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user: 3. 元素地球化学特征 横涧铀矿床矿化主要产于花岗斑岩中，少数产在晶屑凝灰岩及基地变质岩中。本文系统采集了矿床不同标高(−43 m往上20 m、−83 m往上20 m、−83 m)的矿石和上下盘的近矿蚀变岩石，并对样品进行了详细的岩矿鉴定及电子探针分析，选取具有代表性的样品做了主量、微量、稀土元素化学分析。 电子探针分析在东华理工大学核资源与环境教育部重点实验室完成，仪器型号为JXA-8100电子探针；微量元素及稀土元素含量测定在核工业北京地质研究院分析测试完成，微量和稀土元素含量用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)方法进行测定，测试结果列于表1。 3.1. 主量元素地球化学特征 横涧铀矿床是相山矿田众多与花岗斑岩有关的铀矿床的典型代表，其矿化主要赋存在燕山晚期的花岗斑岩体内，还有少量铀矿体赋存在岩体外接触带的晶屑凝灰岩和基底变质岩中。花岗斑岩具有典型的斑状结构、致密块状构造，斑晶含量约为50%，主要为长石、石英和少量角闪石、黑云母等[ 6 ] 。 根据主量元素分析数据结果(表1)，矿石和近矿蚀变中的SiO 2 含量较高，42.63%~75.19%，平均值为64.31%；Al2O3为10.11%~18.89%，平均值为14.03%；CaO为0.46%~13.3%，平均值为3.38%；MgO为0.21%~3.57%，平均值为0.88%；Na 2 O + K 2 O为3.16%~10.3%，平均值为6.72%；碱度率AR为1.31~3.91，均值为2.56。在AR-SiO 2 图解中，样品落在碱性和钙碱性区域(图8)，可能岩浆经历了高度的演化分异过程。铝饱和指数A/CNK为0.616~2.425，均值为1.538；A/NK为1.42~3.21，均值为2.25。在A/NK-A/CNK图中可以看出，样品主要落在过铝质和准铝质区域内(图9)。以上分析表明，该区矿石和近矿蚀变具有高硅、富碱、低镁和准铝质–过铝质的岩石特征。 3.2. 微量元素地球化学特征 对矿床不同标高的矿石样品SN14-10、SN14-15、SN14-19及其近矿蚀变进行微量元素分析。由表2 Table 1 Main elements composition of Hengjian uranium deposi 位置 样品编号 样品属性 SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 MgO CaO Na 2 O K 2 O MnO TiO 2 P 2 O 5 FeO 烧失量 总量 AR A/CNK A/NK 矿区−43 m 中断往上20 m SN14-12 近矿 蚀变 42.63 10.16 9.02 3.57 13.3 0.701 2.46 0.301 0.52 0.141 7.42 16.96 90.223 1.311 0.6157 3.214 SN14-10 矿石 68.88 10.11 7.81 0.689 2.4 2.18 1.76 0.031 0.61 0.282 1.24 5.1 101.09 1.919 1.5946 2.566 SN14-11 近矿 蚀变 59.72 18.04 6.55 1.37 1.66 1.22 4.56 0.058 0.83 0.296 1.88 5.53 101.71 1.83 2.4247 3.121 矿区−83 m 中断往上20 m SN14-13 近矿 蚀变 61.09 14.63 5.24 0.212 2.76 0.618 9.69 0.015 0.57 1.96 0.73 3.01 97.515 3.911 1.1195 1.419 SN14-15 矿石 58.48 18.89 5.96 0.508 1.08 0.758 8.92 0.022 0.6 0.661 0.84 3.93 100.65 2.881 1.7559 1.952 SN14-17 近矿 蚀变 70.85 15.05 3.45 0.593 0.58 0.333 6.03 0.045 0.43 0.169 1.42 2.33 98.95 2.373 2.1677 2.365 矿区−83 m 中断 SN14-20 近矿 蚀变 75.19 12.94 2.46 0.24 0.46 2.45 5.29 0.045 0.09 0.04 2.14 0.64 101.3 3.736 1.5784 1.672 SN14-19 矿石 67.11 13.36 2.06 0.435 7.26 0.754 5.33 0.045 0.1 0.312 1.56 3.02 98.32 1.837 1.0012 2.196 SN14-21 近矿 蚀变 74.86 13.06 2.29 0.267 0.85 2.49 4.91 0.041 0.08 0.07 2.05 0.91 101 3.273 1.583 1.765 均值 64.312 14.027 4.982 0.876 3.38 1.278 5.44 0.067 0.43 0.437 2.14 4.603 98.975 2.564 1.5379 2.252 表1. 横涧铀矿床样品主量元素分析结果表 图8. 横涧铀矿床矿石与近矿蚀变AR-SiO 2 (碱度率)图解 图9. 横涧铀矿床矿石与近矿蚀变A/NK-A/CNK判别图 Table 2 Trace elements composition of Hengjian uranium deposi 样品编号 Sr Rb Ba Ta Nb Zr Hf Th U Cr Co Ni Ga Bi W Mo Pb Zn SN14-10 449 99.9 360 0.959 12.8 164 5.22 16.9 135 50.1 21.4 50.5 10.5 0.146 10.1 8.42 25.3 114 SN14-11 346 201 663 1.06 15.9 218 6.77 16.2 45.3 90.4 11.9 52.2 23.2 0.08 4.59 4.16 29.4 346 SN14-12 360 108 389 0.703 9.52 165 5.2 12.2 16.5 45.3 16.9 33 13.4 0.164 2.31 3.12 14.9 75.5 SN14-13 490 910 1862 3.15 34.6 550 12.6 439 1836 8.17 6.86 4.98 17.2 0.19 27.3 32.6 85.7 39.7 SN14-15 224 640 2268 2.65 31.1 240 7.14 235 653 10.1 5.63 4.29 24.7 0.235 23.8 19 92.8 25.5 SN14-17 66 463 781 2.08 20.4 205 6.67 24.7 18.7 29.7 6.23 10.3 22 0.156 19 5.37 22.8 30.6 SN14-19 307 371 251 3.02 18.2 139 6.34 37 68.5 3.78 1.39 3.68 16.2 0.15 7.56 57.8 23.2 27.9 SN14-20 68 295 228 3.58 23.1 116 5.46 37.2 34.1 8 1.28 4.36 18.4 0.07 3.63 13 44.1 25 SN14-21 143 304 289 3.6 22.3 123 5.43 34.3 23.5 7.56 1.27 3.5 17.6 0.093 3.88 9.7 48 28.8 表2. 横涧矿床部分微量元素分析结果表 可知，大部分的微量元素与铀含量的增加呈正相关，Ni、Ga、Co、Zn呈负相关，W、Mo、Pb与铀相关性较大，从近矿蚀变到矿石，含量逐渐增高。W、Mo、Pb可以作为寻找铀矿化的指示元素。 在微量元素的蛛网图上，矿石和近矿蚀变显示出Rb、Th明显富集，Ta、Nb、Ce、Zr、Hf、Sm、Y和Yb轻微富集，而Sr、P、Ti明显亏损，不同蚀变带之间的富集和亏损程度相似(图10)。矿石中的Sr、Mo、Ba、Pb与近矿蚀变比较为富集，如在矿区−83 m中断，从近矿蚀变到矿石Sr含量由68 × 10 −6 ~307 × 10 −6 ，Mo含量由9.7 × 10-6~57.8 × 10 −6 ；又如在矿区−83 m中断往上20 m，Ba含量由781 × 10 −6 ~2268 × 10 −6 ，Pb含量由22.8 × 10-6~92.8 × 10 −6 。说明在成矿期，成矿热液中富含Sr、Mo、Ba、Pb等不相容元素[ 7 ] 。 3.3. 稀土元素地球化学特征 对矿床不同标高的矿石样品SN14-10、SN14-15、SN14-19及其近矿蚀变进行稀土元素分析。从近矿蚀变到矿石LREE/HREE、La/Yb比值呈逐渐减少趋势，如在−83 m中断往上20 m，从近矿蚀变到矿石LREE/HREE值从9.12~3.99，La/Yb值从8.64~2.83 (表3)。显示轻重稀土之间分异较为明显，矿化中重稀土更为元素更为富集。 利用球粒陨石平均值(Taylor and Mclen-nan， 1985)对研究区岩石样品的稀土元素进行标准化计算，绘制了REE标准化分布图(图11)，通过稀土元素总量可以反映出成矿热液中富含稀土元素，并且在成矿过程中稀土元素与铀共沉淀。δEu的值介于0.10~0.79之间，表现为负异常，从近矿蚀变到矿石异常强度有增强趋势。 从稀土元素球粒陨石标准化分布图可以看出，近矿蚀变和矿石的REE球粒陨石标准化配分模式曲线呈有规律的变化，近矿蚀变的稀土元素配分型式较为相似，说明蚀变作用对稀土元素分布模式的影响很小；而矿石的稀土元素配分型式则与它们明显不同，反映成矿热液不是岩浆分异的产物[ 8 ] 。近矿蚀变的稀土配分型式都为雁式，呈向右倾斜，属轻稀土富集型；矿石的稀土配分型式为“海鸥式”，呈向右倾斜，属轻稀土富集型。近矿蚀变和矿石的轻稀土元素相对富集，重稀土元素相对亏损，表明近矿蚀变和矿石稀土元素具有继承性和同源性，同时说明蚀变作用对稀土元素分布模式的影响很小。 图10. 微量元素球粒陨石标准化蛛网图 Table 3 REE contents of Hengjian uranium deposi 样品编号 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Y SN14-10 26.1 48.9 5.68 22 4.17 0.88 3.69 0.66 3.52 0.78 2.65 0.48 3.61 0.59 23.9 SN14-11 36 68.3 8.29 31.9 6.49 1.61 6.26 1.23 6.9 1.42 4.2 0.67 4.36 0.63 38.1 SN14-12 34.5 60.9 7.5 28.8 6.89 1.77 6.57 1.15 5.84 1.11 3.26 0.49 3.19 0.47 30 SN14-13 59.5 119 14.8 58.8 14.9 2.32 16.6 4.13 26.3 6.52 23.1 4.57 34.6 5.62 168 SN14-15 42.7 81.4 9.99 38.9 10.2 1.62 9.64 2.02 11.2 2.43 7.83 1.45 10.2 1.59 62.5 SN14-17 44.6 89.1 10.4 39.8 7.55 0.71 6.13 1.05 5.22 1.04 3.13 0.51 3.49 0.51 29.6 SN14-19 27.5 54.6 7.08 26.5 6.31 0.26 6.23 1.36 7.86 1.7 5.44 0.94 6.21 0.95 50.9 SN14-20 26 53.8 7.08 28.2 7.65 0.26 6.87 1.59 9.1 1.89 5.76 0.97 6.51 0.96 57.1 SN14-21 25.7 53.4 7.09 28.3 7.45 0.24 6.95 1.6 9.33 1.98 6.1 1.02 6.7 0.99 58.6 样品编号 ΣREE LREE HREE LREE/HREE (La/Yb) N δEu δCe SN14-10 123.70 107.73 15.97 6.74 4.89 0.67 0.91 SN14-11 178.26 152.59 25.67 5.95 5.58 0.76 0.90 SN14-12 162.44 140.36 22.08 6.36 7.31 0.79 0.86 SN14-13 390.76 269.32 121.44 2.22 1.16 0.45 0.92 SN14-15 231.17 184.81 46.36 3.99 2.83 0.49 0.90 SN14-17 213.24 192.16 21.08 9.12 8.64 0.31 0.94 SN14-19 152.94 122.25 30.69 3.98 2.99 0.13 0.90 SN14-20 156.63 122.99 33.65 3.66 2.70 0.11 0.92 SN14-21 156.85 122.18 34.67 3.52 2.59 0.10 0.92 表3. 横涧矿床稀土元素分析结果表 图11. 稀土元素球粒陨石标准化分布型式图