成矿铀源条件
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发布时间：2023-05-29 19:03
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时间：2024-10-05 12:44
成矿铀源（以下简称铀源）是形成任何一种铀矿床的前提条件。对多因复成矿床而言，成矿铀源具有多源性特点，即含矿主岩层为基准的上部浅成铀源、地壳深部铀源（含地幔层铀源）及含矿层本身的侧向铀源，简化称之为上浅源、下深源和旁侧源。如黑色页岩建造内的多因复成铀矿床，其成矿铀源有来自地壳浅部风化淋积叠加成矿的铀源，有黑色页岩原始沉积－成岩富集的铀源，还有来自地壳深部的热液铀源。因此多因复成铀矿床的成矿铀源常常是多种铀源叠加组成，而成矿铀源的划分，已在第二章第六节中作过论述。
有时为研究方便起见，还以含矿主岩时代为准，早于含矿主岩生成的铀源称之为先成铀源，晚于含矿主岩生成的铀源称之为后成铀源，与含矿主岩同时代形成的铀源称之为同生铀源。如石英卵石砾岩建造内的多因复成铀矿床，其先成铀源是产于地盾的太古宙结晶片岩、片麻岩、富钾花岗岩、花岗闪长岩等岩石中的铀。在上述岩石内有较多铀矿物和含铀矿物，在古元古代风化剥蚀作用下，以陆源碎屑形式搬运和迁移，在当时古元古代（2.5～2.2Ga）大气缺氧条件下沉积富集。因而造成矿床内部分铀矿物和含铀矿物的年龄，大于古元古代的含矿层位年龄，成为先成铀源。同样，元古宙不整合型铀矿床，或以其含矿主岩归之为石墨片岩型的多因复成铀矿床，其先成铀源是太古宙富钾的花岗岩体或花岗杂岩体内的铀。同生铀源是古元古代石墨质片岩和含石墨的泥质片麻岩等含矿主岩层位内的铀。后成铀源是来自地壳深处，其年龄远远晚于含矿主岩层位的热液或热水铀源。
应着重指出，先成岩体或岩层内的铀，远非全部能够成为成矿铀源。这里取决于铀在岩石或矿物内的存在形式及成矿前和成矿期对岩体和岩层内的铀所进行的活化作用。对岩石内呈分散和吸附形式，及以独立铀矿物形式存在的铀，经地壳构造－岩浆活化作用易于浸出的铀，我们称其为活动铀，而以类质同像形式存在于含铀矿物内的铀，一般难于活化成活动铀，取名为非活动铀。因此，先成岩体或岩层内的铀含量高（或放射性强度高），不完全等于有丰富的成矿铀源。在研究和评价区域铀成矿远景时，应对铀在岩体和岩层中的存在形式，以及成矿演化史中的构造－岩浆活动对先成铀的活化作用程度加以具体分析和评述。通常是成矿前构造－岩浆活化越强烈，使先成岩体或岩层内的铀产生活化迁移也随之强烈。在成矿期内即开始转入相对稳定的构造环境时，先前已活化出来的铀在此转折的有利环境下开始沉淀，并富集成矿。长期的构造活动区和长期的构造稳定区，均不利铀成矿富集，前者不利于铀沉淀富集，后者不利使先成铀活化参与成矿。
岩石的变质程度深浅，与其含铀性密切相关。通常是岩石的变质程度越深，岩石的含铀性越差，因铀在变质过程中不断发生活化，使岩石的铀含量随变质程度加深而降低。澳北和加拿大阿萨巴斯卡盆地的一些超大型铀矿床，附近作为成矿铀源的太古宙基底岩石，其变质程度大都较浅，属绿片岩相至角闪岩相。据K.S.海尔及J.A.S.亚当斯（1965）对挪威兰居岛变质岩含铀性研究结果，变质程度为浅变质角闪岩相的浅色片麻岩，其铀含量为5g/t（5个样品），而浅变质角闪岩相的片麻岩，铀含量却是1.22g/t（3个样品），深变质麻粒岩相的片麻岩铀含量为0.88g/t（5个样品），深变质麻粒岩相的二长岩铀含量为0.61g/t（3个样品），深变质麻粒岩相的带状片麻岩铀含量为0.22g/t（4个样品），也同样说明变质岩的变质程度低，有利于提供成矿铀源。
古老地台太古宙基底岩石的成熟度或岩石分异演化程度，与成矿铀源层体的形成有着时空和成因上的联系。据K.C.康迪研究，太古宙是地球最原始陆壳形成阶段，随着陆壳的增厚，太古宙硅铝物质逐渐向地壳上部迁移。在太古宙早期（3.0Ga以前）硅铝物质在基底花岗岩－绿岩带形成过程中，在褶皱前和同褶皱期间，往往富钠，形成奥长花岗岩、云英闪长岩和灰色片麻岩，相当于地幔早期分异产物。在太古宙晚期（3.0～2.5Ga）为绿岩带褶皱后期则富钾，形成花岗闪长岩、二长花岗岩和钾长花岗岩，相当于地幔晚期分异作用的产物。富钾花岗岩的形成，标志着太古宙地壳演化阶段的结束，并首次出现放射性元素的U、Th、K的富集，铀富集达5～6g/t，甚至大于10g/t。从而形成太古代宙的，也是地壳最早的原始铀地球化学异常场。在澳大利亚、加拿大等铀矿区，均把太古宙钾质花岗岩出露的多寡，作为评价太古宙基底岩石成熟度的主要标志，同时也看成是元古宙及其后铀成矿富集作用的重要铀源体。
应特别指出的是，现时岩体或岩层内的铀含量，不能代表矿床形成时及岩石形成时的古铀含量。尤其是元古宙形成的岩石或矿床，距今有亿万年漫长的地质时间，在此长久的地质时期内，岩石和矿石的铀含量可能会发生很大变化。如我国东北太古宙连山关岩体，通过铀－铅同位素测得原始铀含量为18g/t，现今铀含量却只有5.5g/t，铀的迁出率竟达70%。因此，在评价成矿铀源层体时，现今的铀场仅仅只能作为参考数值使用，最好确定岩石成岩时的原始铀含量（又称古铀含量）。王正邦对美国西部怀俄明盆地蚀源区各岩体原始铀含量（U0）和现今铀含量（U）作了对比研究（表8-1）。如果仅用现今铀含量评价铀源区，几个隆起蚀源区现今铀含量都小于8g/t，而只有猫头鹰漆山的现今铀含量为11.79g/t，可认为此山为较好的铀源区，但通过成矿时铀含量测定，却得出花岗岩山的原始铀含量（U0）为20～50g/t，而猫头鹰漆山的原始铀含量反而比现今铀含量低，只有5～10g/t。表明猫头鹰漆山的岩石成岩以来，不仅没有丢失，相反却有微量的增加。花岗岩山原始铀含量及Th/U值都较高的数据，表明它是真正的铀源区。
表8-1 怀俄明盆地铀矿床铀源区岩体的原始铀含量
（据王正邦，1984）
