伍皓，夏彧，周懇懇，張建軍

（中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，四川 成都 610082）

鋯石是自然界中一種常見的副礦物，普遍存在于沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖中。不同時間、不同條件下形成的鋯石往往會在顆粒大小、顏色、透明度、晶面特征以及某些微量元素的含量上有差異，這正是確定和推斷巖體的時代、成因和物質(zhì)來源、變質(zhì)作用以及產(chǎn)礦的可能性等地質(zhì)問題的重要標(biāo)志［1］。鈾在鋯石中的含量主要取決于鋯石形成的地質(zhì)條件和地球化學(xué)環(huán)境，受到區(qū)域地質(zhì)發(fā)展史和區(qū)域地球化學(xué)環(huán)境的制約，不同地區(qū)和不同構(gòu)造單元內(nèi)巖體的鋯石鈾含量有明顯的差異。部分學(xué)者認(rèn)為將鋯石鈾含量 （平均鈾含量）作為產(chǎn)鈾遠(yuǎn)景的評價指標(biāo)，其靈敏度遠(yuǎn)大于全巖鈾含量，其能指示出作為成礦物質(zhì)來源的母體富集鈾的程度，鋯石含鈾高說明巖體產(chǎn)鈾程度高，其高低直接制約著爾后鈾成礦的可能性。在同一地區(qū)和時代巖體中，產(chǎn)鈾巖體鈾含量普遍高于貧鈾巖體，鋯石的高鈾含量及低釷鈾比值可作為南嶺地區(qū)產(chǎn)鈾花崗巖的一個判別標(biāo)志［1-3］。

盡管如此，上述重要認(rèn)識主要是建立在“面上”對大量巖體樣品中鋯石鈾含量概略統(tǒng)計分析基礎(chǔ)之上，并未仔細(xì)區(qū)分樣品的時代和巖性，關(guān)注其鈾含量差異，缺乏針對 “點上”某一區(qū)域巖體的重點 “解剖”，科學(xué)適用與否尚待驗證。為此，本文以鈾礦勘探研究程度較高的諸廣南部花崗巖為樣本，充分搜集以往公開發(fā)表的地表和鉆孔樣品同位素鋯石U-Pb測年等相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，除花崗巖類樣品外，新搜集到巖脈樣品。在樣品巖性分類的基礎(chǔ)上對不同期次產(chǎn)鈾與貧鈾巖體樣品進行鋯石鈾含量對比分析，總結(jié)不同成礦能力巖體中鋯石鈾含量特點，嘗試探討鋯石鈾含量與巖體成礦能力的關(guān)系，為拓展鋯石鈾含量在鈾礦遠(yuǎn)景區(qū)預(yù)測方面的開發(fā)利用做創(chuàng)新性的理論探索。

1 地質(zhì)概況與巖體分類

諸廣山復(fù)式花崗巖體位于廣東北部、湖南東南部和江西西南部3省交界區(qū)域內(nèi)，呈巨型巖基產(chǎn)出，總出露面積大于2 500 km2。本文研究的諸廣南部位于南嶺東西向構(gòu)造帶和萬洋山-諸廣山南北向構(gòu)造帶的復(fù)合部位，在行政上主要屬于粵北的樂昌、仁化和南雄等縣市。諸廣南部巖體大致呈東西向展布，出露面積大于1 500 km2，是一個由加里東期（扶溪巖體和瀾河混合巖）、印支期 （白云、樂洞、江南、龍華山、大窩子、寨地、古亭、油洞和塘洞巖體）和燕山期巖體 （長江、九峰、三江口、紅山、企嶺、茶山、赤坑、日莊和百順巖體）組成的巨型復(fù)式巖體［4-5］（圖1）。

1956年開始至今，諸廣山復(fù)式花崗巖體內(nèi)共產(chǎn)有鹿井、長江、百順、城口和南雄等5個鈾礦田，探明鈾礦床共計30余個，是我國重要的花崗巖型鈾礦聚集區(qū)［6］。其中，5個礦田中有4個分布在南體印支-燕山期花崗巖中，南方最大的棉花坑鈾礦床也產(chǎn)在其中［7-10］。在此勘探基礎(chǔ)之上，本文將南體花崗巖中做過鋯石U-Pb測年研究的13個巖體按照成礦能力分為兩類：第一類為產(chǎn)鈾巖體，產(chǎn)工業(yè)礦床或含工業(yè)礦點、礦化的巖體，共10個；第二類為貧鈾巖體，無工業(yè)礦化巖體，共 3個（表 1）。

2 樣品鋯石鈾含量數(shù)據(jù)處理

本文共搜集到13個巖體 （10個產(chǎn)鈾巖體，3個貧鈾巖體），21件樣品 （地表14件，鉆孔7件），3種巖性，包括黑云母花崗巖（12件）、二云母花崗巖 （6件）、花崗巖巖脈（3件），共333個鋯石鈾含量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)搜集過程中剔除了因協(xié)和度低而不可用的1個鋯石數(shù)據(jù)，即長江巖體CJ-6樣品中序號203（協(xié)和度-61%）。同時剔除了鋯石年齡明顯晚于巖體年齡，屬于未測準(zhǔn)的7個鋯石數(shù)據(jù)，包括：長江巖體 CJ-3（157 Ma）中序號 64（102 Ma）鋯石數(shù)據(jù)； CJ-5（162 Ma）中序號 86（128 Ma）、91 （110 Ma）、92 （103 Ma）、94（111 Ma）、 98（112 Ma）鋯石數(shù)據(jù)； 大窩子巖體DWZ-2（204 Ma）中序號 303（140 Ma）鋯石數(shù)據(jù)（表 2）。

圖1 諸廣南部地質(zhì)簡圖 （據(jù)鄧平等，2015）Fig.1 Geological sketch of southern Zhuguang

將剩余325個鋯石含量有效數(shù)據(jù)按樣品巖性分為兩類：一類為花崗巖類，包括：黑云母花崗巖 （12件）、二云母花崗巖 （6件），共276個鋯石鈾含量數(shù)據(jù)。另一類為侵入巖體中的巖脈，包括：油洞巖體 （1件）、白云巖體（2件）花崗巖巖脈樣品，共49個鋯石鈾含量數(shù)據(jù)。值得說明的是，本文搜集的白云巖體巖脈年齡早于圍巖年齡，明顯不符合地質(zhì)規(guī)律 （表1），白云巖體巖脈年齡還有待進一步做工作。

表1 諸廣南部花崗巖成礦能力分類表Table 1 Uranium content of zircon in metallization and non-metallization plutons in southern Zhuguang granitic composite

3 產(chǎn)鈾與貧鈾巖體樣品鋯石鈾含量對比

3.1 花崗巖類樣品鋯石鈾含量概略統(tǒng)計

本文沿用前人概略統(tǒng)計方法和統(tǒng)計樣品類型，將不同期次成礦能力不同的巖體中花崗巖類樣品進行鋯石鈾含量概略統(tǒng)計，目的在于提供不同期次產(chǎn)鈾和貧鈾巖體區(qū)域鋯石鈾含量背景值，同時與前人結(jié)論進行對比［1-3］。從概略統(tǒng)計來看，印支-燕山期產(chǎn)鈾和貧鈾巖體鋯石平均鈾含量相近，前者略高于后者，前者鈾含量范圍較廣，與前人認(rèn)識較為一致（表3）。

3.2 花崗巖類樣品分期次、巖性統(tǒng)計

將產(chǎn)鈾和貧鈾巖體中花崗巖樣品分別按期次、巖性進行鋯石鈾含量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析顯示，印支期產(chǎn)鈾巖體中黑云母花崗巖樣品（3件）鋯石平均鈾含量為（1 140～1 902）×10-6，貧鈾巖體樣品（2件）中平均鈾含量為（973～1 488）×10-6；產(chǎn)鈾巖體中二云母花崗巖樣品（2件）鋯石平均鈾含量為 （654～1 179）×10-6，貧鈾巖體樣品 （1件）中平均鈾含量為1 220×10-6。燕山期產(chǎn)鈾巖體中黑云母花崗巖樣品（6件）鋯石平均鈾含量為 （778～2 090）×10-6，貧鈾巖體樣品 （1件）中平均鈾含量為1 006×10-6；產(chǎn)鈾巖體中二云母花崗巖樣品 （3件）鋯石平均鈾含量為 （726～951）×10-6（表 1， 圖 2）。

除燕山期二云母花崗巖缺乏貧鈾巖體相應(yīng)樣品不能對比外，其他3組樣品鋯石平均鈾含量對比分析表明，產(chǎn)鈾巖體11件樣品僅6件鋯石鈾含量高于同期貧鈾巖體同巖性樣品，包括：江南巖體JN-1、白云巖體BY-1，共2件印支期黑云母花崗巖樣品；長江巖體中CJ-1、CJ-2、CJ-3，茶山巖體CS-1，共4件燕山期黑云母花崗巖樣品。產(chǎn)鈾巖體中其余5件樣品均低于貧鈾巖體，包括：龍華山巖體LHS-1（與DWZ-1相比），共1件印支期黑云母花崗巖樣品；油洞巖體YD-1、寨地巖體ZD-1，共2件印支期二云母花崗巖樣品；長江巖體中CJ-4、CJ-5，共2件燕山期黑云母花崗巖樣品。可以看出，12件印支-燕山期黑云母花崗巖樣品，產(chǎn)鈾巖體與貧鈾巖體鋯石平均鈾含量差別不易區(qū)分，3件印支期二云母花崗巖樣品，產(chǎn)鈾巖體鋯石平均鈾含量均低于貧鈾巖體（圖2）。

表3 花崗巖類樣品鋯石鈾含量概略統(tǒng)計表Table 3 The outline statistics of uranium content in zircons from granitoid samples

圖2 花崗巖類樣品分期次、巖性鋯石平均鈾含量對比圖Fig.2 The average uranium content of zircon from samples by magmatism period and lithology

3.3 巖脈樣品鋯石鈾含量統(tǒng)計分析

此次搜集的3件巖脈樣品中油洞巖體YD-2鈾含量為 （207～9 145）×10-6， 平均鈾含量為3 175×10-6（20個數(shù)據(jù)），8個數(shù)據(jù)小于 2 000×10-6， 12個數(shù)據(jù)大于 2 000×10-6，其鋯石平均鈾含量為同期花崗巖類樣品的1.5～4倍。 白云巖體BY-2鈾含量為 （649～10 511）×10-6，平均鈾含量為 3 593×10-6（14個數(shù)據(jù)），6個數(shù)據(jù)小于2 000×10-6，8個數(shù)據(jù)大于2 000×10-6，其鋯石平均鈾含量為同期花崗巖類樣品的1.9～5.5倍。BY-3鈾含量為 （393～7 529）×10-6，平均鈾含量為3 399×10-6（15個數(shù)據(jù)）， 4個數(shù)據(jù)小于2 000×10-6， 11個數(shù)據(jù)大于2 000×10-6，其鋯石平均鈾含量為同期花崗巖類樣品的1.8～5.2倍（圖3）。

4 討論與結(jié)論

4.1 不同統(tǒng)計方法科學(xué)性對比

沿用前人只針對花崗巖類樣品概略統(tǒng)計顯示，產(chǎn)鈾巖體鋯石平均鈾含量略大于貧鈾巖體，本文進一步將樣品分期次、巖性統(tǒng)計對比表明，產(chǎn)鈾巖體鋯石平均鈾含量并非普遍大于貧鈾巖體。不同的統(tǒng)計對比方法形成了不一樣的認(rèn)識，究竟哪種方法更科學(xué)，認(rèn)識更可靠？以印支期花崗巖體為列，產(chǎn)鈾巖體鋯石平均鈾含量 （1 311×10-6）略大于貧鈾巖體 （1 196×10-6）（表 3）， 但樣品分期次、 巖性統(tǒng)計可見印支期產(chǎn)鈾巖體LHS-1黑云母花崗巖、YD-1、ZD-1二云母花崗巖鋯石平均鈾含量均低于同巖性貧鈾巖體 （圖2）?？梢姼怕式y(tǒng)計方法易形成誤差，低鋯石鈾含量樣品容易被平均，被增大。所以，樣品分期次、巖性統(tǒng)計方法更為科學(xué)，得出的結(jié)論更為可靠。

4.2 鋯石鈾含量與巖體成礦能力相關(guān)性研究

依據(jù)前人認(rèn)識［1-3］，鋯石鈾含量與巖體成礦能力普遍是成正相關(guān)關(guān)系，即鋯石含量越高，越可能成礦。但本文研究認(rèn)為，諸廣南部花崗巖印支-燕山期產(chǎn)鈾巖體黑云母花崗巖鋯石平均鈾含量變化范圍大，與貧鈾巖體差別不易區(qū)分；印支期產(chǎn)鈾巖體二云母花崗巖中鋯石平均鈾含量均低于貧鈾巖體，表明鋯石鈾含量與巖體成礦能力不一定都成正相關(guān)關(guān)系，樣品鋯石鈾含量相對較低，其賦存巖體也可能成礦。因此，依據(jù)目前最大程度搜集的樣品鋯石鈾含量數(shù)據(jù)分析顯示，鋯石鈾含量與巖體成礦能力關(guān)系復(fù)雜，暫不能有效判別巖體成礦能力。

圖3 巖脈樣品鋯石鈾含量頻率分布直方圖Fig.3 Histogram of uranium content in zircons from dike samples

4.3 巖脈樣品鋯石鈾含量超高原因探討

諸廣南部產(chǎn)鈾巖體中花崗巖巖脈被認(rèn)為不僅能為鈾成礦提供豐富的成礦物質(zhì)，還能提供良好的儲礦圈閉空間和深部流體上涌的通道［14-15，18］。 本文統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)巖脈樣品含較多高鈾含量鋯石數(shù)據(jù) （大于2 000×10-6），平均鈾含量為同期花崗巖類樣品的1.5～5.5倍，再次表明巖脈與鈾成礦關(guān)系密切。前人研究認(rèn)為中國南方花崗巖型鈾礦共發(fā)生過6次成礦事件， 分別為140Ma， 120Ma， 100Ma， 90Ma，70 Ma和 50 Ma［11］。 本文油洞巖體中巖脈年齡為138.6±1.3Ma與早期鈾成礦事件140Ma相近，應(yīng)屬同一構(gòu)造期次的產(chǎn)物，與鈾成礦關(guān)系密切。白云巖體中巖脈年齡推測為印支晚期，目前還未發(fā)現(xiàn)該時期鈾成礦事件，有待進一步工作確定。諸廣南部花崗巖形成時代集中在240 Ma，160 Ma，期間無成礦事件發(fā)生，花崗巖類和巖脈樣品鋯石鈾含量有明顯差異。因此，我們初步認(rèn)為巖脈鋯石鈾含量超高可能是其與鈾成礦密切相關(guān)的重要標(biāo)志。

4.4 下一步工作建議

如上文所述，相較于花崗巖類樣品鋯石鈾含量暫不能有效判別巖體成礦能力，巖體巖脈樣品是否鋯石鈾含量超高可能才是該區(qū)域?qū)ふ夜I(yè)礦床的重要標(biāo)志，加強地表巖脈樣品鋯石鈾含量分析找礦意義重大。此外，近年來鋯石被廣泛用于同位素U-Pb測年研究，大多數(shù)學(xué)者受學(xué)科限制并未關(guān)注鋯石鈾含量。本文研究顯示鋯石鈾含量，尤其是巖脈鋯石鈾含量能為尋找工業(yè)礦床提供重要信息，加強同位素地質(zhì)年代學(xué)已發(fā)表數(shù)據(jù)的二次開發(fā)利用可在鈾礦遠(yuǎn)景區(qū)預(yù)測方面發(fā)揮積極作用。