鄂尔多斯盆地北缘砂岩型铀矿含矿砂岩中钛铁矿蚀变及其聚铀过程探讨

国内砂岩型铀矿含矿砂岩中普遍可见蚀变钛铁矿与铀矿物空间关系密切的现象,是国内砂岩型铀矿研究领域全新发现。为探讨砂岩型铀矿含矿砂岩中钛铁矿蚀变特征及其聚铀过程,本文选择鄂尔多斯盆地北缘砂岩型铀矿为例,通过镜下观察、扫描电镜、电子探针等精细微区分析手段对研究区含矿砂岩中蚀变钛铁矿与铀矿物空间赋存关系及对铀富集机理开展研究。研究结果表明,鄂尔多斯盆地北缘砂岩型铀矿含矿砂岩中钛铁矿主要沿其边缘、裂隙或靠近其核部等部位蚀变形成白钛石、含铀白钛石或锐钛矿;铀石呈毛刺状、微细柱状围绕锐钛矿或白钛石生长,或在钛铁矿蚀变空洞中形成大量呈针织状的铀石集合体,反映出钛铁矿—白钛石/锐钛矿—含铀白钛石—含钛铀石—铀石的矿物组合递变顺序;砂岩型铀矿中蚀变钛铁矿可通过吸附—自催化还原的方式造成铀富集沉淀,并可将蚀变钛铁矿的聚铀过程分为钛铁矿蚀变—铀吸附预富集(Ⅰ)与蚀变钛铁矿自催化还原铀成矿(Ⅱ)两阶段,其中蚀变钛铁矿吸附铀衰变过程产生β与γ射线为蚀变钛铁矿自催化还原聚铀提供了条件。     

松辽盆地北部龙虎泡地区铁钛氧化物与砂岩型铀矿化关系探讨

龙虎泡铀矿化区的发现是近年来根据油田资料二次开发和钻探验证而取得的重要创新成果之一,矿化区位于松辽盆地北部龙虎泡-大安阶地北,西与泰康隆起区和西部超覆区相邻。本文在详实的野外工作基础之上,利用偏光显微镜、电子显微镜、能谱、背散射、点化学分析及元素面扫描分析等手段,对龙虎泡地区含铀砂岩中以钛铁矿及其相关蚀变矿物为代表的铁钛氧化物与砂岩型铀矿化之间的关系进行了研究探讨,结果表明:①以富铀-铁钛氧化物-钛氧化物-黄铁矿为代表的蚀变矿物共生组合记录和保留了有关砂岩型铀矿成矿流体和成矿环境的重要信息,含矿砂岩中钛铁矿及其蚀变相关的富铀-铁钛氧化物、钛氧化物、黄铁矿等矿物的不同产出类型和不同蚀变矿物共生组合关系对比分析指示,龙虎泡地区铀成矿受到了后期含铀富铁的氧化性流体与富H_2S的还原性流体混合作用影响,成矿环境偏强还原;②与铀矿化关系最为密切的铁钛氧化物是蚀变程度高且富镁的钛铁矿,富铀-铁钛氧化物即是这些强蚀变钛铁矿与后期成矿流体发生氧化还原作用形成的,钛铁矿内部溶蚀裂隙为含矿流体的蚀变和铀的沉淀富集提供了良好的容矿空间,蚀变钛铁矿和黄铁矿为铀的沉淀富集分别提供了良好的矿物尺度上的氧化障和还原障,在含矿流体与富H_2S还原性流体混合过程中,铀得以在蚀变钛铁矿与黄铁矿的氧化还原界面附近沉淀富集。     

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。     

鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿叠合成矿模式

文章阐述了鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿成矿地质背景和矿床的基本特征;从铀的来源、迁移和沉淀富集等方面论述了鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿成矿机理,认为该矿床形成的铀源、成矿流体和成矿作用具有多元性和复杂叠置性,提出了该铀矿床形成的“叠合铀成矿模式”。     

粤北棉花坑铀矿床矿物共生组合特征及其意义

基于棉花坑矿床不同类型铀矿石中矿物共生组合关系研究,讨论了棉花坑矿床成矿作用过程中铀的沉淀富集机制。研究结果显示,棉花坑矿床铀矿体主要呈脉状充填或细脉浸染状产出;铀矿石类型包括萤石型、碳酸盐型、硅质脉型和红化型。虽然不同矿石类型中成矿期形成的脉石矿物种类存在差异,但均表现出以下共性特点:铀矿物赋存于脉状充填矿石的中心部位或两壁,或与成矿期脉石矿物相间排列;或呈细脉状、浸染状赋存于碎裂蚀变花岗岩内;与成矿期脉石矿物(主要包括方解石、萤石、微晶石英)镶嵌生长;铀矿物与黄铁矿以集合态或相对独立态密切共生,两者之间及其与成矿期脉石矿物晶体之间界线平直,晶形完好,镶嵌生长。认为棉花坑矿床铀矿石中黄铁矿与铀矿物之间不存在先后的成生关系,均为成矿流体共结晶产物;铀沉淀成矿与氧化还原作用无关,减压、温度下降以及成矿流体p H值、溶解度(饱和度)变化,是制约铀矿物以及相关脉石矿物结晶沉淀的主要因素。     

巴音戈壁盆地塔木素铀矿床含矿砂岩成岩作用类型、演化序列及其对铀成矿的约束

勘查和研究发现部分砂岩型铀矿床中不仅有表生氧化流体作用还存在深部流体的参与,这类砂岩型铀矿床蚀变类型多样且成因复杂.塔木素砂岩型铀矿表生流体和深部流体活动都很明显,砂岩普遍固结且后生蚀变类型独特,因此,恢复成岩成矿事件及其演化过程,对揭示铀沉淀富集机理至关重要.本文通过镜下鉴定、电子探针、扫描电镜分析等,系统研究了塔木素矿床含矿砂岩成岩作用特征与后生蚀变矿物生成序列,重塑了成岩成矿事件的演化过程.研究结果显示,塔木素矿床砂岩中压实作用较弱而胶结作用很强,重结晶作用普遍,是造成目的层致密的主要原因,赤铁矿、褐铁矿化、碳酸盐化、石膏化是该地区主要的胶结类型.将该地区的成岩演化划分为沉积-早成岩阶段、早期氧化流体作用阶段、热流体改造阶段和晚期氧化流体弱改造阶段.成岩环境由弱碱性向酸性环境转变的过程中的氧化还原过渡部位是造成铀沉淀的关键,大规模的氧化作用是矿床形成的基础,后期热流体活动对早期形成的低品位铀矿石进行叠加改造,是成矿的关键环节.     

地球化学模式在二连盆地中东部砂岩型铀矿床中的应用研究

文章采用PHREEQC模式程序,对研究区地下水的水文地球化学环境进行了模拟,确定水中铀的存在形式、水中沥青铀矿饱和指数(SI)和反应条件指数(RCI)等水文地球化学参数;分析了地层中铀所处状态与水中Eh值、pH值、铀浓度的关系;证明了水的Eh值是控制铀成矿作用的最主要因素;对砂岩型铀矿床的形成及其定位的水文地球化学条件进行了较系统研究和探讨;对砂岩型铀矿成矿水文地球化学机理进行了论证和计算;阐述了铀活化迁移、沉淀富集的本质规律;也为水文地球化学方法研究砂岩型铀矿的成矿预测和矿床定位提供了重要依据。     

新疆伊犁盆地砂岩型铀矿床层间氧化带中粘土矿物特征及与铀矿化关系研究

新疆伊犁盆地砂岩型铀矿床,由于规模大、成矿环境和成矿条件好,在同类型矿床中具有良好的代表性,研究矿床的成矿作用对今后找矿勘查以及开采具有重要理论意义。本文在区域赋铀层位沉积环境研究基础上,以赋矿围岩为研究主体,对伊犁盆地典型铀矿床沉积序列和矿床的控矿层位开展研究,通过对赋矿沉积层位中粘土质对铀矿成矿的控制作用及与铀矿的空间联系和成因分析,开展系统的铀矿床学、能谱测试、显微结构、扫描电镜、地球化学、氢氧同位素等研究,特别是开展了富矿砂体中粘土矿物的种类、成分、结构、同位素、成因等的研究,对粘土质矿物对铀矿成矿的控制作用进行了系统研究。通过研究粘土矿物在伊犁盆地蒙其古尔砂岩型铀矿床成矿过程中的作用及与铀矿的空间联系和成因分析表明:粘土矿物在层间氧化带中分布较为广泛,在主要矿体的氧化还原过渡带中,尤其是部分具有强烈粘土蚀变的砂岩层中铀含量较其他层位要高,反映出粘土矿物与铀成矿是有成因关联的。通过系统的扫描电镜、能谱测试研究,从微观证明粘土矿物与铀成矿有相关关系;粘土矿物的存在导致在近地表含氧含铀水在经过砂岩孔隙时被具有较强吸附能力和巨大表面自由能的粘土矿物所吸附,形成了铀含量较高的片状,团块状的粘土矿物,其在铀成矿作用中起到了吸附和界面的作用,有利于赋矿空间的形成及定位。结合沉积作用、构造活动和后期流体成矿作用等因素,分析了成矿机制和成矿作用,赋矿层位中的粘土矿物、其它成矿条件如岩性(赋矿层和矿源层)、构造(对铀矿化的动力和对地下水径流及铀矿体)等共同控制了铀成矿作用。     

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。     

鄂尔多斯盆地纳岭沟地区含铀砂岩中含钛类矿物蚀变特征及与铀赋存关系新认识

正1研究目的(Objective)纳岭沟地区位于鄂尔多斯盆地东北部,自开展砂岩型铀矿地质调查与研究工作以来,在含铀砂岩中发现有大量含钛矿物,且部分含钛矿物周边总存在铀矿物。其具体哪些含钛矿物,具有怎样蚀变特征,以及与铀(矿物)具体的赋存关系等尚未明确。通过查明研究区含铀砂岩中钛铁矿等含钛矿物的     

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。     

松辽盆地钱家店砂岩型铀矿床含矿岩系组成特征与铀成矿作用

松辽盆地钱家店砂岩型铀矿床自勘查以来不断获得重大发现,已成为超大型铀矿床。该区矿床地质特征、成矿特点有过不少报道,但就其含矿建造的详细岩石学特征(蚀源区母岩)及有利的成矿条件等还需要随着研究程度的加深不断完善。铀矿的成矿作用包括导致铀元素集中形成铀矿的各种地质作用,其中,铀含量高且容易析出铀的源岩是铀成矿的物质基础,后期的氧化—还原、矿化蚀变是铀矿形成的关键。作者主要利用微观实验分析的方法,通过对钱家店砂岩型铀矿床赋矿岩石岩石学特征的详细分析,提出了矿层岩性主要为中—细粒长石岩屑砂岩、细粒长石岩屑砂岩和含泥砾砂岩和砂砾岩等,并且石英和长石总量与岩屑含量相近,岩屑主要以流纹岩、流纹质凝灰岩为主,次为粗面岩、正长细晶岩、花岗岩、花岗斑岩、安山岩、硅质岩和泥岩等。后生蚀变碳酸盐化、高岭石化较为普遍,局部强烈,其次黄铁矿化、氧化铁化,偶见重晶石化。常见深部油气渗入在赋矿层中出现油渍、油斑、溢散晕圈,共生黄铁矿莓球群及微细粒黄铁矿聚晶。铀的存在形式为铀矿物(沥青油矿、铀石)和吸附状态。分析了多成因—多阶段成矿模式,即沉积预富集阶段—层间渗入成矿阶段—油气改造富集成矿阶段—油气还原护矿阶段。     

326铀矿床矿石成分、围岩蚀变及成因探讨

326铀矿床是我国重要的四大类型铀矿床之一花岗岩型铀矿床,位于南华活动带华夏褶皱带西侧。通过测定该矿床岩矿石矿物成分、研究围岩蚀变及其与铀矿化的关系,确认碱交代、赤铁矿化、绿泥石化、硅化和粘土化(高岭土化、伊利石化)与铀矿化关系密切。矿石中赋存的铀矿物主要有沥青铀矿、硅钙铀矿、硅铀矿、硅铅铀矿、铀黑、铜铀云母;伴生的金属矿物有闪锌矿、黄铁矿、白铁矿等,脉石矿物主要为石英、钾长石、斜长石、白云母、黑云母、白云石、方解石、磷灰石。在此基础上,探讨了该矿床成因机制:矿源岩为富铀黑云母二长花岗岩,岩浆、构造作用及围岩蚀变提供了热源并使铀活化、迁移、富集;由于成矿期围岩蚀变特别是碱交代和赤铁矿化,使储矿空间pH、Eh下降;同时,构造交汇开放空间发生减压降温作用,当富铀的氧化热液运移至该空间时使铀矿还原沉淀,从而形成铀矿床。     

沉积、成岩与铀成矿:中国砂岩型铀矿研究的创新发现与认知挑战

21世纪,中国在砂岩型铀矿勘查领域获得了前所未有的辉煌成就.砂岩型铀矿产出于沉积盆地,铀矿的形成必须经历由沉积埋藏到抬升成矿两个重要的演化阶段.其中,在抬升成矿阶段,大气降水和氧化-还原作用的参与和约束是最显著的成矿特征.显然,这是一种典型的表生成岩作用的产物,是铀储层复杂成岩序列中的重要一环,隶属于“外生成矿”的范畴.虽然,砂岩型铀矿的成矿作用遵循氧化还原与铀变价的普遍机理,但是特殊的沉积背景却导致了铀成矿作用的多样性和地区的专属性.一些由沉积作用、沉积环境和古气候造就的关键控矿要素,能够从“基因”上直接影响表生成岩阶段的铀成矿作用,由沉积、成岩到铀成矿是一个具有成因联系的地质过程,而盆山耦合机制始终是其最根本的原始驱动力.随着对铀成矿作用细节行为研究的深入,一些创新发现不断地冲击着以往固有的认识,诸如碳质碎屑与铀成矿的相互作用、黄铁矿复杂而有序的演化习性、碳酸盐胶结物与铀成矿的共生叠置、敏感矿物的流体示踪、铀储层非均质性制约下的铀成矿机理、双重还原介质制矿模型、铀成矿的复合地球化学障等.还有一些研究对传统地质学理论提出了认知挑战,诸如,铀储层开放成岩环境中碳质碎屑的“碳化作用机理”、黄铁矿溶蚀或者生长界面上的铀沉淀化学动力机制、干旱沉积背景的铀成矿机理等.同时,铀成矿机理和普遍规律的研究,也为砂岩型铀矿的衰变地质效应研究和盆地铀资源的系统探索奠定了良好的地质基础.相信,针对沉积盆地整装的系统的成矿机理与成因联系研究,必将释放巨大的盆地铀资源潜力和矿床产能,在进一步丰富铀成矿理论的同时助力实现“双碳目标”.      

鄂尔多斯盆地西南部白垩系砂岩型铀矿矿化特征及分带性研究

文章通过鄂尔多斯盆地西南部白垩系砂岩型铀矿成矿特征研究,识别并划分了砂岩型铀矿矿石类型,把鄂尔多斯盆地西南部白垩系砂岩型铀矿划分为灰色砂岩型铀矿、灰黑色有机质砂岩型铀矿、红色砂岩型铀矿、黄色砂岩型铀矿4种矿石类型,总结了砂岩型铀矿矿化特征。铀矿化具有垂向分带性,自下而上划分为灰色砂岩铀矿化带、黄色砂岩铀矿化带、红色砂岩铀矿化带、灰黑色有机质斑团铀矿化带、灰黑色有机质脉体铀矿化带5个铀矿化带,总结了不同铀矿化带的铀矿化蚀变矿物组合、铀矿物组合、相关元素含量特征,从深部到浅部还原成矿作用由强到弱,铀主要富集在下部灰色砂岩铀矿化带,有机质（碳质）主要富集在上部灰黑色有机质斑团、脉体铀矿化带。认为鄂尔多斯盆地西南部白垩系不同矿石类型铀矿化特征相似,均为深部有机成矿流体渗出还原、富集成矿的产物,具有渗出成因铀矿成矿特征。     

沽源-红山子铀成矿带核桃坝铀矿床矿相学和成矿年代学研究

核桃坝矿床是著名的沽源-红山子铀成矿带上新近勘查突破的重要铀矿床之一。为恢复成矿过程、划分成矿阶段和探讨矿床成因,本文开展了系统的矿相学和成矿年代学研究,以期为区内铀矿勘查和找矿突破提供理论支持。矿相学研究表明,矿床矿石矿物以铀石为主,成矿作用可划分为早期钠长石化交代阶段、早期热液成矿阶段、晚期热液成矿阶段和成矿后阶段四个阶段。核桃坝矿床属于碱交代型(钠交代)热液铀矿床。沥青铀矿U-Pb同位素表观年龄、电子探针化学年龄以及等时线年龄综合研究显示,矿床形成时代应在99. 1Ma左右,是晚白垩世成矿作用的产物。核桃坝矿床可能是富铀岩体在碱交代作用后形成流体(富铀含硅酸成矿流体)在外部条件改变的情况下沉淀成矿。因此,矿体的定位与富铀岩体关系密切,富铀岩体附近的开放空间(断裂构造、层间破碎带等)是重要的找矿方向。     

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。     

吐哈盆地苏巴什地区铀矿化特征及成矿规律研究

苏巴什铀矿点位于吐哈盆地艾丁湖斜坡带最西端,是近年在吐哈盆地新发现的铀矿点。通过岩心观察、化学分析、薄片、电子探针和扫描电镜等测试手段,对铀矿地质特征、物源、铀源、铀矿物赋存状态、氧化蚀变、粘土矿物等进行研究,结合前人成果,系统总结苏巴什铀成矿规律。研究表明,铀矿化产于中侏罗统西山窑组,主要呈板状,矿石矿物以铀的钛氧化物为主,铀石次之。铀矿化与层间氧化蚀变、有机质、粘土矿物密切相关,主要赋存于层间氧化蚀变带翼部灰色砂岩中。矿石中粘土矿物以伊利石为主,富含有机质,侏罗纪晚期到渐新世末期,构造活动引发富氧含铀流体渗入,形成完整的“补-径-排”流体成矿系统,最终导致铀成矿作用发生。分析苏巴什铀成矿规律,建立成矿模式,可为吐哈盆地及同类地区铀矿勘查和研究提供指导作用。     

华南鹿井矿田碎裂蚀变岩型铀矿床绿泥石特征及其地质意义——以小山铀矿床为例

鹿井铀矿田位于桃山-诸广铀成矿带的南西部,是华南最主要花岗岩型铀矿田之一,碎裂蚀变岩型铀矿化在该矿田占主导地位,小山铀矿床是近年来新发现的碎裂蚀变岩型铀矿床之一。绿泥石化是该铀矿化重要的蚀变类型和找矿标志,然而针对绿泥石特征及其与铀成矿的关系研究较为薄弱。本文以钻孔ZK1-1揭露的热液蚀变带为研究对象,对绿泥石开展精细矿物学研究。结果表明：(1)小山铀矿床主要存在4种形态类型的绿泥石,分别为黑云母蚀变型、长石蚀变型、裂隙充填型和与铀矿物密切共生型;(2)绿泥石以富铁的铁镁绿泥石为主,部分为蠕绿泥石;(3)绿泥石的形成温度在213.5～249.8℃之间,平均值为233.4℃,属中低温条件;(4)绿泥石形成于低氧逸度、高硫逸度的还原环境,形成机制包括溶解—沉淀和溶解—迁移—沉淀,其中晶质铀矿、独居石以及磷钇矿矿物发生溶解,形成铀石—钍石矿物;(5)绿泥石蚀变改变了围岩性质、铀的赋存状态以及物理化学环境,促使铀的活化、迁移以及沉淀。     

李子颖 等著《鄂尔多斯盆地北部砂岩铀成矿作用》一书已出版

《鄂尔多斯盆地北部砂岩铀成矿作用》一书是作者在完成多个重大项目的基础上,对我国鄂尔多斯盆地北部砂岩铀成矿条件和成矿作用的研究过程中所取得成果的系统总结。该书运用多学科理论和技术手段对鄂尔多斯盆地北部砂岩铀矿时空定位和成矿机理及预测进行了综合研究,在盆地构造地质学、新构造运动、沉积学、岩石学、矿物学、地球化学、成矿流体、蚀变交代作用、水文地质、成矿成岩实验和GIS集成等方面做了大量工作,获得了丰富的野外和室内资料及数据,取得系列重要和创新性成果。