【正文】 圍巖蝕變類型及其與鈾成礦的關(guān)系 ▼ 粘土化 （ 泥化 ） ： 是典型的低溫?zé)嵋何g變 ， 在酸性火成巖 、 特別是火山巖中發(fā)育 。nH2O） 析出 ，并可吸附相當(dāng)數(shù)量的鈾 。 其溶解度隨溫度升高而增大；當(dāng) pH值﹥ 9時(shí) ， SiO2的溶解度急劇增高 ， 形成 H4SiO4（ 正硅酸 ） 。 硅化的實(shí)質(zhì)是長石的分解、石英顆粒加大和去堿作用。 常與其他蝕變，如水云母化、綠泥石化等伴生，與一些蝕變反應(yīng)過程中有部分 SiO2析出有關(guān)。 Fe3+與 OH－ 結(jié)合成 Fe（ OH） 3的膠狀顆粒 ， 經(jīng)脫水和結(jié)晶作用生成赤鐵礦： Fe3+＋ 3OH－ ＝ Fe（ OH） 3 ΔGr0＝－ /摩爾 2 Fe（ OH） 3→Fe2O3↓＋ 3H2O ΔGr0＝－ 15千卡 /摩爾 圍巖蝕變類型及其與鈾成礦的關(guān)系 ② 認(rèn)為赤鐵礦化是二價(jià)鐵和六價(jià)鈾之間發(fā)生氧化－還原反應(yīng)的結(jié)果： UO22+＋ 2Fe2+＋ 3H2O→UO2＋ Fe2O3↓＋ 6H+ 上述反應(yīng)在介質(zhì) pH＝ 5－ 9的天然條件下，ΔGr0＞ 0，反應(yīng)不能自發(fā)發(fā)生，只有在 pH＞ 9的堿性條件下反應(yīng)才成立。 在鈾釷礦物周圍形成暈圈 ， 是這種觀點(diǎn)的有力證據(jù) 。 圍巖蝕變類型及其與鈾成礦的關(guān)系 赤鐵礦化的形成 ， 主要有兩種觀點(diǎn)： ① 認(rèn)為赤鐵礦化是輻射化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果 。 離礦體和含礦構(gòu)造越遠(yuǎn) ， 蝕變越弱 ， 顏色也越淺 。 杜樂天總結(jié)了堿性蝕變巖的地球化學(xué)特征： ▼ 赤鐵礦化： 又稱紅化 ， 特點(diǎn)是蝕變圍巖的顏色因?yàn)槌噼F礦呈云霧狀全巖性浸染而呈紅色 。 堿交代在一價(jià)離子 （ K+、 Na+、 Rb+、 Cs+等 ） 大量帶入的同時(shí) ，二價(jià)堿土元素 （ 如 Fe2+、 Cu2+、 Ca2+、 Mg2+、 Ba2+、Sr2+、 Zn2+、 Pb2+、 Mn2+等 ） 被帶出 ， 還帶出 Si4+、Al3+等高價(jià)陽離子 。 ⑤ 堿交代使巖石孔隙度劇增 ， 而機(jī)械強(qiáng)度減弱 ， 易破碎 ， 利于熱液流通 、 滲透和成礦作用 。 導(dǎo)致堿交代體之上形成石英脈和硅化帶。 ② 堿交代過程中， 堿性溶液的 Eh值隨著 pH值減小而增高， Fe2+向 Fe3+轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致產(chǎn)生赤鐵礦化。 1）熱液蝕變類型及其地球化學(xué)特征 圍巖蝕變類型及其與鈾成礦的關(guān)系 ① 鈉交代時(shí)巖石去鉀，鉀交代時(shí)巖石去鈉。 與鈾礦化關(guān)系密切的堿交代，有高溫階段和中低溫階段二種類型。 1）熱液蝕變類型及其地球化學(xué)特征 圍巖蝕變類型及其與鈾成礦的關(guān)系 ▼ 堿交代： 是指以鉀、鈉為主的熱液交代圍巖所引起的蝕變作用。 堿性熱液蝕變 是由堿質(zhì)熱液與圍巖作用產(chǎn)生的 ，主要包括鈉長石化 、 鉀長石化和碳酸鹽化三種；在花崗巖地區(qū)還發(fā)育有鉀 、 鈉長石混合交代作用 。熱液活動(dòng)越強(qiáng)烈，蝕變就越明顯，也就越有利于礦床的形成。 因熱液交代作用而引起的圍巖變化稱為熱液蝕變，而蝕變后的巖石稱為蝕變圍巖。 ③化學(xué)活潑性高的巖石，即巖 /液之間容易互通有無，或它們的 pH值差別大，容易起化學(xué)反應(yīng)，如基性脈巖、碳酸鹽類、堿交代巖等。 2）巖石物質(zhì)組成及化學(xué)性質(zhì)對鈾成礦的控制 熱液鈾礦床圍巖特征 有利成礦的巖石為： ①富含 Fe2+及其他低價(jià)態(tài)元素的圍巖，如黃鐵礦化的蝕變巖。 ① 外接觸帶上的鈾礦床往往產(chǎn)在碳質(zhì)和富含硫化物的沉積巖和沉積變質(zhì)巖中； ② 在巖體內(nèi)部 ， 鈾礦床通常產(chǎn)在接觸帶附近并定位在富 Ca、 Mg、 Fe或還原容量大的巖石一側(cè)； 2）巖石物質(zhì)組成及化學(xué)性質(zhì)對鈾成礦的控制 熱液鈾礦床圍巖特征 ③ 礦石礦物瀝青鈾礦常分布在黃鐵礦周圍 ，或與黑云母 、 鐵綠泥石 、 鈉閃石 、 含鐵石榴子石等伴生； ④ 脈石礦物成分常受主巖影響 。 有效孔隙度及脆性一起決定著巖石的滲透性能 。 對成礦有意義的孔隙度是有效孔隙度 。 熱液鈾礦床與火成巖的關(guān)系 熱液鈾礦床圍巖特征 圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)主要體現(xiàn)在 : ① 孔隙度； ② 滲透性； ③ 脆性 。 與火成巖沒有明顯聯(lián)系的熱液鈾礦床 ， 盡管在礦區(qū)范圍內(nèi)很少有或沒有火成巖產(chǎn)出 ， 但不能排除地下深處有巖體存在 。礦石中的微量元素組合，以及主要常量元素常與圍巖的成分類似，表明圍巖為成礦提供或部分提供物質(zhì)來源。 熱液鈾礦床與火成巖的關(guān)系 （ 3）成分關(guān)系 熱液鈾礦床礦石的物質(zhì)成分與圍巖成分有關(guān)。 熱液鈾礦床與火成巖的關(guān)系 （ 2） 時(shí)間關(guān)系 與改造型花崗巖摩天嶺巖體有關(guān)的鈾礦床 （ 376鈾礦床 ） ， 其時(shí)差達(dá)幾億年之久 （ 巖體 760Ma， 礦石早階段 360Ma；晚階段 64Ma） 。 熱液鈾礦床一般都具有一定的礦巖時(shí)差 。 熱液鈾礦床與火成巖的關(guān)系 （ 2） 時(shí)間關(guān)系 系指礦床與巖體形成時(shí)代的先后關(guān)系 。如不整合面型鈾礦床 ， 黑色建造中脈型鈾礦床 ， 碳硅型泥巖鈾礦床等 。 表現(xiàn)在二個(gè)方面： ① 鈾礦床賦存于火成巖石中； ② 鈾礦床產(chǎn)出于巖體的接觸帶或接觸帶附近的圍巖中 ， 包括火山巖 、 基底花崗巖 、 沉積巖和變質(zhì)巖 。 大洋地殼的形成通過俯沖作用 ， 又使其返回地幔深處 ， 鈾通過此循環(huán)進(jìn)入地幔 ， 然后由異常地幔派生的巖漿 ， 通過殼幔作用 ， 再進(jìn)入地殼 ， 直至帶到地殼殼層 。 大體上可以分為兩種情況： 一是巖漿與圍巖 （ 沉積巖或淺變質(zhì)巖 ） 混合來源； 二是已固結(jié)的火成巖與圍巖 （ 沉積巖或淺變質(zhì)巖 ） 混合來源 。 礦床的成礦物質(zhì) （ 鈾 ） 來源與巖漿巖沒有直接聯(lián)系 ， 明顯來自控礦地層－沉積巖或淺變質(zhì)巖 ， 這類地層稱為礦 （ 鈾 ） 源層 ， 它們的鈾含量很高 ， 可達(dá) 30 106以上 ， 能夠?yàn)楹髞淼拟櫝傻V提供充足的鈾源 。 成礦物質(zhì)來源（鈾源） （ 3） 來源于富鈾的沉積巖和沉積變質(zhì)巖 。 成礦與巖漿活動(dòng)沒有直接關(guān)系 ，而是與已固結(jié)的花崗巖有關(guān) 。 成礦物質(zhì)來源（鈾源） （ 2） 來源于已固結(jié)的火成巖 。 多期多階段巖漿演化的復(fù)式花崗巖體，在巖漿演化的晚期、晚階段， 隨著 SiO K2O和 Na2O含量增高，鈾含量也有明顯增高的規(guī)律。 成礦物質(zhì)來源（鈾源） （ 1）來源于巖漿分異。 鈾源是研究熱液鈾礦床成因的主要問題之一 。 按照水的不同來源 ， 成礦流體可分為 海水 、 大氣降水 、 同生建造水 、 地?zé)崴?、 巖漿水 和 變質(zhì)水 等六種類型 。 熱液中鈾的遷移形式和沉淀機(jī)理 表 巖石的還原容量 ?Eh（ mv） 礦床 礦化圍巖的△ Eh值 非礦化巖石的△ Eh值 302 2535 20 201 22 18 361 30 27 380 22－ 37 1020 6217 40 30 DLS 32－ 50 1331 注： ?Eh=EhA－ EhB， EhA－含 KOH的 KMnO4溶液的 Eh值， EhB－ KMnO4溶液與巖石樣品反應(yīng)后的 Eh值 含鈾溶液來源包括水 、 礦化劑的來源 。 ③溫度的降低： 熱液溫度降低， UO2開始沉淀的Eh值升高，可在較高的熱液 Eh值條件下被還原成礦。這種蝕變反應(yīng)引起 UO2開始沉淀，使其 Eh值與熱液的 Eh值產(chǎn)生方向相反的變化，對鈾的還原沉淀十分有利。同時(shí)氫交代作用改變了熱液中 OH與 H+的比例，使溶液向堿性轉(zhuǎn)化，pH值升高。 2）鈾的沉淀機(jī)理 導(dǎo)致熱液 Eh值降低和 UO2開始沉淀時(shí) Eh值升高的原因主要與下述因素有關(guān)： ① 圍巖蝕變作用 ； ②壓力的降低； ③溫度的降低； ④圍巖的還原容量（ ?Eh）。 2）鈾的沉淀機(jī)理 熱液中鈾的遷移形式和沉淀機(jī)理 （ 4）熱液中 CO32和 F對 UO2開始沉淀時(shí) Eh值的影響與含鈾離子活度的影響不同（ 鈾活度增高，鈾開始沉淀的 Eh值也增高； CO32和 F 活度的增高，則降低鈾沉淀的 Eh值 ） 。 （ 2） 溫度降低鈾還原沉淀開始的 Eh值升高 (鈾還原沉淀的 ?Eh減小 )， 故降低溫度有利于鈾從熱液中沉淀富集 。 2）鈾的沉淀機(jī)理 （ 1） 鈾遷移形式的變化對鈾還原沉淀開始的Eh值有明顯影響 。 Eh值降低是鈾沉淀成礦的一個(gè)重要因素 。在熱液鈾礦床中普遍存在 赤鐵礦 ， 成礦熱液中所含的變價(jià)元素如 鐵 、 硫 、 鈾等大都呈高價(jià)態(tài)存在 ， 推斷含鈾熱液的初始氧化－還原電位 Eh值較高 ， 大約在 +－ + 。 ；華南花崗巖型鈾礦床， pH＝ 6－ 8。 成礦時(shí)熱液趨向于弱酸、弱堿或中性。初始熱液為酸性或堿性， 鈾成礦以中性至弱堿性介質(zhì)最為適宜。 礦化類型為堿交代巖型或碳酸鹽型。 含鈾熱液的物理－化學(xué)條件 堿性熱液 以富含 HCO CO32和堿金屬離子 Na+、K+為其特征，初始溶液的 pH值可達(dá) 8－ 10。 古地下水和熱鹵水形成的含鈾熱液也呈酸性 ，火山巖地區(qū)的迪開石化和水云母化均為酸性溶液作用的產(chǎn)物 。 初始熱液可分成 酸性 和 堿性 兩個(gè)基本類型 。 降壓導(dǎo)致熱液的沸騰和去氣作用 ， 這是鈾沉淀成礦的一個(gè)重要原因 。 絕大多數(shù)熱液鈾礦脈都產(chǎn)在斷裂構(gòu)造或?qū)娱g破碎帶中 。 一般來說，堿交代巖型高溫礦床形成壓力較大，超過 1 108Pa； 鈾－砷化物型和鈾－硫化物型礦床形成壓力較小為 (13－ 40) 106Pa，有的超過 5 107Pa，但不超過 1 108Pa； 汞－鈾型礦床形成的深度和壓力最小 。 主要鈾礦物的沉淀壓力為 (9－ 3) 107Pa，成礦是在熱液降壓的過程中發(fā)生的。 （ 1）熱液作用的壓力變化范圍較大。