桂北向陽坪鈾礦床礦石礦物LA-ICP-MS原位稀土元素地球化學特征及其對成礦流體的制約
發(fā)布時間:2021-07-18 19:57
向陽坪鈾礦床是桂北苗兒山地區(qū)最具代表性的花崗巖型鈾礦床,對該礦床礦石礦物REE開展了微區(qū)原位研究并結(jié)合前人研究成果進行了綜合分析,表明鈾黑∑REE介于689.12×10-6~869.31×10-6之間,LREE相對富集,HREE相對虧損具強Eu負異常及Ce正異常,TE1,3值介于1.26~1.33之間,具典型M型四分組效應(yīng);瀝青鈾礦∑REE介于569.73×10-6~3 373.83×10-6之間表現(xiàn)出兩種特征:①LREE富集,HREE虧損,輕重稀土元素分餾程度較大具強Eu負異常和弱Ce正異常,配分曲線呈右傾型;②輕重稀土元素分餾程度較小,Eu負異常明顯弱Ce負異常,配分曲線呈海鷗型。圍巖稀土元素配分模式相似,Y/Ho值范圍狹窄,指示具有相同物源;礦石礦物稀土元素與圍巖存在較大差異,親緣性不明顯。成礦作用伴隨圍巖發(fā)生蝕變及圍巖高鈾背景;成礦流體具多階段、富U-Y-REE特征,鈾主要來自深部熱液,圍巖貢獻不顯著;礦床定位受構(gòu)造-巖體聯(lián)合控制,礦體規(guī)模、形態(tài)受構(gòu)造規(guī)模、產(chǎn)狀控制。
【文章來源】:巖石礦物學雜志. 2020,39(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:18 頁
【部分圖文】:
各樣品SmNd雙對數(shù)圖解(a)和∑REE(LREE/HREE)N(b)圖解Fig.6SmNddoublelogarithmic(a)and∑REE(LREE/HREE)Ndiagram(b)ofallinvolvedsamples
圖4礦石礦物稀土元素球粒隕石配分曲線圖Fig.4Chondrite-normalizedREEpatternsoforeminerals征值及配分曲線存在較大差異,瀝青鈾礦和鈾黑稀土元素總量是地層、巖體及蝕變巖稀土總量的1.8倍至幾十倍。根據(jù)礦石礦物稀土元素特征來表征成礦熱液性質(zhì)最為恰當,可見,成礦熱液與圍巖可能只是空間上耦合,親緣關(guān)系不明顯。這與向陽坪鈾礦床礦體產(chǎn)出與構(gòu)造關(guān)系更為密切、對巖體選擇性不明顯的地質(zhì)事實相符。5討論5.1圍巖稀土元素特征稀土元素難溶,相對穩(wěn)定,只隨陸源碎屑沉積物搬運,可以指示物源區(qū)的地球化學性質(zhì),是分析沉積物源區(qū)的可靠指標(劉寧等,2009)。研究區(qū)寒武紀淺變質(zhì)巖δEu值(0.71)介于地殼(0.60)和上地幔(0.79)之間,顯示輕度虧損;δCe值(0.97)高于大陸地殼(0.79),呈弱負異常。δCe平均值0.97,高于大陸地殼(0.79),具微弱異常(吳春林等,1993)。上地殼的稀土元素具有輕稀土元素富集、重稀土元素含量變化較小和明顯的負Eu等特征,且陸殼LREE/HREE平均值為9.53,這些特征與研究區(qū)淺變質(zhì)巖稀土元素特征相似,說明淺變質(zhì)巖物源可能來自上地殼。且稀土元素總量高、輕稀土元素富集、Eu中等負異常及輕重稀土元素比值等與Bhatia(1985)總結(jié)的不同構(gòu)造背景下稀土元素特征值中大陸島弧基本相同,推測淺變質(zhì)巖形成于大陸島弧的構(gòu)造環(huán)境(表4)。表4不同構(gòu)造背景下稀土元素含量(wB/10-6)及比值特征Table4Thecontent(wB/10-6)andratioofREEindifferenttectonicsettings大地構(gòu)造背景物源區(qū)類型LaCe∑REELa/YbLREE/HREEEu/Eu*大洋島弧未切割的巖漿弧
蝕變巖REE的差異。香草坪和豆乍山巖體經(jīng)熱液交代蝕變后,三者具有相似的稀土元素配分模式,但存在香草坪巖體→豆乍山巖體→蝕變巖∑REE、LREE/HREE、(La/Yb)N、(La/Lu)N、(La/Sm)N、(Gd/Yb)N、δCe等特征值逐漸變小,δEu變化特征不明顯。熱液蝕變作用引起原巖稀土元素活化轉(zhuǎn)移,導致蝕變巖稀土元素特征值變化,但稀土元素配分模式嚴格受原巖制約,蝕變巖繼承了原巖稀土元素配分模式。引起稀土元素這一變化特征的原因,可能存在兩種假設(shè)(圖5):假設(shè)①,從熱液蝕變作用開始,巖體中稀土元素被熱液流體活化遷出,并在巖體構(gòu)造有利部位大規(guī)模聚集,沿兩側(cè)往中心水平遷移,圍巖中活化遷移出的稀土元素是成礦作用過程中主要的稀土元素提供者;假設(shè)②,成礦過程中,成礦熱液本身富含稀土元素,與此同時,熱液引起圍巖蝕變,蝕變圍巖中稀土元素被活化遷出,帶入至成礦熱液,構(gòu)造作為熱液流動通道,表現(xiàn)出深部往淺部垂向遷移為主的特征,稀土元素含量主要受控于成礦熱液本身攜帶的稀土元素含量,圍巖提供的稀土元素為輔?梢,假設(shè)①將引起稀土元素在蝕變巖中聚集,使蝕變巖富集稀土元素,而實驗數(shù)據(jù)卻與此相悖,蝕變巖中稀土元素總量相比新鮮巖石有所降低。再者,成礦流體一般從高熱場往低熱場遷移,構(gòu)造破碎帶中心熱場明顯高于外圍圍巖,即在構(gòu)造和流體的共同作用下,成礦流體只能從構(gòu)造破碎帶中心向兩側(cè)發(fā)生遷移(吳仁貴等,2018)?梢娂僭O(shè)②比較符合蝕變巖中稀土元素總量降低及礦石礦物中稀土元素總量較高的特征,蝕變及高鈾背景值圍巖是伴隨成礦作用形成的產(chǎn)物,鈾來自深部而非圍巖。圖5蝕變巖石中稀土元素?
【參考文獻】:
期刊論文
[1]南嶺成礦帶鈾礦地質(zhì)特征、成礦規(guī)律與全位成礦模式[J]. 趙如意,王登紅,陳毓川,冷成彪,秦錦華,趙晨輝. 地質(zhì)學報. 2020(01)
[2]鈾的地球化學性質(zhì)與成礦——以華南鈾成礦省為例[J]. 王鯤,鄧江洪,郝錫犖. 巖石學報. 2020(01)
[3]桂北沙子江鈾礦床瀝青鈾礦原位微區(qū)年代學和元素分析:對鈾成礦作用的啟示[J]. 陳佑緯,胡瑞忠,駱金誠,董少花. 巖石學報. 2019(09)
[4]粵北棉花坑鈾礦床熱液蝕變與物質(zhì)遷移研究[J]. 吳德海,夏菲,潘家永,劉國奇,黃國龍,劉文泉,吳建勇. 巖石學報. 2019(09)
[5]富鈾地質(zhì)體與成礦鈾源關(guān)系探討[J]. 吳仁貴,胡志強,巫建華,劉帥. 東華理工大學學報(自然科學版). 2018(04)
[6]贛南上窖鈾礦床微量元素地球化學特征與成礦模型[J]. 吳德海,潘家永,夏菲,鐘福軍,黃廣文,祁家明,洪斌躍. 巖石礦物學雜志. 2018(04)
[7]沙子江鈾礦外圍地化特征、元素遷移及鈾成礦機理[J]. 王正慶,范洪海,陳東歡,鄭可志,羅橋花,劉軍港,王鳳崗,王勇劍. 高校地質(zhì)學報. 2018(02)
[8]中國東部中生代巖漿巖的時空分布及其與熱液型鈾礦的關(guān)系[J]. 巫建華,郭國林,郭佳磊,張旗,吳仁貴,余達淦. 巖石學報. 2017(05)
[9]廣西向陽坪鈾礦床成礦地質(zhì)特征[J]. 吳昆明,李大雁,陳琪,黃劍,高翔. 鈾礦地質(zhì). 2016(04)
[10]贛中相山鈾礦田基底變質(zhì)巖稀土元素特征及其地質(zhì)意義[J]. 余關(guān)美,時國. 東華理工大學學報(自然科學版). 2015(04)
博士論文
[1]廣西苗兒山花崗巖型鈾礦床成礦機制研究[D]. 王正慶.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院 2018
碩士論文
[1]桂北苗兒山向陽坪鈾礦床蝕變巖及礦物學特征研究[D]. 秦蕾勝.東華理工大學 2018
[2]苗兒山鈾礦田向陽坪地區(qū)構(gòu)造地球化學研究與成礦富集中心預測[D]. 歐陽平寧.中南大學 2012
本文編號:3290261
【文章來源】:巖石礦物學雜志. 2020,39(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:18 頁
【部分圖文】:
各樣品SmNd雙對數(shù)圖解(a)和∑REE(LREE/HREE)N(b)圖解Fig.6SmNddoublelogarithmic(a)and∑REE(LREE/HREE)Ndiagram(b)ofallinvolvedsamples
圖4礦石礦物稀土元素球粒隕石配分曲線圖Fig.4Chondrite-normalizedREEpatternsoforeminerals征值及配分曲線存在較大差異,瀝青鈾礦和鈾黑稀土元素總量是地層、巖體及蝕變巖稀土總量的1.8倍至幾十倍。根據(jù)礦石礦物稀土元素特征來表征成礦熱液性質(zhì)最為恰當,可見,成礦熱液與圍巖可能只是空間上耦合,親緣關(guān)系不明顯。這與向陽坪鈾礦床礦體產(chǎn)出與構(gòu)造關(guān)系更為密切、對巖體選擇性不明顯的地質(zhì)事實相符。5討論5.1圍巖稀土元素特征稀土元素難溶,相對穩(wěn)定,只隨陸源碎屑沉積物搬運,可以指示物源區(qū)的地球化學性質(zhì),是分析沉積物源區(qū)的可靠指標(劉寧等,2009)。研究區(qū)寒武紀淺變質(zhì)巖δEu值(0.71)介于地殼(0.60)和上地幔(0.79)之間,顯示輕度虧損;δCe值(0.97)高于大陸地殼(0.79),呈弱負異常。δCe平均值0.97,高于大陸地殼(0.79),具微弱異常(吳春林等,1993)。上地殼的稀土元素具有輕稀土元素富集、重稀土元素含量變化較小和明顯的負Eu等特征,且陸殼LREE/HREE平均值為9.53,這些特征與研究區(qū)淺變質(zhì)巖稀土元素特征相似,說明淺變質(zhì)巖物源可能來自上地殼。且稀土元素總量高、輕稀土元素富集、Eu中等負異常及輕重稀土元素比值等與Bhatia(1985)總結(jié)的不同構(gòu)造背景下稀土元素特征值中大陸島弧基本相同,推測淺變質(zhì)巖形成于大陸島弧的構(gòu)造環(huán)境(表4)。表4不同構(gòu)造背景下稀土元素含量(wB/10-6)及比值特征Table4Thecontent(wB/10-6)andratioofREEindifferenttectonicsettings大地構(gòu)造背景物源區(qū)類型LaCe∑REELa/YbLREE/HREEEu/Eu*大洋島弧未切割的巖漿弧
蝕變巖REE的差異。香草坪和豆乍山巖體經(jīng)熱液交代蝕變后,三者具有相似的稀土元素配分模式,但存在香草坪巖體→豆乍山巖體→蝕變巖∑REE、LREE/HREE、(La/Yb)N、(La/Lu)N、(La/Sm)N、(Gd/Yb)N、δCe等特征值逐漸變小,δEu變化特征不明顯。熱液蝕變作用引起原巖稀土元素活化轉(zhuǎn)移,導致蝕變巖稀土元素特征值變化,但稀土元素配分模式嚴格受原巖制約,蝕變巖繼承了原巖稀土元素配分模式。引起稀土元素這一變化特征的原因,可能存在兩種假設(shè)(圖5):假設(shè)①,從熱液蝕變作用開始,巖體中稀土元素被熱液流體活化遷出,并在巖體構(gòu)造有利部位大規(guī)模聚集,沿兩側(cè)往中心水平遷移,圍巖中活化遷移出的稀土元素是成礦作用過程中主要的稀土元素提供者;假設(shè)②,成礦過程中,成礦熱液本身富含稀土元素,與此同時,熱液引起圍巖蝕變,蝕變圍巖中稀土元素被活化遷出,帶入至成礦熱液,構(gòu)造作為熱液流動通道,表現(xiàn)出深部往淺部垂向遷移為主的特征,稀土元素含量主要受控于成礦熱液本身攜帶的稀土元素含量,圍巖提供的稀土元素為輔?梢,假設(shè)①將引起稀土元素在蝕變巖中聚集,使蝕變巖富集稀土元素,而實驗數(shù)據(jù)卻與此相悖,蝕變巖中稀土元素總量相比新鮮巖石有所降低。再者,成礦流體一般從高熱場往低熱場遷移,構(gòu)造破碎帶中心熱場明顯高于外圍圍巖,即在構(gòu)造和流體的共同作用下,成礦流體只能從構(gòu)造破碎帶中心向兩側(cè)發(fā)生遷移(吳仁貴等,2018)?梢娂僭O(shè)②比較符合蝕變巖中稀土元素總量降低及礦石礦物中稀土元素總量較高的特征,蝕變及高鈾背景值圍巖是伴隨成礦作用形成的產(chǎn)物,鈾來自深部而非圍巖。圖5蝕變巖石中稀土元素?
【參考文獻】:
期刊論文
[1]南嶺成礦帶鈾礦地質(zhì)特征、成礦規(guī)律與全位成礦模式[J]. 趙如意,王登紅,陳毓川,冷成彪,秦錦華,趙晨輝. 地質(zhì)學報. 2020(01)
[2]鈾的地球化學性質(zhì)與成礦——以華南鈾成礦省為例[J]. 王鯤,鄧江洪,郝錫犖. 巖石學報. 2020(01)
[3]桂北沙子江鈾礦床瀝青鈾礦原位微區(qū)年代學和元素分析:對鈾成礦作用的啟示[J]. 陳佑緯,胡瑞忠,駱金誠,董少花. 巖石學報. 2019(09)
[4]粵北棉花坑鈾礦床熱液蝕變與物質(zhì)遷移研究[J]. 吳德海,夏菲,潘家永,劉國奇,黃國龍,劉文泉,吳建勇. 巖石學報. 2019(09)
[5]富鈾地質(zhì)體與成礦鈾源關(guān)系探討[J]. 吳仁貴,胡志強,巫建華,劉帥. 東華理工大學學報(自然科學版). 2018(04)
[6]贛南上窖鈾礦床微量元素地球化學特征與成礦模型[J]. 吳德海,潘家永,夏菲,鐘福軍,黃廣文,祁家明,洪斌躍. 巖石礦物學雜志. 2018(04)
[7]沙子江鈾礦外圍地化特征、元素遷移及鈾成礦機理[J]. 王正慶,范洪海,陳東歡,鄭可志,羅橋花,劉軍港,王鳳崗,王勇劍. 高校地質(zhì)學報. 2018(02)
[8]中國東部中生代巖漿巖的時空分布及其與熱液型鈾礦的關(guān)系[J]. 巫建華,郭國林,郭佳磊,張旗,吳仁貴,余達淦. 巖石學報. 2017(05)
[9]廣西向陽坪鈾礦床成礦地質(zhì)特征[J]. 吳昆明,李大雁,陳琪,黃劍,高翔. 鈾礦地質(zhì). 2016(04)
[10]贛中相山鈾礦田基底變質(zhì)巖稀土元素特征及其地質(zhì)意義[J]. 余關(guān)美,時國. 東華理工大學學報(自然科學版). 2015(04)
博士論文
[1]廣西苗兒山花崗巖型鈾礦床成礦機制研究[D]. 王正慶.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院 2018
碩士論文
[1]桂北苗兒山向陽坪鈾礦床蝕變巖及礦物學特征研究[D]. 秦蕾勝.東華理工大學 2018
[2]苗兒山鈾礦田向陽坪地區(qū)構(gòu)造地球化學研究與成礦富集中心預測[D]. 歐陽平寧.中南大學 2012
本文編號:3290261
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