相山矿田邹家山矿床和山南矿床流体包裹体特征对比

作者:未知

  摘  要:对相山铀矿田中两个重要铀矿床邹家山矿床和山南矿床,在已有工作研究基础上,选取矿石中流体包裹体特征比较。结果表明两者均存在两个峰值区间,其中邹家山矿床低温阶段122~162℃、高温阶段242~298℃;山南低温阶段220.5~240℃、高温阶段261.7~298.2℃,其对应盐度变化范围邹家山2.98~3.28wt%、3.88~4.18wt%;山南5.97~7.97wt%、9.97~10.97wt%,均一温度与盐度呈正相关关系。邹家山矿床成矿流体密度为0.65~0.95g/cm3;山南矿床成矿流体密度为0.64~1g/cm3;两者密度较为一致。经过计算邹家山矿床成矿压力340.3×105Pa、204.57×105Pa,成矿深度为1.132km、0.68km;山南矿床成矿压力506.8×105Pa、781.8×105Pa,成矿深度1.6km、2.6km。其气相组分主要为H2,成矿环境均为还原环境。两矿床成矿流体具有同源性,且成矿期次有所重叠,邹家山矿床主要受后期构造叠加影响较大。
  关键词:邹家山矿床;山南矿床;包裹体特征
  中图分类号:P619.14 文献标志码:A      文章编号:2095-2945(2019)13-0063-03
  Abstract: Based on the existing work, the characteristics of fluid inclusions in two important uranium deposits, Zoujiashan deposit and Shannan deposit, in Xiangshan uranium ore field are compared. The results show that there are two peak ranges in Zoujiashan deposit, including 122~162℃ in low temperature stage, 242~298℃ in high temperature stage, 220.5~240℃ in Shannan low temperature stage and 261.7~298.2℃ in high temperature stage. The corresponding salinity ranges are 2.98~3.28wt% and 3.88~4.18wt% in Zoujiashan, 5.97~7.97wt% and 9.97~10.97wt% in Shannan, and there is a positive correlation between homogenization temperature and salinity. The density of ore-forming fluid of Zoujiashan deposit is 0.65~0.95g/cm3 and that of Shannan deposit is 0.64~1g/cm3. The metallogenic pressures of Zoujiashan deposit are 340.3×105 Pa and 204.57×105 Pa, the metallogenic depths are 1.132 km and 0.68 km, and the metallogenic pressures of Shannan deposit are 506.8×105 Pa and 781.8×105 Pa, and the metallogenic depths are 1.6 km and 2.6 km. The gas phase composition is mainly H2, and the metallogenic environment is reduction environment. The ore-forming fluids of the two deposits have homology and the metallogenic periods overlap, and the Zoujiashan deposit is mainly affected by the later tectonic superposition.
  Keywords: Zoujiashan deposit; Shannan deposit; inclusion characteristics
  前言
  相山铀矿田是我国重要的火山岩型铀矿田,经过多年的地质勘探与研究,积累了丰富成果。前人对该矿田的成矿流体也研究显著,但仍然存在许多不同的认识,如成矿温度方面的差异性、成矿流体来源的不同等。相山区域内矿床主要分为花岗岩型,次火山岩型等,其中的代表就是邹家山矿床与山南矿床,二者同时受邹家山-石洞断裂控制,但其矿床类型具有明显的差异性。笔者通过对比邹家山矿床和山南矿床的包裹体特征,阐述两类矿床的差异性。
  1 地质背景
  相山矿田是我国著名的、最大的火山岩型铀矿田。它位于华南中生代陆相火山岩带的西缘,属于热液脉型铀矿田。矿田面积300余km2,平面呈椭圆形,为一大型塌陷式火山盆地。矿田受相山火山-侵入杂岩体控制,含矿岩石主要有碎斑熔岩、流纹英安斑岩、花岗斑岩等。矿田内矿床众多,邹家山矿床和山南矿床就是其中的重要组成部分(图1)。
  2 矿床地质特征
  2.1 邹家山矿床
  邹家山铀矿床处于相山破火山口的塌陷区内,位于相山铀矿田西部的邹-石断裂带的中段。矿区内的地层出露简单,主要以晚侏罗世的碎斑熔岩为主,基底为震旦系千枚岩、石英云母片岩等浅变质岩系,但未在地表出露。矿区外围可见震旦-寒武纪浅变质黑云母石英片岩、晚侏罗世的砂岩、砂砾岩夹熔结凝灰岩,流纹英安岩、流纹英安斑岩等,往深部有流纹英安斑岩凝灰质碎屑岩透镜体(产于碎斑熔岩与流纹英安斑岩之間)及变质岩(胡宝群等,2011),控矿的主断裂构造为NE向邹家山-石洞断裂及其次级构造组成的断裂带,断裂带全长约10千米,宽约200~300米,是由很多条平行的首尾相接的裂隙带组成,该断裂带的主断裂走向为30°~60°,倾向NW或SE,倾角65°~80°。   铀矿体主要赋存于碎斑熔岩和流纹英安岩中,受控于NE向邹-石断裂带及其次级NW向和近似SN向断裂,倾角35°~80°、倾向NW,呈不连续的脉状、透镜状,一般宽约0.20~5.00m,平均厚度为1.00m,延深一般>100m。矿石平均品位超过0.3%。铀矿石构造较为单一,铀矿物常以网脉状、脉状及浸染状分布于石英脉中,可见部分铀矿物围绕黄铁矿、方解石、磷灰石和TiO2矿物分布。铀矿物主要为沥青油矿,以及钛铀矿、铀石、铀钍石等。矿体与近矿围岩界线比较清晰,其近矿围岩蚀变作用普遍而强烈。由矿化中心向两侧依次为萤石化带、水云母化带、赤铁矿化(红化)带和绿泥石化(灰色)蚀变带,且整体表现为钾化明显。
  2.2 山南矿床
  山南矿床位于相山矿田北部,主要包括横涧矿床、岗上英矿床和石马山矿床,矿区位于邹家山-石洞断裂带北段,因此区内也以NE向构造为主,还发育有近EW向、NNW向及近EW向的弧形火山塌陷构造。横涧-岗上英矿区西部及北西部出露基底变质岩系,东部及东南部广泛分布有上侏罗统打鼓顶组和鹅湖岭组火山岩系,西部横涧一带出露有主要含矿岩次花岗斑岩。铀矿化主要受构造裂隙控制,而控矿的构造裂隙主要呈带状分布于次花岗斑岩体内及其内外接触带附近,总体上与裂隙带及岩墙的产状十分密切。
  含铀矿体呈脉状、透镜状产出,定位于花岗斑岩内外接触带、斑岩体形态变异部位、斑岩体正上方或其侵位方向前方火山岩的裂隙密集带。矿石矿物主要为沥青铀矿、钛铀矿和少量铀钍石等,脉石矿物主要为萤石、方解石、钠长石、石英等、磷灰石、金属矿物为黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿等。围岩蚀变类型以水云母化、红化较为明显,与成矿较为接近的萤石化水云母化、及后期萤石化、碳酸盐化、硅化等等。
  3 流体包裹体特征
  流体包裹体作为原始成岩、岩浆熔融体或者成矿溶液的代表,是认识成矿流体最有效、最直接的研究对象(邱林飞,2009)。本文测试数据主要选自与成矿同期的萤石、石英矿物中的原生包裹体,其均一温度与成矿温度较为一致(卢焕章,2004)。
  邹家山矿床包裹体分布广泛,在石英、方解石、萤石中均有发现,主要为富液相包裹体,多成群分布,形态呈不规则状、椭圆状。气液包裹体相比5~10%,大小约为1~15μm,通过扫描电镜,且多数赋存矿物与铀矿物或黄铁矿共生。
  山南矿床包裹体分布较为广泛在萤石、石英、方解石中均有分布。且类型广泛,主要为气液相包裹体、气液相比约为10%~15%,平均为10%±。包裹体形态在不同矿物中分布形式存在差异,在石英、方解石中多成群分布,萤石、方铅矿中条带分布,大小一般为5~20μm。包裹体丰度在0.1‰~0.3‰之间。
  3.1 均一温度
  邹家山矿床流体包裹体的均一温度区间范围为122℃~362℃,具有两个主要峰值(图2),划分为两个阶段:低温阶段(122℃~165℃),平均值为142℃和高温阶段(242~298℃),平均值为266℃。
   山南矿床均一温度变化范围为178.4~396.3℃,也具有两个峰值,分别是低温阶段220.5~240℃,均值231℃和高温阶段261.7~298.2℃,均值281.3℃(图3)。
  3.2 盐度及密度
  据Bodnar(1993)的NaCl-H2O体系的冰点温度与盐度关系表,邹家山铀矿床的包裹体的盐度区间范围为0.88~12.00wt%,其中高温阶段盐度变化范围为1.74~12.31wt%、平均值4.82wt%,低溫阶段盐度变化范围为0.88~2.57wt%、平均值1.63wt%。在Amhda等(1980)绘制的NaCl-H2O体系的温度-盐度-密度关系图上投点,成矿流体密度总体分布在0.65~0.95g/cm3,成矿流体密度较低。均一温度与盐度呈正相关关系(图4)。
  山南矿床成矿流体盐度变化范围为6.3~18.72wt%,低温阶段盐度变化范围7.2~14.7wt%,均值12.9wt%,高温阶段盐度变化范围6.3~18.72wt%,均值13.1wt%。成矿流体密度总体分布在0.64~1g/cm3,成矿流体密度变化范围较大。均一温度与盐度呈正相关关系。
  3.3 气相组分研究
  邹家山铀矿床萤石和石英中的流体包裹体气体成分较为单一,主要是H2,说明该区流体包裹体中富含气体组分是H2,成矿环境为还原环境。部分测点测得O2,测点所在位置可能为成矿阶段后期或成矿后矿物,流体环境由还原环境转化为氧化环境。
  山南矿床流体包裹体以H2为主,山南矿床流体包裹体气相组分也主要为H2,其成矿环境也为还原环境。
  3.4 压力及成矿深度
  根据成矿压力和成矿深度经验公式(据邵洁涟,1986):
  (1)T0(初始温度)=374+920×N(成矿溶液的盐度)(℃)
  (2)P0(初始压力)=219+2620×N(成矿溶液的盐度)
  (3)H0(初始深度)=P0×1/300×105(km)
  (4)P1(成矿压力)=P0×T1(矿区实测成矿温度)/T0(105Pa)
  (5)H1(成矿深度)=P1×1/300×105(km)
  通过上述公式计算得邹家山铀矿床高温段平均盐度为4.82wt%,平均密度0.78g/cm3,成矿压力204.57×105Pa,成矿深度0.68km;低温段盐度变化范围为0.88~2.57wt%,平均值为1.63wt%,平均密度0.92g/cm3,成矿压力340.3×105Pa,成矿深度1.132km。
  山南铀矿床低温阶段平均盐度12.9wt%,平均密度0.90g/cm3,成矿压力506.8×105Pa,成矿深度1.6km;高温阶段平均盐度13.1wt%,平均密度0.89g/cm3,成矿压力781.8×105Pa,成矿深度2.6km。   3.5 小结
  (1)两矿床成矿均一温度整体较为一致,主要出现两个成矿期。其中低温阶段邹家山矿床略低于山南矿床,高温阶段较为一致,说明两类矿床成矿期次有所重叠,在成矿后期具有明显差异。
  (2)流体盐度变化较大其中邹家山矿床流体盐度远低于山南矿床流体盐度。但两者密度较为接近。
  (3)两者气相组分较为一致,主要为H2,表明其主成矿阶段成矿环境一致均为还原环境。
  (4)两矿床在成矿压力及平均成矿深度差异较大,邹家山矿床成矿深度较浅,成矿压力较低。山南矿床成矿深度较深,成矿压力较大。
  4 结论
  (1)邹家山矿床为中低温、低盐度、低密度矿床,山南矿床为中低温,高盐度、低密度矿床。其两者在成矿期次上有所重叠,邹家山矿床主要受后期改造作用叠加成矿早阶段地质构造,其中邹-石断裂为主要影响因素。
  (2)两者流体包裹体气相组分一致,主要为H2,成矿主要为还原环境,成矿流体来源存在一致性。
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