鹿井鈾礦床印支期花崗巖微量元素地球化學(xué)特征

謝宏昊，劉 穎，萬建軍，沈 滔

（東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，江西南昌330013）

鹿井鈾礦床印支期花崗巖微量元素地球化學(xué)特征

謝宏昊*，劉 穎，萬建軍，沈 滔

（東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，江西南昌330013）

鹿井鈾礦床主要出露的巖性為印支期中粗粒似斑狀黑云母二長花崗巖。在微量元素方面，富集元素Rb、U，而Ba、Sr、Ti虧損明顯，具有高的Rb/Sr(平均為9.35)和Zr/Hf值較低(平均為25.03),鈾元素富集，可為巖體內(nèi)鈾礦床的形成提供鈾源；稀土元素總量偏低,平均為120.84ppm，輕、重稀土元素分餾相對明顯。從微量元素蛛網(wǎng)圖來看，樣品演化的趨勢基本相同，表明可能為同時代同來源巖漿演化的產(chǎn)物,具有殼源花崗巖的特征；稀土元素配分曲線呈右傾型，Eu虧損明顯;該巖體屬于過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性系列，是巖漿高度分異演化的產(chǎn)物,原始巖漿經(jīng)歷了高分異的演化過程。

鹿井鈾礦床;花崗巖;微量元素;印支期

1 區(qū)域地質(zhì)概況

鹿井礦田位于華夏地塊與揚子地塊結(jié)合部位的華南多期復(fù)合造山帶內(nèi)，萬洋山—諸廣山巖漿巖帶中段，湘贛邊境遂川—熱水走滑斷裂斜接部位豐洲拉分盆地的東南緣；處于南嶺活動帶[1]，加里東褶皺區(qū)，3條區(qū)域性大斷裂的交匯部位。鹿井礦床位于礦田巖體西接觸帶，豐州盆地南緣，巖漿侵入活動繁雜（圖1）。在礦區(qū)東面、東南面主要出露印支期的中粗粒似斑狀黑云母花崗（γ51-2），與上覆寒武系淺變質(zhì)巖向東呈舌狀覆蓋于巖體上呈侵入接觸關(guān)系。

圖1 鹿井鈾礦田地質(zhì)圖

2 元素地球化學(xué)特征

2.1 稀土元素地球化學(xué)特征

鹿井礦床稀土REE標(biāo)準(zhǔn)元素蛛網(wǎng)圖總體均呈“右傾型”（圖2），其特征表明：

（1）Eu負(fù)異常明顯，表明成巖過程可能存在斜長石分離結(jié)晶或源區(qū)殘留較多的斜長石。

（2）在83.45～141.90ppm之間，平均為120.84ppm，低于中國花崗巖平均值148.8。說明該巖體是一個相對貧稀土巖體[13-14]，是巖漿高度分異演化的產(chǎn)物。

（3）∑HREE/ΣLREE平均為7.51，遠(yuǎn)大于地球平均值1.15,說明輕、重稀土分餾較明顯。

（4）(La/Yb)N比值平均為5.95，(La/Sm)N比值平均值為3.53，(Gd/Yb)N比值平均為0.89，與輕稀土相比，重稀土內(nèi)部不如其分餾強烈。

（5）δEu介于0.22～0.36之間，平均值為0.27，反映了礦床巖體具有強烈Eu負(fù)異常，在REE球粒隕石標(biāo)化圖中Eu的位置明顯出現(xiàn)“谷”。δEu的強烈負(fù)異常也可能反映礦床巖體源巖與貧Eu的泥質(zhì)巖有關(guān)，由于容易與發(fā)生類質(zhì)同像而進入斜長石，在斜長石風(fēng)化成粘土的過程中，隨而流失，這與華南含錫鎢花崗巖具有強烈Eu虧損一致[15]。

圖2 鹿井花崗巖巖體稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖

（6）δCe介于0.92～1.17之間，平均值為0.99，表明Ce幾乎沒有異常。從稀土配分圖上來看，各個樣品具有相同的走勢和曲線形態(tài)，表明他們是同源巖漿演化的產(chǎn)物。Eu強烈虧損表明原始巖漿經(jīng)歷了高程度的演化過程。

3.微量元素地球化學(xué)特征

從微量元素測試結(jié)果表(表1)和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖上具體表現(xiàn)為以下4點（圖3）：

（1）鹿井礦床過鋁花崗巖是典型的低Ba、Sr花崗巖，與南嶺東段的強過鋁質(zhì)花崗巖十分相似，因此與高Ba、Sr花崗巖那樣與海底高原或底侵的高Ba、Sr玄武巖無成因聯(lián)系，且與島弧花崗巖無明顯Ba、Sr虧損不一樣，顯示具有殼源花崗巖的特征[16]。

（2）Ti的虧損可能與鈦鐵礦或榍石的結(jié)晶分異作用有關(guān)，從本文的CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計算結(jié)果來看，出現(xiàn)了鈦鐵礦而沒有榍石，更可能是與前者的結(jié)晶作用關(guān)系更為密切，同時因為Ti是不易進入熔體而殘留在源區(qū)的一種元素，也說明巖漿物質(zhì)可能來源于地殼[17-18]。

表1 微量元素測試結(jié)果表

（3）放射性元素U富集，可能與獨居石等礦物結(jié)晶有關(guān)；巖體具有高U值，屬于高熱花崗巖范疇[19]。U的平均值為509.00，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于華南產(chǎn)鈾花崗巖（9.94）屬于產(chǎn)鈾花崗巖[20]，Th的平均值為19.22，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于大陸地殼的平均值5.6。

（4）Zr,Hf,Nb,Ta作為高場強元素，往往因為其穩(wěn)定性可以用Zr/Hf和Nb/Ta元素比值來探討物質(zhì)的起源和演化。Nb/Ta均值為3.81，低于正?；◢弾r值（11）[21]，Zr/Hf均值為25.03，低于地幔范圍（34～60）和地殼正常花崗巖范圍（33～40），但是和流體作用值（25）相當(dāng)[22]。這可能暗示巖漿來源于地殼物質(zhì)的熔融，并且?guī)r漿快演化至后期的富流體作用階段。因為富流體可以使Hf和Ta的含量相對升高，并且隨著鋯石的結(jié)晶也可導(dǎo)致巖漿中Zr的減少。

4 結(jié)論

從主量、微量和稀土元素地球化學(xué)特征分析得出：

（1）從微量元素蛛網(wǎng)圖來看，樣品演化的趨勢基本相同，表明可能為同時代同來源巖漿演化的產(chǎn)物，鹿井礦床過鋁花崗巖是典型的低Ba、Sr花崗巖，顯示具有殼源花崗巖的特征。放射性元素U富集，可能與獨居石等礦物結(jié)晶有關(guān)，屬于高熱花崗巖范疇。

（2）Nb/Ta均值為3.81，低于正?；◢弾r值（11），Zr/Hf均值為25.03，低于地幔范圍（34～60）[23]和地殼正?；◢弾r范圍（33～40），但是和流體作用值（25）相當(dāng)。這可能暗示巖漿來源于地殼物質(zhì)的熔融，并且?guī)r漿快演化至后期的富流體作用階段。

（3）從稀土元素配分圖來看，各個樣品具有類似的走勢和曲線型式，表明他們是同源巖漿演化的產(chǎn)物。Eu強烈虧損表明原始巖漿經(jīng)歷了高分異的演化過程。Ce幾乎沒有異常。

圖3 鹿井礦床花崗巖微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖

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P595

A

1004-5716(2015)12-0157-03

2015-07-16

2015-08-17

謝宏昊（1991-），男（漢族），江西豐城人，東華理工大學(xué)在讀碩士研究生，研究方向：巖石學(xué)、礦物學(xué)、礦床學(xué)。