龙首山产于花岗岩中的碱交代型铀矿床成矿机理研究

甘肃龙首山地区产于花岗岩中的碱交代型铀矿床是我国最为典型碱交代型铀矿床之一，研究工作主要完成于上世纪80年代初及之前。本项目将通过野外地质调查、主微量元素、稀土元素、同位素测年、同位素反演、流体包裹体等分析测试技术，借鉴现代大陆成矿学最新理论为指导，以岩浆作用、碱交代作用、铀成矿作用为研究切入点，阐明龙首山地区与碱交代铀成矿有关的岩浆作用时代、特征和相互关系，探讨岩浆的起源和成因；详细描述碱交代型铀矿床热液蚀变的分布、共生组合特征，查明不同蚀变的空间展布、蚀变矿物化学类型、形成温度；揭示成矿流体性质和来源，确定碱交代作用和铀成矿时代；重塑岩浆作用、碱交代作用与铀成矿作用的历史和联系。本研究的完成不仅对该区碱交代型铀矿成矿机理、找矿突破具有重要意义，而且对完善我国铀成矿时空结构、丰富碱交代型铀矿理论具有重要意义。

龙首山地区是我国碱交代热液型铀矿最为典型的地区，研究工作主要完成于上世纪80年代及之前。本次研究对研究区产铀花岗岩开展岩相学、地球化学及锆石LA-ICP-MS U-Pb定年等研究，探讨其成岩时代、岩石成因、岩浆来源及与构造演化之间的联系。在研究基性岩石学和地球化学特征基础上，探讨其成因、源区特征、构造环境及其与铀成矿之间可能存在的关系。对龙首山地区两个典型碱交代型铀矿床蚀变岩进行较为详细的野外地质调查、岩石矿物学、地球化学等研究，阐述热液蚀变特征，探讨其意义。花岗岩主要为灰白色中细粒二长花岗岩、肉红色中粗粒二长花岗岩、肉红色细粒（钾长）花岗岩和肉红色花岗质细晶岩。具有富碱、低镁，属准铝质高钾钙碱性系列。稀土元素总量较大，LREE富集、HREE分馏相对不明显，Eu弱负异常。相对富集Ba、Rb、Th、U等大离子亲石元素，相对贫Ta、Nb、Zr、Hf、Ti、P等高场强元素。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示，花岗岩形成可划分为两个年龄段（428.6±8.1Ma~412.8±9.0Ma、401.3±5.0Ma），为I型花岗岩，其岩浆物质主要来源于地壳，可能也有部分幔源物质混入，形成于后碰撞构造环境。是该区碱交代型铀矿化主要围岩。基性岩确定为辉绿岩，岩石的SiO2=47.09%~51.13%，Al2O3=14.56%~15.97%，Na2O=3.35%~3.69%，K2O=0.347%~1.23%，具演化玄武岩特征。∑REE较低，稀土元素配分模式为右倾轻稀土富集型，(La/Sm)N=2.20，(Gd/Lu)N=2.30；δEu=0.97~1.08、δCe=0.97~1.01，基本不亏损。微量元素Rb、Th亏损，Ba、U、Pb、P、Ti元素富集。岩浆来源于EMⅠ型富集地幔和EMⅡ型富集地幔混合的源区，有地壳物质加入，形成于板内拉张环境。基性岩与铀矿体关系密切，部分成矿流体可能与基性岩浆来自共同源区。热液蚀变主要有钠长石化、绿泥石化、碳酸盐化、赤铁矿化，局部绢云母化、硅化。分带明显，自矿体中心向外依次为钠长石化带、绿泥石化带、碳酸盐化带、赤铁矿化带。热液蚀变是一个Na、Ca增多，Si、K减少，Fe价态变化的过程，具有富Na低K的特点。蚀变岩成岩物质主要来源壳源的泥质岩石，形成环境为还原环境。热液蚀变与铀成矿关系紧密。