中国花岗岩型铀矿区域地球化学指示元素特征及异常模式

中国花岗岩型铀矿区域地球化学指示元素特征及异常模式
付锦;赵宁博;裴承凯;李新春
【摘要】我国铀矿床主要划分为四大类型,包括花岗岩型铀矿床、火山岩型铀矿床、砂岩型铀矿床和碳硅泥岩型铀矿床.花岗岩型铀矿约占我国已探明铀矿总资源储量
的三分之一以上,是我国重要的铀矿化类型.地球化学勘探方法对花岗岩型铀矿床勘
查具有良好的效果.根据全国铀矿资源潜力评价项目研究成果,在大量研究中国花岗
岩型铀矿化水系沉积物地球化学异常特征基础上,总结了一套对花岗岩型铀矿化勘
查稳定的、行之有效的指示元素及其组合,确定了花岗岩型铀矿化地球化学异常模式,并以实例说明典型花岗岩型铀矿化异常模式.水系沉积物地球化学异常是进行铀
矿产预测评价的有效手段,对铀矿资源的潜力评价发挥了重要作用.
【期刊名称】《世界核地质科学》
【年(卷),期】2013(030)004
【总页数】7页(P217-223)
【关键词】花岗岩型铀矿化;指示元素;地球化学;异常模式;水系沉积物
【作者】付锦;赵宁博;裴承凯;李新春
【作者单位】核工业北京地质研究院,遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室,
北京100029;核工业北京地质研究院,遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室,
北京100029;核工业北京地质研究院,遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室,
北京100029;核工业北京地质研究院,遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室,
北京100029
【正文语种】中文
【中图分类】P619.14;P596
我国铀矿床主要划分为四大类型，包括花岗岩型铀矿床、火山岩型铀矿床、砂岩型铀矿床和碳硅泥岩型铀矿床，除此之外，碱性岩型和伟晶岩型所占比重很小。

花岗岩型铀矿约占我国已探明铀矿总资源储量的三分之一以上［1］，是我国重要的铀矿化类型。

一直以来，我国铀矿勘查的直接物化探找矿方法主要是放射性方法和放射性水化方法，利用土壤和水系沉积物元素地球化学资料寻找铀矿资源在核工业系统应用相对较少。

在全国铀矿产资源潜力评价中，利用水系沉积物元素地球化学资料进行铀矿资源潜力评价取得了理想的效果，尤其对于花岗岩型铀矿资源潜力评价效果突出。

通过我国花岗岩型铀矿化水系沉积物地球化学异常特征的大量研究，总结了一套对花岗岩型铀矿潜力进行预测评价稳定的、行之有效的指示元素及其组合，确定了花岗岩型铀矿化地球化学异常模式，它是进行铀矿产预测评价的有效手段，对铀矿资源的潜力评价工作发挥了重要作用。

我国花岗岩体分布广泛，约占全国陆地面积的9%，但产铀岩体较少，仅占其中很小一部分，且分布不均匀，集中在某些地区和地带［1］。

花岗岩型铀矿床往往产于中酸性岩浆岩体的内、外带，通过指示元素种类、异常形态和异常的分布可以描述岩浆岩体的类型、岩体是否有多期次的构造岩浆活动、岩体铀的含量高低、是否产生了有利于铀成矿的蚀变等等。

一般而言，中酸性岩浆岩的特定元素、蚀变后的矿物中的特定元素、铀矿床的共、伴生元素均能指示花岗岩型铀矿化的存在。

花岗岩型铀矿化指示元素通常包含两类，一类是指示产铀花岗岩体位置的指示元素，那些产铀花岗岩体特有的指示元素如铀、钍和钾等元素及其组合均可定位产铀花岗岩体；另一类是矿体的原生晕和次生晕指示元素，这类指示元素多与特定花岗岩型
铀矿成矿条件和共、伴生元素相联系。

一些特定类型的矿床也会有特定的指示元素，它们可作为预测远景靶区的指示元素。

比如，萤石型铀矿床其矿床上方往往明显存在铍和钼的扩散晕，铍、钼可作为寻找此类铀矿化指示元素。

花岗岩型铀矿产于产铀花岗岩内、外带。

通常酸性岩浆活动和花岗岩化次数越多、规模越大、岩浆演化越完善，越容易成矿。

在这个过程中，铀元素不断富集，为成矿提供了丰富的物质条件，其原生晕和次生晕均很发育。

因此，铀、钍元素是最有效的定位产铀花岗岩体的指示元素，图1是华南大乌山—于山产铀花岗岩体地质
简图，图2是该岩体铀含量等值图，可见，铀异常与产铀岩体相吻合。

产铀花岗岩主要产在克拉通边缘褶皱带，褶皱带的长期隆起带和中间地块以及活动大陆边缘构造岩浆活化区。

克拉通边缘褶皱带多在太古宙陆块边缘裂陷槽基础上发展起来，产生强烈褶皱、变质和花岗岩化作用，形成钾质花岗岩［1］。

我国的产铀花岗岩多为壳源重熔型花岗岩，大多为S型花岗岩，钾含量较高，因此，钾元
素既可以指示产铀岩体的存在，也可以反映花岗岩的蚀变程度，同时也是有效的指示元素。

图3是华南大乌山—于山产铀花岗岩体氧化钾含量等值图，对比图1和
图3，钾异常很好地反映了此类花岗岩范围。

另外，铅、锡、铍和镧等元素也是花岗岩型铀矿预测评价的重要指示元素。

通过指示元素的综合可以提高预测准确率。

比如通过因子分析可对多元素信息进行综合，钍铀比值也是较好的指标，图4是华南大乌山—于山产铀花岗岩体钍铀比
值等值图，事实上，较低的钍铀比值是铀成矿有利指标。

图5是主因子分析F1主因子得分图，该图的主要载荷元素是U、Th元素，载荷贡献值分别为0.911、
0.275，说明这两个元素相关性较强，与铀矿化的关系密切，绝大多数的矿床、矿点和矿化点都在F1主因子得分图的高场或其边缘，该主因子很好地综合了U、Th 元素的指示作用。

铀、钍、钾、铅、锡和镧等元素的组合，所得到的异常清晰，也是铀资源预测评价
的有效指标。

一般而言，花岗岩型铀矿其特征指示元素在不同地区变化较小，比较稳定，异常范围与矿床范围十分吻合，矿床多产于复式花岗岩体的内、外带，所以，在异常图上多位于指示元素异常的边缘，对于区域远景靶区的圈定有非常直观效果和其他方法无法比拟的作用。

产铀的花岗岩体均为富铀花岗岩体，具有富硅、富碱、铝过饱和、钾大于钠的特点，在铀地球化学图上，产铀花岗岩体无一例外的可以识别出，同时，与花岗岩体成生密切相关的一些元素，如钍、钾、铅、锡和铍元素以及稀土元素也和产铀花岗岩吻合很好，有些和铀矿具有共生和伴生关系，有些共存于花岗岩带内，这些共生和伴生元素根据铀矿形成地区和时代的不同而有所差异。

花岗岩型铀矿的指示元素异常特征是异常值高，异常形态呈现团块状，往往与岩体形态相吻合。

同一岩体不同期次侵入的花岗岩体在异常晕上会有明显的显示，往往在大片异常晕上呈多个浓集中心。

异常范围和岩体范围一致，铀矿床往往产于花岗岩体的内、外带，因此，高异常边缘是最可能的见矿部位。

图6中A、B、C和D分别是华南地区桃山—诸广地区铀、铅、锡和氧化钾地球化学异常图，几种元素或氧化物异常图形态类似，异常形态和岩体形态完全一致，基本可以反映岩体的展布和位置，异常晕成团块状，具有明显的浓集中心，由于花岗岩型铀矿往往存在于中酸性岩浆岩体的内、外带，因此，矿床并不位于异常的中心，而是位于异常晕的边部，因此，铀异常的内、外边缘就是花岗岩型铀矿的可能产出部位，规模较小的花岗岩体铀矿床可能位于异常的浓集中心。

在该区的北东段，异常晕呈NNE向展布，南西段异常晕呈近EW向展布，与岩体主展布方向基本一致，6片大的异常晕均为预测区内花岗岩型铀矿的主要产出区，包括大布矿田、鹿井矿田、百顺矿田、下庄矿田、桃山矿田和诸广矿田，矿床均位于异常区内及边缘，异常的范围与花岗岩体的范围十分吻合。

贵东花岗岩体以铀、钍和钾异常为主体，这些异常基本圈定了岩体范围，并伴有铍、铅、镧、氟元素异常。

一个很重要的特点是矿床位于铀异常和氟异常重合部位。

产铀岩体具有很高的铀元素含量，并且由于普遍的萤石化，所以氟含量也很高，这是贵东岩体的一大特点。

产铀矿岩体主要位于所在区域东南部（图7），这是一个多期次侵入的复式岩体，U、Th和F元素均具有南北两个浓集中心，F异常范围小于其他指示元素异常范围，呈分散团块分布，异常总体为NW向，与局部岩体的走
向一致，分别对应白垩纪和侏罗纪的侵入岩体。

另一特点是，成矿区明显地呈现钼、铜等二价元素的负异常区，尽管铀、钍、钾异常圈定了整个岩体范围，但铀矿产出部位对应清晰的钼、铜元素的负异常，这是该岩体重要的元素异常特征。

绝大部分花岗岩体铀矿床具有与此相似的元素地球化学特征，据此可以圈定花岗岩型铀矿有利地带。

区域化探异常属于典型的中心式异常，异常内包含了希望矿床和下庄矿床，指示元素的“团块”状是异常的主要模式。

（1）利用水系沉积物地球化学异常可以有效地进行花岗岩型铀矿化成矿潜力预测评价。

对于花岗岩型铀矿化预测区的筛选和区域远景靶区的圈定有直观的效果，显示出良好的指示作用。

（2）铀、钍元素是最有效的产铀花岗岩体的指示元素，钾元素既可以指示产铀岩体的存在，也可以反映花岗岩的蚀变程度，也是有效的指示元素。

另外，铅、锡、铍和镧等元素通常也可作为花岗岩型铀矿预测评价的指示元素。

指示元素的组合和综合对花岗岩型铀矿床勘查也是行之有效的，比如因子分析其主因子得分和钍铀比值都是较好的指标。

还有矿体的原生晕和次生晕指示元素多与特定花岗岩型铀矿成矿条件和共伴生元素相联系，可作为预测远景靶区的指示元素。

（3）花岗岩型铀矿的指示元素异常特征是异常值高，异常形态呈现团块状，与岩体形态相吻合，同一岩体不同侵入期次在异常晕上会有明显的显示，往往在大片异常晕上呈多个浓集中心。

铀矿床往往产于花岗岩体的内、外带，因此，高异常边缘
是最可能的见矿部位，特定元素负异常与产铀岩体有良好对应关系，与主要指示元素组合可取得良好预测效果。

［1］黄净白，黄世杰，张金带，等.中国铀成矿带概论［R］.北京：核工业北京地质研究院，2004.。