花岗岩中晶质铀矿分离提纯方法的讨论

随着铀矿地质科研工作的发展,分析花岗岩中晶质铀矿含量、分布、产出部位以及确定花岗岩中铀的存在形式、铀配分、评价岩体产铀远景、研究花岗岩中晶质铀矿的成因和解决铀矿床中铀的来源等方面日益引起人们的重视。多数工作者认为花岗岩中晶质铀矿与铀矿床形成关系密切。此外,晶质铀矿还可以帮助解决岩体形成时代,生成环境和成岩方式以及岩体的变迁历史等。在6210矿田中,大部分成矿围岩中晶质铀矿含量较高,为铀矿床的形成奠定了雄厚的铀源基础。     

赣中紫云山花岗岩晶质铀矿的电子探针U-Th-Pb化学定年

紫云山岩体是赣中地区与钨铀成矿关系极为密切的过铝质花岗岩体,但目前该岩体的成岩时代尚不明确.通过偏光显微镜、扫描电镜、电子探针等手段,首次开展了紫云山花岗岩中赋存晶质铀矿的精细矿物学研究.结果表明:晶质铀矿主要赋存于黑云母之中,少数被黄铁矿包裹,部分晶质铀矿被不同程度溶蚀和交代,表明晶质铀矿是本区花岗岩型铀矿的主要铀源矿物之一.利用电子探针U-Th-Pb化学定年法测得蕉坑单元 (J₃J)5颗晶质铀矿年龄为154.5~168.9 Ma,加权平均年龄为161.8±2.4 Ma (MSWD=0.26,n=26),庙前单元 (J₃M) 三颗晶质铀矿年龄为152.8~164.7 Ma,加权平均年龄为159.7±3.2 Ma (MSWD=0.2,n=15).获得的年龄与南岭地区主要含钨花岗岩的侵入时间高度一致,对应华南中生代大规模岩浆活动的第二阶段.晶质铀矿年龄与华南含钨花岗岩锆石U-Pb年龄非常一致,验证了过铝质富铀花岗岩中晶质铀矿电子探针定年方法的可行性.      

桂东北紫花坪岩体富Li淡色花岗岩岩石地球化学特征及其与铀成矿关系

锂、铀作为重要矿产资源,且在花岗岩中的富集部位存在交集,其成因问题长期备受关注。桂东北紫花坪岩体中的淡色花岗岩Li含量(质量分数)高达678.7×10~(-6)(中细粒二云母花岗岩和中细粒白云母花岗岩),具有富集Li元素的特征。通过对其岩石地球化学特征及与铀成矿关系研究表明:淡色花岗岩具有相对较高的Na__2O、Al__2O_3和F含量,以及较低的K__2O、FeO、MgO和CaO含量,属于过铝质花岗岩;以离子电位5.7为界,淡色花岗岩中的微量元素随Li含量的增加,呈现出高离子电位元素含量增加而低离子电位元素降低的趋势,相对富集Rb、Ta和Hf,具有低ΣREE及重稀土富集特征;岩体中元素富集分带从早到晚、自下而上依次为LREE→Y→HREE→U(Ⅳ)→Zr-Hf→Nb-Ta→Li,花岗岩中的晶质铀矿早于稀有金属形成;铀矿石中As、Ni等元素富集,见地开石及钾交代现象,表明铀成矿过程中经历了热流体作用;结合区域成矿资料及上述结论认为,紫花坪岩体中的淡色花岗岩为泥质源区重熔的产物,其形成与岩浆高程度的结晶分异作用有关,相对靠近重熔界面顶部;淡色中细粒二云母花岗岩为区内主要含铀花岗岩,经历了晚期热流体作用,深部存在铀成矿的可能。     

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。     

诸广南部产铀花岗岩长江岩体中的绿泥石和铀源矿物研究

长江岩体是诸广南部地区重要的产铀花岗岩体之一,此次研究运用电子探针和扫描电镜对长江岩体新鲜花岗岩和 蚀变花岗岩中的绿泥石和有关含铀矿物进行了精细对比,揭示花岗岩中铀的活化与成矿前期或早期致使花岗岩发生绿泥 石化的还原性热液蚀变作用关系密切,黑云母等的绿泥石化蚀变,使其中包裹的一些含铀副矿物也发生蚀变,导致原来 以类质同象形式存在于副矿物中的惰性铀转变成活性铀,并在绿泥石附近沉淀成铀石等铀含量高且在成矿期低度氧化性 热液作用下容易释放铀的矿物。长江岩体中的副矿物有锆石、磷灰石、褐帘石、铀石-钍石、晶质铀矿、独居石等,其 中,晶质铀矿、铀石、铀钍石中铀含量高且铀容易释放,是长江岩体的主要铀源矿物;独居石中铀含量较高,当其周围 矿物绿泥石化时,独居石蚀变形成直氟碳钙铈矿并释放铀,因而也是长江岩体的潜在铀源矿物;锆石中铀含量虽高,但 因其结构稳定,铀难以释放,因此它不是长江岩体中重要的铀源矿物;磷灰石、褐帘石中铀含量均低于检测限,作为铀 源矿物的可能性很小。     

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。     

北秦岭蓝田铀矿田产铀岩体的地球化学特征及其对成矿的制约

牧护关岩体西部的二长花岗岩赋存着北秦岭最著名的花岗岩型铀矿田——蓝田铀矿田。笔者对该花岗岩开展了系统的元素地球化学研究,其结果显示牧护关二长花岗岩为富硅、富钾、富碱和高分异过铝质花岗岩;微量元素特征是花岗岩相对于原始地幔具有富集大离子元素Rb、U、La、Nd、Sm,亏损Ba、Sr、P、Ti等特征;稀土元素分配模式为轻稀土富集的右倾型。铀矿石与二长花岗岩具有相似的稀土元素特征,暗示铀矿床的成矿物质可能主要来源于二长花岗岩。尽管牧护关二长花岗岩的U含量远低于一般产铀岩体,但铀在其中主要以活性的晶质铀矿形式存在,也能被活化迁移继而成矿。晶质铀矿形式存在的铀可能在花岗岩铀成矿中起着更重要的作用。     

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。     

锆石铀含量与岩体成矿能力相关性研究——以诸广南部花岗岩为例

为初步探讨锆石铀含量在花岗岩型铀矿远景区预测方面的应用前景,以勘探研究程度较高的诸广南部花岗岩为样本,经花岗岩类样品概率统计显示产铀岩体锆石平均铀含量略大于贫铀岩体,总体差别不明显;样品分期次、岩性对比分析表明产铀岩体锆石平均铀含量也并非普遍高于贫铀岩体,印支期产铀岩体二云母花岗岩锆石平均铀含量甚至低于贫铀岩体;统计发现产铀岩体花岗岩岩脉中具有超高的锆石铀含量(平均铀含量3000×10-6以上)。初步分析认为依据花岗岩类锆石铀含量暂不能有效判别诸广山复式岩体成矿能力;岩脉锆石铀含量超高可能是铀矿找矿的重要标志,因而具超高锆石铀含量的花岗岩岩脉是否发育可能是该区域寻找工业铀矿床的关键。     

诸广山岩体南部中段花岗岩晶质铀矿标型特征的探讨

本文以花岗岩的副矿物组合类型为基础,从剖析晶质铀矿的晶形标型入手,探讨了诸广山岩体南部中段花岗岩晶质铀矿的标型特征。花岗岩的副矿物组合类型不同,晶质铀矿的产出特点以及某些矿物学特征也存在差异。晶质铀矿的含量、产状、粒度、晶形、晶胞参数及含氧系数等可反映出岩浆中的铀浓度、U~(4 )和UO_2~(2 )所占份额、氧逸度特点及其变化趋势的定性信息。     

康滇地轴大田地区铀成矿与重大地质事件

康滇地轴混合岩型铀成矿与混合岩化、构造以及脉岩的关系一直以来存在较大的争议,而大田地区分布的混合岩、长英质脉岩(构造蚀变带内)以及辉绿岩/花岗质脉岩,尤其是富含石墨矿物的石英片岩的年代学特征成为解决这一问题的理想研究对象。在结合研究团队前期年代学研究工作的基础上,本文对大田地区辉绿岩/花岗质脉岩、富石墨石英片岩进行了系统的年代学研究,并获得以下认识:(1)大田地区混合岩化作用发生于840～860 Ma,其原岩形成时代为中元古代;(2)晶质铀矿形成年龄约为775 Ma,与混合岩化作用并无直接的关系,其形成年代与辉绿岩/花岗质脉岩、构造蚀变带内脉岩形成年代较为接近,表明可能为一期产物;(3)锆石中U含量结果分析表明U元素在混合岩化过程中发生了明显的富集现象,表明混合岩是最可能的铀源之一;(4)粗粒晶质铀矿的形成与Rodinia大陆的裂解具有一定的耦合关系,期间断裂活动和脉岩活动提供了成矿热源、流体以及储矿空间。     

伟晶质岩浆的同化混染与分离结晶(AFC)作用及铀成矿效应:以纳米比亚湖山铀矿为例

纳米比亚湖山铀矿位于达马拉造山带的中央南部地区,工业铀矿物为晶质铀矿,属于伟晶岩型铀矿床。关于不同矿石中铀元素的富集与沉淀机制还存在一定争议。为了揭示伟晶质岩浆演化与铀矿化作用的关系,本文对矿区内不同矿物组成的伟晶岩型矿石开展了岩石和矿物地球化学研究。野外及镜下鉴定结果显示,矿化伟晶岩可以分为“简单类型”矿体和“复杂类型”矿体。前者具有正常的花岗伟晶结构,晶质铀矿均匀分布于造岩矿物之间,矿化程度低到中等;后者表现出非均匀的结构特征,且矿化程度极高,晶质铀矿在成因上与大量黑云母团块有明显的空间联系。地球化学研究表明:在“简单类型”伟晶岩中,铀元素主要通过伟晶质岩浆的分离结晶作用富集;“复杂类型”伟晶质岩浆的演化则明显受控于同化混染作用,其铀矿化为岩浆同化混染与分离结晶(assimilation-fractional crystallization,AFC)作用产物。具体而言,外来基性组分(FeO,MgO,TiO₂,MnO)的混入导致“复杂类型”熔体中矿物的结晶顺序发生改变,长石类矿物的“延后”结晶为黑云母提供了更加有利的结晶空间和条件,促使黑云母以团块状聚集的形式产出。黑云母的大量析出会引发残余岩浆中UF_m^4-m络合物的水解,导致晶质铀矿在团块黑云母内部或周围沉淀。因此,本文有关“简单类型”和“复杂类型”产铀伟晶岩的研究,有效地揭示了岩浆演化过程与铀矿化机制,丰富了伟晶岩型铀矿床理论,为后期勘查开发提供了科学依据。     

根据重磁场研究讨论桂北地区的铀成矿特点

桂北地区的重磁场与铀矿化有着密切的联系，地球物理场的特征反映了与铀成矿有关的地质环境。研究表明，桂北地区的铀矿化主要有如下一些明显的特点；（ｌ）铀矿化位于不同规模的地球物理场或异常的边缘，尤其是大规模的铀矿化产在区域重力低异常（对应于地壳增厚区即地幔拗陷区）的边缘；（２）深部地质作用如莫霍面的起伏、深部大规模的岩浆活动和深断裂作用是铀成矿的重要控制因素；（３）花岗岩体不仅是花岗岩型铀矿化，而且也是碳硅泥岩型铀矿化的铀源体，且岩浆的动力场愈强烈，岩体的铀含量愈高，对铀成矿愈有利；（４）与铀成矿有关的热液流体为非岩浆成因，具有很强的去碰能力，花岗岩为热液循环提供动力；（５）与铀矿化密切共生的黄铁矿主要源于岩体的“磁性壳”；（６）铀矿床形成于中－低温、浅地表的地质环境。     

华南混合岩中的铀矿化

以浸染扶晶质铀矿形式产于混合岩中的铀矿化是华南一种新的铀矿化类型。根据晶质铀矿在矿体中的存在形式,可划分为原生型和改造型。原生型矿床中主要铀矿物是晶质铀矿,改造型矿床中的主要铀矿物是沥青铀矿和残余的晶质铀矿。此类型矿床是富铀地层选择性熔融,并在此过程中导致铀的活化、转移和局部富集的结果。     

东秦岭丹凤地区伟晶岩型铀矿矿化特征与成矿模式

伟晶岩型铀矿是北秦岭成矿带东段重要的铀矿类型,本文介绍了该类型铀矿的矿体特征、矿石特征、副矿物特征和年代学特征.铀矿体产于淡色含榴花岗岩体内外接触带伟晶岩脉中,围绕花岗岩体产出,形态复杂,随伟晶岩脉的形态而变化,呈似脉状、透镜状和不规则状,晶质铀矿为最主要的工业矿物.通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年获得含铀伟晶岩年龄为404.3±1.4 Ma,略晚于淡色含榴花岗岩体年龄,矿岩时差小,显示了岩浆成矿的特征.综合分析表明早泥盆世丹凤地区进入后碰撞构造环境,秦岭岩群发生部分熔融形成富铝含榴花岗质岩浆,随着岩浆结晶分异演化的不断进行,铀元素以U4+形式与O2-结合形成晶质铀矿,在岩体内外接触带黑云母富集部位沉淀成矿.三叠纪后接受长期隆升剥蚀,侵入岩呈岩株出露地表,围绕岩株外带产出的含铀伟晶岩脉,表现为光石沟式铀矿床.随着隆升剥蚀作用的进一步加剧,侵入岩顶部相遭受剥蚀之后以岩基出露地表,在岩体的内接触带不规则形态的含铀伟晶岩出露地表,表现为陈家庄式铀矿床.依据成矿模式,预测伟晶岩型铀矿成矿远景区2片,分别为大毛沟地区和纸房沟地区.      

The influence of geological factors on radon risk in groundwater and dwellings in the region of Amarante (Northern Portugal)

The region of Amarante (Northern Portugal) is composed of Hercynian tardi-tectonics granites and Paleozoic metasediments. Petrographic observations and SEM studies show that uranium is mainly contained within the rock in heavy accessory minerals such as apatite, zircon, monazite, uraninite, thorite and thorianite. The geological, geochemical and radiological data obtained suggest that the radon concentrations in dwellings of the studied area are mainly related with the uranium content of the rocks. Indeed, the highest contents were observed in granite AT2 of Padronelo (18.2 ppm) and the granite AT1 of Telões (10.3 ppm), with metasediments showing much lower uranium contents of 1.6 ppm; radon concentrations were evaluated in dwellings, using CR-39 passive detectors, and the results obtained in winter conditions suggest that the most productive geological units are the granites AT2 and AT1, with geometric means of 430 and 220 Bq/m³, respectively, while the metasediments show the lowest value of 85 Bq/m³. Some moderate radiometric anomalies, where uranium contents can double typical background values, were found in relation with specific fault systems of the region affecting granitic rocks, thus increasing radon risk; this is an indication of uranium mobility, likely resulting from the leaching of primary mineral supports as uraninite. Groundwater radionuclide contents show a wide range of results, with the highest activities related with granitic lithologies: 2,295 Bq/l for radon, 0.83 Bq/l for gross α and 0.71 Bq/l for gross β, presenting metasediments much lower values, in good agreement with other results obtained. Absorbed dose measured with gamma spectrometers in direct contact with the rocks is directly related with the uranium contents of the rocks, and thus works as a fast proxy for radon risk. It is concluded that radon risk is moderate to high in the granitic areas of the Amarante region and low in the metasediments of the same region.     

高分异花岗岩浆可能是华南花岗岩型铀矿床主要铀源——来自诸广山南体花岗岩锆石铀含量的证据

锆石的U-Pb测年、Hf和O同位素及稀土、微量元素的研究与应用已获得诸多进展,但锆石中铀含量所蕴藏的地质意义却较少被关注。华南花岗岩型铀矿床的铀源一直存在争议,不同观点认为其分别来自早期已固结地质体、分异岩浆、地幔柱或热点以及U、Th、K富集圈。为尝试利用锆石中的铀含量来追索铀源,本文通过搜集诸广山南体花岗岩锆石U-Pb同位素测年文献,掌握了该花岗岩中14个岩体、37件样品、3种岩性,共467个锆石定年数据。通过数据分析发现印支期(253Ma、244Ma)和燕山期(139Ma、124Ma)具高分异特征的4件酸性岩脉(小岩体)样品中锆石的铀含量明显高于同期岩体。依据铀矿床中高分异酸性岩脉(小岩体)侵位期、基性岩脉侵位期、铀成矿早期(140~90Ma)三者的良好对应关系,结合这一锆石铀含量指示,初步认为华南花岗岩型铀矿床中铀可能主要来自高分异花岗岩浆;推测花岗岩型铀成矿可能属壳幔混合作用结果,即铀源来自地壳分异岩浆,成矿流体和矿化剂主要来自地幔,而成矿空间受断裂系统控制。岩体锆石铀含量或可在铀源丰度、矿床品位判别等方面发挥积极作用。     

Age of dispersed uranium mineralization in rocks of the framework of the Strel’tsovka uranium ore field and the Yamsky site,Eastern Transbaikal region

An isotopic geochronological study of dispersed uranium mineralization was performed in the granitic rocks of the Urtui pluton in the framework of the Strel’tsovka uranium ore field and in the Yamsky site of the Urov-Uryumkan granite-gneiss arch. Two stages of such mineralization—783 ± 26 Ma in the Urtui granitic pluton and 138.6 ± 2.3 Ma in the Yamsky site—have been established. The emplacement of granite pertaining to the Unda Complex disturbed the U-Pb isotopic system in uraninite from the Urtui granitic pluton and resulted in redeposition of uranium phase dated at 262 ± 34 Ma. The young, probably, recent process gave rise to the redistribution of radiogenic lead in the U-bearing phases developing after uraninite.     

诸广山南部高坪地区细粒花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

诸广山南部高坪地区钻探工程揭露到较多细粒花岗岩岩脉,部分岩脉与矿体空间关系密切。本文利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年法测得区内两组细粒花岗岩年龄分别为252.9±1.9 Ma(MSWD=1.8)和244±2 Ma(MSWD=1.4)。结合细粒花岗岩中晶质铀矿U-Pb定年结果,证实其形成于印支期。本文结合粤北地区铀成矿规律及区域铀成矿特征,对高坪地区铀成矿潜力及找矿方向进行初步探讨,认为:(1)印支期,诸广山南部先后广泛侵入粗粒斑状黑云母花岗岩与细粒花岗岩,其中细粒花岗岩多沿断裂发育;(2)至燕山晚期,沿断裂侵入基性脉岩;(3)高坪地区细粒花岗岩与基性脉岩叠合部位为铀成矿的有利空间。