古-中元古代结晶基底和褶皱基底地层中铀的预富集事件 前印支期成矿物质初步富集

作者&投稿:芮罡 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

西南地区发现的最早的铀成矿年龄,是在康滇地轴的变质岩系地层中。在云南元谋1101矿点混合岩中,晶质铀矿的铀-铅同位素年龄分别为960Ma、1006Ma(罗一月等,1998)。另外在攀枝花大田505矿点混合岩中,也发现钛铀矿的铀-铅同位素年龄为1030Ma(中国核工业地质局,2004)。这几个同位素年龄,是西南地区晋宁期已知最早的铀成矿年龄。因此,有人提出晋宁期是康滇地轴第一次铀成矿期(罗一月等,1998),认为在康滇地轴的褶皱基底(1700~850Ma)上,有了第一次铀矿化。但是,也有人认为,西南地区晋宁运动前没有铀成矿作用。理由是康滇地轴早、中元古代地槽演化发展过程中,早期的沉积作用及优地槽中火山作用使铀得到一定程度的预富集。例如牟定秀水河苴林群普登组的铀丰度可高达17.5×10-6,Th/U比值为3.5。从下部的康定杂岩到上部的中元古界,铀从0.n×10-6增加到(4~5)×10-6。部分碳硅泥质岩地层可高达(10~30)×10-6。晚期的构造运动及变质作用,地层中铀活化迁移,在变质岩(混合岩)中局部聚集形成晶质铀矿(例如,1101矿化点晶质铀矿年龄为1006Ma),但是没有进一步富集形成矿床。康滇地区发生在1700~1800Ma之间的重要地质构造运动(小关河运动、会理运动、龙川运动),造成了东西向复式背向斜为主的元古代结晶基底构造。康滇地区发生在850Ma左右的重要地质构造运动(晋宁运动),造成了南北向构造为主干的中元古代褶皱基底构造。在这些地质事件形成的结晶基底构造和褶皱基底构造中,仅仅使铀发生预富集,为以后铀成矿创造了一定条件(胥德恩,1992)。迄今为止,我们还没有在西南地区发现晋宁期和更古老的地质事件形成的铀矿床,目前发现的铀矿点也非常少。因此,本书暂时不将古-中元古代发生的重大地质事件列入西南地区铀成矿事件,而只暂将其列为铀的预富集事件。

康滇地轴中南段出露的古元古代变钠质火山岩-沉积岩系地层,为一套富钠质的细碧角斑岩-碎屑岩-碳酸盐岩沉积建造,变质成各种片岩、板岩和大理岩等组成的变钠质火山岩-沉积岩系。这一套岩系在空间分布上主要分布在康滇杂岩带和安宁河深断裂带的东侧,少数在西侧。这一海底火山溢流-喷发-沉积事件,给扬子西缘地区带来了重要的、丰富的铜铁等成矿物质,形成矿源层,也带来相对较高的铀,在康滇地轴中南段形成了相对高含量的铀源层。虽然在晋宁期混合岩中也发现了少量成矿时代相对较早的铀矿点(例如元谋1101矿点),但是迄今为止,在这一套富钠质的细碧角斑岩-碎屑岩-碳酸盐岩沉积建造中发现的铀矿主要成矿年龄还是落在澄江期(例如大红山铀矿铀的成矿时代晚于铜矿和铁矿,铈铀钛铁矿的U-Pb同位素年龄为828Ma,拉拉铀矿铀的成矿时代也晚于铜矿和铁矿)。发生在变钠质火山岩系地层中的铀成矿作用,其时代大都晚于铜矿和铁矿的成矿时代,与后期重大地质作用的关系更为相关。古元古代变钠质火山-沉积岩系地层铀的背景值为(3.6~4.1)×10-6,局部可达16×10-6(281队,1983)。在会理拉拉铜矿中落凼矿区的河口群变钠质火山岩中有很高的铀含量,为(14.1~93.2)×10-6,Th/U比值从钠长岩的1.05变化到钠长片岩的0.03。说明变质作用使铀得到初步富集,钍铀分离进一步加强。

中元古代古陆边缘伸展-裂陷环境下形成的昆阳群和会理群浅变质火山岩-细碎屑岩-碳质硅质板岩岩系是主要的含铀建造。在昆阳群和会理群中含铜建造中有一定规模的铀矿化。铀矿化与铜、铁矿化在空间上和时间上比较接近,但铀矿化时代晚于铜铁矿化的时代,铀矿化是在层状铜矿和改造叠加铜钴矿之后形成的。如易门万宝厂2801、东川汤丹的面山坑,沥青铀矿中含有铜,但铜矿物一般不含铀。昆阳群和会理群浅变质火山岩-细碎屑岩-碳质硅质板岩岩系铀含量较高。在这一含铀量较高的含铀地层中。碳质板岩一般铀含量5×10-6,碳硅质板岩局部10×10-6~20×10-6,最高可达40×10-6。康滇地轴中南段褶皱基底岩石钍铀分离情况有些差别。在东川汤丹、会理小关河-河口地区、武定罗茨-迤腊厂、易门万宝山一带的会理群和昆阳群浅变质岩系分布区,Th/U比值为1.83~2.4;石屏-建水一带的美党组粉砂质板岩,Th/U比值较高,一般为9.43~21.5。

古元古代钠质火山岩-沉积岩岩系,以及中元古代古陆边缘伸展-裂陷环境下形成的浅变质火山岩-细碎屑岩-碳质硅质板岩岩系,是该区可能的铀的初始富集地层。小关河运动、会理运动、龙川运动,以及后期的晋宁运动,造就古元古代结晶基底和中元古代褶皱基底的变质作用过程,有利于铀元素在地层岩石中的初始富集,并有利于钍铀分离。所以,古元古代—中元古代重要地质事件对西南地区铀成矿的贡献,主要是该地区第一次较大规模铀的预富集作用。



新元古代铀的成矿事件~

西南地区现已发现的铀矿成矿时代研究结果表明,康滇地轴新元古代是重要成矿期。表2.1所列的部分铀矿的成矿年龄在828~700Ma之间,例如大红山5~8矿点产于钠质熔岩中铈铀钛铁矿的U-Pb同位素年龄为828Ma,易门2801矿点产于碳质板岩中沥青铀矿的U-Pb同位素年龄分别为729.1Ma、726Ma、690Ma,会理1841矿点产于碳酸盐岩层中沥青铀矿的U-Pb同位素年龄分别为720.2Ma、700.0Ma。这和康滇地轴铜铁钴矿成矿作用时限集中在810~700Ma之间有着非常好的对应关系。迄今为止,这个时期铀矿化是唯一可以称得上西南地区最早的有小型铀矿床规模的成矿作用类型。
西南地区新元古代的最重要地质事件是晋宁-澄江运动。在“Rodinia超大陆的聚合与裂解”学术交流会(2003年10月杭州)取得了一个较一致的看法:华夏地块和扬子板块中元古代末“晋宁-四堡”造山带的形成与Rodinia 超大陆的拼合密切相关,而在后期(800~600Ma)裂谷盆地的形成演化与Rodinia超大陆在新元古代时期的解体作用相关,它们分别是Rodinia超大陆拼合与裂解过程的响应。晋宁运动(850Ma左右)首次报道是指云南晋宁六街附近昆阳群(美党组)与澄江砂岩之间的角度不整合所代表的运动(Mitsh,1942),是康滇地轴中南段一次重大的造山事件。这一事件涉及整个扬子及周缘地区。澄江运动(750~700Ma)系指澄江砂岩与南沱冰碛层之间的不整合所代表的运动。晋宁-澄江运动使古陆拼贴-裂解,产生强烈的岩浆-混合岩化、褶皱推覆造山、澄江砂岩盆地和苏雄组火山喷发和大量基性岩脉侵位。
近年来锆石SHRIMP U-P b精细测年研究成果表明,康定-泸定-冕宁地区的高级变质杂岩岩浆活动时代年龄值集中在850~750Ma、750~700Ma两个峰值年龄段。如康定杂岩体771~765Ma、雅江桥杂岩体778Ma、攀西同德杂岩体858~778Ma、米易混合花岗岩体760Ma、大田石英闪长岩体867~789Ma。从结晶年龄上,也可以认为在古老杂岩体中广泛发育有新元古代的岩浆岩。混合岩化杂岩中一般闪长质岩石和角闪斜长片岩(片麻岩)是贫铀的,但在部分花岗片麻岩、混合岩化岩石中铀得到预富集,又在其中多以活性铀形式存在,有利于在后期构造-热液作用下提供铀成矿物质。
康滇地轴上还出露一系列新元古代中酸性侵入岩体。这些花岗岩的形成时代大多集中在800~1000Ma之间。有钨锡矿化规模的如摩挲营岩体(1041Ma、829Ma)和易门九道湾岩体(846Ma、730Ma)。黑么岩体(783Ma)、物茂岩体(738Ma、718Ma,混合岩637Ma)、姚兴村岩体(854Ma)等都有钨锡矿化显示。澄江期花岗岩(650~700Ma)与元古代碳酸盐地层接触带有镁质矽卡岩型磁铁矿化,伴生锡矿化。康滇地区晋宁-澄江期成矿花岗岩的岩石地球化学、岩体的分带和自变质作用等与我国华南产钨锡的燕山期花岗岩类似,但是这类岩体不具有较好的含铀性,例如九道湾岩体U含量为6.3×10-6,狗街岩体U含量为5.6×10-6,Th/U比值小于4;勤丰营火山岩U含量为10×10-6。局部发现热液活动导致有较高的铀含量。
晋宁-澄江期,在以大红山群、河口群为代表的结晶基底和会理群、昆阳群为代表的褶皱基底之上,康滇地轴区发育大型的NNE向展布的断陷盆地,主要为甘洛-西昌苏雄组火山岩盆地和江川-建水澄江组砂岩盆地(或称东川-昆明盆地,陈智梁等,1987),发育一套造山期后陆相火山-磨拉石沉积建造。在康滇地轴北段,沿安宁河断裂爆发了以酸性为主,间有中性的大规模火山喷发,形成了苏雄组、开建桥组中富铀流纹岩(铀含量8.3×10-6)。与此同时伴随有含铀较高的钾质花岗岩侵入,如泸沽岩体(铀含量5.14×10-6)、拖乌岩体(铀含量7.10×10-6)、黄草山岩体(铀含量7.04×10-6)、脚拖岩体(铀含量12.12×10-6)等(胥德恩,1992a)。在康滇地轴北北部发育以苏雄组为代表的陆相火山-沉积盆地,在南部发育以澄江组为代表的陆相断陷盆地。这次事件代表了古陆的裂解。
新元古代时期,在康滇地轴中南段发生重大的构造活动(晋宁-澄江期运动),相当Rodinia古陆形成-裂解转换的时期。这个时期正是该区大型铜矿和铁矿、钨锡矿、铅锌矿成矿时期,也是至今已知的主要的铀矿化时期。康滇地轴中南段铀成矿时代都集中在新元古代,在1000~600Ma年龄范围,包括与钠质火山-沉积岩系有关,与古老碳硅泥岩有关,和与混合岩化热液成矿有关的铀矿化。这个年龄段也是康滇地轴中南段重要的Cu-Fe-Au成矿时代段。例如元谋牟定1101矿化点混合岩中晶质铀矿U-Pb同位素年龄为1006Ma和9609Ma;大红山5~8铀矿化点钠质熔岩中铈铀钛铁矿的U-Pb同位素年龄为828Ma;易门2801铀矿化点与古老碳硅泥岩有关的碳制质板岩中沥青铀矿U-P b同位素年龄为729.1Ma、726Ma、690Ma;会理通安芭蕉箐铀矿化点灰岩中沥青铀矿U-Pb同位素年龄为700Ma和720.2Ma;大田505 铀矿化点混合岩中晶质铀矿 U-Pb 同位素年龄为618Ma、650Ma、679.2Ma。
此外,还有产在古元古代河口群、岔河群中的会理拉拉厂铀矿化点、元江岔河铀矿化点;产在中元古代会理群、昆阳群中的会理通安红岩A-201铀矿化点、东川汤丹114铀矿化点、东川因民铜矿面山段铀异常点、武定7801铀矿化点、东川115铀矿化点、会东A-102、A-7103铀矿化点,产在澄江砂岩中的江川306铀矿点等,其成矿时代研究程度不够,其成矿时代有可能是新元古代晋宁-澄江期成矿,也有可能是后期构造作用的结果。

前印支期成矿前,区域EW向挤压,形成SN向褶皱及其两翼派生的断裂。其中早古生代末期的加里东期构造事件是海南岛最重要的构造事件之一,具有陆内造山性质。这次事件造成了上古生界南好组与下古生代界之间的不整合,并导致下古生界及其下伏地层普遍发生固态流变构造变形和低绿片岩相区域变质作用,最终形成了海南岛由古—中元古代结晶基底和新元古代—早古生代变质基底组成的双层基底结构。海西期构造事件导致琼东与琼西2个微地块拼接,在研究区突出表现为大规模花岗岩岩浆侵入和广泛的变形作用,并结束了海相沉积历史,从而转为内陆断陷——拗陷盆地沉积。前印支期的构造运动及区域变质作用形成了豪岗岭背斜,伴随着背斜的形成,在背斜转折端形成构造裂隙,变质分异热液沿裂隙贯入,形成贫金石英脉,成矿物质此阶段初步富集。

图5-12 成矿动力学模型

古-中元古代初始大陆的形成与演化
答:在长城纪之后的蓟县纪,海槽开始关闭,并出现大量中-酸性岩浆侵位,这可以卡拉库鲁木花岗岩体和阿孜巴勒迪尔花岗岩体为代表,同位素Pb-UTh综合年龄值为1519.86~1391.1Ma,加上岩体之上有南华-震旦系花岗质砾岩的不整合覆盖,厘定岩浆活动时代为蓟县纪。即形成了褶皱变质基底和(花岗质)结晶基底两个部分...

中元古代—新元古代地层区划有哪些?
答:根据中元古代—新元古代岩石地层、生物地层等特征发育极其相似,而这一时期正处于吕梁构造阶段后期及整个晋宁运动阶段,中国地层典中,中元古代及新元古代的地层区划也基本一致。本文以新元古代地层区划为基础,共划分为8个地层区(图3-2)。 中元古代—新元古代地层与太古宙—古元古代地层不同,大多地层为浅变质至未变质,...

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塔里木盆地海拔
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南秦岭武当群和耀岭河群及结晶基底地质-地球化学特征
答:因此,武当群应是一套古—中元古代的变质火山-沉积岩系,这点与南秦岭存在更老的古元古代结晶基底(陡岭群和佛坪群),且武当群又被耀岭河群所覆盖的地质关系是吻合的。 耀岭河群分布较武当群广泛得多,耀岭河群主要以海相基性火山岩为主,伴有酸性火山岩的火山-沉积岩系。岩性和厚度变化大,一般厚2000米以上,产...

中国陆块主要构造运动
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