湘西北下寒武统黑色岩系钒镍钼矿微量元素地球化学

湘西北下寒武统黑色岩系是中国南方下寒武统黑色岩系的重要组成部分,富含钒镍钼等多金属元素。文中对湘西北下寒武统黑色岩系钒镍钼矿进行了微量元素研究,研究区内Ni、Cd、Mo、Sb、V、Zn、W、Ba等元素特别富集,高含量的Sb和Ba表明其为热水沉积;Mo含量极高说明其为缺氧的还原环境;高的V/（V+Ni）、V/Cr、Ni/Co以及δU值表明其沉积环境为缺氧环境;高的 U/Th表明本区有热水沉积作用;稀土元素配分模式、Ce和Eu异常及La/Yb Ce/La和La/Yb ΣREE图解投点表明其沉积环境为还原环境,并有热水沉积作用。可见黑色岩系形成于缺氧环境,热液活动为其提供了丰富的热液来源。     

湘西北凤凰地区黑色岩系地球化学特征及地质意义

震旦系留茶坡组-寒武系牛蹄塘组在湘西北地区广泛分布,是重要的铀多金属富集层。文章通过微量元素分析与扫描电子显微镜相结合的技术手段,对凤凰地区黑色岩系微量元素与铀存在形式进行了分析,结果表明：Ni、Mo、V等多金属富集层位基本相同,且多与铀异常层重叠。V/(V+Ni)值为0.66～0.97,U/Th值为3.31～144.75,V/Sc值为28.62～4 155.05,V/Cr值为1.54～25.15,δU值为1.82～2.00,均指示缺氧-硫化环境;凤凰地区Ni-Co-Zn三角图解显示出热水沉积特征,稀土元素分析显示Eu正异常（δEu值为1.12～1.39）和Ce负异常（δCe值为0.32～0.77）,Sr/Ba值小于1,样品发育较多重晶石,结合微量元素特征与重晶石成因,认为沉积过程有海底喷流作用的参与。化学与生物化学作用使得铀多金属初步富集,海底喷流作用带来大量成矿物质,并对前期预富集的矿物溶蚀、萃取,在晶粒间或微裂隙重结晶,形成钛铀矿、紫硫镍矿和辉钼矿等独立矿物,同时在有机质作用下吸附各种多金属元素,形成钒系水云母矿物、硫钼矿集合体和针镍矿等多金属矿物（集合体）,最终固结成岩形成铀多...     

湘西震旦—寒武纪交替时期古海洋环境的恢复

前寒武纪至寒武纪的交替时期是地质史和生命史的重要转折。中国南方地区广泛发育了上震旦统、下寒武统的黑色岩系。文中运用沉积学和沉积地球化学的理论和方法对湘西黑色岩系的岩石类型、矿物组成、元素地球化学特征、干酪根的结构以及碳同位素的组成等方面进行了研究 ,讨论了黑色岩系的形成条件 ,恢复了震旦纪 /寒武纪地史转折期的古环境。研究认为 ,湘西地区在晚震旦世和早寒武世地史转折期的生物爆发和高有机质的产率是形成缺氧环境的重要因素之一。     

上扬子地块北缘灯影组硅质岩系地球化学特征及其成因

通过野外调研,表明大巴山构造带和米仓山构造带震旦系灯影组发育多套硅质岩系,并与海相碳酸盐岩相伴产出。微量、稀土元素分析结果表明,硅质岩系具有热水成因特征。其中,Ba含量较高,Ba/Sr值大于1;Th/U值小于1,Th-U图解中所有样品均投到热水沉积物区;Zr元素较为富集,Zr-Cr图解中样品全部投到热水沉积物趋势线附近;硅质岩系REE总量低,Ce总体为负异常,Eu正异常明显,硅质岩HREE富集,硅质白云岩HREE富集不明显。Ce/Ce*、LaN/CeN、V/Y值表明灯影组硅质岩形成于大洋盆地到大陆边缘的过渡地带;Th/Sc、Th/U、V/Cr、V/(V+Ni)值表明硅质岩主要形成于还原环境中,部分形成于氧化环境中。综合硅质岩稀土、微量元素特征并结合震旦纪区域地质构造演化,本区硅质岩应形成于复杂大陆边缘富氧的浅海陆棚环境及缺氧的陆内裂陷槽环境中。     

钍铀比值在判别铀成矿环境中的应用研究——以粤北书楼丘铀矿床为例

钍铀比值是反映铀成矿信息的重要参数,地面伽玛能谱钍铀比值(Th/U)、分量钍铀比值(FTh/U)可分别指示花岗岩地区构造蚀变带型铀矿浅部及深部的矿化信息,从多角度、多尺度呈现铀富集环境。本文重点探讨利用Th/U、FTh/U分别提取浅部和深部铀成矿信息的可能性,并在粤北书楼丘铀矿床已知勘探剖面进行方法有效性试验。试验结果表明:Th/U、FTh/U能分别指示浅表和深部铀成矿环境; Th/U、FTh/U与浅表、深部铀富集程度呈负相关,且建立了钍铀比值与铀富集程度间的判别关系; FTh/U除与深部铀富集程度相关外,还与铀矿体中心埋深有关,FTh/U幅值越大,矿体埋深越深,并进一步建立FTh/U幅值与矿体中心埋深间的半定量关系式。综上,利用钍铀比值法在书楼丘外围开展铀成矿有利地段预测,并取得较好应用效果,成功预测4片浅部、5片深部铀成矿有利地段,其中FTh/U-2号深部异常已被钻探工程揭露证实。本次研究对书楼丘地区下一步找矿工作的部署与开展具有重要借鉴意义。     

钍铀比值在判别铀成矿环境中的应用研究 ——以粤北书楼丘矿床为例

钍铀比值是反映铀成矿信息的重要参数,地面伽玛能谱钍铀比值（Th/U）、分量钍铀比值（FTh/U）可分别指示花岗岩地区构造蚀变带型铀矿浅部及深部的矿化信息,多角度、多尺度呈现铀富集环境。本文重点探讨利用Th/U、FTh/U分别提取浅部和深部铀成矿信息的可能性,并在粤北书楼丘铀矿床已知勘探剖面进行方法有效性试验。试验结果表明：Th/U、FTh/U能分别指示浅表和深部铀成矿环境;Th/U、FTh/U与浅表、深部铀富集程度呈负相关,且建立了钍铀比值与铀富集程度间的判别关系;FTh/U除与深部铀富集程度相关外还与铀矿体中心埋深有关,FTh/U幅值越大,矿体埋深越深,并进一步建立FTh/U幅值与矿体中心埋深间的半定量关系式。综上,利用钍铀比值法在书楼丘外围开展铀成矿有利地段预测,并取得较好应用效果,成功预测4片浅部、5片深部铀成矿有利地段,其中FTh/U-2号深部异常已被钻探工程揭露证实。本次研究对书楼丘地区下一步找矿工作的部署与开展具有重要借鉴意义。     

湘西北黑色岩系非常规铀资源成矿地质特征及成矿时代

湘西北黑色岩系非常规铀资源主要包括:铀多金属磷块岩型、含铀磷块岩型、含铀黑色岩层型,其中铀多金属磷块岩型叠加含铀黑色岩层型的矿化组合,主要发育在扬子陆块东南缘的慈利断陷盆地中;3种类型共同叠加的矿化组合,主要发育在扬子陆块东南缘的晓平坳陷中。通过对湘西北地区黑色岩系非常规铀资源成矿时代的研究,获得两组成矿年龄分别为(718±87)Ma和(503±29)Ma,结合矿化地层发育特征,认为两组年龄中形成较早的含铀磷块岩型非常规铀资源是晚期铀多金属磷块岩型的成矿预富集阶段。     

福建李坊重晶石矿床形成环境及矿床成因

为了解福建李坊重晶石矿床成因和成矿物质来源,对重晶石单矿物的主量元素、稀土元素、微量元素和硫同位素进行了研究,研究结果显示:重晶石单矿物表现出富Al、Si、Fe的特征;ΣREE总量较低,富集轻稀土元素;δEu呈正异常,δCe呈负异常;微量元素富集Ba、Rb、Nb、Th、P等元素,亏损K、Zr等元素;各个中段δ34S均值大于32.6‰,且直方图中只显示一个主峰。重晶石单矿物成因判别图解、ΣREE-La/Yb图解,分别指示了重晶石单矿物形成于热水沉积区,成矿物质来源于沉积岩区;Si O2/Al2O3、MnO/TFe2O3、U/Th等比值指示了弱碱性—碱性的氧化环境;(La/Ce)N、Al/(Al+Fe)等比值指示大陆边缘环境。研究表明,李坊重晶石矿床形成于大陆边缘构造环境的热水沉积成矿作用,其Ba主要来源于沉积岩区,S主要来源于寒武纪海水,并且有较多陆源物质的输入。     

白竹峪铀多金属磷块岩矿床地球化学特征

湘西北下寒武统铀多金属磷块岩由于富含多种矿产元素,受到国内外地质学者的越来越多的关注,但成因认识仍然众说纷纭。文章在对湘西北黑色岩系非常规铀资源开展地质和放射性调查的基础上,选取下寒武统牛蹄塘组铀多金属磷块岩露头较好的白竹峪矿床开展地质调查、岩石地球化学测量、系统的采样和分析测试,结果表明铀多金属磷块岩主量元素与上地壳所含的对应元素相比,只有CaO和P₂O₅富集,富集系数分别为9和204。此外,铀多金属磷块岩微量元素U(平均含量为1 350×10^-6)、Ni(平均含量为6 822×10^-6)和Mo(平均含量为2 104×10^-6)均达到相应矿床的工业品位,且Re、Tl和V达到铀矿床综合利用指标。上震旦统灯影组白云岩、下寒武统牛蹄塘组铀多金属磷块岩和黑色碳质泥质页岩及板岩的δU、V/Cr、Ni/Co和δCe值均指示这3种地层形成于缺氧沉积环境,铀多金属磷块岩北美页岩配分曲线显示热水沉积特征,δEu大于1,结合主量元素和微量元素R型聚类分析结果推测铀多金属磷块岩在正常海相沉积的基础...     

华北地台东北部前寒武纪地壳演化与铀成矿旋回

本文以研究华北地台东北部前寒武纪地壳演化为基础,阐明了该区不同地质构造单元中铀的分布与富集规律。根据铀矿化与铀源体的空间分布关系、硫同位素组成、稀上元素分布模式及同位素年龄等资料,论述了该区前寒武纪铀成矿作用具有同源性相多阶段复成因的特点。在此基础上,提出了铀成矿旋回的概念,并将华北地台东北部前寒武纪构造区存在的铀矿化划分为晚太古代、早元古代和中-晚元古代三个成矿旋回。     

重庆城口地区下寒武统黑色岩系元素地球化学特征及其成因

地区广泛发育有下寒武统。利用ICP-MS方法系统分析重庆城口地区下寒武统黑色岩系中多金属富集层、炭质粉砂岩以及硅质岩样品的微量元素、稀土元素组成。研究结果表明稀土总量为111.41×10-6~184.13×10-6,平均为138.83×10-6,相对其他地区黑色岩系较低;LREE/HREE=2.49~3.44,LREE相对富集,HREE亏损;δCe=0.39~0.46,Ce呈明显负异常;δEu=0.84~1.10,Eu异常不明显。δCe,δU,V/Cr,Ni/Cr,V/(V+Ni)表明该区黑色岩系形成于缺氧环境;稀土元素地球化学特征及其相关图解、Cr,Sb,As,Bi的富集以及U/Th等反映本区黑色岩系非正常海水沉积产物,明显受热水沉积的影响,同时还存在火山活动的影响,火山活动可能为热水活动提供了动力及物质成分。     

广西373铀矿床微量元素地球化学特征及其成因探讨

373铀矿床是我国南方典型碳硅泥岩型铀矿床之一,主要发育一套黑色弱硅化泥岩、粉砂岩,硅化生屑灰岩及其过渡型岩类地层,矿床明显受断裂发育影响,铀矿化于次级断裂带中.通过系统地球化学研究表明:3组不同期次脉体普遍亏损过渡元素Ti、Sc、Cr、Cu、Zn和高场强元素Nb、Ta、Zr和Hf;相对较富集Mn、Ni、As、Sr、Mo、Sb、Tl和U等微量元素.后期热液活动使脉体Ba、Sb、As和Mo等元素异常富集.后期热液叠加改造,使得岩石普遍亏损过渡元素Sc、Ti、Cr和高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf,普遍富集Co、Ni、Zn、As、Sb、Mo、Cd、W、Tl、Pb、Bi和U,其中As、Sb、Mo、Tl和U尤为富集,富集系数平均达到100左右,U与W、As、Sb和Pb相关系数都在0.9左右,具有高度同源性,铀成矿与热液活动有关.典型剖面微量元素富集与硅化密切相关,当硅化达到一定程度后微量元素富集出现反转,即随着硅化强度增加而富集能力反而降低.V/Cr、V/Sc、Ni/Co、V/(V+Ni)、U/Th、δU、δEu和δCe等特征元素比值反应铀预富集形成于缺氧的古海洋环境.高丰度的As、Sb和Ba等元素,以及U-Th关系图解和Zn-Ni-Co三元图解均显示热水沉积成因.微量元素特征表明碳硅泥岩形成于缺氧的还原环境,铀预富集与热水沉积有关,铀成矿与热液叠加改造有关,后期热液沿运移通道上升进入储集空间,与铀预富集地层热液叠加成矿.     

我国西北地区层间氧化带砂岩型铀矿床中铀的赋存形式

我国西北地区主要层间氧化带砂岩型铀矿床的贫矿石(U≤0.01%)中铀主要以分散形式,被砂岩填隙物中的粘土、褐铁矿等矿物,以及碎屑物和矿物的裂隙面等吸附,偶呈显微(μm级)、超显微状(<1μm)沥青铀矿(其次为铀石)。随着矿石铀品位的增高,其中呈铀矿物形式的铀的比例逐渐增大,在特高品位(U>1%)的矿石中,铀基本呈铀矿物(沥青铀矿,偶有铀石)形式产出。类质同象铀的份额极微,其可利用性缺乏实际意义。矿石中铀矿物主要赋存于矿化砂岩的填隙部位及碎屑物、矿物的孔隙或解理中,有时可交代碳屑、黄铁矿、绿泥石、黑云母等。由矿石中U4 /U6 含量比例推算原生铀矿物(沥青铀矿)的近似含氧系数变化范围为2.35~2.74,均值为2.49,与沉积、淋积铀矿床中的铀氧化物含氧系数相当,表明该类铀矿床生于常温条件下。极少数样品落入低温热水成因沥青铀矿的含氧系数范围(含氧系数低至2.35),表明个别地段可能出现低温热水铀成矿作用,推测可能受断裂构造热的影响。进而推测,特富矿石(U>1%)可能是源自深部、沿断裂上升的含铀低温热水叠造作用的产物,板状矿体便是深、浅部流体混合的证据之一。     

川北广元田坝子剖面含铀沥青脉的发现及其地质意义

通过野外地质调查,在四川盆地西北部广元市青川县田坝子剖面发现了多处具铀异常（≈70×10-6）的含铀沥青脉。对含铀沥青脉开展了矿物学、元素地球化学、光谱学研究,并与研究区典型砂岩型铀矿床（303矿床）中的“有机质”开展了对比研究。研究表明,含铀沥青脉中含有大量的微粒状矿物,包括微米级的石英、重晶石、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿及呈微—纳米结构的草莓状黄铁矿,沥青脉中的微量元素和稀土元素十分富集,主要富集Mo、Re、Cd、U、Ba元素,次要富集Sc、V、Ni、Cu、Zn、Rb、Tl等。川北303砂岩型铀矿床的矿石中也发现了铀矿物与沥青脉共生的现象,同时也具有重晶石—黄铁矿—闪锌矿等的矿物组合,其微量元素和稀土元素与田坝子剖面沥青脉具有相似性,表明川北地区的铀矿化可能与古油气藏的裂解破坏具有成因上的联系,在四川盆地的构造活动区,或许具有寻找与构造油气作用相关的铀矿床的潜力。川西北沥青脉在灰化之后,其中的铀、钼、铼元素都富集到了可综合利用的程度,建议在未来的研究中,可适当关注川西北沥青脉的伴生元素的综合利用。     

方山口铀钒型非常规铀资源地球化学特征

文章以方山口U-V型非常规铀资源为研究对象,对该区矿化层和赋矿围岩进行了元素地球化学分析,结果表明:U、V呈明显正相关;在铀多金属矿化层中,与超基性岩浆有关的Cr、Co、Ni元素超常富集;稀土元素配分模式中呈现弱Ce负异常,Eu正异常;矿化层与围岩分析数据在ω(La)/ω(Yb)-∑REE图中投影点落在玄武岩区内。研究认为,方山口铀钒型非常规铀资源形成于早寒武世裂谷环境,在同沉积海相黑色岩系形成的同时,伴随着海底喷流作用,U、V多金属矿化层的形成可能与受超基性岩浆作用影响的热水作用相关联。     

江西相山铀矿田铀矿物稀土元素特征及富集机制探讨

铀矿物是铀矿床勘探与选冶的重要研究对象。相山铀矿田是我国最大的火山岩型铀-多金属矿田,主要发育有早期碱交代和晚期酸交代两期铀矿化,但目前对这两期铀矿化中铀矿物的地球化学特征尚缺乏系统的对比研究。文章运用电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱对相山铀矿田两期铀矿化矿石中铀矿物稀土元素特征进行研究。结果显示,相山铀矿田碱交代和酸交代型铀矿化矿石中铀矿物类型均包含钛铀矿、铀石和沥青铀矿,碱交代型铀矿化矿石中铀矿物以钛铀矿、铀石为主,酸交代型铀矿化矿石中铀矿物以沥青铀矿为主。碱交代型铀矿化矿石中铀矿物稀土元素配分模式为右倾型,富集La、Ce和Nd等元素;酸交代型铀矿化矿石中铀矿物稀土元素配分模式为左倾型,富集Yb、Er和Dy等元素。酸交代型铀矿化矿石中沥青铀矿相对富集重稀土元素,与国内外其他类型的铀矿床相比其成矿过程有明显特殊性,这可能与成矿流体富F-有关;深部沥青铀矿较浅部富集重稀土元素的原因可能是深部沥青铀矿结晶温度高于浅部;相对于铀石和钛铀矿等铀矿物,重稀土富集对沥青铀矿有倾向性可能是因为沥青铀矿形成的过程与CO₃^2-和Cl-关系密切。     

松辽盆地北部龙虎泡地区含铀岩系铀矿物赋存特征

近年来,砂岩型铀矿勘查工作在松辽盆地北部大庆长垣及周边地区取得重要找矿突破,并在龙虎泡地区深部层位发现了重要找矿线索。本文在钻孔岩芯编录、系统采样等野外工作基础上,利用偏光显微镜、电子探针以及铀价态分析等手段,对龙虎泡地区含铀岩系中铀矿物赋存特征进行了研究。研究表明,龙虎泡地区含铀岩系主要为四方台组底部曲流河相浅灰色砂岩,黄铁矿化与铀矿化关系密切。铀矿物类型主要为铀石,其次为富铀-铁钛氧化物,两者均与胶状黄铁矿紧密共生,另外还有少量含铀矿物碎屑石英,铀矿物成分分析显示,铀石普遍含有较高的P、Y,而这2种元素在富铀-铁钛氧化物中含量极少。能谱元素面扫描分析指示出,富铀-铁钛氧化物很可能为碎屑钛铁矿经后期含铀流体蚀变形成。含矿砂岩U4+/U6+比值分析和黄铁矿-钛铁矿矿物组合关系表明,龙虎泡地区含铀岩系的形成环境还原性较强。铀矿物赋存特征指示了龙虎泡含矿砂岩中的铀矿物具有多期次形成特点,在其形成过程中伴随有成矿环境的变化,从早期富铀铁钛氧化物到后期大量富磷-钇铀石的形成,成矿流体U、Si、P、Y等元素成分升高同时还原性减弱,流体耦合由早期以富H2S还原性流体为主趋于向后期以含铀含氧流体为主变化。     

湘西寒武纪早期黑色岩系中干酪根的稀土元素地球化学特征

湘西寒武纪早期黑色岩系中富含源于上层海水生物体的有机质, 其稀土元素(REE)特征不被碎屑物质干扰, 能有效地反映海洋上层水体的古环境特征.样品中作为有机质主体的干酪根的重稀土富集、Ce负异常、Y正异常和Eu无明显异常等特点与现代海水一致, 其特征可能反映古海洋上层水体的氧化还原信息.扬子地台各相区沉积剖面底部可能出现滞流(或硫化)环境, 随后沉积环境逐渐氧化.全岩样品中Ce的负异常可能由有机质提供, Ce/Ce*值由剖面底部的较低值向上逐渐升高可能意味着海洋上层水体含氧量的逐渐上升, 而海水含氧量逐渐升高或许是由寒武纪早期海洋底部硫化环境的减弱所导致.      

373铀矿床微量元素地球化学特征及其成因探讨

内容提要 373铀矿床是我国南方典型碳硅泥岩型铀矿床之一,主要发育一套黑色弱硅化泥岩、粉砂岩,硅化生屑灰岩及其过渡型岩类地层,矿床明显受断裂发育影响,铀矿化于次级断裂带中。通过系统地球化学研究表明：三组不同期次脉体普遍亏损过渡元素Ti、Sc、Cr、Cu、Zn和高场强元素Nb、Ta、Zr和Hf;相对较富集Mn、Ni、As、Sr、Mo、Sb、Tl和U等微量元素。后期热液活动使脉体Ba、Sb、As和Mo等元素异常富集。后期热液叠加改造,使得岩石普遍亏损过渡元素Sc、Ti、Cr和高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf,普遍富集Co、Ni、Zn、As、Sb、Mo、Cd、W、Tl、Pb、Bi和U,其中As、Sb、Mo、Tl和 U尤为富集,富集系数平均达到100左右,U与W、As、Sb和Pb相关系数都在0.9左右,具有高度同源性,铀成矿与热液活动有关。典型剖面微量元素富集与硅化密切相关,当硅化达到一定程度后微量元素富集出现反转,即随着硅化强度增加而富集能力反而降低。V/Cr、V/Sc、Ni/Co、V/(V+Ni)、U/Th、δU、δEu和δCe等特征元素比值反应铀预富集形成于缺氧的古海洋环境。高丰度的As、Sb和Ba等元素,以及U-Th关系图解和Zn-Ni-Co三元图解均显示热水沉积成因。微量元素特征表明碳硅泥岩形成于缺氧的还原环境,铀预富集与热水沉积有关,铀成矿与热液叠加改造有关,后期热液沿运移通道上升进入储集空间,与铀预富集地层热液叠加成矿。     

寒武纪第十期早期海洋氧化还原波动：来自U 同位素的证据

寒武纪晚期到奥陶纪早期的海洋动物多样性整体水平较低,生物地球化学研究认为可能与海洋氧化还原状态波动有关,但仍证据较少。保存良好的海相碳酸盐岩沉积被认为能够记录古代海水的地球化学信息,其铀同位素组成 (δ238U) 可用来反映全球海洋的氧化还原状态。文章测定了华南瓦儿岗剖面寒武系第十阶底部海相碳酸盐岩的δ238U值,结果显示在寒武纪第十期早期U同位素组成可能存在三次负漂移,对应的δ238U值分别为-0.8‰、-0.55‰和-0.60‰,指示三个海洋缺氧时段。通过U同位素质量平衡模型计算得出,三个缺氧时段全球海洋底层水体分别约有22％、3.5%和5%的缺氧面积。初步推断第一次缺氧可能与风化输入营养元素增强致初级生物生产力提高有关,而其后的两次缺氧可能与原先的海底缺氧水体在海侵阶段上涌扩散有关。