鄂尔多斯盆地北部直罗组黄铁矿与砂岩型铀矿化关系研究

鄂尔多斯盆地东北部是我国砂岩型铀矿重要成矿区。通过对盆地北部大营铀矿床直罗组赋矿地层砂岩野外观察、镜下鉴定发现,黄铁矿存在多种产状,它们的宏观、镜下产状存在一定对应关系。对黄铁矿硫同位素的分析测试以及蚀变矿物的研究发现,δ~(34)S的变化范围-36.5‰~-27.3‰,平均值为-32.28‰,为较小的负值,具有明显生物成因作用。同时草莓状黄铁矿以及生物碎屑胞腔中的铀矿物的发现,也证实了铀成矿期的生物作用。地下水中U~(6+)、Fe~(2+)与"轻"的H_2~(32)S发生氧化还原反应,从而形成了黄铁矿与铀矿的紧密伴生的现象。     

乌库尔其地区层间铀成矿过程中的流体作用研究

该文以伊犁盆地南缘乌库尔其地区各矿床为研究对象,阐述了层间氧化带砂岩型铀矿床层间铀成矿过程中的流体作用脑伊犁盆地流体演化史对砂岩型铀成矿的控制等,试图通过稳定同位素、稀土元素等示踪方法研究该地区层间流体的来源、运移及向成矿流体的演化并成矿的流体作用机制,认为Ｖ＾２２旋回层间流体主要来自受大水补给的基岩裂隙水,并且在层间流体流向上全岩氧同位素组成存在明显的变化规律．     

鄂尔多斯盆地东北部直罗组古层间氧化带 形成机制探讨

鄂尔多斯盆地东北部是我国重要的砂岩型铀矿成矿带之一,蕴藏着丰富的铀资源。通过研究发现,区内铀矿床与古层间氧化带具有非常紧密的联系。通过对纳岭沟、大营铀矿床直罗组下段古层间氧化带中各后生蚀变砂岩与原生砂岩的物质成分及地球化学指标的研究,发现绿色砂岩与灰色砂岩在物质成分上的主要区别体现在黏土矿物、方解石及黄铁矿含量上,并且不同蚀变类型砂岩具有其各自的地球化学指标特点。基于对古层间氧化带中各后生蚀变的研究,初步探讨了古层间氧化带的形成机制。这一成果为深化本区铀成矿机理、建立区域铀成矿模式提供了重要的理论依据。     

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。     

鄂尔多斯惠安堡逆冲断褶带式砂岩型铀矿矿化特征及成矿模式

典型层间氧化带砂岩型铀矿产出于次造山带构造背景,且具有缓倾斜坡带的中新生代盆地。惠安堡地区大地构造背景处于鄂尔多斯盆地西缘褶断带马家滩断褶带。经典的水成铀矿理论和评价准则认为断褶带不利于后生铀成矿作用,但近几年的找矿探索证明断褶带后生铀成矿既有典型层间氧化带砂岩型铀矿的一些特点,也有自己的特殊性。鄂尔多斯盆地西缘推覆构造带中的反冲带多见东倾的反冲断层,最东部反冲断层的上、下盘是铀矿化集中的地方。正是这些反冲断层使找矿目的层上升,接近地表与含氧含铀地下水发生水力联系,地下水得以对目的层进行更深入、更彻底的改造,形成层间氧化和铀矿化。在综合分析该区砂岩型铀矿矿化特征的基础上,提出了鄂尔多斯盆地西缘"逆冲断褶带式"砂岩铀矿成矿模式。     

杭锦旗砂岩型铀矿床地质特征及成因探讨

杭锦旗铀矿产于直罗组下段辫状河三角洲平原砂体中,矿体展布受(古)层间氧化带前锋线绿色砂岩的控制。铀矿物以独立铀矿物(铀石等)和吸附态铀的形式产出;成矿物质可能来源于盆地北部含铀花岗岩与碎屑岩,甚有深部铀源参与成矿。与西部伊犁、吐哈盆地典型的层间氧化成矿模式不同,矿床成矿流体作用为含氧地下水、热液流体和烃类等多种类型的流体,矿床的形成是区内多种构造活动和地质作用相耦合的结果。     

松辽盆地东南部油气、煤层气后生蚀变硫同位素特征

对松辽盆地东南部上白垩统泉头组、姚家组和嫩江组岩石中黄铁矿及硫同位素特征研究表明,泉头组、姚家组中后生还原褪色作用形成的灰色、灰绿色砂岩中的黄铁矿及硫同位素均显示出了深部来源的油气、煤层气有机流体作用成分特征。该区原生沉积成岩岩石及黄铁矿中硫同位素的δ^34SV-CDT为正值,油气、煤层气有机流体还原作用岩石及黄铁矿中δ^34SV-CDT为负值。油气、煤层气还原作用不仅使杂色、紫红色原生氧化砂岩还原为灰色、灰绿色还原性砂岩,还使岩石还原容量大大增强,而且油气、煤层气在有机流体与岩石的相互作用过程中有铀的叠加富集,岩石铀含量普遍增加,局部可形成铀异常、铀矿化。首次在门达地区姚家组含矿砂岩中发现网脉状水云母化,显示铀成矿具有低温热液蚀变特征,铀矿化与低温热流体作用有关。     

中国北西部地区地浸砂岩型铀矿床成矿条件,分布规律与找矿方向

本文从中国北西部地区实际地质情况出发，着重阐明了区域中新生代盆地地浸砂岩型铀矿床形成的铀源条件、含铀建造的形成与分布、盆地类型与结构及富铀性对形成地浸砂岩型铀矿的影响；并以区内已有层间氧化带地浸砂岩型铀矿床为例，论述了砂岩型铀矿床形成的岩相古地理条件及对铀成矿的控制作用、盆地古水文地质与层间氧化带发育条件及对铀成矿的影响；同时，从含铀盆地的区域大地构造位置、岩相古地理条件、含矿主岩的地层时代和铀成矿时代及水文地质条件等四方面阐述了本区层间氧化带地浸砂岩型铀矿床分布规律与找矿方向。     

中国北西部地区地漫砂岩型铀矿床的成矿条件与分布规律

中亚地区发现大量可地浸砂岩型铀矿床引起了我国的重视，目前正在积极开展此类型铀矿的找矿工作。我国北西部是寻找类似中亚地区层间氧化带后生地浸砂岩型铀矿床最理想的地区，本文在论述了区城大地构造特征、地壳演化与区域铀成矿带形成的基础上，着重阐明了区域中新生代盆地地浸砂岩型铀矿床形成的铀源条件、盆地类型与结构及富铀性对形成地浸砂岩型铀矿的影响；并以区内已有层间氧化带地浸砂岩型铀矿床为例（伊犁盆地、二连盆地与测老庙盆地砂岩型铀矿床），论述了盆地砂岩型铀矿床形成的岩相古地理条件、水文地质与层间氧化带发育条件及对铀成矿的影响；并阐述了本区层间氧化带地浸砂岩型铀矿床的分布规律。     

吐哈盆地西南缘砂岩型铀矿地质地球化学基本特征

文章通过对含矿目的层及其渗透性的分析、与成矿作用有关的常量和微量元素及部分特征性地球化学指标如有机碳含量、全硫含量、三价铁和二价铁比值的分析，以及流体包裹体成分和物理化学参数的测试，配合铀、铅、碳、氧、硫同位素的分析等方法，综合分析研究区内砂岩型铀矿的地质地球化学基本特征，认为：吐哈盆地西南缘砂泥岩互层地层结构完整且延伸稳定，属弱渗透一渗透性地层，对砂岩型铀矿成矿比较有利。据常量和微量元素分析，认为铀成矿存在着明显的地球化学分带性，其中，氧化带以有机碳和全硫(∑s)含量低、Th／u和Fe2O3／FeO及Ra／U比值高为特征；过渡带(成矿带)以Th／U比值低、∑S、Mo、Re含量高为特征；还原带则以明显的低Fe2O3／FeO、Ra／U比值，高有机碳含量为其特征。其他微量元素如Cu、Pb、Zn、Cr、Co、Ni、zr等及稀土元素在成矿过程中并未得到明显富集。经对相关岩石的铀．镭平衡、气液包裹体及相关同位素的研究，认为铀成矿具有多期次、年代新且集中于第三纪的特点；含矿目的层煤成气提供了成矿所需的还原环境；成矿作用铀源主要来自于含矿目的层本身；铀成矿古流体属低温浅成热液且主要来源于大气降水。     

内蒙古东胜铀矿区后生蚀变的稳定同位素特征及其地质意义

近十几年来,在鄂尔多斯盆地北部伊盟隆起东胜及其以西杭锦旗一带,相继发现了东胜等系列大型-特大型砂岩铀矿,目前已成为中国砂岩铀矿发现潜力最大的地区。矿床的主要特征是矿体受直罗组砂岩绿色蚀变带控制;同时,在容矿层及其附近伴生有砂岩白色化、后生碳酸盐化及方解石脉、黄铁矿化等蚀变现象。通过后生蚀变的C、H、O、S等稳定同位素方面研究、示踪和探讨了蚀变的形成过程和成因及其与铀矿化的关系。镜下特征显示,铀矿石中存在的大颗粒结核状黄铁矿与铀矿物共生,两者为同时期的产物;该类样品S同位素表现为较大的负值,表明硫质来源的微生物作用特征明显;与盆地内可能提供硫源的直罗组煤屑、延安组煤层、延长组和延安组原油、上古生界煤系地层等有机S同位素对比,发现铀矿与上古生界煤系烃源岩的有机硫源关系密切。延安组顶部大规模白色化砂岩的高岭石H、O同位素表明,其成因与低温热液作用有关;容矿层后生方解石C、O同位素表明,其形成主要是有机质作用提供了碳源,且其碳质来源主要为上古生界气源岩,而与奥陶系及延长组油气的碳源无关。后生作用流体包裹体的测温及其H、O同位素组成表明,成矿流体以低温的大气降水为主,且与上古生界天然气一起形成低温热液的气-水混合流体;正是这一特点的流体作用形成了本区与铀矿化关系密切的上述各类后生蚀变现象。各类后生蚀变的稳定同位素特征表明,东胜铀矿床形成过程中存在后生低温热液和油气还原改造作用两大特点。本次研究结果为东胜铀矿区的成因认识提供了证据。     

东胜地区直罗组含铀砂岩中方解石的碳氧同位素组成及铀成矿意义

方解石是东胜地区直罗组含铀砂岩中重要的胶结物类型,同时碳酸盐化与铀成矿作用关系密切。通过方解石胶结物岩石学、矿物学、碳氧同位素分析,研究了含铀砂岩中方解石碳氧同位素组成、沉淀机制及铀成矿意义。研究表明,东胜地区砂岩类型为长石岩屑砂岩、岩屑砂岩和石英砂岩,粘土矿物主要由蒙皂石、伊利石、高岭石和绿泥石组成,方解石类型以含铁矿方解石为主,其次为铁方解石。方解石δ~(13)C_(PDB)为-15.7‰~-1.6‰,平均-9.08‰,δ~(18)O_(PDB)为-15.6‰~-10‰,平均-12.4‰,显示其形成与有机酸脱羧作用有关,碳来源为有机碳。碳氧同位素分析数据计算表明,与方解石平衡的水相氧同位素组成变化范围较宽,为-7.66%-9.71‰,推测较轻的同位素组成具有封存大气降水的特征,而较重同位素组成则反映成岩成矿过程中深部富含油气低温热流体的加入。综合分析认为,东胜地区直罗组砂岩中方解石是地表水和深部油气共同作用的结果:早期有机酸促使长石类骨架颗粒溶蚀,形成石英颗粒次生加大边,并伴随着自生高岭石沉淀;后期随着大量烃类注入砂岩中,成岩成矿环境由酸性向碱性转变,还原性增强,介质水中的CO_2与Ca~(2+)圾Fe~(2+)结合形成含铁为特征的方解石,沉淀在原生粒间孔和各类次生溶蚀孔隙中。整个过程都伴随有铀元素运移和沉淀,暗示东胜铀矿床是地表水和深部油气混合作用形成的。     

N油田A油组钙质隔夹层地质特征及成因分析

在油田开发过程中,隔夹层控制油气水运动规律,对于寻找剩余油具有重要控制作用。本文以N油田TF组2段A油组为研究对象,通过薄片、岩心测试、测井、碳氧同位素等资料综合分析,研究其钙质隔夹层的分布特征、岩石学特征、物性特征、测井识别特征,并从沉积环境、物质来源、成岩作用相结合的角度分析钙质隔夹层的成因。研究表明,A油组纵向上发育的三套钙质隔夹层主要发育在前滨滩坝沉积微相,顶钙与底钙的岩性以砂质生屑质灰岩为主,中钙为钙质砂岩;三套钙质隔夹层中生物碎屑主要以腕足、腹足、有孔虫为主,含少量棘皮、瓣鳃、红藻、介形虫、苔藓虫等;成岩作用主要为胶结作用,胶结物类型包含早期方解石胶结物、中期铁方解石胶结物、晚期铁白云石胶结物;碳氧同位素分析表明,隔夹层中碳主要来自于沉积过程中的海水,同时有少量来自于大气淡水和有机酸,Ca~(2+)主要来源于生物碎屑,其次为钙长石溶解、铝硅酸盐矿物的水化作用。     

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。     

Stable isotope geochemistry and diagenetic mineralization associated with the Tono sandstone-type uranium deposit in Japan

The Tono sandstone-type uranium mine area, middle Honsyu, Japan is composed of Miocene lacustrine sedimentary rocks in the lower part (18–22 Ma) and marine facies in the upper part (15–16 Ma). Calcite and pyrite occur as dominant diagenetic alteration products in these Neogene sedimentary rocks. The characteristics of calcite and pyrite differ significantly between lacustrine and marine facies. Abundant pyrite, calcite, organic matter, and small amounts of marcasite or pyrrhotite occur in the lacustrine facies, whereas small amounts of calcite and framboidal pyrite, organic matter and no marcasite or pyrrhotite are found within the marine units. The δ¹³C values of calcite in the lacustrine deposits are low (−19 to −6‰ PDB) but those in marine formation are high (−11 to +3‰). This implies that the contribution of marine carbonate is larger in upper marine sedimentary rocks, and carbon in calcite in the lower lacustrine formation was derived both from oxidation of organic matter and from dissolved marine inorganic carbon. The δ³⁴S values of framboidal pyrite in the upper marine formation are low (−14 to −8‰ CDT), indicating a small extent of bacterial seawater sulfate reduction, whereas those of euhedral-subhedral pyrite in the lower lignite-bearing arkose sandstone are high (+10 to +43‰), implying a large extent of closed-system bacterial seawater sulfate reduction. The δ³⁴S and δ¹³C data which deviate from a negative correlation line toward higher δ¹³C values suggest methanogenic CO₂ production. During diagenesis of the lacustrine unit, large amounts of euhedral-subhedral pyrite were formed, facilitated by extensive bacterial reduction of seawater sulfate with concomitant oxidation of organic matter, and by hydrolysis reactions of organic matter, producing CH₄ and CO₂. Uranium minerals (coffinite and uraninite) were also formed at this stage by the reduction of U⁶⁺ to U⁴⁺. The conditions of diagenetic alteration within the lacustrine deposits and uranium mineralization is characterized by low Eh in which nearly equal concentrations of CH₄ and HCO₃ ⁻ existed and reduced sulfur species (H₂S, HS⁻) are predominant among aqueous sulfur species, whereas diagenetic alteration of the marine formations was characterized by a predominance of SO₄ ²⁻ among dissolved sulfur species. Modern groundwater in the lacustrine formation has a low Eh value (−335 mV). Estimated and measured low Eh values of modern and ancient interstitial waters in lacustrine environments indicate that a reducing environment in which U⁴⁺ is stable has been maintained since precipitation of uranium minerals. Received: 9 February 1996 / Accepted: 11 April 1997     

诸广-下庄铀矿集区成矿过程中水-岩作用的地质地球化学特征

诸广-下庄铀矿集区是我国最大的花岗岩型铀成矿区,本文从岩石蚀变、不同介质中稀土元素的四分组效应、方解石中碳、氧和锶同位素组成等方面系统讨论了诸广-下庄铀矿集区内与铀成矿有关的各种水-岩相互作用的地质地球化学特征,得到以下主要认识: (1)铀矿田范围内成矿的花岗岩大多发生了强烈的蚀变,是水-岩作用的直接表现,晶质铀矿表面发生的溶蚀作用是铀活化的直接证据,裂变径迹特征揭示面型分布的绿泥石化是花岗岩中以类质同像形式存在的铀从花岗岩中活化出来的主要反映; (2)与铀成矿有关的花岗岩具有 M型四分组效应,而沥青铀矿、黄铁矿、方解石、绿泥石和伊利石等矿石矿物和脉石矿物则具有 W型或 W-M混合型四分组效应,这种共轭存在的 M型和 W型四分组效应表明了流体-花岗岩作用是本区铀成矿作用的关键,沥青铀矿主要是从流体中沉淀成矿的; (3)矿田范围内方解石的δ 13C、 87Sr/86Sr及δ 18O组成特征,及 87Sr/86Sr与δ 18O之间明显的负相关关系,揭示出本区铀成矿过程中的碳、水和铀来源不同--碳是幔源,铀是壳源,流体中的水至少有一部分是大气降水.     

粤东锡多金属矿床稳定同位素地球化学研究

粤东锡多金属矿床硫同位素具有两个显著特征，即共生硫化物间硫同位素的不平衡性和东西矿带硫同位素的差异性。前者是由不同来源的硫的混合引起的，后者则可归因于主要硫源的差异。成矿流体氢、氧同位素复杂多变，既不同于该区初始花岗岩浆水的同位素组成，也不完全同于区内中生代大气降水的氢、氧同位奈组成，显示共是混合成因的。混合的端员流体是再平衡的岩浆水和再平衡的大气降水。     

酒东盆地红山地区下白垩统新民堡群灰白色蚀变带特征及其与铀成矿的关系

研究区位于酒东盆地东北缘红山地区。通过对下白垩统新民堡群后生氧化改造作用的研究,认为灰白色弱氧化、强水解蚀变带是层间氧化带的一部分。铁和有机质是沉积岩中常见的色素,当含氧水进入目的层砂体时,砂体中的有机质、低价铁(Fe2+)等化合物被氧化,导致岩石褪色;同时氧化作用导致砂岩中长石水解,形成以高岭石为主的白色黏土矿物,使岩石增白。增白与褪色的双重作用是砂岩总体上变白的重要原因,其所形成的灰白色蚀变岩位于强氧化的紫红色-黄色蚀变亚带与灰色原生岩石带之间的一定范围内。铀矿化(体)产在弱氧化、强水解灰白色砂岩与原生灰色砂岩界面附近偏灰色岩石一侧[1-2]。灰白色蚀变带与铀成矿关系密切,可作为区域性白垩系砂岩型铀矿的找矿标志之一。     

成岩作用与油气侵位对砂岩铀成矿的约束--以准南硫磺沟地区头屯河组砂岩铀成矿为例

为了解准噶尔盆地南缘硫磺沟地区中侏罗统头屯河组砂岩成岩-流体演化与铀成矿响应,进而客观评价其成矿潜力。通过光薄片鉴定、X衍射、扫描电镜分析得出:目的层主要为岩屑细砂岩,依次经历了浅埋藏、深埋藏和表生-热液成岩阶段,遭受较强的机械压实、胶结及溶蚀作用。其黏土矿物以高岭石为主,碳酸盐矿物有细亮晶和泥晶两类,硅质胶结微弱,局部见细晶黄铁矿及其褐铁矿氧化产物。成岩环境可能经历了由酸性到弱碱性再到酸性,由同生期氧化-浅埋期还原-短暂抬升期氧化还原过渡-缓慢沉降期还原增强-快速抬升期氧化的演化过程。砂岩中存在较多油气包裹体;酸解总烃为5.72~449.14 μL/kg,以CH₄为主;方解石脉δ13C_V-PDB为-25‰~-6.7‰,δ18O_V-SMOW为11.1‰~18.9‰;结合野外调查认为目的层存在一期中等偏弱的后生油气侵位,从而影响了砂体的Eh及pH值。以上成岩过程及烃类流体活动使得目的层早期形成了小型层间氧化带型铀矿并得以局部保存,晚期形成了一定规模的地表潜水氧化带型铀矿体。