661铀矿床矿石U_Pb等时线年龄及其成矿构造背景

2010年6月J une,2009　矿　床　地　质　MIN ERAL DEPOSITS第29卷　第3期Vol.29　No.3文章编号:025827106(2010)0320452209661铀矿床矿石U2Pb等时线年龄及其成矿构造背景Ξ田建吉1,2,胡瑞忠133,苏文超1,张国全1,2,商朋强1,2(1中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室,贵州贵阳　550002;2中国科学院研究生院,北京　100049)摘　要　661铀矿床位于赣杭构造火山岩铀成矿带东段大洲铀矿田内,矿体赋存于磨石山群九里坪组流纹岩之中,矿床定位于岩石圈伸展断陷盆地附近,明显受断裂带的控制。

利用矿石U2Pb等时线法确定了该矿床两个矿体的成矿时代,分别为(10710±213)Ma和(11010±315)Ma。

这些年龄值与断陷红盆底部发育的玄武岩的成岩年龄一致,也与东南沿海地区明显存在的110Ma基性脉岩拉张活动的时间一致,表明岩石圈伸展与铀成矿之间具有良好的对应关系,为岩石圈伸展期与铀成矿关系研究提供了年代学证据。

岩石圈伸展控制着富CO2热液形成的时间,因而也大致控制了铀成矿的时代。

关键词　地质学;赣杭构造带;火山岩型铀矿床;U2Pb等时线年龄;661铀矿床中图分类号:P619.14 文献标志码:AOre U2Pb isochron ages and metallogenic tectonic setting of No.661uranium depositTIAN JianJi1,2,HU RuiZhong1,SU WenChao1,ZHAN G GuoQuan1,2and SHAN G PengQiang1,2(1State K ey Laboratory of Ore Deposit G eochemistry,Institute of G eochemistry,Chinese Academy of Sciences,Guiyang550002, Guizhou,China;2Graduate University of Chinese Academy of Sciences,Beijing100049,China)AbstractThe No.661uranium deposit of the Dazhou uranium orefield is located in the G an2Hang tectonic volcanics2 hosted uranium belt,with the ore bodies existent in Jiuliping Formation rhyolite of Moshishan Group.Two U2 Pb isochron ages obtained for ores from two ore bodies are(10714±213)Ma and(11010±315)Ma,respec2 tively.These ages are consistent with ore2forming ages of the other uranium deposits in the G an2Hang metallo2 genic belt and the ages of basalts or dikes at the bottom of the basins that host the ore deposits,indicating the existence of good correlation between the lithospheric extension and the uranium mineralization.This paper pro2 vides chronologic evidence for uranium metallogenesis during the lithospheric extension.Lithospheric extension controlled the injection of mantle2derived components into hydrothermal fluids and the formation of CO22rich hy2 drothermal fluids,and hence basically controlled the uranium mineralization age.K ey w ords:geology,G an2Hang tectonic belt,volcanics2hosted uranium deposit,U2Pb isochron age,No. 661uranium depositΞ本文得到国家重点基础研究发展规划项目(2007CB411408)、国家自然科学基金资助项目(40634020,40672067)资助第一作者简介　田建吉,男,1981年生,博士研究生,从事矿床地球化学研究。

Email:tian jj81@33通讯作者　胡瑞忠,男,1958年生,博士,研究员,博士生导师,从事矿床学和地球化学研究。

Tel:+86285125891962,Email:hu2 ruizhong@收稿日期　2009210223;改回日期　2009212226。

张绮玲编辑。

成矿时代厘定是矿床学研究的主要问题之一,对了解矿床成因及其成矿动力学背景至关重要。

就华南地区的大部分铀矿床而言,一般采用沥青铀矿U2Th2Pb法来确定成矿的时代。

单个沥青铀矿的U2Th2Pb同位素表观年龄,经常出现在同一矿床的不同部位或在同一矿床的同一矿带的不同样品中,但表面年龄很不一致(林祥铿,1990),甚至出现部分矿床样品得出的矿化年龄大于赋矿火山岩时代的矛盾,给铀成矿年龄的精度带来了某种程度的不确定性,也为精确厘定华南白垩纪—第三纪岩石圈伸展和铀成矿的准确期次及其空间迁移规律带来了困难(胡瑞忠等,2007)。

采用等时线法不需要考虑初始铅扣除带来的不确定因素,借助线性回归在一定程度上可以调整测试误差,并可发现由于样品发生后生变化所造成的不适合等时线回归的所谓模式误差(李耀菘,1982)。

不少学者相继利用沥青铀矿等时线法研究过中国部分铀矿床,并取得较好的年龄结果(李耀菘等,1980;1984;李耀菘,1982;1989;张祖还等,1984;沈渭洲等,1988;林祥铿,1990;邓平等,2003)。

赣杭构造火山岩铀成矿带是中国最重要的火山岩型铀矿产区,目前在该带中已发现包括大洲铀矿田在内的三大铀矿田和众多铀矿床。

661矿床位于该带东段浙江省大洲铀矿田内,是中国发现最早、产在流纹岩中的典型火山岩型矿床之一(章邦桐等,1992)。

近年来,不少学者对华南地区的一些典型的大型铀矿床进行了成矿年代学的研究(李耀菘等,1984;李耀菘, 1989;陈繁荣等,1990;林祥铿,1990;邓平等,2003;吴烈勤等,2003;朱捌等,2006)。

这些研究主要集中在相山、下庄等富铀矿田或矿床,而大洲铀矿田的几个矿床一直缺乏精确的成矿年代学数据,已有的个别数据基本上是以单个样品进行的U2Th2Pb同位素表观年龄,部分矿床的样品甚至出现了矿化年龄大于赋矿火山岩年龄的现象,矿床的成矿年龄数据可靠性较差。

661铀矿床的矿石品位较低,沥青铀矿以显微、超显微球粒状分布,粒度较小,沥青铀矿单矿物的精选比较困难,因此,本次研究以矿石U2Pb等时线法对661铀矿床进行年代学研究,精确厘定该区铀矿床成矿作用的时限,并与区域上其他火山岩型铀矿床进行对比,初步探讨其成矿地球动力学背景。

1　矿床地质特征661矿床位于赣杭构造火山岩铀成矿带东段大洲2芙蓉山铀成矿亚带大洲火山断陷盆地北缘的大洲铀矿田内。

矿田定位于江山2绍兴断裂带和北北东向雷公殿2大茶园基底断裂的复合部位(图1)。

江山2绍兴深断裂是中国东部一条非常重要的两个一级大地构造单元的分界线,其北区属扬子地台,南区属华南加里东褶皱系。

矿床构造较为简单,总体是由一个火山旋回组成的单斜层,被许多北西西向断层所切割,自北向南呈阶梯状陷落。

矿区内出露地层主要是前寒武系基底陈蔡群黑云母石英片岩、绢云母片岩、角闪斜长片岩。

火山岩地层为下白垩统磨石山群茶湾组和九里坪组火山碎屑岩及熔岩。

含矿层为九里坪组第一、二、三层流纹岩,其中以第三层流纹岩中矿体最多。

矿体明显受层位和岩性控制。

铀矿化分布于流纹岩层顶部相和中间相,在上覆绿色层底板0～12m范围内。

矿体产状与绿色层或流纹岩顶板一致。

矿体呈平缓的层状、似层状、透镜状产出,规模较大。

在北北东向断层与北西西向断层交叉处,常见矿化富集部位,其矿体呈巢状、瘤状产出,一般规模较小。

矿石呈浸染状、细脉浸染状、网脉状和角砾状构造,铀以单矿物及吸附分散状态存在。

铀矿物有沥青铀矿、铀黑等。

沥青铀矿呈显微、超显微粒状、球粒状。

伴生金属矿物主要有黄铁矿、赤铁矿,还有极少量方铅矿、闪锌矿、辉钼矿等。

脉石矿物主要有玉髓、萤石和方解石。

围岩蚀变在区域上以水云母化为其特征,形成可作为找矿标志的绿色层。

近矿围岩蚀变有赤铁矿化、硅化、黄铁矿化、萤石化、迪开石化、水云母化及碳酸盐化,其中,赤铁矿化、硅化和萤石化与矿化关系最密切。

2　样品的采集与测试本次用于U2Pb同位素定年的12件样品均采自661铀矿床第三层流纹岩矿体中。

矿石类型为赤铁矿型矿石,为本矿床的主要矿石类型。

样品采自井下采场新鲜掌子面,并在采集过程中利用简易γ仪进行简单测定,以采集不同铀含量样品。

其中样品661254～661262采自5号矿体30m中段1号采场(33521),其余采自8号矿体,661263～661266采自213822采场,661267和661268采自213823采场。

将所有矿石样品碎至200目以下,进行U、Pb和同位素测试。

样品的U、Pb含量和同位素比值测定在核工业北京地质研究院GV公司ISOPROB E2T型热电354　第29卷　第3期 田建吉等:661铀矿床矿石U2Pb等时线年龄及其成矿构造背景 图1　661矿床区域地质略图(A)及研究区大地构造位置略图(B)(据张星蒲,1999和毛孟才,2004修改)1—一级大地构造单元界线;2—二级构造单元界线;3—赣杭构造带范围;4—省界线;5—工作区范围;6—晚白垩世—第三纪红盆地层; 7—九里坪组流纹岩;8—茶湾组凝灰岩、熔结凝灰岩夹凝灰质砂岩;9—高坞组和大爽组凝灰岩、熔结凝灰岩;10—古生界2元古界混合岩、变质岩;11—前寒武系陈蔡群变质岩;12—花岗斑岩;13—断层;14—地层界线;15—矿床及编号Fig.1　G eological sketch map of the No.661uranium ore deposit(A)and tectonic location of the district(B)(modified after Zhang,1999;Mao,2004)1—Frist tectonic unit boundary;2—Second tectonic unit boundary;3—G an2Hang tectonic unit boundary;4—Province boundary;5—Study area; 62Late Cretaceous2Tertiary red basin strata;7—Rhyolite of Jiuliping Formation;8—Chawan Formation:tuff,ignimbrite intercalated with tuffa2 ceous sandstone;9—Tuff and ignimbrite of G aowu Formation and Dashuang Formation;10—Paleozoic2Preterozoic migmatite and metamorphic rocks;11—Metamorphic rocks of Precambrian Chencai Group;12—Granite porphyry;13—Fault;14—G eological boundary;15—Ore deposit andits number离质谱仪上完成,对1μg的208Pb/206Pb测量精度优于01005%。