粵北下莊鈾礦田基性巖脈Ar-Ar定年及其與鈾成礦關(guān)系新認(rèn)識(shí)

駱金誠(chéng) 齊有強(qiáng) 王連訓(xùn) 陳佑緯 田建吉 石少華

1. 中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所，礦床地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴陽(yáng) 5500812. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，武漢 4300743. 核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核集團(tuán)鈾資源勘查與評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 1000294. 湖南省地質(zhì)調(diào)查院，長(zhǎng)沙 410116

基性巖脈是源于地幔的基性熔融巖漿由于某種地質(zhì)構(gòu)造作用，侵位至地殼淺部冷卻形成的一類(lèi)巖石，對(duì)于劃分區(qū)域巖石圈伸展以及示蹤反演深部地幔性質(zhì)和地球動(dòng)力學(xué)演化具有重要意義，一直是國(guó)內(nèi)外研究的一個(gè)熱點(diǎn)(Hall, 1982; Ernstetal.,1995; 李獻(xiàn)華等, 1997; 謝桂青等, 2001; 彭澎, 2005; Wangetal., 2015; Qietal., 2012, 2016)。目前，我國(guó)基性巖脈的研究多集中于華北地塊、中央造山帶(昆侖-秦嶺-大別)以及中國(guó)東部的基性巖脈群(陳孝德和史蘭斌, 1983; 李江海等, 1997; 李獻(xiàn)華等, 1997; 張成立等, 1999; 周鼎武等, 2000; Xieetal., 2006a, b; Xuetal., 2012; Xiongetal., 2014; Zhangetal., 2018a)。迄今為止，對(duì)中國(guó)東南部中生代基性巖脈的系統(tǒng)研究主集中在粵北、福建沿海、湘贛邊界、瓊南以及某些熱液礦床區(qū)內(nèi)(王學(xué)成等, 1991; 李獻(xiàn)華等, 1997; 謝桂青等, 2001; 葛小月等, 2003; 胡瑞忠等, 2004; Xieetal., 2006a, b; Xuetal., 2012; Xiongetal., 2014; Zhangetal., 2018a)，有學(xué)者針對(duì)構(gòu)造活動(dòng)帶內(nèi)的基性巖脈開(kāi)展了系統(tǒng)研究，并討論了構(gòu)造帶與基性巖脈發(fā)育的關(guān)系(齊有強(qiáng)等, 2011; Qietal., 2016)。值得指出的是，基性巖脈在時(shí)空分布上與熱液型礦床，尤其是與花崗巖型鈾礦床、金和鉛鋅礦床有著十分密切的關(guān)系，吸引了眾多學(xué)者對(duì)基性巖脈的成巖年代、源區(qū)特征、成因機(jī)制及其與成礦作用關(guān)系等方面進(jìn)行研究(王學(xué)成, 1986, 1989; 胡瑞忠和金景福, 1988, 1990; 王學(xué)成等, 1991; 胡瑞忠等, 1993, 2004; 賴(lài)紹聰和徐海江, 1993; 李獻(xiàn)華等, 1997; Huetal., 2008, 2009; Wangetal., 2015; 齊有強(qiáng)等, 2016; Zhangetal., 2018a)

華南是中國(guó)重要的熱液型鈾礦產(chǎn)區(qū)，按賦礦圍巖主要?jiǎng)澐譃榛◢弾r型、火山巖型和碳硅泥巖型鈾礦床(胡瑞忠等, 2004)。南嶺地區(qū)廣泛發(fā)育與花崗巖有關(guān)的熱液型鈾礦床，其中粵北地區(qū)下莊鈾礦田是我國(guó)最大的花崗巖型鈾礦田，曾是全國(guó)最大的鈾礦基地。該礦區(qū)發(fā)育大量的基性巖脈(圖1)，被認(rèn)為與鈾礦化密切相關(guān)(胡瑞忠, 1990; 李獻(xiàn)華等, 1997; 胡瑞忠等, 2004; Wangetal., 2015)(圖1)?；詭r脈不僅控制著鈾礦床的定位(圖1、圖2)，且控制著礦體的空間分布(圖2)，使許多礦體嚴(yán)格限制在基性巖脈內(nèi)部(圖3a)或在花崗巖與基性巖脈的邊緣接觸帶(圖3b)(丁瑞欽, 2002; 劉汝洲, 2003)。多年來(lái)，前人對(duì)下莊礦田的巖漿作用、成礦構(gòu)造、鈾礦床成因以及基性巖脈與鈾成礦作用關(guān)系等方面進(jìn)行了不同程度的研究，積累了大量成果，提出了著名的“交點(diǎn)鈾成礦”理論模型(史運(yùn)澄等, 1992; 丁瑞欽, 2002; 劉汝洲, 2003)。從廣義上講，“交點(diǎn)型”礦床是由指兩條構(gòu)造相交部位控制的礦化類(lèi)型(丁瑞欽, 2002)。文中涉及的“交點(diǎn)型”鈾礦床是指硅化斷裂構(gòu)造帶交切基性巖脈的交點(diǎn)部位控制的鈾礦、礦化(劉汝洲, 2003)。其特征主要體現(xiàn)在礦體較為嚴(yán)格的受交切復(fù)合交點(diǎn)部位硅化構(gòu)造帶和中基性巖脈的雙重控制，而礦體則賦存在受成礦熱液蝕變充填的中基性脈巖和花崗巖硅化破碎帶中?！敖稽c(diǎn)型”鈾礦床類(lèi)型控制儲(chǔ)量曾占下莊鈾礦區(qū)已查明儲(chǔ)量的65%以上(吳烈勤和譚正中, 2004)，有著舉足輕重的地位，對(duì)我國(guó)花崗巖型鈾礦床的勘查工作起到了重要的指導(dǎo)作用。

圖1 貴東復(fù)式巖體東部主要花崗巖體、基性巖脈和鈾礦床分圖簡(jiǎn)圖(據(jù)凌洪飛等, 2004, 2005; 張展適, 2011; Chen et al., 2012; Luo et al., 2015a)Fig.1 Simplified geological maps showing the distribution of granite plutons, mafic dykes and major uranium deposits in the eastern part of the Guidong granite complex (after Ling et al., 2004, 2005; Zhang, 2011; Chen et al., 2012; Luo et al., 2015a)

圖2 下莊礦田中338和339礦床產(chǎn)于NWW向輝綠巖與NE向硅化帶的交點(diǎn)部位(據(jù)鄧平等, 2003a)Fig.2 Simplified geological maps showing the No.338 and No.339 uranium deposits located at intersections between the WNW-trending mafic dykes and NE-trending silicified zone within the Xiazhuang uranium ore field (after Deng et al., 2003a)

圖3 下莊礦田336礦床中鈾礦體賦存在輝綠巖中(a,據(jù)杜樂(lè)天, 2015)和331鈾礦床B01礦體與煌斑巖接觸關(guān)系示意圖(b,據(jù)吳烈勤和譚正中, 2004)Fig.3 Geological profile showing the uranium bodies hosted within mafic dykes from the No.336 deposit (a, after Du, 2015) and crossing the B01 ore bodies associated with lamprophyre from the No.331 deposit (b, after Wu and Tan, 2004) in the Xiazhuang uranium ore field

目前，已有的研究表明華南白堊紀(jì)-第三紀(jì)發(fā)生過(guò)六次大規(guī)模巖石圈伸展事件：145～140Ma、125～115Ma、～105Ma、95～85Ma、75～70Ma和55～45Ma(余達(dá)淦, 1992; 李獻(xiàn)華等, 1997; 胡瑞忠等, 2004, 2007, 2015; Huetal., 2008)。值得指出的是，鈾成礦年齡的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明華南不同類(lèi)型的鈾礦床有著大致相同的六個(gè)主成礦期：～135Ma、120～115Ma、105～100Ma、90～85Ma、75～70Ma和50～45Ma(胡瑞忠等, 2004, 2007; Huetal., 2008; Luoetal., 2015a, b)，與華南巖石圈伸展作用事件的時(shí)間具有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系(胡瑞忠等, 2004, 2007, 2015; 王正其和李子穎, 2007; 朱捌, 2010; Huetal., 2008; Luoetal., 2015a, b, 2017)。雖然以往的研究工作已從大區(qū)域角度初步證實(shí)這種對(duì)應(yīng)關(guān)系，但在礦田(床)尺度范圍內(nèi)基性巖脈與鈾成礦年齡對(duì)應(yīng)關(guān)系還有待進(jìn)一步證實(shí)(胡瑞忠等, 2007, 2015)。Luoetal. (2015a)通過(guò)SIMS鈾礦物U-Pb年齡方法對(duì)仙石鈾礦床進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)該礦床存在三期鈾礦化作用135±4Ma、113±2Ma和104±2Ma，提出該礦床中的三期礦化年齡與區(qū)域上基性巖脈的侵位年齡具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。然而，Wangetal. (2015)利用SHRIMP鋯石U-Pb方法獲得下莊礦區(qū)黃陂-張廣營(yíng)基性巖脈的結(jié)晶年齡193±4Ma，該年齡明顯早于下莊礦區(qū)早期報(bào)道的最老的基性巖脈年齡(角閃石K-Ar年齡：142.6±3.0Ma; 李獻(xiàn)華等, 1997)和已確認(rèn)的最老的鈾礦化年齡135±4Ma(Luoetal., 2015a)。在下莊礦田相鄰的贛南隘高鈾礦區(qū)內(nèi)，Zhangetal. (2018a)采用LA-ICP-MS磷灰石U-Pb法獲得礦區(qū)內(nèi)NW向輝綠巖的結(jié)晶年齡189±4Ma，且該年齡也顯然早于隘高鈾礦的礦化年齡70.1±1.4Ma(李立生和謝溢華, 2011)。由于新獲得的基性巖脈的侵位年齡與鈾的礦化年齡存在較大的差別，因而研究者提出基性巖脈并不能為后期鈾的礦化作用提供礦化劑(∑CO2)，但基性巖脈中高的Fe2+含量有利于成礦流體中U6+還原形成瀝青鈾礦沉淀(Wangetal., 2015; Zhangetal., 2018a)。

因此，極有必要重新審視這些基性巖脈的精確侵位年齡，并評(píng)估基性巖脈在鈾成礦作用中的貢獻(xiàn)。筆者在近年研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，通過(guò)基性巖脈的侵位年齡與鈾成礦年齡的對(duì)比、成礦物質(zhì)來(lái)源和成礦流體(He和CO2)特征等方面的綜合考慮，對(duì)基性巖脈與花崗巖型鈾礦床成因聯(lián)系機(jī)理的認(rèn)識(shí)進(jìn)行了深入的探討，為進(jìn)一步揭示花崗巖型鈾礦床的成礦機(jī)理和控礦因素提供新的約束。

圖4 野外照片顯示下莊礦田基性巖脈與花崗巖、脈石礦物方解石和黃鐵礦以及鈾礦脈之間的關(guān)系(a-c) NWW向第一組(a)和第二組(b)輝綠巖脈及新鮮基性巖脈(c)與花崗巖的截然接觸；(d、e)新鮮和蝕變的基性巖脈；(f)破碎基性巖脈角礫充填在后期熱液方解石脈中，部分基性巖脈角礫發(fā)生赤鐵礦化后出現(xiàn)蝕變暈圈而褪色，早期破碎的基性巖脈角礫和膠結(jié)的方解石脈被晚期階段的石英脈切割；(g、h)鈾礦物-方解石脈充填在赤鐵礦化的基性巖脈裂隙中；(i)綠泥石化的基性巖脈邊界出現(xiàn)大量的方解石和黃鐵礦Fig.4 Field photographs showing the relationship between mafic dykes and granites, calcites, pyrite and uranium minerals in the Xiazhuang uranium ore field(a-c) sharp contact between the NWW-trending first group (a), second group (b) and unaltered (c) mafic dykes and their host granites; (d, e) fresh and alteration mafic dykes, respectively; (f) mafic rock clasts in the carbonate dykes showing hematitization halos, late stage quartz vein cross-cutting the mafic rock clasts and carbonate dykes; (g, h) uranium mineral and calcite vein occur within altered mafic dykes which show the strongly hematitization; (i) abundant pyrites and calcites occur within the boundary of altered mafic dyke

表1下莊鈾礦區(qū)主要基性巖脈及其相關(guān)的鈾礦床和礦化點(diǎn)(據(jù)張展適,2011; 馮志軍等,2016; 本文)

Table 1 The main uranium deposits and mineralization points associated with mafic dykes occurred in the Xiazhuang uranium ore field(after Zhangetal., 2011; Fengetal., 2016 and this study)

巖脈編號(hào)組名巖性產(chǎn)狀長(zhǎng)度(km)厚度(m)最大厚度(m)間距(km)控制礦床、礦點(diǎn)典型礦床年齡(Ma)巖脈年齡(Ma)文獻(xiàn)NWW向巖脈第Ⅰ組水口-竹山下輝綠巖、煌斑巖、纖閃石化輝綠巖285°NE∠70°～90°5.51030～4.0333、332、水口及相關(guān)礦點(diǎn)332礦: ～55;333礦:85～165角閃石Ar-Ar:200～185徐達(dá)忠等, 1999; 吳烈勤等, 2003; 本文第Ⅱ組黃陂-張廣營(yíng)角閃輝綠巖、纖閃石化輝綠巖295°N∠50°～90°142040～4.0小水、6009、 黃陂、張光營(yíng)及相關(guān)礦點(diǎn)小水礦: 71.8～75.2角閃石K-Ar:142.6±3.0; 鋯石U-Pb: 193±4;角閃石Ar-Ar: ～200李獻(xiàn)華等, 1997; Wang et al., 2015; 本文第Ⅲ組下莊-寨下輝綠巖、纖閃石化輝綠巖290°NE∠50°～90°14～2230170～4.0335、336、明珠湖、白水寨及相關(guān)礦點(diǎn)335礦:93.5±1.2; 73.1±1.4角閃石Ar-Ar:109.9±2.3李獻(xiàn)華等, 1997; 鄒東風(fēng)等, 2011第Ⅳ組魯溪-仙人嶂輝綠巖、纖閃石化輝綠巖280°～290°NE∠50°～90°15.540～602002.7～4.8334、338、339及相關(guān)礦點(diǎn)339礦:135±4; 113±2; 104±2;角閃石Ar-Ar:110.4±3.2; 106.6±12.2; 150.1±1.1李獻(xiàn)華等, 1997; Luo et al., 2015a; 未發(fā)表數(shù)據(jù)第Ⅴ組中心段拉輝煌斑巖、纖閃石化輝綠巖270°～280°NE∠70°～90°103070～4.0泉洞及十余個(gè)礦化點(diǎn)—角閃石K-Ar:139.0±2.6李獻(xiàn)華等, 1997NNE向巖脈第一組小寨-下莊輝綠玢巖、閃長(zhǎng)玢巖80°～120°∠50°～90°～82～55～3.0332、336及相關(guān)礦點(diǎn)332礦: ～55角閃石Ar-Ar:145.1±12.1本文第四組石土嶺-太平庵輝綠玢巖、閃長(zhǎng)玢巖90°～115°∠70°～90°73～1010～4.0337礦床和太平庵礦化點(diǎn)337礦: ～135角閃石Ar-Ar:141.4±2.6李獻(xiàn)華等, 1997; 吳烈勤等, 2003; 朱捌等, 2006

1 地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域地質(zhì)特征

下莊鈾礦田位于貴東巖體的東部。貴東巖體位于廣東省韶關(guān)北部的翁源和始興縣之間，屬于南嶺東西向大東山-貴東-五里亭巖漿巖帶的中-東段。大地構(gòu)造位置上處于華夏古陸西緣閩、贛、粵加里東隆起與湘、桂、粵北海西-印支凹陷的交匯部位，位于南嶺U、W-Sn、Cu和Nb-Ta等多金屬成礦帶的南部，是諸廣-貴東鈾礦聚集區(qū)的重要組成部分。貴東巖體為多期次侵入的復(fù)式巖體，主要由東部的下莊巖體、魯溪巖體、帽峰巖體、筍洞巖體以及西部的司前巖體和隘子等巖體組成(圖1)，出露面積約1000m2。近年，貴東復(fù)式巖體的高精度年代學(xué)研究表明，魯溪巖體(239±5Ma)、下莊巖體(235.8±7.6Ma)和帽峰巖體(219.6±0.9Ma)為印支期花崗巖，而筍洞巖體(189.1±0.7Ma)、司前巖體(160.1±6.1Ma)和隘子巖體(151±11Ma)為燕山期巖體(徐夕生等, 2003; 凌洪飛等, 2004, 2005; Chenetal., 2012)。該復(fù)式巖體在東北和東側(cè)侵入的圍巖為寒武-奧陶系淺變質(zhì)砂巖、板巖及含炭板巖，南側(cè)的侵入圍巖為為泥盆-石炭系砂巖、碳酸鹽巖。接觸帶附近的圍巖均發(fā)生程度不同的接觸變質(zhì)作用。

圖5 下莊礦田代表性基性巖脈的巖相學(xué)照片Am-角閃石；Px-輝石；Pl-斜長(zhǎng)石；Urt-纖閃石Fig.5 Representative photomicrographs illustrating mafic dykes from the Xiazhuang uranium ore fieldAm-amphibole; Px-pyroxene; Pl-plagioclase; Urt-uralite

圖6 下莊礦田331礦床中不同方向基性巖脈間的交切關(guān)系(a)和337礦床中基性巖脈與鈾礦體間的接觸關(guān)系(b)(據(jù)張展適, 2011)Fig.6 The cross-cutting relationship between various trend of mafic dykes from the No.331 deposit (a) and mafic dykes and uranium ore bodies from the No.337 deposit in the Xiazhuang ore field (after Zhang, 2011)

巖體內(nèi)除發(fā)育晚期花崗斑巖脈等酸性巖漿巖外，亦可見(jiàn)NWW、NNE和NEE向基性巖脈侵入早期花崗巖體或地層中(圖1、圖4a-c)。這些基性巖脈的巖性主要為輝綠巖、角閃輝綠巖和輝綠玢巖，少量為閃斜煌斑巖和拉煌斑巖(本文統(tǒng)稱(chēng)基性巖脈)。輝綠巖主要由斜長(zhǎng)石、輝石和角閃石、石英組成，輝綠結(jié)構(gòu)明顯(圖5)。副礦物主要有磷灰石、鈦鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦等。閃斜煌斑巖主要由斜長(zhǎng)石、角閃石和少量石英組成，斑晶為角閃石。此外還有少量云煌巖、拉輝煌巖、閃長(zhǎng)巖和閃長(zhǎng)玢巖，其中輝綠玢巖均以NNE和NEE向分布。大多與花崗巖接觸的輝綠巖脈具有冷凝邊結(jié)構(gòu)(圖4b, c)。鈾礦區(qū)內(nèi)基性巖脈大多經(jīng)受不同程度的蝕變。NNE向巖脈主要分布在巖體東緣的太平庵?jǐn)嗔褞?，NEE向巖脈則分布在巖體北部湖子地區(qū)。在野外可見(jiàn)到NEE向輝綠玢巖脈穿切近E-W(NWW)向輝綠巖脈。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，分布著眾多典型的花崗巖型熱液鈾礦床。鈾礦化明顯受斷裂構(gòu)造控制，中基性巖脈與鈾成礦關(guān)系密切(圖2、圖3)。礦田受黃陂斷裂與馬屎山斷裂的夾持，NNE向基性巖脈與區(qū)內(nèi)EW向和NEE向含礦硅化斷裂帶相互交織，控制下莊礦田內(nèi)鈾礦床的空間分布。在下莊礦田內(nèi)從北往南共發(fā)育五組基性巖脈，約呈4km等間距產(chǎn)出，依次為水口-竹山下、黃陂-張廣營(yíng)、下莊-寨下、魯溪-仙人嶂和中心段(圖1和表1)。這些基性巖脈的形態(tài)變化較大，尖滅形式多樣。單條巖脈厚度一般為幾米至幾十米，大多數(shù)為10～30m。NNE向的硅化斷裂帶與近NWW向中基性巖脈呈近等間距分布，整個(gè)礦區(qū)形成格子狀構(gòu)造(圖1)。

1.2 礦床地質(zhì)特征

下莊礦田內(nèi)基性巖脈的組成、產(chǎn)狀、規(guī)模及控制的主要礦床(點(diǎn))如表1。位于硅化帶和NWW向基性巖脈交匯點(diǎn)的部位發(fā)育眾多“交點(diǎn)型”鈾礦床(如330、331、333、334、335、336、338、339、小水和湖子堆山等鈾礦床)。通常，硅化帶穿過(guò)或錯(cuò)斷基性巖脈，基性巖脈與花崗巖以及鈾礦床(體)之間的穿插關(guān)系較為復(fù)雜(圖2、圖3、圖6)，如331礦區(qū)內(nèi)不同侵位方向的基性巖脈相互穿插，可以推斷NWW向輝綠巖和閃斜煌斑巖形成較早，而NNE東向輝綠玢巖形成最晚(圖6a; 張展適, 2011)。NNW斷裂控制礦田內(nèi)最早形成的鈾-方解石礦化(如339和337礦床)和晚期的鈾-微晶石英礦化(如333和330礦床)(朱捌等, 2006; 張展適, 2011; Luoetal., 2015a)。NNE向斷裂是礦田內(nèi)活動(dòng)最強(qiáng)烈的斷裂構(gòu)造帶，帶內(nèi)充填有大量的石英脈，其中以新橋-下莊斷裂和大帽峰-石角尾斷裂最為重要(王正其等, 2007)。下莊地區(qū)的構(gòu)造具有多期次的特點(diǎn)，與鈾成礦古水熱系統(tǒng)的活動(dòng)密切相關(guān)，這些構(gòu)造不僅起到了連通巖體東西部水熱系統(tǒng)的作用，且為深部物質(zhì)的上涌提供了運(yùn)移通道(丁瑞欽和梁天錫, 2003)。

區(qū)內(nèi)蝕變作用廣泛發(fā)育，其中花崗巖中廣泛發(fā)育白云母化和綠泥石化，局部鈉長(zhǎng)石化和電氣石化強(qiáng)烈。硅化斷裂帶內(nèi)發(fā)育絹云母化和水云母化；輝綠巖部分遭受纖閃石化和碳酸鹽化蝕變作用(圖4f-h)。當(dāng)?shù)V體賦存在蝕變花崗巖中時(shí)，鈾礦物通常與豬肝色微晶石英、黑色微晶石英、黃鐵礦和紫黑色螢石伴生。相應(yīng)的礦石類(lèi)型有：紅色微晶石英-瀝青鈾礦組合、黑色微晶石英-黃鐵礦-瀝青鈾礦組合、微晶石英-紫黑色螢石-瀝青鈾礦等(胡瑞忠, 1989; 商朋強(qiáng), 2007; 張展適, 2011)。圍巖蝕變主要為硅化、綠泥石化、赤鐵礦化和水云母化等。當(dāng)鈾礦體位于輝綠巖邊界或賦存在輝綠巖破碎帶中時(shí)，普遍發(fā)育碳酸鹽化蝕變(方解石)和赤鐵礦化(圖4f-i)，且常伴隨有絹云母化和綠泥石化(圖4i)。方解石大量出現(xiàn)時(shí)，主要出現(xiàn)鈾礦物-方解石組合(圖4g, h)。鈾礦化附近的基性巖脈往往出現(xiàn)褪色現(xiàn)象，部分發(fā)生赤鐵礦化(即基性巖脈中Fe2+氧化為Fe3+)(圖4f-h)，礦石類(lèi)型即為鈾礦物-赤鐵礦化。熱液脈體中礦物流體包裹體研究顯示，成礦階段的溫度通常在150～250℃，流體包裹體鹽度變化較大(1%～20% NaCleqv)，可見(jiàn)NaCl和KCl子礦物，礦物包裹體的氣相成分以CO2和H2為主(陳安福和趙洪波, 1986; 王學(xué)成, 1986; 胡瑞忠, 1989; 鄧平等, 2003a, b; 商朋強(qiáng), 2007; 何德寶, 2017)。

李獻(xiàn)華等(1997)對(duì)下莊地區(qū)代表性基性巖脈做了較為詳細(xì)的K-Ar和Ar-Ar年代學(xué)研究，結(jié)果顯示第二組和第五組NWW向輝綠巖年齡最早為145～140Ma；第三組和第四組輝綠巖時(shí)代為～105Ma；而NEE向閃長(zhǎng)玢巖和NNE向輝綠玢巖最年輕為～90Ma。最近，Wangetal. (2015)利用SHRIMP鋯石U-Pb方法獲得第二組黃陂-張廣營(yíng)基性巖脈的結(jié)晶年齡193±4Ma，含熱液增生邊的鋯石年齡177±4Ma為后期熱事件的年齡。目前，大量鈾礦物U-Pb年代學(xué)數(shù)據(jù)表明，下莊鈾礦區(qū)內(nèi)鈾成礦作用的年齡主要在135～50Ma之間，集中體現(xiàn)在四期鈾礦化：～135Ma、125～120Ma、90～85Ma和75～70Ma(吳烈勤等, 2003; 鄧平等, 2003a, b; 胡瑞忠等, 2004; 朱捌等, 2006; Huetal., 2008; 王正其等, 2010a; 張展適, 2011; 駱金誠(chéng), 2015; Luoetal., 2015a)。早期鈾礦化作用的時(shí)限也與野外地質(zhì)和巖相學(xué)證據(jù)相佐證，如337礦床中～135Ma鈾礦體被晚期輝綠玢巖脈所切割(圖6b)(吳烈勤等, 2003)；仙石(339)礦床中團(tuán)塊狀鈾礦物被晚期鈾礦物-方解石脈重新膠結(jié)(吳烈勤等, 2003)，且晚期鈾礦物顆粒呈破碎角礫充填在后期熱液方解石脈中(Luoetal., 2015a)。

2 角閃石40Ar-39Ar年代學(xué)

2.1 樣品特征

本文用于40Ar-39Ar同位素定年的角閃石樣品分別采自第一組NWW向333鈾礦區(qū)附近采石場(chǎng)輝綠巖(QZSX)和332鈾礦區(qū)內(nèi)(K332-2)輝綠巖、第二組NWW向湖子堆礦洞輝綠巖(HZDX)、NEE向張廣營(yíng)(ZGY)地區(qū)(337礦區(qū))閃長(zhǎng)玢巖以及NNE向湖子堆礦洞附近的輝綠玢巖(HZDS)。野外觀察可見(jiàn)這些基性巖脈與花崗巖均呈截然接觸關(guān)系，其中NWW向湖子堆礦洞(HZDX)基性巖脈中暗色礦物顆粒較細(xì)小，可見(jiàn)有綠泥石化(圖5)，局部可見(jiàn)碳酸鹽化(方解石)。332礦區(qū)(K332-2)附近的輝綠巖和張廣營(yíng)(ZGY)地區(qū)(337礦區(qū))的閃長(zhǎng)玢巖均具有明顯的輝綠結(jié)構(gòu)，可見(jiàn)輝石礦物顆粒，無(wú)明顯蝕變礦物。333鈾礦區(qū)附近采石場(chǎng)的輝綠巖和湖子堆礦洞NEE向輝綠玢巖(HZDS)均呈灰綠色，其組成的礦物相對(duì)新鮮。表1系統(tǒng)總結(jié)了下莊地區(qū)主要的基性巖脈及受其控制的礦床和礦化點(diǎn)，表中列出了不同基性巖脈的年齡以及與基性巖脈相關(guān)典型鈾礦床的成礦時(shí)代。

2.2 測(cè)試方法

選取的樣品經(jīng)過(guò)破碎、篩選至40～60目，在雙目鏡下挑選，使角閃石的純度大于99%，用超聲波洗凈。將洗凈后的樣品封進(jìn)石英管中，而后在核反應(yīng)堆進(jìn)行快中子輻照。本次樣品輻照工作在中國(guó)原子能科學(xué)研究院核反應(yīng)堆進(jìn)行。使用49-2反應(yīng)堆H4孔道進(jìn)行中子活化，照射時(shí)間為30h。同時(shí)，接受輻照的還有監(jiān)測(cè)中子通量的Ga1550黑云母國(guó)際標(biāo)樣，采用Ga1550目前廣泛引用的年齡標(biāo)定值98.79±0.96Ma(Renneetal., 1998)。輻照后的樣品放置到放射性劑量降至安全操作范圍時(shí)，進(jìn)行階段升溫測(cè)試工作。樣品由中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所巖石圈演化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室40Ar/39Ar同位素實(shí)驗(yàn)室MM5400惰性氣體質(zhì)譜儀測(cè)試。在對(duì)溫控表和爐內(nèi)溫度進(jìn)行校正后，所采用溫度范圍為800～1400℃。數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)本底校正、質(zhì)量歧視校正、K和Ca同位素反應(yīng)校正、37Ar和39Ar放射性衰變校正。用CaF2和K2SO4確定Ca和K同位素反應(yīng)的校正參數(shù)：(40Ar/39Ar)K=3.3×10-4，(36Ar/37Ar)Ca=2.69×10-4，(36Ar/37Ar)Ca=8.52×10-4。年齡計(jì)算中衰變常數(shù)采用：λ=(5.543±0.010)×10-10a-1(Steiger and J?ger, 1977)。數(shù)據(jù)不確定度為95%置信區(qū)間(2σ)。詳細(xì)實(shí)驗(yàn)流程見(jiàn)王非等(2006)。

圖7 粵北下莊地區(qū)基性巖脈中五個(gè)角閃石40Ar-39Ar坪年齡圖和反等時(shí)線(xiàn)年齡圖Fig.7 40Ar-39Ar age spectrum and inverse isochron for five hornblendes from the mafic dykes in the Xiazhuang uranium ore field, northern Guangdong

2.3 測(cè)試結(jié)果

粵北下莊地區(qū)基性巖脈中5個(gè)角閃石40Ar-39Ar階段升溫測(cè)年數(shù)據(jù)見(jiàn)表2，相應(yīng)的坪年齡譜和反等時(shí)線(xiàn)年齡如圖7。在800～1400℃溫度范圍內(nèi)，對(duì)下莊地區(qū)基性巖脈的5個(gè)角閃石樣品進(jìn)行不同階段的釋熱分析。其中，NWW向第一組333礦區(qū)采石場(chǎng)(QZSX)和332礦區(qū)(K332-2)基性巖脈的角閃石樣品分別在980～1400℃和1000～1230℃，獲得坪年齡為202.9±3.1Ma和185.6±3.0Ma(圖7a, c)，對(duì)應(yīng)的39Ar釋放量分別為76.5%和94.4%。相應(yīng)的39Ar/40Ar-36Ar/40Ar反等時(shí)線(xiàn)年齡分別為201.6±6.5Ma(MSWD=0.8)和185.4±5.9Ma(MSWD=2.7)(圖7b, d)，40Ar/36Ar初始值分別為296.8±5.8和296.4±17.1。NWW向第二組湖子堆礦洞(HZDX)基性巖脈的角閃石樣品在1020～1200℃，獲得的坪年齡為211.4±10.3Ma(MSWD=0.4)(圖7e)，對(duì)應(yīng)的39Ar釋放量為70%。相應(yīng)的39Ar/40Ar-36Ar/40Ar反等時(shí)線(xiàn)年齡分別為203.9±26.2Ma(MSWD=0.4)(圖7f)，40Ar/36Ar初始值為299.0±11.5。張廣營(yíng)(ZGY)地區(qū)(337礦區(qū))NEE向基性巖脈的角閃石樣品在1020～1400℃，獲得坪年齡為179.6±2.8Ma(MSWD=4.0)(圖7g)，對(duì)應(yīng)95.5%的39Ar釋放量。相應(yīng)的39Ar/40Ar-36Ar/40Ar反等時(shí)線(xiàn)年齡為175.2±4.0Ma(MSWD=2.4)(圖7h)，40Ar/36Ar初始值為309.5±10.4。湖子堆礦洞附近NNE向晚期輝綠玢巖(HZDS)角閃石樣品在980～1200℃，獲得的坪年齡為145.1±12.1Ma(MSWD=1.2)(圖7i)，對(duì)應(yīng)98.9%的39Ar釋放量。相應(yīng)的39Ar/40Ar-36Ar/40Ar反等時(shí)線(xiàn)年齡為141.3±23.3Ma(MSWD=1.4)，40Ar/36Ar初始值為297.0±7.8(圖7j)。

3 討論

3.1 基性巖脈角閃石40Ar-39Ar年齡及其可靠性

前人通過(guò)詳細(xì)的基性巖脈K-Ar和Ar-Ar年代學(xué)研究，獲得下莊地區(qū)存在三期基性巖脈：145～140Ma、110～105Ma和～90Ma(李獻(xiàn)華等, 1997)。值得注意的是，由于下莊礦區(qū)內(nèi)基性巖脈大多出現(xiàn)了不同程度的熱液蝕變，當(dāng)熱液溫度超過(guò)基性巖脈中含鉀礦物放射性成因Ar的封閉溫度時(shí)，全巖K-Ar和Ar-Ar法所記錄的年齡可能僅為后期蝕變作用或熱事件的年齡，而不一定是基性巖脈的侵位年齡。事實(shí)上，研究顯示下莊鈾礦田中蝕變嚴(yán)重的基性巖脈中輝石幾乎全部被交代成了纖閃石(Wangetal., 2015)，說(shuō)明部分地區(qū)后期熱液流體對(duì)基性巖脈中礦物的改造蝕變非常強(qiáng)烈。Wangetal. (2015)采用SHRIMP鋯石U-Pb方法獲得NWW向第二組黃陂-張廣營(yíng)基性巖脈的結(jié)晶年齡193±4Ma，含增生邊的熱液鋯石年齡177±4Ma被認(rèn)為是記錄后期熱事件的年齡。通常，基性巖漿在上侵過(guò)程中會(huì)常常捕獲基底和圍巖中的鋯石，且基性巖漿本身往往難以結(jié)晶出大量鋯石，故基性巖脈中鋯石U-Pb年齡是否能代表其自身的結(jié)晶年齡尚不確定。

中生代以來(lái)，粵北地區(qū)遭受過(guò)多期次構(gòu)造-巖漿-成礦作用事件的影響。角閃石40Ar-39Ar坪年齡圖，顯示本次研究的這些基性巖脈中5個(gè)角閃石樣品很可能受到一定程度的蝕變作用，導(dǎo)致這些樣品在低溫階段顯示出明顯的異常。即在低溫階段時(shí)坪年齡圖表現(xiàn)出不規(guī)則，但在整個(gè)高溫階段可以形成的穩(wěn)定坪年齡。本文測(cè)試結(jié)果表明(表2)，5個(gè)角閃石樣品的40Ar-39Ar坪年齡和39Ar/40Ar-36Ar/40Ar反等時(shí)線(xiàn)年齡在誤差范圍內(nèi)基本一致，由反等時(shí)線(xiàn)獲得這些角閃石樣品的40Ar/36Ar初始值均與現(xiàn)代大氣氬同位素比值(298.56±0.31; Leeetal., 2006)在誤差范圍內(nèi)一致，表明角閃石形成時(shí)沒(méi)有捕獲過(guò)剩氬。因此，五個(gè)樣品的坪年齡可以代表這些基性巖脈中角閃石的結(jié)晶年齡。值得注意的是，湖子堆礦洞輝綠玢巖(HZDS)樣品在高溫階段中表現(xiàn)出視年齡稍微偏高且輕微不規(guī)則的坪年齡圖，可能是樣品中礦物邊部受到了輕微熱液作用而導(dǎo)致在低溫階段出現(xiàn)Ar丟失現(xiàn)象。本文測(cè)定的第二組輝綠巖(HZDX)角閃石40Ar-39Ar年齡與其鋯石U-Pb年齡(193±4Ma, Wangetal., 2015)在誤差范圍內(nèi)基本一致。同時(shí)，野外地質(zhì)特征顯示NWW向的第一組和第二組基性巖脈均被NE和NEE向基性巖脈切割(圖1、圖6)。所以，巖脈之間的穿插關(guān)系，也支持第一組和第二組基性巖脈成巖時(shí)代偏老的地質(zhì)事實(shí)。因此，當(dāng)基性巖脈樣品的坪年齡圖在高溫階段顯示出輕微的不規(guī)則，但整個(gè)高溫階段仍可以形成穩(wěn)定的坪年齡，且該年齡接近樣品的成巖年齡。故采用角閃石Ar-Ar年齡定年方法可以獲得下莊地區(qū)復(fù)雜的基性巖脈最接近的真實(shí)年齡。

精確厘定下莊基性巖脈的成巖時(shí)代，對(duì)探討基性巖脈與鈾成礦關(guān)系可提供關(guān)鍵的時(shí)限約束，尤其是對(duì)鈾礦床成礦模型的建立具有至關(guān)重要的作用。因此，為了進(jìn)一步精確限定這些脈巖的侵位年齡，筆者選擇下莊地區(qū)與相應(yīng)礦床走向相同的基性巖脈，并盡可能遠(yuǎn)離礦區(qū)熱液蝕變影響的基性巖脈樣品。挑選出受熱液影響最小的角閃石單礦物。本文對(duì)NWW向第一組位于332鈾礦區(qū)(K332-2)和333鈾礦區(qū)附近采石場(chǎng)(QZSX)和第二組湖子堆礦洞(HZDX)基性巖脈樣品，采用單礦物角閃石40Ar-39Ar定年法獲得的年齡分別為202.9±3.0Ma～185.6±3.0Ma和211.4±10.3Ma。此外，NEE向張廣營(yíng)(ZGY)地區(qū)(337礦區(qū))閃長(zhǎng)玢巖中角閃石40Ar-39Ar年齡為179.6±2.8Ma；NNE向湖子堆礦洞輝綠玢巖(HZDS)的角閃石40Ar-39Ar年齡為145.1±12.1Ma。近來(lái)，Zhangetal. (2018a)通過(guò)LA-ICP-MS磷灰石U-Pb法，獲得下莊鈾礦田相鄰的贛南艾高鈾礦區(qū)NW向基性巖脈年齡ca.190Ma。同時(shí)，Wangetal. (2015)利用LA-ICP-MS鋯石U-Pb法測(cè)定貴東巖體北部苦竹坑輝長(zhǎng)巖脈年齡為198±1Ma。綜合這些研究工作(李獻(xiàn)華等, 1997; Wangetal., 2015; Zhangetal., 2018a)，筆者認(rèn)為下莊地區(qū)至少存在三期基性巖脈：200～190Ma、～180Ma、145～140Ma。

3.2 基性巖脈的侵位年齡與鈾礦化年齡的關(guān)系

長(zhǎng)久以來(lái)，下莊鈾礦田一直是我國(guó)學(xué)者研究花崗巖型鈾礦床的典型范例。盡管，花崗巖區(qū)鈾的成礦作用與成巖時(shí)差問(wèn)題很早就引起關(guān)注(杜樂(lè)天, 1982; 胡瑞忠, 1989; 胡瑞忠等, 1993, 2004)，但早期獲得的花崗巖、 基性巖脈以及鈾成礦年齡的準(zhǔn)確性仍值得商榷。隨著更多精確年齡數(shù)據(jù)的報(bào)道，對(duì)這些鈾礦床成因的認(rèn)識(shí)也進(jìn)一步深入。如前人認(rèn)為下莊地區(qū)與帽峰巖體密切相關(guān)的337礦床(～135Ma)是成礦溫度高(290～340℃)、礦巖時(shí)差小的巖漿熱液礦床的典型代表(倪師軍, 1987; 吳烈勤等, 2003)。然而，礦區(qū)內(nèi)與鈾成礦密切相關(guān)的下莊巖體、帽峰巖體和筍洞巖體年齡分別為235.8±7.6Ma、219.6±0.9Ma和189.1±0.7Ma(徐夕生等, 2003; 凌洪飛等, 2005; Chenetal., 2012)。顯而易見(jiàn)，如此巨大的礦巖時(shí)差(至少～50Myr)，基本可排除下莊地區(qū)與花崗巖有關(guān)的巖漿熱液型鈾礦床的存在。

表2粵北下莊地區(qū)基性巖脈中五5個(gè)角閃石40Ar/39Ar階段升溫測(cè)年數(shù)據(jù)

Table 240Ar/39Ar stepwise heating analytical data for five hornblendes from the mafic dykes in the Xiazhuang uranium ore field, northern Guangdong

溫度(℃)40Ar/39Ar37Ar/39Ar36Ar/39Ar40Ar?/39Ark40Ar?39ArkAge±2s(%)(Ma)HZDS (J=0.0077030±0.0000193)8005465.50158.432418.2916384.301.331.03904.81645.2980123.6212.58140.393058.566.8528.80115.541.0102055.9517.48780.1576110.9419.2524.69146.217.6106084.2210.37140.255399.6611.3714.40129.831.51100130.8112.83010.4034112.769.659.47169.549.21120123.2919.60430.3743914.4611.535.04191.059.8120049.0021.70120.1348111.0922.2216.58148.320.1HZDX (J=0.0077030±0.0000193)8005441.052.710916.80042475.238.751.192783.3457.7980126.6712.45690.3615521.0516.4428.76271.732.2102057.3317.18290.1458415.837.2124.66208.115.1106086.1610.95060.2364717.329.9114.37226.427.31100129.6713.87150.3876016.432.529.44215.643.91120117.0021.79330.3497915.663.135.02205.956.7120051.0521.48580.1255915.940.6516.56209.418.4K332-3 (J=0.0077470±0.0000194)800744.336.41242.1877398.9013.210.261028.6149.7870844.232.49392.6131272.408.560.88805.1173.0950167.096.00940.4692029.077.311.76367.239.6100094.953.63640.2499821.442.512.68277.923.7104031.298.80380.0609514.094.6811.37187.36.2107016.9911.94830.0139313.971.3660.11185.84.4110030.226.84770.0589813.424.134.15178.89.3114019.099.59380.0203213.962.548.73185.73.7118018.419.03240.0188113.683.715.12182.14.1123021.267.41960.0254214.437.442.32191.65.0140023.668.15170.0291715.806.312.62208.85.6QZSX (J=0.0077200±0.0000193)8004429.9433.369513.48742460.160.090.502740.8343.48601060.4616.98803.17228126.241.731.691230.3166.7920259.5812.96740.7399442.436.163.82512.457.698071.2426.29800.1863818.6725.6217.48243.517.3101032.7922.44700.0663215.275.6820.97201.56.7103032.9617.35950.0649615.3745.9514.57202.87.0105048.2114.59610.1150215.581.926.16205.411.5107078.3418.12530.2182815.519.502.72204.621.7109095.1225.98630.2751616.246.692.05213.528.6112079.7818.37520.2205416.330.152.80214.723.2115054.9625.63290.1429215.096.862.65199.317.4120037.8320.12270.0837614.948.804.57197.38.8125042.1519.47030.0954015.776.802.75207.813.1133046.1821.27420.1131814.691.244.85194.312.8140029.4924.28370.0545715.6251.8612.42205.85.8ZGY (J=0.0077140±0.0000193)930257.3633.07620.7093151.8519.580.65608.458.0960135.9834.01330.3437038.2327.300.92467.438.699051.0215.27840.1138118.866.472.91245.611.5102017.1915.38950.0179813.276.2137.42176.32.4

續(xù)表2

Continued Table 2

溫度(℃)40Ar/39Ar37Ar/39Ar36Ar/39Ar40Ar?/39Ark40Ar?39ArkAge±2s(%)(Ma)104020.2112.66250.0266813.485.9812.02178.93.3107028.8712.55630.0544613.927.717.24184.55.8110045.3315.01330.1124613.469.323.19178.711.6113028.5015.02480.0542413.8547.967.08183.55.4116024.8514.30410.0403314.256.635.64188.65.9119025.3022.08500.0450214.0254.382.87185.76.2122019.5415.36970.0227414.2371.873.89188.39.0125029.9626.65900.0606714.487.231.66191.510.3128022.8617.12870.0352414.0160.411.73185.610.6140017.6814.35030.0191313.3374.4912.77177.02.7

目前，鈾成礦年齡的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明華南地區(qū)不同類(lèi)型的鈾礦床有著大致六個(gè)主成礦期：～135Ma、120～115Ma、105～100Ma、90～85Ma、75～70Ma和50～45Ma(胡瑞忠等, 2004, 2007; Huetal., 2008; Luoetal., 2015a, b)，且與華南巖石圈伸展作用事件的時(shí)間具有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系(胡瑞忠等, 2004, 2007, 2015; 王正其和李子穎, 2007; 朱捌, 2010; Huetal., 2008; Luoetal., 2015a, b)。同時(shí)，胡瑞忠等(2007)明確指出以往的研究工作主要從大區(qū)域角度初步證實(shí)這種對(duì)應(yīng)關(guān)系，在礦田(床)尺度范圍內(nèi)基性巖脈與鈾成礦年齡的對(duì)應(yīng)關(guān)系還有待進(jìn)一步證實(shí)。本文獲得的角閃石Ar-Ar年齡進(jìn)一步確認(rèn)下莊地區(qū)發(fā)育NNE向145～140Ma的基性巖脈。結(jié)合前人已報(bào)道的下莊礦田鄰區(qū)的長(zhǎng)江鈾礦區(qū)內(nèi)輝綠巖(角閃石Ar-Ar: 145.1±1.5Ma, Zhangetal., 2018b)和大吉山鎢礦區(qū)角閃輝綠巖(全巖K-Ar: 139.9±2.8Ma, 李獻(xiàn)華等, 1997; 142.4±2.5Ma, Xieetal., 2006a)，江西武山銅礦區(qū)閃斜煌斑巖(全巖Ar-Ar: 139.7±2.1Ma～143.5±2.7Ma)和640鈾礦區(qū)拉輝煌斑巖(全巖Ar-Ar: 139.8±2.8Ma, Xieetal., 2006a)，以及切穿湖南千里山花崗巖的NE向輝綠玢巖脈(全巖Ar-Ar: 142.3±2.8Ma, 劉義茂等, 1997)等同期基性巖脈，暗示了該期基性巖脈在南嶺地區(qū)廣泛發(fā)育，表明南嶺地區(qū)在這一時(shí)期處在廣泛的巖石圈伸展構(gòu)造背景。同時(shí)，該期基性巖脈的侵位年齡與下莊鈾礦區(qū)內(nèi)最早的鈾礦化年齡135±4Ma基本對(duì)應(yīng)，進(jìn)一步證實(shí)了在礦田尺度上鈾的成礦作用與巖石圈的伸展作用存在時(shí)間上的對(duì)應(yīng)關(guān)系(胡瑞忠等, 2004, 2007; Huetal., 2008; Luoetal., 2015a)。

3.3 下莊地區(qū)200～190Ma(角閃石Ar-Ar)基性巖脈的構(gòu)造意義

華南地區(qū)侏羅紀(jì)早期的巖漿活動(dòng)對(duì)限定中生代以來(lái)華南板塊的構(gòu)造演化至關(guān)重要。本研究利用角閃石Ar-Ar法新獲得的下莊兩組NWW向基性巖脈和一組NEE向基性巖脈的年齡為200～180Ma，這些基性巖脈的年齡與Wangetal. (2015)報(bào)道的下莊基性巖脈鋯石U-Pb年齡在誤差范圍內(nèi)總體一致，進(jìn)一步證實(shí)粵北下莊地區(qū)存在早侏羅世的基性巖漿活動(dòng)。盡管與其對(duì)應(yīng)期次的鈾礦化年齡迄今還未見(jiàn)報(bào)道，但這些早期基性巖脈的存在對(duì)鈾成礦作用的認(rèn)識(shí)(下文詳述)及區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造演化具有極其重要的地質(zhì)意義。Zhouetal. (2006)認(rèn)為華南地區(qū)早中生代的巖漿活動(dòng)(250～205Ma)與印支期碰撞造山密切相關(guān)，而晚中生代的巖漿作用主要受太平洋板塊NW-NWW向俯沖的影響。在205～180Ma存在一個(gè)明顯的巖漿間歇期，代表了華南大地構(gòu)造背景由特提斯構(gòu)造域向太平洋構(gòu)造域的轉(zhuǎn)換(舒良樹(shù)和周新民, 2002; Zhouetal., 2006)。陳培榮等(2002)則提出華南地區(qū)出現(xiàn)的180～150Ma雙峰式火山和堿性玄武巖是印支期碰撞造山后大陸裂解的產(chǎn)物。在下莊及其鄰區(qū)贛南隘高出現(xiàn)200～180Ma的基性巖脈，為約束印支期碰撞造山后華南大陸伸展裂解作用的時(shí)限提供了新的證據(jù)。近年來(lái)，越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn)，華南地區(qū)可能廣泛存在200～180Ma的巖漿活動(dòng)，而非前人認(rèn)為的巖漿寂靜期，如粵北下莊輝綠巖(～193Ma, Wangetal., 2015)、苦竹坑輝長(zhǎng)巖(～198Ma, Wangetal., 2015)和霞嵐輝長(zhǎng)巖(～195Ma, Zhuetal., 2010; Yuetal., 2010)，江西白面石和東坑玄武巖(194～188Ma, 項(xiàng)媛馨和巫建華, 2012; Cenetal., 2016)，贛南程龍和車(chē)步輝長(zhǎng)巖(197～191Ma; 王國(guó)昌, 2016)，贛南寨背、柯樹(shù)北、珠蘭埠和陂頭A-型花崗巖及塔背正長(zhǎng)巖(189～177Ma, 陳培榮等, 2004; Li and Li, 2007; Heetal., 2010; Jiangetal., 2017; 王國(guó)昌, 2016)和閩西北光澤A-型花崗巖(～189Ma, 王國(guó)昌, 2016)等。這些巖體(195～180Ma)和基性巖脈(200～190Ma)的陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，表明華南地區(qū)此刻處在伸展構(gòu)造地質(zhì)背景，標(biāo)志著印支期碰撞造山作用發(fā)生后華南地區(qū)巖石圈伸展作用可能至少在200～190Ma已經(jīng)開(kāi)始。

3.4 基性巖脈與鈾成礦作用關(guān)系

在世界范圍內(nèi)，學(xué)者們很早就注意到基性巖脈(煌斑巖墻)與熱液鈾礦的形成密切相關(guān)(Cuney, 1978; Leroy, 1978; 王炎庭, 1986; 胡瑞忠, 1989; Ruzicka, 1993; 胡瑞忠等, 1993, 2007; Johnson and Cross, 1995; Huetal., 2008)，尤其是法國(guó)中央地塊中的海西期熱液鈾礦床與我國(guó)華南花崗巖型鈾礦最為典型(王炎庭, 1986; 胡瑞忠, 1989; 胡瑞忠等, 1993, 2007; Huetal., 2008; 杜樂(lè)天, 2015)。前人對(duì)基性巖脈與鈾成礦作用關(guān)系的研究從未間斷，早期的工作認(rèn)為基性巖漿活動(dòng)提供了大量礦化劑(富CO2的流體)，從而有利于成礦流體的形成以及基性巖脈中高的Fe2+含量有利于成礦流體中U6+還原形成瀝青鈾礦沉淀(胡瑞忠, 1989, 1990; 胡瑞忠和金景福, 1990; 王學(xué)成等, 1991; 胡瑞忠等, 1993, 2004)。鄧平等(2003a)通過(guò)對(duì)仙石鈾礦床成礦流體中碳和H-O同位素的解析，提出幔源流體參與鈾礦作用。目前，對(duì)成礦物質(zhì)中鈾的來(lái)源也存在不同認(rèn)識(shí)：(1)主要來(lái)自賦礦花崗巖圍巖(胡瑞忠, 1989; 朱捌等, 2006; 商朋強(qiáng), 2007; Huetal., 2008; 凌洪飛, 2011; 駱金誠(chéng), 2015)；(2)直接來(lái)自與基性巖脈具有相似源區(qū)性質(zhì)的巖石圈富集地幔(姜耀輝等, 2004; 王正其和李子穎, 2007; 王正其等, 2010)。因此，要查明基性巖脈與鈾成礦關(guān)系的本質(zhì)，誠(chéng)如王學(xué)成等(1991)所說(shuō)：實(shí)質(zhì)上是要解決鈾成礦過(guò)程中源-運(yùn)-儲(chǔ)有關(guān)的三個(gè)基本問(wèn)題：

(一)基性巖脈能否為鈾成礦提供鈾源？前人針對(duì)基性巖脈中鈾的分布特征及含量已開(kāi)展過(guò)相應(yīng)研究工作，認(rèn)為基性巖脈并不太可能為鈾成礦提供鈾源(Leroy, 1978; 王學(xué)成, 1991)。尤其是，王學(xué)成等(1991)系統(tǒng)研究了華南產(chǎn)鈾巖體和非產(chǎn)鈾巖體中基性巖脈的鈾含量，發(fā)現(xiàn)不同地區(qū)基性巖脈中鈾的平均含量無(wú)明顯區(qū)別，集中在2.4×10-6～2.7×10-6。結(jié)合花崗巖中鈾的含量及其活動(dòng)性，基本可以確定基性巖脈不太可能為花崗巖型鈾礦床提供鈾源。對(duì)于花崗巖型鈾礦床中鈾的來(lái)源，事實(shí)上在四十年前國(guó)際學(xué)者已達(dá)成共識(shí)，鈾主要來(lái)自賦礦花崗巖(Cuney, 1978; Leroy, 1978)，主要證據(jù)：(1)花崗巖的含鈾量及活性，明顯高于基性巖，且鈾礦區(qū)內(nèi)賦礦花崗巖中通常大量出現(xiàn)晶質(zhì)鈾礦(Leroy, 1978; 王學(xué)成等, 1991; 張展適, 2011; Chenetal., 2012)；(2)鈾礦物或鈾礦石稀土元素配分模式與賦礦花崗巖類(lèi)似，而與基性巖脈的稀土配分模式差異明顯，說(shuō)明鈾礦物中的鈾主要來(lái)自賦礦花崗巖(朱捌等, 2006; 張展適, 2011; Mercadieretal., 2011; 駱金誠(chéng), 2015)；(3)花崗巖中的鈾主要以含鈾副礦物和固定晶格鈾的形式存在于黑云母及其所包裹的副礦物中，發(fā)生交代作用后，云母中的裂隙鈾、黑云母晶格中以及其包裹的副礦物中的固定鈾均容易遷移活化運(yùn)移(倪師軍, 1987; 程華漢和杜樂(lè)天, 1998; 盧海萍等, 2003)。

(二)基性巖脈能否為鈾的運(yùn)移提供有利條件？由于巖漿的氧逸度達(dá)不到鈾形成U6+所需條件，鈾不會(huì)大量進(jìn)入巖漿分異出的熱液中(堿性和富鹵素巖漿除外)，因此，很少有巖漿熱液鈾礦床的出現(xiàn)(凌洪飛, 2011)。故此處探討的是指與賦礦花崗巖存在較大成巖成礦時(shí)差的花崗巖型鈾礦床。通常，花崗巖區(qū)的基性巖脈是該地區(qū)較晚期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物，在時(shí)間上基性巖脈的侵位年齡往往與鈾成礦作用的時(shí)代較為接近。針對(duì)這一特點(diǎn)，一些學(xué)者提出基性巖脈所代表的巖漿活動(dòng)可以為鈾的活化提供礦化劑∑CO2(Leroy, 1978; 胡瑞忠, 1989, 1990; 胡瑞忠等, 1993; Huetal., 2008)。論證這一問(wèn)題的關(guān)鍵在于確定巖脈的侵位與鈾礦化事件的年齡?；谀壳跋虑f地區(qū)獲得的基性巖脈年齡與鈾礦化年齡數(shù)據(jù)，筆者認(rèn)為在大的區(qū)域尺度上，下莊礦田鈾礦化的年齡與基性巖脈的侵位具有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，但還需從礦床尺度上進(jìn)一步證實(shí)。如下莊礦區(qū)內(nèi)目前識(shí)別出最早期礦化的仙石礦床(339)和石土嶺(337)(～135Ma, 朱捌等, 2006; Luoetal., 2015a)與本文獲得的145～140Ma基性巖脈在年齡上較為接近，且稍晚于基性巖脈的侵位。因此，在礦床尺度上鈾礦化年齡與基性巖脈的侵位年齡接近時(shí)，前述觀點(diǎn)可以合理的解釋基性巖脈為鈾的活化提供礦化劑∑CO2。

值得指出的是，近來(lái)發(fā)現(xiàn)在礦床尺度上基性巖脈明顯早于鈾礦化的現(xiàn)象，如贛南隘高鈾礦區(qū)內(nèi)基性巖脈的侵位早于鈾礦化作用～120Ma(Zhangetal., 2018a)；下莊礦田內(nèi)新識(shí)別的基性巖脈年齡200～180Ma，顯而易見(jiàn)，比礦區(qū)內(nèi)已確認(rèn)最老的仙石(339)和337礦床的鈾礦化年齡(～135Ma)至少早～45Ma(Wangetal., 2015; Luoetal., 2015a; 本文)。針對(duì)本研究中第一組～200Ma基性巖脈及其相關(guān)的332和333鈾礦床而言，基性巖脈的侵位明顯比332和333鈾礦床中鈾的成礦作用時(shí)代(55～165Ma; 徐達(dá)忠等, 1999; 吳烈勤等, 2003)更早。雖然，目前還沒(méi)有與其對(duì)應(yīng)期次的鈾礦化年齡的報(bào)道，但筆者認(rèn)為并不能否認(rèn)在鈾礦床的形成過(guò)程中，區(qū)域上與鈾礦化同期或接近的基性巖漿活動(dòng)可為鈾的活化提供礦化劑∑CO2的可能性。主要存在三方面的證據(jù)：(1)在下莊地區(qū)乃至整個(gè)華南地區(qū)，與鈾礦化作用密切相關(guān)的成礦階段方解石δ13C=-8.5‰～-3.1‰，主體值范圍接近地幔流體δ13C=-8.0‰～-4.0‰，表明成礦流體中碳(礦化劑∑CO2)主要來(lái)源于地幔(胡瑞忠, 1989, 1990; 胡瑞忠等, 1993; Huetal., 2008; 鄧平等, 2003a; 朱捌等, 2006; 張展適, 2011)；(2)與瀝青鈾礦伴生的黃鐵礦3He/4He=0.06～1.04Ra，顯示下莊鈾礦區(qū)He具有殼-?；旌蟻?lái)源的特征，表明地幔流體參與了鈾成礦作用(王學(xué)成等, 1991; 商朋強(qiáng), 2007; 張展適, 2011)；(3)部分礦床中礦化階段石英的H-O同位素顯示有巖漿水參與鈾成礦，如小水、337和339等礦床(鄧平等, 2003a; 朱捌等, 2006; 王正其等, 2007; 張展適, 2011)。所以，當(dāng)基性巖脈與相關(guān)鈾礦床(是指鈾礦體與基性巖脈存在空間上的接觸關(guān)系)的成巖與鈾成礦作用年齡存在巨大差異時(shí)，只能說(shuō)明該礦床內(nèi)早期形成的基性巖脈并不能為后期鈾的運(yùn)移提供礦化劑∑CO2和/或流體。然而，鈾礦區(qū)內(nèi)與基性巖脈侵位密切相關(guān)的深大斷裂可聯(lián)通巖石圈地幔，當(dāng)巖石圈發(fā)生廣泛的伸展作用時(shí)，可通過(guò)控制幔源礦化劑∑CO2的提供與鈾成礦作用發(fā)生聯(lián)系，且伸展拉張的時(shí)代大致反映了向地殼淺層熱液體系提供幔源礦化劑∑CO2的時(shí)代(胡瑞忠等, 1993, 2004)。這與前述下莊鈾礦區(qū)內(nèi)基性巖脈的侵位年齡明顯早于鈾的礦化作用年齡時(shí)，鈾成礦過(guò)程中仍有地幔流體的參與(如方解石的δ13C和黃鐵礦的He-Ar同位素證據(jù))相印證。基于此，筆者認(rèn)為此時(shí)與深大斷裂密切相關(guān)的基性巖脈仍可為地幔脫氣作用(礦化劑∑CO2)提供流體的運(yùn)移通道，進(jìn)而促進(jìn)鈾的成礦作用。

綜上所述，當(dāng)鈾礦區(qū)內(nèi)基性巖脈與鈾礦體存在空間聯(lián)系時(shí)：(1)若基性巖脈的侵位時(shí)代與鈾的成礦作用年齡接近時(shí)，與基性巖脈相應(yīng)的巖漿活動(dòng)可為鈾的礦化作用提供礦化劑∑CO2和/或流體，且基性巖脈還可為鈾的沉淀富集提供理想的條件(胡瑞忠, 1989, 1990; 胡瑞忠和金景福, 1990; 王學(xué)成等, 1991; 胡瑞忠等, 1993; Huetal., 2008)；(2)若基性巖脈的侵位早于鈾的成礦作用，與基性巖脈密切相關(guān)的深大斷裂可為鈾成礦作用提供流體(礦化劑∑CO2)運(yùn)移的通道，同時(shí)基性巖脈也可為后期鈾的沉淀富集提供場(chǎng)所，進(jìn)而促進(jìn)鈾的成礦作用。目前，這一認(rèn)識(shí)能夠很好的解釋粵北下莊地區(qū)基性巖脈與鈾礦化之間的成因聯(lián)系。

但須需注意的是，華南某些花崗巖型鈾礦區(qū)內(nèi)基性脈巖并不十分發(fā)育，個(gè)別礦區(qū)甚至缺失基性巖脈的現(xiàn)象(胡瑞忠等, 1993)，此種條件下鈾又是如何沉淀富集成礦？因此，當(dāng)?shù)V區(qū)內(nèi)存在基性巖脈且與鈾礦體無(wú)直接聯(lián)系，此類(lèi)基性巖脈對(duì)鈾的沉淀富集機(jī)理的認(rèn)識(shí)還值得進(jìn)一步深入探討。

4 結(jié)語(yǔ)

本文采用單礦物角閃石40Ar-39Ar定年方法，獲得粵北下莊地區(qū)NWW向第一組和第二組輝綠巖脈侵位年齡200～190Ma，新識(shí)別出一期NEE向輝綠巖年齡～180Ma以及NNE向輝綠玢巖脈年齡145～140Ma。綜合前人已有的研究，筆者認(rèn)為粵北下莊地區(qū)至少發(fā)育三期基性巖脈，且華南地區(qū)在200～190Ma和145～140Ma期間可能存在廣泛的巖石圈伸展作用?；洷钡貐^(qū)識(shí)別出200～190Ma基性巖脈，標(biāo)志著華南地區(qū)在印支期碰撞造山作用結(jié)束后巖石圈伸展裂解作用可能至少在200～190Ma已經(jīng)開(kāi)始。

結(jié)合成巖成礦作用的時(shí)差以及鈾礦體與基性巖脈的時(shí)空關(guān)系，筆者認(rèn)為基性巖脈與鈾成礦作用的聯(lián)系，極大地受成巖成礦作用時(shí)差的制約。尤其值得注意的是，精確厘定基性巖脈的侵位時(shí)代與鈾的成礦作用年齡，是探討基性巖脈與鈾成礦作用關(guān)系的前提。當(dāng)基性巖脈與鈾的成礦作用年齡接近或具有對(duì)應(yīng)關(guān)系時(shí)，基性巖脈不僅可以提供幔源流體(∑CO2礦化劑)參與鈾的成礦作用，也可為鈾的沉淀富集提供理想場(chǎng)所(還原障)；當(dāng)基性巖脈明顯早于鈾的礦化作用時(shí)，基性巖脈不僅能為后期鈾的沉淀富集提供條件，且與基性巖脈相關(guān)的深大斷裂也可為幔源流體(∑CO2礦化劑和/或He)參與鈾的成礦過(guò)程提供運(yùn)移通道。因而，當(dāng)鈾礦區(qū)內(nèi)基性巖脈與鈾礦體存在密切的接觸關(guān)系時(shí)，無(wú)論基性巖脈的侵位與鈾的礦化作用是否存在時(shí)差，筆者認(rèn)為基性巖脈均可以為后期鈾的沉淀富集提供場(chǎng)所，進(jìn)而促進(jìn)鈾的成礦作用。

因此，只有在深入剖析典型鈾礦區(qū)內(nèi)基性巖脈與鈾成礦作用的聯(lián)系后，才能為后期尋找同種類(lèi)型鈾礦床提供可靠的科學(xué)依據(jù)。未來(lái)，可在已確定目標(biāo)花崗巖體為富鈾巖體的前提下，重點(diǎn)尋找切割花崗巖體且與硅化、碳酸鹽化和綠泥石化等密切相關(guān)的蝕變基性巖脈，進(jìn)而有利于逐步縮小勘探靶區(qū)范圍。需要指出的是，鈾礦區(qū)內(nèi)基性巖脈年齡的精確測(cè)定，值得更加深入的研究和廣泛的關(guān)注，它對(duì)鈾礦床成礦模型的建立和未來(lái)找礦勘探的導(dǎo)向至關(guān)重要。相信在不久的將來(lái)，隨著越來(lái)越多精確的成巖成礦年齡工作的報(bào)道，定會(huì)引起人們對(duì)先前提出的鈾礦床成因認(rèn)識(shí)和成礦模型的不斷思考。

致謝感謝凌洪飛教授和謝桂青研究員詳細(xì)地審閱本文，并提出了諸多寶貴的修改建議。中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所楊列坤老師在角閃石Ar-Ar年齡測(cè)定過(guò)程中給予了幫助；東華理工大學(xué)張展適教授為本文的撰寫(xiě)提供了重要的文獻(xiàn)資料；特此致謝。