纳米比亚湖山铀矿床中黑云母伟晶岩型矿石特征及铀矿化机制

摘要

湖山铀矿床位于纳米比亚达马拉造山带的南部中央带,属于伟晶岩型铀矿,是世界上最大的铀矿床之一.目前关于不同矿石中铀元素的富集与沉淀机制还存在一定争议.为了厘清岩浆演化过程与铀成矿作用的关系,本文对湖山铀矿床内E型伟晶岩型矿石开展了岩石学、矿物学和地球化学研究.野外调查及镜下鉴定结果表明,产铀的E型伟晶岩可以分为"简单类型"矿体和"复杂类型"矿体:前者具有花岗伟晶结构,工业铀矿物为晶质铀矿(含少量铀钍石),呈浸染状分布于石英、长石和黑云母之间,矿化程度低到中等;而后者表现出非均匀的结构特征,晶质铀矿在成因上与大量黑云母团块有空间联系,矿化程度极高.地球化学研究表明,在"简单类型"伟晶岩中,铀元素的富集受控于分离结晶作用,而在"复杂类型"伟晶岩中,铀矿化与同化混染作用密切相关.矿石的矿物-熔体相平衡模拟结果显示,外来基性组分(FeO、MgO、TiO2)的混入导致"复杂类型"伟晶岩熔体中矿物的结晶顺序发生了改变,相比于"简单类型"伟晶岩熔体,黑云母初始结晶温度的升高和钾长石初始结晶温度的降低为黑云母提供了更充足的结晶时间和生长空间,促使黑云母以团块状聚集的形式产出.该过程会大量消耗岩浆中的F离子,引发UFm4-m络合物的水解,促使晶质铀矿在团块黑云母的附近沉淀,形成高品位的铀矿化.因此,本文有关"简单类型"和"复杂类型"伟晶岩矿石的研究,有效地揭示了矿化过程,丰富了伟晶岩型铀矿床理论,为推动铀矿勘查与开发提供了科学依据.