粤北花岗岩型铀矿的地幔流体成矿作用

【摘要】：粤北地区的贵东和诸广岩体是两个主要由印支—燕山期花岗岩组成的复式岩体。我国最著名的花岗岩型铀矿集聚区——下庄和长江铀矿田就分别位于这两个复式岩体东部。对下庄矿田内希望、石土岭和仙石矿床以及长江矿田内棉花坑矿床进行的H、O、C、Pb、Sr、Nd同位素综合研究表明,这些矿床成δD_(H_2O)矿流体的值在成矿期为-97‰～-41‰,在矿后期为-71‰～-50‰,δ~(18)O_(H_2O)值在成矿期为8.1‰～0.6‰,在矿后期为2.0‰～-9.4‰,反映成矿期成矿流体主要由地幔流体组成,而在矿后期成矿流体中,大气降水的加入比较明显,并可能逐渐演化为主要由大气降水组成。方解石的δ~(13)C值为-9.2‰～-3.1‰,反映矿化剂∑CO_2来自地幔。Pb、Sr、Nd同位素的研究表明,成矿组分来源于赋矿花岗岩、基性岩脉和基底变质岩之间不同程度的混合。鉴于下庄和长江矿田属于超大型矿床;矿田范围内基性岩脉多成组、成群、多方向产出,岩体外围断陷盆地发育,成矿作用在时间、空间上与深层次伸展构造(或基性岩脉侵位)密切相关;成矿组分具多来源特征;呈面状和带状分布的碱交代作用十分强烈以及成矿流体主要由地幔流体组成,反映粤北地区的花岗岩型铀矿床属于地幔流体成矿作用范畴。成矿模式可概括为:晚中生代时期主要由于俯冲板块脱水与脱气作用形成的流体不仅对上覆地幔产生交代作用生成地幔流体,而且伴随着深层次伸展构造的发育(或基性岩脉侵位),地幔流体上升进入地壳。富碱、富含∑CO_2的地幔流体在上升运移过程中与地壳岩石(尤其是富铀岩石)之间的相互作用(以碱交代作用为主)能导致其中的成矿组分(尤其是铀)活化转移,使地幔流体转变成为富铀成矿流体;沥青铀矿的沉淀可能与下列因素有关:①富铀成矿流体与大气降水混合,使成矿流体的物理、化学条件发生变化;②成矿流体进入减压环境时发生减压沸腾作用,CO_2逸出,导致铀酰碳酸盐络离子解体;③富铀成矿流体与富含还原剂的基性岩脉相互作用。