冯明月，何德宝

（核工业北京地质研究院，中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室，北京 100029）

富铀花岗岩源岩特征

冯明月，何德宝

（核工业北京地质研究院，中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室，北京 100029）

论述了华南陆壳的地层结构、岩性组合及其含铀性，各个构造旋回对铀的活化、迁移和富集作用。指出富铀花岗岩的源岩特征是：具有高硅、富铝、富钾的富铀陆壳。岩石组合主要以陆源泥砂质碎屑岩建造为主，夹中酸性、基性火山碎屑岩建造和碳酸盐岩建造等所组成的岩石。岩石经受了多次构造运动，使其发生不同程度的区域变质作用和混合岩化、花岗岩化，最终形成富铀花岗岩。

富铀花岗岩；源岩；陆源碎屑建造；变质作用

大多数花岗岩是由地槽沉积物经区域变质、混合岩化、花岗岩化直至重熔作用形成或由上地幔衍生的安山质岩浆上侵并引起硅铝壳部分熔融形成。富铀花岗岩属第一类花岗岩，它的源岩特征对形成富铀花岗岩有着重要影响。

1 源岩的岩性特征与含铀性

关于富铀花岗岩的源岩，各地有所不同。笔者以我国富铀花岗岩体最为集中、分布最为广泛，且规模最大的华南花岗岩区为例，说明源岩与富铀花岗岩形成的关系。

华南花岗岩区是我国富铀产铀花岗岩的主要集中区。富铀花岗岩（U质量分数大于10×10-6）的数量多（数以十计）、 规模大（n×102～n×103km2），许多大的铀矿田、铀矿床都产于该区。关于它的源岩，根据现有的同位素和同位素年龄资料（表1），可以看出多数岩体的 N（87Sr）/N（86Sr）的比值大于 0.710， 说明其为陆壳重熔型花岗岩，少数岩体N（87Sr）/N（86Sr）的比值小于0.710，表明其源岩有幔源成分参与，岩体成岩时代可以追溯到中太古代（＞2 800 Ma）， 集中分布在古元古代 （＞1 900 Ma）和中元古代（＞1 000 Ma）。华南古大陆是由太古代—元古代地层构成，目前地表出露的太古代地层甚少，关于它的含铀性资料不多。目前见到最多的是元古宙地层。

表1 华南花岗岩源岩同位素组成和同位素年龄一览表Table 1 Isotope compositions and ages of source rocks of granite in South China

1.1 古元古界 （2 500～1 900 Ma）

分布在闽西北的麻源岩群、迪口组及赣北的星子群、浙东南的八都群都属于古元古界。其源岩组合主要为陆源砂泥质碎屑岩、黏土岩夹少量基性、中酸性火山岩、碳酸盐岩，遭受绿片岩相至角闪岩相的中、深变质作用，形成各种片岩、变粒岩、片麻岩等，发育混合岩化，这套地层的铀质量分数一般为3×10-6左右（表2），经区域变质作用，特别是混合岩化作用［1］，岩石铀质量分数有所增高（表 3）。

1.2 中元古界（1 900～1 000 Ma）（包括部分古元古界）

该套地层分布比较广泛，包括闽西南的楼子坝群、粤西的云开群中—下亚群、闽东地区的龙北溪群、海南的抱板群下亚群、浙西的双溪坞群、赣北的双桥山群、广西的四堡群、湖南的冷家溪群、赣南的寻乌岩群等，其主要岩性组合见表4。古—中元古界及中元古界地层的源岩为浅海—次深海相，以砂泥质为主，夹部分基—酸性火山岩、碳酸盐岩的复理石、类复理石碎屑岩建造，富含碳、磷、铁等元素。经受绿片岩相至角闪岩相区

域动力热流变质作用后，形成各种片岩、千枚岩、变质长英质砂岩、硅质岩、少量的大理岩及变质基—酸性火山岩。

表2 古元古界地层主要岩性表［1-2］Table 2 Major lithologic characters of Paleoproterozoic strata［1-2］

表3 闽西北地区混合岩化岩石铀、钍质量分数 （据李田港等，1983）Table 3 Uranium and thorium contents of migmatite in northwest Fujian Province（After Li Tiangang， et al.， 1983）

表4 古—中元古界地层主要岩性组合及其铀质量分数表［1-4］Table 4 Major lithologic characters and uranium content of Paleo-Mesoproterozoic strata［1-4］

该时代地层的铀质量分数如表4所示，总体上来看，中元古界地层的铀质量分数不是很高，但在一些岩层中存在富铀层位，如冷家溪群中上部小坪组含凝灰质粉砂岩、粉砂质板岩中，部分地区铀质量分数达到6.3×10-6～7.9×10-6， 最高达 13.8×10-6。 四堡群的含凝灰质复理石沉积岩夹基性火山岩建造，铀质量分数2.5×10-6～5.7×10-6。摩天岭岩体新村矿床西南部的四堡群铀质量分数达6.7×10-6～7.4×10-6；达亮矿床西部的四堡群铀质量分数为6.01×10-6。楼子坝群局部的部分千枚岩、千枚状粉砂岩、石英砂岩铀质量分数可达到6×10-6～7×10-6；龙北溪组部分石英云母片岩、云母石英片岩可达8×10-6～13×10-6；浙江双溪坞群中石英霏细斑岩铀质量分数高达5.5×10-6。江西修水地区的双桥山群千枚岩、变余砂岩中发现铀矿点。

据福建省许多地区变质岩区铀含量研究资料［2］，地层中铀在遭受区域变质过程中，大多数在成岩后有铀的丢失，丢失率达到55%。据30件样品用U-Pb同位素体系单阶段演化模式估算变质岩系岩石的古铀量（原始铀质量分数），获得变质岩系原始铀质量分数平均为7.1×10-6，比现代测量的平均铀质量分数（3.6×10-6）高出近一倍。其中古元古界麻源群海相陆屑建造的原始铀质量分数平均为6×10-6～9×10-6，古—中元古界楼子坝群海相复理石碎屑岩建造原始铀质量分数为7×10-6～8×10-6。华南花岗岩区古—中元古界的地层都遭受过绿片岩相—角闪岩相的中、深区域变质作用，地层中铀的丢失是不可避免的，原始铀质量分数要比现代测量的铀质量分数高，所以古—中元古界结晶—变质基底岩系是一个铀含量较高的古陆壳，并且还存在着部分富铀岩系，这为尔后地壳演化过程中富铀花岗岩的形成奠定了物质基础。

表5 新元古界地层主要岩性组合及其铀质量分数表［2-3］Table 5 Major lithologic characters and uranium content of Neoproterozoic strata［2-3］

1.3 新元古界青白口系—震旦系

该套地层在华南花岗岩区分布比较广泛。属新元古界青白口系的有粤北的鹰杨关群、粤北、粤东、粤东北和粤中的云开群、海南岛的石碌群和抱板群上亚群、闽东的大岭组、赣中的神山群、浙西—江西怀玉山的上墅组、湘西的板溪群、桂北的丹洲群、湘东南的大江边组、湘中的高涧群等。为一套浅变质的火山碎屑岩和泥砂质碎屑岩，夹有碳酸盐岩。主要岩性有云母石英片岩、千枚岩、浅变质的砂岩、粉砂岩、凝灰质砂岩、钙质板岩、碳质板岩、白云质板岩、硅质岩、大理岩、变凝灰岩、变石英角斑岩及少量的变基性火山岩等（表5）。由表5可见，新元古界青白口系板溪群、鹰杨关群、云开群中—上亚群、大岭组、神山群，铀质量分数高、低不等，赣中峡江的神山群铀质量分数可达7×10-6，湘西板溪群质量分数只有 1×10-6～3×10-6，但在板溪群马底驿组中上部的绢云母板岩、凝灰质板岩夹粉砂细砂岩，铀质量分数达5×10-6～7×10-6， 最高达 8.5×10-6。 五强溪组中上部砂质板岩、条带状板岩、凝灰质长石砂岩在部分地区铀质量分数可达4×10-6～7.9×10-6，产有早禾田矿床和旗山、牛角塘等矿点。丹洲群产铀层铀质量分数高达21×10-6～81×10-6。云开群中—上亚群的蕉岭南 细砂岩、粉砂岩，麻布岗的石英片岩等，铀质量分数可达5×10-6［3］； 鹰 杨 关 群的 连 山 鹰杨关地区部分片岩铀质量分数可达5×10-6。震旦系地层主要分布在隆起带边缘一带，在华南5省区（广东、广西、湖南、江西和福建）都能见到。岩石组合为一套碳酸盐岩、泥砂质碎屑岩，浅变质后成为白云岩、白云质灰岩、变质砂岩、粉砂岩、碳硅质板岩等。震旦系地层的铀质量分数比较高，尤其是震旦系上统，在雪峰—武陵地区可达到59.2×10-6，是铀矿床、矿点和矿化点的产出层位。

1.4 下古生界寒武系—志留系

寒武系广泛分布于华南5省区（闽、粤、赣、湘和桂），是富铀花岗岩体的重要围岩，主要为一套浅变质的浅海相泥砂质碎屑复理石建造，其岩石类型为碳-硅-泥岩及泥质灰岩，详细岩性见表8～9。寒武系地层的含铀质量分数较高，特别是下寒武统，最高铀质量分数是地壳平均值 （3×10-6）的二十几倍（如修水地区的王音铺组，铀质量分数为68.28×10-6）（表 6）。 下寒武统是我国华南碳硅泥岩型铀矿床的主要产出层位，像湘南大湾矿田的香楠组；广西铲子坪矿床的清溪组；江西修水地区的保峰源、董坑的王音铺组。

奥陶系—志留系地层在华南地区分布局限，铀质量分数也不高。这里不再叙述。

2 多次构造运动促使了铀的活化、迁移和富集

古元古界麻源群、迪口组、楼子坝群下亚群、八都群等均为沉积厚度巨大的砂泥质碎屑岩和火山碎屑岩建造。经过中条运动，使地层遭受了中—深程度的区域变质作用和混合岩化作用，形成一套以角闪岩相为主的绿片岩相—角闪岩相变质岩系，构成了华南古大陆统一的结晶基底，地壳已具有相当高的成熟度，其现测的铀质量分数为3×10-6，经计算原始铀质量分数为6×10-6～9×10-6。

中元古界双桥山群、双溪坞群、冷家溪群、四堡群和龙北溪组等源岩为浅海相复理石碎屑岩—碳酸盐建造、细碧—石英角斑岩建造、火山碎屑岩建造等，沉积厚度巨大（如双桥山群可达14 000 m）。尔后经四堡（1 400 Ma）、晋宁（800 Ma）运动的构造变质作用、混合岩化作用，使中元古界地层遭受浅变质—中、深变质作用，变质岩相为中—高绿片岩相和低角闪岩相，局部有高角闪岩相，混合岩化发育。沉积地层在遭受区域变质过程中，岩石铀含量不断发生变化，绿片岩相至角闪岩相铀含量趋向降低，而超变质的混合岩化趋向增高（表7）。在混合岩化作用过程中，可使岩石中的H2O、CO2释放出来，SiO2、Al2O3和K2O等造岩元素发生迁移、再分配，形成新的矿物组合。而且成矿元素也会发生活化迁移，重新分配，形成局部富集。中元古界地层经受区域变质作用，形成铀的局部富集，并形成富铀层位，前面已经提及，这里不再赘述。值得一提的是，这一构造旋回中还出现了我国最古老的富铀、产铀花岗岩体——

摩天岭岩体，其铀质量分数达到10×10-6，岩体内部及接触带均有铀矿床和铀矿点产出。晋宁构造层构成华南花岗岩区的变质褶皱基底。

表6 湘、桂、闽、粤、赣震旦纪—寒武纪地层铀质量分数表Table 6 Uranium contents of Sinian and Cambrian strata in Hunan， Guangxi， Fujian， Guangdong，Jiangxi Provinces

表7 不同变质相岩石和混合岩化岩石铀、钍质量分数表［2］Table 7 Uranium contents of rocks at different metamorphic and migmatitic phases［2］

晋宁运动以后，华夏陆块裂陷海槽进入了冒地槽发展阶段，震旦系—志留系接受了巨厚的（＞10 000 m）海相类复理石建造，以泥砂质、硅质、含炭的沉积为主，夹有碳酸盐沉积。这套沉积物继承了蚀源区较丰富的铀，再加上沉积物中泥质、炭质、磷质及有机质对铀的吸附作用，导致一些层位更加富铀，形成富铀层和产铀层，为尔后富铀、产铀花岗岩的形成奠定了丰厚的物质基础。在华南工作的铀矿地质工作者也认为，下古生界的碳硅泥岩系是富铀花岗岩的重要源岩。

加里东运动是华南地区一次强烈的造山运动，它使下古生界以前的地层整体大规模上隆，岩层发生变形、变质，形成一些紧密褶皱和浅变质（部分为中深变质）岩系，并伴随有花岗岩化、混合岩化及重熔岩浆侵入，形成大规模的交代型花岗岩，如宁化、建宁、营上、上青和竹洲等，在诸广山、桃山复式岩体中有加里东期岩体的残留体 （澜河岩体、漳灌岩体等），其铀、钍质量分数见表8，铀进一步富集，其岩石化学成分具高硅、富铝、钾大于钠的特点，同时还形成一些陆壳重熔型花岗岩，例如苗儿山、万洋山、汤湖和桂坑等，它们的铀、钍质量分数见表9，由表9可见，加里东构造旋回使花岗岩的铀质量分数显著增加。

华力西运动对本区影响较弱。中三叠世末的印支运动活动强烈，它使中、晚三叠世及其以前的地层发生显著构造变形，褶皱构造发育，有些地方还发育浅变质作用。在这一构造时期，形成许多褶皱重熔型花岗岩体，岩体产在褶皱轴部，形态呈浑圆状。在大的复式岩体中（诸广、桃山和苗儿山等）也有印支期花岗岩体，它们多为粗中粒黑云母花岗岩和中粒二云母花岗岩，具微片麻状构造。铀平均质量分数为10×10-6～20×10-6，许多岩体的内、外接触带都有铀矿床产出。

燕山运动是形成富铀花岗岩极为重要的一次构造运动。由侏罗纪开始，太平洋板块向欧亚板块强烈而频繁俯冲，使已硬化的华南古陆壳中原有的深断裂复活并引起广泛的断块活动。此构造期断裂非常强烈而频繁，它一共分为5幕活动，引发地幔上隆，深部岩浆上侵，上部地壳局部反复重熔，形成许多沿断裂分布的重熔花岗岩。由于大岩基底部反复重熔和上侵，使基底和震旦纪—寒武纪中的富铀层位的铀向后期岩体中富集，形成分布广泛、规模宏大的富铀花岗岩群。此时期花岗岩的铀质量分数多在10×10-6以上，高者可达20×10-6～30×10-6，有大量的矿床、矿点产出。

表8 华南一些加里东期交代型花岗岩铀、钍质量分数表［1-2］Table 8 Uranium and thorium contents of Caledonian matasomatic granites in South China［1-2］

表9 华南加里东期陆壳重熔型花岗岩铀、钍质量分数表［2-3］Table 9 Uranium and thorium contents of crust remelted Caledonian granites in South China［2-3］

3 富铀花岗岩源岩特征

综上所述，华南富铀花岗岩源岩来自太古界—下古生界的高硅、富铝、富钾的岩石，其铀质量分数较高。岩石组合以浅海—次深海陆源碎屑岩建造为主，夹有中酸性、基性火山建造、碳酸盐岩建造、硅质岩建造等，经历了中条、四堡、晋宁、加里东、海西、印支和燕山等多期构造运动，壳层岩石经历了绿片岩相—角闪岩相区域变质作用，混合岩化、花岗岩化发育，使铀元素不断活化、迁移，最终形成富铀花岗岩。

地质事实表明，富铀花岗岩产区的基底往往都有富铀层，即存在铀源层，而不富铀的基底产出富铀花岗岩的几率很低。

藏东、滇西花岗岩带，中元古界的高黎贡山群和中新元古界念青唐古拉群是其结晶基底，主要由变质中酸性火山岩、各类片岩、板岩、千枚岩、变粒岩、斜长片麻岩及少量大理岩组成，其源岩为陆源泥砂质碎屑岩、中酸性火山岩及少量碳酸盐岩。在高黎贡山群第1段的石英岩、混合岩、黑云母片岩中，铀质量分数达到7.8×10-6。在混合岩化花岗岩与黑云母片岩接触带，有高品位的富铀矿点。在瑞丽地区该群也有铀矿化点产出。滇西昌宁崇山群（Pt2）花木岭组中下段的斜长片麻岩、变粒岩中铀质量分数可达13×10-6～57×10-6，产有508铀矿点。藏东地区的念青唐 古 拉 群 （Pt2-3）含 铀 质 量 分 数 达1×10-6～3×10-6，其中的长英质变质岩铀质量分数可达5.9×10-6～9.6×10-6。上述的富铀层为藏东、滇西富铀花岗岩的形成奠定了物质基础。

在天山—兴蒙带、秦岭带花岗岩，其基底多为基性—中基性火山岩、碳酸盐岩夹少量的陆源泥砂质碎屑岩，较少有富铀层位，经过区域变质作用、混合岩化、花岗岩化直至重熔作用，很难形成富铀的花岗岩。

［1］王炎庭，李田港，冯明月，等.福建花岗岩的成因类型及铀成矿条件分析和产出区域地质背景、铀矿化远景区划［R］.北京：核工业北京地质研究院，1983.

［2］张宝武，邓 平，于伟营，等.华南铀矿地质志［R］.北京：中国核工业地质局，2005.

［3］刘 翔，包云河，杨尚海，等.中南铀矿地质志［R］.北京：中国核工业地质局，2005.

［4］戴民主，朱立庠，邵飞，等.华东铀矿地质志［R］.北京：中国核工业地质局，2005.

The source rock characters of U-rich granite

FENG Ming-yue，HE De-bao
（CNNC Key Laboratory of Uranium Resource Exploration and Evaluation Technology，Beijing Research Institute of Uranium Geology， Beijing 100029， China）

This paper discusses the stratum composition， lithological association， uranium content of crust and the activation， migration， concentration of uranium at each tectonic cycle in South China.The authors point out that the source rock of U-rich granite is U-rich continental crust which is rich in Si，Al and K.The lithological association is mainly composed of terrestrial clastic rocks formation of mudstone and sandstone， mingled with intermediate-acidic， mafic pyroclastic rocks and carbonate rocks formation.During tectonic movements， the rocks had undergone regional metamorphism，migmatitization， granitization， and formed U-rich granites finally.

U-rich granite； source rocks； continental cataclastic rocks formation； metamorphism

P619.14；P598

A

1672-0636（2012）01-0001-08

10.3969/j.issn.1672-0636.2012.01.001

2011-08-22；

2011-09-12

冯明月（1940—），男，河南新乡人，高级工程师（研究员级），长期从事铀矿地质工作。E-mail:fmy1940@126.com