gòu)造在白堊-古近紀(jì)的伸展作用相關(guān)(潘永正與張建新, 1994)，而上述構(gòu)造正是指示巖石圈發(fā)生強(qiáng)烈伸展作用的重要標(biāo)志。因此，諸廣地區(qū)發(fā)育的鈾礦化形成于巖石圈伸展的動(dòng)力學(xué)環(huán)境，統(tǒng)一受制于地殼拉張作用(Huetal., 2008; Hu and Zhou, 2012; 胡瑞忠等, 2015; Luoetal., 2015a, 2017)。

早白堊世-始新世，受古太平洋板塊俯沖消減和持續(xù)后撤影響，華南巖石圈發(fā)生多期伸展作用(Shuetal., 2004; Maoetal., 2011)。在諸廣地區(qū)的構(gòu)造響應(yīng)則是南雄斷裂帶的多期強(qiáng)烈剝離伸展活動(dòng)，諸廣山巖體快速隆升、南雄盆地強(qiáng)烈拉張，形成獨(dú)特的諸廣山-南雄盆山體系(李建威等, 2000; Shuetal., 2004)。在南雄斷裂帶的強(qiáng)烈拉張作用下，進(jìn)一步復(fù)活諸廣山巖體內(nèi)北東向斷裂帶，彼此之間構(gòu)成了地塹式斷陷帶，深部和淺部斷裂組成了良好的流體循環(huán)系統(tǒng)。區(qū)域性北東向斷裂帶導(dǎo)通巖石圈地幔，使得地幔脫氣成因的礦化劑CO2能夠沿?cái)嗔焉仙黧w與礦化劑CO2在花崗巖中斷裂系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)過(guò)程促使花崗巖中鈾的活化遷移和富集成礦(Wangetal., 2015; Zhangetal., 2018a)。白堊-古近紀(jì)諸廣山-南雄盆山體系的構(gòu)造演化促使了花崗巖中鈾的活化遷移和富集成礦，強(qiáng)烈的地殼拉張作用可能是諸廣地區(qū)鈾礦化的驅(qū)動(dòng)力。

5.3 對(duì)礦床成因的指示

華南熱液鈾礦床的礦化劑CO2具有幔源特征，且統(tǒng)一受地殼拉張作用控制(Huetal., 1993, 2008, 2009; Luoetal., 2015a, b, 2017)。近些年，隨著高精度年代學(xué)的發(fā)展，學(xué)者重新厘定了部分鈾礦區(qū)基性巖脈的成巖年齡，發(fā)現(xiàn)基性巖脈的成巖年齡與鈾成礦年齡之間存在較大時(shí)差(>50Myr)。Wangetal. (2015)通過(guò)SHRIMP獲得了下莊鈾礦田北西向控礦輝綠巖的成巖年齡(193±4Ma)與鈾成礦年齡(138～122Ma和96～56Ma, 吳烈勤等, 2003; Luoetal., 2015a)相差甚大。Zhangetal. (2018a)通過(guò)LA-ICP-MS獲得了隘高鈾礦床輝綠巖脈的形成時(shí)代(189±4Ma)與鈾礦化年齡70.1±1.4Ma也存在較大時(shí)差。礦區(qū)內(nèi)基性巖脈與鈾成礦之間巨大的時(shí)差，使得基性巖漿直接提供幔源礦化劑CO2的可能性較小，礦化劑CO2更可能來(lái)自控礦斷裂。

長(zhǎng)江鈾礦田的成礦作用受諸廣地區(qū)構(gòu)造-巖漿-蝕變“三位一體”聯(lián)合控制，成礦熱液中礦化劑CO2具有幔源特征(Huetal., 2008; 張國(guó)全, 2008; Zhangetal., 2017, 2019)。本次獲得的三期鈾成礦年齡～75Ma、～70Ma和～60Ma與諸廣地區(qū)輝綠巖脈形成時(shí)代為145～90Ma(李獻(xiàn)華等, 1997)存在較大時(shí)差(>16Myr)，暗示長(zhǎng)江鈾礦田成礦作用的礦化劑CO2直接來(lái)自區(qū)域上基性巖漿活動(dòng)的可能性較小。

區(qū)域上北東向南雄盆地與諸廣山巖體構(gòu)成了獨(dú)特的盆山耦合體系，兩者以北東向南雄斷裂為界(Shuetal., 2004)。南雄斷裂在白堊-古近紀(jì)先后經(jīng)歷了拉張-擠壓-拉張的多旋回構(gòu)造演化，分別在～120Ma、～95Ma、80～60Ma發(fā)生強(qiáng)烈拉張，其中80～60Ma期間拉張活動(dòng)最為強(qiáng)烈(Shuetal., 2004; 李出安與鄒和平, 2011; 趙佳楠, 2017)，由此控制了區(qū)域上主干斷裂帶的形成(楊尚海, 2010)。南雄斷裂帶的拉張作用復(fù)活了諸廣山巖體內(nèi)的北東向和北西向斷裂帶，它們將花崗巖體分割為多個(gè)菱形塊體，彼此平行的北東向斷裂帶構(gòu)成了一系列北東向地塹式斷陷帶。在區(qū)域上，鈾礦床基本上都位于北東向斷陷帶內(nèi)，本次研究的長(zhǎng)江鈾礦田就位于北東向黃溪水?dāng)嗔押兔藁訑嗔褬?gòu)成的長(zhǎng)江斷陷帶內(nèi)。諸廣地區(qū)北東向斷裂帶和斷陷帶不僅控制了區(qū)內(nèi)鈾礦床的空間分布，也控制了溫泉的分布，溫泉最高溫度達(dá)98℃，富含幔源CO2氣體(Wangetal., 2015; 周立堅(jiān), 2016; Zhangetal., 2018a)。諸廣地區(qū)多條北東向斷裂帶內(nèi)充填有輝綠巖，說(shuō)明主干斷裂帶已導(dǎo)通巖石圈地幔，可作為深部CO2上升遷移的通道。在時(shí)間上，本次獲得的長(zhǎng)江鈾礦田成礦年齡(～75Ma、～70Ma與～60Ma)與區(qū)域上南雄斷裂帶、南雄盆地和北東向斷裂帶的最強(qiáng)烈活動(dòng)(80～60Ma)同步。在區(qū)域上，北東向斷裂帶是重要的控礦構(gòu)造，控制了鈾礦床或礦田的空間定位(朱捌, 2010; 黃國(guó)龍等, 2010; Zhangetal., 2017)。因此，認(rèn)為區(qū)域上北東向斷裂帶80～60Ma的強(qiáng)烈拉張活動(dòng)為鈾成礦提供了礦化劑CO2，北東向斷裂帶是礦化劑CO2上升運(yùn)移的重要通道。

6 結(jié)論

(1)瀝青鈾礦原位微區(qū)U-Pb定年確定，長(zhǎng)江鈾礦田至少存在三期熱液鈾礦化，成礦年齡分別為～75Ma、～70Ma與～60Ma，屬于華南花崗巖型鈾礦的晚期礦化。

(2)長(zhǎng)江鈾礦田定位于北東向黃溪水?dāng)嗔押兔藁訑嗔褬?gòu)成的斷陷帶內(nèi)，成礦作用與區(qū)域上北東向斷裂帶、斷陷盆地80～60Ma期間的強(qiáng)烈拉張活動(dòng)有關(guān)。北東向斷裂帶是幔源礦化劑CO2運(yùn)移的重要通道。

(3)諸廣地區(qū)鈾成礦作用具同步性和多期性特征，在時(shí)間上，鈾礦化與華南地區(qū)巖石圈伸展作用同步，指示鈾礦化形成于巖石圈伸展動(dòng)力學(xué)背景。白堊紀(jì)-古近紀(jì)諸廣山-南雄盆山體系的構(gòu)造演化可能促使了花崗巖中鈾的活化遷移和富集成礦。

致謝核工業(yè)二九〇研究所黃國(guó)龍書(shū)記、曹豪杰總工和祁家明工程師在野外工作中給予了熱情幫助；瀝青鈾礦U-Pb定年得到了中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)宗克清副教授的幫助；兩位匿名審稿專(zhuān)家提供了寶貴的建議和意見(jiàn)；在此一并表示感謝！