近年来，在康滇地轴四川省米易县海塔地区、攀枝花大田地区及云南牟定地区等地相继发现了一种世界罕见的铀矿化(张成江等，2015；王凤岗等，2017)，其最为突出的特点表现为：一是晶质铀矿粒度大，通常肉眼可见的晶质铀矿都较为少见，而康滇地轴发现的晶质铀矿可达厘米级，为巨粒晶质铀矿；二是该类铀矿化具有“晶质铀矿—金红石(或榍石)—氟磷灰石—锆石(少量)”一套罕见且固定的矿物组合；三是局部铀矿物超常富集；四是形成时代主要集中于750～1000 Ma，该阶段铀矿化在我国仅康滇地轴地区独有，在全球范围内也极为少见。

云南牟定地区是这种特殊铀矿化类型中典型代表之一，对于牟定地区铀矿化成因一直存在不同认识，王鼎云等(1993)和李余华(1998)根据围岩特征将其划分为混合岩型铀矿化，并认为铀矿化与钠长石化具有密切的成因联系。钱法荣(1996)认为是钠交代型的铀矿化。王红军等(2009)认为该地区铀矿化是受花岗岩混合—交代作用控制的热液型铀矿化，铀主要来源于花岗岩。武勇等(2019)通过对牟定地区铀矿物综合研究认为铀矿化可能与岩浆作用有关。由于该类型铀矿化在区内呈零星分布，工业前景不明朗，致使该地区铀矿地质工作中投入的科研及生产力量较少，总体研究程度较低，对此类特殊的铀矿化类型知之甚少，特别是对巨粒晶质铀矿的形成机制更是谜一样地困扰学界多年，至今未决。

近年来，在该地区开展了新一轮的铀矿找矿及科研工作，在此过程中通过系统的野外地质工作并结合详细的岩石学、矿物学、同位素年代学等，确定牟定地区巨粒晶质铀矿的赋矿围岩是较为罕见的钠长岩，且铀矿化与钠长岩间具紧密的成因联系，进而确定此矿化是一种与钠长岩有关的新的铀矿化类型，并在此基础上初步探讨了铀矿化成因及其成矿过程，并对巨粒晶质铀矿形成机制进行了初步探讨。

1 区域及矿床地质

康滇地轴位于扬子地台西缘，为二级地质构造单位。云南牟定地区位于康滇地轴中南段(图1a)。

区内出露地层主要有古元古界苴林群和侏罗—三叠系沉积地层，另见少量的寒武纪地层(图1b)。古元古界苴林群(Pt1jl)，为一套古老的变质岩基底，主要由(石榴子石)云母石英片岩、(石榴子石)云母片岩及斜长角闪片麻岩为主，它与康定群、河口群等构成了康滇地轴的结晶基底。侏罗系地层主要为下侏罗统冯家河组(J1f)，分布于矿区东部，岩性主要为中细粒岩屑砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及泥岩。三叠系地层主要分布于矿区东北部，主要有上三叠统蛇店组(T3s)石英砂岩(顶部含砾)、含长石石英砂岩夹粉砂质泥岩、粉砂岩和干海子(T3g)组含炭(泥质)粉砂岩、岩屑石英砂岩、含砾岩屑砂岩及砾岩。新近系(N)地层零星分布于矿区东部，以砾石、砂砾、砂、粉砂岩、黏土、浮土等为主。

区内构造总体表现为穹隆构造，以前称之为黄草坝背斜或元谋变质核杂岩(张晓常，2003)，系水桥寺岩体侵入到苴林群变质岩层所形成。断裂构造主要以NNE向断裂构造为主，主要发育于矿区的西北部。主干断裂为元谋—绿汁江断裂，为一逆断层。牛街—上村断裂(F23)为元谋—绿汁江构造的次级断裂倾向南东，倾角为60°～85°，为一逆断层，矿区延伸约30 km，宽约数十米，表现形式以构造角砾岩或挤压破碎带为主。

区内岩浆岩主要为水桥寺晋宁期花岗岩体，受后期地质作用影响，暗色矿物略有定向，形成片麻状花岗岩。前人研究认为是一个二长花岗岩体。本项目根据野外地质调查及室内综合分析发现，该岩体为一高(超)分异的花岗岩体，由岩体中心到外围依次为片麻状黑云母微斜长石花岗岩—片麻状含黑云母微斜长石钠长石花岗岩—钠长花岗岩—钠长岩脉。

2 钠长岩特征

2.1 矿化钠长岩产出特征

牟定地区铀矿化主要由111、110、165、116四个矿化段及一批异常点组成，铀矿化呈串珠状呈NE向展布，总长度约3 km(图1b)，赋矿钠长岩主要以似脉状、透镜状侵入于云母石英片岩与斜长角闪片麻岩接触部位附近靠近斜长角闪片麻岩一侧，矿化段地表矿化规模通常宽约1.5～2.5 m，长约30 m。

钠长岩主要呈灰白色，与斜长角闪片麻岩界面清晰、截然(图2a)，二者接触部位的斜长角闪岩具有褪色化现象，根据二者接触关系，钠长岩为晚期贯入斜长角闪片麻岩中。

注：

在矿化较强部位，由于次生铀矿物发育，岩石略显黄绿色(图2c)。在111铀矿化段地表露头处可见大颗粒晶质铀矿呈聚合体形式存在，晶质铀矿最大颗粒可达厘米级(图2d)。

钠长岩基本由钠长石组成，钠长石含量超过90%，无暗色矿物，局部见少量石英，组成钠长岩的钠长石颗粒呈等粒状，以细粒为主，粒径一般为1 mm(图3a)。在偏光显微镜下采用正交偏光加石膏试板的方式对钠长石晶粒之间的接触关系进行观察(图3b)，可见钠长石晶粒以镶嵌接触关系为主。

对组成钠长岩的钠长石开展了电子探针分析(样品由核工业北京地质研究院分析测试中心测试，仪器型号为JXA-8100，工作电压20 kV，束斑电流20 nA，电子束直径2 μm。下同)。分析结果见表1。

由表1可知，钠长石中Na2O含量一般为11.11%～12.38%，平均为11.70%。CaO含量一般为0.50%～1.07%，平均为0.74%，经计算，钠长石牌号An=2.31～4.85，平均为3.36，接近纯钠长石端元。

2.2 钠长岩地球化学特征

对牟定地区111矿化段钠长岩开展了主量元素分析(由核工业北京地质研究院分析测试研究所完成，仪器型号为AB104L,AxiosmAX X射线荧光光谱仪)，微量及稀土元素分析(由核工业北京地质研究院分析测试研究所完成，仪器型号为ELEMENT XR型等离子体质谱仪)及Rb、Sr(由核工业北京地质研究院分析测试研究所完成，仪器型号为Phoenix热表面电离质谱仪)及锆石SIMS同位素年龄测试(由核工业北京地质研究院分析测试研究所完成，仪器型号为CAMECA IMS 1280-HR，U/Pb分馏采用Pb/U vs UO2/U幂函数关系校正，U/Pb分馏校正参考物质为91500锆石，普通铅校正采用204Pb进行)。

2.2.1 主量元素特征

对钠长岩的主量元素进行了分析，为了便于与围岩进行对比，同时对围岩也进行了分析。由分析结果(表2)可知，钠长岩与围岩在化学成分上具有明显的差别，其中钠长岩具有高钠、低钙、低钾、富铝等特点，其中Na2O含量一般为6.67%～8.93%，平均7.91%，CaO含量为0.78%～1.72%，平均1.27%，K2O含量为0.94%～2.88%，平均1.68%，Al2O3含量为18.04%～21.37%，平均20.15%。经计算，钠长岩A/CNK≥1.10，平均1.18，属铝强过饱和岩石。σ值位于4.37～7.42，平均5.84，属碱性岩系列。此外，钠长岩具有较高的分异指数(DI值为77.06～85.70，平均82.39)、长英指数(FL值为85.74～92.45，平均88.39)、镁铁指数(MF值为75.44～91.36，平均84.92)和较低的固结指数(SI值为1.53～8.79，平均5.06)。

截至目前，国际地质科学联合会(IUGS)建议的岩浆岩分类中仍未对钠长岩予以明确定义，牟定地区钠长岩的TAS图解整体落入正长岩范围内(图4)。

2.2.1 微量元素特征

微量元素分析结果见表2，由表2可以看出，钠长岩具有超低的稀土含量，ΣREE为94.6～275.1，平均为162，ΣLREE为57.3～148.5，平均88.5，ΣHREE为37.4～126.6，平均73.5，LREE/HREE为1.05～1.53，平均1.26，δEu为0.403～0.492，平均0.449。

稀土元素配分曲线(图5)显示具有明显的铕亏损，总体表现为略向左倾斜的海鸥型。

由蛛网图(图6)可知，具有显著的Rb、U、Th、Pb的富集，而Ti、P具有明显的亏损。

经表2计算，钠长岩Zr/Hf介于34.4～38.9间，平均36.5，Nb/Ta介于16.5～21.2，平均18.5。

2.3 锆石U-Pb年龄

采用SIMS方法对钠长岩中锆石U-Pb同位素进行测试，分析结果见表3。锆石Th/U数值主要位于0.475～1.316间，平均为0.919，显示具有岩浆成因特征。运用Isoplot软件形成锆石年龄协和图(图7)，所有数据点均位于谐和线附近，数据谐和年龄为1062±10 Ma，通过表3可知，所有测点的表观年龄均大于1000 Ma，故采用n(207Pb)/n(206Pb)年龄代表锆石年龄，经计算n(207Pb)/n(206Pb)加权平均年龄为1057±1.3 Ma。

3 铀矿物学特征

通过岩相学观察、电子探针成分测定、扫描电子显微镜观察并结合微量元素分析等对牟定地区铀矿物学开展了研究，其中铀矿物微量元素采用LA-ICP-MS方法，由武汉上谱分析测试有限公司完成，仪器型号为Agilent 7700e，其中微量元素采用玻璃标准物质BHVO-2G、BCR-2G 和BIR-1G 进行多外标无内标校正。

3.1 铀赋存状态

通过偏光显微镜、电子探针、扫描电子显微镜等研究表明钠长岩中铀主要以铀矿物的形式存在，铀矿物电子探针分析结果见表4，其中测点1～11为原生铀矿物成分，以UO2为主，含量70.16%～74.84%，ThO2少量，仅1.75%～3.16%，由于铀矿化年代老，铀矿物中含有较多的放射性成因铅，PbO含量一般为10.80%～16.72%，铀矿物中的其他元素种类较多，但均以微量为主。除晶质铀矿外，局部还可见少量钛铀矿。受后期地质事件影响，早期形成的晶质铀矿有再次活化的现象，并在其附近形成微脉状沥青铀矿。此外，受后期表生氧化作用影响，次生铀矿发育，电子探针成分测试结果(表4测点12～14)显示其成分主要为UO2、As2O3及CuO，应为铜砷铀云母或准铜砷铀云母。

晶质铀矿多以聚合体的形式出现，晶质铀矿以半自形的立方体为主，少数为菱形体。晶质铀矿粒度大小不一，小者仅为μm级，大者可达cm级。绝大多数晶质铀矿分布于钠长石粒间，粒度较小者主要分布于钠长石粒间或包裹于钠长石晶粒内部(图8)。图8a为显微镜单偏光图像，可见晶质铀矿位于钠长石晶粒内部，在正交偏光下(图8b)显示钠长石为一颗完整的晶粒，正交偏光加石膏试板后，钠长石晶粒总体颜色一致(图8c)，进而确认包裹晶质铀矿的钠长石为一完整的晶粒，最终确认该晶质铀矿与钠长石为包裹关系，根据关系判断，晶质铀矿稍早于钠长石晶粒形成，或与钠长石晶粒近于同时形成。晶质铀矿周边与钠长石接触部位可见有过渡边，可能为放射性晕圈或因蚀变作用引起。大颗粒的晶质铀矿局部成分有变化，个别可见有环带结构(图9b)。

注：表中温度采用Zack等(2005)公式计算，公式为：t/℃=134.7×ln[w(Zr)/10-6]-25。

3.2 共生组合

铀矿物主要与金红石共生，金红石主要呈半自形—自形的梭形为主，多分布于钠长石粒间(图9a)，少数被大颗粒的晶质铀矿包裹，部分被钠长石晶粒包裹(图9b)。除金红石外，局部见粒径较大的锆石颗粒(图9a)。

运用电子探针对金红石进行了成分测定，结果与康滇地轴其他地区主要为“晶质铀矿—榍石—磷灰石”为主的共生组合有所不同，牟定地区与晶质铀矿共生的主要为金红石而不是榍石，磷灰石也少见。造成上述区别的原因可能与Ca缺失有关，钠长岩本身富Na而少Ca，没有形成榍石、磷灰石的物质基础，而且钠长岩在侵入过程中也未与围岩进行Na—Ca交换(即含Ca围岩的Na交代现象)，从而也无外部的Ca参与。

见表5。由表5可知，金红石TiO2含量平均可达97.16%，此外还含有一些Nb、Ta、Y、Ca、U、Th、Zr等，但含量极少，为较纯的金红石。

3.3 铀矿物微量元素特征

对牟定1101铀矿点的晶质铀矿开展了LA-ICP-MS稀土元素测试，本次共测试了17组数据，测试结果见(表6)，样品中ΣREE含量介于13711.22×10-6～31569.25×10-6，含量平均值为26502.45×10-6，LREE/HREE值介于0.48～0.76，平均为0.66，重稀土略富集，但轻、重稀土元素分异不明显。根据测试结果，形成了稀土元素球粒化标准配分模式图(图10)。晶质铀矿REE配分模式曲线一致性较好，也总体表现为略向左倾的“海鸥”形，具有明显的铕亏损，LREE元素具有弱亏损，而HREE呈现弱的富集。

4 讨论

4.1 牟定地区含铀钠长岩成因

钠长岩和钠长岩矿床是认识和研究较晚的一类矿床，以往的研究中通常将其归属为碱交代岩，直到20世纪50年代，钠长岩和钠长岩矿床的名称才开始在地质文献中出现(薛春纪等，2007)。

近年来，在世界范围内陆续发现了含铀、铌—钽及稀土等的钠长岩脉，如我国甘肃龙首山中段的含铀钠长岩脉(赵如意等，2015)，柴达木北缘查查香卡地区含U—Th—REE—Nd的钠长岩脉(钟军等，2018)，澳大利亚Mount Isa地区含铀钠长岩脉(Wilde et al.，2013)，埃及Southern Sinai地区含U—Th—Nb—Y—Zr钠长岩脉(Azer et al.，2010)及印度Rajasthan和Haryana地区产铀钠长岩脉等(Yadav et al.，2002)。此外，在芬兰西北部的Palkiskuru—Palovaara地区 et al.，2013)及乌克兰地盾的钠长岩体(或钠交代岩体)中也有铀矿床产出(Cuney et al.，2008，2012；Wilde et al.，2013；Sparkes et al.，2017)。

目前，通过对乌克兰Kirovograd地区，巴西Lagoa Real地区，加拿大Beaverlodge 地区及澳大利亚Mount Isa地区钠长岩型铀矿探矿工程揭露情况看，该类型是一种具有重要工业价值的铀矿类型，其中乌克兰Kirovograd地区铀资源量(U3O8，下同)超过250000 t，澳大利亚Mount Isa地区约57000 t，巴西Lagoa Real地区约100000 t，加拿大Beaverlodge地区及Central Mineral Belt合计约104000 t(Wilde et al.，2013)。

钠长岩脉虽然可经多种地质作用形成，但产铀(包括稀土)钠长岩脉的成因越来越趋向于统一，即岩浆分异成因(薛春纪等，2007；Azer et al.，2010；钟军等，2018)，多为A型花岗岩在深部分异的产物(Wilde et al.，2013)。对乌克兰地盾的钠长岩中铀矿床成因，以前认为是钠交代型铀矿床(Cuney et al.，2008，2012)，近年来确认其为钠长岩型铀矿床(Wilde et al.，2013；Sparkes et al.，2017)。

对于云南牟定地区含铀钠长岩的成因，试从以下几个方面探讨：

4.1.1 钠长岩产状

钠长岩与围岩呈侵入关系，在斜长角闪片麻岩围岩中除发现有石榴子石云母石英伟晶岩脉外，未发现有其他的长英质脉体等，也未发现富钠矿物及含铀矿物，因此排除钠长岩由变质流体形成(如长英质脉)。

4.1.2 岩石结构及副矿物特征

通常，由交代作用形成的钠交代岩伴随着赤铁矿化等现象，使岩石变为红色，如我国甘肃芨岭地区的钠交代岩，此外，交代现象是一种矿物之间的替代关系，由交代作用形成的岩石不会彻底改变原岩的结构，必会存在诸如交代残留结构等典型的交代结构，甚至能看到矿物交代作用变化的过程。牟定地区钠长岩主要由钠长石组成，钠长石间主要为镶嵌关系，为典型的岩浆岩结构，无明显交代成因的证据。

钠长岩中铀矿物主要为晶质铀矿，少量钛铀矿，共生的矿物主要为金红石，少量磷灰石、锆石等，上述矿物组合总体上与岩浆岩副矿物一致。锆石无论从形态上看还是从锆石Th/U(均大于0.4)值看，均具有岩浆成因特点。

4.1.3 同位素特征

对钠长岩开展了Rb-Sr同位素分析(表7)，并根据钠长岩锆石年龄测试结果对其初始Sr同位素进行了计算，其中采用年龄值T=1057 Ma，Rb的衰变常数λRb=1.42×10-11a-1，计算结果见表7。由表7可知，[n(87Sr)/n(86Sr)]i总体均大于0.710，显示钠长岩具有壳源特征。

4.1.4 与区域地质事件的响应

中元古代末期，受Rodinia超大陆影响，在工作区发生了著名的晋宁期造山运动，伴随着水桥寺岩体和角闪岩的侵入，与此同时，处于中深构造层次的苴林群被抬升至地表(胥德恩，1992；云南省地质矿产开发局，1995；徐备，2001；王红军等，2009；武勇等，2019)。由此可见，钠长岩与岩浆活动具有密切的成因联系，为了进一步证明这种可能性，对牟定地区水桥寺岩体进行了研究，经野外调查发现，水桥寺岩体从中心到边缘具有由中粒黑云钾长花岗岩(钾长石主要为格子双晶发育的微斜长石)-中细粒含黑云母二长花岗岩(长石主要为钠长石及微斜长石)-细粒钠长花岗岩-钠长岩脉的演化特征，钠长岩是水桥寺碱长花岗岩体岩浆演化最末端的产物，它呈脉状穿插于早期苴林群岩石中。按等(1985)、Breiter等(2006)及吴福元等(2017)对高分异花岗岩的分类，水桥寺岩体具有超分异特征，而牟定地区钠长岩的岩石地球化学特征也符合高分异的特征。

云南省地质矿产开发局(1995)测得水桥寺岩体形成于(1038～1070) Ma，张成江等(2016，内部资料)对水桥寺岩体开展的LA-ICP-MS高精度锆石定年结果为(1055～1057) Ma，与含铀钠长岩1057 Ma的年龄较为接近。

事实上，与岩浆有关的钠长岩成因可大致分为两种，一种是A型花岗岩分异演化成因，是岩浆分异最末端的产物；二是与辉长岩、岩浆碳酸盐共生，来源于地幔的钠长岩。就牟定地区钠长岩而言，其产状及Rb-Sr同位素研究结果均排除了其来源于深部的可能性。

综上，牟定地区产铀钠长石脉是水桥寺碱长花岗岩体高(超)分异作用最末端的产物。

4.2 铀矿化成因

对于牟定地区钠长岩中铀矿化成因的认识主要从以下几个方面探讨。

4.2.1 晶质铀矿产状

晶质铀矿是一种高温的内生铀矿物，主要形成于：① 作为花岗岩等岩石的副矿物；② 伟晶岩中，如北秦岭伟晶岩矿床；③ 与碱性岩、岩浆有关的铀矿床中，如纳米比亚罗辛铀矿床。牟定1101地区铀矿物以晶质铀矿为主，围岩却不具伟晶岩特征，而且从铀矿化的矿物组合看，牟定地区钠长岩中铀矿化与我国甘肃龙首山、柴北缘查查香卡地区以及国外澳大利亚Mount Isa 地区、埃及钠长岩脉无论在铀的存在形式上还是在铀与其他矿物的共生组合关系上均十分相似，总体上与岩浆作用有关。

4.2.2 铀矿物稀土元素对成因的指示意义

前人(Fryer et al., 1987；Mercadier et al., 2011；Frimmel et al., 2014；Alexandre et al., 2015；Spano et al., 2017)通过研究和对比世界各地不同成因类型的天然铀矿物(沥青铀矿、晶质铀矿)，指出不同产出环境、成因类型、物理—化学条件下的铀矿床，其铀矿物的主量元素、稀土元素可以用来表征铀矿床的成因，因上述方法简单、实用、可靠，近年来在铀矿成因研究方面具有广泛的应用。通过与全球典型铀矿床铀矿物稀土配分模式对比发现，牟定地区晶质铀矿的稀土配分模式与美国Mitchel、纳米比亚罗辛等典型岩浆型矿床铀矿物的稀土配分形式高度相似，都具有LREE元素亏损、HREE元素略富集和Eu的负异常特征(图10)，而与其他类型具有明显的区别。同样，通过对比牟定地区晶质铀矿与其他类型铀矿成分特征发现，牟定地区晶质铀矿氧化物的平均含量与挪威Roode、Hidra岩浆成因铀矿床非常接近，而明显有别于砂岩型、不整合面型、脉岩型成因的铀矿床。

Th4+离子活动性弱于U4+离子的活动性，两者能够稳定存在于高温环境，当温度降低时U4+、Th4+会发生解耦现象，Th4+优先进入矿物晶胞，从而高温形成的铀矿物会富集Th4+，并依此可以大致判断矿物形成的温度(Cunny, 2010；Frimmel et al., 2014)。云南牟定地区晶质铀矿稀土元素投影点均分布在ΣREE/(U/Th)图解的高温岩浆区域(图11)，显示其成因与岩浆作用有关，且形成温度>450℃。

4.2.3 钠长石晶粒中晶质铀矿的包晶的发现

成矿物质与赋矿围岩造岩矿物之间的关系是确定成矿物质与围岩形成先后及判断成因的重要地质依据，但在实际工作中因上述现象不明显，往往不足以支撑判断二者关系的有利证据，因此需要借助岩石地球化学、同位素年代学等方法和手段进行辅助的证据，但由于地质作用的复杂性，不利的因素影响较大，上述方法也存在精度及准度的问题。

通过镜下观察，发现了钠长岩晶粒包裹晶质铀矿晶体(图8)的现象，而且这种现象较为普遍，充分证明晶质铀矿与钠长岩具有同根、同源、同成因的属性，即岩浆成因最直接也是最有力的证据。

4.2.4 铀矿化成因探讨

以往将含铀钠长石笼统当作为碱交代岩，随着近年来国内外的同类型矿床的陆续发现及认识水平的不断提高，钠长岩型应该是一种新的、具有岩浆成因属性的铀矿化类型，且具有普遍性。通过对牟定地区钠长岩中铀矿化研究，并结合国内外研究进展，基本可以确定牟定地区钠长岩为碱长花岗岩高(超)分异的产物。

4.3 铀矿化与铌钽矿化的空间关系

水桥寺岩体为一高(超)分异岩体，通常，高(超)分异岩体常见Nb、Ta矿化，有些还伴随U矿化，牟定地区也具有同样的现象，U与Nb、Ta具有密切的空间及成因联系，均受控于岩浆分异作用所形成的的不同岩相带中，其中Nb、Ta主要赋存于水桥寺岩体分异晚期的钠长花岗岩中，而铀则形成于更晚期也更外围的钠长岩中，其中Nb、Ta矿化规模较大，已达到工业要求，并进行了开采，而铀矿化则由于研究程度较低，仅限于地表，其规模暂未控制。

4.4 铀成矿作用过程

4.4.1 成矿物质来源

牟定地区铀成矿物质主要来源于水桥寺岩体，根据U及Nb、Ta地球化学性质可知，U、Nb、Ta随着岩浆分异作用而趋向于向晚期岩浆中富集，当岩浆演化分异至钠长花岗岩阶段时，Nb、Ta形成铌钽铁矿等矿物，而U则随分异进一步进行而富集到更晚期的钠质体中。

通过与其他地区类似矿床对比研究发现，有些地区U与Nb、Ta并未发生明显的分离，U与Nb、Ta是否发生分离以及分离程度与原始岩浆的成分、岩浆中的流体组成、岩浆分异程度及岩浆侵位环境等具有密切关系，通常，岩浆中Na含量越高，流体越多，分异程度越高则越有利于上述物质的分离。

4.4.2 迁移形式

4.4.2.1 U、Ti等成矿物质在钠质熔体中的地球化学行为

U是大分子不相容元素，趋向于向岩浆演化晚期富集，而Ti主要趋向于在基性、碱性或在花岗岩副矿物中富集，因此在通常情况下二者并无明显的交集，但是，U与Ti都具有向富钠熔体中富集的趋向，在钠长岩中既可以形成铀矿床，也可以形成金红石矿床(Green，1956；赵一鸣，2008)。从元素地球化学性质看，Ti是两性元素，主要呈Ti4+及[TiO4]4+的形式存在，U4+主要呈络合物形式存在，但趋近于两性元素区域，因此很容易与具有两性元素性质的元素结合成络合物，而且Ti4+及U4+无论是在价态上还是在离子半径上均很接近，因此，高温富钠的环境中，Ti对U具有极强的络合能力，可以形成U、Ti共存的现象，如江西相山铀矿田。通常，与铀成矿有关的体系中Ti含量很少，虽然可以形成钛铀矿等矿物，但总体数量较少，而康滇地轴地区前寒武纪铀矿化均发现U与Ti不仅在空间上密切共生，而且具有直接的成因联系。对于上述原因主要可能有两个方面：

一是康滇地轴地区本身就是Ti富集区，无论是岩体还是地层，Ti含量本身就较其他地区高；二是与钠质含量有关，虽然U与Ti在地球化学性质上有差异，但是二者都可以在钠质熔体中富集，因此可以共存。

4.4.2.2 迁移形式

根据上述论述可知，铀主要来源于高分异的花岗岩体，岩体在高度分异过程中，Ti、P、Zr、F、Cl、Na等组分参与了U的形成过程，鉴于U与Ti在地球化学特性上更为相近，U与Ti形成的复杂络合物是最主要的形式，这也可以由晶质铀矿与大量金红石共生关系上得到证实，此外，Na不仅是形成钠长岩的物质基础，同时也是铀钛络合物重要的组成部分。根据金红石及晶质铀矿成分及铀钛元素地球化学特征等，推断络合物可能为NaU4+[Ti4+O4](F,Cl)，由于U4+与Ti4+地球化学的相似性，二者可以进行替换，即NaU4+(Ti4+)[Ti4+O4](F,Cl)或NaTi4+(U4+)[Ti4+O4](F,Cl)，此外，Ti经常可以变为Ti3+，从而可以形成[TiO4]5+的形式，而Ti3+也可替换矿物晶格中的Al3+，因此，实际U、Ti络合物组合形式远比上述更为复杂。

4.4.3 形成温度

通过铀矿物ΣREE—(U/Th)图解可以推断铀矿化形成温度高于450℃，为了进一步限定铀矿化形成的温度，对与铀矿物密切共生的金红石开展了电子探针成分测定(表5)，并根据Zack等(2004)公式计算了金红石形成的温度。计算结果显示，金红石形成于554.72～702.71℃，平均为662.19℃，显示具有高温岩浆成因特征。

4.4.4 空间定位

钠长岩主要呈透镜状分布于古元古代苴林群云母石英片岩与斜长角闪片麻岩接触部位靠近斜长角闪片麻岩一侧，而且这种现象在康滇地轴较为普遍，显然这种岩性界面对铀矿化的空间定位具有明显的作用，然而，从钠长岩产状及晶质铀矿成因分析，控制钠长岩展布的并不是一个开放的构造体系，应该是在较深的条件下的封闭环境。

4.4.5 沉淀机制及巨粒晶质铀矿形成的可能原因

铀的沉淀往往是由于温压条件的改变或化学条件的改变，而牟定地区铀主要以巨粒晶质铀矿的形式存在，显然是在相对封闭且温压条件较为稳定的地质环境才可以形成。

目前为止，对康滇地轴地区形成的罕见巨粒晶质铀矿形成的机理尚缺乏一致的认识，但从目前掌握的情况看，巨粒晶质铀矿出现的一些共性的问题有助于了解巨粒晶质铀矿形成机理的认识：一是铀矿化都与岩浆分异有关，而且都发现有钠长花岗岩及钠长岩等超分异的现象。二是虽然铀矿物及其共生的金红石、榍石、磷灰石等矿物粒度较大，而围岩的粒度却较小，以中细粒为主，可见该种地质作用仅有利于铀矿物及其共生矿物生长，显然有别于伟晶岩作用过程；三是铀钛的密切共生现象，虽然不同地区不同铀矿类型中均有钛铀矿等共生的矿物，但均是少数，而康滇地轴地区所有产大颗粒晶质铀矿处具有与铀成矿关系密切的榍石、金红石等富钛矿物存在，显示铀与钛具有密切的成因联系，这是其他地区所不具备的，虽然目前对这种作用的了解还不够深入透彻，但可以确定的是无论是铀的富集还是巨粒晶质铀矿的形成，钛均起到了十分关键的作用。从牟定1101地区及其他矿化点看，钛矿物为半自形—自形的金红石，推断晶质铀矿、金红石等为氧化物形式存在，而没有形成榍石等矿物，指示矿物形成不是由于化学反应形成，而是经历缓慢的降温结晶作用形成。在高温、富钠环境下，钛可作为铀的矿化剂，形成钠、铀、钛的复杂络合物，从而促使铀向富钠、富钛的部分迁移、富集。

5 结论

经岩石学观察，岩石元素系统测定，锆石SIMS测年及Rb-Sr同位素分析等，确认云南牟定地区含铀围岩为钠长岩，由较纯的钠长石(平均An=3.36)组成，属碱性(平均σ=5.84)，强过铝(A/CNK≥1.10)岩石，且具有高分异指数(平均DI=82.39%)、长英指数(平均FL=88.39%)、镁铁指数(平均MF=84.92%)及低的固结指数(平均SI=5.06%)和极低的稀土含量(平均∑REE=162)等特征。[n(87Sr)/n(86Sr)]i大于0.710，具有壳源特征。钠长岩形成年龄(1057 Ma)与水桥寺岩体(1038～1070 Ma)接近，是水桥寺高分异岩体由黑云母微斜长石花岗岩—含黑云母微斜长钠长花岗岩—钠长花岗岩—钠长岩的演化分异过程中最远端产物。

通过铀矿物与钠长岩之间成因关系研究并结合铀矿物稀土元素示踪，铀矿物与钠长岩具有同源、同演化及近于同时形成的特征，铀矿物稀土配分模式与典型岩浆型铀矿床一致，进而确定牟定地区铀矿化是一种与钠长岩有关的新的铀矿化类型，该类型铀矿化在我国西南地区系首次发现。

根据矿物共生组合关系并结合元素地球化学性质研究，确定牟定地区巨粒晶质铀矿的形成与Ti具有密切的联系，Ti是最主要的矿化剂，在富钠的熔体中Ti对U具有极强的络合能力，并以NaU4+[Ti4+O4](F,Cl)为主要络合形式进行迁移，随温压条件改变促使络合物发生分解，从而形成了晶质铀矿—金红石的共生组合。根据金红石中Zr的含量计算其形成于高温(平均662.19℃)的地质环境中。

参 考 文 献

(The literature whose publishing year followed by a “&” is in Chinese with English abstract; The literature whose publishing year followed by a “#” is in Chinese without English abstract)

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.ne.consideratio.o.th.genesi.o.uraniu.mineralizatio.i.Mouding,Yunnan: .ne.mineralizatio.typ.relate.t.albitite

WANG Fenggang1), YAO Jian2)

1) CNNC Key laboratory of Uranium Resource Exporation and Eveluation Tecnology，Beijing Research Institute of Uranium Geology,Beijing, 100029；2) No. 280 Institute Reaserch CNNC，Guanghan,Sichuan, 618300

Objectives:The giant grained uraninite found in Muding area, Yunnan Province, is very rare in the world and there is a very special “uraninite—rutile(mass)—zircon(small amount)” mineral assemblage. The genesis of uranium mineralization and the formation mechanism of the giant grained uraninite like puzzles have plagued the uranium geologists for many years.

Methods:In recent years, we have carried out comprehensive studies，including petrology, mineralogy, petrogeochemistry, isotopic geology and chronology.

Results:It is confirmed that the uranium-riched rock is albitite, which mainly composed of albite(average An=3.36).The average Na2O content of the albitite is 10% and belongs to alkaline and strong peraluminous rock. albitite has characteristics of high DI (average is 82.39%) , high FL(average is 88.39%) , high FM(average is 84.92%) , low SI(average is 5.06%) and very low ∑REE content(average∑REE is 162). The [n(87Sr)/n(86Sr)]iof albitite>0.710; zircon age of albitite(SIMS) is 1057 Ma, close to the age of Shuiqiaosi rock(1038～1070 Ma). The REE patterns of uraninite are consistent with magmatic uranium deposits ,which is formed in high temperature geological environment(about 662.19℃).

Conclusions:Albitite is the farthest product of Shuiqiaosi highly fractionated rock from biotite microcline granite— biotite microcline albite granite— albite granite— albitite. The uraninite and albitite have the characteristics of homology, Co-evolution and close to simultaneous formation, and then confirm the uranium mineralization in the Muding area is a new type relation to albitite and has the genesis characteristics of rock fractionation. Ti plays a crucial role in the U complexation, migration and formation of giant grained uraninite. In addition,in the process of evolution and fractionation of Shuiqiaosi rock ,not only the occurrence of uranium mineralization is controlled, but also the occurrence of Nb and Ta mineralization in the stage of albite granite.

Keywords: uraninite; albitite; highly fractionated granite; Mouding area,Yunnan

注: 本文为中国核工业地质局铀矿地质科研项目(编号：201807,201807-03)和国家自然科学基金资助项目(编号：41472073)的成果。

收稿日期：2019-09-21；改回日期：2020-02-29；责任编辑：章雨旭。Doi: 10.16509/j.georeview.2020.03.015

作者简介：王凤岗，男，1977年生，高级工程师，主要从事岩石矿物学及铀矿地质研究。Email:wfg9818@163.com。

Acknowledgements:This was financially supported by China Nuclear Geology (Nos.201807-3,201807) and National Natural Science Foundation of China(No. 41472073).

Firs.author:WANG Fenggang，male，born in 1977， senior engineer，mainly engaged in uranium geology and petromineralogy; Email: wfg9818@163.com

Manuscript received on: 2019-09-21；Accepted on: 2020-02-29; Edited by: ZHANG Yuxu

Doi: 10.16509/j.georeview.2020.03.015