新疆白杨河铍铀矿床是我国特大型铍铀矿床，其含矿围岩是晚古生代潜火山岩与凝灰岩，铍的主要矿石矿物为羟硅铍石，且铍、铀共生。国内外其他铍矿床以锂铍稀有金属伟晶岩型矿床(巫晓兵等，1996; 肖朝阳和刘洁清，2003; 王登红等，2005)为主，铍矿物主要是绿柱石，部分绿柱石可作为宝石生产，有小规模铀、钍等放射性矿产伴生，但多为异常点；其他铍矿床类型还见伟晶岩(刘家齐等，2002; 李保华等，2002)和矽卡岩(刘英俊等，1983; 吴永驹，1993; 李思权，1996; 付占荣和陈会军，2004)中的钨-锡-铍矿床，铍矿物为日光榴石、绿柱石等，属中高温热液成矿，规模不大；还有产于石英正长岩/正长斑岩中的硅铍石-羟硅铍石-萤石矿床(Bulnaev，2006; Reyf，2008; Yarmolyuk，2011)，或者以祖母绿、海蓝宝石为产品的宝石矿床(胡荣荣和张世涛，2006; Grundmann and Morteani， 2008; Groat et al., 2008)等。萤石-羟硅铍石铍矿床最早发现于美国犹他州斯泊山地区的黄玉流纹岩内(McAnulty and Levinson， 1964; Griffitts，1965; Lindsey，1977; Christiansen et al., 1983，1984)，该流纹岩内亦有铀矿产出，但与铍矿空间上没有发生重叠，而是在数千米之外，而且产出时代较新，约30Ma，同类型矿床在同一个成矿带墨西哥Coahuila地区(Levinson，1962)以及俄罗斯境内(Reyf，2008; Lykhin et al., 2010)也有发现；国内比较少见，如山东荣城大疃刘家(刘玉潭等，2006)、浙江青田坦头凝灰岩铍矿以羟硅铍石为主，但规模较小，大疃刘家矿床储量不过3000t左右铍金属，无伴生放射性矿产，成矿时代为中生代，成因机制上也有很大不同。因此，对白杨河铍-铀矿床的成矿时代和成因机制进行研究，具有重要的理论意义和经济价值。

许多学者对白杨河矿床的围岩蚀变(修晓茜等，2011; 肖艳东等，2011; 叶发旺等，2011)、成矿特征(王之义，1987; 王谋等， 2012，2013a，b; 葛祥坤等，2010; 田建吉等，2013)、成矿流体性质(张鑫和张辉，2013; 毛伟等，2013; 杨文龙等，2014)、岩石地球化学(朱杰辰，1987; 衣龙升等，2013; 李月湘等，2013; Zhang and Zhang， 2014; Mao et al., 2014)及其矿床成因(杨文龙和马汉峰，2011; Li et al., 2015)等进行了研究，但对该矿床形成时代和成矿期次等尚没有形成清楚的认识。本文通过萤石Sm-Nd和沥青铀矿U-Pb同位素年代学方法，探讨白杨河矿床的成矿机制，对其成因提出一些新的看法。

白杨河铍铀矿床位于新疆雪米斯坦山火山岩带中部南麓，大地构造上处于准噶尔微板块和哈萨克斯坦板块交界的边缘活动带上，东西向的海西期查干陶勒盖-巴音布拉克区域性深大断裂切穿山脉(图 1)。区域上主要出露泥盆系、石炭系火山岩以及中生界沉积岩，前者受晚石炭世-早二叠世花岗岩、正长花岗岩侵位，中酸性火山岩和岩浆岩的发育显示了较高的地壳成熟度。雪米斯坦山中西部出露少量下二叠统哈尔加乌组中酸性火山岩，为主要的赋矿地层。

图 1

Fig. 1

图 1 准噶尔盆地西北部雪米斯坦火山岩带地质图 1-新生界；2-中生界沉积岩；3-二叠系火山岩；4-石炭系火山岩；5-泥盆系火山岩；6-志留系千枚岩；7-花岗岩；8-花岗正长岩；9-花岗闪长岩；10-石英二长岩；11-蛇绿岩；12-区域性深大断裂及其编号；13-白杨河矿床.深大断裂:❶达拉布特断裂；❷查干陶勒盖-巴音布拉克断裂；❸布拉克断裂 Fig. 1 Geological sketch map of the Xuemistan volcanic belt in the northwestern Jungar Basin，Xinjiang 1-Cenozoic; 2-Mesozoic sediments; 3-Permian volcanics; 4-Carboniferous volcanics; 5-Devonian volcanics; 6-Silurian phyllite; 7-granite; 8-granosyenite; 9-granodiorite; 10-quartz monzonite; 11-ophiolite; 12-regional fault and its number; 13-Baiyanghe Be-U deposit. Reginal faults:❶Dalabute Fault; ❷Chagantaolegay-Bayinbulak Fault; ❸Mengbulak Fault

构造演化主流观点认为雪米斯坦山火山岩带属于拼贴增生造山成因(Xia et al., 2004; 徐学义等，2006; 李锦轶等，2006; Briggs et al., 2007; Xiao et al., 2008，2009; 李永军等，2010)，徐学义等(2014)提出雪米斯坦造山运动发生在早古生代，是一个由北向南的陆缘增生拼贴作用，其后整个新疆北部古生代经历了五个构造演化阶段：哈萨克斯坦古陆块的汇聚拼合(S₁)；哈萨克斯坦陆块与西伯利亚板块的汇聚拼贴(D₃)；塔里木板块与西伯利亚-哈萨克联合板块的汇聚拼贴(C₁)；晚石炭世至早二叠世裂谷伸展(C₂-P₁)；晚二叠世陆内构造演化阶段(P₂)。李丽等(2008)利用磷灰石裂变径迹定年等方法揭示了中、晚白垩世期间(ca.115~95Ma)准噶尔盆地北缘发生了一次大规模抬升-剥露热事件，早古近纪期间(ca.60~50Ma)准噶尔盆地西北缘又发生了一期重要的抬升-剥露热事件，师志龙(2002)、陈正乐等(2006)的研究也支持这一观点。伴随雪米斯坦火山岩带裂谷伸展期构造运动，杨庄潜火山岩体侵入，之后大量铍矿化开始形成，晚二叠世后，伴随多次抬升-剥露热事件，发生了多次小规模的铀矿化。

白杨河矿床位于新疆塔城地区和布克赛尔县城西南140km，铁厂沟镇以北80km(见图 1)。矿区北部、东部出露地层主要为泥盆纪和早二叠世火山岩、火山碎屑岩(图 2)，南部、西部主要为早石炭世和布克河组(C₁hb)和黑山头组(C₁h)沉积岩、火山碎屑岩，中部出露潜火山岩体即杨庄岩体，岩性为微晶质花岗斑岩，与南北地层呈断层接触关系，北部接触带为主要赋矿部位。矿区内北北西向闪长岩脉和辉绿岩脉发育，北部和深部均见到脉体为后期活化断层错断(图 2、图 3)。矿区断裂构造发育，形态各异、类型复杂、规模不一，总体上走向以东西向为主，且为多次活动的继承性断裂，其次为北东、北西及南北向，规模相对较小。

图 2

Fig. 2

图 2 白杨河矿床地质图(据核工业二一六大队，2008①(①核工业二一六大队. 2008. 新疆和布克赛尔县白杨河地区地质图)资料修改) 1-第四系；2-新近系沉积物；3-下二叠统哈尔加乌组第一至四分层；4-黑山头组第一至三分层；5-和布克河组上亚组；6-和布克河组下亚组第一至七分层；7-塔尔巴哈台组；8-微晶花岗斑岩；9-白岗岩；10-闪长玢岩脉；11-辉石闪长岩；12-辉绿岩/辉绿玢岩脉；13-地质界线、推测地质界线及角度不整合地质界线；14-断层、推测断层及其性质；15-铍、铀矿体水平投影；16-地表老铀矿点；17-萤石Sm-Nd同位素取样孔位置；18-沥青铀矿U-Pb同位素取样点.X074、X075两个样品采于9号工地平巷，图上为估计位置 Fig. 2 Geological sketch map of the Baiyanghe Be-U deposit 1-Quaternary; 2-Neogene sediments; 3-Harjiave Formation，Lower Permian; 4-Heishantou Formation; 5-Upper Hebukehe Formation; 6-Lower Hebukehe Formation; 7-Tarbahatay Formation; 8-microcrystalline granitic porphyry; 9-alaskite; 10-diorite porphyry dikes; 11-pyroxene diorite; 12-diabase or diabase porphyry dikes; 13-geological bodies and angular unconformity borders; 14-faults partly with occurrences; 15-horizontal projections of Be and U orebodies underground; 16-surface uranium occurrences; 17-borehole points of fluorite specimen; 18-sampling point or borehole points of pitchblende specimen. Positions of X074 and X075 are not accurate because they were taken up from the drift No.9

图 3

Fig. 3

图 3 杨庄岩体铀-铍矿体赋存位置示意图(新西工地)(底图据核工业西北地勘局一八二队，1964①(①核工业西北地勘局一八二队. 1964. 520矿田新西工地矿床储量报告)修改) 1-微晶质花岗斑岩；2-辉绿岩；3-含炭泥板岩及长石晶屑凝灰岩；4-细碧岩；5-含铁中粒岩屑凝灰岩；6-断层；7-铀、铍矿体 Fig. 3 Sketch map of Be/U orebodies in the Baiyanghe deposit(New West Spot) 1-granitic porphyry; 2-diabase dikes; 3-carboneceous slade and tuff; 4-siliceous rocks; 5-ferrus tuff; 6-fault; 7-Be/U orebody

室内分析资料和测井资料表明，杨庄岩体的铀平均含量为19.56×10^-6，铍平均含量为15.02×10^-6，是地壳丰度值的十余倍，表现为强烈的富铀、富铍的特征。微量元素地球化学、稀土模式和ACF图解(马汉峰等，2010^②(②马汉峰，衣龙升，修晓茜. 2010. 新疆雪米斯坦地区铀铍资源潜力评价研究. 核工业北京地质研究院内部成果报告) ; 李月湘等，2013)显示杨庄岩体形成于板内环境，是壳源重熔、强烈分异的非造山带S型花岗岩，但有地幔物质的混染，地壳成熟度高，对后期的铀、铍成矿有利。但Mao et al.(2014)认为杨庄岩体为A型花岗岩。

矿体主要产在微晶质花岗斑岩接触带上下50m范围内(图 3)，钻探发现上部岩体、下部围岩内也有少量矿体出现，为矿山生产需要，将接触带部位的矿体定义为Ⅰ铀、Ⅰ铍矿体，下部围岩中的为Ⅱ铀、Ⅱ铍矿体，而上部岩体中则为Ⅲ铀、Ⅲ铍矿体(王谋等，2012)。钻探统计结果显示，铀矿体和铍矿体在空间上没有相关性，但局部叠加在一起。

铀矿石可见微晶花岗斑岩矿石、凝灰岩矿石和辉绿岩矿石，以微晶花岗斑岩矿石为主。9号工地见到辉绿岩铀矿石，说明除中心工地和新西工地主成矿期，后期还存在辉绿岩与构造交点部位的热液成矿作用。矿石矿物组合可分为沥青铀矿-脂铅铀矿-萤石-黄铁矿-方铅矿-方解石、硅钙铀矿-沥青铀矿-萤石-水云母-高岭石等。沥青铀矿呈细脉状、团块状分布，常伴生紫黑色萤石。矿石结构见自形粒状结构、斑状结构、凝灰结构；构造主要见细脉状构造、假流纹构造、浸染状构造和块状构造等。铍矿石可见微晶花岗斑岩矿石、凝灰岩矿石，矿石矿物组合为羟硅铍石-萤石-绢云母-高岭石，羟硅铍石颗粒细小，以显微颗粒状生长在萤石脉的边部，或呈显微集合体状和蓝紫色、紫红色萤石共生。

围岩蚀变类型主要有赤铁矿化、水云母化、绿泥石化、碳酸盐类化、锰矿化、萤石化、碳酸盐化、硅化、绿帘石化，其中赤铁矿化，水云母化、绿泥石化、紫黑色萤石化和铀成矿关系密切，萤石化、碳酸盐化与铍矿化的关系相当密切，矿床多期萤石脉均发育较好的铍矿化。

通过共生萤石中的流体包裹体测温发现，成矿温度有二个区间，100~180℃和200~280℃，对应的流体包裹体盐度分别为0.35%~1.4% NaCleqv和1%~3% NaCleqv(作者未刊数据)。张鑫和张辉(2013)对一成矿期紫色流体包裹体进行测温，得到均一温度为237~372℃，平均盐度为0.76% NaCleqv，结合蚀变矿物组合，白杨河矿床的矿化流体属于中低温低盐度流体。

根据野外地质考察及显微镜下岩相学观察，白杨河铍铀矿床萤石发育，主要以脉状、浸染状及晶洞、晶簇状产出，有白(无)色、绿色、浅紫红色、蓝紫色、紫黑色等多种颜色特征，其中，脉状萤石宽数百微米到数厘米，与铍、铀矿化关系密切，常见与铍、铀矿物共生现象，是本文的主要研究对象。根据不同产出特征、围岩性质、与铍铀矿化的关系及稀土元素特征，将其划分为5种不同类型：第一类萤石产于晶屑凝灰岩、早期闪长玢岩无矿部位，萤石呈浅紫色、绿色，铍、钼、铀含量低，中稀土富集，Eu正异常；第二类萤石产于花岗斑岩、(晶屑)凝灰岩、凝灰质砂岩富铍部位，萤石呈浅紫色到紫色、蓝紫色夹少量无色和绿色者，铍含量高，铀、钼含量低，重稀土强烈亏损，强烈Eu负异常，Td正异常；第三类萤石产于晶屑凝灰岩富铍部位，萤石呈浅紫色到紫色、蓝紫色，铍含量较高，铀、钼含量低，重稀土强烈亏损，Eu弱正异常，Td正异常；第四类萤石产于晚期中基性岩脉接触带无矿部位，萤石呈绿色或无色，铍、钼和铀含量均较低，轻稀土富集，Eu正异常；第五类萤石产于微晶花岗斑岩铀矿化部位，萤石呈绿色或紫色、黑紫色，铍、钼、铀含量均较高，重稀土富集，强烈Eu负异常。

脉状萤石常见多期相互穿插现象，可见第二、三类深紫色萤石脉被第四类浅色萤石脉所切穿，以及第二、三类紫色萤石切过第一类白-绿色萤石现象(图 4c-e)。第五类紫黑色萤石通常产在铀矿化较好的矿石中，局部也具有较高的铍矿化，镜下观察到第五类紫黑色萤石切穿第三类浅紫色萤石现象(图 4f)。第二、三类蓝紫色、浅紫红色萤石脉往往产在铍矿化段，脉两侧边部可见羟硅铍石显微颗粒(图 4a-d)，大小为20~300μm，暗示了这两类萤石与铍矿化的密切关系。根据穿插关系及与铍、铀矿化的关系将以上五类萤石划分为4个期次：第一类萤石为第一期(F1)，代表了矿前期成矿流体；第二、三类萤石为第二期(F2)，常与羟硅铍石密切共生，代表了铍矿化的主成矿期流体；第四类萤石为第三期(F3)，代表了成矿期后改造流体；第五类萤石为第四期(F4)，该期萤石往往伴随铀的矿化，局部也叠加铍矿化，可以认为代表了铀的成矿流体，但由于数量较少，本文未对其开展深入研究。

图 4

Fig. 4

图 4 新疆白杨河铍铀矿床羟硅铍石-萤石镜下特征 (a、b)样品X090，羟硅铍石脉和蓝紫色萤石脉共生，F2为萤石脉及期次，Be为羟硅铍石(脉)，下同，(a)为单偏光下照片，(b)为正交偏光照片；(c、d)样品ZK2104-10，羟硅铍石-紫色萤石脉为晚期萤石脉穿插错断，(c)为单偏光下照片，(d)为正交偏光照片；(e)样品ZK1912-1，单偏光下紫色萤石脉穿切早期白色萤石脉；(f)样品ZK2104-10，单偏光下浅紫色萤石脉为紫黑色萤石脉穿插.Be-羟硅铍石；F1~F4-萤石脉及期次 Fig. 4 Microscopic characteristics of bertrandite and fluorite veins from the Baiyanghe Be-U deposit，Xinjiang (a，b)paragenetic bertrandite and blue-purple fluorite veins in Sample X090，by polarized and cross polarized light respectively;(c，d)in Sample Zk2104-10，bertrandite-purple fluorite veins are cut across by later fluorite veins，by polarized and cross polarized light respectively;(e)in Sample ZK1912-1，the purple fluorite veins cut across the earlier white fluorite veins，by polarized light;(f)in Sample ZK2104-10，the light purple fluorite veins are cut through by later dark purple fluorite veins，by polarized light. Be-bertrandite; F1~F4-fluorite and the stages

沥青铀矿是一种简单的铀氧化物，常形成于内生环境，黑色，胶状结构，脉状、不规则团块状或浸染状产出，铀含量50%~90%，比较多地被应用于铀矿床的定年研究(黄国龙等，2010; 石少华等，2010)。

白杨河矿床构造作用强烈，岩石破碎，铀矿石经历了较强的氧化作用，致使矿石矿物以次生的硅钙铀矿为主，Fayek(2012，内部报告交流)提出，白杨河矿床钻孔中取得的铀矿石样品中未找到沥青铀矿，只有硅钙铀矿等次生铀矿物。为了查清矿石中是否存在沥青铀矿，以便进行同位素定年，采集品位较高的铀矿石进行了地球化学研究。

ZK1700钻孔见矿段159.5~160m处铀含量达到10000×10^-6左右，ZK1900-2铀含量24268×10^-6，均观察到有沥青铀矿，有时与锰铁质脉共同充填，往往伴随红化现象，呈黑色细脉状或微细脉状、显微团块状产出(图 5a，c，多数氧化为硅钙铀矿等次生矿物(图 5b)，镜下不透明，反射光下呈亮灰白色(图 5c)，不具内反射，利用电子探针对其进行成份分析(图 5d)，分析结果见表 1。

图 5

Fig. 5

图 5 新疆白杨河铍铀矿床沥青铀矿手标本及显微照片 (a)ZK1700-5，黑色沥青铀矿脉；(b)ZK1700-6，沥青铀矿氧化为硅钙铀矿，少量残余，单偏光；(c)ZK1900-2，沥青铀矿微细脉，反射光；(d)ZK1700-6电子探针照片.Pi-沥青铀矿；Up-硅钙铀矿 Fig. 5 Photos of pitchblende from the Baiyanghe Be-U deposit，Xinjiang (a)ZK1700-5，black pitchblende veins;(b)ZK1700-6，epigenetic uranophane and a few pitchblende remains，by polarized light;(c)ZK1900-2，pitchblende micro-vein，by reflected light;(d)ZK1700-6，electronic probe testing. Pi-pitchblende; Up-uranophane

表 1 (Table 1)

表 1 ZK1700-6电子探针分析结果(wt%) Table 1 Electronic probe analysis results of sample ZK1700-6(wt%) 测点号 测点1 测点2 测点3 测点4 Al2O3 / / / 1.44 SiO2 4.72 4.56 14.42 16.98 CaO 3.87 3.45 5.28 7.97 FeO / 1.14 1.48 2.10 UO3 80.16 81.49 71.77 61.35 总量 88.75 90.64 92.95 89.84 可能矿物 沥青铀矿 沥青铀矿 硅钙铀矿 硅钙铀矿

表 1 ZK1700-6电子探针分析结果(wt%) Table 1 Electronic probe analysis results of sample ZK1700-6(wt%)

可以看出，测点1和测点2以UO₂为主，含有少量的SiO₂和CaO，为沥青铀矿。测点3和测点4除UO₂含量高外，SiO₂含量达14.42%，CaO的含量也高达5.28%，为硅钙铀矿。

本文主要对脉 状产出的萤石进行Sm-Nd同位素定年研究。系统采集不同期次的无明显后期蚀变的矿化段及非矿化段绿-白(无)色萤石、非矿化段浅紫红色萤石和矿化段蓝紫色或紫色萤石，并将之分别划为第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组，分别代表了第一、二、三期萤石。对样品进行单矿物挑选、微量元素及Sm-Nd同位素测定。由于萤石粉末的颜色和手标本的颜色存在差异，故ZK4705-2B样品计划挑选浅紫红色萤石，实际挑选出的是无色萤石，但不影响测定结果的分析。

将三组萤石样品分别粉碎至40~80目，在双目镜下挑纯，纯度达99%以上，用蒸馏水清洗，低温蒸干，然后将纯净的萤石在玛瑙研钵内研磨至200目左右。样品的Sm-Nd同位素组成测定在核工业北京地质研究院分析测试研究所完成。所分离样品中的Sm、Nd元素富集物的同位素比值测定均在ISOPROBE-T热电离质谱仪上完成。详细的Sm-Nd化学制备、质谱测定方法及标准样品测定结果参见相关文献(王银喜等， 1988，2006; Wang et al., 2007)

为了查明铀成矿时代，分别在中心工地取X157、X162，新西工地钻孔中取ZK1900-2、ZK1500-2，以及九号工地取X074、X075铀矿石样品(取样位置见图 2)，常规粉碎至小于300目，用去离子水(最大程度减小样品中U及Pb的丢失)反复淘洗至大多数比重较小杂质除去，烘干后在双目镜下挑纯，可观察到新鲜样品颗粒为黑色、黑褐色，具沥青光泽或半金属光泽。重点仔细挑去暗黑色、灰黑色暗淡光泽或无光泽的铀黑及色彩鲜艳且具玻璃光泽的各类次生铀矿物，经中国石油科学院扫描电镜观察，并测定能谱特征，发现符合沥青铀矿的能谱特征，确定是沥青铀矿。

U-Pb同位素分析测试工作在核工业北京地质研究院分析测试中心完成，U、Pb含量采用同位素稀释高分辨率等离子体质谱法测定，Pb同位素比值使用IsoProbe-T质谱仪(英国GV instruments Ltd.)完成，对1×10^-6铅的²⁰⁸Pb/²⁰⁶Pb测量精度≤0.005%，详细分析流程见中华人民共和国核工业行业标准(2007)。另外，²³⁸U和²³⁵U的相对丰度和半衰期存在差异，样品中放射性成因²⁰⁷Pb的丰度约为放射性成因²⁰⁶Pb的1/20，所得²⁰⁶Pb/²³⁸U值精度远高于²⁰⁷Pb/²³⁵U及²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb，本文选用²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄值。

对要进行年代学研究的铀矿石，选矿前进行了常规微量元素测定(数据略)。从6个样品的稀土特征可以看出(图 6)，它们可以分为两类。一类为轻稀土和重稀土都相对富集，Eu强烈亏损的“V”型稀土模式(ZK1500-2、ZK1900-2、X162和X157)；另一类为轻稀土富集、Eu不亏损的“燕”型/缓坡型稀土模式(X074和X075)，它们的稀土总量较低，而且X074较X075更亏损重稀土，这是二者的重要区别，后面我们会讨论到。两种稀土类型与两种铀矿石的含矿岩性有关。

图 6

Fig. 6

图 6 白杨河铍铀矿床铀矿石稀土元素配分曲线 Fig. 6 REE pattern of U ores from the Baiyanghe Be-U deposit

微量元素分析结果见表 2；Sm-Nd同位素分析结果见表 3。Sm-Nd等时线年龄计算采用国际通用的ISOPLOT计算程序(Ludwig，2003)，第Ⅰ组绿-白(无)色-非矿化段样品共4件，微量元素分析结果Be含量很低，¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd比值误差为3%、¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd测量误差采用实验室给定值，计算获得的Sm-Nd等时线年龄为291±16Ma，MSDW值为1.6，¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd初始比值为0.512411±0.000028(图 7)；第Ⅱ组浅紫红色-非矿化段样品共3件，微量元素分析结果亦均具有比较高的Be含量，¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd比值误差为4%，¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd测量误 差采用实验室给定值，计算获得的Sm-Nd等时线年龄为207±37Ma，MSDW值为1.07，¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd初始比值为0.512535±0.000052；第Ⅲ组蓝紫色-矿化段样品共4件，微量元素分析结果均具有较高的Be含量(表 2)，¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd比值误差为5%，¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd测量误差采用实验室给定值，计算获得的Sm-Nd等时线年龄为265±33Ma，MSDW值为1.5，¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd初始比值为0.512459±0.000045。

表 2 (Table 2)

表 2 白杨河矿床三组萤石样品产出特征及Be、Mo、U含量(×10-6) Table 2 Natures and Be，Mo，Y contents(×10-6)of three groups of fluorite in the Baiyanghe deposit 组号 样品号 样品名称 样品描述 Be Mo U Ⅰ ZK9518-4B 绿色萤石 184m，矿化段，穿插晶屑凝灰岩，绿色萤石为紫色萤石穿插 0.548 5.37 0.032 ZK4705-2A 白色萤石 135.3m，非矿化段，穿插灰绿色晶屑凝灰岩，浅紫红、绿色萤石共生，未见明显穿插关系 218 3.01 0.148 ZK5703-2 绿色萤石 126.7m，非矿化段，穿插凝灰岩 1.24 5.79 0.243 ZK4705-2B 浅紫红萤石* 135.3m，非矿化段，穿插灰绿色晶屑凝灰岩，浅紫红、绿色萤石共生，未见明显穿插关系 110 3.24 0.098 Ⅱ ZK5600-1 浅紫红色萤石 189m，非矿化段，灰色石英长石砂岩，浅紫红、绿、白色萤石共生，未见明显穿插关系 101 5.95 0.058 ZK5100-1 浅紫红色萤石 81.5m，非矿化段，穿插灰色晶屑凝灰岩，浅紫色萤石 123 3.47 0.04 ZK3116-2 浅紫红色萤石 408.6m，非矿化段，穿插灰色中砂岩，浅紫红色萤石为白色萤石穿插 94.2 3.88 0.08 Ⅲ ZK3612-17 紫色萤石 379.6m，矿化段，穿插晶屑凝灰岩，紫色 467 7.05 0.076 ZK4301-1B 蓝紫色萤石 47.2m，矿化段，穿插微晶质花岗斑岩，蓝紫色萤石 1454 4.97 0.049 ZK6305-1 紫色萤石 183m，矿化段，穿插凝灰质砂岩，蓝紫、紫红色萤石和白色方解石共生，未见明显穿插关系 1838 7.38 0.067 ZK4301-1A 蓝紫色萤石 47.2m，矿化段，穿插微晶质花岗斑岩，蓝紫色萤石 2221 0.732 0.252 注：*该样品手标本中观察为浅紫红色萤石，实际挑选出的是无色萤石，表 3同

表 2 白杨河矿床三组萤石样品产出特征及Be、Mo、U含量(×10-6) Table 2 Natures and Be，Mo，Y contents(×10-6)of three groups of fluorite in the Baiyanghe deposit

表 3 (Table 3)

表 3 白杨河铍矿床萤石Sm-Nd同位素组成 Table 3 Sm-Nd isotopes of fluorite in the Baiyanghe deposit 组号 样品号 样品名称 Sm (×10-6) Nd (×10-6) 147Sm/144Nd Error(5%) 143Nd/144Nd Error(2σ) Ⅰ ZK9518-4B 绿色萤石 6.25 8.23 0.4592 0.013776 0.513295 0.201607128 ZK4705-2A 白色萤石 2.98 7.77 0.2319 0.006957 0.512851 0.201607129 ZK5703-2 绿色萤石 1.78 6.09 0.1765 0.005295 0.512755 0.000013 ZK4705-2B 浅紫红萤石* 3.46 7.5 0.2787 0.008361 0.512929 0.00001 Ⅱ ZK5600-1 浅紫红色萤石 1.58 3.79 0.2527 0.010108 0.512873 0.201607128 ZK5100-1 浅紫红色萤石 1.87 5.31 0.2131 0.008524 0.512829 0.201607126 ZK3116-2 浅紫红色萤石 2 7.14 0.1692 0.006768 0.512762 0.00001 Ⅲ ZK3612-17 紫色萤石 4.11 16.9 0.1471 0.007355 0.512723 0.000014 ZK4301-1B 蓝紫色萤石 2.97 6.4 0.2804 0.01402 0.512949 0.201607125 ZK6305-1 紫色萤石 2.22 7.19 0.1862 0.00931 0.512768 0.000011 ZK4301-1A 蓝紫色萤石 1.98 5.45 0.2198 0.01099 0.512842 0.00001

表 3 白杨河铍矿床萤石Sm-Nd同位素组成 Table 3 Sm-Nd isotopes of fluorite in the Baiyanghe deposit

图 7

Fig. 7

图 7 萤石Sm-Nd同位素测年等时线> (a)第Ⅰ组矿化段及非矿化段绿-白(无)色萤石(F1)；(b)第Ⅱ组非矿化段浅紫红色萤石(F3)；(c)第Ⅲ组矿化段蓝紫色萤石(F2) Fig. 7 Sm-Nd isochron age of fluorite (a)Group Ⅰ，green-white fluorite at(un-)mineralized section;(b)Group Ⅱ，light red-purple fluorite at unmineralized section;(c)Group Ⅲ，blue-purple fluorite at mineralized section

沥青铀矿U-Pb同位素测年采用年龄计算常数：t₀=4430Ma，a₀=9.307，b₀=10.294，²³⁵U的衰变败常数为λ₂₃₅=0.98485×10^-9y^-1，²³⁸U的衰变常数λ₂₃₈=0.155125×10^-9y^-1，计算得出每个样品的表观年龄结果见表 4。

表 4 (Table 4)

表 4 白杨河矿床沥青铀矿U-Pb法年龄测定结果 Table 4 U-Pb dating of pitchblende in the Baiyanghe deposit 样品号 U(%) Pb (×10-6) 同位素组成(%) 表观年龄(Ma) 204Pb 206Pb 207Pb 208Pb 206Pb/238U 207Pb/235U 207Pb/206Pb X074 49.32 4230 0.684 59.564 13.482 26.270 30.0±0.4 38.2±0.5 591 X075 22.70 6622 0.706 58.255 13.425 27.613 97.8±1.4 107.5±1.4 329 ZK1900-2 11.1 117985 1.081 39.380 17.994 41.545 1393±18 1087±9 515 ZK1500 45.4 58880 0.830 52.320 14.970 31.881 350.5±4.8 355.8±4.2 390 X162-2 44.7 15874 0.055 91.941 5.890 2.114 237.8±3.3 256.1±3.2 426 X162 60.6 29397 0.460 71.253 10.599 17.687 224.2±3.1 239.4±3.0 391 X157 73.8 22654 0.110 89.251 6.421 4.216 197.8±2.8 211.9±2.7 370 注：ZK1900-2、ZK1500样品U含量低、Pb含量过高，推测该样品不纯，仅供参考，详见讨论部分

表 4 白杨河矿床沥青铀矿U-Pb法年龄测定结果 Table 4 U-Pb dating of pitchblende in the Baiyanghe deposit

矿化段蓝紫色或紫色萤石与羟硅铍石共生(图 4a，b，可以代表铍成矿期。白(无)色、绿色萤石Be含量低，代表了与铍、铀矿化无关的一期热液活动，镜下观察到其被紫色萤石穿插的现象(图 4e)，认为这种萤石早于铍矿化的形成，属于矿前期萤石。非矿化段浅紫红色萤石具有不同于白-绿色萤石的地质特征，镜下见浅色萤石穿插羟硅铍石-紫色萤石共生脉(图 4c，d)，微量元素分析Be含量偏高，故将其划为矿后期萤石。三组萤石代表了不同期次的热液活动。

三组萤石Sm-Nd等时线年龄数据区分的比较明显：第Ⅰ组，绿-白(无)色萤石形成于291±16Ma，与杨庄岩体西部脉岩的形成年龄290±18Ma(Rb-Sr法，作者未发表数据)比较为接近，与岩体的形成年龄(~308Ma，锆石SHRIMP+Rb-Sr法，作者未发表数据; 303.0±1.6Ma，Li et al., 2015; 313.4±2.3Ma，Zhang and Zhang， 2014)也相差不远，因此，该期萤石的形成可能与早期岩脉或岩体侵位作用引起的热液作用有关。第Ⅱ组，浅紫红色萤石，尽管采自于非矿化段，但许多铍矿石中均见有此类浅紫红色的萤石，且铍含量比较高，一般大于100×10^-6，故与铍矿化应该有一定的关系，该组等时线年龄为207±37Ma，属于三叠到侏罗纪，此时雪米斯坦地区处于陆内演化阶段，持续抬升剥蚀，而同时，晚三叠到早侏罗世(ca.210~180Ma)准噶尔盆地东北缘与雪米斯坦山相接的卡拉麦里山发生了一次快速的抬升剥露作用(李丽等，2008)。第Ⅲ组，蓝紫色萤石，采自矿化段，和铍矿化直接相关，微量元素分析铍含量很高，等时线年龄265±33Ma，与本区岩体北部的二叠纪流纹岩的年龄277±19Ma(Rb-Sr法，作者未发表数据)较为接近，即铍应为二叠纪成矿，可能与火山作用有关。

沥青铀矿是白杨河矿床的原生铀矿物，沥青铀矿的形成时代即代表了热液铀成矿的时代。由于²³⁸U和²³⁵U的相对丰度和半衰期存在差异，样品中放射性成因²⁰⁶Pb的丰度为放射性成因²⁰⁷Pb的数倍，所得²⁰⁶Pb/²³⁸U值精度高于²⁰⁷Pb/²³⁵U及²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb，故本文选用²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄值作为沥青铀矿年龄。白杨河矿床铀矿体规模小而分散，难以判断其是否属于“同时”这一等时线年龄前提，故本文采用表观年龄来讨论铀矿化的时代问题。沥青铀矿U-Pb同位素测年结果中，ZK1900-2和ZK1500两个样品Pb含量达到了11%和6%，因此，这两个数据不能用来做年龄计算，需要剔除。其余年龄分两组讨论：中心工地X157与X162及X162-2为一组，九号工地X074、X075为一组。中心工地铀矿石为花岗斑岩型铀矿石，其稀土曲线呈“V”字型，强烈亏损Eu，三个沥青铀矿等时线年龄差别较小，分别为197.8±2.8Ma、224±3.1Ma、237.8±3.3Ma，代表了铀矿主要成矿期，晚于铍成矿期，或稍晚于铍矿后期萤石的形成时间，与镜下与铀矿化密切相关的紫黑色萤石穿切浅紫色萤石(图 4f)的现象一致，朱杰辰(1987)利用白杨河矿床1号竖井水沥青铀矿得到²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为238Ma；九号工地铀矿石，X074属于辉绿岩型，稀土曲线呈缓坡右倾型式，表观年龄30.0±0.4Ma，X075属于花岗斑岩型，稀土曲线呈“燕”式，但Eu未明显亏损，表观年龄97.8±1.4Ma。

李丽等(2008)利用裂变径迹定年方法识别出来中、晚白垩世期间(ca.115~95Ma)准噶尔盆地北缘发生了大规模抬升-剥露热事件，早古近纪期间(ca.60~50Ma)准噶尔盆地西北缘又发生了一起重要的抬升-剥露热事件。白杨河矿床铀矿体的分布零散，规模小(见图 2)，杨庄岩体及其围岩构造发育，强烈破碎，显示其遭受了多次的晚期构造作用，故中心工地和九号工地矿石类型不同，矿石稀土模式不同，年龄也不同，发生多次的热液铀成矿作用是可能的。

(1) 白杨河矿床铍的成矿作用发生在265±33Ma，早于铀的成矿作用，铀的主要成矿期在197.8±2.8Ma~237.8±3.3Ma之间，不晚于或可能稍晚于铍矿化形成之后最晚一次萤石脉的形成时间。

(2) 白杨河矿床的铀矿床中存在沥青铀矿，沥青铀矿U-Pb同位素测年结果表明，雪米斯坦地区进入陆内演化阶段后，在中、晚白垩世和古近纪可能仍有构造运动和热液活动的发生。

致谢 核工业二一六大队和中核大地公司白杨河铍矿有关领导和技术人员在野外工作期间给予了大力帮助;中国科学院地质与地球物理研究所邱正杰博士生、核工业北京地质研究院韩军、黄铮对本文的完成提供了热心帮助;两位匿名审稿专家提出了中肯、宝贵的修改意见;在此一并致谢！