层间氧化作用下分散元素独立成矿的可能性

研究了伊犁盆地扎基斯坦砂岩型铀矿床中的分散元素(Re、Se)超常富集现象,探讨了分散元素在层间氧化带独立成矿的可能性。表生环境下分散元素活化迁移、吸附或还原沉淀的地球化学条件,以及分散元素在砂岩铀矿床中超常富集的独立性研究表明,(1)干旱、半干旱等表生条件下,分散元素可以被含氧地表水从蚀源区岩石中汲取、活化并迁移;(2)层间氧化带之氧化-还原过渡带可以形成导致溶解于水的分散元素被吸附固定或还原沉淀所需的地球化学障条件;(3)砂岩铀矿床中的分散元素超常或异常富集具有相对独立性。指出在具备矿源条件下,分散元素(Re、Se、Ga、Ge等)在层间氧化带砂岩中超常富集并独立成矿是可能的。建议加强表生环境下分散元素的基础成矿理论系统研究。     

吐哈盆地南缘十红滩砂岩型铀矿床层间氧化带的元素地球化学

本文根据含矿砂体氧化程度的不同，将吐哈盆地南缘十红滩砂岩型铀矿床层间氧化带划分为完全氧化带、不完全氧化带、还原带和原生带四个地球化学亚带。研究了各地球化学亚带的元素变化特征；得出了与铀共同在还原障富集的元素有Re、Mo、Se、Sr、S、REE、有机C等；Re和U在氧化还原过程中有相似的地球化学特征；Mo、Se与U在还原环境下有相似的地球化学性质，但在氧化环境下其地球化学行为不同。提出本区含矿层本身能为铀成矿提供一定铀源的认识。     

十红滩砂岩型铀矿床层间氧化带的元素地球化学

本文根据含矿砂体氧化程度的不同,将吐哈盆地南缘十红滩砂岩型铀矿床层间氧化带划分为完全氧化带、不完全氧化带、还原带和原生带4个地球化学亚带。研究了各地球化学亚带的元素变化特征;得出了与铀共同在还原障富集的元素有Re,Mo,Se,Sr,S,REE,C有机等;Re和U在氧化还原过程中有相似的地球化学特征;Mo、Se与U在还原环境下有相似的地球化学性质,但在氧化环境下其地球化学行为不同。提出本区含矿层本身能为铀成矿提供一定铀源的认识。     

水岩体系Eh-pH法确定铀矿层间氧化带尖灭地段的研究

砂岩型铀矿主要产在层间氧化带的尖灭地段 ,在地表无露头 ,因此有必要对层间氧化带尖灭地段的确定方法进行研究。为了能较为客观地反映铀矿的成矿环境 ,更准确地确定铀矿层间氧化带尖灭地段的位置 ,利用水岩体系Eh pH法在新疆伊犁 5 12砂岩型铀矿床中进行了研究。结果表明 ,Eh值在氧化带为高正值 ,在过渡带与还原带为低负值 ;pH值在氧化 还原过渡带接近中性 ;结合水 铀平衡区间图解 ,以水岩体系Eh值作为主要的分带指标 ,可以划分出层间氧化带的 4个分带的Eh值范围 ,从而可以精确地确定层间氧化带尖灭地段即铀矿石带的位置。该方法在国内砂岩型铀矿床中首次得到应用。     

新疆伊犁盆地南缘层间氧化带砂岩型铀矿床中稀土元素地球化学特征

通过对新疆伊犁盆地南缘层间氧化带砂岩型铀矿床主要层位水西沟群中稀土元素地球化学行为特征的分析,并与蚀源区岩石对比,初步认为水西沟群的稀土元素主要来自蚀源区的安山岩和花岗岩,与玄武岩无关。伊犁盆地南缘乌库尔其地区流体和岩石的pH值分布情况表明,层间氧化岩石带和原生还原岩石带的pH值相似,而矿石带的pH值偏低,这与在偏碱性条件下,REE和U的络合物容易形成,并且REE和U的络合物随着pH值的降低而迁移和沉淀富集是相吻合的。对REE的研究表明,在层间氧化岩石带中REE有所亏损;通过对REE的分异性的研究,认为在不同的分带中REE的分异程度不同,在矿石带中分异程度最大,更加富集LREE,并且随着岩石粒径的增大,LREE和HREE的分异也有增大的趋势;根据REE和U的亲和性及活动性特征,认为U和REE在迁移沉淀规律方面具有共性,以[UO2(CO3)3]4-及[REE(CO3)3]3-形式进行迁移;即在偏碱性的条件下,容易形成碳酸盐络合物,随着pH和Eh值降低,U和REE共同沉淀、富集。     

松辽盆地钱家店铀矿床层间氧化带地球化学特征

钱家店砂岩型铀矿床是松辽盆地发现的特大型铀矿床,目前已发现的铀矿主要赋存在上白垩统姚家组下段,矿体呈板状、透镜状,主要受层间氧化带控制。通过对钱家店砂岩型铀矿层间氧化带各带(氧化带、过渡带及还原带)的主量元素、微量元素、稀土元素进行测试分析,结果表明各带地球化学特征存在较大的差异,其中依据Fe_2O_3、FeO、Al_2O_3、SiO_2、Na_2O及K_2O可对层间氧化带进行较准确的分带,MgO、CaO具有一定的分带指示意义。从氧化带到过渡带,趋于富集的微量元素主要为放射性元素(U)、大离子亲石元素(Li、Ba)、亲硫元素(Ni)、高场强元素(Nb、Ta)和性质活跃的变价元素(Mo)等,且LREE、MREE和HREE均有不同程度富集,反映了水—岩作用时间较长、强度较大。有机碳、S_全、ωFe~(3+)/ωFe~(2+)还原性指标在不同分带的显著差异表明,随着含氧含铀水在姚家组地层中迁移,还原性组分变化强烈,具有明显的分带指示意义。     

松辽盆地钱家店铀矿床层间氧化带地球化学特征*

钱家店砂岩型铀矿床是松辽盆地发现的特大型铀矿床,目前已发现的铀矿主要赋存在上白垩统姚家组下段,矿体呈板状、透镜状,主要受层间氧化带控制。通过对钱家店砂岩型铀矿层间氧化带各带(氧化带、过渡带及还原带)的主量元素、微量元素、稀土元素进行测试分析,结果表明各带地球化学特征存在较大的差异,其中依据Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃、SiO₂、Na₂O及K₂O可对层间氧化带进行较准确的分带,MgO、CaO具有一定的分带指示意义。从氧化带到过渡带,趋于富集的微量元素主要为放射性元素(U)、大离子亲石元素(Li、Ba)、亲硫元素(Ni)、高场强元素(Nb、Ta)和性质活跃的变价元素(Mo)等,且 LREE、MREE和HREE均有不同程度富集,反映了水—岩作用时间较长、强度较大。有机碳、S_全、ωFe³⁺/ωFe²⁺还原性指标在不同分带的显著差异表明,随着含氧含铀水在姚家组地层中迁移,还原性组分变化强烈,具有明显的分带指示意义。     

水岩体系Eh—pH法在砂岩型铀矿层间氧化带划分中的应用——以新疆伊犁盆地512铀矿床为例

512铀矿床层间氧化带水岩体系Eh和pH值的研究结果表明，层间氧化带内相同亚带的水岩体系Eh和pH平均值极为接近，而不同亚带的水岩体系Eh值具有明显差异，即从氧化带到还原带，水岩体系Eh值明显下降；层间氧化带内不同亚带的水岩体系pH值也有所不同，氧化带和还原带处于弱碱性介质环境，而氧化带还原过滤带则处于中性介质环境；水岩体系Eh和pH值可以作为划分层间氧化带和圈定铀矿体位置的依据。     

我国砂岩型铀矿分带特征研究现状及存在问题

作为一种重要的国家战略资源,砂岩型铀矿床是当今世界上最重要的铀矿床类型之一。本文详细地介绍了砂岩型铀矿在国内外的分布特征及占比情况,并对外生地质作用矿床类型中表生流体作用形成的层间渗透砂岩型和潜水渗透砂岩型铀矿床进行了讨论,发现层间渗透砂岩型铀矿床在外表颜色、矿物组合以及地球化学等方面均具有明显的氧化-还原分带现象,此外,矿床内部还具有细菌分带现象。颜色分带在氧化带、氧化-还原过渡带以及还原带之间具有明显不同的特征;矿物组合在不同分带之间各不相同;地球化学分带表现为U、TOC含量以及Fe~(2+)/Fe~(3+)、Th/U比值在各分带之间差异较大。此外,硫酸盐还原菌、硫杆菌、铁细菌及硝化菌等细菌在不同分带之间的数量相差悬殊,而且硫酸盐还原菌数量与TOC呈明显正相关性。通过矿化带内的碳、硫同位素分析,发现硫酸盐还原菌参与了成矿过程,推测其可能是导致碳、硫同位素分馏的主要因素。总体来看,颜色分带、矿物分带、地球化学分带以及细菌分带均与氧化-还原分带呈耦合关系。本文通过总结层间渗透砂岩型和潜水渗透砂岩型铀矿床的成矿模式和当前分带研究中存在的问题,提出了由细菌、地球化学反应参与的砂岩型铀矿床成矿机理,以及未来亟需解决的若干关键科学问题。典型砂岩型铀矿床的分带现象在物、化、探、遥等领域的异常响应对寻找砂岩型铀矿床具有重要的指导意义。     

层间氧化带砂岩型铀矿床形成机理--以伊犁盆地南缘为例

通过分析铀迁移、沉淀、富集的成矿特点,结合伊犁盆地南缘铀矿床中铀矿石成分研究,分析了砂岩型铀矿成矿机理.指出在层间氧化带砂岩型铀矿床中,铀主要以碳酸铀酰络合物形式迁移,在富含有机质、硫化物、硫化氢等有效还原剂的条件下,形成强烈的地化反差还原地球化学障环境,铀还原沉淀,最后富集成矿.为指导普查找矿、开展铀矿床矿石成分研究提供参考依据.     

层间氧化带砂岩型铀矿中铼的地球化学行为及找矿意义探讨

铼是地壳中一种极度分散的元素。在层间氧化带边界上 ,铼与铀的沉淀条件近似 ,在铼富集的层间氧化带砂岩型铀矿床中 ,铼富集的范围几乎与铀矿卷重叠。本文根据自然界已查证的层间氧化带砂岩型铀矿中铼、铀同消长的基本事实 ,对现阶段铼在层间氧化带砂岩型铀矿勘查中的找矿意义提出质疑。     

正向构造对层间氧化带砂岩型铀矿成矿和定位的控制

正向构造指的是与铀矿带或铀矿床产出位置相关的背斜、隆起、上升断块等矿床地质构造。伊犁盆地南缘、吐哈盆地西南缘、酒东盆地东北缘等砂岩型铀矿成矿带的产出特征表明,层间氧化带砂岩型铀矿床、矿段和矿点总是选择性地就位于正向构造之中。其原因在于层间氧化带砂岩型铀矿的成矿机理所决定。即正向构造抬升了容矿层位,使其出露或接近地表,容易接受补给区含氧含铀水的渗入,造成主砂岩层的层间氧化,铀在主砂岩层中迁移,并在氧化还原界面还原成矿。因此,正向构造对氧化带砂岩型铀矿成矿和定位的作用应引起足够重视,它可以作为产铀盆地砂岩型铀矿带成矿远景区段识别和预测的一项重要判据。     

Elemental Geochemistry of the Interlayer Oxidation Zonein the Shihongtan Sandstone Type Uranium Deposit, Xinjiang

1 Geological Setting making the southern margin of Turpan-Hami basin one of the important uranium-productive regions of interlayer The Turpan-Hami basin is one of the three greatest basins oxidation type sandstone-hosted uranium deposits inin the Xinjiang Uygur Autonomous Region. It is located in China. Up to now, the large-scale Shihongtan uraniumthe Junggar-Turpan microplate at the southeastern end of deposit and some uranium ore occurrences have beenthe Kazakhstan-Junggar plate. The b…     

U redox fronts and kaolinisation in basement-hosted unconformity-related U ores of the Athabasca Basin (Canada): late U remobilisation by meteoric fluids

Proterozoic basement-hosted unconformity-related uranium deposits of the Athabasca Basin (Saskatchewan, Canada) were affected by significant uranium redistribution along oxidation–reduction redox fronts related to cold and late meteoric fluid infiltration. These redox fronts exhibit the same mineralogical and geochemical features as the well-studied uranium roll-front deposits in siliclastic rocks. The primary hydrothermal uranium mineralisation (1.6–1.3 Ga) of basement-hosted deposits is strongly reworked to new disseminated ores comprising three distinctly coloured zones: a white-green zone corresponding to the previous clay-rich alteration halo contemporaneous with hydrothermal ores, a uranium front corresponding to the uranium deposition zone of the redox front (brownish zone, rich in goethite) and a hematite-rich red zone marking the front progression. The three zones directly reflect the mineralogical zonation related to uranium oxides (pitchblende), sulphides, iron minerals (hematite and goethite) and alumino-phosphate-sulphate (APS) minerals. The zoning can be explained by processes of dissolution–precipitation along a redox interface and was produced by the infiltration of cold (<50°C) meteoric fluids to the hydrothermally altered areas. U, Fe, Ca, Pb, S, REE, V, Y, W, Mo and Se were the main mobile elements in this process, and their distribution within the three zones was, for most of them, directly dependent on their redox potential. The elements concentrated in the redox fronts were sourced by the alteration of previously crystallised hydrothermal minerals, such as uranium oxides and light rare earth element (LREE)-rich APS. The uranium oxides from the redox front are characterised by LREE-enriched patterns, which differ from those of unconformity-related ores and clearly demonstrate their distinct conditions of formation. Uranium redox front formation is thought to be linked to fluid circulation episodes initiated during the 400–300 Ma period during uplift and erosion of the Athabasca Basin when it was near the Equator and to have been still active during the last million years. A major kaolinisation event was caused by changes in the fluid circulation regime, reworking the primary uranium redox fronts and causing the redistribution of elements originally concentrated in the uranium-enriched meteoric-related redox fronts.     

Rare earth and other rare elements in uranium ores of paleovalley deposits in the Vitim district: Distribution,occurrence, and applied implications

The degree of concentration and REE and Zr distribution and occurrence in uranium ore samples from paleovalley deposits are considered. Various types of REE distribution in ores with variable uranium content has been revealed: the negative type with predominance of LREE in ordinary ore and the V-shaped type with significant growth of Y, MREE, and HREE contents in high-grade ore. In addition, the relationship between U, on the one hand, and MREE, HREE, Y, and Zr, on the other hand, has been established. Predominant isomorphic incorporation of these elements into various uranium constituents is suggested. The conclusion was arrived at about the most probable gain of REE and Zr along with U on various geochemical barriers from postvolcanic thermal carbonated and sulfuric-acid aqueous solutions enriched in these chemical elements. The significant enrichment of uranium ore in REE confirms the real possibility of recovery of them as a by-product from working solutions in the process of in situ uranium leaching.     

吐哈盆地十红滩铀矿床铀成矿过程中微生物—有机质相互作用研究

生物、有机质成矿作用是目前国际成矿作用研究前沿领域。本文以我国典型层间氧化带砂岩型铀矿床——吐哈盆地十红滩铀矿床为研究对象,分析了矿床的有机质、微生物地球化学特征,探讨了有机质和微生物的相互作用。认为好氧微生物积极地参与了矿床层间氧化带的形成。氧化带铁的生物氧化作用催化了铀的氧化、溶解以及迁移,为铀成矿提供了重要的铀源条件。在氧化还原过渡带,硫酸盐还原菌利用有机质生物化学作用的产物——轻烃和可溶有机物作为碳源,使容矿层地下水中硫酸盐发生还原作用形成硫化氢,地下水Eh降低和pH向弱酸性转化,导致铀的还原成矿和吸附成矿作用,有机质和微生物的相互作用对矿床的形成具有重要的控制作用。     

新疆准噶尔盆地北西部层间氧化带砂岩型铀矿形成条件分析

本文从盆地结构、沉积盖层构造特征、盆地沉积的岩相条件及岩石地球化学地特征、区域水文地质条件以及沉积盖层中的后生改造作用等方面，分析准噶尔盆地北西部层间氧化带砂岩型铀矿形成的地质条件。     

试论砂岩型铀矿成矿机制和成矿作用动力学问题

文章初步讨论了我国北方表生、后生、渗入型砂岩型铀矿的成矿机制和成矿作用动力学问题。成矿作用包括了氧化-还原作用、有机质作用、水-岩相互作用、有机-无机作用和流体动力学等地球化学过程动力学,尤其是水-岩相互作用的流体输运-化学反应过程动力学和有机-无机作用过程。砂岩型铀矿成矿中地球化学障的形成和铀的富集是这些过程多重耦合的结果。识别这些地球化学过程的动力学机制有利于理解矿床成因和确立勘查目标。     

Controls on the geochemistry of rare earth elements along a groundwater flow path in the Carrizo Sand aquifer,Texas, USA

Groundwater samples were collected along a groundwater flow path in the Carrizo Sand aquifer in south Texas, USA. Field measurements that included pH, specific conductivity, temperature, dissolved oxygen (DO), oxidation–reduction potentials (Eh in mV), alkalinity, iron speciation, and H₂S concentrations were also conducted on site. The geochemistry (i.e., concentrations, shale-normalized patterns, and speciation) of dissolved rare element elements (REEs) in the Carrizo groundwaters are described as a function of distance along a flow path. Eh and other redox indicators (i.e., DO, Fe speciation, H₂S, U, and Re) indicate that redox conditions change along the flow path in the Carrizo Sand aquifer. Within the region of the aquifer proximal to the recharge zone, groundwaters exhibit both highly oxidizing and localized mildly reducing conditions. However, from roughly 10 km to the discharge zone, groundwaters are reducing and exhibit a progressive decrease in redox conditions. Dissolved REE geochemical behavior exhibits regular variations along the groundwater flow path in the Carrizo Sand aquifer. The changes in REE concentrations, shale-normalized patterns, and speciation indicate that REEs are not conservative tracers. With flow down-gradient, redox conditions, pH and solution composite, and adsorption modify groundwater REE concentrations, fractionation patterns, and speciation.