赣南—粤北晚中生代长英质火山岩的地质、地球化学特征及铀成矿远景

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本文系统研究了赣南—粤北晚中生代长英质火山岩产出的地质背景、空间分布、岩石组合、地质时代、岩石学特征、岩石地球化学特征、Sr、Nd、Pb同位素地球化学特征,探讨了长英质火山岩的成因;论述了长英质火山岩中已知铀矿的地质特征,根据火山岩型、花岗岩型铀矿揭示的早期铀矿化特征提出了岩浆热液铀矿的成矿模式,并对赣南—粤北寻找岩浆热液铀矿的靶区进行了初步分析。 通过研究,首次提出赣南—粤北晚中生代存在三个不同时期、不同空间分布的长英质火山岩:第一期长英质火山岩构成双峰式火山岩的一个端元,沿三南—寻乌断裂带分布,同位素年龄为175-160Ma,与互层产出的铁镁质火山岩的同位素年龄(179-173Ma)一致,属中侏罗世;第二期长英质火山岩属单峰式火山岩组合,分布在三南—寻乌断裂带以北的断块上,同位素年龄变化于154-138Ma之间,峰值为148-140Ma,属晚侏罗世;第三期长英质火山岩构成不对称双峰式火山岩的一个端元,亦沿三南—寻乌断裂带分布,同位素年龄为变化于¨9-77Ma之间,峰值为104-92Ma,与同期铁镁质火山岩的同位素年龄(117-89Ma)和沉积层中的化石资料指示的时代一致,属早白垩世晚期—晚白垩世早期。 中侏罗统余田群长英质火山岩为流纹岩和英安岩,属拉斑岩石系列;三百山、岩背盆地上侏罗统武夷群长英质火山岩为粗面岩,属碱性岩石系列;河口、黄竹、全南和寻乌盆地上侏罗统武夷群长英质火山岩主要为流纹质和英安质碎斑熔岩,属钙碱性岩石系列;白垩系版石群长英质火山岩由流纹岩组成,属拉斑岩石系列,但全碱含量明显高于中侏罗统余田群长英质火山岩。 中侏罗统余田群、上侏罗统武夷群和白垩系版石群的长英质火山岩均具有上地壳的Nd、Sr、Pb同位素特征;微量元素特征也主要显示上地壳的物源特征,仅三百山盆地上侏罗统武夷群粗面岩显示下地壳的物源特征,菖蒲盆地中侏罗统余田群长英质火山岩显示有下地壳物质的加入;主元素特征显示,中侏罗统余田群长英质火山岩可能是较高温度、较低水逸度条件下云英闪长片麻岩类部分熔融的产物,三百山盆地上侏罗统武夷群粗面岩可能是较低温度、较高水逸度条件下贫水玄武岩部分熔融的产物,河口、黄竹和全南盆地上侏罗统武夷群长英质火山岩可能是较低温度、较高水逸度条件下变质沉积岩部分熔融的产物,寻乌盆地上侏罗统武夷群和白垩系版石群长英质火山岩可能是较低温度、较低水逸度条件下变质沉积岩部分熔融的产物。 中侏罗统余田群、寻乌盆地上侏罗统武夷群和白垩系版石群的长英质火山岩是拉张构造环境下的产物,河口、黄竹、全南和三百山盆地上侏罗统武夷群的长英质火山岩是挤压构造环境下的产物。 赣南—粤北中侏罗统余田群和白垩系版石群长英质火山岩已发现的铀矿床属晚期岩源成矿的范畴。已知花岗岩型和火山岩型铀矿的早期铀矿化揭示:铀矿化时间与赋矿主岩的形成时间相近,铀矿化的空间定位与长英质次火山岩或高侵位岩体关系密切,矿化剂CO32-来自地幔,成矿热液为高温热液,成矿热液中的水主要来自岩浆水。这些特征说明早期铀矿是岩浆热液矿床,依据这些特征建立的岩浆热液铀成矿模式是一个混合成因模式,强调铀、∑CO2和水分别来自不同的源区,成矿热液是伴随幔源铁镁质岩浆的底侵作用、地壳部分熔融作用和长英质岩浆上升过程形成,并在岩浆冷凝固结过程中分离出来。矿化剂CO32-是与幔源铁镁质岩浆底侵有关的地幔气体CO2的衍生物;铀主要来源于长英质岩浆上升途径的围岩,但在地壳部分熔融过程中已有初步富集,并在长英质岩浆上升过程中逐渐富集到成矿的浓度;水主要是铁镁质岩浆释放的水和长英质岩浆上升过程中从围岩汲取的水。晚侏罗世长英质火山岩是变质沉积岩在相对挤压的构造环境下部分熔融形成的,有利于∑CO2的聚集和热液中矿化剂CO32活度的升高,进而增加热液汲取围岩中铀的能力;变质沉积岩中的铀含量相对较高,有利于热液中铀的初步富集。因此,与晚侏罗世长英质火山活动有关的次火山岩或高侵位岩体分布区是寻找岩浆热液型铀矿的有利区段。
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