REE地球化学在砂岩型铀成矿研究中的应用--以川北砂岩型铀矿床为例

本文在系统的取样分析基础上,总结了川北砂岩型铀矿床的稀土元素地球化学特征,分析研究了围岩、矿石、方解石脉和铀矿物的稀土元素组成、关系,讨论了岩、矿石沉积和成岩过程的稀土元素变化规律,与国内外典型的火山岩型和变质岩型热液成因铀矿床进行了对比,认为川北砂岩型铀矿具有热液（水）改造成矿作用的稀土元素地球化学特征,铀矿化经历了沉积成岩和热液改造富集两个阶段,为砂岩型铀矿成矿研究提供了新的思路。     

沉积盆地油气与砂岩型铀矿成矿关系研究

国内外许多砂岩型铀矿产于含油气盆地,油气参与砂岩型铀成矿作用越来越受到人们的重视;沉积盆地控制着油气田和砂岩型铀矿床的分布,多数盆地总体形成内部油气-边部铀矿、下部油气-上部铀矿的分布规律。文章认为油气藏与砂岩铀矿床相互联系的储集层系统及盆地有机/无机成因流体是两者同盆共存的物质基础,吸附作用和还原作用是油气参与砂岩型铀矿成矿的两种主要作用方式,重力流驱动的含铀流体与油气成藏过程中油气扩散形成的烃类流体相互混合是铀成矿作用的主要动力学机制,构造则是两种流体联系的纽带;油气与铀矿相互共生、相互作用,为"以铀找油"和"以油找铀"提供了基础。根据油气与铀的成因联系,结合石油勘探开发资料,提出利用油气田资料"二次开发"寻找砂岩型铀矿的思路和方法。利用油气田资料来寻找砂岩型铀矿,可节约大量勘探资金,提高油气田经济效益,经济价值高。     

华南铀成矿省火山岩-花岗岩型铀成矿作用

从构造演化—岩浆作用—成矿流体系统将火山岩-花岗岩型铀矿作为统一体开展成矿作用研究。在总结华南热液型铀矿成矿地质特征的基础上,根据区域铀时空分布特征,结合成矿溶液的氢、氧同位素组成,从动力学过程阐述了成矿物质来源,并进而分析了成矿流体演化及成矿作用过程。认为早寒武世富铀地层是华南热液型铀矿最本质的铀物质来源,成矿流体是岩浆水和降水混合的产物,岩浆作用形成了成矿物质的＂汇＂区,燕山期伸展或向伸展过渡的地球动力学背景下的岩浆作用,促成了成矿热液系统的形成、演化及成矿作用的发生,随着岩浆作用物质-能量场的减弱,华南热液型铀矿成矿作用终止。     

滇中砂岩铜矿成矿过程中水－岩反应的证据与机理

从野外地质产状、岩石化学、有机岩石学、元素地球化学、有机地球化学等方面详细分析了滇中砂岩铜矿成矿过程中的水－岩反应证据，阐明了成矿过程中水－岩反应的机理，其中包括渗滤作用、扩散作用、混染作用、交代作用、交代溶蚀作用、氧化还原作用和沸腾作用     

微生物、有机质、油气与砂岩型铀矿①

统计表明,世界上已知重要的砂岩型铀矿床的含矿主岩不同程度地含有机质、微生物或油气。对十红滩矿床、努和廷矿床及512矿床进行有机岩石学、有机地球化学、铀与有机碳相关关系分析等研究结果表明,微生物、有机质或油气在砂岩型铀矿成矿的过程中起了重要的作用。     

微生物、有机质、油气与砂岩型铀矿

统计表明，世界上已知重要的砂岩型铀矿床的含矿主岩不同程度地含有机质、微生物或油气。对十红滩矿床、努和廷矿床及512矿床进行有机岩石学、有机地球化学、铀与有机碳相关关系分析等研究结果表明，微生物、有机质或油气在砂岩型铀矿成矿的过程中起了重要的作用。     

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”.      

滇中砂岩铜矿成矿过程中水—岩反应的证据与机理

从野外地质产状，岩石化学，有机岩石学，元素地球化学，有机地球化学等方面详细分析了滇中砂岩铜矿成矿过程中的水－岩反应证据，阐明了成矿过程中水－岩反应的机理，其中包括渗滤作用，扩散作用，混染作用，交代作用，交代溶蚀作用，氧化还原作用的沸腾作用。     

川北砂岩型铀矿稀土元素特征及铀成矿作用

在大量取样分析的基础上 ,本文系统分析研究了围岩、矿石、方解石脉和铀矿物的稀土元素组成 ,讨论了岩石、矿石沉积和成岩过程中的稀土元素变化规律 ,总结了川北砂岩型铀矿床的稀土元素地球化学特征。通过与典型的火山岩型和变质岩型热液成因铀矿床进行对比 ,认为川北砂岩型铀矿具有热液 (水 )改造成矿作用的稀土元素地球化学特点 ;铀矿化经历了沉积成岩和热液改造富集两个阶段。     

初步探讨鄂尔多斯盆地东胜铀矿田成矿作用研究若干问题

随着973项目和北方砂岩型铀矿调查工程的深入开展,笔者从中侏罗统直罗组成岩过程对铀成矿影响的角度,初步探讨了鄂尔多斯盆地东胜铀矿田成矿作用的若干问题,主要表现在以下几个方面:(1)鄂尔多斯盆地北部的古元古代孔兹岩带为东胜铀矿田中主要含铀地层-中侏罗统直罗组碎屑物、预富集铀的主要蚀源区;(2)直罗组在同生沉积过程中预富集的大量铀,为铀成矿提供了主要铀源;(3)早成岩作用下,直罗组沉积建造水将分散的、预富集的铀迁移至灰色砂岩中富集成矿,为成矿流体;(4)基于铀矿体产状及铀矿物与载铀介质的空间关系,成矿时期应为早白垩世末期,受直罗组早成岩作用制约。     

应用铀同位素研究砂岩型铀矿中的若干问题探讨

笔者通过对512铀矿床含矿层岩石中铀同位素分布特征的研究,对砂岩型铀矿床铀同位素组成的分区进行了讨论。根据不同氧化还原分带中样品铀同位素组分的分布特征,对Osmond铀钍同位素组成分区模式提出了补充修改意见,认为A区应定名为“地球化学（氧化还原）矛盾区”更宜。该砂岩型铀矿床的铀同位素组成分区特征不仅是预测铀矿化定位的依据,而且也充分说明了铀富集成矿过程的滚动性。     

铀储层——砂岩型铀矿地质学的新概念

中国大规模的砂岩型铀矿勘查起始于20世纪90年代,这期间适逢层序地层、沉积体系、砂体内部构成单位和等级界面等技术的成熟与完善时期,这为沉积学家研究砂岩型铀矿床带来了新的切入点.在吐哈盆地和鄂尔多斯盆地的勘查实践发现,结构和规模适中的大型骨架砂体是砂岩型铀矿的储层(简称铀储层),它不仅能提供铀成矿流体的运移空间(输导通道),同时也为铀矿的储存提供了空间.铀储层研究的主要内容包括铀储层的识别、铀储层的空间定位与形态描述、铀储层的内部特征结构与品质评价、铀储层的成因分析以及沉积作用控制下的铀成矿机理等.沉积盆地分析和砂岩型铀矿地质学是铀储层研究的重要理论支撑点,其中层序地层分析、沉积体系分析、砂体内部构成分析是铀储层分析的关键技术.由于铀储层是砂岩型铀矿勘查和开发的目标层,所以针对铀储层的研究将能更好地服务于砂岩型铀矿的勘查预测与地浸开发.     

铀矿沉积学研究与发展

随着铀矿床尤其是砂岩型铀矿勘探和开发的迅速发展,砂岩型铀矿沉积学的概念应运而生。铀矿沉积学是研究沉积盆地形成演化过程中铀的成矿作用、形成环境、含铀岩（层）系特征,以及沉积作用控制下铀的富集机理和分布规律的学科。它综合了铀矿地质学、盆地分析等学科的内容,具有较明显的学科交叉特点。砂岩型铀矿沉积学是铀矿沉积学最典型的代表,它以盆地分析、砂岩型铀矿地质学为重要理论平台,结合沉积学技术方法,具体研究砂岩型铀矿形成的物质来源、成岩作用与铀的预富集、沉积物的结构构造与渗透性、沉积体系与含铀岩系分析、流体作用与后期改造、层序地层与铀的空间分布、铀富集因素与沉积和古气候环境,沉积作用因素与砂岩型铀矿预测,以及管理信息化的三维可视化建模等。以新疆伊犁盆地、吐哈盆地、鄂尔多斯盆地北部等地区代表性砂岩铀矿为实例,从铀矿聚集与沉积物形成—演化过程、沉积物特征及沉积体系分析与铀矿聚集、层序地层学与铀聚集作用等方面分析了铀矿沉积学研究的最新进展和认识。同时对铀矿沉积学的发展趋势进行了展望:认为砂岩铀矿“大规模成矿作用”和铀的“超常富集”关键地质环境、含铀岩系沉积与铀的空间分布、多种高新分析测试技术的应用等方面将是铀矿沉积学未来研究和发展的重点。由于铀矿沉积学与人类生存环境关系的重要性,并且其涉及沉积学学科的方方面面,因此有理由相信,铀矿沉积学未来可能作为沉积学的一个独立分支学科将得到更好的研究和发展。     

从铀系列同位素角度探讨砂岩型铀矿的形成过程及找矿标志

本文通过对512矿床含矿层不同地段铀系列同位素研究,对砂岩型铀矿的形成过程及找矿标志进行了探讨,根据矿卷前锋铀系列同位素组成分布规律和含矿层不同氧化还原分带中样品铀系列同位素分布特征,认为砂岩型铀矿含矿层岩石的铀系列同位素组成分区特征不仅可以记录铀富集的滚动成矿过程,而且可以作为预测铀矿化的重要找矿标志依据,A区应定名为"氧化还原矛盾区"较为合适.     

运用铀同位素研究砂岩型铀矿的几个问题

通过砂岩铀矿矿卷前锋铀同位素特征和512矿床含矿层铀同位素特征的研究,对砂岩型铀矿形成过程、铀同位素找矿标志进行了讨论。研究结果表明,砂岩铀矿的形成是一个多期次、滚动式、由氧化向还原环境推进的动态成矿过程,矿体主要定位于Ⅲ区段。根据铀同位素样品在不同氧化还原分带中的分布和矿体的滚动性特征,认为A区定名为地球化学矛盾区更为恰当。     

相山矿田热液水云母化及其与铀矿化关系研究

相山铀矿田广泛发育热液水云母化,且水云母以伊利石、蒙皂石混层矿物居多。对典型矿床围岩、蚀变岩石和矿石中粘土组成的定量分析和化学成分分析表明：随着Ｕ元素的逐渐富集,粘土矿物存在蒙皂石→伊利石、蒙皂石混层矿物→伊利石的转化过程,而且这一转化过程在本区是一个动态的平衡过程,这一研究结果很好解释了相山矿田以群脉矿床的为主的特征;蚀变岩石中高蒙皂石含量的粘土矿物为后期富大矿起了富集Ｕ的作用。     

中国沉积变质型铀矿床矿化特征和成矿条件探讨

我国沉积变质型铀矿床主要产在华北地台的太古界、元古界的变质岩系中,都在古老基底剥蚀面之上,有花岗岩侵入或混合岩化。古地理环境为滨海-浅海相中近古海岸线的基底洼地。矿化特点因地段不同而异:远离花岗岩地段,矿体呈似层状,与地层产状基本一致,受层位、岩性控制,铀矿物是沥青铀矿,粒度小,沿层理定向排列;近花岗岩外接触带或混合岩化地段为巢状矿体,铀矿物是晶质铀矿,粒度大,呈脉状、网脉状产出。与国外澳北区铀矿床相比,两者基本相似,但我国铀矿化分布空间大,形成时间长,无盖层。矿床形成过程为:沉积阶段形成了富铀     

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。     

中国铀矿资源特征及成矿规律概要

铀资源是我国重要的战略资源和能源矿产,作为26个重要矿种之一完成了全国铀矿资源潜力评价。在项目开展过程中,通过对中国铀矿资源特征、铀矿床类型(成因类型和预测类型)、时空分布及成矿系列研究,总结了中国铀矿的成矿规律。本文梳理了中国铀资源勘查现状与最近铀矿勘查工作进展,建立了4大类9类21亚类铀矿床类型,划分了50个铀矿预测类型;总结了中国铀矿时空分布特征及铀成矿规律,进而划分了29个铀成矿区带和20个铀成矿远景区带,建立了20个铀~多金属成矿系列。上述研究成果与进展有利于综合分析区域铀成矿规律,以期为未来的铀矿找矿工作提供指导。     

Uranium Provinces in China

Three uranium provinces are recognized in China, the Southeast China uranium province, the Northeast China-Inner Mongolia uranium province and the Northwest China (Xinjiang) uranium province. The latter two promise good potential for uranium resources and are major exploration target areas in recent years. There are two major types of uranium deposits: the Phanerozoic hydrothermal type (vein type) and the Meso-Cenozoic sandstone type in different proportions in the three uranium provinces. The most important reason or prerequisite for the formation of these uranium provinces is that Precambrian uranium-enriched old basement or its broken parts (median massifs) exists or once existed in these regions, and underwent strong tectonomagmatic activation during Phanerozoic time. Uranium was mobilized from the old basement and migrated upwards to the upper structural level together with the acidic magma originating from anatexis and the primary fluids, which were then mixed with meteoric water and resulted in t