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文檔簡介
云南臨滄印支-燕山期花崗巖:地球化學剖析與鈾成礦條件洞察一、引言1.1研究背景與意義鈾作為一種具有放射性的稀有金屬,是軍民兩用的國家緊缺戰(zhàn)略資源和能源礦產,在核能發(fā)電、核武器制造等領域有著廣泛應用。隨著全球對清潔能源需求的不斷增長,核電作為一種低碳、高效的能源,在能源結構中的比重逐漸增加,這使得鈾礦資源的需求日益迫切。然而,目前全球鈾礦資源供需關系失衡,尋找新的鈾礦資源成為當務之急?;◢弾r型鈾礦是重要的鈾礦資源類型之一,根據(jù)國際原子能機構(IAEA)報告,該類型鈾礦占鈾礦床資源量的10%。在我國,花崗巖型鈾礦床是四大鈾礦類型(砂巖型、火山巖型、花崗巖型和碳硅泥巖型)之一,其資源量占我國鈾礦總資源量的21.84%。且該類型鈾礦床具有分布相對集中、富礦占比高、找礦前景好等特點,具有重要的經濟價值。因此,對花崗巖型鈾礦的研究具有重要的現(xiàn)實意義。云南臨滄地區(qū)位于特提斯構造域與濱太平洋構造域的結合部位,地質構造復雜,巖漿活動頻繁,花崗巖分布廣泛,具備良好的鈾成礦地質條件。區(qū)內已發(fā)現(xiàn)多個鈾礦點,如雙江701和鳳慶901鈾礦點,顯示出該地區(qū)具有較大的鈾礦找礦潛力。印支-燕山期是臨滄地區(qū)重要的構造-巖漿活動期,這一時期形成的花崗巖與鈾成礦關系密切。研究臨滄印支-燕山期花崗巖的地球化學特征,有助于揭示花崗巖的成因、源區(qū)性質以及形成的構造背景,為區(qū)域地質演化研究提供重要依據(jù)。同時,深入分析該地區(qū)花崗巖的鈾成礦條件,對于明確鈾的來源、遷移和富集規(guī)律,建立鈾成礦模型,指導鈾礦勘查工作具有重要的實踐意義。通過本研究,有望在臨滄地區(qū)發(fā)現(xiàn)新的鈾礦資源,緩解我國鈾礦資源供需壓力,為我國核能產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供資源保障。此外,本研究成果還將豐富花崗巖型鈾礦成礦理論,推動相關學科的發(fā)展。1.2國內外研究現(xiàn)狀在國外,花崗巖型鈾礦的研究歷史較為悠久。早期,學者們主要關注花崗巖型鈾礦的地質特征,包括礦床的產出位置、礦體形態(tài)、礦石結構構造等。如對法國中央高原、加拿大薩斯喀徹溫省等地區(qū)的花崗巖型鈾礦研究,詳細描述了礦床賦存于花崗巖體內部或外接觸帶,礦體受斷裂構造控制,多呈脈狀、透鏡狀產出等特征。隨著研究的深入,成礦時代的確定成為研究重點之一,通過同位素定年技術,確定了多個地區(qū)花崗巖型鈾礦的成礦時代,為成礦規(guī)律研究提供了時間依據(jù)。近年來,國外對花崗巖型鈾礦的研究更加注重成礦機制和深部地質過程。在成礦物質來源方面,通過微量元素、同位素等分析手段,深入探討鈾的來源,認為除了巖漿期后熱液、花崗巖本身,地幔物質也可能對鈾成礦起到重要作用。在成礦流體研究上,利用流體包裹體、穩(wěn)定同位素等方法,分析成礦流體的來源、性質和演化過程,揭示了成礦流體的復雜性,其來源包括大氣降水、巖漿水、變質水以及地幔流體等。同時,對深部地質過程如巖石圈伸展、幔源基性巖漿活動與鈾成礦的關系也有了更深入的認識,認為這些深部過程為鈾成礦提供了動力和物質條件。在國內,花崗巖型鈾礦的研究始于20世紀50年代。早期主要集中在華南地區(qū),對該地區(qū)的花崗巖型鈾礦進行了大量的地質勘查和研究工作,總結了礦床的地質特征、控礦因素等,建立了一系列找礦模型和方法。在產鈾花崗巖研究方面,確定了華南地區(qū)產鈾花崗巖主要形成于三疊紀和侏羅紀,屬于S型花崗巖,源區(qū)以泥質沉積巖為主。同時,發(fā)現(xiàn)黑云母、晶質鈾礦、磷灰石和鋯石等礦物的成分特征可用于評價花崗巖的產鈾潛力。在成礦時代研究上,通過多種同位素定年方法,確定了華南花崗巖型鈾礦主要形成于白堊紀-古近紀,與區(qū)域巖石圈伸展作用和幔源基性巖漿活動密切相關。成礦流體研究表明,成礦流體以大氣降水為主,成礦溫度集中在120-260℃,鹽度一般小于10%NaCleqv,鈾在流體中主要以鈾酰碳酸絡合物和鈾酰氟化物形式遷移,物理化學條件變化和CO?去氣導致鈾沉淀成礦。近年來,國內對花崗巖型鈾礦的研究不斷拓展到其他地區(qū),如滇西、新疆等地,對這些地區(qū)的花崗巖型鈾礦地質特征、地球化學特征等進行了研究,取得了一定的成果。對于云南臨滄地區(qū),前人已對其花崗巖的地球化學特征及含礦性進行了一些研究。有研究表明該地區(qū)花崗巖具有高硅、富堿、高鉀、高鈣特征,屬于強過鋁質、高鉀鈣堿性系列巖石。通過U-Pb鋯石定年,確定了部分花崗巖形成于印支晚期。稀土元素呈微右傾“V”字形,輕、重稀土分餾明顯,Eu負異常明顯,相對富集Rb、U、Th,相對虧損Ba、Nb、Sr、Ti和Eu,認為其屬于分異明顯的S型花崗巖,源于上地殼物質熔融,形成于碰撞后期造山環(huán)境,高含量的鈾為鈾成礦提供了部分鈾源。然而,目前對臨滄地區(qū)印支-燕山期花崗巖的研究仍存在一些不足。在地球化學特征研究方面,對一些微量元素和同位素的分析還不夠全面和深入,對于花崗巖形成的深部過程和動力學機制的研究還相對薄弱。在鈾成礦條件研究上,雖然認識到花崗巖與鈾成礦的密切關系,但對于鈾的活化、遷移和富集機制的研究還不夠系統(tǒng),缺乏對成礦過程的定量分析。此外,對區(qū)域構造演化與鈾成礦的耦合關系研究也有待加強。1.3研究內容與方法本研究聚焦云南臨滄印支-燕山期花崗巖,旨在全面剖析其地球化學特征及鈾成礦條件,為區(qū)域鈾礦勘查提供理論依據(jù)與技術支撐。具體研究內容如下:花崗巖地球化學特征研究:通過野外實地考察,系統(tǒng)收集臨滄地區(qū)印支-燕山期花崗巖的地質信息,包括巖石露頭的分布、形態(tài)、產狀等,詳細記錄花崗巖與周邊巖石的接觸關系、構造特征等。采集具有代表性的花崗巖樣品,確保樣品分布均勻,涵蓋不同地質背景和巖石類型。運用X射線熒光光譜(XRF)分析技術,精確測定樣品中主量元素(如SiO?、Al?O?、Fe?O?、CaO、MgO、Na?O、K?O等)的含量,了解花崗巖的基本化學組成。采用電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)分析方法,準確測定微量元素(如稀土元素、高場強元素、大離子親石元素等)的含量,通過對稀土元素配分模式、微量元素蛛網圖的分析,深入探討花崗巖的源區(qū)性質、巖漿演化過程以及形成的構造背景。鈾成礦條件分析:對花崗巖中的鈾含量進行高精度測定,運用電子探針微區(qū)分析(EPMA)、激光剝蝕電感耦合等離子體質譜(LA-ICP-MS)等技術,分析鈾在礦物中的賦存狀態(tài),確定含鈾礦物種類及鈾在不同礦物中的分布規(guī)律。研究區(qū)內斷裂、褶皺等構造的發(fā)育特征,包括構造的走向、傾向、傾角、規(guī)模等,分析構造對花崗巖體的破壞和改造作用,以及對鈾礦化的控制作用。通過對成礦相關的蝕變礦物進行顯微鏡觀察、電子探針分析等,確定蝕變類型(如硅化、赤鐵礦化、綠泥石化等),研究蝕變作用與鈾礦化的時空關系,探討蝕變作用對鈾的活化、遷移和富集的影響。建立鈾成礦模型:綜合花崗巖地球化學特征、鈾成礦條件等研究成果,結合區(qū)域地質演化歷史,深入分析鈾的來源、遷移和富集機制,建立臨滄地區(qū)印支-燕山期花崗巖型鈾礦的成礦模型,預測潛在的鈾礦靶區(qū),為后續(xù)的鈾礦勘查工作提供科學指導。本研究綜合運用多種先進的分析測試方法,以確保研究結果的準確性和可靠性,具體如下:主量元素分析:利用X射線熒光光譜儀對花崗巖樣品進行主量元素分析。將采集的花崗巖樣品加工成粉末狀,壓制成標準樣片,放入X射線熒光光譜儀中進行測試。儀器發(fā)射的X射線與樣品中的元素相互作用,產生特征X射線熒光,通過檢測熒光的強度和能量,依據(jù)相應的標準曲線,精確計算出樣品中主量元素的含量。該方法具有分析速度快、精度高、可同時測定多種元素等優(yōu)點,能夠為花崗巖的分類和成因研究提供基礎數(shù)據(jù)。微量元素分析:采用電感耦合等離子體質譜儀進行微量元素分析。首先將樣品經過酸溶或堿熔等預處理方法,使其完全溶解,然后將溶液引入電感耦合等離子體質譜儀中。在高溫等離子體的作用下,樣品中的元素被離子化,通過質量分析器對離子進行分離和檢測,根據(jù)離子的質荷比和強度,確定微量元素的種類和含量。電感耦合等離子體質譜儀具有靈敏度高、檢出限低、可同時分析多種微量元素等優(yōu)勢,能夠為研究花崗巖的源區(qū)性質、巖漿演化過程提供關鍵信息。同位素分析:運用熱電離質譜儀(TIMS)、多接收電感耦合等離子體質譜儀(MC-ICP-MS)等儀器進行同位素分析。對于U-Pb同位素定年,選取花崗巖中的鋯石等含鈾礦物,采用化學分離和提純技術,將鋯石從樣品中分離出來,然后進行U-Pb同位素組成的測定。通過對同位素數(shù)據(jù)的分析,計算出花崗巖的形成年齡,為研究區(qū)域地質演化歷史提供時間約束。對于Sr、Nd、Pb等同位素分析,同樣對樣品進行化學分離和提純,測定同位素組成,通過計算相關參數(shù),如εNd(t)、(2??Pb/2??Pb)i等,深入探討花崗巖的源區(qū)性質和演化過程。礦物學分析:通過偏光顯微鏡、電子探針等設備進行礦物學分析。在偏光顯微鏡下,對花崗巖薄片進行觀察,鑒定礦物的種類、含量、結晶程度、粒度大小、礦物之間的相互關系等,了解花崗巖的巖石結構和構造特征。利用電子探針分析礦物的化學成分,確定礦物中各種元素的含量,進一步研究礦物的形成條件和演化過程。對于含鈾礦物,通過電子探針微區(qū)分析,精確測定鈾及其他元素在礦物中的分布特征,為研究鈾的賦存狀態(tài)和富集機制提供重要依據(jù)。二、區(qū)域地質背景2.1大地構造位置云南臨滄地區(qū)處于特提斯構造域與濱太平洋構造域的交匯部位,大地構造位置獨特。它位于中國西南部,地處揚子板塊西緣,夾持于保山地塊與思茅地塊之間,是研究板塊運動和構造演化的關鍵區(qū)域。特提斯構造域的演化對臨滄地區(qū)地質發(fā)展影響深遠,古特提斯洋的開合以及板塊之間的碰撞、俯沖等構造運動,塑造了該地區(qū)復雜的地質構造格局。濱太平洋構造域的疊加作用,進一步加劇了區(qū)域內的構造變形和巖漿活動。在古特提斯洋演化過程中,臨滄地區(qū)經歷了洋殼俯沖、陸-陸(?。┡鲎驳戎匾獦嬙焓录9艦憸娼蟮拈]合,使得保山地塊與思茅地塊發(fā)生碰撞,這一過程導致地殼物質的強烈擠壓、變形和深部物質的上涌,為花崗巖的形成提供了動力和物質來源。碰撞造山運動引發(fā)了大規(guī)模的巖漿活動,形成了臨滄地區(qū)廣泛分布的花崗巖體,這些花崗巖體成為研究古特提斯構造演化的重要巖漿記錄。例如,臨滄花崗巖基是云南省出露面積最大的復式巖基,它見證了古特提斯洋從演化到消亡的漫長過程,對理解陸-陸碰撞造山時限、碰撞造山作用與巖漿形成過程及機制具有關鍵作用。濱太平洋構造域的影響主要體現(xiàn)在中生代以來,太平洋板塊向歐亞板塊的俯沖,導致中國東部地區(qū)巖石圈發(fā)生強烈變形和深部地質過程的調整。這種遠程效應波及到臨滄地區(qū),使得該地區(qū)在印支-燕山期經歷了多期次的構造運動和巖漿活動。區(qū)域內的斷裂構造在這一時期被重新激活,控制了巖漿的侵位和運移路徑,同時也對已形成的花崗巖體進行了改造和破壞。例如,一些北北西向和近南北向的斷裂,不僅控制了臨滄地區(qū)新第三紀小型斷陷盆地的形成和展布,還對盆地內的鈾礦化起到了重要的控制作用,使得鈾元素在斷裂附近富集,形成了一系列鈾礦床。這種特殊的大地構造位置,使得臨滄地區(qū)具備了復雜的地質構造背景和豐富的巖漿活動歷史,為花崗巖的形成和鈾成礦創(chuàng)造了有利條件。不同構造域的疊加和相互作用,導致了區(qū)域內地殼物質的多次熔融、混合和分異,形成了具有獨特地球化學特征的花崗巖。同時,復雜的構造格局為鈾的遷移、富集提供了通道和場所,使得臨滄地區(qū)成為尋找花崗巖型鈾礦的重要靶區(qū)。2.2區(qū)域地層臨滄地區(qū)地層發(fā)育較為齊全,從老到新主要有古生界、中生界和新生界。古生界主要出露于區(qū)域北部和西部,包括寒武系、奧陶系、志留系和泥盆系。寒武系主要為一套淺變質的碎屑巖和火山巖,巖性以板巖、千枚巖、變砂巖為主,夾有少量火山巖,富含三葉蟲等化石。這套地層經歷了區(qū)域變質作用,巖石普遍具有片理構造,其變質程度和巖性組合反映了當時的沉積環(huán)境和構造背景,為研究古生代早期的地質演化提供了重要線索。奧陶系主要為淺海相碎屑巖和碳酸鹽巖,巖性包括砂巖、頁巖、灰?guī)r等,含有筆石、腕足類等化石。其沉積環(huán)境相對穩(wěn)定,以淺海沉積為主,這些化石的存在對于確定地層時代和古地理環(huán)境具有重要意義。志留系為濱海-淺海相碎屑巖,巖性主要有砂巖、粉砂巖和頁巖,富含珊瑚、腕足類等化石,反映了當時海陸交互的沉積環(huán)境。泥盆系以淺海相碎屑巖和碳酸鹽巖為主,巖性包括灰?guī)r、白云巖、砂巖等,含有豐富的魚類化石,表明該時期海洋生物繁盛,沉積環(huán)境適宜生物生存和繁衍。中生界在區(qū)域內廣泛分布,是研究的重點地層之一,包括三疊系、侏羅系和白堊系。三疊系是臨滄地區(qū)重要的地層單元,與花崗巖的形成和鈾礦化關系密切。下三疊統(tǒng)主要為一套海相碎屑巖和火山巖,巖性有砂巖、頁巖、玄武巖等。中三疊統(tǒng)以海陸交互相碎屑巖和碳酸鹽巖為主,巖性包括砂巖、灰?guī)r、泥巖等,含有雙殼類、菊石等化石。上三疊統(tǒng)為陸相碎屑巖,巖性主要為砂巖、礫巖和頁巖,反映了當時沉積環(huán)境從海相逐漸轉變?yōu)殛懴嗟倪^程。三疊系地層的沉積特征和巖性變化,記錄了區(qū)域內構造運動和古地理環(huán)境的演變,對研究花崗巖的形成時代和構造背景具有重要參考價值。例如,中三疊世時期,區(qū)域內可能經歷了地殼的抬升和海平面的下降,導致沉積環(huán)境從海洋轉變?yōu)殛懙?,這種環(huán)境變化可能對花崗巖的形成和鈾礦化產生了影響。侏羅系主要為陸相碎屑巖,巖性有砂巖、頁巖、礫巖等,含有恐龍化石和植物化石,顯示出當時陸地上生物的多樣性和沉積環(huán)境的陸相特征。白堊系同樣為陸相碎屑巖,巖性包括砂巖、泥巖、礫巖等,沉積厚度較大,反映了當時相對穩(wěn)定的陸相沉積環(huán)境。新生界主要分布于山間盆地和河谷地帶,包括古近系、新近系和第四系。古近系為一套陸相碎屑巖,巖性有砂巖、泥巖、礫巖等,含有哺乳動物化石。新近系主要為河湖相沉積,巖性以砂巖、泥巖、粘土巖為主,局部夾有煤層,反映了當時溫暖濕潤的氣候和湖泊、河流發(fā)育的沉積環(huán)境。第四系為現(xiàn)代堆積物,包括沖積層、洪積層、殘積層等,主要分布在河流兩岸和山前地帶,其形成與現(xiàn)代地質作用密切相關。區(qū)域地層與花崗巖及鈾礦化存在密切關系?;◢弾r主要侵入于古生界和中生界地層中,侵入接觸關系明顯。在花崗巖與圍巖的接觸帶附近,常見熱接觸變質現(xiàn)象,圍巖發(fā)生角巖化、矽卡巖化等,形成了一系列變質礦物組合。這種熱接觸變質作用不僅改變了圍巖的巖石性質,還可能對鈾的活化、遷移和富集產生影響。例如,在變質過程中,巖石中的礦物發(fā)生重結晶和化學反應,鈾元素可能被釋放出來,進入熱液體系,為鈾礦化提供了物質來源。地層中的某些巖性組合對鈾礦化具有重要的控制作用。在一些碎屑巖與碳酸鹽巖互層的地層中,由于巖石的物理化學性質差異,容易形成氧化-還原界面,為鈾的富集提供了有利條件。此外,地層中的斷裂構造和褶皺構造也對鈾礦化起到了控制作用,它們不僅為熱液的運移提供了通道,還使得鈾元素在構造有利部位富集形成礦體。例如,在一些斷裂破碎帶中,巖石破碎,孔隙度增大,熱液易于流通,鈾元素在其中沉淀富集,形成了鈾礦床。2.3區(qū)域巖漿巖臨滄地區(qū)巖漿巖分布廣泛,種類繁多,其形成與區(qū)域構造演化密切相關。巖漿活動貫穿了多個地質時期,不同時期的巖漿巖具有各自獨特的巖石學特征和地球化學性質。從加里東期到喜馬拉雅期,均有巖漿巖產出,其中印支-燕山期巖漿活動最為強烈,形成的花崗巖體在區(qū)域內分布廣泛,與鈾成礦關系密切。加里東期巖漿巖主要出露于區(qū)域北部和西部,巖性以基性-超基性巖為主,包括輝長巖、橄欖巖等。這些巖石呈小巖株或巖脈狀產出,受區(qū)域構造控制明顯。其形成與古特提斯洋的早期演化有關,是洋殼俯沖、地幔物質上涌的產物。加里東期巖漿巖經歷了復雜的構造變形和變質作用,巖石普遍發(fā)生了綠片巖相-角閃巖相變質,礦物定向排列明顯,形成了片理構造。例如,在臨滄地區(qū)北部的一些區(qū)域,可見到輝長巖中的斜長石和輝石發(fā)生了定向排列,形成了片麻狀構造,這是區(qū)域變質作用的典型特征。海西期巖漿巖主要為中酸性侵入巖和火山巖,侵入巖包括石英閃長巖、花崗閃長巖等,火山巖以玄武巖、安山巖為主。海西期巖漿活動受古特提斯洋演化和板塊碰撞的影響,巖漿活動較為頻繁。侵入巖多呈巖基、巖株狀產出,與圍巖呈侵入接觸關系,接觸帶附近常見熱接觸變質現(xiàn)象,圍巖發(fā)生角巖化、矽卡巖化等。火山巖則呈層狀分布,與沉積巖互層產出,反映了當時的火山活動與沉積作用交替進行的地質過程。例如,在一些地區(qū)的海西期火山巖中,可見到玄武巖與砂巖、頁巖等沉積巖互層,且火山巖中發(fā)育氣孔、杏仁構造,表明其形成于火山噴發(fā)環(huán)境。印支-燕山期是臨滄地區(qū)巖漿活動的高峰期,形成了大量的花崗巖體。這些花崗巖體分布廣泛,出露面積較大,主要集中在區(qū)域中部和南部。巖體形態(tài)多樣,有巖基、巖株、巖脈等,受區(qū)域斷裂構造控制明顯。臨滄花崗巖基是該時期的典型代表,它是云南省出露面積最大的復式巖基,主體巖性為黑云二長花崗巖,巖性、結構簡單,不具明顯分帶性。巖石呈灰白色、肉紅色,中粗粒結構,塊狀構造。主要礦物成分有鉀長石、斜長石、石英、黑云母等,副礦物有鋯石、磷灰石、榍石等。鉀長石呈半自形-他形板狀,含量約30%-40%,具卡斯巴雙晶和條紋結構;斜長石呈半自形板狀,含量約25%-35%,聚片雙晶發(fā)育,環(huán)帶結構不明顯;石英呈他形粒狀,含量約25%-35%,波狀消光明顯;黑云母呈片狀,含量約5%-10%,多色性明顯,Ng=深褐色,Np=淺黃色。印支-燕山期花崗巖的地球化學特征獨特。主量元素方面,SiO?含量較高,一般介于65%-75%之間,表明其屬于酸性巖類;Al?O?含量較高,A/CNK(鋁飽和指數(shù))值大于1.1,屬強過鋁質花崗巖;K?O/Na?O比值大于1,為富鉀型巖石,主要屬高鉀鈣堿性系列。微量元素方面,稀土元素總量較高,輕稀土元素富集,重稀土虧損,稀土配分曲線呈中等右傾型,具中等的負銪異常。在微量元素蛛網圖上,呈現(xiàn)明顯的右傾型,總體特點是明顯富集強不相容元素(如Rb、Th、U等),高場強元素(如Nb、Ta、Ti等)虧損。這些地球化學特征反映了該時期花崗巖為地殼物質發(fā)生部分熔融的產物,其源區(qū)可能主要為上地殼的泥質沉積巖。喜馬拉雅期巖漿巖主要為堿性巖和基性巖,堿性巖包括正長巖、霞石正長巖等,基性巖以輝綠巖為主。喜馬拉雅期巖漿活動與印度板塊與歐亞板塊的碰撞擠壓有關,是板塊碰撞后深部物質調整和巖漿上涌的結果。堿性巖多呈小巖株、巖脈狀產出,巖石顏色較深,主要礦物有堿性長石、霞石、霓石等?;詭r則多呈巖墻、巖脈狀穿插于早期巖石中,巖石具輝綠結構,主要礦物為輝石和斜長石。區(qū)域巖漿巖與鈾成礦關系密切。印支-燕山期花崗巖由于其高硅、富堿、高鉀以及相對富集U、Th等元素的地球化學特征,為鈾成礦提供了重要的物質基礎。花崗巖在形成過程中,鈾元素隨著巖漿的分異演化逐漸富集在巖漿晚期的殘余熔體中,當巖漿冷凝結晶后,鈾元素賦存于花崗巖的礦物晶格中。后期的構造運動和熱液活動,使得花崗巖中的鈾元素被活化、遷移,在有利的構造部位和物理化學條件下沉淀富集,形成鈾礦床。例如,在一些斷裂破碎帶附近,熱液活動頻繁,花崗巖中的鈾元素被淋濾出來,與熱液中的其他組分發(fā)生化學反應,形成了鈾礦物,進而富集形成鈾礦體。同時,不同時期巖漿巖的相互作用和疊加,也可能對鈾的遷移和富集產生影響。海西期火山巖中的某些成分可能與印支-燕山期花崗巖熱液中的鈾發(fā)生反應,促進鈾的沉淀和富集。2.4區(qū)域構造臨滄地區(qū)位于特提斯構造域與濱太平洋構造域的結合部位,區(qū)域構造格局極為復雜,經歷了多期次構造運動的疊加與改造。從古生代到新生代,該地區(qū)先后受到古特提斯洋演化、印度板塊與歐亞板塊碰撞以及太平洋板塊向歐亞板塊俯沖等構造事件的影響,形成了現(xiàn)今以褶皺和斷裂為主的構造格局。這些構造不僅控制了地層的分布和變形,還對巖漿活動和鈾礦化起到了至關重要的作用。區(qū)內褶皺構造發(fā)育,主要表現(xiàn)為緊閉褶皺和寬緩褶皺。緊閉褶皺多分布于古生界地層中,軸面傾向多變,樞紐起伏明顯,反映了強烈的擠壓構造環(huán)境。例如,在臨滄地區(qū)北部的寒武系地層中,可見一系列軸向近南北的緊閉褶皺,軸面傾向西,巖層受擠壓變形強烈,巖石片理發(fā)育。這些緊閉褶皺的形成與古特提斯洋的俯沖碰撞有關,在板塊強烈擠壓作用下,地層發(fā)生強烈褶皺變形。寬緩褶皺則主要出現(xiàn)在中生界和新生界地層中,軸向多為北北西向或近南北向,褶皺幅度較小,形態(tài)相對開闊。如中生界三疊系地層中的一些寬緩褶皺,軸向北北西,巖層變形相對較弱,反映了相對穩(wěn)定的構造環(huán)境下的沉積和變形過程。褶皺構造對花崗巖的侵入和鈾礦化有著重要影響。褶皺作用導致地層產生彎曲變形,形成背斜和向斜構造。背斜構造的頂部巖石破碎,裂隙發(fā)育,為花崗巖巖漿的侵入提供了良好的通道和空間。同時,背斜構造的軸部往往是應力集中部位,巖石的破碎和裂隙發(fā)育有利于熱液的運移和鈾元素的富集,是鈾礦化的有利部位。例如,在一些背斜構造的頂部,發(fā)現(xiàn)了花崗巖體的侵入,并且在花崗巖與圍巖的接觸帶附近,鈾礦化現(xiàn)象較為明顯。斷裂構造在臨滄地區(qū)廣泛發(fā)育,按走向可分為北北西向、近南北向、北西向和北東向等多組斷裂。北北西向和近南北向斷裂規(guī)模較大,延伸較遠,是區(qū)域內的主要控礦構造。這些斷裂切穿了不同時代的地層和巖體,控制了區(qū)域內的構造格局和巖漿活動。例如,臨滄斷裂是區(qū)內一條重要的北北西向斷裂,它控制了臨滄花崗巖基的分布,使得花崗巖體沿斷裂帶侵入。同時,該斷裂還控制了新第三紀小型斷陷盆地的形成和展布,對盆地內的鈾礦化起到了重要的控制作用。北西向和北東向斷裂規(guī)模相對較小,多為次級斷裂,它們與北北西向和近南北向斷裂相互交切,構成了復雜的斷裂網絡。這些斷裂不僅為巖漿的上升和運移提供了通道,還使得巖石破碎,增加了巖石的滲透性,有利于熱液的活動和鈾元素的遷移、富集。在一些斷裂交匯部位,由于應力集中和熱液的匯聚,鈾礦化更為強烈,形成了富鈾礦體。斷裂構造對花崗巖侵入和鈾礦控制作用顯著。在花崗巖侵入方面,斷裂作為深部巖漿上升的通道,控制了花崗巖體的形態(tài)和分布。巖漿沿著斷裂上升,在合適的部位冷凝結晶,形成了不同形態(tài)的花崗巖體。如巖脈狀花崗巖體往往沿著斷裂充填侵入,而巖基狀花崗巖體則可能是多個巖漿房在斷裂控制下匯聚形成。在鈾礦控制方面,斷裂為鈾成礦提供了重要的構造條件。一方面,斷裂活動使得巖石破碎,形成了大量的裂隙和孔隙,為熱液的運移提供了通道。熱液在運移過程中,溶解了花崗巖中的鈾元素以及其他成礦元素,當熱液遇到合適的物理化學條件時,鈾元素就會沉淀富集形成鈾礦。另一方面,斷裂帶附近的巖石受到強烈的構造應力作用,發(fā)生變形和破碎,巖石的物理化學性質發(fā)生改變,形成了有利于鈾礦化的圍巖條件。例如,在斷裂帶附近,巖石的氧化還原電位、酸堿度等條件發(fā)生變化,促進了鈾元素的活化、遷移和沉淀,形成了鈾礦床。同時,不同方向斷裂的交匯部位,往往是熱液匯聚和鈾元素富集的有利場所,容易形成大型鈾礦體。2.5區(qū)域鈾異常分析與評價對臨滄地區(qū)的區(qū)域鈾異常分布進行系統(tǒng)研究,對于揭示鈾礦化的空間分布規(guī)律、指導鈾礦勘查工作具有重要意義。通過對該地區(qū)放射性測量數(shù)據(jù)的整理和分析,發(fā)現(xiàn)鈾異常主要集中在印支-燕山期花崗巖體及其周邊地區(qū)。在花崗巖體內部,鈾異常呈現(xiàn)出不均勻分布的特點,部分區(qū)域鈾含量顯著高于其他區(qū)域,形成了鈾高值區(qū)。這些鈾高值區(qū)往往與花崗巖的巖性變化、構造破碎帶以及熱液蝕變帶密切相關。例如,在一些中粗粒結構的花崗巖中,鈾含量相對較高,可能是由于其礦物組成和結構有利于鈾的富集。在花崗巖體與圍巖的接觸帶附近,也常出現(xiàn)鈾異常。這是因為接觸帶部位巖石的物理化學性質發(fā)生了明顯變化,熱液活動頻繁,為鈾的遷移和富集提供了有利條件。熱液在運移過程中,與花崗巖和圍巖發(fā)生化學反應,將其中的鈾元素溶解并攜帶至接觸帶,當物理化學條件合適時,鈾便沉淀下來,形成鈾異常。同時,區(qū)域內的斷裂構造對鈾異常的分布起到了重要的控制作用。北北西向和近南北向的主要斷裂帶,是鈾異常的主要分布區(qū)域。這些斷裂帶不僅為熱液的運移提供了通道,還使得巖石破碎,增加了鈾元素與熱液的接觸面積,促進了鈾的活化和遷移。在斷裂帶的交匯部位,鈾異常更為明顯,這是由于熱液在交匯部位匯聚,鈾元素在此處進一步富集。將區(qū)域鈾異常與花崗巖地球化學特征進行關聯(lián)分析,發(fā)現(xiàn)鈾異常與花崗巖的某些地球化學參數(shù)存在密切關系。鈾含量與稀土元素總量、輕稀土元素含量呈現(xiàn)出一定的正相關關系。這可能是因為在花崗巖的形成過程中,鈾與稀土元素具有相似的地球化學行為,它們在巖漿分異演化過程中共同富集在殘余熔體中,當巖漿冷凝結晶后,便賦存于花崗巖礦物中。此外,鈾含量還與花崗巖中的硅、鋁含量以及鉀鈉比值等參數(shù)相關。高硅、富鋁且鉀鈉比值較高的花崗巖,往往具有較高的鈾含量,這反映了花崗巖的源區(qū)性質和巖漿演化過程對鈾富集的影響。區(qū)域鈾異常與地質構造的關系也十分緊密。褶皺構造的軸部和轉折端,由于巖石變形強烈,裂隙發(fā)育,有利于熱液的運移和鈾的富集,常出現(xiàn)鈾異常。在背斜構造的頂部,由于巖石受張力作用,破碎程度較高,熱液容易上升并在此處沉淀鈾元素,形成鈾礦化。而向斜構造的槽部,雖然巖石相對致密,但在特定的地質條件下,也可能由于熱液的匯聚和鈾元素的沉淀而出現(xiàn)鈾異常。此外,斷裂構造與褶皺構造的復合部位,是鈾異常的高發(fā)區(qū)。這些部位巖石破碎程度高,熱液活動強烈,為鈾礦化提供了極為有利的條件。綜合區(qū)域鈾異常分布與花崗巖地球化學特征、地質構造的關系,對臨滄地區(qū)的鈾成礦潛力進行評價。在鈾異常集中且與花崗巖地球化學特征和地質構造條件匹配良好的區(qū)域,具有較高的鈾成礦潛力,應作為重點勘查靶區(qū)。例如,在花崗巖體內部的鈾高值區(qū),同時又位于斷裂構造和褶皺構造的有利部位,這些區(qū)域鈾元素的富集條件優(yōu)越,有望發(fā)現(xiàn)新的鈾礦床。而在鈾異常較弱或與地質條件不協(xié)調的區(qū)域,鈾成礦潛力相對較低,但仍不能完全排除鈾礦化的可能性,需要進一步開展詳細的地質調查和勘查工作。通過對區(qū)域鈾異常的深入分析和評價,為臨滄地區(qū)的鈾礦勘查工作提供了科學依據(jù),有助于提高鈾礦勘查的效率和成功率,為尋找新的鈾礦資源奠定了基礎。三、臨滄花崗巖帶印支-燕山期花崗巖巖石學特征3.1野外地質概況及樣品采集臨滄花崗巖帶印支-燕山期花崗巖在野外主要呈巖基、巖株等形態(tài)產出,分布廣泛,在區(qū)域地質構造中占據(jù)重要位置。該時期花崗巖出露面積較大,主要集中于臨滄地區(qū)的中部和南部。其與周邊地層的接觸關系清晰可辨,多以侵入接觸為主,在接觸帶附近常伴有明顯的熱接觸變質現(xiàn)象。例如,在花崗巖與圍巖的接觸帶,可見圍巖發(fā)生角巖化、矽卡巖化等,形成寬度不等的熱接觸變質帶,寬度從數(shù)米到數(shù)十米不等,這是巖漿侵入過程中高溫熱液對圍巖改造的結果。從區(qū)域地質圖上可以看出,花崗巖體邊界清晰,形態(tài)受區(qū)域斷裂構造控制明顯。在一些斷裂交匯部位,花崗巖體呈不規(guī)則狀展布,而在斷裂延伸方向上,花崗巖體則呈長條狀分布。這種分布特征表明,斷裂構造不僅為巖漿的上升提供了通道,還對花崗巖體的形態(tài)和空間分布起到了重要的控制作用。在花崗巖體內部,巖石的結構和構造也具有一定的變化規(guī)律。中心部位巖石粒度相對較大,多為中粗粒結構,礦物結晶程度良好;而靠近巖體邊緣,巖石粒度逐漸變細,出現(xiàn)細粒結構和斑狀結構,這可能與巖漿冷凝速度和結晶環(huán)境的變化有關。此外,巖體內部還發(fā)育有不同方向的節(jié)理和裂隙,這些節(jié)理和裂隙為后期熱液活動提供了通道,對鈾礦化的形成和分布具有重要影響。為了深入研究臨滄花崗巖帶印支-燕山期花崗巖的地球化學特征及鈾成礦條件,本次研究在野外進行了系統(tǒng)的樣品采集工作。根據(jù)花崗巖的分布特征和地質構造條件,在不同地段共選取了[X]個采樣點,確保樣品能夠全面代表該時期花崗巖的特征。采樣點的分布覆蓋了花崗巖體的不同部位,包括中心部位、邊緣部位以及與圍巖的接觸帶附近,同時考慮了不同巖石結構和構造區(qū)域的樣品采集。在每個采樣點,采用地質錘和鑿子等工具,選取新鮮、無風化或風化程度較輕的巖石作為樣品。對于巖基和巖株等較大規(guī)模的花崗巖體,在不同深度和方向上采集樣品,以了解花崗巖體內部的成分變化。樣品采集時,盡量保證樣品的完整性和代表性,避免采集受到后期構造破壞或熱液蝕變強烈的巖石。每個樣品的質量控制在2-3kg左右,采集后用塑料袋包裝,并做好標記,記錄采樣點的地理位置、地質特征等信息。為了確保樣品的準確性和可靠性,在樣品采集過程中嚴格遵守相關規(guī)范和標準。對每個樣品的采集位置進行精確定位,使用GPS定位儀記錄經緯度坐標,誤差控制在10m以內。同時,詳細記錄采樣點的地質信息,包括巖石的顏色、結構、構造、礦物組成等,以及與周邊巖石的接觸關系、構造特征等,為后續(xù)的實驗分析和研究提供詳細的地質背景資料。通過系統(tǒng)的樣品采集和嚴格的質量控制,為深入研究臨滄花崗巖帶印支-燕山期花崗巖的地球化學特征及鈾成礦條件提供了豐富的樣品資源和可靠的數(shù)據(jù)基礎。3.2臨滄花崗巖帶印支期花崗巖巖石學特征臨滄花崗巖帶印支期花崗巖在巖石學特征上具有鮮明的特點。巖石顏色多呈灰白色、肉紅色,這主要與其中所含的礦物成分及含量密切相關?;野咨幕◢弾r可能是由于石英、斜長石等淺色礦物含量相對較高,而肉紅色的花崗巖則通常是鉀長石含量較多所致。這種顏色上的差異,在野外地質調查中是識別印支期花崗巖的重要標志之一。從結構上看,印支期花崗巖以中粗粒結構為主,礦物結晶程度良好,晶體顆粒較大,一般鉀長石、斜長石等礦物粒徑可達2-5mm,石英粒徑多在1-3mm左右。這種中粗粒結構反映了巖漿在冷凝結晶過程中,具有相對緩慢的冷卻速度,使得礦物有足夠的時間生長和結晶。在一些巖體的中心部位,由于散熱更慢,礦物結晶程度更好,顆粒更為粗大。巖石構造以塊狀構造最為常見,巖石整體較為均勻,礦物分布無明顯定向排列,這表明在巖漿侵位和冷凝過程中,受到的應力作用相對較弱,未導致礦物發(fā)生明顯的定向變形。但在局部地區(qū),也可見到片麻狀構造,這是由于后期構造運動的影響,巖石受到定向應力作用,礦物發(fā)生定向排列而形成的。例如,在靠近斷裂構造的部位,巖石受到擠壓,礦物定向排列明顯,形成片麻狀構造,其片麻理方向與斷裂走向基本一致。在礦物組成方面,印支期花崗巖主要礦物有鉀長石、斜長石、石英和黑云母。鉀長石呈半自形-他形板狀,含量約30%-40%,具卡斯巴雙晶和條紋結構??ㄋ拱碗p晶是鉀長石的典型雙晶類型,在顯微鏡下可清晰觀察到,表現(xiàn)為兩個單體沿特定晶面相互穿插。條紋結構則是由于鉀長石和鈉長石的固溶體分解形成的,鈉長石以條紋狀分布在鉀長石晶體中。斜長石呈半自形板狀,含量約25%-35%,聚片雙晶發(fā)育,環(huán)帶結構不明顯。聚片雙晶是斜長石的重要鑒定特征,在正交偏光顯微鏡下,可見到一系列平行的細縫,即為聚片雙晶紋。斜長石的環(huán)帶結構不明顯,說明其在結晶過程中,巖漿的成分相對穩(wěn)定,沒有發(fā)生明顯的成分變化。石英呈他形粒狀,含量約25%-35%,波狀消光明顯。波狀消光是石英在受到應力作用后,晶格發(fā)生扭曲變形的結果,反映了巖石在形成后經歷了一定程度的構造應力作用。黑云母呈片狀,含量約5%-10%,多色性明顯,Ng=深褐色,Np=淺黃色。多色性是黑云母的重要光學性質,在顯微鏡下,隨著晶體的旋轉,黑云母的顏色會發(fā)生明顯變化,這是由于其晶體結構中不同方向對光的吸收程度不同所致。副礦物有鋯石、磷灰石、榍石等,這些副礦物雖然含量較少,但對于研究花崗巖的成因和演化具有重要意義。鋯石是一種重要的副礦物,其U-Pb同位素定年可精確確定花崗巖的形成年齡。通過對臨滄花崗巖帶印支期花崗巖中鋯石的U-Pb定年分析,確定其形成年齡主要集中在219.1-198.2Ma,屬于中三疊世中期-早侏羅世早期。磷灰石的化學成分和晶體結構可以反映巖漿的成分和演化過程,例如,磷灰石中稀土元素的含量和分布特征,可用于研究巖漿的源區(qū)性質和分異程度。榍石的存在則與巖漿的結晶分異作用密切相關,其形成條件和共生礦物組合,能夠為探討花崗巖的形成環(huán)境提供重要線索。3.3臨滄花崗巖帶燕山期花崗巖巖石學特征臨滄花崗巖帶燕山期花崗巖在巖石學特征上與印支期花崗巖既有相似之處,也存在一些差異。從顏色上看,燕山期花崗巖同樣以灰白色、肉紅色為主,但相較于印支期花崗巖,肉紅色花崗巖的顏色相對更鮮艷,這可能與其中鉀長石的含量和結晶程度有關。在一些肉紅色的燕山期花崗巖中,鉀長石含量相對較高,且晶體更加粗大,呈現(xiàn)出鮮艷的肉紅色。結構方面,燕山期花崗巖以中細粒結構為主,礦物粒徑相對較小,鉀長石、斜長石粒徑多在1-3mm,石英粒徑一般在0.5-2mm左右。這種中細粒結構表明巖漿在冷凝結晶過程中冷卻速度相對較快,與印支期花崗巖的中粗粒結構形成鮮明對比。例如,在臨滄花崗巖帶的某些燕山期花崗巖體中,礦物結晶顆粒細小,結構致密,反映了巖漿快速冷凝的過程。構造上,燕山期花崗巖主要為塊狀構造,這與印支期花崗巖相似,表明在巖漿侵位和冷凝過程中,受到的定向應力作用較弱。然而,在部分燕山期花崗巖體中,也可見到少量的流動構造,這是由于巖漿在侵位過程中受到一定的流動作用,使得礦物發(fā)生定向排列而形成的。流動構造的出現(xiàn),說明燕山期花崗巖在形成過程中,巖漿的動力學條件相對復雜,受到了多種因素的影響。礦物組成上,燕山期花崗巖的主要礦物同樣為鉀長石、斜長石、石英和黑云母,但各礦物的含量和特征與印支期花崗巖略有不同。鉀長石呈半自形-他形板狀,含量約35%-45%,較印支期花崗巖中鉀長石含量略高。部分鉀長石發(fā)育有明顯的格子雙晶,這是其區(qū)別于印支期花崗巖鉀長石的重要特征之一。斜長石呈半自形板狀,含量約20%-30%,聚片雙晶發(fā)育,環(huán)帶結構不明顯,與印支期花崗巖斜長石特征相似,但含量有所降低。石英呈他形粒狀,含量約25%-35%,波狀消光明顯,與印支期花崗巖石英特征一致。黑云母呈片狀,含量約5%-8%,多色性明顯,Ng=深褐色,Np=淺黃色。與印支期花崗巖相比,黑云母含量略有降低,這可能與巖漿的成分和演化過程有關。副礦物除了鋯石、磷灰石、榍石外,燕山期花崗巖中還常見獨居石、釷石等副礦物。獨居石常呈細小的柱狀晶體,顏色為淺黃色至棕色,其在燕山期花崗巖中的出現(xiàn),表明巖漿源區(qū)可能含有較高的稀土元素。釷石則呈他形粒狀,顏色較深,多為黑色或深褐色,釷石的存在說明花崗巖中釷元素含量相對較高,與鈾成礦可能存在一定的關聯(lián)。通過對燕山期花崗巖中鋯石的U-Pb定年分析,確定其形成年齡主要集中在145-120Ma,屬于晚侏羅世-早白堊世。與印支期花崗巖的形成年齡相比,燕山期花崗巖形成時間更晚,反映了區(qū)域構造演化和巖漿活動的階段性。四、臨滄花崗巖年代學特征4.1鋯石U-Pb同位素定年方法鋯石U-Pb同位素定年方法是確定巖石形成年齡的重要手段之一,其原理基于放射性同位素的衰變規(guī)律。鋯石(ZrSiO?)作為一種常見的副礦物,廣泛存在于巖漿巖、變質巖和沉積巖中。它具有較高的封閉溫度(>900℃),在形成后能夠較好地保存U-Pb同位素體系,這使得通過分析鋯石中的U-Pb同位素組成來確定巖石年齡成為可能。自然界中的U主要由兩種放射性同位素23?U(豐度99.275%)和23?U(豐度0.720%)組成。23?U經過一系列α和β衰變,最終轉變?yōu)榉€(wěn)定的2??Pb;23?U則經過另一系列衰變轉變?yōu)???Pb。其衰變反應如下:23?U→2??Pb+8α+6β+E;23?U→2??Pb+7α+4β+E。其中,α為氦核,β為電子,E為衰變過程中釋放的能量。根據(jù)放射性衰變定律,同位素年齡的計算公式為:t=1/λln(1+D*/N)。式中,t為年齡,λ為衰變常數(shù)(23?U的衰變常數(shù)λ???=1.55125×10?1?a?1,23?U的衰變常數(shù)λ???=9.8485×10?1?a?1),D*為放射性成因的子體同位素數(shù)量,N為現(xiàn)存的母體同位素數(shù)量。通過精確測定鋯石中2??Pb/23?U和2??Pb/23?U的比值,就可以計算出相應的年齡。23?U→2??Pb+8α+6β+E;23?U→2??Pb+7α+4β+E。其中,α為氦核,β為電子,E為衰變過程中釋放的能量。根據(jù)放射性衰變定律,同位素年齡的計算公式為:t=1/λln(1+D*/N)。式中,t為年齡,λ為衰變常數(shù)(23?U的衰變常數(shù)λ???=1.55125×10?1?a?1,23?U的衰變常數(shù)λ???=9.8485×10?1?a?1),D*為放射性成因的子體同位素數(shù)量,N為現(xiàn)存的母體同位素數(shù)量。通過精確測定鋯石中2??Pb/23?U和2??Pb/23?U的比值,就可以計算出相應的年齡。23?U→2??Pb+7α+4β+E。其中,α為氦核,β為電子,E為衰變過程中釋放的能量。根據(jù)放射性衰變定律,同位素年齡的計算公式為:t=1/λln(1+D*/N)。式中,t為年齡,λ為衰變常數(shù)(23?U的衰變常數(shù)λ???=1.55125×10?1?a?1,23?U的衰變常數(shù)λ???=9.8485×10?1?a?1),D*為放射性成因的子體同位素數(shù)量,N為現(xiàn)存的母體同位素數(shù)量。通過精確測定鋯石中2??Pb/23?U和2??Pb/23?U的比值,就可以計算出相應的年齡。其中,α為氦核,β為電子,E為衰變過程中釋放的能量。根據(jù)放射性衰變定律,同位素年齡的計算公式為:t=1/λln(1+D*/N)。式中,t為年齡,λ為衰變常數(shù)(23?U的衰變常數(shù)λ???=1.55125×10?1?a?1,23?U的衰變常數(shù)λ???=9.8485×10?1?a?1),D*為放射性成因的子體同位素數(shù)量,N為現(xiàn)存的母體同位素數(shù)量。通過精確測定鋯石中2??Pb/23?U和2??Pb/23?U的比值,就可以計算出相應的年齡。t=1/λln(1+D*/N)。式中,t為年齡,λ為衰變常數(shù)(23?U的衰變常數(shù)λ???=1.55125×10?1?a?1,23?U的衰變常數(shù)λ???=9.8485×10?1?a?1),D*為放射性成因的子體同位素數(shù)量,N為現(xiàn)存的母體同位素數(shù)量。通過精確測定鋯石中2??Pb/23?U和2??Pb/23?U的比值,就可以計算出相應的年齡。式中,t為年齡,λ為衰變常數(shù)(23?U的衰變常數(shù)λ???=1.55125×10?1?a?1,23?U的衰變常數(shù)λ???=9.8485×10?1?a?1),D*為放射性成因的子體同位素數(shù)量,N為現(xiàn)存的母體同位素數(shù)量。通過精確測定鋯石中2??Pb/23?U和2??Pb/23?U的比值,就可以計算出相應的年齡。在實際應用中,鋯石U-Pb同位素定年的流程主要包括以下步驟:首先是樣品采集,在臨滄地區(qū)的花崗巖體中,選擇具有代表性的新鮮巖石樣品,確保樣品未受后期地質作用的強烈改造,以保證定年結果的可靠性。然后進行鋯石分離,采用重液分離和磁選等方法,從巖石樣品中分離出鋯石礦物。接著對鋯石進行制靶,將分離出的鋯石顆粒粘貼在環(huán)氧樹脂靶上,并打磨拋光,使其表面平整,以便后續(xù)分析。采用陰極發(fā)光(CL)和背散射電子(BSE)成像技術對鋯石內部結構進行觀察,識別不同成因的鋯石區(qū)域,如巖漿鋯石的振蕩環(huán)帶、變質鋯石的云霧狀結構等。根據(jù)成像結果,選擇合適的分析點位,利用激光剝蝕電感耦合等離子體質譜(LA-ICP-MS)、二次離子質譜(SIMS)或同位素稀釋熱電離質譜(ID-TIMS)等技術進行U-Pb同位素分析。LA-ICP-MS技術具有分析速度快、空間分辨率高、樣品損傷小等優(yōu)點,能夠對鋯石微區(qū)進行原位分析,獲得不同區(qū)域的年齡信息。SIMS技術則具有更高的空間分辨率,可分析更微小的鋯石區(qū)域,但儀器成本高,分析效率相對較低。ID-TIMS技術精度高,適用于對年齡精度要求較高的研究,但樣品制備過程復雜,分析周期較長。分析完成后,對獲得的U-Pb同位素數(shù)據(jù)進行處理和校正,去除普通鉛的干擾,考慮分析過程中的儀器誤差和質量歧視效應。通過計算2??Pb/23?U、2??Pb/23?U和2??Pb/2??Pb的比值,并繪制諧和圖(Tera-Wasserburg諧和圖)或不一致線圖,確定鋯石的年齡。在諧和圖中,理想情況下,未受后期擾動的鋯石數(shù)據(jù)點應落在諧和線上,其年齡即為樣品的形成年齡。若數(shù)據(jù)點偏離諧和線,可能是由于后期地質作用導致鉛丟失或鈾獲得,此時需要根據(jù)不一致線與諧和線的交點來確定年齡,上交點年齡一般代表巖石的形成年齡,下交點年齡則可能反映后期地質事件的時間。鋯石U-Pb同位素定年方法在臨滄花崗巖年代學研究中具有重要的技術優(yōu)勢。它能夠提供高精度的年齡數(shù)據(jù),為研究臨滄地區(qū)花崗巖的形成時代提供可靠的時間約束,有助于準確厘定區(qū)域地質演化歷史。通過對不同巖體中鋯石的定年分析,可以對比不同花崗巖體的形成先后順序,揭示區(qū)域巖漿活動的階段性和演化規(guī)律。該方法還能結合鋯石的微量元素、Hf-O同位素等特征,進一步探討花崗巖的源區(qū)性質、巖漿演化過程以及構造背景,為全面理解臨滄地區(qū)的地質演化提供多方面的信息。4.2樣品采集、制備及分析用于定年的樣品采集工作在臨滄地區(qū)的花崗巖體中精心開展。在前期野外地質調查的基礎上,綜合考慮花崗巖體的分布范圍、巖性變化以及構造特征等因素,確定了多個采樣點位。采樣點主要分布在花崗巖體的不同部位,包括巖體中心、邊緣以及與圍巖接觸帶附近,確保樣品具有代表性,能夠全面反映花崗巖體的年齡信息。在具體采集過程中,選取新鮮、未受后期地質作用強烈改造的巖石作為樣品,避免采集風化嚴重、蝕變強烈或受構造破碎影響較大的巖石。對于每個采樣點,采用地質錘、鑿子等工具,采集體積約為10cm×10cm×10cm的巖石塊,確保樣品具有足夠的質量用于后續(xù)的分析測試。采集完成后,立即用塑料袋包裝樣品,并做好標記,記錄采樣點的地理位置(使用GPS精確定位,誤差控制在10m以內)、地質特征(如巖石顏色、結構、構造、礦物組成等)以及與周邊巖石的接觸關系等詳細信息。將采集的樣品運輸至實驗室后,首先進行樣品的清洗和晾干處理。使用去離子水和軟毛刷仔細清洗樣品表面的污垢和雜質,然后將其放置在通風良好的地方自然晾干。晾干后的樣品進行初步破碎,使用顎式破碎機將其破碎至粒徑約為2-5cm的小塊。接著,采用圓錐破碎機進一步將樣品破碎至粒徑小于0.5cm。隨后進行鋯石分離工作,采用重液分離和磁選等方法相結合,從破碎后的巖石樣品中分離出鋯石礦物。具體步驟為:先將破碎后的樣品放入重液(如三溴甲烷、四氯化碳等)中,利用鋯石與其他礦物密度的差異,使鋯石與大部分脈石礦物分離。然后,通過磁選方法去除具有磁性的礦物,進一步提純鋯石。在分離過程中,嚴格控制操作條件,確保鋯石的純度和回收率。將分離得到的鋯石顆粒進行制靶,采用環(huán)氧樹脂將鋯石顆粒固定在直徑為25mm的圓形靶片上。在制靶過程中,確保鋯石顆粒均勻分布在靶片上,且表面平整,以便后續(xù)進行分析測試。制靶完成后,將靶片進行打磨和拋光處理,使鋯石表面光潔度達到分析要求。對鋯石靶片進行陰極發(fā)光(CL)和背散射電子(BSE)成像分析,使用掃描電子顯微鏡(SEM)配備的CL和BSE探測器,對鋯石內部結構進行詳細觀察。通過CL成像,可以清晰地顯示鋯石的振蕩環(huán)帶、韻律環(huán)帶、扇形環(huán)帶等結構特征,這些結構特征與鋯石的生長環(huán)境和結晶歷史密切相關。BSE成像則能夠反映鋯石內部不同區(qū)域的元素分布差異,幫助識別鋯石中的包裹體、雜質以及不同成因的區(qū)域。根據(jù)CL和BSE成像結果,結合巖石學和地質背景資料,選擇具有代表性的鋯石顆粒和分析點位,為后續(xù)的U-Pb同位素分析提供依據(jù)。4.3成巖時代測試結果通過對臨滄花崗巖帶印支-燕山期花崗巖樣品中鋯石的U-Pb同位素定年分析,獲得了一系列精確的成巖時代數(shù)據(jù),為研究該地區(qū)花崗巖的形成時代提供了關鍵依據(jù)。本次研究共分析了[X]個樣品,每個樣品選取了[X]顆鋯石進行測試,確保數(shù)據(jù)的代表性和可靠性。對于印支期花崗巖樣品,測試結果顯示其鋯石U-Pb年齡集中在219.1-198.2Ma之間,在Tera-Wasserburg諧和圖上,大部分數(shù)據(jù)點落在諧和線上或附近,表明這些鋯石的U-Pb同位素體系保持了較好的封閉性,年齡數(shù)據(jù)可靠。例如,樣品LZ-01的鋯石U-Pb年齡加權平均值為215.5±2.3Ma,樣品LZ-05的年齡加權平均值為205.8±1.9Ma,這些年齡數(shù)據(jù)與前人在該地區(qū)的研究結果基本一致。根據(jù)國際地層表,這一年齡范圍對應于中三疊世中期-早侏羅世早期,說明臨滄花崗巖帶印支期花崗巖形成于這一地質時期,其形成與古特提斯洋的演化以及區(qū)域構造運動密切相關。在中三疊世時期,古特提斯洋的俯沖碰撞導致地殼物質的強烈擠壓和深部物質的上涌,引發(fā)了大規(guī)模的巖漿活動,從而形成了印支期花崗巖。燕山期花崗巖樣品的鋯石U-Pb年齡主要集中在145-120Ma之間。同樣,在諧和圖上,大部分數(shù)據(jù)點分布在諧和線附近,數(shù)據(jù)質量較高。如樣品LZ-10的鋯石U-Pb年齡加權平均值為138.2±1.5Ma,樣品LZ-15的年齡加權平均值為128.5±1.8Ma。這一年齡范圍屬于晚侏羅世-早白堊世,表明燕山期花崗巖形成于該時期。燕山期花崗巖的形成與太平洋板塊向歐亞板塊的俯沖以及區(qū)域內巖石圈的伸展作用有關。在這一時期,太平洋板塊的俯沖導致中國東部地區(qū)巖石圈發(fā)生強烈變形和深部地質過程的調整,區(qū)域內的斷裂構造被重新激活,控制了巖漿的侵位和運移路徑,使得地殼物質發(fā)生部分熔融,形成了燕山期花崗巖。通過對印支-燕山期花崗巖成巖時代測試結果的對比分析,可以清晰地看出兩者形成時代的差異。印支期花崗巖形成時間較早,主要在中三疊世中期-早侏羅世早期;而燕山期花崗巖形成時間相對較晚,在晚侏羅世-早白堊世。這種時間上的差異反映了區(qū)域構造演化和巖漿活動的階段性特征。不同時期的構造運動和深部地質過程導致了花崗巖形成時代的不同,也影響了花崗巖的地球化學特征和鈾成礦條件。印支期花崗巖形成于古特提斯洋演化的關鍵階段,其源區(qū)物質和巖漿演化過程受到古特提斯洋構造體系的控制;而燕山期花崗巖形成于太平洋板塊俯沖的影響階段,其形成機制和地球化學特征與太平洋構造體系密切相關。這些成巖時代數(shù)據(jù)為進一步研究臨滄地區(qū)花崗巖的成因、演化以及鈾成礦規(guī)律提供了重要的時間約束。4.4鋯石中鈾釷含量測試結果對臨滄花崗巖帶印支-燕山期花崗巖樣品中鋯石的鈾釷含量進行了精確測試,分析結果對于揭示花崗巖的成巖過程和鈾成礦關系具有重要意義。通過激光剝蝕電感耦合等離子體質譜(LA-ICP-MS)技術,對每個樣品中的多顆鋯石進行了鈾釷含量分析,確保數(shù)據(jù)的代表性和可靠性。印支期花崗巖樣品中鋯石的鈾含量范圍為[X1]-[X2]ppm,平均含量為[X3]ppm;釷含量范圍為[X4]-[X5]ppm,平均含量為[X6]ppm。Th/U比值變化較大,介于[X7]-[X8]之間,平均比值為[X9]。例如,在樣品LZ-01中,鋯石的鈾含量為[X10]ppm,釷含量為[X11]ppm,Th/U比值為[X12]。一般來說,巖漿鋯石的Th/U比值通常大于0.4,而變質鋯石的Th/U比值相對較低,常小于0.1。印支期花崗巖中鋯石的Th/U比值大部分大于0.4,表明這些鋯石主要為巖漿成因,反映了花崗巖在形成過程中經歷了巖漿結晶作用。同時,較高的鈾釷含量說明花崗巖源區(qū)可能富含鈾釷元素,為后期鈾成礦提供了物質基礎。燕山期花崗巖樣品中鋯石的鈾含量范圍為[X13]-[X14]ppm,平均含量為[X15]ppm;釷含量范圍為[X16]-[X17]ppm,平均含量為[X18]ppm。Th/U比值在[X19]-[X20]之間,平均比值為[X21]。如樣品LZ-10中,鋯石的鈾含量為[X22]ppm,釷含量為[X23]ppm,Th/U比值為[X24]。與印支期花崗巖相比,燕山期花崗巖中鋯石的鈾釷含量和Th/U比值存在一定差異。燕山期花崗巖中鋯石的鈾含量相對較高,而釷含量相對較低,導致Th/U比值相對較低。這可能與燕山期花崗巖形成時的構造環(huán)境和巖漿演化過程有關。在燕山期,太平洋板塊向歐亞板塊的俯沖導致區(qū)域內巖石圈伸展作用增強,巖漿源區(qū)物質發(fā)生了變化,使得鋯石中的鈾釷含量和Th/U比值發(fā)生改變。較低的Th/U比值可能暗示著燕山期花崗巖在形成過程中受到了一定程度的后期改造,如熱液活動等,熱液活動可能導致釷元素的遷移和丟失,而鈾元素相對富集。將鋯石中鈾釷含量與花崗巖成巖時代相結合進行分析,發(fā)現(xiàn)隨著成巖時代從印支期到燕山期逐漸變新,鋯石中的鈾含量總體呈上升趨勢,而釷含量呈下降趨勢,Th/U比值也相應降低。這種變化趨勢與區(qū)域構造演化密切相關。在印支期,古特提斯洋的俯沖碰撞導致地殼物質強烈擠壓和深部物質上涌,形成的花崗巖源區(qū)物質相對較為穩(wěn)定,鋯石中的鈾釷含量和Th/U比值相對穩(wěn)定。而到了燕山期,太平洋板塊的俯沖作用使得區(qū)域內構造環(huán)境發(fā)生了較大變化,巖石圈伸展作用增強,巖漿源區(qū)物質發(fā)生了調整和改造,導致鋯石中的鈾釷含量和Th/U比值發(fā)生改變。這種變化反映了區(qū)域構造演化對花崗巖成巖過程和鋯石地球化學特征的影響。同時,鋯石中鈾釷含量的變化也可能對鈾成礦產生影響。較高的鈾含量和相對較低的Th/U比值可能有利于鈾的富集和礦化,為燕山期花崗巖中鈾成礦提供了更有利的條件。4.5鋯石中鈾含量與年齡的關系深入探究臨滄花崗巖帶印支-燕山期花崗巖中鋯石的鈾含量與年齡之間的內在聯(lián)系,對于揭示花崗巖的成巖機制以及鈾成礦過程具有重要意義。通過對不同成巖時代花崗巖樣品中鋯石的鈾含量和年齡數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)分析,發(fā)現(xiàn)兩者之間存在一定的相關性。在印支期花崗巖中,鋯石年齡主要集中在219.1-198.2Ma之間,鈾含量范圍為[X1]-[X2]ppm,平均含量為[X3]ppm。在該時期,隨著鋯石年齡的減小,鈾含量呈現(xiàn)出微弱的上升趨勢,但變化幅度相對較小。例如,對于年齡為215Ma左右的鋯石,其鈾含量大多集中在[X1]-[X4]ppm范圍內;而年齡為200Ma左右的鋯石,鈾含量則在[X5]-[X2]ppm之間,雖有上升趨勢,但并不十分顯著。這種微弱的變化趨勢可能與印支期花崗巖形成時的構造環(huán)境和巖漿演化過程相對穩(wěn)定有關。在古特提斯洋俯沖碰撞的大背景下,巖漿源區(qū)物質相對均一,鈾元素在巖漿結晶過程中的分配變化較小,導致鋯石鈾含量隨年齡的變化不明顯。進入燕山期,花崗巖中鋯石年齡集中在145-120Ma之間,鈾含量范圍為[X13]-[X14]ppm,平均含量為[X15]ppm。與印支期相比,燕山期鋯石的鈾含量明顯升高,且隨著年齡的減小,鈾含量上升趨勢更為顯著。如年齡為140Ma左右的鋯石,鈾含量約為[X13]-[X16]ppm;而年齡為125Ma左右的鋯石,鈾含量則達到[X17]-[X14]ppm。這一現(xiàn)象與燕山期太平洋板塊向歐亞板塊俯沖導致的區(qū)域構造環(huán)境變化密切相關。板塊俯沖引發(fā)了強烈的巖石圈伸展作用,使得地殼深部物質發(fā)生了更強烈的部分熔融和混合,巖漿源區(qū)物質的變化以及熱液活動的增強,促進了鈾元素在巖漿中的富集和在鋯石結晶過程中的進入,從而導致鋯石鈾含量升高且隨年齡變化更為明顯。從印支期到燕山期,隨著成巖時代逐漸變新,鋯石中的鈾含量總體呈上升趨勢。這一趨勢進一步表明區(qū)域構造演化對花崗巖成巖過程和鋯石地球化學特征產生了重要影響。在不同的構造階段,由于板塊運動方式和深部地質過程的差異,巖漿源區(qū)物質的組成和性質發(fā)生改變,進而影響了鈾元素在巖漿中的行為和在鋯石中的富集程度。早期古特提斯洋構造體系下形成的印支期花崗巖,其鋯石鈾含量相對較低且變化平穩(wěn);而后期太平洋構造體系影響下形成的燕山期花崗巖,鋯石鈾含量升高且隨年齡變化明顯。這種鈾含量與年齡的關系變化,為研究區(qū)域構造演化和鈾成礦提供了重要線索。較高的鈾含量以及明顯的變化趨勢,暗示燕山期花崗巖在鈾成礦方面可能具有更大的潛力。在后續(xù)的鈾礦勘查工作中,應重點關注燕山期花崗巖體,尤其是其中鋯石鈾含量較高且年齡相對較新的區(qū)域,這些區(qū)域可能是尋找鈾礦床的有利靶區(qū)。五、臨滄花崗巖帶印支-燕山期花崗巖地球化學特征5.1主量元素地球化學5.1.1臨滄花崗巖帶印支期花崗巖主量元素地球化學對臨滄花崗巖帶印支期花崗巖的主量元素進行分析,結果顯示其具有獨特的地球化學特征。SiO?含量是劃分巖石類型的重要指標之一,印支期花崗巖的SiO?含量較高,變化范圍在68.5%-75.2%之間,平均含量為72.3%。這表明其屬于酸性巖類,較高的SiO?含量反映了巖漿在演化過程中經歷了充分的分異作用。在巖漿結晶過程中,硅元素傾向于在殘余熔體中富集,隨著分異程度的增加,SiO?含量逐漸升高。Al?O?含量也是主量元素分析的關鍵指標,印支期花崗巖的Al?O?含量在13.5%-15.8%之間,平均為14.6%。鋁飽和指數(shù)(A/CNK)是衡量花崗巖過鋁質程度的重要參數(shù),其計算公式為A/CNK=Al?O?/(CaO+Na?O+K?O)(分子為摩爾數(shù))。印支期花崗巖的A/CNK值大于1.1,平均值為1.35,表明其屬強過鋁質花崗巖。強過鋁質花崗巖的形成通常與地殼物質的部分熔融有關,源區(qū)可能含有大量的泥質沉積巖等富鋁巖石。在部分熔融過程中,泥質沉積巖中的鋁元素大量進入巖漿,導致巖漿中鋁含量升高,從而形成強過鋁質花崗巖。鉀(K?O)和鈉(Na?O)是花崗巖中的重要堿性元素,印支期花崗巖的K?O含量在3.5%-4.8%之間,平均為4.2%;Na?O含量在2.8%-3.6%之間,平均為3.2%。K?O/Na?O比值大于1,平均值為1.31,表明其為富鉀型巖石,主要屬高鉀鈣堿性系列。高鉀鈣堿性系列花崗巖的形成與構造環(huán)境密切相關,通常形成于碰撞造山后的伸展環(huán)境或板內環(huán)境。在這種環(huán)境下,地殼物質的部分熔融以及巖漿的演化過程受到構造應力和深部熱流的影響,導致鉀元素相對富集。Fe?O?(全鐵)含量在1.2%-2.5%之間,平均為1.8%。Fe?O?含量反映了巖漿的氧化還原狀態(tài)和源區(qū)物質的特征。較低的Fe?O?含量表明巖漿在形成和演化過程中相對處于還原環(huán)境,源區(qū)物質可能富含還原性物質。CaO含量在1.5%-2.8%之間,平均為2.2%。CaO含量的變化與巖漿的結晶分異作用和源區(qū)物質有關。在巖漿結晶過程中,鈣元素會優(yōu)先進入早期結晶的礦物中,如斜長石等,隨著結晶分異作用的進行,CaO含量逐漸降低。MgO含量在0.5%-1.2%之間,平均為0.8%。MgO含量與巖漿的源區(qū)性質和演化程度密切相關。較低的MgO含量說明巖漿在演化過程中經歷了較高程度的分異,鎂元素在早期結晶礦物中大量消耗,導致殘余熔體中MgO含量降低。TiO?含量在0.2%-0.5%之間,平均為0.3%。TiO?含量同樣反映了巖漿的分異程度和源區(qū)特征。較低的TiO?含量表明巖漿源區(qū)可能貧鈦,且在巖漿演化過程中,鈦元素在早期結晶礦物中沉淀,使得殘余熔體中TiO?含量減少。根據(jù)SiO?-K?O圖解(圖1),印支期花崗巖主要落入高鉀鈣堿性系列區(qū)域,進一步證實了其巖石系列特征。在A/CNK-A/NK圖解(圖2)中,樣品點主要分布在強過鋁質區(qū)域,與鋁飽和指數(shù)的計算結果一致。這些主量元素特征表明,臨滄花崗巖帶印支期花崗巖為地殼物質發(fā)生部分熔融的產物,源區(qū)可能主要為上地殼的泥質沉積巖。在古特提斯洋俯沖碰撞的構造背景下,地殼物質受到強烈擠壓和深部熱流的作用,發(fā)生部分熔融,形成了具有這些地球化學特征的花崗巖。5.1.2臨滄花崗巖帶燕山期花崗巖常量元素地球化學臨滄花崗巖帶燕山期花崗巖的主量元素地球化學特征與印支期花崗巖既有相似之處,也存在一定差異。燕山期花崗巖的SiO?含量范圍在67.8%-74.5%之間,平均含量為71.6%,同樣屬于酸性巖類,但相較于印支期花崗巖,SiO?平均含量略低。這可能暗示燕山期花崗巖在巖漿演化過程中的分異程度相對較低,或者其源區(qū)物質組成與印支期花崗巖略有不同。Al?O?含量在13.2%-15.5%之間,平均為14.3%。A/CNK值大于1.1,平均值為1.32,同樣屬強過鋁質花崗巖。這與印支期花崗巖類似,表明燕山期花崗巖的源區(qū)也可能主要為富含鋁質的上地殼泥質沉積巖。然而,燕山期花崗巖的A/CNK平均值略低于印支期花崗巖,這可能反映了在不同構造環(huán)境下,源區(qū)物質的部分熔融程度或熔融過程中的元素分異情況存在差異。K?O含量在3.8%-5.0%之間,平均為4.4%;Na?O含量在2.6%-3.4%之間,平均為3.0%。K?O/Na?O比值大于1,平均值為1.47,同樣為富鉀型巖石,屬高鉀鈣堿性系列。與印支期花崗巖相比,燕山期花崗巖的K?O/Na?O比值略高,說明其鉀元素的富集程度相對更高。這可能與燕山期太平洋板塊向歐亞板塊俯沖導致的區(qū)域構造環(huán)境變化有關,構造應力和深部熱流的改變影響了巖漿中鉀、鈉元素的分配。Fe?O?含量在1.3%-2.7%之間,平均為2.0%,略高于印支期花崗巖。較高的Fe?O?含量可能暗示燕山期花崗巖在形成和演化過程中,巖漿的氧化還原狀態(tài)有所變化,或者源區(qū)物質中含鐵礦物的含量相對較高。CaO含量在1.3%-2.6%之間,平均為2.0%,低于印支期花崗巖。這可能是由于燕山期花崗巖在巖漿結晶分異過程中,鈣元素在早期結晶礦物中的分配比例發(fā)生了改變,或者源區(qū)物質中鈣含量相對較低。MgO含量在0.4%-1.0%之間,平均為0.7%,與印支期花崗巖相近但略低。這表明燕山期花崗巖在巖漿演化過程中,鎂元素的消耗程度與印支期花崗巖相似,但可能由于源區(qū)物質或巖漿演化過程的細微差異,導致MgO含量略有降低。TiO?含量在0.2%-0.4%之間,平均為0.3%,與印支期花崗巖相當。這說明燕山期花崗巖的源區(qū)鈦含量以及巖漿演化過程中鈦元素的行為與印支期花崗巖較為相似。在SiO?-K?O圖解(圖1)中,燕山期花崗巖同樣主要落入高鉀鈣堿性系列區(qū)域,與印支期花崗巖的分布趨勢一致。但在A/CNK-A/NK圖解(圖2)中,雖然燕山期花崗巖樣品點也主要分布在強過鋁質區(qū)域,但與印支期花崗巖相比,其分布范圍略有不同。這進一步表明,盡管印支期和燕山期花崗巖都屬強過鋁質、高鉀鈣堿性系列巖石,但在地球化學特征上存在一定的差異,這些差異與區(qū)域構造演化和巖漿源區(qū)性質的變化密切相關。通過對臨滄花崗巖帶印支-燕山期花崗巖主量元素地球化學特征的對比分析,可以看出兩者在巖石類型、過鋁質程度和鉀鈣堿性系列等方面具有相似性,都為酸性、強過鋁質、高鉀鈣堿性系列花崗巖,源區(qū)可能都主要為上地殼泥質沉積巖。然而,在一些元素含量和參數(shù)比值上存在差異,這些差異反映了不同時期區(qū)域構造環(huán)境的變化對巖漿形成和演化的影響。印支期花崗巖形成于古特提斯洋俯沖碰撞的構造背景下,而燕山期花崗巖形成于太平洋板塊向歐亞板塊俯沖的影響階段,不同的構造應力和深部熱流條件導致了巖漿源區(qū)物質的部分熔融程度、元素分異情況以及氧化還原狀態(tài)等方面的差異,進而造成了主量元素地球化學特征的不同。5.2微量元素地球化學5.2.1臨滄花崗巖帶印支期花崗巖微量元素地球化學對臨滄花崗巖帶印支期花崗巖的微量元素進行分析,發(fā)現(xiàn)其具有獨特的地球化學特征,這些特征對于揭示花崗巖的源區(qū)性質、巖漿演化過程以及形成的構造背景具有重要意義。在稀土元素方面,印支期花崗巖的稀土元素總量(ΣREE)較高,變化范圍在135×10??-280×10??之間,平均含量為205×10??。輕稀土元素(LREE)相對富集,重稀土元素(HREE)虧損,(La/Yb)N比值變化范圍為5.5-12.0,平均為8.2,表明輕、重稀土元素分餾明顯。在球粒隕石標準化稀土元素配分曲線上(圖3),曲線呈中等右傾型,具有明顯的負銪異常,δEu值在0.25-0.50之間,平均為0.35。負銪異常的出現(xiàn),通常與斜長石的分離結晶作用有關。在巖漿演化過程中,斜長石優(yōu)先結晶,銪元素主要賦存于斜長石中,隨著斜長石的結晶分離,殘余巖漿中的銪元素含量降低,從而導致花崗巖中出現(xiàn)負銪異常。較高的稀土元素總量和明顯的輕、重稀土分餾,暗示印支期花崗巖源區(qū)可能富含稀土元素,且在巖漿演化過程中經歷了較強的分異作用。在微量元素蛛網圖(圖4)上,印支期花崗巖呈現(xiàn)出明顯的右傾型,總體特點是明顯富集大離子親石元素(LILE),如Rb、Th、U等,相對虧損高場強元素(HFSE),如Nb、Ta、Ti、Zr等。Rb含量較高,在150×10??-300×10??之間,平均為220×10??,反映了巖漿源區(qū)可能富含Rb元素,或者在巖漿演化過程中Rb元素發(fā)生了富集。Th含量在10×10??-30×10??之間,平均為20×10??,U含量在5×10??-15×10??之間,平均為10×10??,相對較高的Th、U含量表明花崗巖源區(qū)可能富含放射性元素,為后期鈾成礦提供了物質基礎。Nb、Ta、Ti、Zr等元素的虧損,可能與巖漿源區(qū)物質的部分熔融程度以及巖漿演化過程中的礦物結晶分異作用有關。在部分熔融過程中,這些高場強元素傾向于保留在殘留相中,導致進入巖漿中的含量較低。在巖漿結晶分異過程中,一些含高場強元素的礦物(如鈦鐵礦、金紅石、鋯石等)較早結晶,使得殘余巖漿中的高場強元素含量進一步降低。此外,印支期花崗巖還相對虧損Ba、Sr等元素。Ba含量在200×10??-500×10??之間,平均為350×10??,Sr含量在100×10??-300×10??之間,平均為200×10??。Ba、Sr的虧損可能與斜長石的結晶分離作用有關,斜長石在結晶過程中會大量捕獲Ba、Sr元素,使得殘余巖漿中這兩種元素含量降低。綜合稀土元素和微量元素特征,臨滄花崗巖帶印支期花崗巖的源區(qū)可能主要為上地殼的泥質沉積巖。泥質沉積巖富含稀土元素、大離子親石元素以及放射性元素,在部分熔融過程中,這些元素進入巖漿,形成了具有上述地球化學特征的花崗巖。其形成構造背景可能與碰撞造山后的伸展環(huán)境有關,在這種環(huán)境下,地殼物質發(fā)生部分熔融,巖漿在上升侵位過程中經歷了結晶分異作用,導致稀土元素和微量元素的分餾和富集。5.2.2臨滄花崗巖帶燕山期花崗巖微量元素地球化學臨滄花崗巖帶燕山期花崗巖的微量元素地球化學特征與印支期花崗巖存在一定的相似性,但也有一些明顯的差異。這些特征對于進一步了解燕山期花崗巖的形成機制、源區(qū)性質以及與鈾成礦的關系具有重要意義。燕山期花崗巖的稀土元素總量(ΣREE)變化范圍在120×10??-250×10??之間,平均含量為185×10??,略低于印支期花崗巖。輕稀土元素(LREE)同樣相對富集,重稀土元素(HREE)虧損,(La/Yb)N比值在4.5-10.0之間,平均為7.0,輕、重稀土元素分餾程度與印支期花崗巖相近。在球粒隕石標準化稀土元素配分曲線上(圖3),曲線同樣呈中等右傾型,具有明顯的負銪異常,δEu值在0.20-0.45之間,平均為0.30,負銪異常程度略高于印支期花崗巖。這進一步表明斜長石的分離結晶作用在燕山期花崗巖巖漿演化過程中也起到了重要作用。雖然稀土元素總量略低,但輕、重稀土分餾特征和負銪異常的相似性,暗示燕山期花崗巖與印支期花崗巖可能具有相似的源區(qū)物質和巖漿演化過程。在微量元素蛛網圖(圖4)上,燕山期花崗巖同樣呈現(xiàn)出明顯的右傾型,富集大離子親石元素(LILE),如Rb、Th、U等,虧損高場強元素(HFSE),如Nb、Ta、Ti、Zr等。Rb含量在130×10??-280×10??之間,平均為200×10??,略低于印支期花崗巖。Th含量在8×10??-25×10??之間,平均為18×10??,U含量在6×10??-18×10??之間,平均為12×10??
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