铀-煤共生矿的成因及矿石加工类型划分的探讨

铀-煤共生矿是在一定的地球化学环境中和地质条件下形成的。起初人们在褐煤层中发现铀矿化现象时,以为铀是被形成褐煤的原始植物吸收而进入煤层的。霍弗曼(Ho(?) fmann)曾为此调查过含铀地区和不含铀地区植物中的铀含量,结果表明,从不含铀地区收集的植物标本,其灰中铀含量非常低,即使生长在铀矿化土壤中的植物,其灰中的铀含量也只达到1ppm,个别情况下达到100ppm,可见植物吸收的铀量是很少的,褐煤中的铀不是来源于形成煤的植物,而是外来组分,铀-煤共生矿的形成是属于次生过程。     

铀矿化标志及其在地质测量和找矿中的应用

铀矿化标志是证明在一定地质环境中放射性元素含量增高的资料总和,作为可能有铀的工业富集的直接指示。这些标志有:矿石露头,基岩的铀矿化现象,放射性元素(特别是与铀矿化伴生元素的组合)分散晕、分散流、分散区和其在岩石、疏松层、天然水、土壤-植物覆盖层或大气圈中的放射性衰变产物以及可作为铀含量增高标志的放射性测量异常等。     

形成沥青铀矿的化学环境

有几种铀的络离子在pH值、温度和压力的广泛变化范围内是稳定的。在25℃和中性溶液中,铀酰的碳酸盐络合物、氟化物络合物和氢氧化物络合物在溶液中能保持的浓度值在10~(-5)M和10~(-3)M之间。在较高温度(215℃)下,当pH值为7时,这些离子的溶解度仍在10~(-5)M以上。温度为25℃,pH值为7时,上述离子将与还原剂(H_2S)起反应,形成沥青铀矿很小的雏晶。在温度升高(215℃)和pH值为7时,有相似的反应,但在这种情况下沉淀的沥青铀矿雏晶较大。铀的络离子比较不稳定。在25℃时,从氢氧化亚铀溶液中析出了少量的沥青铀矿。而在较高温度(215℃)下,溶液中全部的铀都转变为结晶良好的沥青铀矿。     

鄂尔多斯盆地东胜铀矿田铀源示踪及其地质意义

笔者以鄂尔多斯盆地东胜铀矿田的典型矿床——纳岭沟铀矿床为主要研究对象,通过铀矿体及围岩岩石地球化学、电子探针及稳定同位素测试等方法,综合分析了东胜砂岩型铀矿田的铀源及其地质意义。结果表明:主要含矿目标层中侏罗统直罗组在同生沉积过程中,铀预富集达212.45×10~(-6),围岩达41.34×10~(-6);预富集铀主要来自于盆地北缘蚀源区;铀矿体及围岩REE配分曲线总体具一致性,右倾,个别δEu正异常,富集重稀土,两者铀源具一致性;含铀砂岩δ~(13)C_(V-PDB)=-9.7‰,δ~(18)O_(SMOW)=18.9‰,黄铁矿δ~(34)S_(v-CDT)=-27.46‰,经历了强烈的有机地质作用;铀石围绕炭屑、星散状黄铁矿产出,被胶状黄铁矿肢解,铀富集于成岩作用后期。由此认为,直罗组同生沉积过程中预富集的铀为主要成矿铀源,东胜铀矿田属直罗组预富铀重新分配的产物。     

铀酰盐与植物组织及其某些派生组份的相互作用

铀经常与沉积岩中的有机物质(其中包括变化程度不同的植物残体)形成天然共生组合,这可使我们推测到,在植物有机体死亡以后,存在着保证铀聚集的机理。众所周知,有生命的植物有机体很少能使铀在植物组织中聚集[1]。在受分解作用而产生强烈变化的、性质上近似于腐植土的植物残体中,来自水溶液中的铀的结合可能是内于腐植土酸基的离子交换作用引起的[2-5]。研究组份变化不大的植物组织以及某些纤维素变化产物在各种不同条件下与铀酰盐的水溶液     

二连盆地与地沥青密切相关的砂岩型铀矿床微观矿物特征及成因分析

内蒙古二连盆地产在下白垩统碎屑岩系中的砂岩型铀矿床,其矿化与地沥青密切相关,有铀矿物存在之处必有地沥青;岩石中也普遍含地沥青。笔者通过蚀刻α径迹示踪,对铀含量在(200~1770)×10~(-6)的碎屑岩进行扫描电镜分析,采用分子量计算方法确定了该地区含铀碎屑岩中的铀是以多种超显微铀矿物形式存在。其中,以赛汉高毕铀矿床为代表,铀主要形成复成分磷钙铀矿。其它铀矿床也普遍有复成分磷钙铀矿产出:巴彦乌拉矿床样品因钙含量低、硅含量高,则铀石多于复成分磷钙铀矿;道尔苏矿床以铀石和磷铀矿为主,有少量沥青铀矿及复成分磷钙铀矿;哈达图矿床主要是沥青铀矿,未见复成分磷钙铀矿。除了地沥青之外,各矿床中与铀矿物共生的主要矿物还有草莓状、鲕粒状黄铁矿。由此推断,铀矿床的可能成因是:来自盆地深部的UH_3、PH_3、CaH_2、SiH_4、FeH_2、H_2S等在伴随油气向上运移过程中,由于温度、压力降低和氧化作用而发生分解及凝聚,形成草莓状、鲕粒状黄铁矿;同时派生出含U、P、Si、Ca等的氧化物的低温热水溶液,并最终结晶析出铀矿物,形成有大量黄铁矿共生的铀矿体;而油气经过长期挥发,最终演变成地沥青,成为铀矿物的载体。     

HD-4002型综合测井仪伽马总量测井探管研制

介绍了伽马总量测井探管的工作原理、研制方案、电子电路设计、校准方法等。研制了HD-4002型综合测井仪的伽马总量测井探管,测量范围:(0~5)%e U;准确性:在(0.01~5)%e U范围内测量误差≤±5%;灵敏度:约为295(0.01%e U·s)-1;铀含量灵敏度系数:(30.1±0.8)n C/(kg·h·0.01%e U),可用于铀含量的定量测量。所研制的伽马总量测井探管性能稳定、可靠,灵敏度高,符合铀矿地质行业伽马测井规范的要求,并已应用于铀矿勘查测井工作中。     

贵州云峰铝土矿中铀矿物的发现

有关铝土矿中铀富集的报道很多,但至今未见独立铀矿物存在的相关文献。本次研究采用岩相学观察、X衍射(XRD)、ICP-MS、电子探针(EPMA)、拉曼光谱分析等手段,对黔中典型的铝土矿——云峰铝土矿中的晶质铀矿进行了研究。研究发现该铝土矿床中,铀富集明显(w(U)(18×10~(-6)～62×10~(-6)),平均值35×10~(-6)),铀矿物大小呈微米至亚微米级,围绕锐钛矿边缘生长、或充填于高岭石微裂隙中、或散布于与黄铁矿密切相关的高岭石或硬水铝石中。铀矿物的主要组分为UO_2(w(UO_2)为52.2%～80.88%)和TiO_2(w(TiO_2)为1.85%～14.98%);电子探针面扫描显示铀矿物中钛分布不均匀;铀矿物的拉曼特征波长为442 cm~(-1)和454 cm~(-1),因此,初步推测铀矿物为晶质铀矿和含钛晶质铀矿。其形成过程大致如下,来源于下寒武统牛蹄塘组黑色岩系中的铀(U~(4+))在风化过程中氧化为U~(6+)、析出、被Al~-, Fe~-氧化物/氢氧化物吸附;在沉积和成岩过程中,随着三水铝石转变为勃姆石和硬水铝石、铁氧化/氢氧化物转变为黄铁矿,吸附的铀解吸、还原(U~(6+)至U~(4+))、最后形成铀矿物。     

374矿床铀的迁移、沉淀及成矿机理

本文从374矿床的矿物共生组合,围岩蚀变及气液包裹体成分等资料入手、应用物理化学基本理论,尝试性地探讨了成矿作用各阶段的热液活动,不同阶段中铀的迁移形式及其沉淀条件。成矿作用可分为两个阶段:第一成矿阶段,铀主要以UO_2(CO_3)_3~(4-)的形式迁移(占55％),其次是以UO_2(CO_3)_2~(2-)的形式迁移(占43％);第二成矿阶段,则有99.9％的铀是以UO_2F_4~(2-)的形式迁移。在第一阶段中,随着α_(Fe)~(2+)、α_(UO_2~(2+))增加、P_(CO_2)降低、pH值增大,铀的富集作用加强,沥青铀矿(UO_2)与赤铁矿(Fe_2O_3)共生的稳定区扩大;在第二阶段中,随着a_(Fe~(2+))、a_(Ca~(2+))及a_(UO_2~(2+))的增加,沥青铀矿不断沉淀,沥青铀矿与萤石、赤铁矿(UO_2+CaF_2+Fe_2O_3)稳定区扩大。     

祁漫塔格中段花岗岩型铀矿化特征及其找矿前景

祁漫塔格中段目前已发现了黑山铀矿点和小狼牙山南、西大沟脑、西沟等4处铀矿化点,矿化赋存在海西-印支期花岗岩与古元古界金水口群的接触带附近,受接触带附近的断裂构造控制明显,与赤铁矿化、硅化和绿泥石化蚀变关系密切。黑山铀矿点矿石的电子探针分析结果表明,矿石中含有沥青铀矿和硅钙铀矿、钒钙铀矿、硅钾铀矿等。区内经历了加里东、海西、印支和燕山期多次构造-岩浆活动,断裂构造发育;金水口群变质岩和印支-燕山期二长花岗岩铀含量可达(5~12)×10-6,是成矿良好的铀源条件。因此,笔者认为该区具有较好的找矿前景。     

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。     

三辛基氧膦萃取、氟化钠反萃、荧光比色法测定天然水中微量铀

在硝酸酸化水样中。加入3％的三辛基氧膦(TOPO)-环己烷溶液萃取天然水中微量铀,然后用2％氟化钠溶液5毫升反萃取有机相中的铀。将水相蒸干制成片剂,熔融成珠球,与标准珠球系列在荧光灯下比较荧光强度,测定出铀的含量。该法灵敏度高,准确度好,操作简便、快速、成本低。可测定水样中5×10~(-8)—5×10~(-5)克/升的铀含量。     

电子探针化学测年在攀枝花大田晶质铀矿中的应用及其意义

晶质铀矿和沥青铀矿是热液铀矿床的主要工业铀矿物,在研究热液铀矿床成因及成矿规律方面具有重要的意义。攀枝花大田地区是我国混合岩型热液铀矿分布区,已发现粗粒特富铀矿滚石(铀含量10%)及较富基岩矿石(铀含量为0.1%~2%),主要铀矿物为晶质铀矿,对两种晶质铀矿成分及形成时代的研究对该区混合岩型热液铀矿成矿规律研究具有重要的价值。本文通过对大田地区滚石中的晶质铀矿和基岩矿石中的晶质铀矿进行矿物学及电子探针分析,研究了晶质铀矿的成分及形成时代。结果表明:(1)大田地区滚石和基岩矿石中的晶质铀矿除铅之外化学成分较为相似,两类矿石晶质铀矿中UO_2含量为77.36%~84.04%,ThO_2含量为0.98%~5.59%,PbO含量为1.79%~8.8%,其中滚石晶质铀矿中的铅含量低于基岩晶质铀矿,钍含量高于基岩晶质铀矿;(2)电子探针化学定年结果表明,基岩矿石晶质铀矿的形成时代为774.9~785.5 Ma,滚石晶质铀矿的形成时代为783.7 Ma,与传统同位素测年结果(775~777.6 Ma)非常一致,一方面说明滚石晶质铀矿和基岩晶质铀矿为同一时代的产物,另一方面说明电子探针原位测年方法是可靠的;(3)在后期的热液蚀变中,晶质铀矿先后发生了硅化、碳酸盐化及赤铁矿化,蚀变发生的时间分别为730.6Ma、699.8 Ma和664.0 Ma。此结论对研究攀枝花大田地区热液铀矿成矿时代及成矿作用过程提供了依据。     

用激光荧光法分析植物中铀进行铀矿普查

1978年在美国得克萨斯州西南部马尔法(Marfa)盆地用生物地球化学方法对一已知铀矿远景区进行普查实验。该试验目的是确定是否可用猫爪含羞草圈定埋藏在玄武岩帽中的已知铀矿床及确定生长在不同类型岩石上的植物中铀组成的变异。含羞草叶、果荚及株连的地表上样品是在沿主要沟壑的两条测线采集的。用常规荧光法分析植物灰     

花岗岩晶质铀矿的产出概况及其富集因素的初步研究

本文采用人工重砂法调查了同内花岗岩体中晶质铀矿的含量。初步证明,花岗岩内主要的脉型铀矿床、矿田都位于晶质铀矿含量高的(大于5g/t)花岗告体内。晶质铀矿在花岗岩岩浆中的富集,需要四方面因素的配合:重熔母岩相对富铀;重熔规模大,充分分异演化;铀含量高,钍含量低,以及REE、Nb、Ta、zr、P等含量相对较低;成岩时氧逸度较低。确定花岗岩中是否含晶质铀矿(并结合岩体出露面积大小)是判断该岩体是否具产铀潜力的最关键的依据。但由于品质铀矿有时在岩体中分布不很均匀,因而最好能有3个以上样品的测定值,以便对该岩体能否作为铀源体作出确凿的判断。     

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.     

山西沁水煤田煤中铀的含量分布特征及开发前景研究

煤型铀矿的合理开采和综合利用,对于缓解我国天然铀供需矛盾具有重要意义。山西组煤层中的铀含量(3.00×10^-6)小于太原组煤层的值(4.96×10^-6)。同时,山西组1号煤、4号煤中铀含量大于3(2)煤中铀含量;太原组15号煤中铀含量最小,其它煤层煤中铀含量有从上到下增加的趋势。对于沁水煤田煤中铀的富集成矿,应重点关注煤田东南部长子-高平区域,铀在该区域的3(2)号煤层和15(9+10)号煤层中均有富集,总预测量达67141t,成矿前景良好,另外,煤田东北部寿阳区域煤中铀资源也较为丰富。     

伊犁蒙其古尔铀矿床含矿层砂岩中黄铁矿形成机制及对铀成矿的指示意义

蒙其古尔铀矿床为伊犁盆地南缘大型层间氧化带砂岩型铀矿床,为查明该矿床含矿层中黄铁矿成因及其形成机制,探讨微生物参与铀成矿过程。文章对含矿层砂岩中黄铁矿与铀矿物矿物学特征、黄铁矿S同位素与碳酸盐胶结物的C-O同位素开展细致研究。研究表明:①蒙其古尔铀矿床中铀主要以铀矿物与吸附铀形式存在,吸附铀主要为有机质吸附铀,铀矿物以沥青铀矿为主,多与黄铁矿、炭屑共生;②蒙其古尔铀矿床含矿层砂岩中黄铁矿主要以自形晶、草莓状和不规则状集合体产出,多与沥青铀矿、碳酸盐胶结物共生,其中黄铁矿S同位素(δ~(34)S_(V-CDT)=-68.4‰～22.1‰)与碳酸盐胶结物的C-O同位素(δ~(13)C_(V-PDB)=-10.2‰～-7.4‰,δ~(18)O_(V-PDB)=-9.6‰～-5.8‰)分析表明黄铁矿具有细菌硫酸盐还原(BSR)与有机物热解2种成因,并探讨了这2种不同成因黄铁矿的形成机制。③结合前人研究成果,认为硫酸盐还原菌(SRB)参与蒙其古尔铀矿床铀成矿过程,以间接还原方式为主,在有机质、黏土矿物与颗粒表面吸附U(Ⅵ)的基础上,通过硫酸盐还原菌(SRB)还原SO_4~(2-)产生的H_2S将U(Ⅵ)被还原成U(Ⅳ),形成铀矿物。     

伊犁盆地蒙其古尔铀矿床黄铁矿成因特征及其对铀成矿作用的指示

蒙其古尔铀矿床是近年伊犁盆地内发现的规模最大的砂岩型铀矿床,为了研究该矿床成矿物质来源、成矿流体性质及成矿环境等问题,本文以该矿床中与矿石矿物沥青铀矿、铀石等密切共生的脉石矿物黄铁矿为研究对象,分别对该矿床中西山窑组和八道湾组砂岩中黄铁矿微量元素、稀土元素及硫同位素地球化学特征进行了系统分析。结果表明:黄铁矿的稀土元素表现为相似的特征,即LREE明显较HREE富集(La_N/Yb_N=4.27～9.82)、明显负铕异常(δEu=0.50～0.71)和基本无铈异常(δCe=0.93～1.04)的特征;微量元素中Co含量为2.1×10~(-6)～26.7×10~(-6),Ni含量为19.5×10~(-6)～79.30×10~(-6),Co/Ni比值为0.07～0.88,As含量为8.90×10~(-6)～95.60×10~(-6),相对于大陆地壳As平均含量富集;硫同位素组成具有相对宽泛的变化范围,δ~(34)SCDT为-17.30‰～3.90‰,极差为21.20‰。综合蒙其古尔铀矿床黄铁矿的稀土元素、微量元素和硫同位素组成特征,结合区内成矿地质背景,认为蒙其古尔铀矿床中的黄铁矿为沉积成因且形成于低温还原环境;黄铁矿中的硫主要源于具微生物成因特征的煤和沉积硫化物;在铀成矿作用过程中,黄铁矿和炭屑等有机质为铀成矿作用提供了发生氧化还原反应所需的还原剂。     

氧化还原障在热液铀矿成矿中的作用

铀是变价元素,氧化还原条件控制铀的迁移和沉淀。铀在氧化环境中呈U~(6+)形式存在,在还原条件下则以U~(4+)形式存在。氧化态六价铀主要以可溶的碳酸铀酰/氟化铀酰络合物形式在水溶液中迁移,还原态四价铀主要以沥青铀矿和铀石等形式富集沉淀成矿。热液铀矿的形成需要一对空间上密切共生的氧化障/氧化剂和还原障/还原剂,二者缺一不可。首先,氧化障中氧化剂将富铀岩石中的铀大量氧化形成U~(6+),溶解进入水溶液迁移;第二,高氧化性富铀溶液遇到还原障,U~(6+)还原成U~(4+)沉淀下来,富集形成铀矿。前人虽然对铀的地球化学性质及氧化还原反应在铀成矿中作用已比较了解,但如何在实际铀矿成矿系统中准确识别氧化还原障,有效利用氧化还原障的控矿机理指导找矿,还存在一些模糊认识,制约了铀成矿理论的发展和找矿方法的提升。本文以我国最重要的砂岩型铀矿、火山岩型铀矿、花岗岩型铀矿和变质型铀矿为例,总结了与铀矿化有关的氧化还原障的主要类型,探讨了红层等蒸发盐地层(氧化障),有机质、煌斑岩等中基性岩脉(还原障)与铀矿之间的关系及控矿机制,揭示了成矿盆地中铀-煤、铀-气(油)共生的机制,阐明了翁泉沟硼、铁、铀矿共生原因,建立了不同类型铀矿成矿模型。