桂东北豆乍山产铀花岗岩的铀源矿物研究

豆乍山花岗岩是桂东北重要的产铀花岗岩之一,通过精细矿物学研究,豆乍山花岗岩中绿泥石主要为铁绿泥石和辉绿泥石,而含铀副矿物的蚀变和形成温度相对较高的铁绿泥石密切相关.花岗岩中主要富铀副矿物为晶质铀矿、锆石、独居石、磷钇矿和铀钍石,其中晶质铀矿是公认铀源矿物,而其他副矿物的赋存状态及蚀变特征决定了其是否为铀源矿物.锆石多未发生蚀变,U仍保持其结构中,因此不是铀源矿物;而铁绿泥石附近的独居石和磷钇矿均发生不同程度的蚀变,蚀变作用不仅使独居石和磷钇矿结构中的U 得以释放进入热液,而且原磷钇矿包裹的铀钍石变为赋存于次生磷灰石中,其所含铀容易活化而成为铀源矿物.总之,在豆乍山产铀花岗岩含铀副矿物中,晶质铀矿、蚀变的独居石和磷钇矿、次生磷灰石中铀钍石是铀源矿物.     

含铀副矿物的热液蚀变：来自华南鹿井矿田碎裂蚀变岩型铀矿床的矿物学研究

花岗岩型铀矿中铀的来源问题，长期以来是铀矿床学研究的热点问题之一。大多数学者认为其成矿物质主要来源于花岗岩本身的含铀副矿物，然而对于含铀副矿物热液蚀变行为研究较少。鹿井铀矿田位于诸广山复式岩体的中部，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内占主导地位。小山铀矿床位于鹿井矿田中部，是近些年新发现的碎裂蚀变岩型矿床。本文以钻孔ZK1- 1为研究对象，对热液蚀变带开展了精细矿物学研究。研究表明：蚀变带中发育有晶质铀矿、铀石—钍石、独居石、磷钇矿、锆石、磷灰石、金红石等含铀副矿物。晶质铀矿、铀石—钍石中铀含量高，热液蚀变条件不稳定，铀容易释放；独居石蚀变为直氟碳钙铈矿和磷钇矿蚀变为次生磷灰石过程中容易释放出铀；锆石因结构稳定，铀难以释放；磷灰石、金红石中铀含量较低，供铀能力差。综合分析认为花岗岩中晶质铀矿、铀石—钍石是主要铀源矿物，独居石、磷钇矿为次要铀源矿物。     

粤北棉花坑铀矿床蚀变花岗岩副矿物特征研究

采用电子探针等测试方法,对采自棉花坑铀矿床特富矿体蚀变花岗岩中的副矿物,特别是富铀副矿物进行研究。蚀变花岗岩中的副矿物有锆石、直氟碳钙铈矿、铀石-钍石、磷灰石、磷钇矿、褐帘石等,其中主要富铀副矿物有铀石-钍石、磷钇矿、独居石。研究表明,热液作用能使副矿物的晶体结构和成分发生改变,甚至形成新的矿物,同时使富铀副矿物释放大量的铀进入成矿流体,如磷钇矿蚀变为磷灰石、铀钍石蚀变为铅钍石、独居石可蚀变为直氟碳钙铈矿等;磷灰石、锆石、褐帘石等副矿物铀含量较低,而且在蚀变过程中,它们保持相对稳定,且晶形完好,释放的铀量少;部分蚀变锆石出现相反情况,其铀含量不降反升。研究还表明,富铀副矿物受热液作用越强,即距热液活动中心越近,铀含量的降低越明显,释放的铀就越多,从而为铀矿床的形成提供了丰富的铀源。     

豆乍山地区产铀与非产铀岩体黑云母成分及赋存副矿物特征

豆乍山岩体和香草坪岩体成岩时代相近,空间关系密切,为苗儿山中段豆乍山地区产铀与非产铀岩体。文章选择豆乍山和香草坪新鲜花岗岩中黑云母为研究对象,结合诸广、贵东地区产铀与非产铀岩体中黑云母的电子探针数据开展综合分析,并在此基础上进行了黑云母中包裹副矿物种类的对比研究。结果表明:产铀岩体黑云母基本以铁叶云母为主,非产铀岩体黑云母为铁质黑云母,且前者具有相对富铝、铁、锰,贫镁、钛特征;产铀豆乍山岩体黑云母中副矿物为锆石-磷钇矿-独居石-钛铁矿-金红石-方钍石-晶质铀矿,非产铀香草坪岩体黑云母中副矿物为锆石-磷灰石-褐帘石-独居石,缺少钍石和晶质铀矿。不同亚种黑云母具有不同的成岩成矿环境,与各矿化类型往往具有直接对应关系,铁叶云母的出现有可能可以作为产铀与非产铀岩体(铀成矿潜力)的间接判别标志,对于后期找矿具有较大指导意义。     

粤北棉花坑(302)铀矿床围岩蚀变分带的铀矿物研究

粤北棉花坑(302)铀矿床是华南最大的花岗岩型铀矿床。本文以该铀矿床的一个代表性钻孔岩心为研究对象,利用电子探针对该钻孔中的铀矿物进行系统研究。该钻孔岩心具有明显的垂直围岩蚀变分带现象:从上到下可分为四个带,分别为:正常花岗岩或弱蚀变带(Ⅰ带);高岭石化、绢云母化带(Ⅱ带);强绢云母化、绿泥石化带(Ⅲ带);矿化带(Ⅳ带)。铀矿物类型也具有分带现象:Ⅰ带、Ⅱ带、Ⅲ带的铀矿物主要是晶质铀矿和铀钍石;矿化带Ⅳ带的铀矿物主要有沥青铀矿、铀石、钛铀矿、铀钍石四种类型。运用电子探针测年方法对不同蚀变带的晶质铀矿和沥青铀矿进行定年,获得晶质铀矿的化学年龄为165±3.1Ma,代表长江岩体的形成年龄;沥青铀矿的化学年龄可分为四组:~120Ma、~102Ma、~92Ma和~68Ma,代表矿区多期次的热液活动时间,也可代表粤北地区多期次铀成矿作用年龄,前三组可能代表早期铀成矿事件,第四组为主成矿期。广泛发育的热液蚀变促使U发生活化、转移,进而在有利空间富集成矿。对典型铀矿床作深入细致的蚀变分带研究工作,有助于提高对成岩成矿过程的认识。     

广东石人嶂钨矿床中的晶质铀矿研究

石人嶂钨矿床含钨石英脉、花岗岩、云英岩中均发育有晶质铀矿。岩矿鉴定及EDS分析研究发现,铀矿与钍石构成类质同象系列(包括晶质铀矿、含钍晶质铀矿、铀钍石、含铀钍石、钍石、方钍石),它们常常与黄铁矿、磷钇矿、锆石、独居石等矿物共生。晶质铀矿成分在不同矿脉、不同中段均有变化,矿物内部成分也不稳定,可发育生长环带。XRD分析确认晶质铀矿的存在,主要成分是UO2。随着热液活动的增强,矿物颗粒的增大,晶质铀矿成分变纯,UO2含量增加;晶质铀矿常常形成黄铁矿边,次生变化在边部析出富含杂质的铀矿微粒。电子探针测试晶质铀矿的年龄为151~157Ma,与本区钨矿化年龄相吻合,跟华南地区铀矿化构成同一成矿系列,同属于燕山期成矿大爆发阶段同一成矿热液活动的产物,这对于在该地区钨矿床及外围寻找铀矿资源具有重要意义。     

钍石电子探针定年：记录小秦岭矿集区伟晶岩热液蚀变历史

电子探针化学定年法 (Chemical Th-U-total Pb Isochron Method,CHIME) 以其原位、极高的空间分辨率、样品制备简单方便、不破坏样品、测试速度快、成本低等优点,被成功用于独居石、褐帘石、锆石、磷钇矿、晶质铀矿等副矿物定年,但应用于钍石定年仍不成熟。本文尝试利用电子探针对小秦岭矿集区元古宙伟晶岩脉中的钍石进行定年。显微镜下观察发现,热液钍石颗粒细小（<30 μm）,多与独居石共生,包裹在褐帘石中。我们对未发生蚀变或者蜕晶化的小颗粒钍石进行了电子探针Th-U-Pb化学法定年,得到的加权平均年龄为120.9±2.1 Ma (95%置信区间)。这一年龄与枪马金矿的矿化年龄一致,代表了继该地区大规模花岗岩侵位活动之后,华北克拉通减薄过程中的又一次热液蚀变过程。     

安徽庐江砖桥科学深钻内的铀钍赋存状态研究

2012年深部探测项目SinoProbe-03-06在安徽省庐江县砖桥地区实施了2012 m科学深钻,在钻孔深部正长岩中发现铀钍异常,局部已达工业边界品位。系统的岩芯观测、显微镜下研究以及电子探针分析揭示,铀钍的赋存状态主要有2种：一种呈铀钍的独立矿物如铀钛矿、铀钍石、晶质铀矿形式存在;另一种以类质同象形式赋存于锆石、磷灰石、金红石等副矿物中。独立铀钍矿物主要呈2种形式产出：一种呈自形赋存于钠长石中,常与锆石在空间上伴生;另一种主要呈微细颗粒散布于金红石、磷灰石、硬石膏等热液蚀变矿物中。与铀钍矿化相关的蚀变主要有钠长石化、电气石化、硬石膏化等高温热液蚀变。砖桥深钻距庐枞盆地南缘铀矿床（点）不远,且均与正长岩有关,虽然两者的铀钍矿化、铀钍比值、赋存状态、蚀变矿化等一系列特征均存在差异,但两者之间可能存在成因联系,科学深钻所揭示出的铀钍矿化可能代表了铀钍在盆地深部岩体中的高温成矿样式。     

粤北产铀与不产铀花岗岩中铀矿物特征的电子探针研究及其找矿意义

晶质铀矿的含量、形貌、成分、铀矿物类型、与铀矿物共存的矿物组合等特征可以作为产铀与不产铀岩体的判别标志,为花岗岩型铀矿找矿工作提供了一种新的技术手段。长江岩体和九峰岩体是粤北地区典型的产铀与不产铀花岗岩体,本文利用电子探针测试了九峰岩体的铀矿物并与长江岩体进行对比研究。结果表明九峰岩体的铀矿物主要为晶质铀矿,其化学年龄可分为两组,分别为~160 Ma、~105 Ma,与长江岩体的两组晶质铀矿年龄基本一致;其中第一组年龄代表岩体的成岩年龄,第二组年龄与粤北地区~105 Ma的基性岩脉侵入时代相对应;但九峰岩体缺少长江岩体中~74 Ma的成矿年龄。相比于长江岩体,九峰岩体的铀矿物受到后期热液事件的影响较小,U没有发生明显的活化、转移,因而未能富集成矿,没有形成具有工业价值的铀矿床。     

粤北诸广矿区碱交代岩岩石化学和矿物化学特征及其与铀成矿关系

诸广矿区与铀矿化关系密切的碱交代作用广泛发育,碱交代岩与围岩(正常花岗岩)对比,Na2O、K2O明显增高,Al2O3、Fe2O3也增高;SiO2明显降低,FeO、MgO、CaO也降低,表明K2O和Na2O被带入。矿物化学成分分析得出诸广碱交代岩的长石主要为钠长石与钾长石;绿泥石主要属铁镁绿泥石和蠕绿泥石;黄铁矿有的含铀量较高,据Fe/S值属硫亏损型,据S/Se值属岩浆热液矿床范畴;云母属白云母及少量铁白云母;铀矿物和含铀矿物的UO2含量以沥青铀矿较高,钍石较低,铀矿石的蚀变矿物和造岩矿物有的也含微量铀。碱交代作用既释放矿质又为矿质沉淀创造空间,碱交代岩既提供铀源又是一种有利的成矿围岩。     

电子探针测年方法应用于粤北长江岩体的铀矿物年龄研究

晶质铀矿被认为是花岗岩型铀矿成矿的主要矿源提供者,在评价岩体的含矿性和确定成岩成矿年龄方面有重要意义。长江岩体属于诸广山复式岩体的一部分,是粤北地区重要的产铀花岗岩体,本文利用电子探针对该岩体中的铀矿物进行研究。结果表明:长江岩体中的铀矿物多以充填或被黄铁矿包围的形式存在,或者分布于石英、黑云母、绿泥石等矿物中;铀矿物类型主要有晶质铀矿、沥青铀矿、铀石、铀钍石四种。晶质铀矿/沥青油矿的化学年龄值可分为三组:~155 Ma、~106 Ma和~74 Ma。第一组年龄代表岩体的形成时代,后两组年龄代表铀矿的多期次成矿作用年龄。铀矿物从成岩后到~106 Ma,成分没有发生明显变化,直到~74 Ma后才发生明显的U元素活化、迁移。因此,可以推测长江岩体地区主要的铀矿成矿期应发生在~74 Ma及之后。     

粤北青嶂山岩体江头矿区铀矿微区矿物学、年代学特征及其成矿动力背景制约

粤北诸广和贵东是华南最重要的两个花岗型铀矿密集区,青嶂山(龙源坝)岩体位于两者之间,是华南花岗岩型铀矿研究薄弱地区。江头铀矿区地处青嶂山岩体北部与南雄断陷盆地的结合部位,该矿区的铀成矿年代学研究几为空白。本文通过电子探针方法研究了青嶂山岩体、及与该岩体密切相关的江头矿区中的铀矿物微区矿物学特征,获得岩浆成因的晶质铀矿与热液成因的沥青铀矿的U-Th-Pb化学年龄,探讨了华南铀成矿作用动力学背景及成矿地质体。研究表明:青嶂山岩体粗粒斑状黑云母花岗岩和中粒斑状黑云母花岗岩中的铀矿物主要有晶质铀矿、铀石,部分晶质铀矿存在明显铀释放的特征,其晶质铀矿化学年龄分别为246.8±8.8Ma、161.5±8.0Ma,与前人获得的锆石U-Pb年龄结果在误差范围内一致,分别代表了区内印支期与燕山期花岗岩体的成岩年龄,表明在南雄断陷盆地形成之前,青嶂山岩体与诸广岩体可能为一有机整体,有着相同的成岩、成矿环境。江头矿区矿石中铀矿物主要为沥青铀矿,伴有少量钛铀矿、铀石等,沥青铀矿化学年龄分别为121.3±9.8Ma、98.8±8.0Ma、73.2±8.8Ma,分别代表区内3期铀成矿作用的时代,结合华南中生代以来构造运动特征,认为区内铀成矿作用是受中-新生代盆地边缘深大断陷活动、产铀花岗岩体分布的双要素成矿动力学背景制约,青嶂山岩体应与诸广、贵东岩体具有相似的找矿前景。     

电子探针技术研究粤北龙华山岩体中独居石蚀变晕圈的结构与成分特征

独居石是华南产铀花岗岩中常见的含铀副矿物.龙华山岩体是粤北诸广山复式岩体中一个重要的产铀花岗岩,该岩体的独居石具有蚀变晕圈现象.但是,该岩体中独居石蚀变晕圈的结构和成分特征以及对铀成矿的指示意义尚未开展研究.本文利用电子探针(EPMA)对龙华山岩体的独居石蚀变晕圈开展结构和成分研究.测试结果表明:独居石蚀变晕圈是从内到...     

Isotope geochronology,geochemistry, and mineral chemistry of the U-bearing and barren granites from the Zhuguangshan complex,South China: Implications for petrogenesis and uranium mineralization

The Zhuguangshan complex carries some of the most important granite-hosted uranium deposits in South China. Here we investigate the Changjiang and Jiufeng granites which represent typical U-bearing and barren granites in the complex, using zircon U-Pb ages, whole-rock geochemistry, Sr-Nd isotopic and zircon Hf isotopic data, and mineral chemistry, to constrain the petrogenesis and uranium mineralization. LA-ICP-MS zircon U-Pb dating shows that both the Changjiang and Jiufeng granites were emplaced ca. 160 Ma. These rocks show high silica, weakly to strongly peraluminous compositions, enrichment in Rb, Th, and U, and depletion in Ba, Nb, Sr, P, and Ti. These features coupled with the high initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios, negative εNd(t) values and εHf(t) values, and the Paleoproterozoic two stage model ages of these two granites suggest that the two granites belong to S-type granites, and the parental magmas of the two granites were derived from the Paleoproterozoic metasedimentary rocks. However, the granitoids show different mineralogical characteristics. The biotite in the Changjiang granite belongs to siderophyllite, marking higher degree of chloritization, whereas the biotite in the Jiufeng granite is ferribiotite, characterized by only slight chloritization. Compared with the Jiufeng granite, the biotite in the Changjiang granite has lower crystallization temperature and oxygen fugacity, but higher F content, and the uraninite has higher UO₂ content but lower ThO₂ content, and stronger corrosion. The chemical ages of uraninites from both granites are (within error) consistent with the zircon U-Pb ages and are considered to represent the emplacement ages of granites. Chemical ages of pitchblende in the Changjiang granite yield 118 ± 8 Ma, 87 ± 4 Ma, and 68 ± 6 Ma, representing multiple episodes of hydrothermal events that are responsible for the precipitation of U ores in the Changjiang uranium ore field. Our study suggests that the degree of magma differentiation and physicochemical conditions of the magmatic-hydrothermal system are the key factors that control the different U contents of these two granites. The mineralogical characteristics of uraninite and biotite can be used to distinguish between U-bearing and barren granites, and serve as a potential tool for prospecting granite-hosted uranium deposits.     

砂岩型铀矿中铀矿物U-Pb年代学研究现状及研究方向

该文基于中国地质调查局天津地质调查中心研究团队近年来的研究工作及对相关文献的综合研究,对砂岩型铀矿中一些重要铀矿物如沥青铀矿(晶质铀矿)、铀石、钛铀矿等的微区原位成因矿物学和U-Pb年代学研究现状进行了深入分析,提出新的研究方向,即通过采用二次离子质谱法、激光剥蚀多接收器电感耦合等离子体质谱法与电子探针化学分析法和同位素稀释热电离质谱法相结合的方式,综合研究砂岩型铀矿中沥青铀矿(晶质铀矿)、铀石、钛铀矿等铀矿物和金红石、磷灰石等含铀矿物的微区原位成因矿物学和U-Pb年代学,探索砂岩型铀矿中矿石矿物的U-Pb同位素测年新方法,获取更精确的砂岩型铀矿成岩成矿的年代学信息。这对于全面准确地认识砂岩型铀矿床的生成和演化历史,建立砂岩型铀矿床的成矿新理论具有十分重要的科学意义。铀矿物测年新方法在砂岩型铀矿床的地质勘探中也有广阔的应用前景。     

纳米比亚欢乐谷地区白岗岩型铀矿矿物特征研究

本文通过系统的岩矿鉴定和电子探针分析,对纳米比亚欢乐谷地区白岗岩型铀矿的矿物特征进行了详细的研究.该地区铀的赋存形式以独立铀矿物为主,少量以类质同像形式存在于钍矿物中.铀矿物的主要种类有:晶质铀矿、钍铀矿、铀石、铀钍石、钛铀矿、沥青铀矿、硅钙铀矿和钒钾铀矿等,其中,晶质铀矿、钍铀矿和钛铀矿等原生铀矿物约占69％,而反应边状铀石、铀钍石、沥青铀矿、钒钾铀矿和硅钙铀矿等次生铀矿物约占31％.由此可见,该区铀矿化主要表现为原始岩浆的分异作用与后期热液改造作用的相互叠加,其热液改造程度不大,仅使铀发生内部再分配.     

Mineralogic investigation into occurrence of high uranium well waters in upstate South Carolina, USA

High levels of U (up to 5570 μg/L) have been discovered in well waters near Simpsonville, South Carolina, USA. In order to characterize the mineralogical source of the U and possible structural controls on its presence, a deep (214 m) well was cored adjacent to one of the enriched wells. The highest gamma-ray emissions in the recovered core occur in coarse biotite granite at a depth just below 52 m. A slickenlined fault plane at 48.6 m and narrow pegmatite layers at depths of 113, 203 and 207 m also yield high gamma-ray counts. Thin sections were made from the above materials and along several subvertical healed fractures. Uraninite and coffinite are the principal U-rich minerals in the core. Other U-bearing minerals include thorite and thorogummite, monazite, zircon and allanite. Primary uraninite occurs in the biotite granite and in pegmatite layers. Secondary coffinite is present as tiny (<5 μm) crystals dispersed along fractures in the granite and pegmatites. Coffinite also occurs along the slickenlined fault plane, where it is associated with calcite and calcic zeolite and also replaces allanite. Coffinite lacks radiogenic Pb, hence is considerably younger than the uraninite.Dissolution of partially oxidized Ca-rich uraninite occurring in the surficial biotite granite (or secondary coffinite in fracture zones) is likely the main source for the current high levels of U in nearby area wells. The high-U well waters have a carbonate signature, consistent with pervasive calcite vein mineralization in the core. Aqueous speciation calculations suggest U transport as an uranyl (U⁶⁺) hydroxyl-carbonate complex. Later reduction resulted in secondary precipitation along fractures as a U⁴⁺ mineral (i.e., coffinite).     

电子探针测年方法应用于晶质铀矿的成因类型探讨

电子探针Th-U-Pb测年因其高分辨率与高精度的优势,在独居石、锆石等定年矿物中得到了推广,但在Th、U、Pb含量高的晶质铀矿、沥青铀矿等矿物中则应用较少。本文在铁矿床变质岩绿泥石、阳起石黑云母蚀变岩首次发现U含量高的晶质铀矿,基于此,结合该铁矿床地区的地质背景,利用偏光显微镜与电子探针等分析测试手段,将镜下蚀变现象、年龄计算与其他相关元素分析相结合,重点对晶质铀矿的成矿年龄及成矿规律进行探讨。研究发现:通过镜下观察判断,晶质铀矿的成因类型与澳大利亚著名的变质型铀矿相似,均为古老的变质型,且周围的脉石矿物均为绿泥石,绿泥石皆由黑云母退变质而成,铀矿的赋存位置显示其与黑云母、绿泥石之间有紧密联系,其成矿年龄与黑云母、绿泥石形成年龄息息相关。继而根据电子探针数据计算成矿年龄,判断成矿期次,得出主要成矿期在(1654±17)Ma~(1805±17)Ma,为中元古代中期,且主要成矿期与热液蚀变作用黑云母化有关,后期活化富集时期在(657±17)Ma~(807±17)Ma,为新元古代南华纪时期,此阶段是热液侵入、绿泥石化广泛发育的时期;选取较大颗粒对晶质铀矿的环带年龄进行计算,从年龄分布上证实后期有强烈的流体活动的发生,且主要与绿泥石化相关。另外,对比变质型与沉积型铀矿中Y2O3与UO2含量发现,两者之间存在负相关关系,此关系对判断铀矿成因即是否为变质型或沉积型可能有指示意义,但缺乏大量的数据佐证,需进一步研究。