沽源-红山子成矿带流纹岩-粗面岩组合的成因及其与铀成矿的关系

Rhyolite-Trachyte assemblage in Guyuan-Hongshanzi uranium mineralization belts located in the adjacent Yanshan to Great Hingan volcanic rock range is hydrothermal uranium mineralization belt of the ore-bearing host rocks of volcanic rock, and the exploring uranium mineralization belt. Uranium deposits atudies have shown that the ocurrence of uranium deposite in this belt is rhyolite-trachyte assemblage. The ocurrence of 460 uranium deposite in Guyuan basin is rhyolite and 470 uranium depossite in Hongshanzi basin is trachyte. Most of hydrothermal uranium deposite of the ore-bearing host rocks existed in early Early Cretaceous rhyolite-trachhyte assemblage in eastern China ,Russian and Mongalian.In this project select the rhyolite-trachyte assemblge in Guyuan and Hongshanzi basin as objects to identify the geological age ,material sources of the rhyolite-trachyte assemblage by means of the SHRIMP zircon U-Pb dating and the element, Sr-Nd-Pb-Hf and S-O-H-C isotope analying, existing forms and distribution characteristics of uranium in the rhyolite-trachyte and the alteration process by means of induced fission tracks,then discuss the genesis of the rhyolite-trachyte assemblage and establish the relationship the rhyolite-trachyte assemblage with uranium mineralization.

位于燕山和大兴安岭火山岩带接壤部位的沽源-红山子成矿带，是我国重要的以火山岩为含矿主岩的热液型铀成矿带，也是目前正在重点勘查的铀成矿带。该成矿带铀矿床产于流纹岩-粗面岩组合中，与我国东部其它地区及俄罗斯东部、蒙古东部绝大多数以火山岩为含矿主岩的热液型铀矿围岩的岩石组合基本一致，其中460大型铀矿床和470小型铀矿床分别产于沽源盆地流纹岩和红山子盆地粗面岩中。本项目选择沽源、红山子盆地的流纹岩-粗面岩组合和铀矿床为研究对象，采用SHRIMP锆石U-Pb测年技术和元素、Sr-Nd-Pb-O-Hf同位素示踪技术查明流纹岩-粗面岩组合的形成时代、物质来源和形成的构造环境，采用诱发裂变径迹技术查明流纹岩、粗面岩及其蚀变岩石中铀的存在形式和分布状态，采用S-O-H-C同位素示踪技术查明成矿流体的来源，探讨以火山岩为含矿主岩的热液型铀矿的成因，建立流纹岩-粗面岩组合与铀成矿的内在联系和成岩、成矿模式。

与火山岩有关的热液型铀矿在空间上与粗面岩-流纹岩组合密切共生，通过火山岩年代学、岩石学、元素地球化学和Sr-Nd-Pb-O同位素地球化学的系统研究，结合蚀变岩石、矿石元素地球化学和Sr-Nd-Pb同位素地球化学特征的对比分析，探讨粗面岩-流纹岩组合与热液型铀矿的成因联系。研究显示，沽源-红山子铀成矿带新民组和张家口组是热液型铀矿的两个主要赋矿层位。新民组为碱性流纹岩-高钾钙碱性流纹岩组合，SHRIMP锆石U-Pb年龄为155~160 Ma，地质时代属晚侏罗世，是正常厚度下地壳底部-中上部部分熔融的产物；张家口组为碱性粗面岩-高钾钙碱性流纹岩组合, SHRIMP锆石U-Pb年龄为138~140 Ma，地质时代属早白垩世，是加厚下地壳底部-中上部部分熔融的产物。与火山岩有关的热液型铀矿不仅与深大断裂带和古老基底有关，而且分别赋存在隆起带新民组火山岩的碱交代岩和坳陷带张家口组火山岩的酸交代岩中，前者是晚期酸交代形成的矿体叠加在早期碱交代岩之上的产物。无论是碱性火山岩还是热液型铀矿，它们的成因都与地幔流体密切相关。地幔流体不仅为下地壳的熔融提供了热量，而且为碱性岩浆的形成提供了碱质，同时铀成矿热液是地幔流体在上升过程中逐渐演化的产物。富含碱质的超临界态的地幔流体，一方面可以加入岩浆而使后者演变为碱性岩浆，另一方面在上升的过程中交代途中的岩石可以演化为成矿热液。因此，碱性火山岩不仅与热液型铀矿有密切的时空关系，而且有内在的成因联系，它们都是地幔流体活动的产物。