试论有机质与后生砂岩型铀矿成矿作用--以吐哈盆地十红滩地区为例

在很多砂岩型铀矿床中 ,可以发现铀与有机质之间有着密切关系 ,这种关系可以是数理统计意义上的、空间上的或化学的。本文以吐哈盆地十红滩地区砂岩型铀矿为研究对象 ,对有机质在后生砂岩型铀矿成矿中的作用进行了探索。研究区砂岩型铀矿含矿岩系中的有机质属腐殖型 ,其原始母质为陆生高等植物 ,有机质成熟度很低 ,处于热演化作用的褐煤阶段。铀与有机碳的相关性分析和分离实验表明铀成矿富集与有机质关系密切 ,在铀矿石中铀与有机质主要以腐殖酸吸附或腐殖酸盐形式存在。笔者认为 ,在氧化带有机质被氧化破坏 ,形成可溶性的铀腐殖酸络合物淋滤进入地下水 ,在过渡带以腐殖酸盐的形式沉淀下来 ,并造成过渡带矿石中有机碳含量的增高     

伊犁盆地水西沟群岩石学和地球化学特征

中下侏罗统水西沟群是伊犁盆地可地浸砂岩型铀矿床的成矿主岩，该套岩系在成岩期曾遭受了广泛的溶蚀作用，其原因最可能是该套地层中所含的已达成熟状态的大量有机质（煤层）衍生出含羧酸和CO2的水介质。溶蚀的结果使砂岩变得疏松而多孔。本文给出了该成矿主岩包括铀、有机碳和常量元素在内的地球化学背景值。研究表明，铀、有机碳和常量元素在各个旋回砂岩中的分布与后生的层间氧化带砂岩型铀矿的形成、成矿与非成矿层间氧化带的识别有密切的关系。     

潮湿气候下天然水中铀的迁移形式和沉淀富集条件的探讨

本文以华南早第三纪含煤碎屑岩型铀矿床为例,研究了矿床表生带天然水中铀和有机质的关系。 А.И盖尔曼诺夫等人在研究干旱气候条件下层间氧化带型铀矿床时,曾提出在该矿床的舌状强氧化前锋,水强烈富集铀,以含铀有机化合物的形式出现,有机质中含铀48-86%,甚至达100%。而在还原带中,水中的铀以无机化合物形式为主,含铀68-81%。但该研究只限于水中有机质富集铀的数量,并未说明铀与有机质呈什么形式结合。另一些研究者又只考虑到有机质与UO₂2+结合的问题。众所周知,地下水是一个具有复杂组分的天然体系,UⅥ在该体系中可以有各种各样存在形式的机率:如UO₂OH+、UO₂(Co₃)₂(H₂O)₂2-、UO₂(C0₃)₃4-、UO₂SO₄、UO₂(SO₄)₂2-、UO₂(S0₄)₃4-以及UO₂Cl+等。因此，在研究天然水体系中溶解腐殖酸结合铀时，必须要考虑它结合的是什么形式的铀，才能合理地评价天然水中溶解有机质对铀的迁移富集作用。     

华南碳酸盐岩型铀矿床中有机质及其与铀成矿的关系

华南碳酸盐岩铀矿床,分布广泛,产于泥盒—二叠纪的各地层中。矿床受岩相、构造、水文地球化学等多种条件控制。矿化与有机质关系密切,而有机质的分布受泻湖相带控制。经研究对比,与成矿有关的有机质属于腐泥型,来源于海相微体生物和藻类。铀在各地层中的含量不均匀,富里酸和腐殖酸是含铀的主要有机质。     

The Paragenesis of Organic Matter,Phosphorus, and Uranium in Marine Sediments

Using some uranium deposits and recent U-bearing sediments as examples, it is shown that all U-bearing rocks are characterized by an association of organic matter and calcium phosphate, irrespective of the quantitative relationship between these components. A considerable proportion of these components was delivered into sediments with remains of marine planktonic and nektonic organisms. Along with organic matter, calcium phosphate played a significant role in uranium concentration. This is related to a high sorption ability of the calcium phosphate. Uranium accumulated during diagenesis as a result of diffusion exchange between bottom and interstitial waters. The combination of anoxic bottom environment with high bioproductivity in upper aerated waters, a typical phenomenon in oceanic upwelling zones, is the most favorable factor of uranium concentration in the sedimentary process. This determines the stable paragenetic association of organic matter, phosphorus, and uranium in marine sediments, such as black shales and organogenic phosphate deposits.     

松辽盆地西南部DL铀矿带铀赋存状态及矿物组成特征

DL铀矿带是松辽盆地近年找矿的新发现。文章利用扫描电镜、电子探针和自动矿物参数定量分析系统等测试手段对该区矿石样品进行了铀赋存状态研究,结果表明:研究区铀主要以沥青铀矿、含锆铀矿物、含钛铀矿物等独立铀矿物以及黏土吸附、有机质吸附、锐钛矿吸附等吸附铀形式存在,铀矿物呈微粒状、细脉状、块状和团块状产出,空间上与磷灰石、硒铅矿、黄铁矿、有机质和碳酸盐等关系密切,与周边铀矿床的铀存在形式略有差别,其中含锆铀矿物在砂岩型铀矿中属首次发现。矿物组成以石英、长石、黏土矿物和碳酸盐为主,此外还有一定量的钛铁氧化物、重晶石、铁氧化物和少量独居石、磷钇矿、硒铅矿等副矿物。利用电子探针的铀定量分析数据和自动矿物参数定量分析系统的铀矿物定量分析数据,首次定量计算了不同存在形式铀的分布率,结果显示:独立铀矿物中沥青铀矿和含锆铀矿物的分布率最高,吸附铀以黏土矿物吸附占优势,有机质和锐钛矿吸附次之。铀赋存状态及矿物组成的精细厘定对矿床成因与选冶工艺研究等具有重要意义。     

钠长石与水云母型铀矿成矿特征对比与成矿机理探讨

本文以６２１与６７０地区为例，概述了钠长石与水云母型铀矿产出的地质背景及成矿前期岩石的蚀变特征，综合分析了这两类蚀变岩型铀矿矿石结构构造、矿物成分、共生元素、成矿温度、成矿时间、流体成分及放射性场等方面的差异性。探讨了这两类铀矿不同的成因机制：钠长石型铀矿成矿物质主要来自围岩，铀以碳酸铀酰络离子［ＵＯ２（ＣＯ３）３］４形式搬运，铀的析出富集主要由溶液成分、碱度发生突变所引起；而水云母型铀矿成矿物质主要来自富铀的火山期后热液，铀以钼酸钠酰络离子［ＵＯ２（ＭｏＯ４）２］２形式迁移，铀沉淀富集主要由溶液温度、压力降低所引起。     

层间渗入铀成矿中有机质的氧化迁移

采用伊犁盆地南缘渗入铀矿床中的大量统计数据、图片等资料，论述了在层间渗入型铀矿床中，有机质在含氧渗流水作用下，发生氧化迁移，岩石中的矿物次生蚀变，并在地球化学还原障上产生铀及伴生元素的富集，形成后生渗入铀矿床的过程。     

METASEDIMENTARY URANIUM DEPOSITS IN PRECAMBRIAN MARBLES AND CONTACT-METAMORPHIC ZONES

The present paper is a discussion of some aspects of the geology of the uranium deposits in lower Proterozoic carbonates of one district. The inference that uranium, phosphorus and organic matter in the carbonates is of primary sedimentary origin comes from the fact that the uranium minerals are concentrated in only one stratigraphic zone of the thick lower Proterozoic sequence, that the uraninite is always intimately associated with apatite and graphitic matter, and that the greatest degree of uranium enrichment is encountered in intensely faulted zones. This type of uranium mineralization, apparently, is the result of the deposition, diagenesis, and subsequent metamorphism of the uranium-bearing sediments. Subsequently, regional metamorphism and folding created beds and lenses of uranium-bearing dolomitic marbles; the metamorphic processes also involved a redistribution and partial migration of the material in the rocks. A redistribution of uranium, and its concentration in favorable structural zones, was produced by the tectonic stresses associated with folding and shearing in the lower Proterozoic rocks. -- J. K. Hartsock     

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.     

澳大利亚铀矿的成矿区划、矿床类型及找矿前景

澳大利亚蕴藏了丰富的铀矿资源,目前铀矿储量位居世界第二。在大地构造上,澳大利亚可划分为中西部前寒武纪克拉通和东部显生宙造山带。在区域地质构造背景和成矿条件研究的基础上,总结了铀矿在北澳、南澳、西澳、中澳和东澳五大成矿区带中的分布情况,勾勒了北澳的派恩克里克、南澳的奥林匹克坝、西澳的伊利列等15个矿集区中的34个类型迥异的矿区的总体地质环境与矿床特征。根据成矿地质作用、成因类型、矿物特征等因素,结合该国铀矿床的具体情况,归纳出8种典型的矿床类型。选取代表性铀矿进行地质环境、矿床地质的分析与总结,认为澳大利亚铀矿的成矿地质条件优越,矿床类型丰富,资源潜力巨大,并指出这些类型可作为今后找铀的靶向类型。     

滇西陇川盆地砂岩型铀矿成矿条件及远景分析

本文从大地构造,地貌景观及古气候,铀源,盆地构造格架及构造分区,上第三系岩性,岩相,水文地质及水文地球化学,铀的富集及深部信息入手,与邻区龙川江赋矿盆地对比,对陇川盆地砂岩型铀矿成矿条件进行分析。认为盆地东南隆带阻水断裂上方富有含有机质,炭质丰富的构造侵蚀洼地是区内砂岩型铀成矿远影地段。     

略谈深源铀成矿与深部找矿问题

热液型铀矿找矿应着眼于寻找中大型矿床,以幔源叠造、深源成矿理论为指导,建立多元复合深源成矿模式。文章指出,热液型铀矿床存在热水循环富集型、岩浆期后热液型、地幔流体富集型等3种不同成因类型及其不同的成矿特点,并常在同一矿化集中区形成一成矿系列。大型铀矿田和富、大铀矿床常与幔源成矿有密切关系,其形成有特定的区域地质背景。文中还初步提出了幔源成矿的识别判据,指出今后找矿应自觉地确立适合于各自地区找矿类型的成矿模式,厘定可操作性强的找矿模式,实现以模式指导找矿。     

有机质-铀矿床中铀产出形式的电子探针研究

在富含有机质的油矿石中,铀的产出形式往往不易查清。笔者以电子探针显微分析技术为主要研究手段,辅以放射性照相、X射线粉晶分析及其它的物理、光学和化学等测试方法,对我国南方5个重要的(含)有机质铀矿床进行研究,确定了各矿床原生工业铀矿物的存在及其产出特征,进一步查明了各矿床中铀的赋存状态。在本文研究的所有矿床的富含有机质铀矿石标本中,电子探针均查出有原生铀矿物沥青铀矿和铀石存在。在各矿床中,细小铀矿物多成集合体分布在有机质条带内或以不规则浸染状产于煤岩中,也有的铀矿物呈胶结物形式产出。此外,还见有铀矿物同黄铁矿或白硒铁矿(FeSe_2)一起充填于古植物细胞腔内的现象。     

俄罗斯西西伯利亚和外贝加尔地区古河道型铀矿床

本文系统地介绍了俄罗斯 3个具有工业意义的古河道型铀矿化发育区 (外乌拉尔、西西伯利亚和外贝加尔 )的地质背景、铀矿化特征和铀成矿条件 ,指出切割到基底中的古河道型铀矿床 ,既可产于跨地区的造山带周围 ,也可产于活化的年青地台和古老地盾 ;既可形成于干燥的气候条件 ,也可形成于潮湿的气候条件。古河道型铀矿化可以从含矿层的沉积开始一直延续到被泥岩层或玄武岩层完全封盖。古河道的后成氧化分带有两种形式 :氧化带 铀矿化带 原生灰色岩石 ;氧化带 氧化铁再沉积带 漂白带 原生灰色岩石。古河道型铀矿床具宽广的元素谱 ,这主要是与含矿围岩富含有机质和在氧化带尖灭处存在各种地球化学障有关     

Coupled uranium mineralisation and bacterial sulphate reduction for the genesis of the Baxingtu sandstone-hosted U deposit,SW Songliao Basin,NE China

The Baxingtu deposit is a typical redox front tabular-shaped uranium deposit hosted in sandstones of the Late Cretaceous Yaojia Formation deposited within a braided river environment during the post-rift stage of the Songliao Basin, in northeast China. This study proposes the first metallogenic model for the Baxingtu deposit and provides new data on genetic processes involved in the uranium mineralisation of sandstone-type deposits that were characterised through petrographic observations, whole-rock geochemistry, and geochemical and/or mineralogical study of iron disulphide, uranium minerals, Fe-Ti oxides (EPMA, LA-ICP-MS), and organic matter (REP). The δ³⁴S value has been measured in situ by SIMS on the different generations of iron disulphide.Within regional primary reduced sandstones, pre-ore uranium enrichment (U_mean = 7.6 ppm in whole rock) was identified on altered Fe-Ti oxides along with minor concentrations on organic matter (respectively 26.3% and 1.3% of the whole-rock U content), which together represent a significant source of uranium for the mineralisation. Additional pre-ore uranium concentrations may also be associated with clay minerals. Petrographic observations and REP data indicate that organic matter occurring in the host-sandstone is mainly inherited from land plants and corresponds to type III or type IV kerogens. Ore-stage iron disulphides largely occur as framboids and in replacement of organic matter or also as sub-idiomorphic to idiomorphic cement and crystal. Trace element signatures detected within framboids are likely indicative of formation mainly from a single event. Framboids and iron disulphide in replacement of organic matter have a light sulphur isotope signature characterised by δ³⁴S values from −72.0 to −6.2‰, suggesting that sulphur originated from bacterial sulphate reduction, which was mainly responsible for (1) the liberation of U from Fe-Ti oxides and organic matter, (2) the generation of ore-stage iron disulphides, (3) the bioreduction of uranium and (4) the production of a secondary H₂S-rich reducing barrier also involved in uranium reduction. Uranyl and sulphate ions were transported through the host sandstone by low-temperature oxygenated groundwater and U(IV) was precipitated at the redox interface as nano to microcrystals of pitchblende and coffinite, dominantly associated with bacterial substrate and as intergrowth with biogenic iron disulphide or directly associated with organic matter and residual Ti-Fe oxides. The uranium mineralisation does not replace ore-stage iron disulphides. Therefore, the combined mineralogical, geochemical, and isotopic characteristics of the Baxingtu tabular uranium deposit characterise dominantly biogenic processes for the genesis of the uranium mineralisation.     

中国盆地铀资源概述

近20多年来,我国在北方6大沉积盆地中陆续发现了系列大型和超大型砂岩型铀矿床,丰富的资源量昭示了沉积盆地是一个巨大的促使铀汇聚的化学反应器.然而,盆地中的铀矿床类型远不止于砂岩型一种,它们一并构成了宝贵的盆地铀资源.将在沉积盆地发展演化过程中,受沉积、成岩和构造作用制约而促使铀富集形成的系列铀矿床,统称为盆地铀资源.充分考虑铀成矿作用的关键制约要素和矿床形成的发育时序,将盆地铀资源划分为同沉积型、不整合型和成岩型三大类13个亚类型矿床.在盆山耦合的构造体制驱动下,铀的变价属性是铀大尺度循环（汇聚与分散）的基础,这使得各种铀矿床之间既具有成因联系又能相互转化.我国已探明盆地铀资源的矿床成因类型、时空分布和资源量规模极不均衡,但是北方砂岩型铀矿床和南方碳硅泥岩型铀矿床构成了盆地铀资源的主体,从而具有“一北一南”、“一陆一海”、“一新一老”的基本格局.目前,北方砂岩型铀矿是我国勘查和开发的重点,然而铀储层结构和物质成分的非均质性极大,地浸采铀技术亟需革新以适宜多数砂岩型铀矿床的开发.同时,需要在新地区、新层位发现更多新类型铀矿床,还需要依赖技术研发盘活已发现的以南方碳硅泥岩型铀矿床为代表的“超低孔渗”、“富有机质”、“深埋藏”的系列“呆矿”.      

鄂尔多斯盆地北部直罗组有机质特征及与铀成矿关系

本文研究了鄂尔多斯盆地典型铀矿床的有机质与铀成矿的关系。探讨了煤屑的赋存状态、煤质特征及成熟度,认为煤屑的演化程度均较低,处于低成熟阶段,有利于对铀的吸附。总体上看煤质有机质和铀矿化关系密切,铀含量与煤屑含量呈正相关关系,对铀矿物为吸附态形式。通过对该区油气包裹体的研究认为,该区存在多期次的成岩方解石胶结过程,并伴随多期次的油气包裹体发育,尤以晚期的胶结方解石矿物中存在丰富的晚期油气包裹体。研究认为晚期可能发生过油、气的运移和聚集,铀矿床的形成与赋矿砂岩中有机流体或还原性气体的充注和络合作用密切相关,因而这些丰富的有机流体和还原性气体对于铀的富集沉淀具有重要意义。     

论川北砂岩型铀矿床方解石脉与铀矿成矿关系

对以303和1210两矿床为代表的川北砂岩型铀矿床的野外调查、方解石脉的岩矿鉴定、包裹体测试、微量元素和铀含量分析、脉体与矿化围岩蚀变关系的研究得出:方解石脉由中低温热水充填裂隙形成,热水同时活化汲取围岩中的铀,搬迁到构造裂隙发育、富含有机质的地段再沉淀富集。迭加成矿,川北砂岩型铀矿床为热水改造成因