鹿井鈾礦床印支期花崗巖微量元素地球化學特征

謝宏昊，劉 穎，萬建軍，沈 滔

（東華理工大學地球科學學院，江西南昌330013）

鹿井鈾礦床印支期花崗巖微量元素地球化學特征

謝宏昊*，劉 穎，萬建軍，沈 滔

（東華理工大學地球科學學院，江西南昌330013）

鹿井鈾礦床主要出露的巖性為印支期中粗粒似斑狀黑云母二長花崗巖。在微量元素方面，富集元素Rb、U，而Ba、Sr、Ti虧損明顯，具有高的Rb/Sr(平均為9.35)和Zr/Hf值較低(平均為25.03),鈾元素富集，可為巖體內鈾礦床的形成提供鈾源；稀土元素總量偏低,平均為120.84ppm，輕、重稀土元素分餾相對明顯。從微量元素蛛網圖來看，樣品演化的趨勢基本相同，表明可能為同時代同來源巖漿演化的產物,具有殼源花崗巖的特征；稀土元素配分曲線呈右傾型，Eu虧損明顯;該巖體屬于過鋁質高鉀鈣堿性系列，是巖漿高度分異演化的產物,原始巖漿經歷了高分異的演化過程。

鹿井鈾礦床;花崗巖;微量元素;印支期

1 區域地質概況

鹿井礦田位于華夏地塊與揚子地塊結合部位的華南多期復合造山帶內，萬洋山—諸廣山巖漿巖帶中段，湘贛邊境遂川—熱水走滑斷裂斜接部位豐洲拉分盆地的東南緣；處于南嶺活動帶[1]，加里東褶皺區，3條區域性大斷裂的交匯部位。鹿井礦床位于礦田巖體西接觸帶，豐州盆地南緣，巖漿侵入活動繁雜（圖1）。在礦區東面、東南面主要出露印支期的中粗粒似斑狀黑云母花崗（γ51-2），與上覆寒武系淺變質巖向東呈舌狀覆蓋于巖體上呈侵入接觸關系。

圖1 鹿井鈾礦田地質圖

2 元素地球化學特征

2.1 稀土元素地球化學特征

鹿井礦床稀土REE標準元素蛛網圖總體均呈“右傾型”（圖2），其特征表明：

（1）Eu負異常明顯，表明成巖過程可能存在斜長石分離結晶或源區殘留較多的斜長石。

（2）在83.45～141.90ppm之間，平均為120.84ppm，低于中國花崗巖平均值148.8。說明該巖體是一個相對貧稀土巖體[13-14]，是巖漿高度分異演化的產物。

（3）∑HREE/ΣLREE平均為7.51，遠大于地球平均值1.15,說明輕、重稀土分餾較明顯。

（4）(La/Yb)N比值平均為5.95，(La/Sm)N比值平均值為3.53，(Gd/Yb)N比值平均為0.89，與輕稀土相比，重稀土內部不如其分餾強烈。

（5）δEu介于0.22～0.36之間，平均值為0.27，反映了礦床巖體具有強烈Eu負異常，在REE球粒隕石標化圖中Eu的位置明顯出現“谷”。δEu的強烈負異常也可能反映礦床巖體源巖與貧Eu的泥質巖有關，由于容易與發生類質同像而進入斜長石，在斜長石風化成粘土的過程中，隨而流失，這與華南含錫鎢花崗巖具有強烈Eu虧損一致[15]。

圖2 鹿井花崗巖巖體稀土元素球粒隕石標準化分布型式圖

（6）δCe介于0.92～1.17之間，平均值為0.99，表明Ce幾乎沒有異常。從稀土配分圖上來看，各個樣品具有相同的走勢和曲線形態，表明他們是同源巖漿演化的產物。Eu強烈虧損表明原始巖漿經歷了高程度的演化過程。

3.微量元素地球化學特征

從微量元素測試結果表(表1)和原始地幔標準化蛛網圖上具體表現為以下4點（圖3）：

（1）鹿井礦床過鋁花崗巖是典型的低Ba、Sr花崗巖，與南嶺東段的強過鋁質花崗巖十分相似，因此與高Ba、Sr花崗巖那樣與海底高原或底侵的高Ba、Sr玄武巖無成因聯系，且與島弧花崗巖無明顯Ba、Sr虧損不一樣，顯示具有殼源花崗巖的特征[16]。

（2）Ti的虧損可能與鈦鐵礦或榍石的結晶分異作用有關，從本文的CIPW標準礦物計算結果來看，出現了鈦鐵礦而沒有榍石，更可能是與前者的結晶作用關系更為密切，同時因為Ti是不易進入熔體而殘留在源區的一種元素，也說明巖漿物質可能來源于地殼[17-18]。

表1 微量元素測試結果表

（3）放射性元素U富集，可能與獨居石等礦物結晶有關；巖體具有高U值，屬于高熱花崗巖范疇[19]。U的平均值為509.00，遠遠高于華南產鈾花崗巖（9.94）屬于產鈾花崗巖[20]，Th的平均值為19.22，遠遠大于大陸地殼的平均值5.6。

（4）Zr,Hf,Nb,Ta作為高場強元素，往往因為其穩定性可以用Zr/Hf和Nb/Ta元素比值來探討物質的起源和演化。Nb/Ta均值為3.81，低于正?；◢弾r值（11）[21]，Zr/Hf均值為25.03，低于地幔范圍（34～60）和地殼正?；◢弾r范圍（33～40），但是和流體作用值（25）相當[22]。這可能暗示巖漿來源于地殼物質的熔融，并且巖漿快演化至后期的富流體作用階段。因為富流體可以使Hf和Ta的含量相對升高，并且隨著鋯石的結晶也可導致巖漿中Zr的減少。

4 結論

從主量、微量和稀土元素地球化學特征分析得出：

（1）從微量元素蛛網圖來看，樣品演化的趨勢基本相同，表明可能為同時代同來源巖漿演化的產物，鹿井礦床過鋁花崗巖是典型的低Ba、Sr花崗巖，顯示具有殼源花崗巖的特征。放射性元素U富集，可能與獨居石等礦物結晶有關，屬于高熱花崗巖范疇。

（2）Nb/Ta均值為3.81，低于正?；◢弾r值（11），Zr/Hf均值為25.03，低于地幔范圍（34～60）[23]和地殼正?；◢弾r范圍（33～40），但是和流體作用值（25）相當。這可能暗示巖漿來源于地殼物質的熔融，并且巖漿快演化至后期的富流體作用階段。

（3）從稀土元素配分圖來看，各個樣品具有類似的走勢和曲線型式，表明他們是同源巖漿演化的產物。Eu強烈虧損表明原始巖漿經歷了高分異的演化過程。Ce幾乎沒有異常。

圖3 鹿井礦床花崗巖微量元素原始地幔標準化蛛網圖

[1]覃金寧,劉紅兵,何春明，等.湖南鹿井鈾礦田黃高地區成礦斷裂構造地球化學特征及找礦意義[J].華東地質學報，2003（1）：12-14.

[2]王明太,羅毅,孫志富,等.諸廣鈾成礦區礦床成因探討[J].北京：鈾礦地質,1999,15(5):279-285.

[3]李獻華.萬洋山—諸廣山花崗巖復式巖基的巖漿活動時代與地殼運動[J].中國科學B輯,1990（7）:747-755.

[4]羅毅,王明太,李建紅，等.諸廣鈾礦集區成礦地質特征及成礦模式[J].中國核科技報告,2002.

[5]沈吉,趙懿英,劉道忠.華南諸廣山花崗巖體中段鍶氧鉛硫同位素研究[J].巖石學報，1997（7）:5-8.

[6]Le Maitre R W.The Chemical Variability of Some Common Igneous Rocks[J].Journal of Petrology,1976，17(4):589-598.

[7]孫濤，陳培榮，周新民，等.南嶺東段強過鋁質花崗巖中白云母研究[J].地質論評，2002，48(5):518-525.

[8]孫濤，周新民，陳培榮，等.南嶺東段中生代強過鋁花崗巖成因及其大地構造意義[J].中國科學(D輯),2003，33(12):1209-1218.

[9]孫濤.新編華南花崗巖分布圖及其說明[J].地質通報，2006.25(3):332-335.

[10]肖慶輝，鄧晉福，馬大銓，等.花崗巖研究思維與方法[M].北京：地質出版社，2002.

[11]肖慶輝，邱瑞照，邢作云，等.花崗巖成因研究前沿的認識[J].地質論評，2007，23(增刊):17-27.

[12]肖慶輝，邢作云，張昱，等.當代花崗巖研究的幾個重要前沿[J].地學前緣，2003，10(3):221-229.

[13]Haskin,L.A,Haskin,M.A,Frey,F.A,et al..Relative and Absolute Terrestrial Abundances of the Rare Earths.in Ahrens,L.H.ed,Origin and Distribution of the Elements,lntero[J].Ser-Monographs.

[14]Herrmann,A.C,Yurium,Laothaoides,in Handbook of Geochemistry,Wedpohl,K.H,Berlin-Heidelberg-New York[J]. Spinger,1970，39：57-71.

[15]朱金初，徐士進.華南含錫鎢花崗巖的稀土元素地球化學特征和巖石成因[J].礦床地質，1989，8(3):21-31.

[16]Condie K C.Plate Tectonics and Crustal Evolution[M].Oxford Pergamon Press，1997.

[17]吳烈勤，黃國龍，沈渭洲，等.粵北下莊花崗巖地球化學特征與成因研究[J].鈾礦地質，2005，21(2):65-71.

[18]郭春麗，王登紅，陳毓川，等.贛南中生代淘錫坑鎢礦區花崗巖鋯石SHRIMP年齡及石英脈Rb-Sr年齡測定[J].礦床地質，2007，26(4):432-442.

[19]鄭恒有.產熱花崗巖的若干特征[J].中國地質，1991（1）:13-15.

[20]馮明月，何德寶.富鈾花崗巖源巖特征[J].世界科地質科學，2012（1）：21-27.

[21]Green T H.Significance of Nb-Ta as an Indicator of Geoehemical Processes in the Crust-mantle System[J].

[22]Irber W.The lantannide Tetrad Effect and its Correlation withK/Rb,Eu/Eu*,Sr/Eu,Y/Ho and Zr/Hf Evolveing Peralumious Granites[J].Geochim.Cosmochim.Acta,1999，63:489-508.

[23]蔡明海，梁婷，吳德成，等.廣西大廠礦田花崗巖地球化學特征及其構造環境[J].地質科技情報，2004，23(2):57-62.

P595

A

1004-5716(2015)12-0157-03

2015-07-16

2015-08-17

謝宏昊（1991-），男（漢族），江西豐城人，東華理工大學在讀碩士研究生，研究方向：巖石學、礦物學、礦床學。