通过辐射变晶作用从高放射性锆石中释放的铀:造山型铀矿的来源

1、摘要

确定变质成因矿床的金属来源往往是很困难的。本文通过对澳大利亚中元古代芒特艾萨内露层铀矿床进行研究,提出该造山型铀矿床中的铀来源于高放射性锆石。

2、引言

确定形成变质成因矿床的金属来源往往很困难,了解金属来源过程有助于确定哪些地区具有较大的找矿潜力。使用同步辐射X 射线荧光仪和高分辨率电子探针绘制元素分布图,用于比较原生西贝拉岩基花岗岩中U、Th 和Zr 的矿物学和结构特征,样品取自侵入体边缘。,锆石的溶解通过早期辐射变晶和随后的与不同寻常的盐流体发生相互作用而发生。在造山作用驱动流体通过剪切花岗岩边缘期间,发生了U 的丢失以及Zr 和Th的再活化。这些成果对认识形成造山型铀矿所必需的来源、运移路径和区域流体类型具有重要意义。

3、地质背景

西贝拉岩基非造山型是芒特艾萨内露层中的几个特别富含放射性产热元素的花岗岩侵入体之一。在造山运动期间发生区域绿片岩相到中角闪岩相变质作用之前的约100 Ma 西贝拉岩基就已侵入形成。在D2 事件期间的高峰变质作用发生在1600~1570 Ma。本文研究了放射性异常最强的西贝拉岩基吉蒂平原微晶花岗岩(KPM)相。此处,遭受剪切的东KPM 边缘与区域主要一级断层和剪切带以及与之有成因联系的二级和三级钠长石化断裂组成的区域网相连,后者赋存有铀矿化点。

4、方法

对圆盘内高温融化样品的微量元素分析采用激光消融电感耦合等离子体质谱法,用煤油制备抛光薄片和薄晶片,避免敏感矿物发生水致蚀变。航空放射性数据来自澳大利亚地球科学局(堪培拉),Leapfrog 软件采用围岩平均值对花岗岩内U 和Th 进行标准化,以生成Th / U 图像。在澳大利亚维多利亚州克莱顿同步加速器(XFM 光束)上,我们使用Maia 384 探测器阵列进行X 射线荧光成像。然后使用JEOL8500 CL-FEG-EPMA(场发射枪电子探针显微分析仪) 采集高分辨率元素图,并采用聚类分析方法转换为矿物图。

5、结果与讨论

原生KPM 具有非常明显的粉红色,发育含量适中的1~3 cm 萤石- 黑云母矿物簇团。在边缘剪切带,花岗岩通过钠长石化已被漂成白色,黑云母-萤石团块已被破坏。绿泥石化表明有绿片岩相流体流过。全岩地球化学表明此边缘带U、F 和K2O 亏损,Th / U 比值升高(图1)。SXRFM 显示,铀沿着邻近辐射变质锆石的晶粒边界发生活化(图2)。后来用SXRFM 确定出的重要区域的高分辨率EPMA 成图表明,U 和Th 的活化与由锆石辐射变化生成的矿物有关(图3)。

花岗岩微量元素地球化学和附近铀矿床中罕见的U-Th 硅酸盐矿物微量元素地球化学之间的相似性表明它们之间具有成因关系。这些矿床中Zr、F、P和REE 的高度富集是非同一般的SXRFM 和EPMA 研究结果表明,在KPM 内锆石的稳定性控制着U、Th和Zr 的可移动性,就像全球许多花岗岩类杂岩体一样。有U-Th-Zr 硅酸盐填充的微细脉表明花岗岩中这些元素发生局部活化,微细脉与辐射变质锆石的亲密伴生表明,这些元素从其源区花岗岩中被活化出来。

剪切花岗岩边缘的U 丢失,通过全岩地球化学数据和航空放射性测量得到印证,意味着伊森造山运动期间的变形决定了铀的活化。因为细微的含U微细脉集中在原生花岗岩内的晶粒边界上(图3B 和3C),它们极易受边缘剪切带内流体的干扰。本文认为认为西贝拉岩基是矿床U、Zr、F 和REE 的主要来源,同时芒特艾萨内露层为什么形成造山型铀矿、而不是金矿的根本原因是区域流体盐度足够高。我们的研究认为,这一过程由于在造山运动期间K 和U 在流体驱动下从花岗岩向围岩想·转移而被强化。

图1 吉蒂平原微晶花岗岩发生剪切的边缘带内主要元素相对丢失和增加

图2 X 射线荧光元素分布图,显示锆石发生辐射变质作用后在

交代花岗岩中沿着矿物边界,铀发生了局部活化

图3 锆石发生辐射变质作用后微尺度的U、Th、Zr 和REE 的活化

 

未经允许不得转载:地学情报 » 通过辐射变晶作用从高放射性锆石中释放的铀:造山型铀矿的来源

赞 (0)