火山岩型铀矿中基性岩与铀成矿作用研究
Study of Volcanic Type Uranium Deposits Neutra and Mafic Rocks with Uranium Mineralization
饶泽煌方欣
Rao Zehuang Fang Xin
（东华理工大学地球科学学院, 江西抚州344000）
(Facultyof Geoscience ，East China Institute of Technology ，Jiangxi Fuzhou 344000)
摘
要：传统地球化学理论认为火山岩型铀矿的热液铀矿床中的铀都是通过氧化溶液搬运的，并由六价
火
山岩型铀矿中基性岩与铀成矿作用研究
还原成四价而沉淀成矿；或者是是碱交代作用形成的。但大量的文献表明，铀的成矿不仅与火山岩和次火山岩有关，还与深源的中基性岩有关。
关键词：火山岩型铀矿；中基性岩；铀成矿作用
中图分类号：P57文献标识码：A 文章编号：1671-4792-(2011)10-0205-03
Abstract :Conventional geochemical theory suggests that Volcanic hydrothermal uranium deposits of urani-um are uranium oxide solution by handling, Price reduced by six tetravalent and ore deposits; or the formation of alkali metasomatism. But a lot of literature suggests that uranium mineralization not only with the volcanic and subvolcanic rocks, but also with deep source of the mafic rocks.
Keywords :Volcanic Type Uranium Deposits; Neutra and Mafic Rock; Uranium Mineralization 世界上目前有二十多个国家发现有火山岩型铀矿床，主要产于环太平洋带、阿尔卑斯—喜马拉雅山带、俄罗斯西伯利亚地台南部。火山岩型铀矿的研究成果表现在对其成因认识的不断深化。岩浆分异热液成矿说曾一度占统治地位，但随着资料的积累和成矿作用研究的深入，人们认识到岩浆分异热液成矿说并不能解释全部火山岩型铀矿床的成因。
随后，众多学者根据火山岩型铀矿存在矿岩时差、含矿火山盆地长时间内存在承压水动力系统、成矿溶液的稳定同位素组成等基本地质事实，结合典型火山岩型铀矿的观察和研究，相继提出了浅成低温热液改造成矿说、古脉状承压热水排泄区铀成矿说双混合成矿说和碱交代作用成矿说[1]。大量的文献表明，相山地区的铀产出于火山岩内，但铀的成矿不仅与火山岩和次火山岩有关，还与深源的中基性
岩有关。
1铀矿类型的分类
我国铀矿床分类一直以赋矿围岩为依据，已发火山岩型、碳硅泥岩现的铀矿类型主要有花岗岩型、
型和砂岩型。火山岩型铀矿系指其成因和物质来源与火山作用及其产物有密切联系，并且以具有明显的热液蚀变和大多数矿体以脉型产出为主要特征[2]。因而，火山岩型铀矿是一种热液脉型铀矿，在国内外一直是作为热液矿(HydrothermaldePosit) 进行研究的。2国内外研究现状
2.1国外的研究现状
R ·A ·里奇、H ·D ·霍兰和U ·彼得森(1976)通过欧洲、大洋大量的文献调研和野外工作，对北美洲、洲和非洲等地的许多热液铀矿床特征进行了总结，以传统地球化学理论为基础，认为包括火山岩型铀
矿在内的热液铀矿床中的铀都是通过氧化溶液搬运的，并由六价还原成四价而沉淀成矿。高温高压条件下的化学动力学实验已对这一认识的普适性提出了质疑。图加林诺夫(1972)以苏联某火山洼地中的铀矿床为例，从区域地质、矿床地质、矿物学、热液蚀变、矿床形成的物理化学条件等方面进行了剖析和研究，提出了如下基本论点:(l)成矿溶液是由渗流水沿顺层集水带潜入地下，并可能在陆相火山洼地下部层位与变质水或其他深层水混合而形成的;(2)火山洼地内水渗流时间长且有滞流性质，溶液成分中可能加入了大量岩浆活动的喷气物质，导致溶液与围岩发生剧烈反应;(3)复杂的岩性成分以及地层岩石的孔隙度和透水性各不相同，使溶液中富集包括铀在内的多种组分;(4)含铀溶液运移至减压区时，由于物理化学平衡受到破坏，因而发生成矿作用。需要指出的是，上述基本论点突出的是外生水在火山洼地内对成矿物质的二次迁移，没有揭示火山作用与铀成矿间的本质联系。
2.2国内的研究现状
我国近年来研究火山岩型铀矿多以地质力学理论为指导，以地质构造环境为基础，对南岭地区花岗岩型和火山岩型铀矿开展了
“构造—岩浆—成矿”三位一体的综合研究，探讨了成矿的地球化学过程、成矿机制，并指出花岗岩型铀矿主要是热液作用成矿，火山岩型铀矿以成岩作用成矿为主。杜乐天[3]在对我国典型热液铀矿床实例解剖的基础上，进而将中国热液铀矿床与俄罗斯、
美国、巴西、南非、澳大利亚、法国等国家的同类矿床进行了对比，总结了中国热液铀矿基本成矿规律和一般热液成矿学，对以往热液铀矿的有关成矿理论提出了独特的见解，认为中国乃至全球包括火山岩型铀矿在内的热液铀矿是碱交代作用形成的，形成矿床的热液来自慢汁(HA-CoNs) 。
3地幔流体对铀成矿的影响
中地幔物质组成及地幔流体成矿作用是当今国际地学界十分关注的前缘研究领域[4]。
地幔流体成矿作用的表现形式有：①地幔流体本身成矿，主要涉及金刚石的形成和油气的无机成因；②地幔流体提供成矿物质，地幔流体是一种超临界流体，具有独特的溶解和输运能力，因而可以溶解和迁移地幔中许多成矿元素；③地幔流体提供成矿流体，渗透到地壳中地幔流体可以活化、迁移其中的成矿元素，向上运动的地幔流体与向下运动的地表水(如大气降水、海水等) 在一定深度混合，形成有利于成矿元素活化、迁移的矿化剂，交代地壳物质，活化、
迁移成矿物质，形成成矿流体；④地幔流体提供碱质和硅质；⑤地幔流体提供热源，地幔流体不仅是一种高温流体，而且是一种热能传输介质。
相山地区的铀矿成矿物质和成矿流体具有幔源性质。胡瑞忠等[5]测得相山铀矿床成矿流体的He /He值为0.10—2.02R a ，40Ar /36Ar为327～664, 显示了成矿流体中存在大量的幔源稀有气体, 支持成矿流体主要为地幔来源。姜耀辉等[6]的研究得出了基本相同的结论, 认为相山成矿流体主要来自当地富集地幔, 相山铀矿床是由当地富集地幔流体上升迁移到火山杂岩裂隙带中沉淀成矿而形成的。因此, 相山钾玄质岩形成的同时, 还使富铀的幔源流体得以伴随上升迁移, 并在钾玄质岩及其围岩中沉淀富集成矿。
相山钾玄质英安斑岩高的Th /Yb比值可能与基性岩浆在地壳内上升时与地壳物质的相互作用有关[7], 或者是与基性岩浆的地幔源区因地壳物质的再循环而富集有关[8]。4
讨论
4.1铀成矿多处在拉张环境
赣航构造带内分布有我国最大的火山岩型铀成
矿带[9]，研究显示，该成矿带与华南中生代大规模的地壳拉张有密切的成因联系[10]。构造带内同时期的基性脉岩发育广泛，通过对其深入研究，特别是精确定年，对探讨铀成矿形成和地壳拉张时限具有重要的意义。中基性岩侵入时间始于晚中生代早白垩世晚期，
K-Ar 定年为75—100Ma 。年龄数据显示，侵入活动与伴随有基性玄武岩喷溢的赣杭断陷盆地带活动时限（105—98Ma ）一致[11]，暗示区内岩浆活动存在继承性。岩相学特征显示岩石岩型以辉绿岩为主，斑晶（20%—30%）主要为斜长石和辉石，钾长石和石英。
4.2铀的物质来源可能来自地幔
地球化学研究表明，相山地区基性脉岩形成于晚中生代早白垩世晚期（75—100Ma ）。岩浆源区为受到过流体交代作用的富集型地幔，为富集岩石圈地幔部分熔融作用的产物，中间伴随有橄榄岩、单斜辉石、
斜长石等矿物的分离结晶作用。在波罗的地盾上奥涅加—拉多加地区的卡尔库铀矿和捷普留冗斯铀矿点，产于里菲期“不整合”构造中的矿体分布在里菲期多源玄武岩层之下。产于不整合”构造中的里菲期铀矿体同晚里菲期辉绿岩岩墙之间的空间共生关系在东萨彦普利萨彦凹陷的彼日留沙地区亦能见到，位于该区的斯托尔波夫矿床和加列特矿点的铀矿化趋附于与辉绿岩和辉长岩—辉绿岩岩墙的接触带。5建议
中基性岩与铀成矿的关系，不单纯是空间关系，主要是在时间和成因关系。开展相山矿田与世界著名火山岩型铀矿田的对比研究，如与俄罗斯特列措夫铀矿田的对比。铀的存在形式、迁移及沉淀，是铀
的地球化学性质所决定的。因此，同类型矿床的对比研究及相互借鉴，对丰富铀成矿理论及指导勘查实践，均具有重要的指导意义和实用价值。
火
山岩型参考文献
铀矿[1][3][4]杜乐天. 中国热液铀矿基本成矿规律和一中般热液成矿学[M].北京：
原子能出版社，2001:57-110. 基性[2]余达淦. 吴仁贵, 程培荣等. 铀资源地质学. 哈岩与尔滨：哈尔滨工程大学出版社,2005.
铀成[5][10]胡瑞忠, 毕献武, 苏文超, 彭建堂, 李朝矿作阳. 华南白垩—第三纪地壳拉张与铀成矿的关系[J].用地学前缘.2004，11(1):153-160.
研究
[6]姜耀辉, 蒋少涌，凌洪飞. 地幔流体与铀成矿作用[J].地学前缘,2004，11(2):491-499.
[7]WilsonM.1989.Igneous Petrogenesis.London, Unwin Hy2man.
[8]SunS S andMcDonoughW F. 1989. Chemical and iso top ic systematics of oceanic basalts:Imp lica-tions formantle composition and processes. In:Saun-ders AD and Norry MJ(eds.).Magmatismin the Ocean Basins.Geological Soci ety Special Publication,42:313-345.
[9]邵飞. 赣杭构造带铀边缘成矿[J].华东铀矿地质，
2004，1：7-11. [11]余心起等. 白垩纪时期赣杭构造带的伸展作用[J].地学前缘,2006，13（3）：31-43.
作者简介
饶泽煌(1980—），男，汉族，江西上饶人，硕士研究生，主要研究方向：矿床地球化学。
“
火山岩型铀矿中基性岩与铀成矿作用研究
Study of Volcanic Type Uranium Deposits Neutra and Mafic Rocks with Uranium Mineralization
饶泽煌方欣
Rao Zehuang Fang Xin
（东华理工大学地球科学学院, 江西抚州344000）
(Facultyof Geoscience ，East China Institute of Technology ，Jiangxi Fuzhou 344000)
摘
要：传统地球化学理论认为火山岩型铀矿的热液铀矿床中的铀都是通过氧化溶液搬运的，并由六价
火
山岩型铀矿中基性岩与铀成矿作用研究
还原成四价而沉淀成矿；或者是是碱交代作用形成的。但大量的文献表明，铀的成矿不仅与火山岩和次火山岩有关，还与深源的中基性岩有关。
关键词：火山岩型铀矿；中基性岩；铀成矿作用
中图分类号：P57文献标识码：A 文章编号：1671-4792-(2011)10-0205-03
Abstract :Conventional geochemical theory suggests that Volcanic hydrothermal uranium deposits of urani-um are uranium oxide solution by handling, Price reduced by six tetravalent and ore deposits; or the formation of alkali metasomatism. But a lot of literature suggests that uranium mineralization not only with the volcanic and subvolcanic rocks, but also with deep source of the mafic rocks.
Keywords :Volcanic Type Uranium Deposits; Neutra and Mafic Rock; Uranium Mineralization 世界上目前有二十多个国家发现有火山岩型铀矿床，主要产于环太平洋带、阿尔卑斯—喜马拉雅山带、俄罗斯西伯利亚地台南部。火山岩型铀矿的研究成果表现在对其成因认识的不断深化。岩浆分异热液成矿说曾一度占统治地位，但随着资料的积累和成矿作用研究的深入，人们认识到岩浆分异热液成矿说并不能解释全部火山岩型铀矿床的成因。
随后，众多学者根据火山岩型铀矿存在矿岩时差、含矿火山盆地长时间内存在承压水动力系统、成矿溶液的稳定同位素组成等基本地质事实，结合典型火山岩型铀矿的观察和研究，相继提出了浅成低温热液改造成矿说、古脉状承压热水排泄区铀成矿说双混合成矿说和碱交代作用成矿说[1]。大量的文献表明，相山地区的铀产出于火山岩内，但铀的成矿不仅与火山岩和次火山岩有关，还与深源的中基性
岩有关。
1铀矿类型的分类
我国铀矿床分类一直以赋矿围岩为依据，已发火山岩型、碳硅泥岩现的铀矿类型主要有花岗岩型、
型和砂岩型。火山岩型铀矿系指其成因和物质来源与火山作用及其产物有密切联系，并且以具有明显的热液蚀变和大多数矿体以脉型产出为主要特征[2]。因而，火山岩型铀矿是一种热液脉型铀矿，在国内外一直是作为热液矿(HydrothermaldePosit) 进行研究的。2国内外研究现状
2.1国外的研究现状
R ·A ·里奇、H ·D ·霍兰和U ·彼得森(1976)通过欧洲、大洋大量的文献调研和野外工作，对北美洲、洲和非洲等地的许多热液铀矿床特征进行了总结，以传统地球化学理论为基础，认为包括火山岩型铀
矿在内的热液铀矿床中的铀都是通过氧化溶液搬运的，并由六价还原成四价而沉淀成矿。高温高压条件下的化学动力学实验已对这一认识的普适性提出了质疑。图加林诺夫(1972)以苏联某火山洼地中的铀矿床为例，从区域地质、矿床地质、矿物学、热液蚀变、矿床形成的物理化学条件等方面进行了剖析和研究，提出了如下基本论点:(l)成矿溶液是由渗流水沿顺层集水带潜入地下，并可能在陆相火山洼地下部层位与变质水或其他深层水混合而形成的;(2)火山洼地内水渗流时间长且有滞流性质，溶液成分中可能加入了大量岩浆活动的喷气物质，导致溶液与围岩发生剧烈反应;(3)复杂的岩性成分以及地层岩石的孔隙度和透水性各不相同，使溶液中富集包括铀在内的多种组分;(4)含铀溶液运移至减压区时，由于物理化学平衡受到破坏，因而发生成矿作用。需要指出的是，上述基本论点突出的是外生水在火山洼地内对成矿物质的二次迁移，没有揭示火山作用与铀成矿间的本质联系。
2.2国内的研究现状
我国近年来研究火山岩型铀矿多以地质力学理论为指导，以地质构造环境为基础，对南岭地区花岗岩型和火山岩型铀矿开展了
“构造—岩浆—成矿”三位一体的综合研究，探讨了成矿的地球化学过程、成矿机制，并指出花岗岩型铀矿主要是热液作用成矿，火山岩型铀矿以成岩作用成矿为主。杜乐天[3]在对我国典型热液铀矿床实例解剖的基础上，进而将中国热液铀矿床与俄罗斯、
美国、巴西、南非、澳大利亚、法国等国家的同类矿床进行了对比，总结了中国热液铀矿基本成矿规律和一般热液成矿学，对以往热液铀矿的有关成矿理论提出了独特的见解，认为中国乃至全球包括火山岩型铀矿在内的热液铀矿是碱交代作用形成的，形成矿床的热液来自慢汁(HA-CoNs) 。
3地幔流体对铀成矿的影响
中地幔物质组成及地幔流体成矿作用是当今国际地学界十分关注的前缘研究领域[4]。
地幔流体成矿作用的表现形式有：①地幔流体本身成矿，主要涉及金刚石的形成和油气的无机成因；②地幔流体提供成矿物质，地幔流体是一种超临界流体，具有独特的溶解和输运能力，因而可以溶解和迁移地幔中许多成矿元素；③地幔流体提供成矿流体，渗透到地壳中地幔流体可以活化、迁移其中的成矿元素，向上运动的地幔流体与向下运动的地表水(如大气降水、海水等) 在一定深度混合，形成有利于成矿元素活化、迁移的矿化剂，交代地壳物质，活化、
迁移成矿物质，形成成矿流体；④地幔流体提供碱质和硅质；⑤地幔流体提供热源，地幔流体不仅是一种高温流体，而且是一种热能传输介质。
相山地区的铀矿成矿物质和成矿流体具有幔源性质。胡瑞忠等[5]测得相山铀矿床成矿流体的He /He值为0.10—2.02R a ，40Ar /36Ar为327～664, 显示了成矿流体中存在大量的幔源稀有气体, 支持成矿流体主要为地幔来源。姜耀辉等[6]的研究得出了基本相同的结论, 认为相山成矿流体主要来自当地富集地幔, 相山铀矿床是由当地富集地幔流体上升迁移到火山杂岩裂隙带中沉淀成矿而形成的。因此, 相山钾玄质岩形成的同时, 还使富铀的幔源流体得以伴随上升迁移, 并在钾玄质岩及其围岩中沉淀富集成矿。
相山钾玄质英安斑岩高的Th /Yb比值可能与基性岩浆在地壳内上升时与地壳物质的相互作用有关[7], 或者是与基性岩浆的地幔源区因地壳物质的再循环而富集有关[8]。4
讨论
4.1铀成矿多处在拉张环境
赣航构造带内分布有我国最大的火山岩型铀成
矿带[9]，研究显示，该成矿带与华南中生代大规模的地壳拉张有密切的成因联系[10]。构造带内同时期的基性脉岩发育广泛，通过对其深入研究，特别是精确定年，对探讨铀成矿形成和地壳拉张时限具有重要的意义。中基性岩侵入时间始于晚中生代早白垩世晚期，
K-Ar 定年为75—100Ma 。年龄数据显示，侵入活动与伴随有基性玄武岩喷溢的赣杭断陷盆地带活动时限（105—98Ma ）一致[11]，暗示区内岩浆活动存在继承性。岩相学特征显示岩石岩型以辉绿岩为主，斑晶（20%—30%）主要为斜长石和辉石，钾长石和石英。
4.2铀的物质来源可能来自地幔
地球化学研究表明，相山地区基性脉岩形成于晚中生代早白垩世晚期（75—100Ma ）。岩浆源区为受到过流体交代作用的富集型地幔，为富集岩石圈地幔部分熔融作用的产物，中间伴随有橄榄岩、单斜辉石、
斜长石等矿物的分离结晶作用。在波罗的地盾上奥涅加—拉多加地区的卡尔库铀矿和捷普留冗斯铀矿点，产于里菲期“不整合”构造中的矿体分布在里菲期多源玄武岩层之下。产于不整合”构造中的里菲期铀矿体同晚里菲期辉绿岩岩墙之间的空间共生关系在东萨彦普利萨彦凹陷的彼日留沙地区亦能见到，位于该区的斯托尔波夫矿床和加列特矿点的铀矿化趋附于与辉绿岩和辉长岩—辉绿岩岩墙的接触带。5建议
中基性岩与铀成矿的关系，不单纯是空间关系，主要是在时间和成因关系。开展相山矿田与世界著名火山岩型铀矿田的对比研究，如与俄罗斯特列措夫铀矿田的对比。铀的存在形式、迁移及沉淀，是铀
的地球化学性质所决定的。因此，同类型矿床的对比研究及相互借鉴，对丰富铀成矿理论及指导勘查实践，均具有重要的指导意义和实用价值。
火
山岩型参考文献
铀矿[1][3][4]杜乐天. 中国热液铀矿基本成矿规律和一中般热液成矿学[M].北京：
原子能出版社，2001:57-110. 基性[2]余达淦. 吴仁贵, 程培荣等. 铀资源地质学. 哈岩与尔滨：哈尔滨工程大学出版社,2005.
铀成[5][10]胡瑞忠, 毕献武, 苏文超, 彭建堂, 李朝矿作阳. 华南白垩—第三纪地壳拉张与铀成矿的关系[J].用地学前缘.2004，11(1):153-160.
研究
[6]姜耀辉, 蒋少涌，凌洪飞. 地幔流体与铀成矿作用[J].地学前缘,2004，11(2):491-499.
[7]WilsonM.1989.Igneous Petrogenesis.London, Unwin Hy2man.
[8]SunS S andMcDonoughW F. 1989. Chemical and iso top ic systematics of oceanic basalts:Imp lica-tions formantle composition and processes. In:Saun-ders AD and Norry MJ(eds.).Magmatismin the Ocean Basins.Geological Soci ety Special Publication,42:313-345.
[9]邵飞. 赣杭构造带铀边缘成矿[J].华东铀矿地质，
2004，1：7-11. [11]余心起等. 白垩纪时期赣杭构造带的伸展作用[J].地学前缘,2006，13（3）：31-43.
作者简介
饶泽煌(1980—），男，汉族，江西上饶人，硕士研究生，主要研究方向：矿床地球化学。
“