中国南海石窟岩锆石中晶质铀矿的成因及成因.docxVIP

中国南海石窟岩锆石中晶质铀矿的成因及成因 20世纪50年代，在法国鲁博和科附近的尖锐岩石中发现了具有高刺激性的年轻黑岩。20世纪60年代，用电子探针确定其为晶体锆，晶体锆成为备用资矿资源的重要来源之一（张少钦等，2009）。粤北地区是中国花岗岩型铀矿最为重要的大型铀矿聚集区,区内已发现数个花岗岩型铀矿田、数十个铀矿床,它们主要集中分布在诸广山岩体南部和贵东岩体东部,在产铀花岗岩体中发现有晶质铀矿(陈鸣,1989;陈勤五,1989;张成江,1990)。陈璋如等(1984)报道在硼矿床中发现有晶质铀矿。 在石人嶂钨矿区也找到了晶质铀矿(张少琴等,2009),包括在含钨石英脉、花岗岩和云英岩中均有发现,Wei Longming等(2011)和朱文凤等(2012)初步研究了晶质铀矿的产出状况并做扫描电镜能谱(EDS)分析研究,为石英脉型钨矿区研究晶质铀矿提供了重要线索。本文进一步探讨晶质铀矿的成分变化,并利用X射线衍射(XRD)分析、电子探针化学测年方法对晶质铀矿的成分、晶型、年龄等开展深入研究,这对探讨晶质铀矿与钨矿化关系具有理论价值,对于推动粤北地区石英脉型钨矿区及其外围寻找铀矿资源,促进钨矿床铀矿资源的综合利用,提高危机矿山的经济效益也具有现实意义。 1 地表钨矿成分 粤北地区大地构造位置属于华南湘赣粤钨矿成矿区的南部成矿带西南段,瑶岭复背斜的东部,九峰岩体之南,贵东岩体之北。沿瑶岭复背斜的核部由西向东分布有瑶岭、石人嶂、梅子窝等三个中—大型的钨矿床及河口山、狮姑山和文政坑等小型钨矿床(图1),构成一个钨矿化集中区(韦龙明等,2008a,2008b)。石人嶂钨矿区主要出露寒武系、奥陶系浅变质砂岩、砂质板岩,区内断裂构造以NE、NNE和NW向为主,区内岩浆岩发育,矿区深部有隐伏的莲花山花岗岩体,北面有洞口山石英斑岩体和嶂下花岗闪长岩体,南部有柑子园白云母花岗岩小岩株和都坑英安玢岩体以及沿近东西向梧桐窝断裂产出的闪斜煌斑岩岩脉。 石人嶂矿区地表钨矿化带长850m,宽300m,已勘查的钨矿脉56 个,矿脉长70~1130 m,脉宽0.14~1.40 m,延深70~660 m,WO３品位矿体0.16%~2.40%,矿床平均0.91%。矿石类型主要为石英黑钨矿型矿石,伴有云英岩型矿石;主要金属矿物均为黑钨矿,局部富集白钨矿、锡石、毒砂、含砷黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿等,脉石矿物主要为石英,次为白云母、长石、萤石、电气石、绿柱石等;近矿围岩蚀变以云英岩化、硅化为主,次为白云母化、叶腊石化、萤石化等。 通过光片观察,结合扫描电镜能谱分析结果发现,石人嶂矿区无论是钨矿脉,还是花岗岩和云英岩中均发现有晶质铀矿,还常常发现方钍石、钍石以及含铀钍石、铀钍石、含钍晶质铀矿等其他放射性矿物(表1),显然构成铀-钍类质同象系列,它们大量产于钨矿脉中(图2)。 放射性矿物的粒度相对较小,如晶质铀矿、钍石、方钍石的粒度一般较小,通常仅为10~50μm,锆石、独居石、磷钇矿则不超过100μm(朱文凤等,2012)。晶质铀矿少量晶型完好,主要嵌布于石英中(图2a、f),多数没有明显的矿物形貌(图2),有些还受后期构造影响导致破裂、错位(图2a);晶质铀矿有时还包含有方铅矿包裹体。虽然晶质铀矿常常与锆石、磷钇矿、独居石等副矿物密切共生(图2b、e),但几乎不与褐帘石、榍石等共存,且目前还未见到晶质铀矿与黑钨矿相邻生长的情况,而是被其他矿物所“分隔”(图2e),而常看到晶质铀矿被黄铁矿包围形成黄铁矿环边(图2g、h)。 2 晶质铀矿的表征 本文所研究的8件晶质铀矿样品均采自石人嶂钨矿区(图3,包括5件含钨石英脉(其中SK10采自ZK2302钻孔中166.28 m处V65 号矿脉);2 件花岗岩(包括S3和SZ13);1件云英岩(S6)。 研究样品先后进行了光薄片鉴定及扫描电镜能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)和电子探针测试,以确定晶质铀矿的成分、晶型和定年。其中,显微镜为德国徕卡公司生产,型号为Leica DM RXP,扫描电镜为日本电子柱式会社生产,型号为JEOL-6380LV,能谱仪为英国牛津公司生产,型号为INCAx-sight;晶质铀矿的晶形测定由中南大学完成,测试仪器为微区X射线衍射仪(XRD),型号为日本理学Rigaku Rapid IIR,实验条件:电压40kV,电流250mA社;晶质铀矿年龄测定由核工业北京地质研究院分析测试研究所完成,测试仪器为日本电子珠式会社生产的型号为JXA-8100电子探针,实验条件:加速电压20kV、束流100nA、束斑直径2μm,U的标样是UO２,Th的标样是ThO２,Pb的标样是铬铅矿。 3 测试结果 3.1 晶质铀矿成分变化 扫描电镜能谱分析(张少琴等,2009;朱文凤等,2012)显示,晶质铀矿的主要成分为UO２和Th