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北秦岭东段广泛发育古生代花岗岩,围绕早古生代淡色花岗岩体形成的穹窿构造中发育七千余条伟晶岩脉,多沿背斜轴部或片理面侵位。伟晶岩型铀矿床定位于区内淡色花岗岩体内外接触带中的黑云母伟晶岩脉中。本文选择北秦岭东段典型早古生代花岗岩和伟晶岩脉为研究对象,包括宽坪岩体、秋树坪岩体、对窝岩体、黄龙庙岩体、骡子坪岩体和岩屋沟含铀伟晶岩脉,在详细野外地质调查的基础上,选择典型样品进行锆石U-Pb年代学和地球化学研究。结合已有研究资料,探讨花岗岩成因与北秦岭东段古生代俯冲碰撞过程的关系,以及花岗岩浆演化与铀成矿作用。本文获得以下几点认识:(1)通过精细的锆石年代学研究,结合前人资料,研究区内古生代花岗岩可以分为三个阶段,与铀矿化关系密切的主要为第二阶段花岗岩和第三阶段花岗岩。第二阶段花岗岩以奥陶纪-志留纪宽坪、秋树坪、对窝等岩体为代表,岩性为片麻状二长花岗岩,花岗岩型铀矿(沥青铀矿)主要产于第二阶段花岗岩构造蚀变带中。第三阶段花岗岩以志留纪-泥盆纪黄龙庙、骡子坪岩体为代表,岩性为淡色含榴花岗岩,伟晶岩型铀矿(晶质铀矿)主要产于第三阶段淡色含榴花岗岩内外接触带黑云母伟晶岩中。(2)第二阶段花岗岩可以进一步细分为两期:~450Ma花岗岩以宽坪岩体主体为代表,其LA-ICP MS锆石U-Pb年龄为448Ma,岩性为片麻状花岗岩,属准铝质高钾钙碱性花岗岩;~425Ma花岗岩代表性岩体包括秋树坪岩体、对窝岩体以及宽坪岩体中晚期的似斑状花岗岩侵入体,其LA-ICP MS锆石U-Pb年龄为430Ma~421Ma,岩性为黑云母二长花岗岩,属强过铝质高钾钙碱性花岗岩。~450Ma片麻状花岗岩起源于贫斜长石、富黏土的变沉积岩在相对低温的环境下,发生白云母脱水部分熔融形成的富Rb、K,相对贫Al的花岗岩浆,形成于碰撞造山作用的早期升温阶段,代表同碰撞构造环境下的产物。~425Ma二长花岗岩代表中下地壳岩石(杂砂岩、花岗质片麻岩)在相对高温的条件下发生黑云母脱水部分熔融形成的过铝质花岗岩浆,代表区域应力场转入伸展阶段的产物。(3)第三阶段花岗岩以黄龙庙和骡子坪淡色花岗岩体为代表,黄龙庙淡色花岗岩LA-ICP MS锆石U-Pb年龄为415.2±2.0Ma,骡子坪淡色花岗岩LA-ICP MS锆石U-Pb年龄为430.7±9.3Ma,为晚志留世-早泥盆世构造热事件的产物。淡色花岗岩具有富Si富K、贫Fe贫Mg的特征,具有强烈的负Eu异常;Sr-Nd同位素具有明显的不均一性;结合野外接触关系,表明其为富黏土的秦岭岩群片麻岩在低温并且斜长石稳定条件下,原地或近原地的部分熔融所形成的富Si富K、贫Mg贫Al的熔体,代表了北秦岭造山带晚志留世-早泥盆世晚期伸展阶段的产物。(4)含铀伟晶岩脉产于第三阶段淡色花岗岩体内外接触带中,铀矿化赋存于黑云母伟晶岩中或者伟晶岩与地层的混染带中,晶质铀矿为最主要的工业矿物,多呈分散状分布于黑云母、长石等矿物的粒间。伟晶岩型铀矿成矿年龄集中在404~416Ma之间,略晚于区内淡色花岗岩的形成年龄。(5)铀矿体形成以后遭受隆升剥蚀。剥蚀第一阶段,淡色花岗岩以岩株形式出露地表,围绕小岩株的外带含铀伟晶岩出露地表,表现为规模较大的光石沟式铀矿床;随着隆升造山进一步加剧,剥蚀第二阶段,淡色花岗岩以岩基形式出露,围绕大岩基内带,含铀伟晶岩出露地表,表现为规模较小的陈家庄式铀矿床。(6)岩浆分异演化中,由于氧逸度的约束,铀主要以U4+进入晶质铀矿、锆石等副矿物中,随着分异演化的不断进行,铀不断富集,为晚期铀成矿奠定物质基础,地球化学特征显示骡子坪岩体有较好的成矿潜力。