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大陆动力学与成矿关系的研究是地学研究的前沿课题之一，大陆板块内岩石圈伸展成矿机制的研究仍是相对薄弱领域。华南地区自早白垩世以来，区域构造环境由板内强烈挤压转化为岩石圈脉动式伸展，期间爆发了华南地区大规模多矿种成矿活动，大规模铀成矿作用即是典型的岩石圈伸展运动产物，是研究陆内岩石圈伸展与成矿关系的典型范例。相山铀矿是华南赣杭火山岩铀成矿带上的重要矿田，是我国已探明的最大火山岩型铀矿。本文以探讨相山铀矿区域地质、矿田地质特征为基础，运用元素地球化学、稳定同位素地球化学，稀有气体地球化学及成矿年代学研究等方法，对成矿物质来源，成矿机制等方面进行了系统研究，构建了相山铀矿成矿模式。论文获得的主要认识如下：
(1)相山铀矿田内原生矿石矿物主要为沥青铀矿，铀成矿活动主要受北东向断裂及火山塌陷构造体系控制，围岩物理性质也是铀成矿控制因素之一；现已探明铀矿床矿化垂幅远小于华南热液铀矿成矿壳层垂直幅度，深部尚有较大找矿潜力；找矿标志主要为不同构造体系复合部位、大规模赤铁矿化或水云母化蚀变带及高放射性地球物理异常与面型物探异常复合部位。
(2)矿石微量元素特征与围岩的微量元素特征相吻合，水-岩相互作用可能是U与P、Pb、Hf、As、Mo同步富集的主要原因；围岩、矿石、沥青铀矿样品中稀土元素特征具有一定的继承性，表明成矿物质来自赋矿围岩，蚀变围岩稀土元素特征表明存在早期铀初步富集作用；矿石硫化物中Pb同位素具壳幔混合特征，说明矿石铅来源于地壳和地幔，Nd同位素特征显示成矿物质来自赋矿围岩。稀土元素与铀的活化、迁移具有同步性，从成矿活动早期到晚期，成矿流体向相对还原环境演化；成矿流体分异演化愈强烈，铀愈富集，具有高分异成矿流体作用导致成矿物质超常富集的特点。
(3)相山铀矿田成矿热液的δ18O为-1.4‰～-9.0‰，δD值为-59‰～-90‰，属大气降水成因流体。硫化物的δ34S为-2.76‰～+19.55‰，成矿流体中的硫可能主要来自围岩。方解石的δ13CPDB和δ18OSMOW值分别为-3.2‰～-7.4‰，1.7‰～15.2‰，成矿流体中矿化剂CO2主要来源于地幔，成矿同时期伴随的流体发生CO2去气作用对矿质沉淀至关重要。黄铁矿样品流体包裹体中的稀有气体同位素特征表明成矿流体具壳幔混合特征：壳源流体为低温饱和大气水，在地下循环过程中，与地壳岩石发生反应并获取He，具有地壳岩石He组成特征；幔源流体则来自白垩纪-古近纪地壳拉张期的幔源流体，混合流体He组成中地幔He约为2％～42%，平均为18%。
(4)相山铀矿田两期铀成矿时间分别为：113±14Ma和97±3.6Ma，铀成矿时代与白垩纪-古近纪华南岩石圈伸展期次具有良好对应关系。矿田内不同矿床、不同构造部位同一矿化类型具有成矿时间一致性，构造控矿是区内主要控矿要素。大气成因循环地下水中，富含CO2幔源组分的加入是构建铀成矿活动的关键一环；铀成矿作用受岩石圈伸展这一特定的地球动力学背景控制。
(6)构建了相山铀矿成矿模式，丰富了华南岩石圈伸展运动制约区域铀成矿的理论体系。认为区内广泛存在的古老富铀基底或地层是后期大规模铀成矿的初始矿源，此后各期次岩浆活动使区域古老富铀基底岩石中的铀在火山侵入杂岩体中富集，为铀成矿提供直接矿质来源；大气成因深循环地下水受岩浆期后热驱动，与岩石发生成矿前热液蚀变，并在局部使铀发生初步富集作用；至早白垩纪，华南地区由强烈挤压转变为伸展运动，岩石圈伸展减薄沟通了地幔与地壳的通道，幔源挥发性组分得以上涌加入到贫CO2矿化剂的深循环大气降水中，形成富CO2矿化剂热液，这种热液萃取早期富铀围岩中的成矿物质，并以碳酸铀酰络离子形式迁移，形成富CO2成矿流体。成矿流体沿深大断裂及其次级构造向上运移，在早期形成的火山塌陷构造、次火山岩体内外接触带及有利成矿的张性、张扭性构造等扩容减压空间中，因流体物化性质发生变化及成矿流体去气(CO2)，最终导致碳酸铀酰络离子解体，铀沉淀形成铀矿体。