湘西北北部地区黑色岩系铀多金属成矿环境研究

摘要

湘西北北部地区主要包括晓坪坳陷、慈利断陷盆地等区域,是湘西北成矿带上有用元素种类和矿物类型最为丰富的地区。文章通过对湘西北北部地区开展系统的地质调查评价和取样分析,研究表明区内铀多金属矿化形成环境主要为深水环境向浅水环境的过渡区域,海洋中的边缘浅海环境具有更佳的铀成矿条件。微量元素特征参数表明,研究区从震旦纪到寒武纪海洋环境是由相对富氧向缺氧环境的转变,寒武纪在海水缺氧的大背景下,发生过一到两次短时间小规模的充氧事件。对U、Th、稀土等元素的研究表明湘西北北部地区从震旦纪晚期到寒武纪早期U的富集速率明显加快,而后U富集速率逐渐降低,指示研究区在寒武纪早期海洋中的热水作用最为强烈,而后逐步减弱,且成矿作用过程中有深部物质的参与,矿化越好,受深部热水影响越强。对Ce的研究结果表明,研究区震旦纪到寒武纪在大的海退背景下存在3个较为明显的海平面“升-降”转化界面,可以将这段地质历史划分为4个海平面升降变化阶段,在海平面升高阶段,沉积物中Ce异常减小,海洋中还原性增强,有利于有机质和铀多金属元素的富集。研究区矿物学方面的发现与通过地球化学方法得出的结论具有较好的一致性,晶质铀矿、铀石等矿物的晶型、共生关系和所包含的Y、Se等元素指示寒武纪时期研究区黑色岩系成矿处于较高温度、强还原的条件下,且海底热流喷涌过程中携带有深源物质参与成矿。