初步探讨鄂尔多斯盆地东胜铀矿田成矿作用研究若干问题

随着973项目和北方砂岩型铀矿调查工程的深入开展,笔者从中侏罗统直罗组成岩过程对铀成矿影响的角度,初步探讨了鄂尔多斯盆地东胜铀矿田成矿作用的若干问题,主要表现在以下几个方面:(1)鄂尔多斯盆地北部的古元古代孔兹岩带为东胜铀矿田中主要含铀地层-中侏罗统直罗组碎屑物、预富集铀的主要蚀源区;(2)直罗组在同生沉积过程中预富集的大量铀,为铀成矿提供了主要铀源;(3)早成岩作用下,直罗组沉积建造水将分散的、预富集的铀迁移至灰色砂岩中富集成矿,为成矿流体;(4)基于铀矿体产状及铀矿物与载铀介质的空间关系,成矿时期应为早白垩世末期,受直罗组早成岩作用制约。     

鄂尔多斯盆地西南缘砂岩型铀矿“源—汇”系统研究

文章以鄂尔多斯盆地西南缘为例,将“源”到“汇”的研究思路应用到砂岩型铀矿成矿作用研究中来,提出将含铀物质从风化剥蚀到汇流、富集的整个物理化学过程看成一个完整“源—汇”系统,以此来探讨砂岩型铀矿的富集机理和成矿规律。鄂尔多期盆地西南缘下白垩统的铀源岩主要为北部、西南部的沉积岩、花岗岩,混杂了少量长英质岩和中性火成岩。沉积期富铀沉积岩和西南部富铀蚀源区为成矿提供了铀源条件,沉积期铀的预富集为铀成矿奠定了部分物质基础;盆缘古隆起区和下切沟壑古地貌单元是铀成矿时期的两种主要汇流通道,含氧含铀水在重力的驱使下沿着古隆起区和下切沟壑向盆内渗透性好的砂岩迁移流动,形成后生氧化蚀变,在氧化带前锋线附近,受有机质、黄铁矿等还原性物质作用富集成矿。砂岩型铀矿“源—汇”系统研究有助于对铀成矿规律的研究和总结,为鄂尔多斯盆地西南缘下一步铀矿地质勘查提供一定的理论依据。     

铀矿沉积学研究与发展

随着铀矿床尤其是砂岩型铀矿勘探和开发的迅速发展,砂岩型铀矿沉积学的概念应运而生。铀矿沉积学是研究沉积盆地形成演化过程中铀的成矿作用、形成环境、含铀岩（层）系特征,以及沉积作用控制下铀的富集机理和分布规律的学科。它综合了铀矿地质学、盆地分析等学科的内容,具有较明显的学科交叉特点。砂岩型铀矿沉积学是铀矿沉积学最典型的代表,它以盆地分析、砂岩型铀矿地质学为重要理论平台,结合沉积学技术方法,具体研究砂岩型铀矿形成的物质来源、成岩作用与铀的预富集、沉积物的结构构造与渗透性、沉积体系与含铀岩系分析、流体作用与后期改造、层序地层与铀的空间分布、铀富集因素与沉积和古气候环境,沉积作用因素与砂岩型铀矿预测,以及管理信息化的三维可视化建模等。以新疆伊犁盆地、吐哈盆地、鄂尔多斯盆地北部等地区代表性砂岩铀矿为实例,从铀矿聚集与沉积物形成—演化过程、沉积物特征及沉积体系分析与铀矿聚集、层序地层学与铀聚集作用等方面分析了铀矿沉积学研究的最新进展和认识。同时对铀矿沉积学的发展趋势进行了展望:认为砂岩铀矿“大规模成矿作用”和铀的“超常富集”关键地质环境、含铀岩系沉积与铀的空间分布、多种高新分析测试技术的应用等方面将是铀矿沉积学未来研究和发展的重点。由于铀矿沉积学与人类生存环境关系的重要性,并且其涉及沉积学学科的方方面面,因此有理由相信,铀矿沉积学未来可能作为沉积学的一个独立分支学科将得到更好的研究和发展。     

松辽盆地地浸砂岩型铀成矿铀源分析

通过研究松辽盆地钱家店铀矿床和盆地南部铀矿化认为,松辽盆地砂岩型铀成矿作用独特,其成因可归结为双混合叠造型。其铀源也具有多源性,既有蚀源区铀源,又有盖层铀源,还有深部铀源,它们共同组成松辽盆地铀成矿的铀源。     

鄂尔多斯盆地东胜铀矿田铀源示踪及其地质意义

笔者以鄂尔多斯盆地东胜铀矿田的典型矿床——纳岭沟铀矿床为主要研究对象,通过铀矿体及围岩岩石地球化学、电子探针及稳定同位素测试等方法,综合分析了东胜砂岩型铀矿田的铀源及其地质意义。结果表明:主要含矿目标层中侏罗统直罗组在同生沉积过程中,铀预富集达212.45×10~(-6),围岩达41.34×10~(-6);预富集铀主要来自于盆地北缘蚀源区;铀矿体及围岩REE配分曲线总体具一致性,右倾,个别δEu正异常,富集重稀土,两者铀源具一致性;含铀砂岩δ~(13)C_(V-PDB)=-9.7‰,δ~(18)O_(SMOW)=18.9‰,黄铁矿δ~(34)S_(v-CDT)=-27.46‰,经历了强烈的有机地质作用;铀石围绕炭屑、星散状黄铁矿产出,被胶状黄铁矿肢解,铀富集于成岩作用后期。由此认为,直罗组同生沉积过程中预富集的铀为主要成矿铀源,东胜铀矿田属直罗组预富铀重新分配的产物。     

松辽盆地北部可地浸砂岩型铀矿形成条件与分布特征

阐述了松辽盆地区域地质背景、松辽盆地北部蚀源区岩性及区域铀源特征、可地浸砂岩型铀矿化产出的层位及其特点，在讨论铀矿化形成条件的基础上，着重研究了含铀层的沉积相特征及与铀矿化的关系、古水文地质特征及氧化－还原地球化学分带对铀矿化的控制。     

8411地区深熔作用的Sr,Nd同位素地质研究

8411地区深熔作用的同位素地质研究表明,J_(1-2)砂岩是以元古代古陆壳供源的湖相沉积岩、岩浆岩为元古代古陆在下地壳局部重熔或重熔-混染的产物。铀的预富集与深熔作用中硅铝质地壳岩浆混染有关。铀矿物和岩浆岩的同位素组成相似。这些研究结果,结合岩石学、矿物学、同位素演化和稀土含量分析,认识到铀来自深源,元古代地层是铀源层。     

松辽盆地西南部白垩系姚家组碎屑岩成岩作用与铀成矿

碎屑岩成岩作用过程中铀元素迁移、聚集规律一直是人们关注的热点。文章通过对松辽盆地西南部含矿目的层姚家组碎屑岩成岩作用特征研究,探讨了成岩演化过程中板状铀矿床的形成机理。研究表明,研究区姚家组含矿砂岩主要以岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩为主,成岩作用强度达到中成岩A期,可划分为同生期、早成岩A和B期、中成岩A期和表生成岩期等4个成岩阶段,同时,将成岩演化过程中的铀成矿作用划分为预富集阶段（沉积-同生期）、排铀阶段（早成岩期）、叠加改造作用阶段（表生成岩期）等3个阶段。在沉积-同生期,含矿层段中暗色泥岩发生了铀的强烈预富集作用,其富集的铀可能是铀成矿过程中最主要的铀来源;在早成岩期,压实作用导致铀从高含量暗色泥岩中排泄到邻近砂岩中可能是最重要的成矿作用,铀主要富集在靠近铀源的灰色砂岩中,其成矿流体迁移方向主要是沿垂向上的;在后期表生作用阶段,地表氧化流体对铀矿体产状进行了改造,促使其形成板状矿体。砂岩型铀矿体的产状可能与其铀的来源有着十分密切关系。     

松辽盆地东北缘白垩系砂岩型铀矿成矿条件与找矿方向

通过松辽盆地东北缘蚀源区铀源条件、中生代构造演化、白垩系沉积建造研究,结合石油部门地震连井剖面等资料,综合分析了松辽盆地东北部砂岩型铀矿的成矿条件研究,认为盆缘的富铀花岗岩体提供了丰富的铀源,中生代后期反转构造形成的剥蚀天窗为含铀含氧水的渗入渗出提供了通道.研究结果显示,松辽盆地东北部绥棱地区为最有利的砂岩型铀矿找矿部位,主要找矿目标层为上白垩统泉头组兼顾浅部姚家组,找矿类型为层间氧化带型.     

松辽盆地北部砂岩型铀矿铀的赋存状态研究

松辽盆地北部是近年来发现的砂岩型铀矿找矿潜力较大的地区。采用电子探针及化学分析等方法,对该地区砂岩型铀矿中铀矿物的赋存状态及铀的价态进行研究。发现松辽盆地北部砂岩型铀矿铀的赋存状态以独立铀矿为主,主要为沥青铀矿和铀石;铀矿物颗粒细小,多以粒状、斑点状、团块状、条带状、网状、环带状及分散显微颗粒、显微颗粒集合体的形式存在,颗粒大小几微米至200μm;铀矿石主要与黄铁矿、石英、长石共生,分布在碎屑颗粒间或裂隙中,或充填于砂岩胶结物中,或围绕黄铁矿生长形成镶边状。从铀矿物的赋存状态及类型看,松辽盆地北部铀矿化可能存在两个成矿期,即同生沉积期和后生改造叠加期。矿石中U~(6+)/U~(4+)比值为0.30~2.07,平均为0.93,铀含量较高的矿石U~(6+)/U~(4+)比值高于铀含量较低的矿石,普遍大于1,有利于铀矿地浸开采。上述研究为松辽盆地北部砂岩型铀矿找矿、成矿机理研究提供了基础资料,同时对砂岩型铀矿选冶开采工艺的确定具有借鉴意义。     

松辽盆地东北缘白垩系砂岩型铀矿成矿条件与找矿方向

通过松辽盆地东北缘蚀源区铀源条件、中生代构造演化、白垩系沉积建造研究，结合石油部门地震连井剖面等资料，综合分析了松辽盆地东北部砂岩型铀矿的成矿条件研究，认为盆缘的富铀花岗岩体提供了丰富的铀源，中生代后期反转构造形成的剥蚀天窗为含铀含氧水的渗入渗出提供了通道.研究结果显示，松辽盆地东北部绥棱地区为最有利的砂岩型铀矿找矿部位，主要找矿目标层为上白垩统泉头组兼顾浅部姚家组，找矿类型为层间氧化带型.     

吐哈盆地十红滩铀矿床铀源条件

以吐哈盆地十红滩砂岩型铀矿床为例,利用U-Pb同位素体系演化特征,计算含矿砂岩和顶底板泥岩的原始铀质量分数及变化系数,认为赋矿地层沉积时就存在铀的预富集,同生沉积碎屑岩和泥岩都是本区重要的铀源。结合古水文地质演化和碳-氧同位素特征,认为成岩期泥岩压榨水携带铀进入砂岩含水层,在砂岩中产生铀的预富集。     

“交点”型铀矿有关的铀活化、迁移、富集特征——以广东荷泗地区为例

"交点"型铀矿指产于基性岩脉与硅化断裂带交汇部位的铀矿,具有埋藏浅、品位富、铀浸出率高等优点。文章紧密围绕"交点"型铀成矿过程中所经历的"源-运-储"过程,立足于荷泗地区与铀矿密切相关的基性岩脉自身铀含量低,与其有成因联系的流体无法提供有效铀源的客观事实,证实"交点"型铀矿床中的铀确为花岗岩体中的铀活化、迁移、富集而来。笔者借鉴前人运用航空伽玛能谱测量成果重建铀活化迁移路径的成功经验,利用地面伽玛能谱测量成果构建古铀含量(GU)、铀迁移量(Um)两项特征参数表征"交点"型铀成矿中的"源-运-储"过程,并初步查明区内铀源区、铀富集区的分布情况及活化铀的可能迁移路径。然后,通过对铀富集区的工程揭露发现基性岩脉在"交点"型铀成矿过程中主要起还原障及成矿空间的作用;而后期含硅热液(富氧?)则为铀活化的主要驱动力。二者与裂隙中地下水共同作用,形成含铀热液的对流循环体系,不断促使花岗岩中铀的向辉绿岩迁移富集成矿,并以实测数据为例从"源-运-储"三方面构建"交点"型铀成矿模式。     

松辽盆地北部砂岩型铀矿成矿潜力分析

松辽盆地南部砂岩型铀矿找矿研究进行了大量的地质工作,并取得了一定成果,与之相比,盆地北部的铀矿地质勘查工作则明显薄弱。本文在松辽盆地北部蚀源区岩石含铀性、盆地构造演化、古气候、地层演化、沉积相展布、砂体发育情况及后生改造等铀成矿条件分析的基础上,评价了松辽盆地北部砂岩型铀矿的成矿潜力,探讨了其找矿方向。综合分析得出：松辽盆地北部整体铀源丰富,成矿条件较好;白垩纪以来,盆地存在4期明显构造反转,形成上白垩统姚家组和四方台组2个主要铀矿找矿目的层;在盆地内部,姚家组和四方台组发育良好的沉积相及砂体条件,局部地区氧化作用明显,氧化带和铀矿化也较为发育,是找矿的重要线索;松辽盆地北部整体铀成矿条件良好,东段应以姚家组为重点找矿层位,西段则应以四方台组为重点找矿层位,找矿类型为层间氧化带型。     

鄂尔多斯盆地北部直罗组砂岩重矿物分布特征及其指示意义

近年来,鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿资源评价取得了较大进展,关于找矿目的层物源和铀源的问题长期以来备受关注。运用重矿物综合分析方法,探讨鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿赋矿层直罗组碎屑物质来源和成矿铀源。结果表明,研究区内直罗组的重矿物组合主要为石榴子石+锆石+绿帘石+黑云母+尖晶石,其次包含少量磷灰石、榍石、金红石、角闪石、电气石、钛铁矿等,反映以中高级变质岩和中酸性岩浆岩为主的母岩类型。重矿物特征指数反映了以含石榴子石变质岩为主要源岩类型和近源沉积的特点。综合分析认为,区内直罗组主要的物源为盆地北部大青山和乌拉山地区的中下太古界–元古界的乌拉山岩群、中元古界扎尔泰群以及各时期的中酸性侵入体等。其中,古老基底变质岩与各时期中酸性岩浆岩普遍具有较高的铀含量,沿着NW–SE方向铀迁出明显,为后期铀成矿作用提供了初始铀源。      

邬郁盆地铀成矿地质条件

通过对邬郁盆地地质特征和后生改造条件的分析,盆地基底及蚀源区具有铀源层与铀源体,盖层中中酸性火山岩、火山碎屑岩分布广泛且存在含铀层,盆中斯裂构造发育,具有多期活动与热液蚀变,盆地盖层主体宗当村组( N2z)中已发现了铀矿体和异常点(带),提出邬郁盆地具有寻找砂岩型铀矿和火山岩型铀矿的条件.     

伊犁盆地砂岩型铀矿同位素地质特征

本项目试图探讨砂岩型铀矿床的同位素地质特征 ,开拓同位素地质研究的新领域。对伊犁盆地砂岩型铀矿床及其蚀源区的初步研究表明 ,该区砂岩型铀矿具有期成矿作用的特点 ,成矿年龄有 82Ma、6 0Ma、11 4Ma、7 1Ma和 3 5Ma。从含矿砂体中精选出的碎屑锆石的U Pb等线年龄为 380Ma,与蚀源区花岗岩和火山岩的年龄一致 ,从而限定了含铀砂体的物源。笔者认为 ,伊犁盆地砂岩型铀矿床具有多铀源富集的特征 ,铀源主要来自沉积过程中形成的富铀砂体 ,也有部分来自蚀源区富铀岩石风化淋滤作用而释出的铀。     

松辽盆地滨北地区铀成矿条件分析

本文以大庆油田油气勘探中获取的地质、地震、测井资料为基础,应用砂岩型铀矿成矿理论分析认为:松辽盆地滨北地区靠近大小兴安岭富铀蚀源区铀源条件优良,盆地边部发育的斜坡带、中心部位形成的构造剥蚀天窗翼部,皆为层间氧化带型砂岩铀矿成矿的有利部位;该区处于松辽盆地北部五大物源区北部物源区的核心部位,沉积物供给充足,砂体发育,存在良好的铀储空间;区内发育的多条北北东向和北北西向深大断裂带,交织形成的网状断裂体系,是深部烃类还原剂向上运移的良好通道。     

鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿直罗组物源分析及其铀成矿意义

鄂尔多斯盆地北部直罗组原生灰色砂岩具有高铀背景值的特征,在层间氧化阶段砂岩同沉积期富集的铀元素遭受氧化迁出构成该区铀成矿的重要铀源。本文对鄂尔多斯盆地北部铀矿区直罗组砂岩进行了碎屑锆石U-Pb定年、重矿物和古水流分析,深入分析了该区直罗组的沉积物源,并探讨了富铀砂岩的成因。结果显示:矿区直罗组砂岩碎屑锆石U-Pb年龄主要集中在251~308Ma,322~354Ma,1529~2182Ma,2200~2632Ma四个年龄区间;富Mn钛铁矿、锆石、磷灰石和榍石的重矿物组合指示物源主要为中酸性岩浆岩;通过与源区对比分析认为铀矿区直罗组物源主要来自盆地之北的乌拉山—大青山地区和狼山东部地区的新太古代、古元古代和晚古生代中酸性岩浆岩及新太古代、古元古代变质岩。结合源区岩体铀含量特征分析,发现晚古生代中酸性岩浆岩相对于源区其它岩体强烈富集铀元素,是研究区直罗组高铀背景值砂岩形成发育的主要原因。晚古生代中酸性岩浆岩的形成与古亚洲洋的演化密切相关,其分布特征可以作为中东亚成矿域内盆地铀资源远景预测的重要依据。     

鄂尔多斯盆地泾川地区风成沉积体系砂岩型铀矿超常富集机制及成矿过程

鄂尔多斯盆地泾川800～1200 m下白垩统洛河组风成沉积砂岩中首次发现了上百米厚的铀矿化和十几米厚的铀矿工业体。本文对风成沉积体系砂岩型铀矿成矿过程开展研究,利用矿石品位与测井曲线、铀钍比值、元素地球化学等分析手段,对风成沉积体系中含铀岩系沉积特征、成矿物质赋存状态和特征、流体运移特征等进行研究。结果表明,研究区洛河组矿物质的溶出和富集情况受原含铀岩层的铀、钍含量制约,同时铀钍比值越高,铀矿物质的富集率就越高。成矿过程分为早、中、晚三个阶段,早期岩层呈差异成矿、中期呈梯状不均匀渐进成矿、晚期为均匀超常富集成矿。不同成矿阶段铀矿的产出状态,揭示了风成沉积体系内铀矿形成过程和超常富集机制。