摘要
花岗岩型铀矿在国内铀矿资源总量中占据主导地位。查明富铀花岗岩的岩石成因机理，揭示铀富集的过程可为铀矿找矿勘探工作提供理论指导和科学依据，并为铀成矿模型的系统构建、完善与创新奠定基础。本文对下庄岩体中的新鲜花岗岩、蚀变花岗岩以及铀矿石进行了全岩主微量元素和Nd同位素分析并对新鲜花岗岩进行了锆石U-Pb定年。结果显示，下庄新鲜花岗岩成岩年龄为（235.8±2.7） Ma，呈现出高硅（SiO2 =72.7%~78.1%）、高钾（K2O=4.41%~5.63%）、低镁（MgO=0.10%~0.64%）和过铝质（A/CNK=1.05~1.23）的特征；且具有较低的稀土总含量（∑REE=42.3×10-6 ~270×10-6 ），负的Eu异常（Eu/Eu*=0.10~0.34），富集Rb、U、 K 等大离子亲石元素,亏损 Nb、Ta、Zr 和 Ti 等高场强元素的特征。此外，新鲜花岗岩具有较低的 εNd(t)= -10.9~-10.0，较高的Rb/Sr比值（3.39~68.2）和较低的CaO/Na2O比值（0.06~0.44），表明下庄花岗岩来自古元古代变沉积岩部分熔融，经历了较高程度的分离结晶，具有S型花岗岩特征。蚀变花岗岩、铀矿石具有和新鲜花岗岩相似的微量、稀土元素配分模式和Nd同位素组成。从新鲜花岗岩到蚀变花岗岩到铀矿石（铀含量平均值分别为17.2×10-6 ，108×10-6 ，1341×10-6 ），铀含量逐渐上升。根据本文对新鲜花岗岩的锆石定年以及前人对铀矿石的定年发现成岩成矿年龄相差大于70 Ma。综上所述，本文认为下庄花岗岩型铀矿属于后生热液型铀矿床，而矿区内的新鲜花岗岩则为铀元素的富集提供了重要的物质来源。
Abstract
Granite-type uranium deposits dominate the total uranium resources in China. Investigating the petrogenetic mechanism of uranium-rich granite and revealing the process of uranium enrichment can not only provide theoretical guidance and scientific basis for uranium prospecting and exploration practices but also lay a solid foundation for the systematic establishment, improvement and innovation of uranium metallogenic models. This study conducted whole-rock major and trace element analyses, Nd isotope analyses on fresh granites, altered granites, and uranium ores from the Xiazhuang rock mass, and performed zircon U-Th-Pb dating for the fresh granites. The results show that the fresh granites in Xiazhuang have a crystallization age of (235.8±2.7) Ma, with geochemical characteristics as follows: they are characterized by high silica (SiO2=72.7%-78.1%), high potassium (K2O=4.41% -5.63%), low magnesium (MgO=0.10%-0.64%) and peraluminous nature (A/CNK=1.05-1.23). In terms of rare earth elements (REE), they have low total REE contents (∑REE=42.3×10-6 -270×10-6 ) and exhibit Eu depletion (Eu/Eu*=0.10-0.34). For trace elements, they are enriched in large ion lithophile elements such as Rb, U and K, while depleted in high field strength elements including Nb, Ta, Zr and Ti.In addition, the fresh granites exhibit low εNd(t) values (-10.9--10.0), high Rb/Sr ratios (3.39-68.2), and low CaO/Na2O ratios (0.06-0.44). These geochemical signatures indicate that the Xiazhuang granites were derived from the partial melting of Paleoproterozoic metasedimentary rocks, experienced a high degree of fractional crystallization, and possess the geochemical characteristics of S-type granites. Altered granites and uranium ores share similar trace element, rare earth element (REE) distribution patterns, and Nd isotope compositions with fresh granites. From fresh granites to altered granites to uranium ores (with average uranium contents of 17.2×10-6 , 108×10-6 , and 1341×10-6 , respectively), the uranium content shows a gradual increasing trend. Combined with the zircon dating results of fresh granites in this study and previous dating data of altered granites and uranium ores, it is indicated that the time gap between the diagenetic age and metallogenic age exceeds 70 Ma. In conclusion, this study proposes that the Xiazhuang granite-type uranium deposit is an epigenetic hydrothermal uranium deposit, and the fresh granite in the Xiazhuang area serves as a crucial material source for uranium enrichment.
0 引言
中国根据矿体所在的宿主岩石种类把铀矿床分为四大主要类型：花岗岩型铀矿、火成岩型铀矿、砂岩型铀矿、碳硅泥岩型铀矿（胡瑞忠等，2004）。花岗岩型铀矿作为中国四大铀矿床类型之一，是中国主要的铀资源来源，中国已经探明的铀资源中约有 22.9% 源自该类型矿床（Cai et al.，2015；巫建华等，2017）。中国的花岗岩型铀矿床主要集中分布在华南区域，在苗儿山、诸广山、桃山、富城以及贵东等复式岩体内多有聚集分布（陈振宇和王登红， 2014）。这些富铀花岗岩的铀含量普遍都高于中国东部大陆上地壳平均铀含量（Zhao et al.，2011，2016；Chen et al.，2012），被认为是铀矿化的主要成矿物质来源（胡欢等，2014；Bonnetti et al.，2018，2023）。然而并非所有富铀花岗岩都能成矿，只有部分富铀花岗岩与铀矿化存在密切空间关系和成因联系的花岗岩才能被称为产铀花岗岩（Zhang et al.，2017，2018，2021a，2021b，2023；李杰等，2021a； 张龙等，2021）。因此研究产铀花岗岩的岩石成因及其与铀成矿的关系，不仅能为铀矿勘察工作提供重要的理论依据，也有助于丰富花岗岩型铀成矿理论，完善铀成矿模式（Zhao et al.，2011，2016；Zhang et al.，2017，2018，2021a，2021b，2023；张龙等， 2021）。
贵东岩体是南岭构造带内的重要复式岩体，由多个岩体复合构成，下庄岩体为其关键组成部分之一。该复式岩体地处大东山—贵东—九连山东西向岩浆岩带，而该岩浆岩带是南岭地区 3 条核心东西向岩浆岩带的重要构成单元。该岩体中存在大量的铀矿床，例如希望、石土岭、白水寨、竹山下等铀矿床（Chen et al.，2012；骆金诚等，2019；罗强等， 2020）。1957年，中国的第一个花岗岩型铀矿床（希望铀矿床）于该岩体中发现。因此，下庄花岗岩是华南地区重要的富铀产铀花岗岩。前人研究主要集中在岩体和矿石的年代学、地球化学、成矿构造、矿石特征和成矿作用（张成江，1996；孙涛等，2003； 徐夕生等，2003；吴烈勤等，2005；商朋强等，2006，2012；邹东风等，2011；Chen et al.，2012；何德宝， 2014；何德宝等，2016；Bonnetti et al.，2018，2023；骆金诚等，2019；吴佳等，2023）。然而，该岩体的花岗岩成因与铀成矿关系研究比较薄弱。Chi et al. （2020）讨论了华南地区花岗岩型铀矿是来自红层盆地的氧化性流体沿高渗透构造带循环进入富铀花岗岩中，通过流岩相互作用在上侵过程中萃取富铀花岗岩中的铀，并随着岩浆演化氧逸度逐渐降低以及去气作用，导致铀元素不断富集成矿；Bonnetti et al（.2018）认为下庄早期铀矿化直接与燕山期花岗岩的侵入有关，其成矿流体部分或全部来源于燕山期花岗岩，矿化形成于高温热液系统条件下。因此本文在前人的基础上选取了下庄具有代表性的新鲜花岗岩、蚀变花岗岩以及铀矿石，进行了全岩主微量元素分析，锆石 U-Pb 定年和全岩 Nd同位素分析，以期揭示下庄花岗岩岩石成因以及下庄产铀花岗岩与铀成矿关系，为下庄花岗岩型铀成矿模型提供新的资料。
1 地质背景与样品
1.1 区域地质背景
华南花岗岩型铀矿床主要分布在华夏地块和江南造山带，以华夏地块最为重要（图1）。黄净白和黄世杰（2005）将华南地区划分成赣杭铀成矿带、武夷山铀成矿带、桃山—诸广铀成矿带、郴州—钦州铀成矿带、雪峰山—九万大山铀成矿带、幕阜山—衡山铀成矿带和栖霞山—庐枞铀成矿带7个铀成矿带。其中，桃山—诸广铀成矿带是华南最重要的花岗岩型铀矿床聚集地，约占中国花岗岩型铀矿预测总量的一半（Cai et al.，2015）。诸广南、桃山、下庄和鹿井作为中国最大的花岗岩型铀矿田，均位于该铀成矿带（范洪海等，2012）。贵东复式岩体位于华夏板块东南缘、桃山—诸广铀成矿带东南段，区域构造上处于华南加里东期古隆起带南缘与海西—印支期坳陷的衔接部位（图1）。受后期多期次大规模构造演化与岩浆活动叠加影响，该区域形成了出露面积达1200 km2 的大面积复式花岗岩体。岩体空间分布上，东部及东北部侵入寒武纪—奥陶纪变沉积岩，南部侵入泥盆纪—石炭纪沉积岩（徐夕生等，2003；凌洪飞等，2004，2005）。作为印支期— 燕山期多阶段岩浆活动形成的复式岩体，其整体呈东西向展布，主要由下庄岩体、帽峰岩体、鲁溪岩体等次级岩体构成，是中国重要的产铀花岗岩体，已发现并赋存10余处铀矿床。
下庄岩体出露于粤北地区翁源和始兴县一带，位于贵东复式花岗岩体的东部，与鲁溪岩体、笋洞岩体及帽峰岩体共同构成该复式岩体东段，是粤北地区重要的富铀花岗岩体（图1b）。该岩体以岩基形式产出，与鲁溪岩体联合构成向北东延伸的不对称舌状地质体，出露面积约 185 km2 （Chen et al.， 2012；李俊等，2022；吴佳等，2023）。岩体西北部发育岩庄、龟尾山、白水寨等燕山期小岩体，呈岩株状侵入于下庄岩体之中；围岩主要为寒武系—奥陶系浅变质砂岩、板岩及含炭质板岩，地层中主要出露由发生浅变质作用的石英砂岩和长石石英砂岩，这些岩石中夹杂着绢云母板岩，且地层底部发育薄层的角砾岩、板岩和粉砂岩。岩体内可见燕山期 NWW、NNE 和 NEE 向基性岩脉侵入早期花岗岩体或地层中（图1b；骆金诚等，2019）。冯志军等 （2016）根据控矿构造对矿田内铀矿化类型分为以下 5 大类，分别是：硅化带大脉型铀矿化、“交点”型铀矿化、硅化带群脉型铀矿化、蚀变碎裂岩型铀矿化以及变质岩型铀矿化，其中矿田内主要以硅化带大脉铀矿化型和“交点”型铀矿化为主。
1 —第四系；2—白垩系；3—上侏罗统；4—泥盆系；5—寒武系；6—燕山晚期花岗岩；7—燕山中期花岗岩；8—印支期第三阶段花岗岩； 9—印支期第二阶段花岗岩；10—加里东期—印支期花岗岩；11—中基性脉岩；12—硅化断裂带；13—不整合接触界线；14—矿床及名称；15—地名；16—采样点
1.2 样品特征
本研究共采集了 24 件样品，其中包括 10 件新鲜花岗岩、7 件蚀变花岗岩和 7 件铀矿石样品（图1 b），其中典型样品描述如下：
新鲜花岗岩，样品呈肉红色或灰白色，具中— 细粒结构、块状构造，主要矿物组成为钾长石、斜长石、石英、黑云母及白云母。其中，钾长石晶体多呈半自形—他形粒状，粒径大小通常为0.5~5.0 mm，见明显的解理面，含量为 20%~25%，镜下晶体轮廓较清晰，解理发育，晶型发育为卡式双晶与格子双晶； 斜长石灰白色、浅灰色为主，多以中—细粒亚自形粒状产出，含量为 15%~20%，镜下观察聚片双晶清晰可见；石英颜色呈灰白色、乳白色，呈自形粒状均匀分布，具有油脂光泽，含量为25%~30%；黑云母颜色为灰黑色、暗褐色，呈片状、鳞片自形—半自形晶状分布于长石、石英颗粒间隙，具有一定的玻璃光泽，含量为 3%~5%；白云母颜色为白色、灰白色，呈细小鳞片状，具有珍珠光泽，沿长石颗粒边缘分布含量为8%~10%，常与黑云母共生（图2a、b）。
蚀变花岗岩，样品为灰白色或黄褐色，主要矿物组成为石英、长石、云母。局部因热液活动影响可见弱条带状、斑块状构造，整体保留花岗结构（图2c）。主要矿物及蚀变特征如下：长石呈半自形，含量为30%~35%，局部发生黏土化、绢云母化蚀变，蚀变部位镜下呈雾状浑浊，部分晶粒内可见黏土矿物充填的裂隙；石英呈他形粒状或不规则填隙状，含量为30%~35%，部分颗粒因热液作用发生轻微重结晶，晶粒边缘呈锯齿状；黑云母（5%~10%）原始片状结构部分保留，多蚀变为绿泥石、白云母（图2c、d）。
铀矿石，样品主体呈灰黑色或红褐色，以细粒结构、浸染状结构、细脉状结构为主，氧化带可见褐铁矿、绿色铜铀云母等次生矿物，具块状构造，主要矿物组成为石英、长石、硅钙铀矿、黄铁矿等。其中长石为自形板柱状，含量为 25%~30%，部分蚀变为黏土矿物、绢云母等蚀变矿物使其表面呈现为灰白色；石英含量为25%~30%，多为他形小颗粒，铀矿石中硅钙铀矿局部含量达1%~3%，呈细粒状弥散分布或沿裂隙充填形成细脉结构；镜下硅钙铀矿多分布于半自形—他形黄铁矿周围，多呈球粒状、皮壳状，集合体为细脉状、浸染状，局部呈现亮暗相间的不均一特征，反映后期热液蚀变的改造作用（图2e、f）。
2 分析方法
LA-ICP-MS 锆石原位微区分析在中国地质科学院矿产资源研究所成矿作用与资源评价重点实验室完成，采用的分析仪器为 Finnigan Neptune 型 MC-ICP-MS 及 Newwave UP 213 激光剥蚀系统。实验中激光剥蚀斑束直径为 25 μm，频率为 10 Hz，能量密度为2.5 J/cm2，以He为载气。详细的实验测试过程参见侯可军等（2009）。锆石 U-Pb年龄 concor‐ dia 图用 Isoplot/Ex_ver3（Ludwig，2003）程序完成，测试数据、加权平均年龄的误差均为 2σ。锆石 U-Pb 定年数据见表1。
图2下庄典型样品和显微镜下照片
a—新鲜花岗岩手标本；b—新鲜花岗岩正交偏光；c—蚀变花岗岩手标本；d—蚀变花岗岩正交偏光；e—铀矿石手标本；f—铀矿石反射光； Q—石英；Pl—斜长石；Kfs—钾长石；Mus—白云母；Bt—黑云母；Py—黄铁矿；Urp—硅钙铀矿
全岩主量元素测试在武汉上谱分析科技有限公司完成，分析仪器为 Rigaku ZSX Primus Ⅱ 型 XRF，测试相对标准偏差（RSD）＜2%。全岩微量元素分析在贵州同微测试科技有限公司完成，采用配有 Cetac ASX − 560 自动进样器的 Thermo Fisher iCAP RQ型ICP−MS测定，以美国地质调查局标准物质BCR-2和BHVO-2等为参考标样进行质量监控。
全岩Sr-Nd同位素的化学前处理与测试均在东华理工大学铀资源探采与核遥感全国重点实验室完成，利用 Nu Sapphire MC-ICP-MS 仪器（SP016）测定，进样方式为干法（dry plasma）。测试时采用国际标样BCR-2样品作为监控标样，BCR-2的143Nd/144Nd =0.512637（n=3），在 BCR-2 的国际推荐值误差范围内（BCR-2的143Nd/144Nd=0.512635±0.000029；国际推荐值来源于GeoReM数据库及对应参考文献），证明测试结果可靠。Nd同位素结果见表2。
表1下庄新鲜花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定结果
3 分析结果
3.1 锆石U-Pb定年
本文对新鲜花岗岩（XZ22-2-3）进行了锆石 UPb 定年分析，详细测试结果见表1。新鲜花岗岩锆石形态为自形或半自形长柱状，粒度中等（长轴长 50~150 μm），内部较为均一，无明显的包裹体、裂隙或环带结构，本文对该样品 16 个分析点测试，结果显示，锆石的 Th/U=0.01~0.64（表1），Th/U 平均值为 0.19，说明锆石为岩浆锆石（吴元保和郑永飞， 2004），其中206Pb/238U 的变化范围为（244.03±6.08）~（226.59±7.67） Ma，所有测点在 U-Pb 年龄谐和图上均集中分布于协和曲线附近（图3a），其加权平均年龄为（235.8±2.7） Ma（n=16，MSWD=6.2，图3b）。因此该年龄可近似反映花岗岩侵位年龄。
图3下庄新鲜花岗岩锆石U-Pb年龄谐和图（a）和加权平均年龄图（b）
3.2 岩石主微量元素
本次共对 10 件新鲜花岗岩、7 件蚀变花岗岩、7 件铀矿石进行了全岩主微量元素分析，分析结果见表2。新鲜花岗岩具有较高的 SiO2（72.7%~78.1%）、 Al2O3（12.9%~14.1%）、Na2O（2.88%~4.20%）、K2O （4.41%~5.63%）与较低的 CaO（0.21%~1.42%）、MgO （0.10%~0.64%）含量，铝饱和指数（A/CNK）为 1.05~1.23；蚀变花岗岩 SiO2（74.7%~86.8%）、Al2O3 （5.79%~14.6%）、Na2O（0.02%~0.19%）、K2O（1.50%~7.12%）与较低的 CaO（0.14%~2.99%）、MgO（0.16%~0.54%）含量，铝饱和指数（A/CNK）为 0.69~5.86；铀矿石 SiO2 （69.9%~91.2%）、Al2O3 （3.20%~16.7%）、 Na2O（0.06%~4.62%）、K2O（0.88%~6.72%）与较低的 CaO（0.10%~1.14%）、MgO（0.13%~0.27%）含量，铝饱和指数（A/CNK）为 1.02~2.12（图4a~c）。所有新鲜花岗岩样品在岩浆岩 TAS 图解中均落于花岗岩区域内，属于高钾钙碱性系列，并具有过铝质特征。
新鲜花岗岩、蚀变花岗岩、铀矿石具有相似的稀土元素与微量元素配分模式（图5），其稀土元素总量平均值分别为 141×10-6、141×10-6、74.5×10-6， LREE/HREE 平均值分别为 5.16、5.34 和 3.51，（La/ Yb）N平均值分别为 5.46、5.08 和 2.83，Eu/Eu*平均值分别为 0.21、0.47 和 0.17。3 类岩石均表现出 Eu 的负异常，具有一定的四分组效应。3 类岩石均表现出富集大离子亲石元素（Rb、U、K、Pb等）的特征，且相对亏损高场强元素（Nb、Ta、Zr、Ti等）（图5）。
a—TAS分类图解（底图据Middlemost，1994）；b—K2O-SiO2分类图解（底图据Peccerillo and Taylor，1976）；c—A/NK-A/CNK分类图解（底图据 Mania and Piccoli，1989）
3.3 Nd同位素组成
本研究对 8 件新鲜花岗岩、6 件蚀变花岗岩、7 件铀矿石进行了Nd同位素分析测试，分析结果见表2和图6。其中对新鲜花岗岩和蚀变花岗岩的初始值计算到了 235 Ma，其同位素组成（ 143Nd/144Nd）i = 0.511772~0.511817；εNd（t）=-10.9~-10.0；蚀变花岗岩的同位素组成（ 143Nd/144Nd）i =0.511788~0.511815； εNd（t）=-10.6~-10.1；铀矿石根据前人定年结果初始值计算到了 165 Ma（朱京京等，2025），其同位素组成（ 143Nd/144Nd）i =0.511839~0.511892，εNd（t）=-11.5~-10.4）（图6）。
4 讨论
4.1 成岩时代
产铀花岗岩的形成时代早于或近于铀成矿时代，且与铀矿化存在紧密空间耦合关系，其成岩年龄一直是铀成矿相关研究的关键。精确厘定花岗岩成岩年龄与铀成矿年龄，是揭示花岗岩与铀成矿作用内在成因联系的关键，而定年方法的科学选择直接影响研究结论的可靠性。锆石具有稳定的物理化学性质，在高温、高压及后期热液蚀变等复杂地质过程中可保持封闭体系，其 U-Pb 同位素体系封闭温度高达约900℃。激光剥蚀技术能够实现锆石微米级区域的原位分析，精准揭示不同生长环带 （如岩浆核与变质边）的年龄信息，为多期次地质事件的解析提供有力支撑。因此，锆石 LA-ICP-MS U-Pb 定年方法在花岗岩成岩时代的精确限定中具有显著的优势，是开展相关研究的优选手段。
本研究对新鲜花岗岩采用LA-ICP-MS锆石UPb定年方法，结果显示新鲜花岗岩的206Pb/238U 加权平均年龄为（235.8±2.7） Ma（图3b）。 Chen et al. （2012）研究得出下庄二云母花岗岩的206Pb/238U加权平均年龄为（234.5±1.2） Ma。本文与前人的定年结果大致一致，因此数据具有可靠性，且从定年结果可以看出下庄花岗岩的形成时代为印支期，与贵东复式岩体形成时代相吻合。本研究对蚀变花岗岩与铀矿石样品进行锆石分选过程中，发现两类样品中的锆石均已发生蜕晶化，无法进行 U-Pb 定年。但结合蚀变花岗岩与新鲜花岗岩的微量元素来看，二者均亏损高场强元素，富集大离子亲石元素并且显示出 Eu 的负异常，具有相似的稀土元素、微量元素分配模式；以及二者的 Nd同位素组成极为接近，表明二者具有相同的源区且经历了相似的地质演化过程。因此可以初步判断花岗岩与蚀变花岗岩为同期岩浆侵入，成岩时代均为印支期花岗岩。
图5下庄样品微量元素原始地幔标准化配分图（a，c，e）和稀土元素球粒陨石标准化配分图（b，d，f）
（标准化值据Sun and McDonough，1989；阴影区为下庄前人研究样品，数据据Chen et al.，2012）
图6下庄新鲜花岗岩、蚀变花岗岩和铀矿石Nd同位素图解
4.2 岩石成因类型
下庄岩体新鲜花岗岩呈现出高硅（SiO2>72.7%），高的 Rb/Sr比（3.39~68.2）的地球化学特征，该地球化学特征指示岩石在岩浆演化阶段经历了强烈的结晶分异作用；Eu 元素呈现明显负异常，揭示其形成过程中伴随斜长石的分离结晶事件（兰鸿锋等，2020）；在 Rb-Sr-Ba、Zr/Hf-Nb/Ta 判别图解中，下庄岩体新鲜花岗岩数据均落于高分异区域 （图7），从而进一步印证了其高分异演化的地质特征。在经历高度分离结晶作用后，不同源岩的矿物组成会趋近于低共结花岗岩成分，导致其岩石类型难以准确判别（吴福元等，2007；刘俊辰等；2025）。例如，传统 I 型花岗岩以准铝质—弱过铝质为典型特征，而强烈分异引发的长石分离结晶与熔体演化，使得该样品的铝饱和指数突破传统分类阈值，与富铝矿物（如白云母）稳定存在的S型花岗岩特征交叉，澳大利亚 Lachlan褶皱带的 I型花岗岩受高强度结晶分异作用影响，表现出过铝质特征，其铝饱和指数（A/CNK）与区内 S 型花岗岩存在部分重叠，导致二者分类界限模糊（Chappell，1999；兰鸿锋等， 2020）。佛冈花岗岩由于经历了强烈的分异，部分学者依据其较高的 A/CNK 值与黑云母含量将其归为 S 型，一些学者则基于其高钾、低钙及稀土元素 “海鸥型”分布模式认定为 A 型，而其岩浆源区的壳幔混合特征又支撑了 I 型花岗岩的分类结论，不同研究者基于其地球化学与矿物学特征，分别将其归为S型、A型或I型花岗岩（陈小明等，2002）。因此，应从多方面综合判别下庄花岗岩的岩石类型。下庄岩体的 104 ×Ga/Al 比值较高，其变化范围为 2.36~2.83，平均值为2.64。Whalen et al（.1987）认为Ga/Al 大于 2.6 可归为 A 型花岗岩，2.0~2.6 对应 I 型花岗岩，小于等于 2.0 则为 S 型花岗岩，此时下庄岩体似乎为 A 型花岗岩，但 Eby（1992）的研究表明随着岩浆结晶分异程度的增加会导致其 Ga/Al比值会逐渐增大，使得一些高分异的 S 型花岗岩落入 A 型花岗岩范围内。此外，下庄岩体在矿物组合、地球化学等特征上与 A 型花岗岩典型特征又存在显著差异。例如，该岩体高场强元素（Zr+Nb+Ce+Y）含量较低，变化范围为82.2×10-6~350×10-6，平均值196×10-6 （表2），远低于Whalen et al（.1987）划定的A型花岗岩下限值（350×10-6）；同时其稀土总量亦处于较低水平 （表2），显著低于南岭中段燕山早期 A 型花岗岩的对应值。综合上述特征，可排除下庄岩体归属于 A 型花岗岩的可能性。
图7粤北下庄岩体的Rb-Sr-Ba（a）和Zr/Hf-Nb/Ta（b）图解
（底图Rb-Sr-Ba据El Bouseily and El Sokkary，1975；底图Zr/Hf-Nb/Ta据吴福元等，2017）
Chappell（1999）对Lachlan褶皱带花岗岩的研究表明，岩浆演化早期，Th 和 Y 会优先赋存于独居石等富Th-Y矿物中。该区域高分异S型花岗岩（Rb＞ 200×10-6）表现出低 Th、Y含量特征，且 Th、Y含量随 Rb 含量增加而降低。下庄岩体样品的地球化学数据显示，Rb与Th、Y均呈显著负相关关系（图8a、b），上述特征表明下庄岩体不具备I型花岗岩的地球化学属性，这一演化趋势与Lachlan褶皱带S型花岗岩完全吻合。下庄岩体为过铝质花岗岩（ACNK=1.05~1.23，平均为 1.12＞1.1），具有较低的稀土元素含量 （∑REE=44.1×10-6~270×10-6，平均值为 141×10-6），富集 Rb、Th、U、Pb、K 等元素，亏损 Ba、Sr、Ta、Nb 等元素的地球化学特征，在主微量元素特征上与印支期 S 型产铀花岗岩较为相似（陈瑜等，2025）；在 Nd 同位素特征上具有较低的（ 143Nd/144Nd）i =0.511772~0.511817 和 εNd（t）=-10.9~-10.0，负的 εNd（t）指示其来自地壳。在 εNd（t）-t 图上，下庄新鲜花岗岩样品与印支期产铀花岗岩相似，且位于南岭地区前寒武纪地壳 Nd 同位素演化区域（图8c），Nd 同位素特征也与华南壳源型花岗岩一致（图8c）。以上化学特征表明，下庄岩体的源岩应是古元古代从地幔分离出来的地壳岩石演变而成。
表2下庄岩体新鲜花岗岩、蚀变花岗岩和铀矿石的主量元素（%）、微量元素（10-6）和Nd同位素分析结果
续表2
图8粤北下庄新鲜花岗岩的Rb-Th（a）、Rb-Y（b）和εNd（t）-t（c）图解
（S型花岗岩趋势据Chappell，1999；εNd（t）-t底图据沈渭洲等，1993）
4.3 不同花岗质岩石与铀成矿关系
近年来研究表明，富铀源区部分熔融、强烈的岩浆分离结晶作用、高氟含量特征，以及较低的结晶温度与还原环境（低氧逸度）共同促进了铀元素的富集，并最终形成富铀花岗岩（Zhao et al.，2011，2016；巫建华等，2017；Zhang et al.，2017，2018，2021b；万康等，2022）。下庄花岗岩源区物质以变质沉积岩为主，而变质沉积岩部分熔融岩浆通常具有较高的铀含量（Zhao et al.，2011，2016；巫建华等， 2017），下庄岩体新鲜花岗岩具有较高的铀含量（平均 17.2×10-6），远高于花岗岩中的平均铀含量（2× 10-6~5×10-6），因此下庄印支期花岗岩可为铀成矿提供丰富的铀源。华南花岗岩型铀矿成矿时代约160 Ma、约 140 Ma、约 115 Ma、105~100 Ma、90~80 Ma、 75~65 Ma、55~50 Ma出现7个峰值，铀成矿年龄主要集中在 110~50Ma（李杰等，2021b；张龙等，2021；田世洪等，2025）。华南地区自中生代以来岩石圈伸展作用主要集中在 145~135 Ma、125~115 Ma、110~100 Ma、95~85 Ma、75~70 Ma、55~45 Ma（Li et al.， 2007，2009；Hu et al.，2008）。华南花岗岩型铀矿成矿峰值与华南多期次的岩石圈伸展时间大致相同。下庄新鲜花岗岩成岩年龄根据锆石定年得出年龄为（235.8±2.7） Ma，表明下庄富铀花岗岩的侵入时代为印支期。下庄铀矿床成矿具有多期次特征，前人对下庄铀矿进行U-Pb定年得出成矿年龄为165~155 Ma（朱京京等，2025），成岩成矿时代相差约 70 Ma。再结合三者的Nd同位素和微量元素特征发现新鲜花岗岩（εNd（t）=-10.9~-10.0）、蚀变花岗岩（εNd（t）=-10.6~-10.1）以及铀矿石（εNd（t）=-11.5~-10.4） 具有相似的 Nd同位素组成表明三者具有一致的源区（图6），且3者具有相似的微量元素和稀土配分模式，均亏损 Ba、Sr、Ti、P 等高场强元素，富集 Rb、U、 Ta等大离子亲石元素，这些特征表明 3者可能均由古元古代从地幔分离出的地壳岩石演变而成的变质沉积岩部分熔融而来。根据镜下观察发现含铀矿物赋存于造岩矿物之间，且与黄铁矿共生，这表明该矿床可能为热液成因矿床（Zhang et al.， 2021a），且成矿作用明显晚于寄主花岗岩成岩年龄，成岩成矿时差约为 70 Ma，这表明成矿流体不是直接来源于印支期花岗岩的岩浆热液流体，根据前人研究表明成矿流体可能是大气降水和富含F的地幔岩浆流体混合形成。而岩浆期后热液成因矿床具有成岩成矿时差小，成矿流体主要来源于侏罗纪花岗岩岩浆的特点（Bonnetti et al.，2018）。因此，本文认为下庄花岗岩型铀矿可能属于后生热液成因铀矿床。
下庄新鲜花岗岩、蚀变花岗岩以及铀矿石具有较低的 Th/U、REE/U 比值（图9），较低的 Th/U、REE/ U表明部分铀以活性铀的形成存在，因此，下庄花岗岩中的活性铀有利于后期流体萃取富集成矿，因此推测下庄铀矿的成矿物质主要来源于印支期富铀花岗岩。此外，Irber（1999）认为当流体富 F时，Y易与 F 结合形成 YF络合物进行运移，导致其 Y/Ho＞ 28，下庄新鲜花岗岩的 Y/Ho 比值介于 30.8~34.1，平均值为 32.0，蚀变花岗岩的 Y/Ho 比值介于 30.0~32.4，平均值为 31.1，铀矿石的 Y/Ho 比值介于 30.5~39.0，平均值为33.5，表明下庄岩体的成岩成矿流体中均为富 F 流体。此外，F 可以增加铀在岩浆中的溶解度，当铀的浓度足够高时，其他含铀矿物无法再以类质同相的方式吸收铀时，多余的铀元素就会形成晶质铀矿、沥青铀矿，这可以为后续铀的再次富集成矿提供重要的铀源（胡欢等，2014；Zhang et al.，2021a）。下庄花岗岩的成矿时间与华南岩石圈伸张作用相吻合，区域岩石圈伸展作用促使相关基性岩浆活动，驱动深部流体循环，随着富 F 流体上升，为铀成矿提供了关键矿化剂，促使富铀花岗岩中的铀被高效萃取。最后物理化学条件改变，使铀在花岗岩与不同岩性的接触带、构造断裂带等有利空间中富集沉淀，形成矿体（图10）。
图9粤北下庄岩体U-Th（a）和（REE/U）-（Eu/Eu*）（b）图解
5 结论
（1）下庄新鲜花岗岩锆石LA-ICP-MS定年结果显示为（235.8±2.7） Ma，表明下庄花岗岩形成于印支期。
（2）下庄新鲜花岗岩属于高分异淡色花岗岩，其成因与成熟上部地壳的部分熔融相关，为典型 S 型花岗岩，且形成过程中经历了较强的结晶分异作用。
（3）下庄花岗岩型铀矿为后生热液型铀矿，其成矿物质来源于印支期富铀花岗岩，通过后期流体萃取富铀花岗岩中的铀，最终在有利环境下富集成矿。
致谢 衷心感谢编辑部老师和审稿专家对本文提出的宝贵修改意见和指导以及东华理工大学陈露助理研究员、贡云云博士在室内分析测试和论文撰写过程中提供的无私帮助！
