桂北376铀矿床地质地球化学特征及其意义

摘要

376铀矿床位于华南最老产铀花岗岩体——摩天岭岩体中，其深部及外围找矿前景广阔。在广西地质矿产勘探开发局项目的支持下，本论文对376矿床进行了研究。本论文在通过对该区域大量的野外地质调查工作的基础之上，系统采集矿床样品，详细研究了376矿床的常量元素、微量元素和稀土元素地球化学特征及其与成矿流体来源的内在联系，得出了以下几点成果认识:
　　(1)376矿床形成于花岗岩体与四堡群九小组的接触带上，矿区内断裂发育，近EW、近SN向断裂规模较大，控制铀矿化的分布;NE和NW向断裂规模较小，为储矿构造。矿床周围脉岩较为发育。矿区围岩蚀变主要有硅化、碱交代化、云英岩化、黄铁矿化等。并且矿、岩时差巨大。
　　(2)通过对376矿床所采样品常量元素的比较，矿石的常量元素发生了较大的变化，与围岩相比，表现为矿石中SiO2、Al2O3、 Na2O+K2O等的含量急剧较少，而Fe2O3、 MgO、MnO、FeO等的含量较之围岩又急剧增加;在一些投图中，矿石与围岩完全可以划分为不同的两个类别。这些现象都说明在成矿的过程中，成矿流体改变了矿床附近原有花岗岩围岩的成分。
　　(3)从376矿床的微量元素研究来看，石英脉体的微量元素与铀矿石非常相似，应为此次流体作用促使了376矿床的形成。矿石中与U密切相关的元素有Sc、Y、Zr、Nb、Hf、Ta、Pb、Th等高场强元素;围岩中元素组合无规律，且相关性不高。从矿石与围岩各自元素的R型聚类分析发现，成矿物质并不全来自于围岩，而是有部分深部来源。
　　(4)376铀矿床的δ13CPDB介于-8.84‰～-8.42‰之间;δ18OSMOW介于10.45‰～13.31‰之间。碳、氧同位素数据投图显示成矿流体位于深部流体与大气降水之间，并且较靠近深部流体区域，说明了376矿床成矿流体的来源的多源性。
　　(5)从稀有气体同位素的数据可以看出，成矿流体主要是来自于地壳，由于放射性U、Th会对来自于地幔的3He产生一定的影响，所以原始流体的3He/4He应该比实验值大一些，因此该数据有向地幔有逐渐演化的趋势，但所占比例很小，主要还是以地壳流体为主。
　　(6)通过对该矿床稀土元素的研究发现，矿石中的稀土元素与围岩有很大差异，且矿石中的稀土元素与U的相关性很好，从稀土元素的地球化学性质与铀矿化的关系分析，可能是如下原因:该矿床地区碱交代较为发育，形成碱交代的热液在流动的过程中会与围岩发生热液交代作用，稀土元素可以活化进入到热液里，不断的使稀土元素富集，并且在碱性条件下稀土很容易与F-、CO32-等形成络合物进行迁移;而矿床的矿脉多与萤石共生，这就很好的解释了为什么U元素与稀土元素会有这么好的相关性，同时也侧面说明稀土元素的来源与铀相同。而矿石与围岩的稀土元素参数比值有很大差异，这也证实了成矿物质并不全来自于围岩，而是有一部分来自于地壳深部。
　　综合以上几点，376矿床的成因推断如下:来自深部的热液在高温高压下沿断层或裂隙运移，同时也夹带部分成矿物质，该流体经过围岩时使得岩体中U及其它伴生元素释放出来，而376矿床正好处于岩体的边缘接触带上，正是地质应力释放的区域，使得该区断裂发育，为该期含矿流体提供了很好的迁移通道及容矿空间，从而在该地区逐渐形成矿床。况且从野外地质现象来说，该区云英岩化和碱交代作用比较强烈，矿化和绿泥石化密切相关，也是这一期热液成矿作用的证据。在矿床形成之后，由于长时间的一系列地质作用，该地区抬升及剥蚀，大气降水作用对376矿床又造成了一定的影响。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 研究意义

1．2 研究现状

1．2．1 花岗岩的研究方法与现状

1．2．2 工作区的研究现状及存在问题

1．3 研究思路、内容与方法

1．3．1 研究思路

1．3．2 研究内容

1．3．3 研究方法

1．4 基本工作量统计

1．5 本论文的创新点

第2章 区域地质背景

2．1 大地构造位置

2．2 区域地层

2．2．1 四堡群(Pt2S)

2．2．2 丹洲群(Pt3D)

2．2．3 南华—震旦系(Nh—Z)

2．2．4 寒武系(∈)

2．3 区域构造

2．3．1 区域褶皱

2．3．2 区域断裂

2．4 区域岩浆岩

2．4．1 四堡期铁镁质—超铁镁质岩

2．4．2 本洞花岗闪长岩体

2．4．3 摩天岭花岗岩体

2．4．4 元宝山花岗岩体

第3章 376铀矿床地质特征

3．1 地层及花岗岩

3．1．1 地层

3．1．2 花岗岩

3．1．3 脉岩

3．2 构造

3．2．1 褶皱

3．2．2 断裂

3．3 矿化特征

3．3．1 矿体赋存部位及空间分布

3．3．2 矿体形态及产状

3．3．3 矿石类型、结构、构造及成分

3．4 矿体围岩及围岩蚀变

3．4．1 矿体围岩

3．4．2 围岩蚀变

第4章 376铀矿床元素地球化学特征

4．1 常量元素地球化学

4．1．1 样品的分析方法

4．1．2 常量元素地球化学特征

4．2 微量元素地球化学特征

4．2．1 样品的处理方法与步骤

4．2．2 微量元素组成特征

4．2．3 微量元素相关性分析

4．3 稀土元素地球化学特征

第5章 376铀矿床成矿流体来源探讨

5．1 样品的采集与分析方法

5．1．1 碳、氧同位素样品分析

5．1．2 稀有气体同位素样品分析

5．2 碳、氧同位素地球化学特征

5．2．1 碳、氧同位素特征

5．2．2 碳、氧同位素来源探讨

5．3 稀有气体同位素地球化学特征

5．3．1 氦、氩同位素特征

5．3．2 氦、氩同位素来源探讨

5．4 稀土元素来源探讨

5．4．1 Y／Ho特征指示

5．4．2 δCe、δEu特征指示

5．4．3 ΣREE特征指示

5．5 矿床成矿机制探讨

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果