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華南熱液型鈾礦成礦流體研究現(xiàn)狀及存在問題

2021-12-29 02:01:46邱林飛龐雅慶
世界核地質(zhì)科學(xué) 2021年4期
關(guān)鍵詞:鈾礦床螢石鈾礦

邱林飛,龐雅慶

(核工業(yè)北京地質(zhì)研究院 中核集團鈾資源勘查與評價技術(shù)重點實驗室,北京 100029)

砂巖型、火山巖型、花崗巖型和碳硅泥巖型鈾礦是中國鈾礦床四大工業(yè)類型,其中花崗巖型和火山巖型鈾礦被統(tǒng)稱為熱液型鈾礦,是我國核工業(yè)的能源保障主要來源之一。老礦山的淺部鈾礦資源被開采殆盡,“攻深找盲”是擴大老礦山鈾資源儲備的必由之路。近幾年,核地質(zhì)相關(guān)單位實施了數(shù)個超過1500 m(最深達3000 m)的鉆孔進行深部找礦探索,在深部發(fā)現(xiàn)較好的工業(yè)鈾礦體和多金屬礦化,并開展了相關(guān)研究工作[1-3]。成礦流體研究對探討成礦機理和成礦規(guī)律十分重要[4-6]。成礦流體的性質(zhì)與來源是成礦作用機理研究的重要方面,可為深部成礦潛力提供參考。華南熱液型鈾礦床成礦流體與成礦作用過程,歷來都是中國鈾礦地質(zhì)學(xué)研究的焦點之一,雖研究成果眾多,但認(rèn)識不盡相同。本文梳理近10年華南熱液型鈾礦成礦流體研究代表性成果表明,前人主要針對成礦流體的性質(zhì)以及來源進行了探討,研究手段主要是獲取脈石礦物(石英、螢石、方解石)流體包裹體的溫度、鹽度、氣液相成分,了解成礦流體的性質(zhì);其次是測定脈石礦物(石英、螢石、方解石)C-D-O同位素或硫化物(黃鐵礦、閃鋅礦等)S及稀有氣體He/Ar同位素示蹤成礦流體來源。

總體上,前人對熱液型鈾礦進行了較為深入的研究,但對鈾礦床深部多金屬礦床成礦性質(zhì)還處于起步階段。一般認(rèn)為鈾礦床深部多金屬礦與鈾礦成因明顯不同,早期多金屬礦化為高溫成因,成礦流體具有中高溫、中-高鹽度性質(zhì),成礦流體富含CO2和CH4,流體可能主要來源于巖漿期后熱液[7-8]。有關(guān)成礦流體研究的主要問題集中于2個方面:第1個問題是溫壓地球化學(xué)性質(zhì),究竟是中低溫成礦環(huán)境還是中高溫成礦環(huán)境,成礦壓力如何變化;第2個問題是成礦流體是來源于淺部大氣降水還是深部中下地殼,或是二者混合。鑒于華南熱液型鈾礦成礦流體研究存在爭議,本文綜合分析華南地區(qū)火山巖型和花崗巖型熱液鈾礦床成礦流體性質(zhì)、來源的研究現(xiàn)狀,分析其中存在的問題,以期為以后的研究提供參考。

1 熱液型鈾礦產(chǎn)出地質(zhì)特征

熱液型鈾礦按含礦主巖類型劃分為花崗巖型和火山巖型兩個亞類,集中產(chǎn)于華南地區(qū)[8]?;◢弾r型鈾礦主要分布于華南后加里東隆起帶上,火山巖型鈾礦則主要分布于東南沿海的大陸板塊邊緣地區(qū)(圖1)。這些鈾礦床的形成一般都嚴(yán)格受地質(zhì)構(gòu)造控制,成礦時代與賦礦圍巖存在差距,礦床的形成往往與成巖之后的熱液活動有關(guān)。該類礦床的產(chǎn)出一般集中在地殼強烈拉張、斷陷盆地廣泛發(fā)育,并伴有幔源基性巖漿活動(基性脈巖、玄武巖)的地區(qū),具有約135、115、85、65和45 M a等的幾個主成礦期[10]。礦體一般沿賦礦圍巖的斷裂、裂隙及層間構(gòu)造呈脈狀、細(xì)脈狀及似層狀產(chǎn)出。

圖1 華南熱液型鈾礦區(qū)域分布略圖[10]Fig.1 Sketch distribution map of hydrothermal uranium deposits in southern China[10]

2 成礦流體溫壓特征

2.1 成礦溫度條件

溫度、鹽度及其成分是成礦流體性質(zhì)的表征形式。近十年的研究表明,多數(shù)學(xué)者還都傾向認(rèn)為華南熱液型鈾礦床成礦流體主要為中-低溫?zé)嵋撼梢?,其依?jù)是鈾礦物共生的熱液脈石礦物中的流體包裹體均一溫度主要集中在120~260℃之間[11-17],但也有研究注意到流體包裹體的均一溫度存在高溫階段(>300℃),認(rèn)為成礦過程中存在高溫流體的作用[18-21],有的僅列出結(jié)果并未加以討論[13,14,16]。張樹明等測得相山礦田鄒家山礦床成礦期螢石礦物流體包裹體均一溫度部分達300℃以上,最高達418℃,平均為267℃,山南礦床-3 m和92 m標(biāo)高樣品的平均均一溫度為260℃和292℃,最高溫度達到426℃,沙洲礦床-138 m和-98 m標(biāo)高樣品的平均均一溫度為297℃和273℃,最高溫度達到405℃[14];王運等、劉若熙、胡志華等認(rèn)為相山礦田鈾礦物中存在大量的鈦鈾礦(或含鈦鈾礦物),其含量占總鈾礦物的40%以上,反映了礦石中存在中-高溫成因的鈾礦物類型[22-24];胡寶群等通過流體熱力學(xué)研究認(rèn)為成礦作用過程中水的相變對熱液成礦有明顯的控制作用,水在相變溫度(374.15℃)附近成礦物質(zhì)溶解達到極大值,熱液成礦作用高峰為成礦流體降低至310℃左右時(相當(dāng)于熱容變化的拐點處),礦質(zhì)發(fā)生沉淀,大致為二級相變成礦[25];郭建測得相山鄒家山礦床包裹體均一溫度集中在180~320℃,鹽度集中于2%~10%NaCl.eqv,液相成分主要為水,氣相成分含有CO2、H2O、N2、CH4等[26];聶江濤、王健等認(rèn)為相山礦田多金屬成礦流體具有中高溫、高壓、中高鹽度的特征[7,27];石少華等測得廣西沙子江礦床成礦早階段包裹體均一溫度為165.3~342.6℃,主成礦階段包裹體均一溫度為136.1~312.8℃,流體成分為H2O,可能含烴類流體[13];郭國林等測得諸廣礦田棉花坑礦床成礦階段流體包裹體均一溫度為97~415℃,峰值分為中高溫(298~332℃)和高溫(380~415℃)兩個階段[18];何德寶等認(rèn)為下莊礦田硅質(zhì)脈型鈾礦和交點型鈾礦中成礦流體均為地幔流體和大氣降水混合的結(jié)果,其中硅質(zhì)脈型鈾礦均一溫度具有270~320℃和120~160℃兩個峰值范圍,交點型鈾礦中均一溫度分別為350~370℃和110~250℃兩個峰值范圍[20]。

綜合前人的研究表明,紫黑色螢石是華南熱液型鈾礦床中與鈾成礦最為密切相關(guān)的礦物之一,將已發(fā)表的紫黑色螢石中流體包裹體均一溫度進行統(tǒng)計,如表1和圖2所示。由圖2可知,紫黑色螢石中流體包裹體均一溫度范圍變化較大,從140~360℃均有分布。追溯文獻中的流體包裹體巖相學(xué)特征,可以發(fā)現(xiàn)部分文獻中所測的螢石為透明度較高的螢石礦物,并非紫黑色的螢石,其次,還可見流體包裹體呈現(xiàn)明顯的線性特征,且氣相百分?jǐn)?shù)比較一致(均小于10%),這明顯不符合大部分學(xué)者所認(rèn)同的主成礦期與流體沸騰作用有關(guān)的流體包裹體組合特征。因此,本研究認(rèn)為文獻中流體包裹體相對較高的均一溫度峰值段(240~360℃)可能指示了紫黑色螢石中原生包裹體的形成溫度,而低溫峰值段(120~160℃)可能指示了紫黑色螢石中次生包裹體或晚期淺紫色螢石的形成溫度,也就是說紫黑色螢石中240~360℃峰值溫度段可能指示了華南熱液型鈾礦主成礦階段的溫度。顯然,200℃以下的低溫峰值段也難以符合學(xué)者們普遍認(rèn)同的主成礦階段流體沸騰作用成礦所需的溫度條件。

表1 華南熱液型鈾礦床成礦期紫黑色螢石流體包裹均一溫度統(tǒng)計表Table 1 Statistics on the homogenization temperature of fluid inclusions in the purple-black fluorite during the mineralization stage of the hydrothermal uranium deposits in southern China

圖2 華南熱液型鈾礦床成礦期紫黑色螢石流體包裹體均一溫度統(tǒng)計圖Fig.2 Histogram of the homogenization temperature of fluid inclusions in the purple-black fluorite during the mineralization stage of the hydrothermal uranium deposits in southern China

2.2 成礦壓力條件

關(guān)于成礦壓力的研究資料較少,聶江濤等通過流體包裹體的壓力計算得到相山礦田鈾下部的多金屬成礦壓力為12~95 MPa[7],邱林飛等通過流體包裹體MacFlincor計算程序計算得到大橋塢礦床和相山礦田居隆庵礦床鈾成礦流體的形成壓力范圍分別為50~110 MPa和89~188 MPa[11,28]。這些通過流體包裹體計算得到的壓力值明顯大于研究區(qū)的正常地層壓力,反映了超高壓成礦流體的存在,而這一點也符合胡寶群等的水熱相變控礦理論中提到的超壓流體二次降壓成礦觀點[25],即成礦流體是在構(gòu)造和深源熱流體的共同作用下,使得成礦流體的溫度壓力聚集到臨界溫壓條件而成為超臨界流體,當(dāng)超臨界成礦流體運移到開闊的構(gòu)造空間時,快速釋壓而強烈沸騰,致使成礦物理化學(xué)條件改變而發(fā)生成礦作用。

3 成礦流體來源

3.1 成礦流體來源主要觀點

3.1.1 大氣降水深循環(huán)觀點

大氣降水深循環(huán)的觀點提出時間較早,李學(xué)禮、周文斌等研究提出,相山鈾礦田成礦流體與大氣降水沿構(gòu)造裂隙深循環(huán)相關(guān),并提出了鈾的古熱水成礦模式-古脈狀承壓熱水泄水區(qū)(減壓區(qū))鈾成礦模式,其特點是大氣降水在補給區(qū)滲入地下,經(jīng)深循環(huán)加溫和水巖相互作用形成的富鈾成礦熱液在古熱水系統(tǒng)排泄區(qū)(減壓區(qū))沉淀富集成礦[29-30],這一觀點被后來的許多學(xué)者所認(rèn)同。嚴(yán)冰等測得相山礦田鈾礦床方解石δ13C為-7.4‰~-3.2‰,δ18O為1.7‰~15.2‰,螢石的包裹體中水的δ18O為-9.0‰~-1.4‰,δD為-90‰~-68‰,石英δ18O為2.4‰~4.4‰,δD為-71‰~-59‰,認(rèn)為成礦流體屬大氣降水成因流體,水-巖相互作用對流體氫氧同位素組成有明顯影響,成礦流體中的硫可能主要來自圍巖[31]。傅麗雯等得到諸廣礦田棉花坑礦床成礦流體的δD為-105‰~-63‰,δ18O為-7.09‰~3.24‰,成礦期螢石的εNd(t)值(-11.9~-11.4),稀土配分模式與賦礦圍巖長江巖體十分相似而與油洞巖體區(qū)別明顯,成礦流體主要由深循環(huán)的大氣降水通過水-巖相互作用演化形成,成礦物質(zhì)主要來源于賦礦圍巖長江巖體[32]。ZHANG等對棉花坑礦床開展了同位素及礦物陰陽離子分析,測得流體δ18O為-2.97‰~-2.83‰,δ13C為-11.2‰~-5.2‰,δ34S為-17.1‰~-3.2‰,認(rèn)為成礦流體主要來自大氣降水形成的紅盆熱鹵水,第1期熱液蝕變使大氣降水富Ca2+和F-,并且使pH值增高,第2期CO2脫氣造成U沉淀[33]。

3.1.2 “雙混合”成因模式

這類觀點提出也相對較早。CHEN對相山礦田研究提出,構(gòu)成相山熱液型鈾礦床成礦溶液主體的水,絕大部分來自于由巖漿作用所發(fā)動起來的巨大地下熱水體系中的大氣成因水,而決定成礦溶液地球化學(xué)性質(zhì)的主要礦化劑(F、Cl、CO2、S、P和堿金屬)則主要來自活動大陸邊緣硅鋁殼中下部的深熔作用帶和位于深熔作用帶與地表之間不同深度的過渡巖漿房所分異出的原生流體[34];范洪海、胡瑞忠等研究都得出了類似的結(jié)論[35-36];YU等研究認(rèn)為,鄒家山礦床中的高Cl-端元盆地鹵水與高F-端元深源流體混合導(dǎo)致U沉淀[17];嚴(yán)冰等測得相山礦田沙洲鈾礦床方解石的δ13C為-7.4‰~-3.2‰,δ18O為8.5‰~15.2‰,黃鐵礦n(40Ar)/n(36Ar)值為303~326,n(3He)/n(4He)值為0.193~2.946 Ra,認(rèn)為成礦流體中的碳主要源自地幔,He-Ar同位素組成是地殼流體與地幔流體兩端元的不同比例混合的產(chǎn)物[37];劉軍港等研究了相山礦田深部多金屬流體包裹體的n(3He)/n(4He)值為:0.21~0.35 Ra,認(rèn)為相山深部多金屬成礦流體以地殼流體和大氣降水為主,可能存在少量幔源流體的加入[2];王峰等測得相山礦田典型礦床中方解石的δ13C為-9.4‰~-3.1‰,δ18O為4.7‰~15.4‰,方解石流體包裹體中的n(3He)/n(4He)值為:0.21~0.35 Ra,40Ar/36Ar值為:314.4~334.1[38];龐雅慶等研究了桃山黃泥胡礦床黃鐵礦中包裹體的3He/4He為0.007~2.272 Ra,認(rèn)為成礦流體的氦具有殼-?;旌蟻碓吹奶卣?,以幔源流體占主導(dǎo)地位,地殼流體端元為含有一定放射性成因Ar的大氣降水[39];黃永高等研究認(rèn)為廣西花山鈾礦床成礦流體成分為H2O,方解石δ13C為-16.5‰~-5.8‰,石英δD為-94‰~-51‰;H2O的δ18O為-6.21‰~2.04‰,認(rèn)為成礦流體具有大氣降水與深部流體混合成因的特點[16]。

3.1.3 與熱點成礦作用有關(guān)的幔源成礦觀點

李子穎等提出了熱點鈾成礦作用理論,該理論指出了華南地區(qū)熱液型鈾礦的主要成礦作用不存在氧化-還原作用,鈾多以二氧化鈾與硫化物共沉淀,以四價態(tài)的絡(luò)合物形式搬運,動態(tài)與靜態(tài)交替形式沉淀成礦,相山鈾成礦流體經(jīng)歷了堿性-酸性-堿性演變過程,成礦流體具有深源性特點[40-41];童航壽認(rèn)為,華南亞(準(zhǔn))地幔柱控制了華南核心地帶的鎢、鈾等金屬礦種的空間展布,成礦流體具有深源特征[42]。

3.2 成礦流體穩(wěn)定同位素綜合分析

成礦流體來源的主要判斷依據(jù)一般是利用成礦期熱液脈體、共生礦石礦物或其包裹體的C-H-O-S及稀有氣體同位素特征,根據(jù)地球化學(xué)圖解投圖進行分析。本文對已發(fā)表的相關(guān)數(shù)據(jù)整理作圖(圖3~5)。圖3表明,鈾礦石中方解石13C同位素表現(xiàn)為靠近幔源多相體系,C-O同位素的投影總體落入受高溫效應(yīng)影響的地幔多相體系和低溫蝕變區(qū)域附近,指示方解石C并非單一來源。圖4表明,鈾礦共生脈石礦物中流體的H-O同位素的投影總體落入靠近原生巖漿水,以及原生巖漿水和大氣降水線的混合區(qū)域,指示了成礦流體可能與巖漿期后流體深循環(huán)作用有關(guān),深部流體與淺部大氣降水混合參與了鈾的成礦作用,但這并未考慮水-巖作用對同位素分餾的影響。圖5表明,硫同位素一致性較好,鈾成礦期黃鐵礦34S同位素普遍為5‰~10‰,明顯與鈾礦下部具有巖漿特征的多金屬礦34S同位素(1‰~3‰)不同,反映了鈾成礦流體與下部多金屬具有不同的硫源,鈾與多金屬礦具有不同的成因性質(zhì)。

圖3 華南典型熱液型鈾礦方解石C-O同位素投影圖Fig.3 The C-O plot of calcite from typical hydrothermal uranium deposits in southern China

圖4 華南典型熱液型鈾礦成礦流體D-O同位素投影圖Fig.4 The D-O plot of ore-forming fluids of typical hydrothermal uranium deposits in southern China

圖5 相山熱液型鈾礦床及其下部多金屬礦化34 S同位素分布圖Fig.5 Histogram of 34 S in Xiangshan hydrothermal uranium deposit and polymetallic mineralization

4 存在問題及建議

流體包裹體作為成礦流體保存下來的唯一直接樣本,大部分研究都依據(jù)包裹體的均一溫度、成分和同位素等推斷成礦流體的溫壓性質(zhì)及其來源。而造成數(shù)據(jù)或結(jié)論的多樣性既有分析測試技術(shù)條件限制的原因,也有流體包裹體選擇的主觀性原因。隨著測試技術(shù)的進步,測試技術(shù)的局限性可以逐步被克服,從而獲取更加可靠的測試數(shù)據(jù)。而流體包裹體的選擇,則需要細(xì)致的顯微觀察、成礦作用期次的劃分及包裹體研究的經(jīng)驗。筆者根據(jù)大量的資料分析,結(jié)合自身流體包裹體觀測的經(jīng)驗,認(rèn)為成礦流體研究存在以下幾個主要問題。

4.1 流體包裹體的代表性

詳細(xì)觀測以及薄片的巖相學(xué)工作,建立礦物生成先后順序,準(zhǔn)確找到成礦前、成礦期、成礦后的礦物是研究流體包裹體的前提。前人研究流體包裹體都是依托與瀝青鈾礦共生的透明脈石礦物進行的,而透明脈石礦物(石英、螢石和方解石等)往往是成礦晚期或成礦期后,礦石礦物結(jié)晶以后,隨著溫度、壓力等地球化學(xué)條件的變化而析出的礦物,其中的流體包裹體并不能代表成礦流體,而是代表成礦晚期或成礦期后的流體。一般認(rèn)為,我國南方熱液型礦床都是在成礦流體溫度和壓力快速釋過程中形成的,這就造成了鈾礦石及其緊密共生的礦物一般都呈微晶甚至泥晶結(jié)構(gòu),如泥晶-微晶結(jié)構(gòu)紫黑色螢石、微晶磷灰石和微晶石英,這就造成熱液型鈾礦包裹體研究十分困難。石少華等提出“主成礦階段螢石顏色太黑,難以進行系統(tǒng)的顯微研究”[13];邱林飛等提出“紫黑色螢石本身是半透明-不透明礦物,故很難觀察與測溫,而這種流體包裹體往往會被研究者所忽略”[45];黃永高等提出“早階段紫黑色螢石礦物顏色較深,也很難進行系統(tǒng)的顯微研究”,“由于成礦階段螢石礦物呈微晶結(jié)構(gòu),其流體包裹體難以觀測”[16]。分析近十年的相關(guān)研究成果發(fā)現(xiàn),大部分文獻所展示的流體包裹體都為結(jié)晶較好的螢石或石英中的流體包裹體。這就造成了研究所關(guān)注的礦物可能并不能代表成礦期所形成的礦物,其結(jié)果的可靠性也值得懷疑。針對這個問題,筆者建議研究者盡可能選擇與鈾礦物密切共生的細(xì)晶紫黑色螢石、微細(xì)晶石英或微細(xì)晶磷灰石中的原生流體包裹體組合(FIA)進行研究,包裹體的選擇應(yīng)充分考慮與黑色礦石礦物(瀝青鈾礦、鈦鈾礦等)的共生關(guān)系(圖6 a、b),選擇明確的成礦期流體包裹體進行研究,但這類包裹體普遍較小,需要研究者具有豐富的流體包裹體研究經(jīng)驗。此外,還可以選擇富礦石中的石英(巖漿作用結(jié)晶形成)作為研究對象,找到這類石英礦物微裂隙中含鈾礦物并與之共生的次生流體包裹體進行研究,這種次生包裹體相對更容易觀察(圖6 c、d、e),而且可以指示鈾成礦期的流體信息。

圖6 相山沙洲鈾礦床典型成礦期流體包裹體顯微特征Fig.6 Microscopic characteristics of fluid inclusions during ore-forming stage of Shazhou uranium deposit in Xiangshan

4.2 群體包裹體研究的局限性

目前,礦物中流體包裹體的獲取主要有兩種途徑:壓碎(或爆裂)萃取法和流體包裹體直接提取法。限于技術(shù)的原因,前人有關(guān)成礦流體的氣液相成分、痕量元素和同位素等地球化學(xué)參數(shù)測定則是依賴于群體包裹體獲得的。在我國南方熱液型鈾礦成礦流體來源研究中,人們一般是利用礦石中挑選出來的脈石單礦物,再利用壓碎法或爆裂法提取氣液成分,最終測試其中的氣、液相成分、微量-稀土元素或同位素組成,進而探討成礦流體的性質(zhì)和來源問題。熱液型鈾礦床在形成之前、形成過程中及形成之后,都經(jīng)歷了多期次的流體活動,每次流體活動或多或少都會形成流體包裹體,這就造成了單一礦物中往往含有原生、次生的多期次流體包裹體。也就是說,壓碎(或爆裂)萃取法所獲取的流體往往包含有多世代的群體包裹體,其分析結(jié)果是多世代流體的混合信息,無法代表真正的成礦流體。這種方法要排除各期次干擾流體包裹體信息而獲取單期次流體包裹體的包裹體信息是十分困難的,這可能是我國南方熱液型鈾礦成礦流體來源難以厘清的主要因素之一。CHI等指出了許多群體流體包裹體分析的一個共同問題是,在沒有討論樣品和分析過程是否滿足上述條件的情況下,直接將分析結(jié)果等同于原生包裹體或礦物的母流體成分,根本不考慮或評估次生包裹體的潛在污染,這就造成群體分析的誤導(dǎo)性[46]。

單一期次或單個流體包裹體分析的新方法是克服群體包裹體分析結(jié)果誤導(dǎo)性問題的可行途徑。幸運的是,隨著激光剝蝕與高分辨電感耦合質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(LA-ICP-MS)的快速發(fā)展,單個流體包裹體的微量元素的準(zhǔn)確定量已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn),而且已成為礦床學(xué)研究的熱點和前沿[47-48],因此,筆者建議在熱液型鈾礦研究中,盡快開展單個流體包裹體的LA-ICP-MS的研究工作。

4.3 數(shù)據(jù)解釋的合理性

對于熱液型鈾礦,大部分研究者都認(rèn)同成礦早階段發(fā)生了流體的減壓沸騰作用,晚階段發(fā)生了流體的混合作用。沸騰作用測試到的流體包裹體均一溫度就可代表成礦流體的溫度信息,無需經(jīng)過壓力校正,然而流體的混合作用形成的流體包裹體,其均一溫度并不能代表成礦流體的溫度信息,僅可以指示成礦流體的溫度下限,這種均一溫度往往需要經(jīng)過壓力校正才可使用。此外,在使用流體包裹體的成分和同位素數(shù)據(jù)時,研究人員一般都是利用一些經(jīng)驗圖解投圖進行解釋。一方面,在使用數(shù)據(jù)投圖解釋時并未考慮所獲得的數(shù)據(jù)是混合信息,這些信息難以客觀的反應(yīng)鈾成礦作用過程的信息。另一方面,簡單的同位素判別圖解難以較準(zhǔn)確地揭示成礦流體的真實來源。成礦流體的C、H、O同位素組成受熱液原始水的類型、熱液途經(jīng)巖石的同位素組成、水/巖交換時的溫度、水/巖交換時W/R比值大小等諸多因素的制約[31]。例如一個常見的做法是,通過群體包裹體分析獲得流體的氫同位素組成,再通過分析主礦物石英的氧同位素,計算出流體的氧同位素組成,然后將結(jié)果投在δ18O-δD圖上,如果這些數(shù)據(jù)落在大氣降水和巖漿水之間,就認(rèn)為流體是由大氣降水和巖漿水混合而成的[46],這種解釋并沒有討論分析結(jié)果反映了原生包裹體和次生包裹體混染的可能性,而這種可能性在絕大多數(shù)情況下是確實存在的,并且這種方法的另一個問題是忽略了溫度變化對流體氧同位素組成計算的影響。此外,礦物中的結(jié)構(gòu)水問題、礦物與包裹體之間是否達到同位素平衡等問題都是制約同位素示蹤可靠性的重要因素[49]。因此,本文建議在數(shù)據(jù)解釋過程中,一方面要盡量克服混合信息的干擾,運用地質(zhì)演化的動態(tài)過程思維進行綜合考慮;另一方面,結(jié)合地質(zhì)實際情況,充分考慮溫度、水巖反應(yīng)等對同位素變化的影響,多種手段相互驗證,以期獲得更客觀真實的研究成果。

5 結(jié)語

流體包裹體是研究古流體系統(tǒng)的成分和溫度-壓力條件的有效手段,但在華南熱液型鈾礦研究中也存在許多問題。研究者應(yīng)該認(rèn)識這些問題的存在以及如何避免,并將其對數(shù)據(jù)質(zhì)量和解釋的影響最小化。雖然隨著激光燒蝕等離子體質(zhì)譜分析(LA-ICP-MS)、顯微激光拉曼探針、顯微傅里葉紅外光譜、同步輻射X熒光光譜法等原位探針技術(shù)的不斷改進,獲取真正代表成礦流體的包裹體或許可以實現(xiàn),但是任何好的包裹體研究都離不開細(xì)致的礦物學(xué)研究工作。建議在華南熱液型鈾礦的研究工作中,應(yīng)在詳細(xì)的野外地質(zhì)和精細(xì)礦物學(xué)的研究基礎(chǔ)上開展原位、多相態(tài)、高分辨的微區(qū)分析,獲得成礦流體的真實成分和同位素等方面的信息,從而更加深入研究華南熱液型鈾礦成礦流體特征,為熱液型鈾礦成礦理論發(fā)展提供新的可靠的證據(jù)。

致謝:論文編寫過程中得到了歐光習(xí)研究員的指導(dǎo)與幫助。感謝匿名審稿人為本文提供富有建設(shè)性的修改意見。

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