伊犁蒙其古尔铀矿床含矿层砂岩中黄铁矿形成机制及对铀成矿的指示意义

蒙其古尔铀矿床为伊犁盆地南缘大型层间氧化带砂岩型铀矿床,为查明该矿床含矿层中黄铁矿成因及其形成机制,探讨微生物参与铀成矿过程。文章对含矿层砂岩中黄铁矿与铀矿物矿物学特征、黄铁矿S同位素与碳酸盐胶结物的C-O同位素开展细致研究。研究表明:①蒙其古尔铀矿床中铀主要以铀矿物与吸附铀形式存在,吸附铀主要为有机质吸附铀,铀矿物以沥青铀矿为主,多与黄铁矿、炭屑共生;②蒙其古尔铀矿床含矿层砂岩中黄铁矿主要以自形晶、草莓状和不规则状集合体产出,多与沥青铀矿、碳酸盐胶结物共生,其中黄铁矿S同位素(δ~(34)S_(V-CDT)=-68.4‰～22.1‰)与碳酸盐胶结物的C-O同位素(δ~(13)C_(V-PDB)=-10.2‰～-7.4‰,δ~(18)O_(V-PDB)=-9.6‰～-5.8‰)分析表明黄铁矿具有细菌硫酸盐还原(BSR)与有机物热解2种成因,并探讨了这2种不同成因黄铁矿的形成机制。③结合前人研究成果,认为硫酸盐还原菌(SRB)参与蒙其古尔铀矿床铀成矿过程,以间接还原方式为主,在有机质、黏土矿物与颗粒表面吸附U(Ⅵ)的基础上,通过硫酸盐还原菌(SRB)还原SO_4~(2-)产生的H_2S将U(Ⅵ)被还原成U(Ⅳ),形成铀矿物。     

江西相山矿田脉石矿物微量元素特征及其地质意义!

对江西相山矿田与铀矿床及铅锌矿床有成因联系的脉石矿物和赋矿围岩的微量元素及稀土元素进行了研究,结果表明,铀矿床与铅锌矿床成矿物理化学条件各具特点:与铀矿床相关的脉石矿物中微量元素含量普遍较低,低于与铅锌矿床相关的相同脉石矿物微量元素含量,说明它在形成过程中或形成后经历了外界大气降水的淋滤作用;在稀土元素配分图上,围岩与铅锌矿床脉石矿物较接近,而与铀矿床脉石矿物相差较大,说明铅锌矿床的脉石矿物与围岩具有一定的相关性,而铀矿床的脉石矿物与围岩之间差异性较大;相同脉石矿物在成矿期和成矿期后∑REE、LREE/HREE和Eu正负异常情况差别较大;铀矿床成矿期脉石矿物具有极低的Th/U值(0.12),显示幔源特征,而铅锌矿成矿期脉石矿物的Th/U值(11.2)高于富矿围岩(5.33);通过Eu的正负异常情况和微量元素比值判断,铀矿床和铅锌矿床在成矿阶段,均经历了由高温环境向低温还原环境演化的过程,铅锌矿床的成矿温度整体高于铀矿床。     

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。     

热液铀矿床还原型“成矿激发因素”的特征及其找矿意义

对还原型"激发成矿"因素进行了深入的探讨,认为还原型"成矿激发因素"热液铀矿床是由成矿溶液流到成矿空间,Eh骤然显著降低,达到矿质沉淀所需的还原条件引起铀成矿.热液铀矿床还原型"成矿激发因素", 按还原剂的来源分为两个亚类:内在还原亚类和环境还原亚类.重点阐述还原型"成矿激发因素"的分类、特征、形成条件、代表性的矿床及找矿意义.为衡量环境(围岩)还原能力,提出了环境还原指数E=(R+S+C)/(氧当量数+氟、氯当量数),来表示环境(围岩)还原能力与铀成矿的关系.     

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.     

赣南上窖铀矿床微量元素地球化学特征与成矿模型

通过对比研究赣南上窖铀矿床各类岩(矿)石的微量元素、稀土元素地球化学特征,讨论了上窖铀矿床的成矿物质来源与成矿模型。地质、元素地球化学资料表明:(1)印支早期花岗岩与燕山早期花岗岩较高的U含量和较低的Th/U值,反映了两者均具备为区内铀成矿提供充足铀源的能力,并且燕山早期花岗岩提供铀源的潜力更大。(2)水云母化蚀变基本不改变原岩微量元素、稀土元素的含量和配分特征,但叠加赤铁矿化时则伴随U的富集甚至矿化,出现稀土元素的活化转移,说明赤铁矿化与铀矿化关系更为密切。(3)辉绿岩的微量元素配分曲线具有幔源特征,明显区别于花岗岩和铀矿石,且蚀变辉绿岩的U含量和U/Th值明显较新鲜辉绿岩高,说明上窖铀矿床的成矿物质非源于辉绿岩;矿床大面积的赤铁矿化暗示辉绿岩为铀成矿作用提供了发生氧化还原反应的挥发分和矿化剂(CH_4、CO、CO_2、H_2S、Fe~(2+)),从而使迁移态的U6+还原成U4+并沉淀成矿。(4)铀矿石与花岗岩的微量元素配分曲线相似程度高,且为递变关系,说明上窖铀矿床的成矿物质来源于花岗岩;铀矿石的稀土元素总量明显低于花岗岩和辉绿岩,表明成矿流体具贫稀土元素的性质。根据上窖铀矿床的成矿地质背景、岩体-构造-蚀变"三位一体"控矿要素以及微量元素地球化学特征,进一步补充和完善了该矿床的成矿模型。     

沉积盆地中金属成矿与油气成藏的耦合关系

沉积盆地中与油气密切相关的金属矿床主要包括密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床、砂页岩型铜-铀矿床、黑色页岩中的金属硫化物矿床、沉积岩容矿的金-锑-砷-汞-铊矿床等。金属矿床与(古)油气藏在空间上的密切共生/伴生关系,暗示了二者成因上的有机联系。在许多MVT铅锌矿床和砂页岩型铜矿床中,与成矿关系密切的原油及其衍生物形成于矿化前,它们为随后的金属成矿直接提供还原硫或充当硫酸盐还原反应的还原剂。在另一些情况下,某些低温热液金属矿床,特别是Au、As、Hg、Sb、Tl矿床与油气表现出同源、同运、同聚的耦合关系,金属成矿与油气成藏同时或近同时进行。与油气具不同耦合关系的金属矿床常表现出不同的特点。与成藏和/或成矿有关的盆地流体大致可分为以碳氢化合物为主的有机流体、以含金属盐水溶液为主的无机流体以及同时富含烃类和金属组分的有机成矿流体3类,盆地中的成矿、成藏作用及其耦合关系受控于这三类流体的演化过程。沉积盆地中金属矿床与油气藏空间上密切的共生/伴生关系以及成矿、成藏过程和机理的相似性,使金属与油气矿产资源的协同勘探和综合预测成为可能。     

砂岩型铀矿集聚区成矿背景与成矿条件——以东胜砂岩型铀矿床为例

成矿大地构造背景、盆地形成地质环境及其盆地类型、后期构造改造等是砂岩型铀矿形成前提条件;砂岩型铀矿主要受外生沉积条件、后成水文条件及物理化学环境制约;以东胜大型砂岩型铀为例,对砂岩型铀矿成矿机制与演化、铀矿床空间分布特点及规律等方面进行讨论;探讨了鄂尔多斯盆地地质背景、成矿条件、矿床地质特征、控矿因素及成矿作用,提出砂岩型铀矿成岩、后生、低温热液成矿阶段形成的特态相矿物群,论述了低温成矿作用的矿物学及物理化学证据,认为东胜大型砂岩型铀矿具有沉积预富集-古层间氧化淋滤-后生二次还原与交代的成因特征.     

开鲁盆地钱家店铀矿区铼的地球化学特征与成矿作用

通过对开鲁盆地钱家店铀矿床中稀散元素铼（Re）的地球化学特征研究,并结合前人成果,探讨了研究区与铀相伴生的铼元素成矿作用。结果表明,钱家店铀矿床砂岩铀矿石中稀散元素Re的含量高,已完全达到伴生矿综合利用指标,可以尝试在地浸液循环过程中加以析出。Re与Fe2+/Fe3+、Se、U及有机碳相关性好,有较密切的共生关系;与稀土元素相关性极差,揭示了相异（相反）于稀土元素表生稳定的性质。钱家店地区铼矿床的形成经历了五个阶段:铼预富集阶段、上白垩统姚家组含矿主岩形成及沉积成矿阶段、层间渗入氧化水动力主成矿阶段、古近纪浅层氧化改造及热活动铼叠加成矿阶段、新近纪油气扩散还原保矿阶段,这五个阶段与该区铀的空间分布具有较好的相似性。     

富大陆相火山岩型铀矿床的成矿模式

本文在剖析国内外富大（超大）陆相火山岩型铀矿床产出特征、成矿机理的基础上,建立了富大陆相火山岩型铀矿床的成矿模式：富铀的花岗岩或花岗岩化基底是该类型矿床形成的基础;成矿前多旋回、多阶段的火山喷发是矿床形成的前提;强烈伸展拉张的构造环境是矿床形成的关键[1];成矿后相对圈闭的地质环境是可靠的保矿条件。作者应用这一模式解释了国内外一些富大铀矿床（俄罗斯斯特列措夫超大型铀矿床、蒙古多尔诺特超大型铀矿床、澳大利亚奥林匹克坝Cu－U－AU－REE超大型矿床及中国460和邹家山富大铀矿床）的产出规律,并与661大型贫矿床进行了对比。     

二连盆地赛汉高毕铀矿床渗出成矿作用和模式

通过探讨二连盆地赛汉高毕铀矿成矿作用,构建铀成矿模式,总结成矿特征,提炼关键控矿要素,可指导矿床外围、深部和类似地区铀矿找矿。文章基于赛汉高毕铀矿床构造、建造、油气演化、铀矿化、铀成矿时代等分析,详细阐述了矿床矿石矿物、矿石元素地球化学特征。确认赛汉高毕铀矿床产于赛汉组上段建造间古河道中,受准宝力格深切断陷、贯通性断裂、赛汉晚期深切河道联合控制,形成透镜状或板状铀矿体,铀成矿作用与区域油气逸散活动、挤压构造活动密切相关;铀矿石中Ca O+Al₂O₃和P₂O₅与铀含量呈正相关,Co、Ni、Zn含量高,Fe²⁺/Fe³⁺总体小于0.8;各类砂岩中酸解烃含量均比较高,Th/U均小于2,表明赛汉组上段原生环境主要为红杂色的氧化环境,灰色含矿砂体主要是渗出还原成因;矿石中铀是以多种铀矿物形式存在,主要有黄铁矿-铀矿物型、地沥青包裹铀矿物型和微粒碎屑铀矿物型。赛汉高毕铀矿床主要为渗出成矿作用,赋存于深部的富含有机质和四价铀的流体沿贯通断裂或高角度不整合和下切河道运移至...     

伊犁盆地油气与地浸砂岩型铀矿成矿关系研究

伊犁盆地南缘中、下侏罗统水西沟群产有数个可地浸的砂岩型铀矿床。前人对这些铀矿床的成因认识基本上都是层间氧化带成因观点,但对铀矿化的富集机理研究不够深入,普遍认为铀成矿富集机理是含矿层沉积时堆积的有机质及沉积成岩阶段形成的硫化物对层间渗入氧化水中铀的还原吸附作用。油气包裹体及其气相色谱特征研究表明,盆地至少发育过一期石油和一期天然气运移、聚集过程;铀矿床含矿砂岩中的油气来源于深部二叠纪或更老地层的较成熟的烃源层。油气一方面消耗了含矿含水层中的大量氧气,造就了含矿层较强的还原环境;另一方面也参与了铀成矿过程的氧化还原反应,加速了铀还原、沉淀、富集成矿的速度。结合盆地断裂构造研究,本文推断深部油气主要沿近EW向东曼里塔勒迪深大断裂和NWW—SEE向霍城托开深大断裂向上运移,造成断裂附近形成较强的还原障,进而控制了盆地砂岩型铀矿床(点)的空间分布。     

相山铀矿田邹家山矿床流体包裹体研究

笔者对相山铀矿田邹家山矿床铀矿石中的流体包裹体进行研究,结果表明该矿床的均一温度分布范围较广,为122～360℃。矿床形成温度有两个阶段,分别是高温阶段213～360℃(平均值为263.1℃)和低温阶段122～185℃(平均值为142.7℃),属于中低温热液铀矿床。高温阶段盐度变化范围为(1.74～7.31)wt%(平均值为3.77wt%),低温阶段盐度变化范围为(0.88～2.57)wt%(平均值为1.64 wt%)。矿床成矿溶液高温段的平均密度0.78g/cm3,成矿压力204.57×105 Pa,成矿深度0.68km;低温段的平均密度0.92g/cm3,成矿压力96.08×105 Pa,成矿深度0.32km。据此推测,邹家山铀矿床的成矿流体来源主要是岩浆期后热液,同时伴有大气水热液。     

层间氧化带边界类型划分与铀成矿潜力评价

层间氧化带型铀矿床只与特定背景条件下形成的部分层间氧化带有关,铀元素沉淀富集于层间氧化带前锋线及其附近;在该区域地球化学性质完全不同的氧化与还原介质相互作用;对于铀成矿作用来说,氧化作用的效果是十分重要的,可以通过采集目的层相同岩性在正常氧化带和正常原生带的样品,分析其铀含量比值,间接反映氧化作用使铀从围岩中带出的能力;铀是否成矿主要取决于层间氧化带前锋线还原障的还原能力,参照岩石原生地球化学类型划分原则,岩石还原能力可划分为强还原能力(C有机质＞0.3%)、中等还原能力(C有机质0.05%～0.3%)、弱还原能力(C有机质＜0.05%)3个等级;以反映岩石还原能力的有机质含量为横座标,以0.05%和0.3%分别作为划分弱中、中强还原能力的分界线:以反映氧化作用效果的U氧化/U还原为纵座标,以 0.5和1分别作为氧化作用效果好与较好、较好与差的分界点:划分层间氧化带边界类型为9类:根据不同层间氧化带前锋线边界类型的成矿潜力差异,可作为对目标区进行层间氧化带型铀成矿潜力评价的依据.     

岌岭铀矿床绿泥石特征与地质意义

岌岭铀矿床位于龙首山铀成矿带中段,是我国典型的碱交代型铀矿床之一。绿泥石化在岌岭铀矿床中广泛出现,是重要的蚀变类型和找矿标志之一。前人在绿泥石方面的研究主要通过绿泥石地质温度计来估算成矿相关温度及讨论成矿环境。本文对岌岭铀矿床矿化岩中绿泥石开展了岩相学研究和电子探针化学成分分析,划分了绿泥石类型,估算了绿泥石形成温度和相关特征值,讨论了绿泥石与铀成矿的关系。得出以下几点认识:1)岌岭铀矿床绿泥石主要包含4类,即裂隙充填型、浸染分布型、黑云母蚀变型及长石蚀变型,其中裂隙充填型和浸染分布型绿泥石与铀成矿相关,而黑云母蚀变型和长石蚀变型与铀成矿无关;2)根据绿泥石(Fetotal/Fe+Mg)/Si分类图解确定了岌岭铀矿床绿泥石均属于辉绿泥石;3)采用半经验地质温度计估算了岌岭铀矿床绿泥石形成温度,与铀成矿无关绿泥石形成温度介于129～297℃,平均值为242℃,与铀成矿相关的绿泥石形成温度介于112～264℃,平均值为190℃,属中低温范畴;4)与铀矿物无共生关系的绿泥石化热液活动使围岩物理化学性质发生改变,同时活化黑云母中富铀副矿物中的铀。在与铀矿物有关的绿泥石化热液活动中,Fe、Mg从热液中迁出形成绿泥石,导致流体化学性质变化,破坏了流体的稳定性,促使铀从流体中富集沉淀。     

开鲁盆地钱家店铀矿床成矿地质条件及勘探潜力分析

钱家店铀矿床赋存于开鲁盆地上白垩统姚家组辫状河流相沉积体系中,经过对矿床铀矿化特征、成矿地质条件及成因机理的研究,认为其成矿类型归属于层间氧化带砂岩型。该矿床铀源丰富,有适宜的水文地质条件,平缓西倾的单斜地层和贯通的深大断裂,以及发育良好的辫状河流相砂体,这些都为铀矿床的形成提供了良好条件。姚家组地层中还原组分含量相对较高,局部形成了有利于铀富集的地球化学障。泥-砂-泥岩石组合及油气提供的还原环境,对铀矿床的形成及保矿起到一定作用。近期,在钱家店凹陷北段和中部地区又有新的铀矿化发现,极大提升了该区的勘探潜力,已成为矿床今后勘探的重点区块。     

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。     

粤东北桃源铀矿床黄铁矿地球化学特征及其地质意义

粤东北桃源铀矿床位于华南铀成矿省武夷山铀成矿带,其矿床成因、成矿物理化学环境特征等还未开展深入研究。黄铁矿的地球化学特征往往能够有效地反映其形成时的地球化学环境。桃源铀矿床中黄铁矿与沥青铀矿成因关系密切。因此笔者在野外地质调查和岩相学基础上,利用LA-ICP-MS原位分析技术,对桃源矿床黄铁矿主、微量元素开展研究。结果表明:(1)黄铁矿主量元素w(Fe)=41.64%～49.39%,平均值为45.83%;w(S)=50.56%～57.62%,平均值为53.73%,w(Fe)/w(S)=0.73～0.98,平均值为0.85,表明其形成环境是一个微弱缺铁,相对富硫的相对封闭的地球化学环境;(2)黄铁矿中相对富集Si、Na、Al、K、Ca、Cr、Co、Ni、Ti、Cu、Ge、As、Se、Bi、Pb等微量元素;(3)绝大多数微量元素与主量元素Fe、S无明显线性关系,表明在黄铁矿形成过程中,这些微量元素的地球化学行为除受到类质同象因素的影响外,还受其他因素影响;(4)成矿元素U与部分微量元素显示出较好的正相关关系,其中Na、Ti等元素含量高表明与铀矿物在空间上紧密相关的黄铁矿形成于成矿早期的碱性热液蚀变阶段,而非成矿期,要早于铀成矿时间,并为铀成矿提供还原剂;(5)黄铁矿内部微裂隙发育,成矿期铀矿物容易进入其中,从而引起裂隙附近铀含量升高。伴随的高含量As表明其形成于中低温热液环境。     

相山铀矿田黄铁矿微量元素、硫同位素特征及其地质意义

相山铀矿田位于江西省境内的相山火山盆地中,是中国目前最大的火山岩型铀矿田。文章利用电子探针(EPMA)和激光剥蚀多接收电感耦合等离子质谱仪(LA-MC-ICP-MS)技术对矿田内几个典型铀矿床(居隆庵、河元背和沙洲矿床)中矿前期热液蚀变阶段形成的黄铁矿分别进行了微量元素及S同位素组成特征研究。研究结果表明,矿田内铀矿床中黄铁矿的Co/Ni比值主要介于2.00～6.00,支持其为热液成因。黄铁矿的δ34S值总体变化于+0.1‰～+16.2‰,但西部与北部铀矿床之间黄铁矿δ34S值存在显著差异:西部铀矿床(居隆庵、河元背)中黄铁矿δ34S值为+0.1‰～+8.4‰,介于矿田内新元古代基底变质沉积岩δ34S值(+7.9‰～+9.4‰)与壳源岩浆δ34S值(-5.0‰～+5.0‰)之间,暗示S可能来自基底变质沉积岩硫与围岩(流纹英安岩和碎斑熔岩)中硫化物的硫的混合;北部沙洲铀矿床中黄铁矿的δ34S值为+7.5‰～+16.2‰,与蒸发硫酸盐δ34S值相接近,表明硫的来源可能主要与矿田西北侧红盆内硫酸盐的热化学还原(TSR)相关,围岩(花岗斑岩)中的Fe2+在还原过程中发挥了重要作用。同时,热化学还原产生的H2S与围岩中的Fe2+进一步结合形成黄铁矿。铀成矿期含铀热液中的六价U(Ⅵ)与铀成矿前期形成的上述黄铁矿发生氧化还原反应,导致铀沉淀成矿。     

粤北书楼丘铀矿床黄铁矿原位微量元素、 硫同位素组成及矿床成因指示

书楼丘铀矿床作为长江铀矿田重要的组成部分之一,其成矿流体特征、来源及成矿环境研究相对较少.依据黄铁矿晶型特征及其与其他矿物共生组合特征,将书楼丘铀矿床中脉石矿物黄铁矿的形成划分为成矿前期(Py I)、成矿期(PyⅡ)及成矿晚期(PyⅢ)三个时期,成矿期又被划分为成矿早阶段(PyⅡa)和主成矿阶段(PyⅡb).采用激光剥...