Fogang花岗岩岩基的地质年代学与地球化学特征及其对铀矿化的影响

《Frontiers in Earth Science》：Geochronology and geochemistry of the Fogang granitic batholith and its implications for uranium mineralization

佛冈花岗岩体中Pajiang铀矿床的主岩类型（PBG、M-FG TMG、FG TMG）形成时代及地球化学特征研究表明，PBG为高氧分压的S型花岗岩，而M-FG TMG和FG TMG因氧分压较低成为铀矿化重要来源。铀矿化与后期热液作用相关，两云母花岗岩是铀源岩，需优先勘探。

　　在华南地区，特别是广东省北部，存在着三个主要的东–西走向的花岗岩带，这些花岗岩带在地质构造上具有重要意义。其中，雾峰花岗岩体是该区域最显著的花岗岩带之一，它不仅面积广阔，而且构成了广东省内最大的复合花岗岩体。雾峰花岗岩体内部的岩石类型多样，包括斑状黑云母花岗岩（PBG）、中–细粒二长花岗岩（M-FG TMG）和细粒二长花岗岩（FG TMG）。尽管这些花岗岩体在区域内广泛分布，但到目前为止，仅在雾峰花岗岩体西南部发现了唯一的铀矿床——白马井铀矿床。该矿床主要赋存于二长花岗岩中，并与该地区的构造活动密切相关。然而，关于这些花岗岩体的形成年龄、岩浆演化过程及其与铀矿化之间的成因关系，仍存在较大的争议。为了进一步明确这些花岗岩体的成因类型及对铀矿化的影响，研究团队对雾峰花岗岩体内的不同岩性进行了系统的年代学、岩石地球化学及锆石微量元素分析。

研究表明，雾峰花岗岩体内的花岗岩形成时间大致在侏罗纪早期，PBG的锆石U–Pb年龄为156.7 ± 0.7 Ma，M-FG TMG为155.3 ± 1.6 Ma，FG TMG为153.8 ± 1.4 Ma。这些年龄数据表明，这些花岗岩体可能是在同一时期形成的，具有多阶段侵入的特征。从岩石地球化学角度来看，PBG、M-FG TMG和FG TMG均显示出高硅、高碱性以及金属铝至过铝的特征，但它们的稀土元素含量较低，并且具有负的铕异常，这些特征与高度分异的S型花岗岩相符。此外，这些花岗岩的Rb/Sr比值较高，表明它们可能来源于成熟的大陆地壳物质。

锆石微量元素分析进一步揭示了这些花岗岩体的氧化还原条件。PBG的氧逸度较高（lg fO? = ?13.2），而M-FG TMG和FG TMG的氧逸度较低（lg fO? = ?20.2和?17.3）。在低氧逸度条件下，铀更倾向于以独立的铀矿物或富铀矿物的形式结晶，而在高氧逸度条件下，铀则更可能被纳入到耐熔矿物中，如锆石和独居石。因此，M-FG TMG和FG TMG在形成过程中可能为铀矿物的结晶提供了有利条件，而这些矿物在随后的白垩纪晚期热液作用中可能被溶解，释放出铀并成为铀矿化的物质来源。这一发现进一步表明，二长花岗岩可能在华南地区的花岗岩型铀矿床中扮演着重要的铀源角色，为铀矿勘探提供了新的思路。

此外，研究还发现，这些花岗岩体的矿物组成和结构特征与其成因密切相关。PBG具有较宽的出露范围，侵入到泥盆纪和侏罗纪地层中，其矿物成分包括石英、钾长石、斜长石和黑云母。相比之下，M-FG TMG和FG TMG的出露范围较小，但它们的矿物成分也显示出一定的相似性，如石英、钾长石、斜长石、黑云母和白云母。在这些花岗岩中，石英和钾长石的含量较高，而黑云母和白云母则相对较少。这种矿物组成特征不仅反映了它们的形成条件，还可能影响铀的富集和矿化过程。

从地质构造的角度来看，雾峰花岗岩体的形成与区域内的构造活动密切相关。该区域的构造背景显示，花岗岩体主要受控于雾峰–丰顺断裂和恩平–新丰断裂，这些断裂带为热液流体的迁移提供了通道，从而影响了铀的富集和矿化。在白马井铀矿床附近，观察到明显的构造控制作用，如东–西向的“蛇岗”和“朱源”断裂，这些断裂带显示出复杂的应力状态，包括拉张、挤压和扭动变形。这种构造活动不仅影响了花岗岩的形成和演化，还为铀的富集提供了物理条件。

在矿物学和岩石学分析中，研究团队还发现，这些花岗岩体在形成过程中经历了不同程度的结晶和分异。PBG的结晶温度较高，平均约为714°C，而M-FG TMG和FG TMG的结晶温度则分别为709°C和755°C。这种温度变化可能与岩浆的演化过程有关，同时也影响了铀矿物的形成条件。在较低的氧逸度环境下，铀更可能以独立的铀矿物形式结晶，而在较高的氧逸度环境下，铀则更可能被包裹在耐熔矿物中，如锆石和独居石。因此，M-FG TMG和FG TMG可能在铀的结晶过程中起到重要作用，而PBG则可能作为铀的来源，因为其具有较高的铀和钍含量，且与常见的含铀矿物如独居石密切相关。

从成因类型来看，PBG的地球化学特征与S型花岗岩相似，表明其可能来源于大陆地壳的熔融作用。然而，关于雾峰花岗岩体的成因类型，存在一定的争议。一些学者认为PBG具有I型亲缘性，而另一些学者则认为其来源于大陆地壳的熔融作用，属于S型花岗岩。这种争议反映了对花岗岩成因机制的不同理解，因此，进一步的地球化学和年代学研究对于厘清这一问题具有重要意义。

此外，研究还发现，这些花岗岩体的形成与区域内的构造演化密切相关。在侏罗纪早期，华南板块经历了碰撞后拉伸作用，这一过程导致了广泛的岩浆活动和花岗岩体的形成。雾峰花岗岩体的形成可能与这一构造背景有关，其成因可能与碰撞后拉伸作用下的地壳熔融有关。这种构造环境不仅为花岗岩的形成提供了条件，还可能影响铀的富集和矿化过程。例如，地壳的拉伸作用可能导致地壳物质的熔融和上升，从而为铀的富集提供了必要的地质条件。

综上所述，雾峰花岗岩体内的PBG、M-FG TMG和FG TMG在形成过程中可能经历了不同的演化阶段和成因机制。PBG可能在较高氧逸度条件下形成，其较高的铀和钍含量表明其可能为铀矿化的直接来源。而M-FG TMG和FG TMG则可能在较低氧逸度条件下形成，它们的矿物组成和地球化学特征表明其可能成为铀的次要来源。因此，这些花岗岩体的综合研究不仅有助于理解雾峰花岗岩体的成因类型和演化过程，还为华南地区的铀矿勘探提供了新的方向。在未来的铀矿勘探中，应特别关注二长花岗岩的分布区域，因为它们可能为铀矿化提供了重要的物质基础。同时，进一步的构造和地球化学研究有助于揭示铀矿化的形成机制，从而提高勘探的效率和准确性。