DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0338050
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41494010
تاريخ النشر: 2026-01-06
المؤلف: Kun Ruan وآخرون
الموضوع الرئيسي: التحليل الجيولوجي والجيوكيميائي
نظرة عامة
تبحث الدراسة في العلاقة الجينية بين النشاط البركاني الجرانيت المتأخر في يانشان وتعدين اليورانيوم في جنوب الصين، مع التركيز على الجرانيت البورفيري بايب في رواسب هوانغتيان. باستخدام التحليل البتروغرافي، وتاريخ الزركون U-Pb، والكيمياء الجيولوجية للصخور الكاملة، تؤكد الدراسة أن البورفيري تم وضعه في عمر 159.4 ± 1.4 مليون سنة. يتم تصنيفه كجرانيت من النوع S عالي السيليكا، غني بالبوتاسيوم، وقوي البيرالومين، يتميز بزيادة كبيرة في العناصر الأرضية النادرة الخفيفة (LREEs) والعناصر غير المتوافقة مثل Rb وTh وU، إلى جانب وجود شذوذات سلبية ملحوظة في Eu وSr. تشير هذه الخصائص الجيولوجية إلى أن الجرانيت نشأ من الانصهار الجزئي لمصادر القشرة الرملية مع الحد الأدنى من التبلور الجزئي، والذي حدث في سياق ما بعد الاصطدام مدفوعًا بتفكك الغلاف الصخري المتأخر في العصر الجوراسي.
تشير النتائج إلى أن البورفيري بايب ليس فقط مرتبطًا مكانيًا بتعدين اليورانيوم ولكنه مرتبط أيضًا جينيًا، حيث يعمل كمصدر للمعادن ومحرك حراري لأنظمة تشكيل الخام الهيدروحرارية. تسلط هذه الدراسة الضوء على الإمكانية لاكتشاف رواسب اليورانيوم المرتبطة بالجرانيت من النوع S في بيئات تكتونية تمددية مشابهة في جميع أنحاء جنوب الصين، مما يبرز أهمية فهم تكوين الصخور والتأثيرات التكتونية على تعدين اليورانيوم.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على أهمية شمال شرق قوانغدونغ كحزام معدني حيوي لليورانيوم والمعادن المتعددة في جنوب الصين، مع التركيز التاريخي على رواسب اليورانيوم في هوانغتيان منذ اكتشافها في الخمسينيات. كانت الدراسات الأولية تركز على خصائص التمعدن والهياكل المسيطرة على الخام، مما أسس رابطًا جينيًا بين تعدين اليورانيوم والجرانيت الينشاني. ومع ذلك، فإن التقدم الأخير في تقنيات التأريخ عالية الدقة، مثل تأريخ الزركون U-Pb باستخدام SHRIMP وLA-ICP-MS، قد صقل الإطار الزمني، مما يشير إلى أن تعدين اليورانيوم حدث بشكل رئيسي من العصر الجوراسي المتأخر إلى العصر الطباشيري المتأخر (140–60 مليون سنة) بسبب الأنشطة البركانية-الهيدروحرارية المرتبطة بالغمر لصفائح البالو-باسيفيك. تقترح النماذج المعدنية الحديثة أن غنى اليورانيوم يتأثر بكل من خصائص مصدر الصهارة والتغيرات الهيدروحرارية بعد الصهارة.
على الرغم من الاعتراف بالإمكانات الكبيرة لليورانيوم في المنطقة، لا تزال الدراسات المنهجية حول تكوين الصخور والإعداد التكتوني للجرانيت البورفيري بايب، الذي يستضيف جزءًا من رواسب هوانغتيان، محدودة. تهدف هذه الدراسة إلى سد هذه الفجوة من خلال دمج تأريخ الزركون U-Pb باستخدام LA-ICP-MS مع تحليلات العناصر الرئيسية والفرعية للصخور الكاملة لتحديد عمر التكوين، ومصادر المواد، والتطور البركاني للجرانيت البورفيري بايب. من المتوقع أن توفر النتائج أساسًا نظريًا لاستكشاف اليورانيوم الإقليمي ورؤى حول آليات غنى اليورانيوم على نطاق واسع خلال الانتقال التكتوني في العصر الوسيط المتأخر في جنوب الصين. يتميز السياق الجيولوجي بإطار تكتوني معقد، حيث يُعتبر الجرانيت بايب مكونًا هامًا من حزام الجرانيت نانلينغ الجنوبي، الذي يستضيف رواسب اليورانيوم داخل مصفوفة جرانيت البيوتيت المتغيرة.
نقاش
تظهر عينات الجرانيت البورفيري من رواسب اليورانيوم في هوانغتيان خصائص بتروغرافية مميزة، بما في ذلك لون أصفر باهت، وملمس بورفيري، وعلوم معادن متغيرة كبيرة. تشكل البلورات الكبيرة، التي تتكون من الكوارتز، والفلدسبار البوتاسيومي، والبلجيوكلاز، وبيوتيت ثانوي، 20-25% من حجم الصخر، بينما يتكون المصفوفة من نسيج ميكروجرانيت مع هيمنة للكوارتز والفلدسبار. يكشف تأريخ الزركون U-Pb عن عمر وضع يبلغ 159.4 ± 1.4 مليون سنة، مما يشير إلى التكوين خلال العصر الجوراسي المتأخر. تُظهر تحليل الزركون تركيزات عالية من اليورانيوم والثوريوم، مما يؤكد الأصل البركاني.
كيميائيًا، يتم تصنيف الجرانيت البورفيري كجرانيت بيرالوميني من النوع S، يتميز بمحتوى عالٍ من السيليكا (SiO₂: 68.51-70.07 wt.%) ومحتويات قلوية، مع نسب K₂O/Na₂O تشير إلى غنى بالبوتاسيوم. تشير وجود كميات كبيرة من Rb وTh وU وSm، إلى جانب نقص في Ba وSr وNb، إلى أصل قشري من خلال الانصهار الجزئي لمصادر رسوبية، لا سيما الصخور الرملية الفقيرة بالطين. يتم تفسير الإعداد التكتوني كبيئة داخلية ما بعد الاصطدام تتأثر بالارتفاع الأستينوسفيرى وتخفيف الغلاف الصخري، المرتبطة بالغمر لصفائح البالو-باسيفيك. تسلط هذه النتائج الضوء مجتمعة على العمليات الجيولوجية التي شكلت تكوين الجرانيت البورفيري وآثارها لفهم تاريخ المنطقة التكتوني.
DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0338050
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41494010
Publication Date: 2026-01-06
Author(s): Kun Ruan et al.
Primary Topic: Geological and Geochemical Analysis
Overview
The research investigates the genetic relationship between Late Yanshanian granitic magmatism and uranium mineralization in South China, focusing on the Baipu granitic porphyry within the Huangtian deposit. Utilizing petrographic analysis, zircon U-Pb geochronology, and whole-rock geochemistry, the study establishes that the porphyry was emplaced at an age of 159.4 ± 1.4 Ma. It is classified as a high-silica, potassic, strongly peraluminous S-type granite, characterized by significant enrichment in light rare earth elements (LREEs) and incompatible elements such as Rb, Th, and U, alongside notable negative anomalies in Eu and Sr. These geochemical traits suggest that the granite originated from the partial melting of psammitic crustal sources with minimal fractional crystallization, occurring in a post-collisional context driven by Late Jurassic lithospheric delamination.
The findings indicate that the Baipu porphyry is not only spatially associated with uranium mineralization but is also genetically linked, acting as both a source of metals and a heat engine for hydrothermal ore-forming systems. This research highlights the potential for discovering uranium deposits associated with S-type granites in similar extensional tectonic environments throughout South China, emphasizing the significance of understanding the petrogenesis and tectonic influences on uranium mineralization.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the significance of Northeastern Guangdong as a vital uranium and polymetallic metallogenic belt in South China, with a historical focus on the Huangtian uranium deposit since its discovery in the 1950s. Initial studies concentrated on mineralization characteristics and ore-controlling structures, establishing a genetic link between uranium mineralization and Yanshanian granites. However, recent advancements in high-precision dating techniques, such as SHRIMP and LA-ICP-MS zircon U-Pb dating, have refined the chronological framework, indicating that uranium mineralization predominantly occurred from the Late Jurassic to the Late Cretaceous (140–60 Ma) due to magmatic-hydrothermal activities related to the subduction of the Paleo-Pacific Plate. Recent metallogenic models suggest that uranium enrichment is influenced by both magma source characteristics and post-magmatic hydrothermal alteration.
Despite the recognized uranium potential in the region, systematic studies on the petrogenesis and tectonic setting of the Baipu granite porphyry, which hosts part of the Huangtian deposit, remain limited. This study aims to fill this gap by integrating LA-ICP-MS zircon U-Pb dating with whole-rock major and trace element analyses to determine the formation age, material sources, and magmatic evolution of the Baipu granite porphyry. The findings are expected to provide a theoretical foundation for regional uranium exploration and insights into the mechanisms of large-scale uranium enrichment during the Late Mesozoic tectonic transition in South China. The geological context is characterized by a complex tectonic framework, with the Baipu granite pluton being a significant component of the southern Nanling granitic belt, hosting the uranium deposit within its altered biotite granite matrix.
Discussion
The granite porphyry samples from the Huangtian uranium deposit exhibit distinct petrographic characteristics, including a pale yellow color, porphyritic texture, and significant alteration mineralogy. The phenocrysts, comprising quartz, K-feldspar, plagioclase, and minor biotite, constitute 20-25% of the rock volume, while the matrix consists of microgranitic texture with a predominance of quartz and feldspar. Zircon U-Pb dating reveals an emplacement age of 159.4 ± 1.4 Ma, indicating formation during the Late Jurassic. The zircon analysis shows high concentrations of uranium and thorium, confirming a magmatic origin.
Geochemically, the granite porphyry is classified as a peraluminous S-type granite, characterized by high silica (SiO₂: 68.51-70.07 wt.%) and alkali contents, with K₂O/Na₂O ratios indicating potassium enrichment. The presence of significant Rb, Th, U, and Sm, alongside depletions in Ba, Sr, and Nb, suggests a crustal origin through partial melting of sedimentary sources, particularly clay-poor psammitic rocks. The tectonic setting is interpreted as a post-collisional intraplate environment influenced by asthenospheric upwelling and lithospheric thinning, linked to the subduction of the Paleo-Pacific Plate. These findings collectively highlight the geological processes that shaped the granite porphyry’s formation and its implications for understanding the region’s tectonic history.