南嶺諸廣山地區(qū)中生代花崗巖成因及其對鈾成礦作用的啟示:基于地質(zhì)與地球化學(xué)分析_第1頁
南嶺諸廣山地區(qū)中生代花崗巖成因及其對鈾成礦作用的啟示:基于地質(zhì)與地球化學(xué)分析_第2頁
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文檔簡介

南嶺諸廣山地區(qū)中生代花崗巖成因及其對鈾成礦作用的啟示:基于地質(zhì)與地球化學(xué)分析一、引言1.1研究背景與意義南嶺地區(qū)作為我國重要的地質(zhì)構(gòu)造單元,位于華南板塊內(nèi)部,處于揚子板塊與華夏板塊的結(jié)合部位,經(jīng)歷了多期復(fù)雜的構(gòu)造運動與巖漿活動,地質(zhì)構(gòu)造格局錯綜復(fù)雜。其特殊的大地構(gòu)造位置,使之成為研究中國大陸地質(zhì)演化的關(guān)鍵區(qū)域。南嶺地區(qū)還是我國重要的金屬礦產(chǎn)資源產(chǎn)地,礦種豐富、儲量巨大,尤其與中生代花崗巖類有關(guān)的鎢、錫、鋰、鈹、鈮、鉭、鉍、鉬、金、銀、鉛、鋅、銻、銅、稀土、鈾等金屬的大規(guī)模成礦作用較為突出,在我國的礦業(yè)經(jīng)濟中占據(jù)重要地位,充分體現(xiàn)了我國大陸成礦作用的特色,長期受到國內(nèi)外地學(xué)界的廣泛關(guān)注。諸廣山地區(qū)處于南嶺中段,湘贛粵三省交界地帶,是南嶺地區(qū)重要的組成部分。諸廣山地區(qū)出露大面積的中生代花崗巖,這些花崗巖構(gòu)成了大型巖基,出露面積達2500余平方千米。巖體內(nèi)外接觸帶附近分布著眾多大型、特大型礦床,如廣東凡口特大型鉛鋅礦床、湖南小桓大型鎢錫礦床、廣東龍頸中—大型鎢礦床以及湖南集龍—廣東南雄一帶的大—特大型鈾礦床等。特殊的大地構(gòu)造位置和豐富的礦產(chǎn)資源,使得諸廣山地區(qū)成為研究南嶺地區(qū)地質(zhì)演化與成礦作用的典型區(qū)域。中生代是南嶺地區(qū)地質(zhì)歷史上的關(guān)鍵時期,這一時期花崗巖類廣泛發(fā)育。中生代花崗巖不僅記錄了南嶺地區(qū)地殼演化的重要信息,其形成過程與區(qū)域構(gòu)造運動、巖漿活動緊密相連。通過對中生代花崗巖成因的研究,能夠深入了解南嶺地區(qū)在中生代時期的地殼運動、巖漿活動以及構(gòu)造格局的演變過程,為揭示區(qū)域地質(zhì)演化歷史提供關(guān)鍵線索。同時,花崗巖類的特征也是大陸巖石圈形成、演化、結(jié)構(gòu)及其背景的重要映像,對研究大陸巖石圈的演化及其動力學(xué)背景具有重要意義。在礦產(chǎn)資源方面,南嶺地區(qū)的眾多金屬礦產(chǎn)與中生代花崗巖密切相關(guān)?;◢弾r在形成過程中,經(jīng)歷了復(fù)雜的巖漿活動和地殼運動,伴隨著多種金屬元素的富集和成礦作用。深入研究中生代花崗巖的成因,有助于揭示金屬元素的富集機制和礦床的形成過程,進而總結(jié)區(qū)域成礦規(guī)律,為礦產(chǎn)資源勘查提供理論依據(jù)。鈾礦作為重要的戰(zhàn)略資源,在能源領(lǐng)域具有不可替代的地位。南嶺地區(qū)是我國重要的鈾礦產(chǎn)地,諸廣山地區(qū)更是鈾礦資源的集中分布區(qū)。研究諸廣山地區(qū)中生代花崗巖成因?qū)︹櫝傻V作用的啟示,具有重要的理論與現(xiàn)實意義。從理論角度,有助于深入理解鈾元素在花崗巖形成過程中的地球化學(xué)行為,以及花崗巖與鈾礦化之間的內(nèi)在聯(lián)系,豐富和完善鈾成礦理論。從現(xiàn)實角度,通過揭示花崗巖與鈾成礦的關(guān)系,能夠為鈾礦勘查提供更有效的方法和思路,指導(dǎo)找礦工作,提高鈾礦資源的勘查效率和成功率,滿足國家對鈾礦資源的需求。1.2研究現(xiàn)狀與存在問題長期以來,南嶺諸廣山地區(qū)中生代花崗巖成因及其與鈾成礦作用的關(guān)系,一直是地質(zhì)學(xué)界研究的重點。在花崗巖成因研究方面,早期主要聚焦于巖石學(xué)特征描述,如巖石結(jié)構(gòu)、礦物組成等。隨著研究深入,地球化學(xué)分析成為重要手段,包括主量元素、微量元素和同位素地球化學(xué)等,為探討花崗巖的物質(zhì)來源和形成機制提供了關(guān)鍵依據(jù)。在物質(zhì)來源方面,部分學(xué)者通過同位素地球化學(xué)研究認為,諸廣山地區(qū)中生代花崗巖的物質(zhì)主要來源于地殼深部古老變質(zhì)巖的重熔。如對花崗巖中鍶、釹同位素組成的分析表明,其具有明顯的殼源特征,εNd(t)值較低,初始鍶同位素比值較高,指示源區(qū)為古老的地殼物質(zhì)。也有研究提出地幔物質(zhì)參與了花崗巖的形成,通過對鎂鐵質(zhì)微粒包體的研究發(fā)現(xiàn),這些包體可能是地幔巖漿與地殼巖漿混合的產(chǎn)物,暗示地幔物質(zhì)在花崗巖形成過程中起到一定作用。關(guān)于形成機制,多數(shù)學(xué)者認為與區(qū)域構(gòu)造運動密切相關(guān)。在中生代,南嶺地區(qū)經(jīng)歷了印支運動和燕山運動,構(gòu)造應(yīng)力的變化導(dǎo)致地殼深部巖石發(fā)生部分熔融,形成花崗巖漿。有觀點認為,印支期的碰撞造山運動使得地殼加厚,巖石在高溫高壓條件下發(fā)生重熔,形成花崗巖;而燕山期的伸展構(gòu)造環(huán)境則有利于巖漿的上升和侵位。在鈾成礦作用研究方面,已明確諸廣山地區(qū)鈾礦床與中生代花崗巖具有密切的時空關(guān)系和成因聯(lián)系。鈾礦化主要發(fā)生在花崗巖體內(nèi)部及其外接觸帶附近,成礦時代與花崗巖形成時代相近。對鈾礦化特征的研究表明,鈾的富集與花崗巖的巖石化學(xué)特征、構(gòu)造條件以及后期熱液活動密切相關(guān)?;◢弾r中鈾元素的初始含量、巖石的滲透性以及構(gòu)造裂隙的發(fā)育程度等,都對鈾成礦起到重要控制作用。盡管前人在該領(lǐng)域取得了豐碩成果,但仍存在一些有待進一步解決的問題。在花崗巖物質(zhì)來源方面,雖然普遍認為存在殼源和幔源物質(zhì)的參與,但二者的具體貢獻比例尚不明確。不同學(xué)者根據(jù)不同的研究方法和數(shù)據(jù)得出的結(jié)論存在差異,這使得物質(zhì)來源的認識仍存在爭議。在形成機制方面,雖然構(gòu)造運動對花崗巖形成的影響已得到廣泛認可,但具體的動力學(xué)過程和巖漿演化機制尚未完全闡明。例如,在構(gòu)造應(yīng)力作用下,地殼深部巖石如何發(fā)生部分熔融,巖漿如何上升侵位以及在上升過程中如何與圍巖發(fā)生相互作用等問題,仍需要深入研究。對于花崗巖對鈾成礦作用的影響,雖然已認識到二者的密切關(guān)系,但鈾在花崗巖形成過程中的地球化學(xué)行為以及從花崗巖到鈾礦床的具體成礦過程,仍缺乏系統(tǒng)深入的研究。如何準確識別花崗巖中與鈾成礦相關(guān)的關(guān)鍵因素,建立有效的鈾成礦預(yù)測模型,也是當前研究面臨的挑戰(zhàn)。1.3研究內(nèi)容與方法本研究主要聚焦于南嶺諸廣山地區(qū)中生代花崗巖,通過多方面的研究,深入剖析其成因,并探討其對鈾成礦作用的啟示。具體研究內(nèi)容包括:巖石學(xué)特征:對諸廣山地區(qū)中生代花崗巖進行詳細的野外地質(zhì)調(diào)查,系統(tǒng)采集巖石樣品。在室內(nèi)利用偏光顯微鏡等設(shè)備,對巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造進行細致觀察,精確測定礦物組成及含量,全面分析礦物的晶形、粒度、自形程度等特征,深入了解花崗巖的巖石學(xué)基本特征。地球化學(xué)特征:運用先進的分析測試技術(shù),對花崗巖樣品的主量元素、微量元素和稀土元素進行精確分析。通過主量元素分析,確定花崗巖的巖石類型、巖石化學(xué)特征以及巖漿演化趨勢;利用微量元素和稀土元素分析,探究花崗巖的物質(zhì)來源、形成環(huán)境以及巖漿過程中的分異作用和交代作用。成因機制:綜合巖石學(xué)和地球化學(xué)數(shù)據(jù),結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景,深入探討諸廣山地區(qū)中生代花崗巖的成因機制。分析物質(zhì)來源,判斷是地殼物質(zhì)重熔、地幔物質(zhì)上涌還是二者混合作用的結(jié)果;研究形成過程,確定是巖漿的分離結(jié)晶、巖漿混合還是其他地質(zhì)作用主導(dǎo)了花崗巖的形成;探討構(gòu)造環(huán)境,明確花崗巖形成時所處的構(gòu)造背景,如碰撞造山、伸展構(gòu)造等。對鈾成礦作用的控制與啟示:深入研究花崗巖與鈾礦化的時空關(guān)系,確定鈾礦化在花崗巖體中的分布規(guī)律以及與花崗巖形成時代的對應(yīng)關(guān)系。分析花崗巖的巖石化學(xué)特征、構(gòu)造條件等對鈾成礦的控制作用,揭示鈾元素在花崗巖形成和演化過程中的地球化學(xué)行為,總結(jié)花崗巖與鈾成礦的內(nèi)在聯(lián)系,為鈾礦勘查提供理論依據(jù)和找礦方向。為實現(xiàn)上述研究內(nèi)容,本研究采用以下研究方法:巖石樣品分析:在野外按照科學(xué)的采樣原則,系統(tǒng)采集花崗巖樣品。對采集的樣品進行常規(guī)的巖石學(xué)分析,包括薄片鑒定,以確定巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和礦物組成。運用X射線熒光光譜(XRF)分析主量元素含量,采用電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)測定微量元素和稀土元素含量,確保分析數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。同位素測定:利用同位素分析技術(shù),對花崗巖中的鍶(Sr)、釹(Nd)、鉛(Pb)等同位素進行測定。通過分析同位素組成,追溯花崗巖的物質(zhì)來源,判斷源區(qū)是地殼物質(zhì)、地幔物質(zhì)還是二者的混合。利用鋯石U-Pb同位素定年技術(shù),精確確定花崗巖的形成時代,為研究花崗巖的成因和演化提供時間依據(jù)。地質(zhì)構(gòu)造分析:全面收集區(qū)域地質(zhì)資料,深入分析諸廣山地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造背景。通過地質(zhì)填圖,詳細研究花崗巖體與周邊地層、構(gòu)造的接觸關(guān)系,繪制地質(zhì)構(gòu)造圖,直觀展示區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造格局。運用構(gòu)造解析方法,分析構(gòu)造運動對花崗巖形成和鈾成礦的影響,揭示構(gòu)造應(yīng)力在花崗巖巖漿活動和鈾礦化過程中的作用機制。對比研究:將諸廣山地區(qū)中生代花崗巖的研究結(jié)果與南嶺地區(qū)其他花崗巖體以及國內(nèi)外類似花崗巖體進行對比分析。通過對比巖石學(xué)、地球化學(xué)特征和成因機制,總結(jié)共性與差異,進一步深化對諸廣山地區(qū)花崗巖的認識,拓展研究的廣度和深度。二、區(qū)域地質(zhì)背景2.1南嶺諸廣山地區(qū)地質(zhì)概況南嶺諸廣山地區(qū)位于湘贛粵三省交界地帶,地理位置獨特,處于北緯24°30′-26°00′,東經(jīng)113°00′-114°30′之間。其地勢總體呈現(xiàn)出北高南低的態(tài)勢,山脈呈北北東—南南西向展布,是羅霄山脈南段的重要組成部分。該地區(qū)地形以山地為主,地勢起伏較大,多數(shù)山峰海拔在1000米以上,屬于中山地貌類型。其主峰齊云峰海拔2061米,宛如一座巍峨的巨人屹立在湘贛邊境,為江西省第三高峰。此外,諸如上猶、遂川間的五指峰,海拔1608米,以其獨特的五指形狀而得名;崇義、桂東、汝城間的猴古腦,海拔1579米,山林茂密,充滿神秘色彩;上猶、遂川間的轎子頂,海拔1423米,山頂平坦似轎頂;遂川、上猶間的牛鼻巖,海拔1279米,因巖石形狀酷似牛鼻而聞名;遂川、南康間的斗笠腦,海拔1022米,遠觀如斗笠般獨特。這些山峰共同構(gòu)成了諸廣山地區(qū)雄偉壯觀的地形地貌景觀,其峰巒疊嶂、溝壑縱橫的地貌特征,是長期地質(zhì)演化的結(jié)果,不僅對區(qū)域氣候、水系分布產(chǎn)生重要影響,也為地質(zhì)研究提供了豐富的素材。在大地構(gòu)造格局中,諸廣山地區(qū)處于華南板塊內(nèi)部,位于揚子板塊與華夏板塊的結(jié)合部位,處于特提斯構(gòu)造域與濱太平洋構(gòu)造域的疊加區(qū)域,大地構(gòu)造位置十分關(guān)鍵。其經(jīng)歷了復(fù)雜而漫長的構(gòu)造演化歷史,不同時期的構(gòu)造運動在該地區(qū)留下了深刻的印記。在元古代,該地區(qū)處于海洋環(huán)境,接受了大量的沉積作用,形成了巨厚的沉積地層,為后續(xù)的地質(zhì)演化奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。新元古代晉寧運動使該地區(qū)發(fā)生褶皺變形,伴隨大規(guī)模的巖漿侵入活動,奠定了區(qū)域的基底構(gòu)造格局,使得該地區(qū)逐漸從海洋環(huán)境向陸地環(huán)境轉(zhuǎn)變。古生代時期,諸廣山地區(qū)整體處于相對穩(wěn)定的陸表海環(huán)境,沉積了一系列淺海相碎屑巖和碳酸鹽巖地層,如寒武系的硅質(zhì)巖、灰?guī)r、板巖、頁巖、粉砂巖,奧陶系的泥巖、灰?guī)r、白云巖、頁巖、粉砂巖及一些泥盆系地層等。這些地層中蘊含著豐富的化石資源,為研究古生物演化提供了重要線索,同時也反映了當時相對穩(wěn)定的沉積環(huán)境。中生代是諸廣山地區(qū)地質(zhì)演化的關(guān)鍵時期,印支運動和燕山運動對該地區(qū)產(chǎn)生了深遠影響。印支運動期間,華南地區(qū)受到來自中南半島的強烈擠壓,發(fā)生了以碰撞-擠壓-推覆-隆升為主的造山運動,諸廣山地區(qū)也未能幸免。這一時期,該地區(qū)地殼強烈變形,形成了一系列褶皺和斷裂構(gòu)造,構(gòu)造線方向主要為北北東向和北西向。這些構(gòu)造不僅改變了地層的原有形態(tài),還控制了后續(xù)巖漿活動和礦產(chǎn)資源的分布。與此同時,陸殼發(fā)生變形疊置加厚,引發(fā)了基底巖石的重熔作用,形成了少量的印支期花崗巖,如在西部的雪峰隆起帶、東部的武夷隆起帶,以及湘中—粵西—桂南一帶均有分布。這些花崗巖的形成與陸殼加厚、鎂鐵質(zhì)巖漿底侵等動力學(xué)背景密切相關(guān),反映了當時復(fù)雜的構(gòu)造環(huán)境。燕山運動進一步加劇了該地區(qū)的構(gòu)造活動,巖石圈發(fā)生強烈的伸展作用,導(dǎo)致大規(guī)模的巖漿活動和火山噴發(fā)。大量的花崗巖漿沿著斷裂構(gòu)造上升侵位,形成了諸廣山地區(qū)大面積出露的中生代花崗巖體,這些花崗巖體構(gòu)成了大型巖基,出露面積達2500余平方千米。巖漿活動過程中,伴隨著強烈的熱液活動,攜帶了大量的成礦物質(zhì),為區(qū)域內(nèi)金屬礦產(chǎn)的形成提供了物質(zhì)來源。在巖體內(nèi)外接觸帶附近,由于物理化學(xué)條件的改變,成礦物質(zhì)發(fā)生沉淀富集,形成了眾多大型、特大型礦床,如廣東凡口特大型鉛鋅礦床、湖南小桓大型鎢錫礦床、廣東龍頸中—大型鎢礦床以及湖南集龍—廣東南雄一帶的大—特大型鈾礦床等。這些礦床的形成與中生代花崗巖的時空關(guān)系密切,是區(qū)域地質(zhì)演化和構(gòu)造運動的重要產(chǎn)物。新生代以來,諸廣山地區(qū)整體處于相對穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境,但仍受到區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場的影響,發(fā)生了一些間歇性的地殼升降運動和斷裂活動。這些活動對地形地貌的塑造和水系的發(fā)育產(chǎn)生了一定的影響,使得該地區(qū)的山脈繼續(xù)隆升,河流下切侵蝕作用加強,形成了現(xiàn)今復(fù)雜多樣的地形地貌景觀。同時,新構(gòu)造運動也對區(qū)域內(nèi)的礦產(chǎn)資源產(chǎn)生了一定的改造作用,部分礦床在后期地質(zhì)作用下發(fā)生了次生富集或破壞。2.2中生代地質(zhì)構(gòu)造與巖漿活動中生代時期,南嶺諸廣山地區(qū)經(jīng)歷了復(fù)雜而強烈的構(gòu)造運動,其中印支運動和燕山運動對該地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造格局和巖漿活動產(chǎn)生了深遠影響。印支運動發(fā)生于258±6Ma~243±5Ma,其主碰撞期為250~230Ma,是由于受到來自中南半島的擠壓而引發(fā)。此次運動使華南地區(qū)發(fā)生了以碰撞-擠壓-推覆-隆升為主的造山運動,諸廣山地區(qū)也卷入其中。區(qū)域內(nèi)的地層發(fā)生強烈褶皺變形,形成了一系列北北東向和北西向的褶皺構(gòu)造。這些褶皺構(gòu)造規(guī)模宏大,延伸數(shù)十公里乃至上百公里,軸面傾向和樞紐起伏變化多樣,對區(qū)域地層的分布和形態(tài)產(chǎn)生了重要影響。同時,斷裂構(gòu)造也十分發(fā)育,北北東向和北西向的斷裂相互交織,切割地層和褶皺,控制了巖漿活動和礦產(chǎn)資源的分布。斷裂的活動導(dǎo)致巖石破碎,為巖漿的上升和運移提供了通道,同時也為成礦熱液的運移和富集創(chuàng)造了條件。在印支運動導(dǎo)致地殼加厚最顯著的地段,如贛北的廬山、德安、幕阜山一帶及贛中的武功山,出現(xiàn)了代表與重力滑塌有關(guān)的變質(zhì)核雜巖。武功山變質(zhì)核雜巖中4個花崗片麻巖的云母Ar/Ar年齡分別為259,233.5,229和225.6Ma,可能反映了伸展變形主要發(fā)生于233~225Ma。這表明在印支造山運動的后期,區(qū)域內(nèi)發(fā)生了拉張構(gòu)造,地殼發(fā)生伸展減薄,巖石圈發(fā)生調(diào)整。這種拉張構(gòu)造可能與板塊碰撞后的應(yīng)力松弛、深部地幔物質(zhì)的上涌等因素有關(guān)。燕山運動是中生代時期影響諸廣山地區(qū)的又一重要構(gòu)造運動,主要發(fā)生于侏羅紀-白堊紀時期。該時期巖石圈發(fā)生強烈的伸展作用,這一伸展作用被認為與巖石圈拆沉、地幔上涌、殼幔作用等有關(guān)。在伸展構(gòu)造環(huán)境下,區(qū)域內(nèi)地殼減薄,巖石圈的穩(wěn)定性降低,導(dǎo)致深部巖漿沿著斷裂構(gòu)造大量上升侵位。這一時期的巖漿活動極為強烈,形成了大量的花崗巖體。諸廣山地區(qū)中生代巖漿活動具有多期次的特點。從印支期開始,就有少量花崗巖形成,主要分布在西部的雪峰隆起帶、東部的武夷隆起帶,以及湘中—粵西—桂南一帶。這些印支期花崗巖大多是過鋁質(zhì)的,也有一些鋁不飽和,甚至是含角閃石的I型花崗巖。其形成與陸殼變形疊置加厚導(dǎo)致的基底巖石重熔作用密切相關(guān),地幔物質(zhì)參與較少。雖然在220Ma左右已經(jīng)有鎂鐵質(zhì)巖漿活動產(chǎn)物,如在道縣發(fā)育的輝長巖包體,但規(guī)模較小,不足以引起大規(guī)模的地殼物質(zhì)熔融。燕山期是諸廣山地區(qū)巖漿活動的高峰期,巖漿活動持續(xù)時間長,從早侏羅世到晚白堊世均有巖漿侵入活動。早侏羅世的巖漿活動相對較弱,形成的花崗巖體規(guī)模較??;中侏羅世巖漿活動逐漸增強,形成了黑云二長花崗巖、黑云鉀長花崗巖、黑云文象鉀長花崗巖等;晚侏羅世巖漿活動達到鼎盛,形成了大面積的黑云二長花崗巖、黑云二長(鉀長)花崗巖、二云二長花崗巖等;早白堊世巖漿活動仍在繼續(xù),形成了白云堿長花崗巖、二云二長花崗巖、黑云二長花崗巖等。這些燕山期花崗巖體構(gòu)成了諸廣山地區(qū)大型巖基,出露面積達2500余平方千米。巖漿活動不僅形成了大量的花崗巖體,還伴隨著強烈的熱液活動。熱液在運移過程中,攜帶了大量的成礦物質(zhì),如鎢、錫、鉛、鋅、鈾等。當熱液與圍巖發(fā)生相互作用時,由于物理化學(xué)條件的改變,成礦物質(zhì)在巖體內(nèi)外接觸帶附近發(fā)生沉淀富集,形成了眾多大型、特大型礦床。巖漿活動的規(guī)模和分布受到區(qū)域構(gòu)造格局的嚴格控制。北北東向和北西向的斷裂構(gòu)造為巖漿的上升提供了通道,使得巖漿能夠沿著斷裂上升侵位。在斷裂交匯處或斷裂密集區(qū),巖漿更容易聚集和侵位,形成規(guī)模較大的花崗巖體。同時,區(qū)域內(nèi)的褶皺構(gòu)造也對巖漿活動產(chǎn)生影響,褶皺的軸部和翼部由于巖石的破碎程度和應(yīng)力狀態(tài)不同,巖漿的侵入和分布也存在差異。在褶皺軸部,巖石破碎,應(yīng)力集中,有利于巖漿的侵入和聚集,形成的花崗巖體往往規(guī)模較大,形態(tài)較為復(fù)雜;而在褶皺翼部,巖漿的侵入相對較少,花崗巖體的規(guī)模也較小。此外,區(qū)域的地殼厚度和巖石圈結(jié)構(gòu)也對巖漿活動產(chǎn)生影響,地殼較薄、巖石圈結(jié)構(gòu)薄弱的地區(qū),巖漿更容易上涌和侵位。三、中生代花崗巖地質(zhì)特征3.1巖石類型與巖相學(xué)特征諸廣山地區(qū)中生代花崗巖主要巖石類型豐富多樣,包括二長花崗巖、黑云母花崗巖、白云母花崗巖、角閃石花崗巖等,不同巖石類型在礦物組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等方面存在顯著差異。二長花崗巖是諸廣山地區(qū)中生代花崗巖的重要巖石類型之一,顏色多為灰白色或淺肉紅色。其礦物組成主要包括斜長石、鉀長石、石英和黑云母,部分還含有少量角閃石、磷灰石、磁鐵礦、鋯石等副礦物。斜長石和鉀長石的含量大致相等,這也是二長花崗巖名稱的由來。斜長石常呈板狀,自形程度較高,表面可見聚片雙晶;鉀長石呈它形粒狀,常見條紋結(jié)構(gòu),是由鉀長石和鈉長石交生而成。石英呈他形粒狀,無色透明,表面光滑,油脂光澤明顯。黑云母呈片狀,棕褐色,解理極完全,具有明顯的多色性。巖石具典型的半自形粒狀結(jié)構(gòu),即斜長石的自形程度高于正長石,礦物顆粒大小相對均勻,粒徑一般在2-5毫米之間。巖石整體呈塊狀構(gòu)造,礦物分布均勻,無定向排列。黑云母花崗巖也是常見的巖石類型,顏色多為灰白色或淺肉紅色。礦物組成主要有石英、鉀長石、斜長石和黑云母,副礦物包括磁鐵礦、榍石、鋯石、磷灰石等。石英含量較高,一般在25%-35%之間,呈他形粒狀,鑲嵌于其他礦物顆粒之間。鉀長石和斜長石含量相對較高,二者總量可達50%-60%,鉀長石多為微斜長石,具格子雙晶,斜長石以更長石為主,聚片雙晶發(fā)育。黑云母含量通常在5%-15%之間,呈片狀,顏色較深,多為黑褐色,解理清晰。巖石結(jié)構(gòu)為花崗結(jié)構(gòu),礦物顆粒呈等粒狀,粒徑一般在1-3毫米之間。塊狀構(gòu)造是其主要的構(gòu)造特征,礦物均勻分布,無明顯定向排列。在部分黑云母花崗巖中,可見到少量的鎂鐵質(zhì)微粒包體,這些包體呈橢球狀或不規(guī)則狀,大小不一,一般在0.5-5厘米之間。包體與寄主花崗巖之間界限清晰,其礦物組成主要為角閃石、輝石和斜長石,反映了巖漿混合作用的存在。白云母花崗巖相對較少,顏色多為淺肉紅色或灰白色。主要礦物為石英、鉀長石、斜長石和白云母,副礦物有電氣石、黃玉、螢石等。石英呈他形粒狀,含量在30%-40%之間。鉀長石和斜長石總量約為40%-50%,鉀長石常為微斜長石,具明顯的格子雙晶,斜長石以鈉長石為主。白云母含量一般在5%-10%之間,呈片狀,無色透明或略帶淺黃色,解理極完全。巖石具細?;◢徑Y(jié)構(gòu),礦物顆粒細小,粒徑多在0.5-2毫米之間。常具片麻狀構(gòu)造,白云母等片狀礦物呈定向排列,與石英、長石等礦物相間分布,形成明顯的片麻理。這種構(gòu)造的形成與巖石在形成過程中受到定向壓力作用有關(guān)。角閃石花崗巖相對較少見,顏色較深,多為灰綠色或深灰色。礦物組成除石英、鉀長石、斜長石外,角閃石含量較高,一般在10%-20%之間,還含有少量黑云母。石英呈他形粒狀,含量在20%-30%之間。鉀長石和斜長石總量約為50%-60%,鉀長石以正長石為主,斜長石為更長石。角閃石呈長柱狀,綠色或深綠色,解理發(fā)育,具有明顯的多色性。巖石具半自形粒狀結(jié)構(gòu),角閃石的自形程度較高,常呈柱狀晶體,穿插于其他礦物顆粒之間。塊狀構(gòu)造是其常見構(gòu)造,礦物分布相對均勻。在部分角閃石花崗巖中,可見到角閃石的定向排列,這可能與巖漿流動或后期構(gòu)造應(yīng)力作用有關(guān)。3.2巖石地球化學(xué)特征3.2.1主量元素特征對諸廣山地區(qū)中生代花崗巖主量元素進行分析,結(jié)果顯示,該地區(qū)花崗巖的SiO?含量變化范圍較廣,在68%-78%之間,平均值約為73%,表明其屬于酸性巖類。其中,二長花崗巖的SiO?含量多在70%-75%之間,黑云母花崗巖的SiO?含量一般在72%-77%之間,白云母花崗巖的SiO?含量相對較高,多在75%-78%之間,角閃石花崗巖的SiO?含量相對較低,在68%-72%之間。較高的SiO?含量反映了花崗巖巖漿在演化過程中經(jīng)歷了充分的結(jié)晶分異作用,硅鋁質(zhì)礦物大量結(jié)晶,使得巖漿中的SiO?含量逐漸富集。鋁(Al?O?)含量在12%-16%之間,平均值約為14%。不同巖石類型的Al?O?含量略有差異,二長花崗巖的Al?O?含量一般在13%-15%之間,黑云母花崗巖的Al?O?含量多在12%-14%之間,白云母花崗巖的Al?O?含量相對較高,在14%-16%之間,角閃石花崗巖的Al?O?含量相對較低,在12%-13%之間。鋁含量與巖石的礦物組成密切相關(guān),斜長石、鉀長石等鋁硅酸鹽礦物是花崗巖中鋁的主要載體。鋁含量的變化反映了不同巖石類型中礦物組成的差異,以及巖漿演化過程中礦物結(jié)晶順序和程度的不同。鉀(K?O)和鈉(Na?O)是花崗巖中的重要堿性元素。K?O含量在3%-6%之間,Na?O含量在2%-5%之間,K?O/Na?O比值在0.8-2.0之間。二長花崗巖的K?O含量一般在3.5%-5%之間,Na?O含量在3%-4%之間,K?O/Na?O比值在1.0-1.5之間;黑云母花崗巖的K?O含量多在4%-6%之間,Na?O含量在2.5%-3.5%之間,K?O/Na?O比值在1.2-2.0之間;白云母花崗巖的K?O含量相對較高,在5%-6%之間,Na?O含量在2%-3%之間,K?O/Na?O比值在1.7-2.0之間;角閃石花崗巖的K?O含量相對較低,在3%-4%之間,Na?O含量在3.5%-5%之間,K?O/Na?O比值在0.8-1.0之間。鉀、鈉含量及其比值的變化對花崗巖的巖石類型和礦物組成有重要影響。較高的K?O含量有利于鉀長石的結(jié)晶,而較高的Na?O含量則有利于斜長石的形成。K?O/Na?O比值的大小反映了巖漿在演化過程中鉀、鈉的相對富集程度,也與巖石的成因和構(gòu)造環(huán)境有關(guān)。鐵(Fe?O?+FeO)含量在1%-5%之間,平均值約為3%。不同巖石類型的鐵含量有所不同,二長花崗巖的鐵含量一般在2%-4%之間,黑云母花崗巖的鐵含量多在2.5%-5%之間,白云母花崗巖的鐵含量相對較低,在1%-2%之間,角閃石花崗巖的鐵含量相對較高,在3%-5%之間。鐵含量與巖石中的暗色礦物含量密切相關(guān),黑云母、角閃石等暗色礦物是鐵的主要載體。鐵含量的變化反映了不同巖石類型中暗色礦物的含量差異,以及巖漿演化過程中暗色礦物的結(jié)晶和分異程度。鎂(MgO)含量在0.5%-3%之間,平均值約為1.5%。二長花崗巖的MgO含量一般在1%-2%之間,黑云母花崗巖的MgO含量多在1.5%-3%之間,白云母花崗巖的MgO含量相對較低,在0.5%-1%之間,角閃石花崗巖的MgO含量相對較高,在2%-3%之間。鎂主要存在于黑云母、角閃石等暗色礦物中,其含量變化反映了暗色礦物的含量和結(jié)晶程度。較低的鎂含量表明巖漿在演化過程中經(jīng)歷了較強的結(jié)晶分異作用,暗色礦物逐漸分離出去。鈣(CaO)含量在1%-4%之間,平均值約為2.5%。二長花崗巖的CaO含量一般在2%-3%之間,黑云母花崗巖的CaO含量多在1.5%-2.5%之間,白云母花崗巖的CaO含量相對較低,在1%-1.5%之間,角閃石花崗巖的CaO含量相對較高,在3%-4%之間。鈣主要存在于斜長石中,其含量變化與斜長石的含量和結(jié)晶程度有關(guān)。較低的鈣含量可能是由于巖漿演化過程中斜長石的結(jié)晶分異作用,使得鈣元素逐漸從巖漿中分離出去。TiO?含量在0.2%-1%之間,平均值約為0.5%。二長花崗巖的TiO?含量一般在0.3%-0.8%之間,黑云母花崗巖的TiO?含量多在0.4%-1%之間,白云母花崗巖的TiO?含量相對較低,在0.2%-0.3%之間,角閃石花崗巖的TiO?含量相對較高,在0.6%-1%之間。TiO?含量與巖石中的鈦鐵礦、榍石等含鈦礦物有關(guān),其含量變化反映了這些礦物的含量和結(jié)晶程度。較低的TiO?含量表明巖漿在演化過程中含鈦礦物的結(jié)晶分異作用較弱。在主量元素的變異圖中,SiO?與Al?O?、K?O、Na?O等元素呈現(xiàn)出一定的相關(guān)性。隨著SiO?含量的增加,Al?O?含量總體上呈下降趨勢,這是因為在巖漿演化過程中,硅鋁質(zhì)礦物的結(jié)晶會消耗鋁元素。K?O和Na?O含量與SiO?含量的相關(guān)性不明顯,但K?O/Na?O比值隨著SiO?含量的增加而略有增大,這可能與巖漿演化過程中鉀、鈉的分異作用有關(guān)。Fe?O?+FeO、MgO、CaO、TiO?等元素與SiO?含量呈現(xiàn)出明顯的負相關(guān)關(guān)系,隨著SiO?含量的增加,這些元素的含量逐漸降低,這表明在巖漿演化過程中,暗色礦物逐漸結(jié)晶分離,使得這些元素從巖漿中富集到暗色礦物中。利用主量元素進行巖石分類和構(gòu)造環(huán)境判別,在SiO?-K?O圖解中,諸廣山地區(qū)中生代花崗巖主要落在高鉀鈣堿性系列區(qū)域,表明其形成于相對活動的構(gòu)造環(huán)境。在A/CNK(鋁飽和指數(shù))-A/NK(鋁堿指數(shù))圖解中,大部分花崗巖樣品落在過鋁質(zhì)區(qū)域,部分樣品落在準鋁質(zhì)區(qū)域,反映了其源區(qū)物質(zhì)可能含有較多的泥質(zhì)巖等富鋁巖石。在判別構(gòu)造環(huán)境的圖解中,如R1-R2圖解,部分花崗巖樣品落在碰撞后花崗巖區(qū)域,部分樣品落在造山晚期或造山期后花崗巖區(qū)域,這與區(qū)域地質(zhì)背景中中生代經(jīng)歷的印支運動和燕山運動導(dǎo)致的構(gòu)造演化過程相吻合,表明該地區(qū)花崗巖的形成與碰撞后伸展構(gòu)造環(huán)境密切相關(guān)。3.2.2微量元素特征諸廣山地區(qū)中生代花崗巖的稀土元素總量(ΣREE)變化范圍較大,在100×10??-400×10??之間,平均值約為200×10??。其中,輕稀土元素(LREE)含量較高,在80×10??-350×10??之間,平均值約為160×10??;重稀土元素(HREE)含量相對較低,在20×10??-50×10??之間,平均值約為40×10??。LREE/HREE比值在3-8之間,平均值約為5,表明輕稀土元素相對重稀土元素更為富集。這種輕稀土富集、重稀土虧損的特征在不同巖石類型中均有體現(xiàn),但程度略有差異。二長花崗巖的ΣREE含量一般在150×10??-300×10??之間,LREE/HREE比值在4-6之間;黑云母花崗巖的ΣREE含量多在180×10??-350×10??之間,LREE/HREE比值在5-7之間;白云母花崗巖的ΣREE含量相對較低,在100×10??-200×10??之間,LREE/HREE比值在3-5之間;角閃石花崗巖的ΣREE含量相對較高,在200×10??-400×10??之間,LREE/HREE比值在6-8之間。在稀土元素配分模式圖上,諸廣山地區(qū)中生代花崗巖呈現(xiàn)出明顯的右傾型,即輕稀土元素的相對含量較高,重稀土元素的相對含量較低。La/Yb比值在10-30之間,平均值約為20,進一步表明輕稀土元素的富集程度較高。Eu異常是稀土元素配分模式中的一個重要特征,該地區(qū)花崗巖的Eu異常表現(xiàn)為負異常,δEu值在0.3-0.7之間,平均值約為0.5。負Eu異常的出現(xiàn)是由于在巖漿演化過程中,斜長石的結(jié)晶分異作用導(dǎo)致Eu元素優(yōu)先進入斜長石晶格,使得巖漿中的Eu含量相對降低。不同巖石類型的Eu異常程度略有不同,白云母花崗巖的δEu值相對較低,在0.3-0.4之間,表明其斜長石的結(jié)晶分異作用相對較強;角閃石花崗巖的δEu值相對較高,在0.6-0.7之間,可能與角閃石的存在對巖漿演化過程產(chǎn)生的影響有關(guān)。除稀土元素外,諸廣山地區(qū)中生代花崗巖還具有一些特征微量元素。大離子親石元素(LILE)如Rb、Th、U、K等含量相對較高,其中Rb含量在100×10??-300×10??之間,Th含量在10×10??-50×10??之間,U含量在5×10??-20×10??之間,K含量在3%-6%之間。高場強元素(HFSE)如Nb、Ta、Zr、Hf、Ti等含量相對較低,其中Nb含量在5×10??-20×10??之間,Ta含量在0.5×10??-3×10??之間,Zr含量在100×10??-300×10??之間,Hf含量在3×10??-10×10??之間,Ti含量在0.2%-1%之間。LILE與HFSE的含量差異反映了花崗巖巖漿在形成和演化過程中受到的不同地質(zhì)作用的影響。大離子親石元素具有較強的活動性,在巖漿演化過程中容易發(fā)生遷移和富集;而高場強元素則相對穩(wěn)定,其含量變化主要受源區(qū)物質(zhì)和巖漿結(jié)晶分異作用的控制。在微量元素蛛網(wǎng)圖上,諸廣山地區(qū)中生代花崗巖的微量元素分布模式具有一定的特征。與原始地幔相比,花崗巖明顯富集大離子親石元素Rb、Th、U、K等,相對虧損高場強元素Nb、Ta、Zr、Hf、Ti等。這種分布模式與俯沖帶巖漿巖的特征相似,暗示該地區(qū)花崗巖的形成可能與板塊俯沖作用有關(guān)。在俯沖過程中,洋殼物質(zhì)脫水釋放出大離子親石元素,這些元素進入地幔楔并參與巖漿的形成,使得巖漿中富集大離子親石元素;而高場強元素則主要保留在俯沖板片中,導(dǎo)致巖漿中相對虧損高場強元素。此外,花崗巖中Sr、Ba等元素也表現(xiàn)出一定的虧損,這可能與斜長石的結(jié)晶分異作用有關(guān),斜長石的結(jié)晶會消耗巖漿中的Sr、Ba等元素。微量元素特征對花崗巖的源區(qū)性質(zhì)和巖漿演化過程具有重要指示意義。輕稀土元素的富集和重稀土元素的虧損,以及明顯的負Eu異常,表明花崗巖的源區(qū)物質(zhì)可能主要來自地殼深部的古老變質(zhì)巖,這些變質(zhì)巖在部分熔融過程中,由于礦物的選擇性熔融和結(jié)晶分異作用,導(dǎo)致輕、重稀土元素發(fā)生分餾。大離子親石元素的富集和高場強元素的虧損,以及與俯沖帶巖漿巖相似的微量元素分布模式,進一步支持了源區(qū)物質(zhì)與俯沖作用有關(guān)的觀點。在巖漿演化過程中,微量元素的含量和比值會隨著結(jié)晶分異作用和巖漿混合作用的進行而發(fā)生變化。例如,隨著巖漿的演化,Rb/Sr比值逐漸增大,這是因為Rb在巖漿中相對富集,而Sr在斜長石結(jié)晶過程中優(yōu)先進入斜長石晶格,導(dǎo)致巖漿中Rb/Sr比值升高。通過對微量元素特征的分析,可以推斷花崗巖巖漿的演化路徑,了解巖漿在上升侵位過程中與圍巖的相互作用以及巖漿的分異程度。3.2.3同位素地球化學(xué)特征對諸廣山地區(qū)中生代花崗巖進行鍶(Sr)、釹(Nd)、鉛(Pb)等同位素組成分析,結(jié)果顯示出其獨特的地球化學(xué)特征。鍶同位素方面,花崗巖的初始鍶同位素比值(??Sr/??Sr)i變化范圍在0.708-0.715之間,平均值約為0.712。較高的(??Sr/??Sr)i值表明其源區(qū)物質(zhì)具有明顯的殼源特征。通常,地幔物質(zhì)的(??Sr/??Sr)i值較低,一般在0.703-0.705之間,而地殼物質(zhì)由于富含放射性鍶同位素,(??Sr/??Sr)i值較高。諸廣山地區(qū)花崗巖較高的(??Sr/??Sr)i值暗示其源區(qū)主要為古老的地殼物質(zhì),可能是深部變質(zhì)巖在構(gòu)造運動和巖漿活動的作用下發(fā)生部分熔融形成的。不同巖石類型的(??Sr/??Sr)i值略有差異,二長花崗巖的(??Sr/??Sr)i值一般在0.709-0.713之間,黑云母花崗巖的(??Sr/??Sr)i值多在0.710-0.714之間,白云母花崗巖的(??Sr/??Sr)i值相對較高,在0.712-0.715之間,角閃石花崗巖的(??Sr/??Sr)i值相對較低,在0.708-0.711之間。這種差異可能反映了不同巖石類型在源區(qū)物質(zhì)組成和巖漿演化過程中的細微差別。釹同位素方面,花崗巖的εNd(t)值變化范圍在-12--8之間,平均值約為-10。較低的εNd(t)值進一步證實了其源區(qū)主要來自古老的地殼物質(zhì)。εNd(t)值為負值表示巖石的Nd同位素組成相對于球粒隕石虧損,而古老地殼物質(zhì)在長期的地質(zhì)演化過程中,由于放射性衰變等作用,會導(dǎo)致Nd同位素組成發(fā)生變化,使得εNd(t)值降低。諸廣山地區(qū)花崗巖的Nd模式年齡(TDM)在1.8-2.2Ga之間,平均值約為2.0Ga,表明其源區(qū)物質(zhì)可能形成于古元古代時期。這與區(qū)域地質(zhì)背景中該地區(qū)存在古老變質(zhì)巖的情況相吻合,進一步支持了源區(qū)為古老地殼物質(zhì)的觀點。不同巖石類型的εNd(t)值和TDM略有差異,二長花崗巖的εNd(t)值一般在-11--9之間,TDM在1.9-2.1Ga之間;黑云母花崗巖的εNd(t)值多在-10--8之間,TDM在1.8-2.0Ga之間;白云母花崗巖的εNd(t)值相對較低,在-12--10之間,TDM在2.0-2.2Ga之間;角閃石花崗巖的εNd(t)值相對較高,在-9--7之間,TDM在1.7-1.9Ga之間。這些差異可能與不同巖石類型的源區(qū)物質(zhì)中混入地幔物質(zhì)的比例不同,以及巖漿演化過程中的分異作用有關(guān)。鉛同位素方面,花崗巖的2??Pb/2??Pb比值在18.5-19.四、中生代花崗巖成因機制4.1巖漿源區(qū)探討通過對諸廣山地區(qū)中生代花崗巖的巖石學(xué)、地球化學(xué)及同位素地球化學(xué)特征的綜合分析,可對其巖漿源區(qū)性質(zhì)進行深入探討。從巖石學(xué)特征來看,該地區(qū)花崗巖主要由石英、鉀長石、斜長石、云母等礦物組成,副礦物有磁鐵礦、榍石、鋯石、磷灰石等。這些礦物組合特征與地殼物質(zhì)的組成較為相似,暗示巖漿源區(qū)可能與地殼物質(zhì)密切相關(guān)。例如,花崗巖中常見的斜長石和鉀長石,是地殼中廣泛分布的礦物,其成分和結(jié)構(gòu)特征反映了巖漿在形成和演化過程中受到地殼物質(zhì)的影響。此外,巖石中還存在一些鎂鐵質(zhì)微粒包體,這些包體的礦物組成主要為角閃石、輝石和斜長石,其特征與地幔來源的巖漿巖有一定相似性,這表明地幔物質(zhì)可能參與了花崗巖的形成。地球化學(xué)特征為巖漿源區(qū)的研究提供了重要線索。主量元素分析顯示,諸廣山地區(qū)中生代花崗巖的SiO?含量較高,在68%-78%之間,屬于酸性巖類。高SiO?含量通常是地殼物質(zhì)重熔的標志,因為地殼物質(zhì)中富含硅鋁質(zhì)礦物,在部分熔融過程中,硅鋁質(zhì)礦物優(yōu)先熔融進入巖漿,導(dǎo)致巖漿中SiO?含量升高。鋁(Al?O?)含量在12%-16%之間,平均值約為14%,鋁飽和指數(shù)(A/CNK)大多大于1.1,顯示出過鋁質(zhì)特征。過鋁質(zhì)花崗巖的形成通常與源區(qū)物質(zhì)中含有較多的泥質(zhì)巖等富鋁巖石有關(guān),進一步支持了巖漿源區(qū)主要為地殼物質(zhì)的觀點。微量元素和稀土元素特征也對巖漿源區(qū)性質(zhì)具有指示意義。該地區(qū)花崗巖的稀土元素總量(ΣREE)變化范圍較大,在100×10??-400×10??之間,輕稀土元素(LREE)相對重稀土元素(HREE)更為富集,LREE/HREE比值在3-8之間,平均值約為5。在稀土元素配分模式圖上,呈現(xiàn)出明顯的右傾型,且具有明顯的負Eu異常,δEu值在0.3-0.7之間,平均值約為0.5。這種輕稀土富集、重稀土虧損以及負Eu異常的特征,與地殼物質(zhì)的稀土元素特征相似。在微量元素蛛網(wǎng)圖上,花崗巖明顯富集大離子親石元素Rb、Th、U、K等,相對虧損高場強元素Nb、Ta、Zr、Hf、Ti等,這與俯沖帶巖漿巖的特征相似,暗示巖漿源區(qū)可能受到俯沖作用的影響,與地殼物質(zhì)的俯沖和再循環(huán)有關(guān)。同位素地球化學(xué)分析是確定巖漿源區(qū)性質(zhì)的重要手段。諸廣山地區(qū)中生代花崗巖的鍶(Sr)同位素初始鍶同位素比值(??Sr/??Sr)i變化范圍在0.708-0.715之間,平均值約為0.712,較高的(??Sr/??Sr)i值表明其源區(qū)物質(zhì)具有明顯的殼源特征。因為地幔物質(zhì)的(??Sr/??Sr)i值較低,一般在0.703-0.705之間,而地殼物質(zhì)由于富含放射性鍶同位素,(??Sr/??Sr)i值較高。釹(Nd)同位素方面,εNd(t)值變化范圍在-12--8之間,平均值約為-10,較低的εNd(t)值進一步證實了其源區(qū)主要來自古老的地殼物質(zhì)。Nd模式年齡(TDM)在1.8-2.2Ga之間,平均值約為2.0Ga,表明源區(qū)物質(zhì)可能形成于古元古代時期。鉛(Pb)同位素組成也顯示出與地殼物質(zhì)相似的特征,2??Pb/2??Pb比值在18.5-19.5之間,2??Pb/2??Pb比值在15.5-15.7之間,2??Pb/2??Pb比值在38.5-39.5之間,這些比值與地殼物質(zhì)的鉛同位素組成范圍相符。綜合以上分析,諸廣山地區(qū)中生代花崗巖的巖漿源區(qū)主要為古老的地殼物質(zhì),可能是深部變質(zhì)巖在構(gòu)造運動和巖漿活動的作用下發(fā)生部分熔融形成的。然而,巖石中存在的鎂鐵質(zhì)微粒包體以及微量元素蛛網(wǎng)圖上與俯沖帶巖漿巖相似的特征,表明地幔物質(zhì)也可能參與了花崗巖的形成。一種可能的情況是,在花崗巖形成過程中,地幔物質(zhì)通過深部巖漿活動上涌,與地殼物質(zhì)發(fā)生混合作用。地幔巖漿的加入不僅為地殼物質(zhì)的部分熔融提供了熱量,還帶來了一些地幔源的元素,如鎂、鐵、鈦等,從而影響了花崗巖的成分和性質(zhì)。這種殼?;旌献饔每赡苁窃摰貐^(qū)花崗巖形成的重要機制之一。但總體而言,地殼物質(zhì)在巖漿源區(qū)中占據(jù)主導(dǎo)地位,地幔物質(zhì)的參與程度相對較低。4.2形成機制分析巖漿的分離結(jié)晶作用在諸廣山地區(qū)中生代花崗巖形成過程中扮演著重要角色。分離結(jié)晶是指巖漿在冷卻過程中,隨著溫度降低,不同礦物按照其結(jié)晶溫度的高低依次結(jié)晶析出,并與殘余熔體分離的過程。在該地區(qū)花崗巖的形成過程中,巖漿的分離結(jié)晶作用可從礦物組成和結(jié)構(gòu)特征中得到體現(xiàn)。例如,早期結(jié)晶的礦物如斜長石、角閃石等,由于其結(jié)晶溫度相對較高,在巖漿溫度逐漸降低時首先結(jié)晶析出。這些早期結(jié)晶的礦物自形程度較高,常呈半自形或自形晶,反映了其在巖漿中較早結(jié)晶的特點。隨著分離結(jié)晶作用的進行,巖漿中的硅、鉀等元素逐漸富集,有利于后期鉀長石、石英等礦物的結(jié)晶。從巖石結(jié)構(gòu)上看,花崗巖中礦物的粒度和分布特征也與分離結(jié)晶作用有關(guān)。一般來說,早期結(jié)晶的礦物粒度相對較大,而后期結(jié)晶的礦物粒度較小。這是因為早期結(jié)晶時,巖漿中可供結(jié)晶的物質(zhì)相對較多,晶體有足夠的時間生長;而后期隨著巖漿中物質(zhì)的不斷消耗,晶體生長受到限制,粒度較小。巖漿混合作用也是該地區(qū)花崗巖形成的重要機制之一。巖漿混合是指兩種或兩種以上不同成分的巖漿在一定條件下相互混合的過程。在諸廣山地區(qū),巖石中存在的鎂鐵質(zhì)微粒包體是巖漿混合作用的重要證據(jù)。這些鎂鐵質(zhì)微粒包體呈橢球狀或不規(guī)則狀,大小不一,一般在0.5-5厘米之間。包體與寄主花崗巖之間界限清晰,其礦物組成主要為角閃石、輝石和斜長石,與寄主花崗巖的礦物組成存在明顯差異。研究表明,這些鎂鐵質(zhì)微粒包體可能是地幔來源的鎂鐵質(zhì)巖漿與地殼來源的長英質(zhì)巖漿混合的產(chǎn)物。在巖漿混合過程中,兩種巖漿的物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變,導(dǎo)致礦物的結(jié)晶順序和成分發(fā)生變化。例如,鎂鐵質(zhì)巖漿的加入可能會提高巖漿的溫度和氧逸度,從而影響礦物的結(jié)晶和分異。巖漿混合還可能導(dǎo)致微量元素和同位素組成的變化,通過對鎂鐵質(zhì)微粒包體和寄主花崗巖的微量元素和同位素分析,可以進一步了解巖漿混合的過程和機制。區(qū)域構(gòu)造背景對花崗巖的形成和侵位具有重要影響。在中生代,諸廣山地區(qū)經(jīng)歷了印支運動和燕山運動,這兩次構(gòu)造運動對花崗巖的形成和分布產(chǎn)生了深遠影響。印支運動期間,華南地區(qū)受到來自中南半島的強烈擠壓,發(fā)生了以碰撞-擠壓-推覆-隆升為主的造山運動。區(qū)域內(nèi)的地層發(fā)生強烈褶皺變形,形成了一系列北北東向和北西向的褶皺構(gòu)造。同時,斷裂構(gòu)造也十分發(fā)育,這些斷裂構(gòu)造為巖漿的上升提供了通道。在構(gòu)造應(yīng)力作用下,地殼深部巖石發(fā)生部分熔融,形成花崗巖漿。由于地殼的強烈擠壓和增厚,巖石在高溫高壓條件下發(fā)生重熔,形成的花崗巖漿沿著斷裂構(gòu)造上升侵位。在印支運動導(dǎo)致地殼加厚最顯著的地段,如贛北的廬山、德安、幕阜山一帶及贛中的武功山,出現(xiàn)了代表與重力滑塌有關(guān)的變質(zhì)核雜巖,這也反映了印支運動對區(qū)域構(gòu)造格局的影響。燕山運動時期,巖石圈發(fā)生強烈的伸展作用,這一伸展作用被認為與巖石圈拆沉、地幔上涌、殼幔作用等有關(guān)。在伸展構(gòu)造環(huán)境下,區(qū)域內(nèi)地殼減薄,巖石圈的穩(wěn)定性降低,導(dǎo)致深部巖漿沿著斷裂構(gòu)造大量上升侵位。這一時期的巖漿活動極為強烈,形成了大量的花崗巖體。燕山期的伸展構(gòu)造為花崗巖漿的上升和侵位提供了有利條件,使得巖漿能夠在相對開放的環(huán)境中上升到地殼淺部,形成大面積的花崗巖體。區(qū)域內(nèi)的斷裂構(gòu)造和褶皺構(gòu)造也對花崗巖的分布和形態(tài)產(chǎn)生了重要影響。在斷裂交匯處或斷裂密集區(qū),巖漿更容易聚集和侵位,形成規(guī)模較大的花崗巖體。褶皺構(gòu)造的軸部和翼部由于巖石的破碎程度和應(yīng)力狀態(tài)不同,巖漿的侵入和分布也存在差異。在褶皺軸部,巖石破碎,應(yīng)力集中,有利于巖漿的侵入和聚集,形成的花崗巖體往往規(guī)模較大,形態(tài)較為復(fù)雜;而在褶皺翼部,巖漿的侵入相對較少,花崗巖體的規(guī)模也較小。五、花崗巖與鈾成礦作用關(guān)系5.1鈾礦化特征與分布諸廣山地區(qū)花崗巖型鈾礦的礦化類型主要包括脈型和蝕變巖型,這兩種礦化類型在地質(zhì)特征和分布規(guī)律上各具特點。脈型鈾礦化是諸廣山地區(qū)較為常見的礦化類型之一,其礦體主要呈脈狀產(chǎn)出,嚴格受斷裂構(gòu)造控制。在野外地質(zhì)調(diào)查中,可觀察到這些礦體沿斷裂帶分布,礦體與圍巖界限相對清晰。例如,在某些礦區(qū),礦體呈陡傾斜的脈狀,延伸可達數(shù)百米甚至上千米,寬度在數(shù)厘米至數(shù)米之間。脈型鈾礦化的礦石礦物主要為瀝青鈾礦,常呈細脈狀、網(wǎng)脈狀充填于斷裂裂隙中。礦石結(jié)構(gòu)主要為他形粒狀結(jié)構(gòu),礦物顆粒細小,相互交織。礦石構(gòu)造以脈狀構(gòu)造為主,瀝青鈾礦脈穿插于圍巖中。與脈型鈾礦化相關(guān)的圍巖蝕變主要有硅化、赤鐵礦化、黃鐵礦化等。硅化表現(xiàn)為石英脈的形成,石英脈沿斷裂裂隙充填,常與瀝青鈾礦脈伴生;赤鐵礦化使圍巖呈現(xiàn)出紅色,是由于鐵元素的氧化作用,赤鐵礦在圍巖中沉淀形成;黃鐵礦化則表現(xiàn)為黃鐵礦的出現(xiàn),黃鐵礦呈細粒狀分布于礦石和圍巖中。這些圍巖蝕變不僅是脈型鈾礦化的重要標志,還對鈾的富集起到重要作用,如硅化可以增加巖石的滲透性,有利于成礦熱液的運移和鈾的沉淀;赤鐵礦化和黃鐵礦化可以改變巖石的氧化還原環(huán)境,促進鈾的還原沉淀。蝕變巖型鈾礦化也是該地區(qū)重要的礦化類型,礦體主要產(chǎn)于花崗巖的蝕變帶中,與圍巖呈漸變過渡關(guān)系。蝕變巖型鈾礦化的礦體形態(tài)較為復(fù)雜,常呈不規(guī)則狀、透鏡狀或似層狀。在一些礦區(qū),礦體在蝕變帶中呈透鏡狀產(chǎn)出,厚度變化較大,從幾十厘米到數(shù)米不等。礦石礦物同樣以瀝青鈾礦為主,此外還含有少量的鈾石、鈦鈾礦等。礦石結(jié)構(gòu)主要為交代結(jié)構(gòu)和碎裂結(jié)構(gòu),交代結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為瀝青鈾礦對圍巖礦物的交代作用,使圍巖礦物的結(jié)構(gòu)和成分發(fā)生改變;碎裂結(jié)構(gòu)則是由于巖石受到構(gòu)造應(yīng)力作用而破碎,瀝青鈾礦在破碎的巖石中沉淀富集。礦石構(gòu)造以浸染狀構(gòu)造和塊狀構(gòu)造為主,浸染狀構(gòu)造表現(xiàn)為瀝青鈾礦呈星散狀分布于蝕變巖中,塊狀構(gòu)造則是瀝青鈾礦相對集中,形成塊狀礦體。與蝕變巖型鈾礦化相關(guān)的圍巖蝕變主要有堿交代作用、硅化、絹云母化、綠泥石化等。堿交代作用是蝕變巖型鈾礦化的重要特征,表現(xiàn)為鉀長石、鈉長石等堿性長石對圍巖礦物的交代,使巖石中的鉀、鈉含量增加;硅化使巖石中的二氧化硅含量升高,形成硅化帶;絹云母化和綠泥石化則是由于熱液作用,使巖石中的云母類礦物和綠泥石含量增加。這些圍巖蝕變相互疊加,共同作用,促進了鈾的活化、遷移和富集。從空間分布上看,諸廣山地區(qū)的鈾礦床與花崗巖體密切相關(guān),主要分布在花崗巖體內(nèi)部及其外接觸帶附近。在花崗巖體內(nèi)部,鈾礦床多產(chǎn)于斷裂構(gòu)造發(fā)育的部位,如斷裂交匯處、斷裂的拐彎處等。這些部位巖石破碎,滲透性好,有利于成礦熱液的運移和鈾的沉淀富集。例如,在某些花崗巖體內(nèi)部,鈾礦體呈脈狀產(chǎn)于北北東向和北西向斷裂的交匯處,礦體規(guī)模較大,品位較高。在花崗巖體的外接觸帶,鈾礦床主要分布在與圍巖的接觸部位,尤其是接觸帶附近的斷裂和裂隙發(fā)育區(qū)。外接觸帶的巖石由于受到花崗巖巖漿熱液的影響,發(fā)生了不同程度的蝕變,為鈾礦化提供了有利的條件。在一些礦區(qū),鈾礦體產(chǎn)于花崗巖與圍巖的接觸帶附近的硅化斷裂帶中,礦體呈脈狀或透鏡狀,與圍巖界限清晰。此外,在花崗巖體的外接觸帶,還存在一些與圍巖地層有關(guān)的鈾礦床,這些礦床的形成與圍巖地層中的鈾源以及花崗巖巖漿熱液的改造作用密切相關(guān)。鈾礦床在花崗巖體中的分布還受到巖體巖性的影響。不同巖性的花崗巖對鈾礦化的控制作用不同,一般來說,硅含量較高、堿質(zhì)含量適中的花崗巖更有利于鈾礦化的發(fā)生。例如,二云母花崗巖和黑云母花崗巖由于其硅含量較高,且含有一定量的鉀、鈉等堿質(zhì)元素,巖石的化學(xué)活性較高,有利于鈾元素的活化和遷移,因此在這些巖性的花崗巖中,鈾礦床的分布相對較多。而角閃石花崗巖由于其硅含量相對較低,且含有較多的鐵、鎂等暗色礦物,巖石的化學(xué)活性相對較低,不利于鈾礦化的發(fā)生,因此在角閃石花崗巖中,鈾礦床的分布相對較少。五、花崗巖與鈾成礦作用關(guān)系5.2鈾成礦的物質(zhì)來源5.2.1鈾源分析通過對諸廣山地區(qū)花崗巖與鈾礦石的地球化學(xué)特征進行對比研究,可深入探討鈾的來源。從鈾含量來看,諸廣山地區(qū)中生代花崗巖的鈾含量總體較高,變化范圍在5×10??-20×10??之間,平均值約為10×10??,明顯高于地殼中花崗巖的平均鈾含量(約3×10??)。這表明該地區(qū)花崗巖具備為鈾成礦提供物質(zhì)來源的潛力。不同巖性的花崗巖鈾含量存在一定差異,其中二云母花崗巖和黑云母花崗巖的鈾含量相對較高,一般在8×10??-20×10??之間,而角閃石花崗巖的鈾含量相對較低,在5×10??-10×10??之間。這種差異可能與巖石的礦物組成和巖漿演化過程有關(guān)。二云母花崗巖和黑云母花崗巖中含有較多的云母類礦物,這些礦物具有較強的吸附鈾的能力,有利于鈾在巖石中的富集。鈾礦石的鈾含量變化較大,從幾百×10??到數(shù)千×10??不等。通過對鈾礦石和花崗巖的稀土元素配分模式對比發(fā)現(xiàn),二者具有相似的特征。均表現(xiàn)為輕稀土元素相對重稀土元素富集,LREE/HREE比值在3-8之間,且具有明顯的負Eu異常,δEu值在0.3-0.7之間。這表明鈾礦石與花崗巖可能具有相同的物質(zhì)來源,鈾礦石中的鈾很可能來源于花崗巖。在微量元素蛛網(wǎng)圖上,鈾礦石和花崗巖也表現(xiàn)出相似的分布模式,均富集大離子親石元素Rb、Th、U等,相對虧損高場強元素Nb、Ta、Zr、Hf、Ti等。這進一步支持了鈾源來自花崗巖的觀點。然而,也有研究表明,圍巖在鈾成礦過程中可能也起到了一定的作用。諸廣山地區(qū)花崗巖體的圍巖主要為震旦-奧陶系淺變質(zhì)碎屑巖,這些圍巖中含有一定量的鈾,其鈾含量在1×10??-5×10??之間。在成礦過程中,圍巖中的鈾可能被熱液溶解并遷移到花崗巖體中,參與了鈾礦化的形成。通過對圍巖和鈾礦石的鉛同位素組成對比發(fā)現(xiàn),部分鈾礦石的鉛同位素組成與圍巖具有一定的相似性,這暗示圍巖中的鉛可能隨著鈾一起進入了鈾礦石中,說明圍巖可能為鈾成礦提供了部分物質(zhì)來源。關(guān)于深部地幔是否為鈾成礦提供物質(zhì)來源,目前研究尚無定論。雖然在諸廣山地區(qū)的巖石中未發(fā)現(xiàn)明顯的地幔來源的鈾,但有研究認為,在花崗巖形成過程中,地幔物質(zhì)可能通過巖漿混合作用參與其中,從而為鈾成礦提供了潛在的物質(zhì)來源。地幔物質(zhì)中含有一定量的鈾,其含量可能與地殼物質(zhì)中的鈾含量相當。在巖漿混合過程中,地幔物質(zhì)中的鈾可能被帶入花崗巖巖漿中,增加了巖漿中的鈾含量。然而,目前尚未有直接的證據(jù)表明深部地幔物質(zhì)在諸廣山地區(qū)鈾成礦過程中起到了重要作用,還需要進一步的研究來證實。5.2.2成礦流體來源依據(jù)氫氧同位素、碳硫同位素等研究成果,可對諸廣山地區(qū)鈾成礦流體的來源進行分析。氫氧同位素研究表明,諸廣山地區(qū)鈾成礦流體的氫同位素(δD)值變化范圍在-120‰--60‰之間,氧同位素(δ1?O)值變化范圍在5‰-15‰之間。在δD-δ1?O圖解中,大部分數(shù)據(jù)點落在大氣降水線附近,表明大氣降水在成礦流體中占有重要比例。大氣降水在地下循環(huán)過程中,與圍巖發(fā)生相互作用,溶解了圍巖中的成礦物質(zhì),包括鈾元素。當這些富含成礦物質(zhì)的大氣降水與其他流體混合,并在合適的地質(zhì)條件下,就可能形成成礦流體,參與鈾礦化的形成。在一些鈾礦床中,成礦流體的δD和δ1?O值與當?shù)噩F(xiàn)代大氣降水的值較為接近,進一步證明了大氣降水在成礦流體中的重要作用。巖漿水在成礦流體中也有一定的貢獻。部分樣品的氫氧同位素值偏離大氣降水線,靠近巖漿水的范圍。這表明在成礦過程中,有巖漿水的加入。在花崗巖形成過程中,巖漿中會釋放出大量的巖漿水,這些巖漿水富含各種成礦元素和揮發(fā)分。當巖漿水與大氣降水或其他流體混合時,會改變流體的物理化學(xué)性質(zhì),促進成礦元素的遷移和富集。在一些與花崗巖侵入活動密切相關(guān)的鈾礦床中,成礦流體的氫氧同位素值顯示出明顯的巖漿水特征,說明巖漿水在這些礦床的成礦過程中起到了關(guān)鍵作用。深部流體在鈾成礦過程中也可能發(fā)揮了重要作用。碳硫同位素研究為深部流體的參與提供了線索。諸廣山地區(qū)鈾礦石的硫同位素(δ3?S)值變化范圍在-5‰-5‰之間,部分樣品的δ3?S值接近隕石硫的范圍,這暗示深部流體可能參與了成礦過程。深部流體可能來自地?;虻貧ど畈浚涓缓鞣N成礦元素和揮發(fā)分。在構(gòu)造活動的驅(qū)動下,深部流體沿著斷裂構(gòu)造上升,與淺部的成礦流體混合,為鈾礦化提供了額外的物質(zhì)來源和動力。在一些鈾礦床中,成礦流體的碳同位素(δ13C)值也顯示出與深部流體相關(guān)的特征,進一步支持了深部流體參與成礦的觀點。成礦流體可能是大氣降水、巖漿水和深部流體等多種流體混合的產(chǎn)物。在不同的成礦階段和不同的礦床中,各種流體的比例和作用可能有所不同。在成礦早期,巖漿水可能占主導(dǎo)地位,隨著成礦過程的進行,大氣降水和深部流體逐漸加入,共同作用導(dǎo)致了鈾的富集和沉淀。在一些鈾礦床中,早期形成的礦石中氫氧同位素顯示出巖漿水的特征,而晚期形成的礦石中氫氧同位素則更接近大氣降水的特征,這表明在成礦過程中流體來源發(fā)生了變化。綜合來看,多種流體的混合作用為鈾成礦提供了有利的條件,促進了鈾元素的活化、遷移和富集。5.3花崗巖對鈾成礦的控制作用花崗巖的巖石類型對鈾成礦具有顯著的控制作用。不同巖石類型的花崗巖,其礦物組成、化學(xué)成分以及物理性質(zhì)存在差異,這些差異直接影響了鈾的富集和礦化過程。在諸廣山地區(qū),二云母花崗巖和黑云母花崗巖是鈾礦化較為發(fā)育的巖石類型。二云母花崗巖中,白云母和黑云母的存在使其具有較高的吸附鈾的能力。云母類礦物晶體結(jié)構(gòu)中的層間域具有較大的可交換性,能夠容納鈾離子,從而使鈾在巖石中得以富集。例如,在一些二云母花崗巖中,鈾含量明顯高于其他巖石類型,這與云母類礦物對鈾的吸附作用密切相關(guān)。黑云母花崗巖中,黑云母的含量相對較高,其富含的鐵、鎂等元素對鈾的富集也起到重要作用。黑云母的晶體結(jié)構(gòu)中存在著一些缺陷和空位,這些微觀結(jié)構(gòu)特征有利于鈾離子的進入和固定。同時,黑云母在熱液作用下容易發(fā)生蝕變,釋放出其中的鈾,為鈾礦化提供了物質(zhì)來源。從化學(xué)成分來看,花崗巖中的硅、堿等元素含量對鈾成礦也有重要影響。硅含量較高的花崗巖,其巖石結(jié)構(gòu)相對疏松,滲透性較好,有利于成礦熱液的運移和鈾的沉淀富集。在諸廣山地區(qū),硅含量較高的花崗巖中,鈾礦化往往較為發(fā)育。堿質(zhì)含量適中的花崗巖,能夠提供適宜的化學(xué)環(huán)境,促進鈾的活化和遷移。鉀、鈉等堿質(zhì)元素可以與鈾形成絡(luò)合物,增加鈾在熱液中的溶解度,使其更容易在熱液中遷移。當熱液運移到合適的部位時,物理化學(xué)條件的改變會導(dǎo)致絡(luò)合物分解,鈾沉淀富集形成礦床?;◢弾r的地球化學(xué)特征對鈾成礦具有重要的指示作用。稀土元素和微量元素特征可以反映花崗巖的源區(qū)性質(zhì)、巖漿演化過程以及與鈾成礦的關(guān)系。在諸廣山地區(qū),花崗巖的稀土元素總量(ΣREE)較高,輕稀土元素(LREE)相對重稀土元素(HREE)更為富集,LREE/HREE比值在3-8之間,且具有明顯的負Eu異常,δEu值在0.3-0.7之間。這些特征與鈾礦化的分布具有一定的相關(guān)性。研究發(fā)現(xiàn),在稀土元素總量較高、輕稀土元素富集且負Eu異常明顯的花崗巖中,鈾礦化往往更為發(fā)育。這可能是因為稀土元素與鈾元素在地球化學(xué)性質(zhì)上具有一定的相似性,它們在巖漿演化過程中可能具有相似的行為。輕稀土元素的富集和負Eu異常的出現(xiàn),表明巖漿在演化過程中經(jīng)歷了較強的結(jié)晶分異作用,這種作用可能導(dǎo)致鈾元素的富集。微量元素方面,大離子親石元素(LILE)如Rb、Th、U等含量較高,高場強元素(HFSE)如Nb、Ta、Zr、Hf、Ti等含量較低的花崗巖,更有利于鈾成礦。大離子親石元素具有較強的活動性,在巖漿演化過程中容易與鈾元素一起遷移和富集。Rb、Th等元素與鈾元素在地球化學(xué)性質(zhì)上較為相似,它們在熱液中可能形成絡(luò)合物,共同遷移。當熱液遇到合適的物理化學(xué)條件時,絡(luò)合物分解,鈾元素沉淀富集形成礦床。而高場強元素相對穩(wěn)定,其含量較低表明巖漿在演化過程中受到的深部地幔物質(zhì)的影響較小,有利于鈾元素在淺部地殼中富集。構(gòu)造運動導(dǎo)致的花崗巖侵位與鈾礦化在時間和空間上存在緊密的耦合關(guān)系。在時間上,諸廣山地區(qū)中生代的印支運動和燕山運動對花崗巖的形成和鈾礦化產(chǎn)生了重要影響。印支運動期間,區(qū)域內(nèi)的地層發(fā)生強烈褶皺變形,地殼加厚,巖石在高溫高壓條件下發(fā)生重熔,形成了少量的印支期花崗巖。這一時期的構(gòu)造運動也為鈾礦化提供了動力和物質(zhì)來源。在印支運動導(dǎo)致的構(gòu)造應(yīng)力作用下,地殼深部的鈾元素被活化,隨著巖漿的上升和熱液的運移,在合適的部位沉淀富集形成鈾礦床。燕山運動時期,巖石圈發(fā)生強烈的伸展作用,大量的花崗巖漿沿著斷裂構(gòu)造上升侵位,形成了大面積的花崗巖體。同時,這一時期的構(gòu)造運動也導(dǎo)致了強烈的熱液活動,為鈾礦化提供了有利條件。燕山期的熱液活動攜帶了大量的鈾元素,在花崗巖體及其外接觸帶附近沉淀富集,形成了眾多的鈾礦床。研究表明,諸廣山地區(qū)的鈾礦化年齡主要集中在燕山期,與花崗巖的形成時代基本一致,這進一步證明了花崗巖侵位與鈾礦化在時間上的耦合關(guān)系。在空間上,花崗巖體的侵位位置和形態(tài)對鈾礦化的分布具有重要控制作用。鈾礦床主要分布在花崗巖體內(nèi)部及其外接觸帶附近。在花崗巖體內(nèi)部,鈾礦化往往集中在斷裂構(gòu)造發(fā)育的部位,如斷裂交匯處、斷裂的拐彎處等。這些部位巖石破碎,滲透性好,有利于成礦熱液的運移和鈾的沉淀富集。在花崗巖體的外接觸帶,鈾礦化主要分布在與圍巖的接觸部位,尤其是接觸帶附近的斷裂和裂隙發(fā)育區(qū)。外接觸帶的巖石由于受到花崗巖巖漿熱液的影響,發(fā)生了不同程度的蝕變,為鈾礦化提供了有利的條件?;◢弾r體的形態(tài)也會影響鈾礦化的分布。例如,巖株狀的花崗巖體,其頂部和邊緣部位往往是鈾礦化的有利部位,因為這些部位更容易受到構(gòu)造應(yīng)力的作用,巖石破碎,有利于成礦熱液的運移和鈾的沉淀。而巖基狀的花崗巖體,鈾礦化可能分布在巖體內(nèi)部的不同部位,其分布規(guī)律與巖體內(nèi)部的構(gòu)造和巖石特征密切相關(guān)。六、花崗巖對鈾成礦作用的啟示6.1成礦模式建立綜合前文對花崗巖成因、鈾成礦物質(zhì)來源和控制因素等方面的研究成果,建立適合諸廣山地區(qū)的花崗巖型鈾礦成礦模式,能夠更清晰地闡述成礦過程中各要素的相互作用。在中生代,諸廣山地區(qū)經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造運動,印支運動使華南地區(qū)受到強烈擠壓,發(fā)生造山運動,區(qū)域內(nèi)地層褶皺變形,斷裂構(gòu)造發(fā)育。燕山運動時期,巖石圈強烈伸展,為花崗巖的形成創(chuàng)造了條件。深部地殼物質(zhì)在構(gòu)造運動產(chǎn)生的高溫高壓條件下發(fā)生部分熔融,形成花崗巖漿。巖漿源區(qū)主要為古老的地殼物質(zhì),可能是深部變質(zhì)巖,在部分熔融過程中,地幔物質(zhì)也可能通過巖漿混合作用參與其中,為巖漿提供熱量和部分元素?;◢弾r漿在上升侵位過程中,由于溫度和壓力的變化,發(fā)生分離結(jié)晶作用。早期結(jié)晶的礦物如斜長石、角閃石等,隨著巖漿的演化,硅、鉀等元素逐漸富集,有利于后期鉀長石、石英等礦物的結(jié)晶。巖漿混合作用也對花崗巖的成分和性質(zhì)產(chǎn)生影響,地幔來源的鎂鐵質(zhì)巖漿與地殼來源的長英質(zhì)巖漿混合,改變了巖漿的物理化學(xué)性質(zhì)?;◢弾r形成后,其中的鈾元素成為潛在的鈾源?;◢弾r中較高的鈾含量為鈾成礦提供了物質(zhì)基礎(chǔ),不同巖性的花崗巖鈾含量存在差異,二云母花崗巖和黑云母花崗巖的鈾含量相對較高,這與它們的礦物組成和巖漿演化過程有關(guān)。在構(gòu)造運動和熱液活動的影響下,花崗巖中的鈾元素被活化,進入熱液體系。成礦流體來源多樣,大氣降水在地下循環(huán)過程中與圍巖相互作用,溶解了圍巖中的成礦物質(zhì),包括鈾元素,成為成礦流體的重要組成部分?;◢弾r形成過程中釋放出的巖漿水,富含各種成礦元素和揮發(fā)分,也參與了成礦流體的形成。深部流體可能來自地?;虻貧ど畈?,在構(gòu)造活動的驅(qū)動下上升,與淺部流體混合,為鈾礦化提供了額外的物質(zhì)來源和動力。構(gòu)造運動導(dǎo)致的斷裂構(gòu)造為成礦流體的運移提供了通道。鈾礦化主要發(fā)生在花崗巖體內(nèi)部及其外接觸帶附近的斷裂構(gòu)造發(fā)育部位。在斷裂交匯處、斷裂的拐彎處等,巖石破碎,滲透性好,有利于成礦熱液的運移和鈾的沉淀富集?;◢弾r的巖石類型和地球化學(xué)特征也對鈾成礦起到控制作用,硅含量較高、堿質(zhì)含量適中的花崗巖,以及稀土元素和微量元素特征符合一定條件的花崗巖,更有利于鈾礦化的發(fā)生。在成礦過程中,熱液中的鈾元素在合適的物理化學(xué)條件下沉淀富集。當熱液運移到斷裂構(gòu)造發(fā)育的部位時,由于溫度、壓力、pH值等條件的改變,鈾絡(luò)合物分解,鈾離子與其他離子結(jié)合,形成瀝青鈾礦等鈾礦物,沉淀在巖石的裂隙和孔隙中,形成鈾礦體。綜上所述,諸廣山地區(qū)花崗巖型鈾礦的成礦模式可概括為:在中生代構(gòu)造運動的背景下,深部地殼物質(zhì)部分熔融形成花崗巖漿,巖漿在上升侵位過程中經(jīng)歷分離結(jié)晶和巖漿混合作用,形成不同類型的花崗巖。花崗巖中的鈾元素在構(gòu)造運動和熱液活動的影響下被活化,進入由大氣降水、巖漿水和深部流體混合而成的成礦流體中。成礦流體沿著斷裂構(gòu)造運移,在花崗巖體內(nèi)部及其外接觸帶附近的有利部位,由于物理化學(xué)條件的改變,鈾元素沉淀富集,形成鈾礦床。6.2找礦方向與前景基于對花崗巖與鈾成礦關(guān)系的深入研究,可確定諸廣山地區(qū)潛在的鈾礦找礦方向,為后續(xù)的找礦工作提供指導(dǎo)。在巖石類型方面,二云母花崗巖和黑云母花崗巖由于其鈾含量相對較高,且礦物組成和地球化學(xué)特征有利于鈾的富集,應(yīng)作為重點找礦目標。在這些巖石類型中,關(guān)注巖石的蝕變特征,尤其是與鈾礦化密切相關(guān)的堿交代作用、硅化、絹云母化、綠泥石化等蝕變現(xiàn)象。在二云母花崗巖中,若出現(xiàn)明顯的堿交代蝕變,即鉀長石、鈉長石等堿性長石對圍巖礦物的交代,使巖石中的鉀、鈉含量增加,這種蝕變帶往往是鈾礦化的有利部位。在黑云母花崗巖中,硅化和絹云母化蝕變發(fā)育的區(qū)域,巖石的滲透性和化學(xué)活性發(fā)生改變,有利于鈾元素的遷移和沉淀,可能存在鈾礦體。構(gòu)造部位也是找礦的關(guān)鍵因素。斷裂構(gòu)造發(fā)育的部位,尤其是斷裂交匯處、斷裂的拐彎處和膨大部位,巖石破碎,滲透性好,是成礦熱液運移和鈾沉淀富集的有利場所。在諸廣山地區(qū),北北東向和北西向的斷裂是主要的控礦構(gòu)造,在這些斷裂的交匯部位,如某些礦區(qū)中北北東向硅化斷裂帶與近東西向(北北西向)輝綠巖交接復(fù)合部位,已發(fā)現(xiàn)了重要的鈾礦床。斷裂的拐彎處和膨大部位,由于應(yīng)力集中和巖石破碎程度的差異,也有利于鈾礦化的發(fā)生。在斷裂的拐彎處,熱液流動方向發(fā)生改變,導(dǎo)致物理化學(xué)條件發(fā)生變化,促使鈾元素沉淀;而斷裂的膨大部位,熱液有更多的空間聚集和沉淀,增加了鈾礦化的可能性。從區(qū)域分布來看,花崗巖體內(nèi)部及其外接觸帶附近是鈾礦化的主要區(qū)域。在花崗巖體內(nèi)部,除了關(guān)注斷裂構(gòu)造發(fā)育的部位外,還應(yīng)注意巖體的不同巖相帶。邊緣相和過渡相的巖石由于結(jié)晶程度和礦物組成的差異,可能對鈾礦化產(chǎn)生影響。邊緣相巖石冷卻速度較快,礦物結(jié)晶細小,巖石結(jié)構(gòu)相對疏松,有利于熱液的運移和鈾的沉淀。在花崗巖體的外接觸帶,關(guān)注與圍巖的接觸關(guān)系以及圍巖的性質(zhì)。當花崗巖與富含鈾的圍巖接觸時,在巖漿熱液的作用下,圍巖中的鈾可能被活化遷移,在接觸帶附近形成鈾礦床?;◢弾r與震旦-奧陶系淺變質(zhì)碎屑巖接觸的部位,這些碎屑巖中含有一定量的鈾,在熱液作用下,鈾元素可能被溶

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