鲁溪、下庄岩体钾长石矿物学特征研究

[摘要]贵东复式岩于粤北韶关市，主要为花岗岩铀矿床。鲁溪岩体和下庄岩体为粤北贵东复式岩体的重要组成部分。两岩体形成于相同构造背景，空间上紧密共生，时间上近乎同时生成，但鲁溪岩体含铀量不高，下庄岩体赋存着大量铀矿床。对鲁溪岩体和下庄岩体，本文在岩矿显微镜鉴定基础上，利用电子探针对钾长石进行了微区化学成分研究和X射线衍射测试研究以及红外光谱测试技术，分别讨论鲁西岩体与下庄岩体的不同之处。

[关键词]铀矿 钾长石 有序度 结构态 富集

[中图分类号] P619.14 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-3-54-2

本文选取下庄矿田贵东岩体内的最主要的两大岩体即鲁溪岩体和下庄岩体为对象来研究贵东复式岩体东部的主要造岩矿物特征。

1鲁溪、下庄岩体钾长石镜下特征

1.1鲁溪岩体钾长石产状及镜下特征

鲁溪岩体内部的主要岩性为粗粒巨斑状黑云母二长花岗岩（1bηγ52（1）），斑状结构，钾长石斑晶为宽板状1.54×6～5×7cm，甚至长达十几厘米，一般自形程度较强，而且边缘也规则，肉眼可见卡斯巴双晶而且斑晶往往具定向排列，含量约20-30%。

镜下观察钾长石多为微斜长石，格子双晶发育，可见卡斯巴双晶，大颗粒柱状自形晶，含量约30 % ，斜长石的聚片双晶发育，少数能见环带构造，含量约20%；石英为大颗粒半自形晶，多见波状消光，含量为30%；白云母多为片状，大颗粒半自形晶，晶面受力扭曲，常交代钾长石，含量约15%。

1.2下庄岩体钾长石产状及镜下特征

下庄岩体为中粒-中粗粒二云母花岗岩，似斑状结构，钾长石斑晶呈肉红色，板状，大小3×6～5×10mm，自形差，含量约20%，其余小颗粒钾长石组成基质0.5～3.5mm，含量约20%。

镜下观察钾长石多为微斜长石，格子双晶发育，可见卡斯巴双晶，为板状它形晶，含量约35%，有严重绢云母化，斜长石可见聚片双晶，板状它形，含量约15%，石英多为他形小颗粒，含量约30 %。黑云母多呈黑褐色，片状，常在其内部及边缘伴生小颗粒石英，含量约8%。白云母多为原生白云母，呈片状，含量约5%。

从鲁溪岩体到下庄岩体，花岗岩的岩石颗粒从粗变细，由巨粒变成中粒；暗色矿物减少或消失，浅色和过铝质矿物增多，由黑云母花岗岩变为二云母花岗岩。斜长石由An值较大的中长石演化为An值较小的钠长石，钾长石由条纹长石到微斜长石，角闪石、褐帘石由少到无，黑云母由多变少；下庄岩体出现过铝质矿物（原生白云母）等。

这些变化特征表明，鲁溪岩体与下庄岩体在岩石学上具有一定的顺承演化关系。

2鲁溪、下庄岩体钾长石矿物学特征

钾长石是下庄岩体和鲁溪岩体最主要的造岩矿物之一，其典型的矿物学特征对找矿有及其重要的找矿作用，本文就这两个主要岩体的钾长石进行了电子探针分析（EPMA）、X射线粉晶衍射分析（XRD）和红外吸收光谱测试（IR），对钾长石的化学成分和内部结构进行了深入探究，希望能得出其与铀成矿的关系。

2.1电子探针分析数据

采用电子探针分析技术，对鲁溪岩体、下庄岩体的9个钾长石样品进行了化学成分的测定，以∑=8为基准的氧原子法计算得到钾长石的晶体化学式及单位分子的离子数。

通过电子探针分析，每个样品的SiO2、TiO2、Al2O3、Na2O 、K2O 、Si 、Al 、Na 、K数据显示：

⑴鲁溪、下庄岩体中钾长石均不含Ti、Cr、Fe、Mn、Mg，说明两岩体钾长石在成矿热液后期形成，钾长石趋向于纯净化，干净化。

⑵鲁溪、下庄岩体中钾长石都几乎不含An分子，为纯的碱性长石。

⑶岩体中寄主岩石的铀品位越高，钾长石中Or分子随之增高，Ab分子则减少。

⑷下庄岩体K的含量高于鲁溪岩体。

2.2X射线粉晶衍射特征

长石族矿物的有序度是反映其结晶过程中物理化学条件的重要的矿物学参数，最早用来研究长石中Al-Si有序度的方法是X射线衍射法，通过对12个钾长石样品进行X射线粉晶衍射测试，可以求得钾长石的有序度。

三斜度P：是指用来定量的描述碱性长石偏离单斜对称的程度。

Goldsmith，J.R和Laves，F.（1954）提出了用（131）和（1-31）反射峰测定碱性长石三斜度，即P=12.5（d131-d1-31）

根据X射线衍射数据算得的钾长石三斜度值由表2-2给出

单斜有序度：指长石结构中Al，Si在四面置上占位的有序化程度。

Z=-4.207+1.587（2θ060-2θ-113）

即可算得钾长石的单斜有序度。

Al在四面置中的占位率：钾长石结构态的变化是由于Al在四面置中的分配引起的。利用以上算出的P和Z，根据Smith，J.V（1974）的公式：

t10=（1+Z+2P）/4；t1m=（1+Z-2P）/4；t20=t2m=（1-Z）/4；

即可计算出钾长石中Al在四面体构造位置（T10，T1m，T20，T2m）上的占位率t10，t1m，t20，t2m。

（1）鲁溪岩体具有有序度高的特点，其三斜度多大于0.900，平均值为0.9107，单斜有序度几乎全部大于0.900，其平均值为0.9258，而下庄岩体的三斜度平均值为0.9181，单斜有序度平均值为0.9286，两个岩体内的三斜度和有序度相差不大，下庄岩体略高于鲁溪岩体， Al主要占据t10位，其次是t1m位，鲁溪岩体t10平均值为0.9362，t1m平均值为0.0254，t20（t2m）平均值为0.0185，下庄岩体t10平均值为0.9411，t1m平均值为0.02295，t20（t2m）的平均值为0.0225。可见，贵东岩体从东南部到东部即从鲁溪岩体到下庄岩体，钾长石的有序化具有增高的趋势，且Al逐渐转入T1的位置，并趋向于靠近t10的位置上。（2）品味高的样品其钾长石的有序度高的特点，而品味相差不大的样品，其有序度却大小不一，没有什么规律，这显然是由于钾长石有序度的诸多因素综合作用的结果。

2.3红外吸收光谱特征

红外吸收光谱法灵敏度较高，速度快，计算公式简单，对12个钾长石样品进行红外光谱吸收测试，利用S.Hafner（1957）的公式：θ=0.05（V-90）（其中V为600～650cm-1和500～550cm-1范围内两个最大吸收谱带的波数值之差），即可算出钾长石的红外有序度θ，本文鲁溪岩体所取样品所测的红外有序度平均值为0.87085，下庄岩体的红外有序度平均值为0.91036，显示了从鲁溪岩体到下庄岩体，钾长石的有序度趋于增大，反映出了钾长石由高结构态向低结构态演化，有利于铀矿的富集，这与X粉晶衍射结果基本一致。

对于红外光谱算出的钾长石有序度与X粉晶衍射测试所算出的钾长石有序度有差别的原因，这是因为我们所取样品不是百分百纯净，样品内含有一定量的斜长石，Ab含量增加对钾长石红外有序度影响很大，而且对不同的钾长石（如微斜长石，正长石）的影响也不一样，一般Ab含量越高，θ值越高。

2.4贵东岩体铀含量特征、赋存形式以及U-K元素分布特征

下庄二云母花岗岩富集U ，其质量分数为8.29×10-6 ～49.01×10-6 ，平均为20.9×10-6 ，远高于正常花岗岩的平均值（3.5×10-6 ） 和中国东部上地壳的平均值（1.5 ×10-6 ） ，鲁溪黑云母花岗岩的铀含量相对较低，为4.46×10-6 ～6.17×10-6 ，平均为5.32 ×10-6 ，略高于正常花岗岩的平均值。

3结论

在通过对鲁溪岩体和下庄岩体的实地考察和室内样品整理中得出的规律和数据，本文提出以下结论：

（1）鲁溪岩体和下庄岩体是同一岩浆源先后结晶分异演化而来，鲁溪岩体内部主要岩性为粗粒巨斑状黑云母二长花岗岩，下庄岩体为中粒-中粗粒二云母花岗岩。

（2）鲁溪岩体相对下庄岩体具有钾长石斑晶大，自形程度好的特点；而下庄岩体钾长石含量较高，两岩体的钾长石都趋于纯净化。

（3）从鲁溪岩体到下庄岩体钾长石的有序度趋于增大，反映出了钾长石由高结构态向低结构态演化，有利于铀矿的富集。

参考文献

[1]潘兆橹.结晶学与矿物学（下册）[M].北京：地质出版社，1985.

[2]武汉地质学院地球化学教研室（编）.地球化学.北京：地质出版社，1979.

[3]张祖还，章邦桐等著.华南产铀花岗岩及有关铀矿床研究.北京：原子能出版社，1991.

[4]周新民，朱云鹤.1993，中国东南部新元古代碰撞造山带与地缝合带的岩石学证据.李继亮主编：东南大陆岩石圈结构与地质演化。北京：冶金工业出版社.

[5]周新民等.2007，南岭地区晚中生代花岗岩成因与岩石圈动力学演化.北京：科学出版社.

[6]邓平，舒良树，谭正中.2003，诸广-贵东大型铀矿聚集区富铀矿成矿地质条件.地质论评，49（5）.

[7]邓平，舒良树，谭正中.2003，华南中、新生代盆地地球动力学背景.华南铀矿地质，20（2）：1-17.

[8]孙涛.2006，新编华南花岗岩分布图及其说明.地质通报，25（3）：332-335.

[9]凌洪飞，沈渭洲，邓平等.2004，粤北笋洞花岗岩的形成时代、地球化学特征与成因.岩石学报，2004.

[10]李建红，卫三元，梁良等.2004，贵东岩体地质地球化学特征及其形成的构造环境识别.铀矿地质，20（6）：321-329.