Evolución de los sistemas de fluidos formadores de minerales
La evolución del sistema de fluidos formadores de minerales en la cuenca volcánica de Xiangshan es el enriquecimiento de minerales, la migración de fluidos formadores de minerales y los diversos cambios físicos, químicos y dinámicos que ocurren durante el proceso de migración. Es producto de la evolución del magma volcánico y de los fluidos hidrotermales posteriores dentro de una determinada escala espacio-temporal, es un sistema vertical construido a partir de la zona de generación de magma original - cámara de magma de alto nivel - de origen volcánico. en una escala de tiempo de 50 Ma.
Según la evolución del entorno tectónico regional, durante el período Yanshaniano, en el sur de China se produjeron actividades tectónicas dominadas por la compresión, el rifting extensional y el levantamiento de bloques de fallas, lo que provocó los pliegues y fallas producidas por el movimiento de la corteza terrestre. Antes del Movimiento Yanshaniano, la deformación del sistema se intensificó y reactivó, formando muchos puntos calientes en diferentes partes de la corteza inferior. A mediados del período Yanshan, debido a la subducción de la placa del Pacífico a la placa continental euroasiática, se produjeron erupciones volcánicas a gran escala y emplazamientos de magma en la zona de la falla de Ganhang en un entorno de fuerte compresión. Ubicado en el área de Xiangshan en la sección suroeste del cinturón Ganhang-Hangzhou, el magma original formado por la fusión parcial de la corteza inferior se elevó y se emplazó en una cámara de magma de alto nivel, seguido de erupciones volcánicas e intrusiones de rocas subvolcánicas. Durante el proceso de ascenso y emplazamiento del magma, las capas regionales ricas en uranio fueron asimiladas y mezcladas, y los minerales se enriquecieron inicialmente en el magma original. En la cámara de magma de alto nivel, el magma experimentó una fuerte diferenciación y evolución, y fuertemente. elementos de magma higrófilos (más- El uranio (elementos higromagmatófilos) está fuertemente enriquecido selectivamente en magma residual (Instituto de Geoquímica, Academia China de Ciencias, 2000) y está enriquecido en fluidos hidrotermales posmagmáticos en la última etapa de la evolución del magma. Este tipo del uranio se origina a partir de la fusión de materiales de la corteza terrestre ricos en uranio. Es muy posible que los productos diferenciados del magma formados por el proceso puedan proporcionar una fuente de minerales para la mineralización del uranio similar a la de la mayoría de los depósitos volcánicos de uranio en el sur de China (Zhang Bangtong). et al., 1990). Además, los fluidos hidrotermales magmáticos posvolcánicos y el vapor de agua relacionados con el vulcanismo, que tienen componentes de agua magmática y precipitación y pueden contener componentes derivados de gases del manto, lixivian y absorben agua de las rocas metamórficas del basamento y de la riodacita durante su ascenso, a saber, uranio disuelto. Las rocas metamórficas del sótano y la riodacita también proporcionan parte de la fuente de material para la mineralización de uranio. El magma y los fluidos hidrotermales tardíos son portadores de materiales formadores de minerales.
Los productos finales de la evolución de los fluidos formadores de minerales son la alteración de la mineralización y la alteración de la pared de roca (Mao Jingwen et al., 2005). Por lo tanto, la evolución de los fluidos formadores de minerales se puede rastrear basándose en. las características de alteración. La alteración previa a la mineralización en el campo mineral de Xiangshan se divide en dos tipos: alteración alcalina y alteración ácida la primera está representada por albita y la segunda por hidromica. La alteración durante el período de mineralización se superpone a la alteración previa a la mineralización. Además de los cambios, según las características de alteración más estrechamente relacionadas con la mineralización reveladas en la profundidad de exploración actual, se infiere que la actividad hidrotermal durante el período de mineralización se puede dividir en dos etapas, es decir, la etapa inicial es hidrotermal alcalina. Actividad fluida rica en sodio y uranio, formando mineralización de uranio con hematita, cloritización y carbonatación como signos principales, que es un tipo de uranio único y que contiene ligeramente torio; la etapa posterior es actividad hidrotermal ácida débilmente ácida rica en flúor; La mineralización de uranio marcada por mica, fluorización y pirita es un tipo mixto de mineralización de uranio y torio. Espacialmente la alteración tiene un patrón de evolución alcalino en el este y ácido en el oeste, ácido en la parte superior y álcali en la parte inferior. Debe entenderse completamente que las características espaciotemporales de la alteración del campo mineral de Xiangshan son el resultado de la interacción agua (fluido)-roca en el sistema hidrotermal después del período magmático volcánico, y son producto de la evolución del sistema de fluidos que forma el mineral. después del período magmático volcánico.
No importa cuál sea la composición del magma, todos tienen los mismos componentes: H, Cl, F, S, C, B, As y otras sustancias volátiles, así como H2O, H2, SO2, SO3. , CO2, CO , HCl, HF, ácido bórico, ácido arsénico, cloruros y sulfatos metálicos y otras sustancias volátiles se aíslan del magma en forma de ácidos (HCl, HF, SO2, CO2, H2S, etc.) en lugar de hacerlo. en forma de sales (С.И. Napoko, 1963). Durante la penetración de la solución separada de la intrusión condensada en la formación rocosa, se produce un metasomatismo. El resultado no es sólo un cambio en la composición de la roca, sino también un cambio en la composición de la solución. Debido a la diferencia en los efectos de la permeabilidad, es decir, los componentes ácidos liberados cuando el magma cristaliza se mueven más rápidamente que los componentes básicos o incluso el agua solvente misma, produciendo así una "ola avanzada de componentes ácidos" (Gavrenko, 1981). Esta separación ácido-base de la solución formadora de mineral durante el proceso de metasomatismo debido al efecto de permeabilidad es una limitación importante en la evolución espaciotemporal de las características de alteración de la cuenca volcánica de Xiangshan.
Debido a que el magma en erupción se condensa rápidamente en roca, desempeña principalmente el papel de proporcionar sustancias útiles en el proceso de mineralización de la reacción agua-roca, mientras que el magma intruso proporciona energía térmica, forma fluidos hidrotermales y proporciona energía térmica. elementos y otros aspectos han jugado un papel importante (Li Zhaonai et al., 2004).
Combinando las características básicas de los fluidos formadores de minerales en el campo mineral de Xiangshan y las características espacio-temporales de la mineralización de uranio, se cree que los primeros fluidos formadores de minerales de uranio son el producto de la última evolución hidrotermal magmática después de la intrusión de roca subvolcánica. , y la estructura del anillo que controla la intrusión de roca subvolcánica es su espacio de actividad. A medida que la actividad de los fluidos formadores de minerales tempranos se debilita, la actividad de los fluidos formadores de minerales de uranio en etapa tardía controlada por la zona de generación de magma original: magma de alto nivel; El sistema de construcción de cámara volcánica parece ser fuerte. Entre ellos se encuentran las estructuras de colapso volcánico y las estructuras de falla conectadas con la estructura del sótano.
Los tipos de mineral en el campo de mineral de Xiangshan se clasifican según la alteración de la roca circundante estrechamente relacionada con la mineralización de uranio: tipo uranio-hematita, tipo uranio-clorito, tipo uranio-fluorita y tipo uranio-sulfuro. Los minerales de tipo uranio-hematita y uranio-clorito se producen principalmente en la parte norte del campo mineral, y tienen una correspondencia temporal y espacial con cuerpos de pórfido de granito, mientras que los minerales de tipo uranio-fluorita y tipo uranio-sulfuro se producen principalmente en la parte norte del yacimiento; Al oeste, las rocas circundantes que contienen minerales son principalmente lava de pórfido y riodacita. Aunque se forman diferentes tipos de minerales de uranio dentro de un determinado dominio de tiempo, el proceso de mineralización de uranio en la cuenca volcánica de Xiangshan es relativamente continuo, con un lapso de aproximadamente 50 Ma (entre 90 y 140 Ma) (Tabla 2.11). Se puede observar que junto con la actividad magmática volcánica de Xiangshan, el sistema hidrotermal de mineralización posmagmática continuó desarrollándose durante 50 Ma. Durante este período, los fluidos formadores de minerales dejaron rastros de sus actividades en diferentes espacios de la cuenca volcánica de Xiangshan. .
Los frentes de mina norte y este del campo mineral de Xiangshan están alterados a albita alcalina. El cuerpo de alteración ácida en la parte superior puede estar desnudo debido a la separación ácido-base. la cuenca volcánica de Xiangshan son Las rocas volcánicas están expuestas en forma de anillo, mientras que las del oeste están expuestas esporádicamente. Debido a esto, las características de alteración ácida superior y álcali inferior en la parte occidental son obvias, y la alteración temprana de la occidental. La mía fue la hidromicitización ácida (Tabla 6.7).
Tabla 6.7 Condiciones físicas y químicas durante la formación de diferentes alteraciones de la roca de pared
La ecuación de reacción para la formación de minerales alterados en la etapa inicial de la mina es la siguiente:
Interacción agua-roca y Estudio de su relación con la mineralización de uranio
La alteración en la parte norte del período de mineralización está representada por hematita (enrojecimiento). ) la alteración no es concluyente actualmente. Este libro acepta la visión de la oxidación alcalina, es decir, la hidromica y la albita en la etapa inicial de la mina conducen a la transformación gradual del fluido hidrotermal en un medio alcalino, y Fe3+ y OH- se combinan para formar hidrogoetita. , haciendo que la roca se ponga roja. El Fe(OH)3 se deshidrata fácilmente y posteriormente se convierte en hematita (Ecuación 6.3).
Estudio sobre la interacción agua-roca y su relación con la mineralización de uranio
La alteración en la parte occidental del período de mineralización está representada por la fluoritización, y su posible reacción de generación se puede expresar como :
p>
Estudio sobre la interacción agua-roca y su relación con la mineralización de uranio
Cabe señalar que Th4+ puede migrar en forma de ThF4 en ácidos ricos en flúor. Los fluidos hidrotermales pueden interactuar con el uranio. Los minerales de uranio precipitados juntos en el oeste de Xiangshan son en su mayoría tipos mixtos de uranio y torio. Por lo tanto, la ecuación (6.6) en la reacción anterior es la ecuación de reacción para la formación de fluorita en la parte occidental de Aiyama. El Ca2+ puede ser proporcionado por soluciones cercanas a la superficie. El agua subterránea que fluye a través de la capa roja es una solución rica en Ca2+. De hecho, muchos depósitos hidrotermales de uranio tienen una correspondencia espacial y temporal con la cuenca de la capa roja. y las rocas ricas en uranio pueden servir como marcadores útiles para encontrar depósitos hidrotermales de uranio (Ritchie et al., 1980). Sólo se ha observado alteración ácida dentro de la profundidad de exposición actual en la parte occidental del campo mineral, pero se ha observado albita profunda en algunos pozos profundos. El cálculo de la masa de las rocas alteradas también muestra que el depósito de Zojiashan se encuentra a una profundidad de. -600 m, el Na2O muestra una entrada más fuerte. Se puede ver que las características de alteración del ácido y el álcali en la parte occidental de las montañas Xiangshan con un bajo grado de erosión reflejan la separación ácido-base de la solución formadora de mineral durante el proceso de metasomatismo. La alteración durante el período de mineralización del campo mineral de Xiangshan se superpone a la alteración antes de la mineralización, lo que indica que la actividad del fluido antes de la mineralización y el período de mineralización es continua en el espacio y el tiempo, y la interacción agua (fluido)-roca en el La etapa temprana de la mineralización conduce a la química de la solución de mineralización. Los cambios en la composición promueven la evolución de los fluidos formadores de minerales.
La carbonatación, silicificación, yesificación, etc. en las últimas etapas de la mina son alteraciones hidrotermales con temperaturas relativamente bajas y son el resultado de la interacción entre los fluidos hidrotermales y las rocas circundantes tras la precipitación mineral.
En resumen, el proceso de evolución del sistema de fluidos formadores de mineral en el campo mineral de Xiangshan es el siguiente: después del vulcanismo regular en la cuenca volcánica de Xiangshan, el fluido hidrotermal interactúa con rocas volcánicas y subvolcánicas. rocas en la etapa final de la evolución del magma En condiciones de baja temperatura, neutras a alcalinas y relativamente oxidantes (Tabla 6.7), los fluidos hidrotermales reemplazan los minerales formadores de rocas de las rocas volcánicas y subvolcánicas: feldespato, formando hidromica y albita en el. etapa inicial de mineralización, y las rocas están experimentando Al mismo tiempo que los cambios químicos, las propiedades físicas y mecánicas también cambiaron, con la resistencia a la compresión reducida y la permeabilidad aumentada (Zhang Bangtong et al., 1990), proporcionando un espacio favorable para la mineralización de uranio; la composición de la solución también cambió y la alcalinidad de la solución continuó aumentando. Este tipo de fluido formador de mineral evolucionado a partir de fluidos hidrotermales alcalinos favorece la fusión de Fe3+ y OH-, lo que hace que la roca se vuelva roja. , es decir, enrojecimiento, formando mineral de tipo hematita de uranio con una pequeña diferencia de tiempo en la roca mineral. A medida que el magma evoluciona y se diferencia, la actividad hidrotermal se debilita. La actividad hidrotermal después del período de magma volcánico controlado por el sistema de construcción volcánico de la cámara de magma de alto nivel de la zona de generación de magma original aumenta y migra en la dirección de descompresión (hacia arriba). el canal estructural y se produce una fractura hidráulica, proporcionando espacio para la mineralización. Durante la interacción entre el fluido hidrotermal y las rocas después del período de magma volcánico, debido a la separación de ácido y álcali, se formaron zonas de alteración ácida superior y álcali inferior, dentro de la profundidad de exploración actual en la parte occidental del campo mineral. Se revelaron un tiempo de mineralización relativamente tardío y una temperatura de mineralización. Minerales formados a partir de fluidos formadores de minerales ácidos relativamente bajos en flúor, a saber: minerales de tipo fluorita de uranio y de tipo sulfuro de uranio. En resumen, la interacción agua (fluido)-roca relacionada con la actividad magmática volcánica de Xiangshan promovió la evolución de fluidos formadores de minerales después del período magmático volcánico y creó el proceso de mineralización de uranio.