鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿成矿地质条件和关键控矿要素分析

鄂尔多斯盆地是我国北方重要的产铀盆地之一, 具有优越的成矿地质条件和找矿前景。本文通过总结该盆地的砂岩型铀矿调查研究成果, 系统梳理铀矿成矿地质条件, 探讨关键控矿要素和找矿潜力。结果表明, 鄂尔多斯盆地外部蚀源区铀源丰富, 北部造山带地质体的Th/U比值和ΔU铀迁移量相对最大, 对盆内的铀源贡献率最高; 盆缘斜坡带发育的微隆起带构造控制了铀矿床的空间定位, 断裂构造对盆地西缘和西南缘地区的铀成矿发挥了控制和改造作用; 古气候、沉积环境决定了由盆地东南部向西北部地区, 含铀层位由直罗组下段下亚段逐渐演变成直罗组下段上亚段, 表现了明显的迁移规律性; 直罗组下段的煤线和碳质泥岩发育特征制约了铀矿层的空间分布; 铀矿体主要发育在辫状河主河道边部和辫状河三角洲分流河道, 优先富集于有机质丰富、非均质性强、岩性多变的部位。在此基础上, 建立了6个关键控矿要素和相关找矿判别指标, 针对盆内5个铀矿(矿化)集中区分析了砂岩型铀矿的找矿潜力, 提出了下一步找矿方向     

二连盆地恩格日音砂岩型铀矿床地质特征及成矿作用初探

恩格日音铀矿床是近年在二连盆地马尼特坳陷南缘新发现的一处大型砂岩型铀矿床。矿体在平面上呈近EW向展布,矿带长度超过7.6 km,宽度400～800 m,垂向上可分为三层,产状较平缓,主要赋存于下白垩统赛汉组冲积扇相及辫状河道相灰色粗砂岩、细砂岩、泥质砂砾岩中,呈层状、透镜状产出。矿石以低品位含铀碎屑岩型为主,铀主要以吸附态赋存于杂基中,其次以沥青铀矿和铀石形式存在。矿区主要蚀变类型包括黄铁矿化、褐铁矿化、绿泥石化、黏土化等,其中黄铁矿化与铀矿化关系密切。恩格日音铀矿床上部矿体成矿类型属于层间氧化带型,下部矿体形成时代为早白垩世晚期115.1±5.9Ma,与赛汉组下段沉积时期接近,成矿类型属于沉积同生型,该结论深化了马尼特坳陷南缘铀成认识,拓宽了该区铀矿找矿方向。     

鄂尔多斯盆地纳岭沟地区铀矿物赋存形式研究及其地质意义

纳岭沟铀矿床位于鄂尔多斯盆地东北部的伊陕单斜构造区,该区含矿主岩为中侏罗统直罗组下段下亚段。本文通过电子探针、能谱及背散射分析等方法,详细研究了该区目的层砂岩的铀矿物类型及其赋存形式,并对其矿物组合特征及期次等进行了探讨。结果表明纳岭沟地区铀矿物主要为铀石,还有少量的含钛含铀矿物、沥青铀矿、铀钍石等。铀矿物与黄铁矿、蚀变钛铁矿、锐钛矿/白钛石、粘土矿物等密切共生,呈毛刺状或微细柱状产于矿物边缘,或呈粒状产于黑云母解理缝中,另外也见产于碎屑颗粒中。结合电子探针及背散射分析,对蚀变黑云母解理缝中黄铁矿及铀石成因、以及蚀变钛铁矿与铀特殊关系进行了初步探讨。另外该区存在高Y和低Y元素两种铀石类型,沥青铀矿可能为原铀矿物蚀变残留,结合矿物蚀变期次,初步认为该区含铀砂岩至少遭受两期不同成矿流体作用,多源流体耦合成矿可能是砂岩型铀成矿的重要机制之一。     

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床目的层岩石学及铀存在形式

中侏罗统直罗组下段下亚段是纳岭沟铀矿床的主要含矿层位,该层段发育辫状河沉积体系,砂体连通性、渗透性好,富炭屑、黄铁矿等还原质,具有良好的铀成矿条件。本文通过显微镜下观察、X射线衍射分析、扫描电镜等分析测试手段,对纳岭沟铀矿床直罗组下段下亚段砂岩岩石学特征进行研究,观察含铀矿目的层砂岩中的蚀变现象及蚀变矿物特征,探究黏土矿物、黑云母等矿物的蚀变转化关系。通过α蚀刻径迹、电子探针实验等分析测试手段,对纳岭沟铀矿床铀矿物的成分类型和存在形式进行探究。探讨含铀矿层砂岩岩石学特征与铀矿物存在形式之间的关系,发现纳岭沟铀矿床铀的富集、赋存形式、成分类型与含矿砂岩中的矿物蚀变转化中的物质交换密切相关,纳岭沟铀矿床铀成矿是受古层间氧化带控制,叠加了后期热液流体改造作用的结果。     

鄂尔多斯盆地南缘店头铀矿床矿化特征及其与东胜铀矿床对比

店头铀矿床是产于中侏罗统直罗组下岩性段顶部褪色蚀变带与灰色砂岩过渡部位的砂岩型铀矿,矿化严格受褪色蚀变带与灰色岩石界线的控制,矿体形态呈似层状,矿石中铀矿物主要为铀石,并出现一套黄铁矿-黄铜矿-方铅矿-闪锌矿低温热液矿物组合,同时发现少量硒铅矿。铀成矿年龄为98～110Ma1,41.8±9.3Ma,51.0±5.8Ma。通过对店头铀矿床与东胜铀矿床主要特征研究,店头铀矿床的铀成矿地质背景和铀矿化特征与东胜铀矿床较为相似,两个矿床可以对比。但也存在较为明显的差异,店头铀矿床岩石成岩程度较高,东胜铀矿床则较低;店头铀矿床油气显示以中质油为主,而东胜铀矿床以天然气为主。店头铀矿床同东胜铀矿床主要形成于盆地由成盆坳陷向隆升剥蚀转变的过程中(K1末—N2),铀成矿作用由早期渗入层间氧化或层间—潜水氧化作用为主导,转变为晚期深部渗出的含油、气低温热液与地表渗入含氧含铀水相互作用改造、叠加富集铀成矿作用。第三纪晚期之后不再有新的铀矿物生成,主要存在逸散油、气的还原保矿作用。     

东胜铀矿田的铀石研究

东胜铀矿田位于鄂尔多斯盆地东北部,铀矿床均产于侏罗系中统直罗组下段下亚段的砂岩中,为砂岩型铀矿床。矿床中铀矿物颗粒非常细小(多为0.n~nμm),通过电子探针对矿石的详细研究,发现铀矿物以铀石为主,铀石主要产于砂岩的杂基中,多围绕细粒黄铁矿(或白铁矿)产出,并部分交代黄铁矿。部分铀石围绕氧化的钛铁矿或砂岩的碎屑颗粒边缘产出。经扫描电镜研究发现,铀石为颗粒极为细小的四方柱状与锥面的聚形晶体,呈浸染状或聚集成放射状的球粒分布。同时通过重矿物分离出的铀矿物,经X-射线衍射分析,确认为铀石无疑。     

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床铀矿物特征与形成机理

纳岭沟铀矿床位于鄂尔多斯盆地北东部,是我国近年发现的一个特大型砂岩铀矿床,铀矿体赋存于中侏罗统直罗组下段河流相砂体中,受古层间氧化带控制,呈板状。铀矿物主要为铀石、沥青铀矿和钛铀矿,其中铀石是最主要的铀矿物。沥青铀矿中w(CaO)较高;铀石中w(UO_2)偏低、w(SiO_2)偏高,w(UO_2)/w(SiO_2)达到1:1.29,远低于正常值;钛铀矿则呈现U低Ti高的特点。根据各铀矿物的形成、富集机理,认为纳岭沟铀矿床在古层间氧化发育阶段赋矿砂体属于酸性环境,SiO_2活度较低,形成铀矿物主要为沥青铀矿。始新世晚期及以后,氧化作用不发育,赋矿砂体被二次还原,岩石地球化学环境由酸性转变为弱碱性,SiO_2活度增大,使早期阶段形成的沥青铀矿转变为铀石。钛铀矿主要是在氧化—还原作用下由含铀溶液中的铀(UO_2~(2+))交代重矿物—钛铁矿中的Fe2+而形成。     

浙北张家坞铀矿床矿石特征及铀的赋存状态研究

浙北湖州—安吉地区位于赣杭火山岩带北西侧,中生代火山岩分布广泛,发育有一系列的中小型火山岩型铀矿(化)点。张家坞铀矿床是浙北地区最大的火山岩型铀矿床,本文通过详实的野外观察,结合光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和电子探针等测试技术,对张家坞铀矿的矿石特征和铀的赋存状态进行深入研究。结果表明,矿石呈现红色具流纹构造,整体表现为热液作用的特征,矿石以发育有金属矿物黄铁矿、赤铁矿、金红石和闪锌矿,非金属矿物玉髓、绿泥石、磷灰石、绢云母和方解石为特征。铀的赋存主要以独立铀矿物沥青铀矿和铀石为主,少量赋存在含铀副矿物中。铀矿物颗粒细小从核部到边部依次为沥青铀矿、"铀石化"成因硅含量偏高的铀石("高硅铀石")和正常铀石。矿石和脉石矿物特征表现出成矿时可能是张扭性的构造环境和高温迅速转变为中-低温的成矿环境。从矿体、矿石、矿物、围岩蚀变特征和成矿环境等角度,推测张家坞铀矿属于中-低温热液成因铀矿床。     

鄂尔多斯盆地西南缘彭阳铀矿区矿物学研究及其对区域成矿的指示

绝大多数砂岩型铀矿均赋存于河湖相或滨浅海相等沉积地层中。彭阳铀矿床是近期在鄂尔多斯盆地西南部新发现的一个大型铀矿床,也是中国首个产出于风成砂岩中的砂岩型铀矿床。矿体主要赋存于洛河组砂岩中,岩性主要为中细粒长石砂岩和岩屑长石砂岩。洛河组以沙漠沉积相为主,靠近盆地边缘地区发育冲积扇及河流相沉积。本文在详细的野外调研和矿相学研究基础上,围绕富铀地层洛河组开展详细的矿物学研究,利用扫描电镜、背散射、电子探针等方法,发现洛河组中的铀矿物主要为沥青铀矿,其次为含钛铀矿物,以及少量铀石,基本查明了铀矿物的矿物学特征、化学成分及共生矿物组合。铀矿物大多呈星点状与锐钛矿、磷灰石(胶磷矿)、黄铁矿等密切共生,或者呈条带状分布于石英等碎屑颗粒边缘。与伊犁盆地和鄂尔多斯盆地典型矿床的团块状铀矿物相比,彭阳铀矿床的铀矿物以多呈星点浸染状为特征。洛河组风成砂岩中还原剂十分缺乏,推测有油气等还原物质参与了砂岩型铀矿的氧化还原作用并导致铀矿的沉淀富集。     

鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿伴生矿物组合及其地质意义

特征矿物是地质作用的直接记录,研究铀矿物伴生组合类型和特征为探讨铀矿床成因提供直接信息。本文以鄂尔多斯盆地东北部杭锦旗?纳岭沟地区含铀岩系中侏罗统直罗组为研究对象,通过岩心观察、显微观察、扫描电镜和电子探针分析等,系统研究了含铀砂岩中铀矿物种类、赋存特征及典型矿物伴生组合类型,在此基础上,结合铀成矿过程中流体作用探讨了铀成矿机理。取得的主要成果和认识如下:(1)研究区含矿目的层最主要的矿物类型为铀石,与铀矿物相关的矿物组合包括:莓球状黄铁矿?铀石、黑云母?它形黄铁矿?铀石、胶状黄铁矿?铀石、钛铁矿?锐钛矿?铀石、高岭石?铀石、蒙脱石/伊蒙混层?铀石、方解石?铀石、有机质?铀石和石英?铀石9种;(2)研究区成矿环境经历了成岩期的中性?弱碱性氧化环境→弱酸性氧化环境→成矿早期的弱酸性还原环境→成矿中?晚期的弱碱性还原环境→成矿期后的碱性还原环境的转变;(3)铀矿物的富集可以分为5个阶段:①早期预富集的碎屑铀;②石英颗粒边缘富集的沥青铀矿;③莓球状、它形、胶状黄铁矿、高岭石、钛铁矿边缘沉淀富集,与酸性还原流体有关的铀石;④与石英、方解石、蒙脱石/伊蒙混层等伴生,与碱性还原流体有关的铀石;⑤与莓球状黄铁矿、胶状黄铁矿、方解石伴生的受中低温热液改造的铀石。综上所述,研究区主成矿作用受酸性和碱性还原流体共同控制。     

南岭成矿带铀矿地质特征、成矿规律与全位成矿模式

南岭成矿带是中国重要的铀矿基地,产出的铀矿床以花岗岩型为主,其次为碳硅泥岩型和少量砂岩型。本文通过搜集整理前人找矿勘查和科研成果,认为南岭成矿带多期多阶段构造演化为铀成矿作用提供了初始铀源、产铀花岗岩、断裂网络和含铀热液等有利的成矿条件。产铀花岗岩大多是由高硅、过铝、偏钾高碱的S型花岗岩,沿断裂分布的构造碎裂岩、蚀变岩和还原性地质体是有利的赋矿围岩。矿化与蚀变中心带发育沥青铀矿、黑色微晶玉髓、紫黑色萤石、胶状黄铁矿、赤铁矿、绿泥石等矿物组合。铀矿体形态多样,以中小规模、中低工业品位为主。南岭成矿带中新生代多阶段区域性拉张过程中形成了多阶段铀矿化。花岗岩型铀矿床分布于加里东隆起区花岗岩内部构造结和岩体接触带附近,矿体沿断裂与蚀变体一起赋存于氧化-还原界面和脆韧性构造转换面之间的"成矿壳层"内。南岭成矿带中新生代"空间全位"铀成矿模式显示,不同的构造层、不同的建造、不同的岩性及不同的部位均有铀成矿潜力,但由于具体成矿条件的不同组合而产出不同类型、不同规模、不同时间和不同强度的铀矿化。也就是说,难以排除某一空间部位不成矿的可能性。根据这一"全位"成矿的认识,从不同的角度对南岭成矿带中新生代铀成矿作用进行全面分析,找出尚未落实的"缺位",再根据工作区具体成矿条件指导铀矿找矿新突破。     

相山铀矿田邹家山矿床钛铀矿赋存特征及成因

随着开采深度的不断增加,邹家山铀矿床深部矿化的钛铀矿含量明显高于浅部。以铀矿石特征为研究重点,通过野外地质调查、岩相学、电子探针和化学分析等方法,初步查明钛铀矿的赋存特征：（1）钛铀矿包裹沥青铀矿;（2）围绕黄铁矿和二氧化钛矿物边缘生长;（3）钛铀矿在伊利石、磷灰石、萤石边缘产出;（4）少量沥青铀矿充填于钛铀矿中。钛铀矿空间分布特征为：在横向上集中于含矿断裂中,垂向上随深度增加而有含量增多的趋势。钛与铀的含量呈正相关关系,钛铀矿矿化仅有1期,而沥青铀矿则为两期。钛铀矿成因主要为沥青铀矿交代含钛矿物。     

鄂尔多斯盆地南部直罗—店头地区侏罗系直罗组沉积特征及铀成矿

鄂尔多斯盆地南部中侏罗统直罗组下段砂岩中已发现店头砂岩型铀矿床及多个铀矿点,但对于盆地南部直罗组沉积相研究较为薄弱,制约了砂岩型铀矿的进一步找矿工作。通过剖面实测、岩心编录,结合石油、煤炭、核工业地质钻孔资料,对鄂尔多斯盆地南部直罗—店头地区直罗组沉积特征进行精细刻画。在此基础上,探讨了沉积相与铀成矿的关系及下一步找矿方向。结果显示,直罗组下段砂体厚度30～65 m、砂地比在0. 6～0. 75之间,为砂质辫状河沉积。直罗组上段早期砂体厚度10～38 m、砂地比值在0. 15～0. 45之间,为曲流河沉积;直罗组上段沉积晚期研究区位于湖盆中心所在位置,为滨浅湖沉积。沉积环境、沉积相、辫状河河道交汇部位、砂体厚度、沉积物粒度及泥岩夹层对铀成矿具有重要控制作用。直罗组下段辫状河河道交汇或分叉部位应作为勘查重点,心滩亚相的含炭屑、黄铁矿砂质碎屑岩可作为铀矿化的找矿标志。     

开鲁盆地钱家店铀矿床铀的赋存状态及成因探讨

采用电子探针、能谱及背散射分析、扫描电镜、微区X射线荧光等实验方法,详细研究了钱家店铀矿床铀的赋存形式、含铀矿物类型,并对铀矿物相关的矿物组合类型及成因进行探讨。结果表明:(1)钱家店铀矿区铀的赋存形式包括铀矿物、吸附态铀以及含铀矿物三大类。其中,铀矿物类型主要为沥青铀矿,铀石次之,仅在局部可见含钛铀矿物等;吸附铀主要为高岭石吸附和有机质吸附。铀矿物常与黄铁矿、铁白云石、高岭石等密切共生,多呈胶状发育在黄铁矿、铁白云石边缘及裂隙内,也有呈粒状、球粒状独立分布,少数分布在碎屑颗粒内部。(2)研究区至少存在两期铀成矿相关流体:一期中性-弱碱性含铀流体形成的铀矿物围绕黄铁矿边缘发育,形成环边、似环边状,同时形成铁白云石为主的碳酸盐围绕黄铁矿外围发育;另一期含铀流体形成的铀矿物呈脉状充填在黄铁矿内部,无碳酸盐形成。(3)铀矿物(特别是铀石)中含有丰富的磷元素,扫描电镜也发现部分样品中存在富磷元素的微球粒状的铀石集合体,初步认为这是低温流体下微生物参与铀成矿作用的有力证据。     

鄂尔多斯盆地南部直罗—店头地区侏罗系直罗组沉积特征及铀成矿*

鄂尔多斯盆地南部中侏罗统直罗组下段砂岩中已发现店头砂岩型铀矿床及多个铀矿点,但对于盆地南部直罗组沉积相研究较为薄弱,制约了砂岩型铀矿的进一步找矿工作。通过剖面实测、岩心编录,结合石油、煤炭、核工业地质钻孔资料,对鄂尔多斯盆地南部直罗—店头地区直罗组沉积特征进行精细刻画。在此基础上,探讨了沉积相与铀成矿的关系及下一步找矿方向。结果显示,直罗组下段砂体厚度30~65 m、砂地比在0.6~0.75之间,为砂质辫状河沉积。直罗组上段早期砂体厚度10~38 m、砂地比值在0.15~0.45之间,为曲流河沉积;直罗组上段沉积晚期研究区位于湖盆中心所在位置,为滨浅湖沉积。沉积环境、沉积相、辫状河河道交汇部位、砂体厚度、沉积物粒度及泥岩夹层对铀成矿具有重要控制作用。直罗组下段辫状河河道交汇或分叉部位应作为勘查重点,心滩亚相的含炭屑、黄铁矿砂质碎屑岩可作为铀矿化的找矿标志。     

四川盆地东北部砂岩型铀矿石及铀的存在形式特征研究

四川盆地东北部砂岩型铀矿含铀层位为下白垩统苍溪组,主要矿化产在苍溪组第一韵律层下部砂岩或砾岩层中。岩矿鉴定表明,主要含矿岩性为细—中粒砂岩,砂岩矿物碎屑主要为石英,胶结物主要为方解石,含少量黄铁矿。扫描电镜和电子探针分析表明,含矿岩石中除了矿物碎屑石英、胶结物方解石和黄铁矿外,还含有钛铁矿、方铅矿和铀石。铀石为岩石中铀的主要存在形式,少量铀以沥青铀矿形式存在。     

川北303铀矿床矿化特征及其控矿因素

303矿床是四川盆地内一砂岩型铀矿床。近年来,该区铀矿找矿工作未取得突破性进展。根据野外地质调查、薄片、光片、系列编图等资料,运用砂岩型铀矿成矿、找矿理论,对303矿区下白垩统苍溪组地层特征及铀矿化特征进行研究,认为川北砂岩型铀矿化主要分布在新华向斜的南东翼,矿石以砂岩型铀矿石为主,砾岩型铀矿石和泥岩型铀矿石次之。铀矿石中铀的存在形式以沥青铀矿、铀石以及吸附铀为主。主成矿年龄较大,矿体主要赋存在辫状河沉积体系之中,矿化与沉积微相、构造、岩相古地理及砂体厚度关系密切。     

鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀成矿模式研究

在分析前人对鄂尔多斯盆地东北部铀成矿模式研究的基础之上,对该区铀成矿控矿规律进行了详细研究,提出了鄂尔多斯盆地东北部4阶段铀成矿模式,即:①潜水氧化板状矿体形成阶段(中侏罗世直罗晚期);②早期层间氧化作用及主要卷状矿体形成阶段(中侏罗世直罗期末—早白垩世伊金霍洛初期);③油气还原保矿阶段(早白垩世伊金霍洛期末—东胜期初);④晚期层间氧化铀矿体改造叠加阶段(中新世至今)。指出研究区存在2期古层间氧化带和1期新层间氧化带砂岩型铀矿床,当各期层间氧化带相互叠合时,矿化明显加大变富,并认为研究区有利远景地段位于直罗组下段古河道两侧及下游迎水面一带,断层发育地段也是铀矿找矿的重点部位。     

黔中碳酸盐岩型铀矿找矿前景分析

碳酸盐岩型铀矿作为碳硅泥岩型铀矿的亚类,在我国和西南地区是一种重要的矿床类型,已探明了一批大中型铀矿床,矿体集中,品位富,埋藏较浅,是我国特有的重要工业铀矿床类型之一。黔中碳酸盐岩分布广泛,碳酸盐岩中铀异常发育、矿化普遍,铀矿床产出受构造、沉积环境等因素控制。本文对黔中碳酸盐岩型铀矿分布特征、控矿因素进行了初步分析,认为找矿潜力大,圈定了该类型铀矿的找矿远景区。     

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。