顏越，吳湘濱，歐陽平寧，王前林，劉鑫揚(yáng)，蔣紅安

（1.中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南 長沙 410083；2.中南大學(xué) 有色金屬成礦預(yù)測與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙 410083；3.核工業(yè)二三〇研究所，湖南 長沙 410007；4.中國鈾業(yè)有限公司，北京 100013）

不同礦種存在不同的圍巖蝕變類型及差異明顯的元素遷移特征，蘊(yùn)藏著成礦流體成分、溫壓、pH 值等成礦信息。系統(tǒng)分析熱液蝕變作用過程中元素含量的相對變化，對揭示熱液蝕變過程中元素遷移規(guī)律和探討熱液蝕變機(jī)理提供依據(jù)，同時(shí)對礦床成因和成礦環(huán)境提供依據(jù)。準(zhǔn)確限定蝕變過程中元素遷移的種類和程度，是正確認(rèn)識這些地質(zhì)過程的前提和關(guān)鍵。Guo 等（2009）［1］和郭順等（2013）［2］在綜合研究Grant（1986）［3］的Isocon 圖解的基本思想基礎(chǔ)之上建立了標(biāo)準(zhǔn)化Isocon 圖解法，是目前研究元素遷移規(guī)律常用方法。王翠云等（2012）［4］、張婷等（2014）［5］、張炳林等（2017）［6］、張濤（2018）［7］運(yùn)用Isocon 圖解在熱液型Cu、Au 礦床開展了相關(guān)研究，確定了元素地球化學(xué)行為。鐘軍等（2016）［8］、李海東等（2016）［9］、劉軍港等（2017）［10］、宋凱等（2019）［11］、吳德海等（2019）［12］將“標(biāo)準(zhǔn)化Isocon 圖解法”應(yīng)用于鈾礦床的熱液蝕變研究中，實(shí)際效果良好。

中山鈾礦床位于湖南省汝城地區(qū)，由核工業(yè)二三〇研究所近年新發(fā)現(xiàn)，規(guī)模達(dá)中型［13］。礦床屬于華南典型的花崗巖型熱液鈾礦床，處于我國華南鈾礦省諸廣山鈾成礦帶鹿井礦田外圍的南西地帶“三九”地區(qū)。“三九”地區(qū)目前已發(fā)現(xiàn)九曲嶺鈾礦床、九龍江鈾礦床、九龍徑鈾礦床、中山鈾礦床、秀才洞鈾礦床、牛頭尾鈾礦床等及一批潛力鈾礦點(diǎn)。礦床發(fā)現(xiàn)較新，研究程度低。

本文選取礦區(qū)具代表性的55 號勘探線，系統(tǒng)采集圍巖、蝕變巖及礦化中心礦石樣品，進(jìn)行微量和稀土元素地球化學(xué)特征分析，應(yīng)用“標(biāo)準(zhǔn)化Isocon 圖解法”開展蝕變過程中元素遷移規(guī)律研究，嘗試對礦床成礦物質(zhì)來源、成礦流體來源和性質(zhì)進(jìn)行約束，以期能夠進(jìn)一步理清中山鈾礦床的成礦作用特征和成礦機(jī)理，為總結(jié)礦區(qū)成礦規(guī)律和鈾礦找礦工作提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

中山鈾礦床位于華夏古陸湘桂粵海西-印支凹陷與閩贛后加里東隆起的交匯部位，南華活動(dòng)帶北緣，華南多期復(fù)合造山帶內(nèi)的諸廣山巖體中南部，北東毗鄰鹿井鈾礦田，東鄰長江鈾礦田，南鄰城口礦田，構(gòu)造區(qū)位特殊，屬諸廣山鈾成礦帶（圖1）。中山鈾礦床是“三九”地區(qū)重要的礦床之一，目前已達(dá)中型規(guī)模［13］。區(qū)內(nèi)出露震旦紀(jì)-寒武紀(jì)的黑色沉積巖系地層［14］，主要為震旦系埃岐嶺組、寒武系香楠組和茶園頭組。區(qū)域巖漿活動(dòng)頻繁，表現(xiàn)為多期次多階段侵入的復(fù)式巖體，以酸性巖漿為主。

圖1 中山鈾礦床大地構(gòu)造位置略圖（據(jù)Hu et al.，2008［15］；Bonnetti et al.，2017［16］；杜國森等，2012［17］）Fig.1 Tectonic location and sketch regional geology map of Zhongshan uranium deposit

2 礦床地質(zhì)特征

研究區(qū)內(nèi)出露的地層有新元古界震旦系埃歧嶺組（Za）、下古生界寒武系香楠組（?x）和茶園頭組（?cy）（圖2）。香楠組分為下、中、上三段。

區(qū)內(nèi)出露的巖漿巖主要為諸廣山復(fù)式巖體中段的印支期和燕山期花崗巖（圖2）。印支晚期巖漿產(chǎn)物桃金洞花崗巖鋯石U-Pb 年齡為（204±2.1）Ma［18］；燕山早期第二階段中棚花崗巖呈巖株、巖枝狀，為灰白色-肉紅色、細(xì)粒-中細(xì)粒含白云母黑云母花崗巖，鋯石U-Pb 年齡為（148.2±1.9）Ma［19］；燕山早期第一階段九峰花崗巖為灰白色肉紅色黑云母二長花崗巖，巖瘤狀，鋯石U-Pb定年結(jié)果為（162.9±2.3）Ma［19］。

圖2 中山鈾礦床地質(zhì)圖Fig.2 Geological sketch of Zhongshan uranium deposit

研究區(qū) 發(fā)育有NE、EW、近SN 向3 組控（含）礦斷裂，局部發(fā)育NNW 向角礫巖帶組。這幾組構(gòu)造的交匯挾持部位控制了區(qū)內(nèi)鈾礦體展布。NE 向含礦構(gòu)造以F1、F2、F5、F6、F7為主，鈾礦化主要賦存在這些構(gòu)造及上下盤的次級構(gòu)造內(nèi)，該構(gòu)造帶組內(nèi)已控制礦體長度達(dá)1.08 km。EW 向構(gòu)造 主要為F16、F17、F18、F20、F21、F22、F24、F25、F26、F27、F28、F29等控（含）礦構(gòu)造，構(gòu)造內(nèi)主要為紫紅色的微晶石英脈膠結(jié)硅化花崗碎裂巖，礦化較好。近SN 向構(gòu)造帶組主要包括F8、F9、F10、F13等構(gòu)造，構(gòu)造帶寬約3 m，主要為硅化碎裂角礫巖，原巖為肉紅色細(xì)粒-中細(xì)粒二云母二長花崗巖，見較多的淺紅色微晶石英脈穿插充填，局部有紫紅色玉髓脈充填，角礫有花崗巖角礫和白色塊狀石英角礫，發(fā)育硅化、赤鐵礦化等蝕變，對成礦較為有利。

鈾礦化受斷裂控制，礦體產(chǎn)狀與含礦斷裂一致（圖3）。礦體主要賦存于貫穿花崗巖內(nèi)外帶的NE 向F2、F5和SN 向F8斷裂中。礦體較集中，沿走向、傾向延伸穩(wěn)定，主礦體較明顯，品位較富，厚度較大，延伸較穩(wěn)定。礦化往深部有變富變厚的趨勢。

圖3 中山鈾礦床55 號勘探線剖面圖及采樣位置圖Fig.3 Section and sampling location of the No.55 exploration line of Zhongshan uranium deposit

礦物組合形式主要為鈾-赤鐵礦型、鈾-黃鐵礦型、鈾-玉髓型、鈾-螢石型、鈾-方解石型，以前兩者最重要。礦石礦物為瀝青鈾礦、鈾黑、硅鈣鈾礦、鈣鈾云母等，伴生有赤鐵礦、黃鐵礦、褐鐵礦和少量輝銻礦。

3 蝕變類型及蝕變帶特征

3.1 蝕變類型

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，構(gòu)造發(fā)育，熱液活動(dòng)普遍，發(fā)育硅化、赤鐵礦化、黃鐵礦化、堿性長石化、絹（水）云母化、綠泥石化、碳酸鹽化及螢石化等（圖4）。其中，對鈾礦化最有利的圍巖蝕變?yōu)辄S鐵礦化、赤鐵礦化、硅化（黑色、紅色硅質(zhì)脈）、碳酸鹽化及螢石化，當(dāng)以上蝕變有兩種或兩種以上同時(shí)出現(xiàn)時(shí)對鈾礦化更有利。蝕變主要沿?cái)嗔褬?gòu)造發(fā)育，蝕變強(qiáng)度、疊加程度由斷裂構(gòu)造中心部位→斷裂兩側(cè)→兩側(cè)圍巖逐漸減弱。

硅化是區(qū)內(nèi)最常見的一種近礦圍巖蝕變，多分布于斷裂中心，成礦各期次均可出現(xiàn)（圖4a、b）。其中紅色、暗紅色或雜色微晶石英、玉髓，呈微裂隙滲濾的脈體交代圍巖，與赤鐵礦化伴隨發(fā)育，為成礦期蝕變，是重要的找礦標(biāo)志及鈾礦化的主要聚集體。成礦早期及晚期白色石英脈，常沿?cái)嗔褬?gòu)造裂隙充填，與圍巖基本未發(fā)生物質(zhì)交換。

赤鐵礦化是鈾礦床中的重要成礦期蝕變，呈彌散狀、云霧狀分布在長石、微晶石英及巖石基質(zhì)中，在斷裂構(gòu)造發(fā)育、巖石高度破碎或者堿性長石孔隙度高、透水性強(qiáng)的巖石內(nèi)普遍發(fā)育（圖4c）。按照其產(chǎn)出形式不同，可分為兩個(gè)階段：第一個(gè)階段赤鐵礦以微粒狀或超顯微粒狀、浸染狀于長石礦物表面和解理紋中，呈云霧狀、塵點(diǎn)狀散布于石英脈的上、下盤巖石中，蝕變寬幾十厘米至數(shù)米，是伴隨硅質(zhì)脈體侵位所產(chǎn)生的一種赤鐵礦交代長石礦物的蝕變；第二階段赤鐵礦呈細(xì)脈狀、微細(xì)脈狀產(chǎn)出，是本區(qū)重要的含礦脈體之一。在大部分情況下，赤鐵礦蝕變強(qiáng)度與鈾礦化有一定的依存關(guān)系：赤鐵礦化巖石的顏色越深，其鈾品位也越高，反之越低。

黃鐵礦化在成礦各期次普遍發(fā)育，是鈾礦化重要的指示礦物（圖4d），按產(chǎn)出形式可分為兩類：呈浸染狀交代或充填造巖礦物微裂隙；呈斷續(xù)絲脈、細(xì)脈充填巖石或礦物微裂隙。按黃鐵礦晶形可分為兩種：一種呈自形-半自形，另一種呈膠狀他形集合體。黃鐵礦化與赤鐵礦化、綠泥石化、水云母化共生，且多與石英脈、硅質(zhì)脈伴生產(chǎn)出。成礦期黃鐵礦往往呈膠狀、他形，被鈾礦物包裹。

堿交代主要為鉀長石化（圖4e），呈獨(dú)立的蝕變體產(chǎn)出，交代后的巖石中鉀長石含量增加，石英含量明顯減少，黑云母大部分被綠泥石或白云母交代。鉀長石化往往伴隨赤鐵礦化，構(gòu)成華南熱液型鈾礦床中普遍發(fā)育的紅化，為重要的成礦期蝕變。

絹（水）云母化（圖4f）在研究區(qū)普遍發(fā)育，主要為斜長石被絹（水）云母交代，且沿構(gòu)造裂隙呈線狀或面狀分布，空間上位于鈾礦化邊緣帶。

綠泥石化主要為圍巖中黑云母遭受熱液交代，蝕變?yōu)榫G泥石，與赤鐵礦化、絹（水）云母化形成疊加蝕變帶，巖石呈暗綠色，常沿?cái)嗔褬?gòu)造呈線型分布于斷裂兩側(cè)破碎帶中，綠泥石化往往伴隨著成礦物質(zhì)的釋放。

碳酸鹽化多呈細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀充填于巖石裂隙中（圖4e、g）。

螢石化沿含礦構(gòu)造帶分布，以細(xì)脈、微脈狀為主（圖4h、i）。與鈾礦化有關(guān)的是紫黑色螢石膠結(jié)角礫巖，淺色和結(jié)晶較好的晚期螢石與礦化無關(guān)。

圖4 中山鈾礦床典型蝕變特征Fig.4 Photos showing typical alteration in Zhongshan uranium deposit

3.2 礦化蝕變帶

通過對礦區(qū)地表和鉆孔巖心的編錄觀察，礦化與蝕變的空間分布可以劃分為礦化中心帶（Ⅰ）、近礦旁蝕變帶（Ⅱ）、遠(yuǎn)礦蝕變帶（Ⅲ）和圍巖（Ⅳ）（圖5）。礦化蝕變帶在蝕變組合和礦物組合等方面具有自礦化中心向兩側(cè)呈對稱的分帶特征。

圖5 中山鈾礦床蝕變分帶示意圖Fig.5 Schematic diagram showing the alteration zonation in Zhongshan uranium deposit

礦化中心帶（Ⅰ）：主要為礦化體或工業(yè)礦體地段，發(fā)育在斷裂破碎帶內(nèi)，呈帶狀或透鏡狀，主體呈豬肝紅或深灰色，蝕變作用最強(qiáng)，幾乎疊加了礦區(qū)所有蝕變，主要蝕變組合為硅化＋赤鐵礦化＋黃鐵礦化＋鉀長石化＋絹（水）云母化±螢石化±碳酸鹽化。近礦蝕變帶（Ⅱ）：主要發(fā)育在斷裂構(gòu)造破碎帶內(nèi)，與礦化中心帶呈漸變過渡關(guān)系，巖石碎裂，主要呈肉紅色或淺綠色，蝕變強(qiáng)度相比礦化中心帶減弱，主要蝕變組合為鉀長石化＋綠泥石化＋絹（水）云母化＋弱硅化＋弱赤鐵礦化＋弱黃鐵礦化±碳酸鹽化。遠(yuǎn)礦蝕變帶（Ⅲ）：主要發(fā)育在斷裂構(gòu)造破碎帶邊緣，巖石碎裂程度低，整體呈肉紅色，整體蝕變較弱，主要蝕變組合為鉀長石化＋絹（水）云母化＋綠泥石化±碳酸鹽化。圍巖（Ⅳ）：主要為灰白色中細(xì)粒二云母花崗巖和灰白色中粗粒似斑狀黑云母花崗巖，巖石呈花崗結(jié)構(gòu)或似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，基本未發(fā)生蝕變。

4 樣品采集及測試

選取中山鈾礦床具有代表性的55 號勘探線為研究對象，在該勘探線中施工的5 個(gè)鉆孔中系統(tǒng)采集8 件樣品，采樣位置見圖3，樣品清單見表1。開展微量、稀土元素測試分析，進(jìn)行蝕變過程元素運(yùn)移規(guī)律研究，確定鈾成礦過程中流體的運(yùn)移方式，指出中山地區(qū)下一步鈾礦勘查方向。

表1 中山鈾礦床樣品信息Table 1 Sample information of Zhongshan uranium deposit

采集的樣品進(jìn)行碎樣處理，在瑪瑙研缽中磨至200 目，微量、稀土元素測試分析在核工業(yè)二三〇研究所分析測試中心完成，利用Finnigan-MAT Elment型高精度電感耦合等離子質(zhì)譜儀（ICP-MS）進(jìn)行測定，檢測限優(yōu)于0.5×10-9，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5%。測試結(jié)果見表2。

表2 中山鈾礦床各樣品微量、稀土元素含量/10-6Table 2 The content of trace and rare earth elements(10-6)in samples of Zhongshan uranium deposit

5 元素地球化學(xué)特征

5.1 微量元素

圍巖→蝕變巖石→礦化中心，各樣品具有相似微量元素特征（圖6）。以富集大離子親石元素（LILE）Rb、Cs、U、Li，強(qiáng)烈虧損Ba、Sr、Eu 為特征；高場強(qiáng)元素（HIFS）Th 相對穩(wěn)定，Y 和Pb 相對富集；過渡族元素Sc、V、Cr、Co、Ni 明顯虧損，Cu、Mo、As、Bi、Be、Ba 等元素富集。其中Ba、Sr、Eu 虧損可能主要由于部分熔融過程中源區(qū)殘留的斜長石，或者成巖過程中斜長石的分離結(jié)晶作用引起［20-22］。圍巖物質(zhì)組分與礦化中心成礦流體具有繼承關(guān)系或同源特征。

圖6 中山鈾礦床各樣品微量元素蛛網(wǎng)圖（原始地幔數(shù)據(jù)據(jù)Sun and Mc Donough，1989［23］）Fig.6 Primitive mantle-normalized trace element spider diagrams of rocks from Zhongshan uranium deposit

5.2 稀土元素

各樣品稀土元素含量見表2，稀土元素特征參數(shù)見表3，球粒隕石數(shù)據(jù)據(jù)Anders and Grevesse（1989）［24］。

表3 中山鈾礦床各樣品稀土元素特征值Table 3 Characteristic values of rare earth elements of samples from Zhongshan uranium deposit

各樣品稀土元素總量介于（43.01～172.72）×10-6，平均為121.11×10-6；輕重稀土比值介于1.21～3.55，平均為2.23；（La/Yb）N值介于0.48～2.28，平均為1.29；（La/Lu）N值介于0.47～2.31，平均為1.32；表明輕重稀土分餾較弱；（La/Sm）N值介于0.65～1.61，平均為1.18，表明輕稀土分餾較弱；（Gd/Yb）N值介于0.61～1.07，平均為0.76，表明重稀土分餾弱；δEu 介于0.01～0.15，平均為0.08；δCe 介于0.81～1.05，平均為0.94；T1，3值介于1.06～1.20，平均為1.13；配分曲線呈海鷗型（圖7）。

圖7 中山鈾礦床各樣品稀土元素配分曲線圖Fig.7 Chondrite-normalized REE patterns of rocks from Zhongshan uranium deposit

6 質(zhì)量平衡計(jì)算與元素遷移特征

標(biāo)準(zhǔn)化Iscon 圖解法可以同時(shí)對多個(gè)樣品體系組分質(zhì)量轉(zhuǎn)移進(jìn)行平衡研究。因此，對樣品體系中不活潑組分確定，顯得十分關(guān)鍵。李海東等（2016）［9］、劉軍港等（2017）［10］、吳德海等（2019）［12］在華南熱液鈾礦蝕變特征研究中，選擇Al2O3為不活動(dòng)組分，得出的結(jié)論與事實(shí)吻合度較高。王正慶等（2018）［25］選擇Ti 為不活動(dòng)組分。郭順等（2013）［2］、宋凱等（2019）［11］選擇Yb 作為不活動(dòng)組分。

本文依據(jù)前人在質(zhì)量平衡研究方面的成果，結(jié)合元素的活動(dòng)性、原巖的均勻分布程度以及蝕變作用、元素的含量等，確定Yb 為不活動(dòng)組分，進(jìn)行質(zhì)量平衡研究。標(biāo)準(zhǔn)化Iscon 圖解法具體分析方法參考郭順等（2013）［2］和Guo 等（2009）［1］。

中山礦床微量元素標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)、投圖數(shù)據(jù)及遷移率數(shù)據(jù)見表4，遷移率及其標(biāo)準(zhǔn)化Isocon圖解見圖8。各樣品Sb、Co、Mo、Ni、Be、Th、Sr、As、Ba、Cs、Pb、Li、Rb、V、U 元素在Isocon 線上方，在蝕變過程中表現(xiàn)為遷入；Bi、Sc、Tb、Tm、Lu、Ho、Tl、Dy、Er、Gd 元素相對穩(wěn)定，蝕變作用沒有使其發(fā)生物質(zhì)交換。Cr、Ga、Zn 元素含量從新鮮巖石→蝕變巖石→礦化中心逐漸丟失；Cs、Li、W、U 元素含量從新鮮巖石→蝕變巖石→礦化中心逐漸增加。As、Ba、Sr、U、W、Ce、Eu等元素在礦化中心遷入率最高；Co 在礦化中心遷入率最低，且顯示從深部至淺部含量逐漸增加（圖9）。

圖8 中山鈾礦各樣品微量、稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化Isocon 圖解Fig.8 Standardized Isocon diagram of trace and rare earth elements of samples from Zhongshan uranium deposit

表4 中山鈾礦床各樣品質(zhì)量平衡計(jì)算數(shù)據(jù)Table 4 Mass balance calculation data of samples from Zhongshan uranium deposit

圖9 中山鈾礦各樣品元素質(zhì)量平衡遷移率/%對比圖Fig.9 Comparison chart of element mass balance migration of samples from Zhongshan uranium deposit

7 元素遷移規(guī)律及機(jī)制

U 在礦化中心遷移率最大，靠近圍巖逐漸減弱；而與U 地球化學(xué)特征相似的Th 同樣表現(xiàn)遷入?？傮w上，Bi 在礦化中心遷出率最高；As、Ba、Sr、U、W、Ce、Eu 等元素在礦化中心遷入率最高；Co 在礦化中心遷入率最低，且Co 顯示從深部至淺部含量逐漸增加。成礦元素在富集中心高度集中，與圍巖存在截然界線。

牟保磊（1999）［26］研究提出，花崗巖中的稀土元素主要賦存在副礦物中（如鋯石、榍石、褐簾石、磷釔礦、獨(dú)居石等），造巖礦物中較少。王翠云等（2012）［4］、劉軍港等（2017）［10］提出在熱液型礦床中，巖漿-熱液作用對稀土元素含量變化起主導(dǎo)作用。稀土元素隨著原子序數(shù)的增加，離子半徑越來越小，與F-、［HCO3］-、［CO3］2-、［PO4］3-等形成絡(luò)陰離子的能力和穩(wěn)定性越來越強(qiáng)，即HREE 形成絡(luò)合物的能力和穩(wěn)定性大于LREE，且在熱液中遷移能力比LREE更強(qiáng)。鈾主要以鈾酰離子（如［UO2F3］-、［UO2F4］2-、［UO2（CO3）3］4-等）的形式在熱液流體中運(yùn)移，而HREE 與U、Th 的地球化學(xué)行為非常類似，相對于LREE 更容易形成碳酸鹽和氟化物的絡(luò)合物（如［REE（CO3）3］3-和［REEF6］3-）在熱液流體中遷移。李海東等（2016）［9］、張濤等（2020）［27］研究發(fā)現(xiàn)熱液鈾礦床中成礦流體富稀土元素這一特征。研究區(qū)礦化中心稀土元素整體為遷入，且LREE 遷入率大于HREE，與上述觀點(diǎn)相符，成礦流體富集REE。

8 成礦物質(zhì)來源的約束

中山鈾礦床賦礦圍巖（九峰花崗巖和中棚花崗巖）具有較高的U 含量（平均為18.4×10-6），遠(yuǎn)高于中國東部上地殼鈾平均值（1.55×10-6）［28］；Th/U 值較低（介于0.61～0.70），具備為區(qū)內(nèi)鈾成礦提供充足鈾源的潛力。

在地質(zhì)過程中，Sm/Nd 值是指示成礦物源和成礦作用特征一重要指標(biāo)，Sm 和Nd 元素具有較強(qiáng)的抗干擾能力［29］。研究區(qū)圍巖、蝕變巖、礦化中心Nd-Sm 雙對數(shù)圖解上（圖10a），相關(guān)系數(shù)R2=0.76，指示Nd-Sm 之間相關(guān)性明顯；在稀土元素總量∑REE 與輕重稀土比值（LREE/HREE）N對比分析（圖10b）中［30］，圍巖→蝕變巖石→礦化中心，各樣品分布較集中；在圖10c 中，Y 和∑REE 在圍巖、蝕變巖石及礦化中心含量相對較低，Y 和∑REE 表現(xiàn)較好相關(guān)性，顯示成礦物質(zhì)與圍巖存在親緣性；在圖10d 中，Sm/Nd-LREE/HREE 圖解相關(guān)性較好?？梢?，熱液蝕變作用未改變各類巖石稀土配分模式，蝕變巖及礦化中心基本保留圍巖稀土特征，表明成礦物質(zhì)與圍巖物質(zhì)組成具有相似性或繼承性。

圖10 各樣品元素圖解Fig.10 Elemental diagram of samples

但是通過質(zhì)量平衡計(jì)算發(fā)現(xiàn)，與成礦關(guān)系最為直接的U 元素在礦化中心遷入率最大，且與蝕變巖、圍巖中U 遷入率呈突變關(guān)系，顯然與近礦的圍巖提供鈾來源有些不符。假設(shè)近礦圍巖提供鈾源，在橫向上，U 含量從圍巖→蝕變巖→礦化中心，應(yīng)該存在一個(gè)U 含量逐漸增加過程，且需要構(gòu)造-熱事件持續(xù)的作用于圍巖，使圍巖中U 活化，向礦化中心遷移、沉淀，這一過程必然導(dǎo)致圍巖發(fā)生蝕變，但事實(shí)是近礦圍巖基本未發(fā)生蝕變，且U 含量在礦化中心顯示突變，與蝕變巖、圍巖并非漸變。假設(shè)鈾源來自深部的富鈾地質(zhì)體，成礦流體運(yùn)移將以垂向?yàn)橹鲗?dǎo)，富鈾地質(zhì)體在有利的構(gòu)造熱驅(qū)動(dòng)下，成礦流體從深部高熱場通過導(dǎo)礦構(gòu)造向淺部運(yùn)移，在物理、化學(xué)等界面轉(zhuǎn)換位置沉淀成礦，然而高熱場成礦流體通過淺部低熱場巖石時(shí)，必然會(huì)引起兩側(cè)巖石發(fā)生蝕變，在平面上表現(xiàn)為水平蝕變分帶特征。華南花崗巖型鈾礦床中，主要的礦石礦物瀝青鈾礦以礦脈形式存在，這說明成礦流體中U 含量非常高，可能相當(dāng)于礦液，且成礦流體沉淀時(shí)間短，成礦非?？焖?，近礦圍巖很難提供這樣的成礦流體。吳仁貴等（2018）［31］提出熱液鈾礦中鈾源主要來自深部高熱場的富鈾地質(zhì)體，而非低熱場的成礦周邊富鈾地質(zhì)體；巫建華等（2017）［32］提出的熱液型鈾礦對巖漿巖的巖性巖相沒有選擇性，鈾礦床明顯受斷裂構(gòu)造（斷層、破裂帶和裂隙群）控制；陳正樂等（2013）［33］研究相山鈾礦控礦因素提出的斷裂構(gòu)造通過控制巖石的變形行為控制了礦體產(chǎn)出，進(jìn)而解釋了所謂的“巖性控礦”現(xiàn)象；張濤等（2020）［27］通過對桂北向陽坪鈾礦床中礦石礦物開展LA-ICP-MS 微區(qū)原位稀土分析，發(fā)現(xiàn)礦石礦物稀土元素富集顯著，稀土元素配分模式與圍巖、蝕變巖存在較大差異，兩者親緣性不明顯，提出鈾主要來自深部熱液，圍巖貢獻(xiàn)不顯著觀點(diǎn)；李海東等（2016）［9］提出赤鐵礦化可作為深部找礦標(biāo)志。綜合分析認(rèn)為，賦礦圍巖和深部富鈾地質(zhì)體均可能為中山鈾礦床提供鈾源，鈾源具多來源和深源性。

9 成礦流體來源與性質(zhì)

花崗巖中鈾多以離子的形式賦存在晶質(zhì)鈾礦、鋯石、獨(dú)居石、磷釔礦等副礦物中，巖漿水氧逸度無法使U4＋氧化成U6＋進(jìn)行遷移、富集和成礦。中山鈾礦床賦礦圍巖九峰花崗巖鋯石U-Pb 年齡為（162.9±2.3）Ma，中棚花崗巖鋯石U-Pb 年齡為（148.2±1.9）Ma［19］。而研究區(qū)主要存 在25～15 Ma、45～35 Ma、65～55 Ma、105～95 Ma 等4 個(gè)主要成礦期［13］，礦巖時(shí)差較大，遠(yuǎn)大于花崗巖固結(jié)成巖時(shí)間，限定了花崗質(zhì)巖漿水不太可能成為中山鈾礦床的成礦流體來源。

劉叢強(qiáng)等（2002）［34］、王翠云等（2012）［4］、劉軍港等（2017）［10］、張濤等（2020）［27］研究表明稀土元素在熱液循環(huán)過程中存在帶入帶出，研究區(qū)稀土元素在蝕變過程至礦化中心富集（圖9）。樣品中Sm/Nd、Y/Ho、（La/Pr）N值可以指示成礦流體性質(zhì)。研究區(qū)圍巖→蝕變巖→礦化中心，Sm/Nd、Y/Ho、（La/Pr）N值變化趨勢不明顯。Sm/Nd 值介于0.32～0.49，平均為0.39；Y/Ho 值介于24.25～32.63，平均為30.08；（La/Pr）N值介于0.93～1.28，平均為1.13。Wang 等（1982）［35］研究表明，Sm/Nd＜0.33 為殼源，Sm/Nd＞0.33 為幔源，指示成礦過程具有深源物質(zhì)參與，李海東等（2016）［9］研究相山李家?guī)X鈾礦，顯示成礦流體具深源性；初始地幔Y/Ho 值為27.74，各樣品中Y/Ho 值范圍較大，表明成礦流體存在深源和大氣降水多來源；Bau and Dulski（1995）［36］認(rèn)為地幔流體（La/Pr）N值一般較高，而大氣降水（La/Pr）N值一般較低，樣品中（La/Pr）N值較低，表明成礦流體主要來自殼源大氣降水。韓嚀文和馬振東（2003）［37］提出在還原條件下Th/U 值增加，在氧化條件下Th/U 值降低，中山鈾礦床中礦化中心Th/U 值明顯低于圍巖（圍巖Th/U 值介于0.61～0.70，礦化中心Th/U 值為0.01），表明成礦流體具有相對高氧逸度的特征。地幔流體具低氧逸度的特征，與鈾以U6＋形式遷移所需的高氧逸度條件相矛盾，凌洪飛（2011）［38］認(rèn)為成礦過程中必然存在高氧逸度的流體大氣降水與地幔流體混合。

Ce、Eu 在氧化還原條件下呈現(xiàn)不同的價(jià)態(tài)，導(dǎo)致在不同地球化學(xué)環(huán)境中產(chǎn)生不同程度的分餾，從而形成Ce、Eu 的異常。研究區(qū)圍巖→蝕變巖→礦化中心均表現(xiàn)出強(qiáng)烈虧損（δEu值介于0.01～0.15，平均為0.08）。Eu 負(fù)異常指示圍巖中長石發(fā)生熱液改造，是熱液型鈾礦化典型特征之一。在成礦流體中通常呈Eu3＋，在相對還原條件下部分轉(zhuǎn)變?yōu)镋u2＋，與其他稀土元素分離。鈾成礦作用經(jīng)歷氧化-還原環(huán)境轉(zhuǎn)變，成礦流體在氧化環(huán)境攜帶Eu3＋運(yùn)移，在相對還原環(huán)境沉淀成礦，同時(shí)Eu3＋轉(zhuǎn)變?yōu)镋u2＋與其他稀土元素分離，造成礦化中心及蝕變影響帶負(fù)Eu 異常。這與熱液型鈾礦床中鈾以＋6價(jià)鈾酰類形式遷移，經(jīng)還原作用鈾以＋4 價(jià)沉淀成礦認(rèn)識一致。與石少華等（2011）［39］、張濤等（2020）［27］研究桂北苗兒山花崗巖型鈾礦認(rèn)識一致。δEu 值整體變化差異較小，暗示成礦環(huán)境的氧化還原特征較為穩(wěn)定。

δCe 主要受控于體系的氧化還原環(huán)境，在還原環(huán)境中，Ce 主要以Ce3＋形式存在，δCe＞1；在氧化環(huán)境中，Ce 以Ce4＋形式存在，δCe＜1。樣品中δCe 值介于0.83～1.05，平均為0.94，總體上Ce 顯示微弱異常。同樣δCe 值整體變化不明顯，暗示成礦環(huán)境的氧化還原特征較為穩(wěn)定。

研究區(qū)九峰花崗巖和中棚花崗巖T1，3=1.06～1.20，平均為1.13，伴隨異常明顯Eu 負(fù)異常的“M”型四分組效應(yīng)，Takahashi 等（2002）［40］研究提出水-巖作用是造成“M”和“W”型四分組效應(yīng)共軛分布的原因。趙振華等（1992）［41］和Irber（1999）［42］認(rèn)為高演化的花崗巖在晚期與富揮發(fā)分（F、Cl）流體的相互作用是造成稀土元素四分組效應(yīng)的重要控制因素。高程度演化的晚階段花崗巖均具有“M”型的元素四分組效應(yīng)。富F 體系中四分組效應(yīng)最強(qiáng)。九峰花崗巖和中棚花崗巖高Rb/Sr 值（介于26.6～85.0）及明顯的Eu 負(fù)異常（0.01～0.15），表明巖漿經(jīng)歷了強(qiáng)烈的結(jié)晶分異作用。蘭鴻鋒（2015）［19］提出中棚花崗巖Zr/Hf 值指示流體作用存在，且礦床中發(fā)育較強(qiáng)的螢石化，認(rèn)為九峰花崗巖、中棚花崗巖中稀土元素表現(xiàn)出的四分組效應(yīng)與巖體高度演化和流體的相互作用有關(guān)。具有稀土元素四分組效應(yīng)的花崗巖經(jīng)歷強(qiáng)烈的分離結(jié)晶作用和流體的作用可以導(dǎo)致?lián)]發(fā)分H2、F、Cl 和B 等的富集，含F(xiàn) 和Cl 等元素的流體能夠增強(qiáng)U 的活動(dòng)性，有利于U的富集成礦。

綜合礦化蝕變特征、微量和稀土元素的含量特征、比值特征以及元素的遷移特征，認(rèn)為中山鈾礦床的成礦流體在成分上富含揮發(fā)分（F、Cl 等）、堿金屬元素（Cs、Rb），性質(zhì)上具有相對高的氧逸度，其來源是深部流體與經(jīng)歷了深循環(huán)大氣降水的混合成因流體，具有穩(wěn)定成礦環(huán)境，有利于成礦作用。

10 結(jié)論

1）中山鈾礦床蝕變作用發(fā)育，圍巖發(fā)育的黃鐵礦化＋赤鐵礦化＋硅化（黑色、紅色硅質(zhì)脈）±碳酸鹽化±螢石化疊加熱液蝕變，對鈾礦化最有利。

2）V、Zn、Rb、Mo、Pb、As、Ba、Bi、Sr、U、W、REE 等元素在礦化中心遷入，As、Ba、Sr、U、W、Ce、Eu 等元素在礦化中心遷入率最大，對鈾礦化具有較好指示作用。

3）中山鈾礦床中鈾源可能來自賦礦圍巖和深部富鈾地質(zhì)體，具多來源和深源性。

4）中山鈾礦床成礦流體在成分上富含揮發(fā)分F、Cl 等和堿金屬元素Cs、Rb，性質(zhì)上具有相對高的氧逸度，是深部流體與經(jīng)歷了深循環(huán)大氣降水的混合成因流體。