陜西省華陽川U-Nb礦床礦化蝕變特征研究

何升，李子穎，惠小朝，郭建

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核鈾資源勘查與評價技術重點實驗室，北京100029）

陜西省華陽川U-Nb礦床礦化蝕變特征研究

何升，李子穎，惠小朝，郭建

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核鈾資源勘查與評價技術重點實驗室，北京100029）

陜西省華陽川U-Nb礦床位于華北板塊南緣小秦嶺地區(qū)，礦床內(nèi)可見含獨居石、磷灰石、貝塔石、褐簾石脈體及旁側(cè)明顯的蝕變分帶現(xiàn)象。為探討礦化蝕變特征，對礦脈、礦旁蝕變帶巖石、近礦蝕變帶巖石以及圍巖的結(jié)構構造、稀土、微量元素含量進行研究，結(jié)果表明由圍巖→近礦蝕變帶→礦旁蝕變帶，石英、斜長石含量逐步減少，微斜長石含量顯著增多，微斜長石的存在使得蝕變巖石顯現(xiàn)紅色，并可作為尋找U-Nb礦體以及判別蝕變程度的標尺；細小黑云母、微斜長石沿裂隙或粒間貫入碎裂圍巖中，證明存在堿性流體，同時微斜長石交代石英和斜長石說明存在堿交代作用，微斜長石、黑云母化可作為U-Nb礦化的尋找標志；稀土元素配分圖、微量元素蛛網(wǎng)圖以及差異明顯的δEu、（U/Th）N均表明礦液和圍巖存在明顯的差別。

蝕變特征；堿交代；華陽川礦床

陜西省華陽川鈾多金屬礦床受控于小夫峪—華陽川—黃龍鋪北西向深斷裂帶。前人認為區(qū)內(nèi)與U礦化相關的蝕變作用主要是混合偉晶巖和碳酸巖脈中的熱液蝕變作用以及圍巖中的硅化、黑云母化、碳酸鹽化等熱液蝕變作用。巖漿結(jié)晶晚期自交代作用形成的葉片狀、糖晶狀和脈狀鈉長石化，混合巖化作用形成的微斜長石化、鈉長石化、綠簾石化、絹云母化等蝕變遍布全區(qū)，但與礦化關系不大［1-2］?？傮w上關于該礦床的礦化蝕變特征的研究工作尚很薄弱，對很多科學問題缺乏審慎分析，制約了礦床成因的認識及進一步的勘探。筆者通過野外及鏡下觀察，稀土、微量元素分析，從結(jié)構構造、礦物成分、微量元素含量方面對礦化蝕變特征進行了剖析，從而探討了華陽川礦床礦化蝕變的種類、形式、特征及其與構造的內(nèi)在聯(lián)系。

1 礦床地質(zhì)背景

圖1 華陽川U-Nb礦床區(qū)域地質(zhì)簡圖（據(jù)陜西省核工業(yè)地質(zhì)局二二四大隊，2012，已修改）Fig.1Regional geological schematic map of Huayangchuan U-Nb deposit（Modified after Geological Party No. 224，Shaanxi Nuclear Geology Bureau，2012）

華陽川U-Nb礦床位于華北板塊南緣小秦嶺地區(qū)，礦床范圍內(nèi)主要出露太華群變質(zhì)巖地層，主要巖性包括黑云母片巖、黑云斜長片麻巖和角閃斜長片麻巖（圖1）。礦床變質(zhì)巖地層為走向NW、傾向SE的單斜構造；褶皺主要是由片麻理構成的層間褶皺；斷層主要走向為NW、NNW、NNE、NE，傾向NE和SE，不同時期斷層性質(zhì)不同，以壓扭性為主（圖1）［2］。礦床內(nèi)各期裂隙沿NWW向形成裂隙密集帶，密集帶內(nèi)不同方向、規(guī)模、性質(zhì)的裂隙網(wǎng)狀交錯，其中NW向裂隙延伸較遠，規(guī)模較大［1］。礦床主要地質(zhì)體按照形成時間由老到新依次為太華群變質(zhì)巖、石英正長巖、偉晶巖（從邊緣帶到內(nèi)核帶依次為細粒長石石英帶（細?；◢弾r）、粗粒文象長石偉晶巖帶以及塊狀石英帶）、碳酸巖。礦體走向NW，傾向NE，在平面上、剖面上呈近于平行或似雁行式排列，空間分布以魚貫式、似雁行式排列［1］。礦脈主要受斷裂控制，不受圍巖限定，可產(chǎn)出于以上所有地質(zhì)體中。

圖2 華陽川U-Nb礦床礦化蝕變分帶（a）及礦脈產(chǎn)出示意圖（b）Fig.2Sketch map of U-Nb mineralization alteration zone（a）and ore veins occurrence（b）in Huayangchuan U-Nb deposit

2 礦化蝕變特征

2.1 礦化蝕變分帶

受壓扭性構造的影響產(chǎn)生NW向陡傾裂隙、云母集中帶以及破碎帶，礦脈常沿以上構造空間產(chǎn)出，圍巖可見明顯的蝕變現(xiàn)象，蝕變帶寬度不等，大部分介于1～10 cm，離礦脈越遠，蝕變程度越低，紅色化程度減弱，野外可根據(jù)紅色化程度將蝕變分帶劃分為礦脈、礦旁蝕變帶、近礦蝕變帶以及圍巖（圖2）。其特征為:1）礦脈，白色、黑色、褐色交雜，脈狀構造，碎裂結(jié)構，主要礦物成分為獨居石、磷灰石、黑云母、貝塔石以及褐簾石；2）礦旁蝕變帶巖石，紅色，細脈浸染狀構造，交錯結(jié)構，主要礦物成分為微斜長石（70%）、斜長石（10%）、黑云母（10%）、獨居石、磷灰石（5%）以及石英（2%）；3）近礦蝕變帶巖石，紅色、黑色、白色交雜，巖石部分蝕變但保留了圍巖的特征，主要礦物成分為斜長石（40%），石英（20%），微斜長石（20%），黑云母（5%），榍石（5%），磁鐵礦（5%）；4）圍巖（淺色條帶），黑色、白色交雜，中粗粒結(jié)構，主要礦物成分為斜長石（50%），石英（25%），微斜長石（15%），黃鐵礦、磁鐵礦（2%），榍石（2%）。由圍巖→近礦蝕變帶→礦旁蝕變帶，石英、斜長石含量減少，微斜長石含量顯著增多，說明華陽川礦床堿性流體和堿交代作用的存在。微斜長石的存在使得蝕變巖石顯現(xiàn)紅色，可作為尋找U-Nb礦體以及判別蝕變程度的標尺。

2.2 礦化蝕變帶巖石結(jié)構特征

圖3 華陽川U-Nb礦床礦化蝕變分帶Fig.3The mineralization alteration zone of Huayangchuan U-Nb deposit

鏡下觀察得出，蝕變帶巖石結(jié)構特征為: 1）礦脈，獨居石、磷灰石同為磷酸鹽礦物，與黑云母共生，為同一階段的產(chǎn)物（圖3a）；貝塔石常呈自形晶，具明顯的環(huán)帶結(jié)構，包裹獨居石（圖3a），且可分布于含褐簾石、石英、方解石脈體與含獨居石、磷灰石脈體的接觸部位；褐簾石常呈板狀，沿著邊緣以及解理交代黑云母，也可分布在貝塔石周圍，黑云母的形成早于褐簾石；圍巖和礦脈的接觸部位?？梢姾谠颇妇奂瘞В▓D3a），其形成同獨居石、磷灰石階段相對應。2）礦旁蝕變帶巖石，云母、獨居石及磷灰石于裂隙或粒間發(fā)育說明裂隙的存在（圖3b）；斜長石表面多數(shù)不潔凈，云母化、黏土化現(xiàn)象明顯，應力變形作用使得斜長石結(jié)構發(fā)生變化，因而在斜長石邊緣顯現(xiàn)出格子雙晶（圖3c）；細小微斜長石和云母沿裂隙或粒間貫入碎裂圍巖中，表明存在裂隙和堿性流體（圖3d）；石英表面干凈，粒徑較小，分布相對集中，沿邊緣和內(nèi)部被微斜長石交代，為堿交代作用的結(jié)果（圖3d）。3）近礦蝕變帶巖石，斜長石表面多數(shù)不潔凈，云母化、黏土化現(xiàn)象明顯；可見裂隙或粒間獨居石、黑云母聚集帶（圖3e）。4）圍巖（淺色條帶），斜長石云母化、黏土化現(xiàn)象明顯，微斜長石表面多數(shù)不潔凈，但程度較斜長石明顯偏低，石英表面潔凈（圖3f）。斜長石的云母化、黏土化在蝕變巖中均可見，因而斜長石的云母化、黏土化并不是礦化蝕變類型。微斜長石、黑云母堿性流體貫入圍巖裂隙中，正是堿性流體的分離導致成礦環(huán)境改變，使得大量磷酸鹽礦物生成。貝塔石與獨居石、磷灰石產(chǎn)出關系緊密，微斜長石、黑云母化亦可以作為U-Nb礦化的尋找標志。構造作用和堿性流體的疊置現(xiàn)象很好地說明了構造裂隙系統(tǒng)或破碎變形巖石帶，可以為熱液流體提供良好的循環(huán)條件［3-4］。

0.0.0.E E 的b N 62 8.5 3.304 4.6 2.231 3.1 0.8 1.0 4.1 0.0 3.1 0.2 7.3R H 據(jù)344343542485544454∑5.7.5.9.3.8.8.6.7.8.7.8.0.5.0.數(shù)2 2 3 / E 664244065562154析a 0.078.9.E 411411211111111分T 74.2.15 6.2 5.25 8.2 7.2 5.2 3.2 4.2 5.2 3.2 4.2R L 4-5 9∑8-0.02 0.96 0.82230*6.5.4.Y H U 23.4 5.504.2 1.642.5.0 2.8 6.8 3.4 7.6.0.0）N966977133203274 621221332121 hT/ 26.8 2.918.8 5.883.2.5.1.2 5.6.3.9.5、3 U（041851953111121-8 h80 05. 07.25 00. 05.92 08. 06. 01. 02. 00. 02. 08. 08.8239-Y T .03694.06595.04655268545246525*H u E1.5.5.4.5.5.2.5.6.5.5.5.5.5.5.、2 a0. 0.2 0.6 0.8 0.3 0.2 0.0 0.0 0.4 0.9 0.5 0.2 0.9 0.0 5.6δ000000000000000-8 B164051074711713741022134230991E 408396.44.32410-ti522122222222212E R 5.7.5.6.0.1.9 3.280.946.9.5.4.3.8Y H so∑3294721490962199017958275978、peb 0.6 0.3 0.5 0.6 0.1 0.8 0.0 0.6 0.9 0.8 0.1 0.8 0.1 0.6 0.96421 -dR 026151023281024202220261618171i B .01.1..70.1..18.1.1.2.1.2.1.1.8 -b 100110100000000Y N -s C 4.9.7.5.4.7.5.3.8.0.6.7.9.3.6.i 5.4.1.8.3.3.3.8.5.4.9.3.6.9.9.H U421532543411111N 1133622622223222為a na u 302815921460613741428924464072o 8 -u h L 0.2.2.0.3.3.0.3.3.3.2.3.3.3.3.C 8.5 4.7 6.5 0.4 7.7 8.6 5.4 9.6 7.6 8.6 1.7 0.7 4.7 1.6 9.6Y H6-0c000000000000000 1/g n ，1量ayb 10. 78. 49. 90. 27. 52. 51. 78. 34. 87. 30. 66. 85. 74. 44.r C 8.93.6. 4.42.3. 4.33.3.5.0.5.8.6.0.為含a uY 011022022222222255133133344334位素H f 5267566015960730.153.860.39929810單*元o e m T 00. 63. 33. 00. 74. 14. 20. 25. 54. 44. 53. 34. 14. 63. 93.W70.1.099.0.006.1.0.0.1.0.0.1.1。量n 0000000000000001198微ozr208330901626025o 2.976.5723829742691、no E 0.0 8.2 4.2 1.0 2.3 9.2 1.0 6.3 2.3 1.3 7.2 0.3 1.3 9.2 9.2M 41.0.023.1.0.5.1.0.1.1.1.1.1.1，.l土ita 0 0 0 0 a t 稀reto100978504141704361413042518031n Z .09 8.9 0.0 .85 5.1 6.5 .63 7.0 0.8 4.5 6.9 .24 5.2 1.8 6.5e n的laH .0.0.0.0.1.1.0.1.1.1.1.1.1.1.1155154165551547uS石ni01459302960978自巖s y D 70. 79. 63. 24. 40. 86. 45. 82. 61. 74. 30. 88. 58. 84. 65.u C .4.6 4.7.8.3.1.7.5.2.4.6.7.3.1.4引帶kc 05507608776666651111211111111據(jù)變or302187159575957c513736數(shù)蝕fo b T 0.4.2.1.5.5.1.8.6.7.3.5.4.4.4.S.9.7 5.7.1.3 9.8.5.3 8.7 0.7 7.4 3.5 8.5 8.3 9.4石化6011011011111111211111隕礦-0粒床1/t d G 5.0 1.1 1.05. 8.2 7.11. 7.4 0.2 0.3 0.2 1.3 8.1 9.2 5.2e B 9.5 6.3 3.3 6.2 4.2 9.1 5.3 5.2 0.2 6.2 5.2 2.2 2.2 9.1 2.2球礦ne 11111111111111，b N t nu 105471403090296842i 0.0.9.9.7.0.4.7.4.3.5.8.3.5.5.值-ocE .0.2.2 2.0 6.2 5.2 1.0 3.3 0.3 0.3 3.2 4.2 3.2 4.2 4.2L 899102899191065222813291412171化Ut n 準川em3.8.7.2.8.3.43.4.6.0.6.4.5.4.b 0.88.1. 0.00.0.0.0.0.0.0.0.0.92.標陽me S0614127171.12291916161517161P 74776441725170184070880450.705石華le2121811112161隕ec d40.0.2.0.0.0.0.0.0.0.0.0.8.粒1arN .20451226454 6.80995669513318473Y 2. 5.7 6.54. 2.2 5.06. 0.5 4.1 3.3 4.9 6.2 6.2 7.9 1.1球表t111111111111022033033323323為Nd n r 80.0.44.6.424.73357000h T aP .03453.63454 6.2.5.684.8.0.4.7.2r Z .6.7.62. 6.8 5.9 7.3 2.7 9.4 2.0 1.9 3.5 2.4 1.4 2.3，E 5444344611313311311212222UNE R e0.0.0.80.0.60.0.0.0.0.0.0.3.，N C 035233.57231.77425484479525300f H 5.6.8.2.7.7.4.7.6.7.8.8.9.0.9.d G 1 43544354443344588000100000010，elb a20.0.20.0.0.0.0.0.0.0.0.8.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0.8.mS N aL .36489.13492 2.92206084560475491rS931615881822999115413075928964，T 21322322221228479657164575846uN帶帶帶帶帶帶帶值E 置變變變變變變變均置帶帶帶帶帶帶帶值；）位脈蝕蝕脈蝕蝕脈蝕蝕蝕巖巖巖巖平位脈變變脈變變脈變變變巖巖巖巖均2/）集礦旁礦礦旁礦礦旁礦礦圍圍圍圍巖集礦蝕蝕礦蝕蝕礦蝕蝕蝕圍圍圍圍平dN采礦近礦近礦近近圍采旁礦旁礦旁礦礦巖G 礦近礦近礦近近圍＋N1 -2 -3 -1 -2 -3 -4 -1 -2 -3 -1 -2 -3 -4 -mS 457a0a0a0b0b0b0b01 -2 -3 -4 -a8號457a0a0a0b0b0b0b01 -2 -3 -4 -a8 （（/號---1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -8 -8 -8 -8 -----1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -8 -8 -8 -8 --uN品Y H Y H Y H 4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -Y Y Y Y Y H 品Y H Y H Y H 4 -4 -4 -4 -4 -4 -4 -Y Y Y Y Y H E樣Y Y Y Y Y Y Y HH H H 樣Y Y Y YY Y Y H H H H ＝u H H H H H H H H H H HH H HE。號號δ值:均編123編123注平面面術剖剖算

2.3 稀土和微量元素特征

本次研究按3個剖面，共計取樣14件（其中礦脈3件，礦旁蝕變帶巖石3件，近礦蝕變帶巖石4件，圍巖4件），對其稀土元素、微量元素的含量進行了分析。從表1、圖4a中可以看出，礦脈的稀土元素總量為37.5×10-6～120.8×10-6，較圍巖（724.4×10-6～979.3×10-6）偏低，輕重稀土比值（20.8～46.5）較圍巖（11.0～16.7）偏大，輕重稀土分異明顯，δEu為0.1～0.4，具有明顯的負Eu異常，并且（U/Th）N異常大，U、Th分異明顯。礦旁蝕變帶巖石、近礦蝕變帶巖石及圍巖的稀土元素總量、輕重稀土比值、δEu相近，配分相似，礦脈的貫入對于圍巖的稀土元素含量并沒有產(chǎn)生巨大的影響。礦脈中微量元素相對于原始地幔的富集程度，總體上隨著元素相容性的增強而逐步減弱，其中Th、Pb的行為區(qū)別于其他元素，Th相對于U、Nb、Ta明顯偏少，Pb則具有一個明顯的富集行為（圖4b）。不同蝕變帶巖石以及圍巖的微量元素總量、（U/Th）N均相近，且具有相似的微量元素蛛網(wǎng)圖模式，Th、U、Nb、Ta含量較為均勻，Pb則同樣存在富集的行為（圖4b）。礦脈高于蝕變帶巖石和圍巖的微量元素有Li、Be、Sc、Cu、Pb、Zn、Mo、W、Cr、Ni、Bi、Sr、U、Ta、Nb、Pb，這些元素中包括親石元素、親硫元素、親鐵元素，應是成礦流體中包含的元素，U含量增高，Bi含量也有明顯的增高趨勢，且在蝕變帶巖石中有較寬的擴散范圍，可作為鈾找礦指示微量元素（圖5）。綜合圖4及圖5，蝕變過程對圍巖中微量元素含量的影響總體較??；礦脈的稀土元素含量明顯低于圍巖，這和礦脈中獨居石的含量偏少可能有直接關系，同時也說明了獨居石、磷灰石階段與U-Nb成礦過程的獨立性。

圖4 華陽川U-Nb礦床礦化蝕變帶巖石稀土元素配分圖（a）和微量元素蛛網(wǎng)圖（b）［5］Fig.4Chondrite-normalized REE patterns（a）and spider diagrams of trace elements（b）in mineralization alteration zone rocks from Huayangchuan U-Nb deposit［5］

Fig.5Trace elements changing characteristics ofmineralization alteration zone rocks from Huayangchuan U-Nb deposit

3 結(jié)論

1）微斜長石、黑云母化是U-Nb礦化最

（，Continued on page 32）（，Continued from page 13）為重要的兩類蝕變，微斜長石的存在使得蝕變巖石顯現(xiàn)紅色，可作為尋找U-Nb礦體以及判別蝕變程度的標尺。

2）微斜長石、黑云母堿性流體貫入圍巖裂隙中，與獨居石、磷灰石階段相對應，堿性流體分離導致成礦環(huán)境改變，使得大量磷酸鹽礦物生成，磷灰石早期大量沉淀可能導致了礦脈中Eu負異常。貝塔石的形成晚于獨居石、磷灰石，但兩者產(chǎn)出關系緊密，微斜長石、黑云母化亦可以作為U-Nb礦化的尋找標志。獨居石、磷灰石階段與U-Nb成礦過程之間既存在相關性又存在獨立性。

3）華陽川礦床礦化蝕變作用是堿性流體貫入和交代的疊置結(jié)果。

4）稀土元素配分、微量元素配分模式以及差異明顯的δEu、（U/Th）N均表明礦脈和圍巖存在明顯的差別，說明礦脈的形成可能獨立于圍巖，是熱液貫入裂隙中形成的，指示礦床為熱液脈型礦床。

［1］陜西省核工業(yè)地質(zhì)局二二四大隊.陜西省華陰市華陽川鈾鈮鉛礦床詳查地質(zhì)報告［R］.石家莊:核工業(yè)航測遙感中心，2012.

［2］惠小朝.陜西省華陽川鈾多金屬成礦作用地球化學研究［D］.北京:核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，2014.

［3］李子穎，黃志章，李秀珍，等.相山火成巖與鈾成礦作用［M］.北京:地質(zhì)出版社，2014.

［4］李子穎，黃志章，李秀珍，等.相山鈾礦田深源成礦作用機理研究［R］.北京:核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，2009.

［5］Sun S S，McDonough W F.Chemical and isotopic systematicsofoceanicbasalts：implicationsfor mantle compositions and processes［C］//Saunders A D，Norry M J（Eds）.Magmatism in the Ocean Basins.London：Geological Society，1989：313-345.

Characteristics of mineralization alteration from Huayangchuan U-Nb deposit in Shaanxi province

HE Sheng，LI Ziying，HUI Xiaochao，GUO Jian
（CNNC Key Laboratory of Uranium Resources Exploration and Evaluation Technology，Beijing Research Institute of Uranium Geology，Beijing 100029，China）

HuayangchuanU-Nb deposit is located in Xiao Qinling at the southern margin of North China Block.The monazite-apatite-betafite-allanite-bearing veins occurred near the apparent mineralization alteration zone.In order to discuss the characteristics of mineralization alteration，the structure，texture，and REE，trace elements composition of ore veins，rocks in alteration zone and wall rock have been studied and reached as the following conclution:1）the content of quartz，plagioclase decrease，from country rock to altered rocks while microcline increase，which resulted in the occurrence of red，and can be used to search U-Nb ore bodies；2）fine biotite and microcline injected into cracked country rock along the fractures and intergranular space，which suggested the occurrence of alkali fluid.The microcline metasomatized quartz，which can be regarded as the occurrence of alkali alteration.Microcline and biotite can be used as symbols of finding U-Nb orebodies.Study of REE patterns，trace elements spider diagrams，δEu，（U/Th）Ndemonstrate that there is a big difference between mineralizing solution and country rock.

alteration characteristics；alkali metasomatism；Huayangchuan deposit

P614；P619.14；P618.79

A

1672-0636（2016）01-0008-06

10．3969/j．issn．1672-0636．2016．01．002

中國核工業(yè)集團公司地礦事業(yè)部鈾礦地質(zhì)調(diào)查項目（編號:地HX111）資助。

2015-11-27

何升（1991—），男，安徽滁州人，在讀碩士研究生，主要從事礦床地質(zhì)研究。E-mail:hesheng201410@163.com