华阳川铀多金属矿成矿地质规律分析

董强强，康清清，江宏君

（中陕核工业集团二二四大队有限公司，陕西 西安 710000）

华阳川铀多金属矿床位于华北板块与秦岭造山带接触的小秦岭地区，是我国重要的金、钼和铀产区之一。该矿床为我国首次发现的超大型碳酸盐型铀多金属矿藏，填补了该类型铀矿床在我国的空白，研究意义重大[1]。本文在以往研究成果进行综合分析的基础上，详细分析了成矿地质特征，初步总结了此类矿床的成矿规律，为进一步的研究提供基础依据。

1 区域地质背景

华阳川矿区区域内出露地层由老到新有：太古界太华群、元古界铁洞沟组、元古界长城系熊耳群、元古界长城系高山河群、元古界蓟县系官道口群。区内岩浆岩分布广泛，多呈面积较大的侵入岩基产出[2]。主要有太古代片麻岩套、元古代二长花岗岩和花岗闪长岩，侏罗纪、白垩纪二长花岗岩。区域内经历了多期变形变质作用、岩浆侵入及构造活动等，地质构造复杂，褶皱、断裂发育。区域内构造以东西向为主，北东、北西、近南北向次之，北部为近东西向的太要断裂，南部为近东西向的小河断裂，中部为由结晶基底岩石形成的近东西、北西西向同斜倒转平卧裙皱和轴向近南北向的开阔倾伏背斜[3]。

矿区位于太华台拱太古宙～燕山期金铀铅铁钨石墨蛭石成矿带，华阳川～大石沟钼（铼）铀铅稀土元素成矿亚带，区内矿床主要为与碳酸岩有关的铀、铅、钼、铁、稀土等多金属矿床[4]。

2 成矿地质规律分析

2.1 矿区岩浆演化时序

2.1.1 矿区太古代晚期～古元古代岩浆活动

矿区从中太古代晚期至古元古代晚期发育多期岩浆活动，主要包括：2.7Ga～2.5Ga、2.5Ga～2.4Ga、2.3Ga～2.1Ga、1.9Ga～1.7Ga。

其中太古代2.7Ga～2.5Ga和2.5Ga～2.4Ga的 岩 浆事件发育大量TTG岩石组合，代表性岩石包括侯家村黑云斜长片麻岩（2563Ma～2769Ma）、大月坪花岗片麻岩（2429Ma～2537Ma），侯家村黑云斜长片麻岩和大月坪花岗片麻岩的地球化学特征表明其具有一定的亲缘性。

古元古代2.3Ga～2.1Ga岩浆事件的代表性岩石为马驹峪角闪斜长片麻岩（2187Ma～2315Ma），其相对于侯家村黑云斜长片麻岩和大月坪花岗片麻岩重稀土含量较高，可能与成岩母岩浆的性质有关。

古元古代1.9Ga～1.7Ga岩浆事件的代表性岩石主要为花岗伟晶岩（1846Ma～1933Ma）、含矿花岗伟晶岩（1762Ma～1872Ma）以及钾长石伟晶岩（1739Ma～1850Ma），其明显侵入矿区TTG片麻岩套中，岩石未发生明显变形，这表明其并未与矿区TTG片麻套岩石发生变质变形。

2.1.2 矿区中生代岩浆活动

矿区三叠纪（251Ma～199.6 Ma）岩浆活动的代表性岩石是华阳川碳酸岩，结合其成岩年龄和地球化学特征表明其可能与邻区黄龙铺火成碳酸岩为同时代同源产物，形成于秦岭造山带碰撞作用结束后的伸展拉张阶段。矿区侏罗纪、白垩纪岩浆岩以华山岩体和老牛山岩体为代表。华山岩体前人所测同位素年龄较多，集中在92Ma～142Ma；华山岩体和老牛山岩体的主体成岩年龄晚于华阳川碳酸岩形成年龄，因此与碳酸岩的形成可能无直接联系。

2.2 矿区蚀变矿化期次特征

华阳川铀多金属矿发育广泛的围岩蚀变，以钾长石化、褐帘石化、黑云母化、霓辉石化、角闪石化、榍石化、磷灰石化、独居石化、沸石化、菱锶矿化、碳酸盐化以及磁铁矿化和黄铁矿化为主，局部还可见少量的锆石。华阳川铀多金属矿床的成矿阶段依次划分为伟晶岩期、碳酸岩期和碳酸盐～硫化物期，铀铌矿化主要发育于伟晶岩期的钾长石～黑云母～角闪石化阶段和碳酸岩期的霓辉石～磁铁矿化阶段、角闪石～榍石～磷灰石阶段；铅矿化主要发育在碳酸盐～硫化物期（表1）。

表1 华阳川铀铌铅矿床蚀变矿化期次

2.3 矿床成因分析

本次获得矿区TTG片麻岩的年龄为2.3Ga～2.7Ga，存在1.9Ga±的一期变质事件，其中花岗伟晶岩成岩年龄为1899Ma±17Ma（MSWD=0.59），其分布范围遍布整个华阳川矿区。矿区亦发育1.8Ga±的岩浆事件，其中有1790Ma±15Ma的含矿钾长石化伟晶岩和1811±15Ma的含矿伟晶岩，初步推断大约1.8Ga为该矿床第一期铀矿化阶段，这与华北克拉通内部和北缘，如辽宁连山关等一些矿区，成矿时代均为早元古代晚期（19亿年～18亿年）相吻合，说明华北克拉通南缘也存在1.8Ga左右的一期重要的铀矿化。此外，矿区南部黄龙铺碳酸岩中辉钼矿的Re-Os年龄为221Ma，结合矿区辉钼矿稍晚于碳酸岩形成，推测华阳川矿区出露的碳酸岩形成时代应为印支期，初步推断～220Ma为该矿床第二期铀矿化阶段。

综合各类含矿脉岩的形成顺序、矿石矿物学特征以及本次年龄数据和前人研究成果，初步将华阳川铀铌铅矿床的成矿阶段划分为伟晶岩期、碳酸岩期和碳酸盐～硫化物期三个过程。

伟晶岩期：1.8Ga花岗伟晶岩岩浆侵位，随着岩浆的冷凝结晶，一些自形程度较高的褐帘石的发生沉淀，形成伟晶岩期的褐帘石阶段；花岗伟晶岩岩浆进一步演化形成富Fe、富K热液交代围岩以及花岗伟晶岩，形成钾化伟晶岩（脉），以及角闪石化和黑云母化等蚀变，并伴随着部分铌钛铀矿的沉淀。

碳酸岩期：220Ma来自深源的（含矿）碱性硅酸盐～碳酸岩熔浆沿华阳川断裂及其形成的裂隙运移，在带内形成各类碳酸岩脉。碳酸岩脉萃取活化围岩以及伟晶岩中的成矿物质，沉淀成矿。该阶段是铀铌矿化的主要成矿阶段，成矿时间是多期多次的。早期高温富碱的岩浆热液与伟晶岩脉以及区内片麻岩发生反应，形成霓辉石、磁铁矿和部分榍石，部分铌钛铀矿也随之沉淀；随着岩浆热液的演化，形成富Fe、富P的热液，其与伟晶岩脉和片麻岩围岩的进一步反应，角闪石、黑云母、榍石、磷灰石等发生沉淀，较多的铌钛铀矿也随之发生沉淀；因磷酸盐矿物和碳酸盐矿物大量结晶，磷酸根和碳酸根络阴离子分解，与其络合的铀、铌等元素释放出来与氧、钛等元素结合形成大量的铌钛铀矿，并伴随大量独居石和褐帘石的沉淀。该阶段是华阳川铀铌铅矿床成矿的主要阶段。

碳酸盐-硫化物期：该期次是主要的铅矿化阶段。矿物共生组合特征和脉体的穿插关系显示，方铅矿化阶段晚于伟晶岩期和碳酸岩期，即其形成可能晚于印支期（220Ma）。空间上与铀、稀土矿化关系密切的花岗伟晶岩、碳酸岩等仅作为方铅矿等硫化物的围岩。故此推断华阳川矿床的碳酸盐～硫化物期的铅成矿系统是有别于早期铀、稀土岩浆成矿系统的独立的成矿系统。结合区内岩浆岩的年龄分布情况，方铅矿化阶段可能与区内燕山期的岩浆热液活动相关。

3 结论

（1）华阳川矿区岩浆活动主要经历了太古代晚期～古元古代岩浆活动和中生代岩浆活动，其中中生代岩浆活动与矿区成矿密切相关；

（2）华阳川铀多金属矿床的成矿阶段依次划分为伟晶岩期、碳酸岩期和碳酸盐～硫化物期，其中伟晶岩期和碳酸岩期为铀矿化期，碳酸盐～硫化物期为铅矿化期。