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。     

新疆白杨河铀矿床钻孔岩芯蚀变分带特征及地质意义

钻孔岩芯高光谱技术是获取岩芯地学信息与研究的新方向。新疆白杨河铀矿床钻孔岩芯蚀变发育,对其开展蚀变研究有助于对白杨河矿床深部铀矿勘探提出更好的找矿认识。本次研究利用Field Spec4可见光-短波红外地面非成像光谱仪对新疆白杨河铀矿床8个钻孔进行光谱测试与分析,研究发现钻孔岩芯热液蚀变矿物组合垂向上具有明显的"上低下高中过渡"的三分带特征:即上部为低铝绢云母+少量赤铁矿与少量褐铁矿+少量蒙脱石,中部为中铝绢云母+低铝绢云母+少量蒙脱石+少量碳酸盐、赤铁矿与褐铁矿,下部为高铝绢云母+绿泥石+碳酸盐;绢云母Al-OH吸收峰位置变化规律反映出矿床的热液活动具有深部相对高温、高压、偏酸性,浅部相对低温、低压、偏碱性的特征。蚀变三分带特征以及热液活动特征表明白杨河铀矿床具有明显的热液成矿背景,同时,铀矿化总体处于3分带特征中的中部以中铝绢云母为主的蚀变带与下部以高铝绢云母为主的蚀变带之间的过渡带中,该过渡带是铀成矿的有利部位,同时也是可能的热液/矿化中心;过渡带中发育赤铁矿,中铝绢云母和高铝绢云母,此3种蚀变矿物可能与铀成矿关系密切。这些可以为白杨河铀矿床深部铀矿勘探提供借鉴与参考。     

广东石人嶂钨矿床中的晶质铀矿研究

石人嶂钨矿床含钨石英脉、花岗岩、云英岩中均发育有晶质铀矿。岩矿鉴定及EDS分析研究发现,铀矿与钍石构成类质同象系列(包括晶质铀矿、含钍晶质铀矿、铀钍石、含铀钍石、钍石、方钍石),它们常常与黄铁矿、磷钇矿、锆石、独居石等矿物共生。晶质铀矿成分在不同矿脉、不同中段均有变化,矿物内部成分也不稳定,可发育生长环带。XRD分析确认晶质铀矿的存在,主要成分是UO2。随着热液活动的增强,矿物颗粒的增大,晶质铀矿成分变纯,UO2含量增加;晶质铀矿常常形成黄铁矿边,次生变化在边部析出富含杂质的铀矿微粒。电子探针测试晶质铀矿的年龄为151~157Ma,与本区钨矿化年龄相吻合,跟华南地区铀矿化构成同一成矿系列,同属于燕山期成矿大爆发阶段同一成矿热液活动的产物,这对于在该地区钨矿床及外围寻找铀矿资源具有重要意义。     

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。     

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。     

302铀矿床矿石中铀的存在形式及矿物组合特征

电子探针分析显示,302铀矿床矿石中铀的存在形式以独立铀矿物为主,少量呈类质同像赋存于钍石、锆石及金红石等副矿物之中。独立铀矿物以沥青铀矿为主,其次有铀石、铀钍石、钛铀矿等原生铀矿物和硅钙铀矿、钙铀云母、铜铀云母等次生铀矿物。铀矿石具有5种不同的矿物组合,这种矿物组合的多样性,反映了该矿床热液流体活动的长期性和复杂性,即成矿热液流体作用具有多阶段性,以及热液流体组成和成矿环境的多变性。与铀矿化相关的蚀变有硅化、赤铁矿化、紫黑色萤石化、黄铁矿化、方解石化、绢云母化及绿泥石化等。     

桂北沙子江铀矿床沥青铀矿原位微区年代学和元素分析:对铀成矿作用的启示

微区原位分析是地球科学研究的重要手段,但这些分析技术在华南热液铀矿床中的应用相对较少,限制了对铀矿床成矿机理的深入认识。沙子江铀矿床是华南著名的花岗岩型热液铀矿床。本文利用电子探针(EMPA)、激光电感耦合等离子体质谱(LA-ICPMS)以及二次离子探针(SIMS)等微区原位分析技术,对沙子江铀矿床中的沥青铀矿开展了U-Pb同位素年代学及元素组成研究,确定了沥青铀矿的形成时代及成分特征,并探讨了蚀变作用对沥青铀矿成分及其表面年龄或化学年龄的影响。电子探针分析结果显示,该沥青铀矿以富铀和钙、极低含量的ThO_2和稀土元素为特征,揭示其为低温热液成因,成矿热液富含Ca。LA-ICP-MS分析结果显示,沥青铀矿的稀土元素总量较低,其配分模式呈轻稀土富集型,具有明显的负Eu异常,与赋矿围岩豆乍山花岗岩的稀土元素组成相似,暗示其铀源可能与豆乍山岩体有密切的关系。蚀变和未蚀变沥青铀矿成分的对比研究显示,蚀变作用会导致硅元素大量进入沥青铀矿晶格,造成铀和铅的丢失,从而影响沥青铀矿的表观年龄或化学年龄,但沥青铀矿的稀土元素配分模式不会受到蚀变的影响。未蚀变沥青铀矿的SIMS微区原位分析获得的U-Pb年龄为101. 3±4. 5Ma,表明沙子江铀矿床存在100Ma左右的铀成矿事件。受岩石圈伸展控制形成的富CO流体与富铀花岗岩相互作用浸取出花岗岩中的铀,并在合适的构造部位沉淀形成了沙子江铀矿床。     

纳米比亚罗辛地区矿化白岗岩铀矿物学研究及意义

罗辛矿床为世界级白岗岩型铀矿床,存在SJ、SH、SK、Z17、Z19等多个矿（化）带,各矿（化）带矿物组合存在较大差异,但系统的矿物学研究程度不高。本次工作通过岩矿鉴定、扫描电镜观察、电子探针分析等方法,系统研究罗辛地区主要矿（化）带铀矿物共生组合及赋存状态。结果显示,白岗岩矿化按矿物组合可划分为3类: ①晶质铀矿+锆石+磷灰石组合,主要分布在Z17、Z19、SJ矿床（带）;②铀石 、铀钍石+榍石+磷灰石组合,主要分布在SH矿床;③贝塔石组合,主要分布在SK、SH矿床。研究区铀成矿可划分为3个期次：岩浆期、热液期、表生淋积期。岩浆期为主成矿期,研究区晶质铀矿电子探针化学年龄为505±11 Ma,代表岩浆期成矿年龄。SH应进一步寻找铀石、铀钍石+榍石+磷灰石组合矿化白岗岩。     

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。     

粤北石土岭铀矿床碱交代作用成因探讨

粤北石土岭铀矿床碱交代作用十分发育,矿区范围内围岩蚀变强烈,主要发育有白云母化、钾长石化、绿泥石化、绢云母化等蚀变类型。它们多呈面状展布,与铀成矿关系十分密切。本文根据含矿主岩、碱交代岩、辉绿岩与沥青铀矿在形成时间上的对比,以及碱交代岩的地球化学特征研究,认为石土岭铀矿床的碱交代作用主要是地幔流体沿深层次伸展构造上升过程中产生的交代作用形成的。     

Evidence of uranium biomineralization in sandstone-hosted roll-front uranium deposits, northwestern China

We show evidence that the primary uranium minerals, uraninite and coffinite, from high-grade ore samples (U₃O₈>0.3%) in the Wuyiyi, Wuyier, and Wuyisan sandstone-hosted roll-front uranium deposits, Xinjiang, northwestern China were biogenically precipitated and psuedomorphically replace fungi and bacteria. Uranium (VI), which was the sole electron acceptor, was likely to have been enzymically reduced. Post-mortem accumulation of uranium may have also occurred through physio-chemical interaction between uranium and negatively-charged cellular sites, and inorganic adsorption or precipitation reactions. These results suggest that microorganisms may have played a key role in formation of the sandstone- or roll-type uranium deposits, which are among the most economically significant uranium deposits in the world.     

二连盆地哈达图铀矿床铀的赋存状态研究

正二连盆地哈达图铀矿是近年来新发现的大型可地浸砂岩型铀矿。研究该矿床铀的赋存状态直接关系到铀的地浸开采及矿床成矿机理研究。鉴于早期工业钻孔数量较少,因此有必要对该矿床铀的赋存形态进行较系统研究。本文通过α径迹蚀刻、电子探针、扫描电镜等分析方法,对哈达图矿床铀的赋存状态展开研究。     

新疆巴什布拉克铀矿床成矿地球化学环境分析

从地球化学角度,利用古气候条件和相关地球化学指标分析,指出研究区赋矿岩石形成于干旱的氧化环境;通过分析与铀矿化常见伴生元素组合结果,指出目的层曾遭受过不同程度还原性流体的改造,并在构造抬升期,地表氧化性流体顺层对目的层进行了再次改造,铀矿化则发生于两种不同性质流体混合改造部位。     

浙江138矿床铀的富集因素

138铀矿床的形成经历了沉积-成岩及改造再生阶段。本对两个阶段中，铀沉淀富集的因素进行探讨。     

内蒙古二连盆地铀与油、煤的时空分布及铀的成矿作用

二连盆地是我国铀、石油和煤3种能源矿产共存的大型盆地之一,研究它们之间的时空和成因关系,对于盆地的综合找矿有着重要现实意义。研究结果表明,铀矿产于侏罗纪、白垩纪和古近纪的粗碎屑岩中,油气田主要产于侏罗纪、白垩纪的细碎屑岩中。产煤的小凹陷就是有利的产铀凹陷,产煤层位就是找铀的目的层位。石油、煤产生的还原性流体对砂岩型铀矿的成矿作用为:(1)还原性流体沿着断裂向上迁移扩散,对上部岩石产生了强烈的还原作用,大大增强了岩石的还原能力,铀在还原性的岩石中富集;(2)来自地表的含铀含氧水与来自下部上升的还原性流体相遇混合,使溶液中的U6+还原为U4+而沉淀;(3)深部还原性流体可携带一部分成矿物质进入容矿砂体而卸载,从而造成铀的初步富集或叠加富集。由于它们有空间上和成因上的联系,建议对于产有铀、石油和煤3种能源矿产的沉积盆地,需采用综合找矿的工作思路,充分挖掘石油、煤炭和铀矿3个部门已有的钻探资料和成果,进行二次开发,有利于快速开展盆地铀矿勘查和矿产资源评价。     

Seasonal variations of helium,radon, and uranium in lake waters near the Key Lake uranium deposit,Saskatchewan

To test the usefulness of the He method for the detection of buried U ore, a lake-water survey of the Key Lake area was carried out during March 1977 and repeated in June 1977. A set of 87 lake-water samples from 37 sites in eight different lakes were collected from the same sites in each survey. These samples were analyzed for He, Rn, O₂, Eh, pH, conductivity, alkalinity, and U.In the lakes the highest He concentrations, of nearly four times atmospheric equilibrium concentrations, were obtained during the winter survey. This was under the ice in two bottom lake samples where the sandy overburden extends for some 50 m directly to the ore zone. Radon and U values at these sites were also anomalous, but the highest values of Rn and U were obtained in a shallow lake about 2 km south of the ore zone where concentrations of radioactive boulders occur.The average net He and Rn contents dropped from 21 standard nanolitres/litre (nl/l) and 25 picocuries/litre (pCi/l) in the winter under the ice to 3 nl/l and 8 pCi/l in the summer, respectively. Average U and conductivity dropped from 2.3 ppb and 15 μmho/cm to 1.5 ppb and 11 μmho/cm, respectively, in the same suites of samples. The drop in the ionic species probably reflects the effect of snow and ice meltwater dilution and the much larger drop in the dissolved He and Rn reflects the combined effects of meltwater dilution, wind turbulence over ice-free lakes, and change in thermal gradients.The He results must be viewed with guarded optimism until a detailed investigation is completed to ascertain what fraction of the detected He is from the ore, what fraction from basement He that may have found its way into the lakes via the fracture zone in which the ore is located, and what effect drilling has had on the He flow into the lakes from the ore zone.     

新疆蒙其古尔铀矿床成矿流体特征及其与铀成矿的关系

蒙其古尔铀矿床为大型层间氧化带砂岩型铀矿床,前人对其成矿流体来源的研究相对较少。为探讨其成矿流体的性质和来源,笔者利用显微测温学和激光拉曼光谱方法,对其流体包裹体的温度、盐度、密度和成分进行了系统的分析研究,并对其成矿流体的氢、氧同位素及含矿目的层砂岩方解石胶结物的碳、氧同位素组成特征进行了研究。研究表明,该矿床流体包裹体主要有气烃包裹体、液烃包裹体和盐水包裹体,成群分布于砂岩粒间方解石胶结物中,或沿切穿石英颗粒的微裂隙呈线状或带状分布,均一温度为56~76℃,盐度w(NaCleq)为1.23%~19.84%,密度为0.99~1.12 g/cm~3,气体成分以CH_4为主;成矿流体的δD(H_2O)V_SMOW=-93.0‰~-48.3‰,δ~(18)O(H_2O)V_SMOW=-10.3‰~-5.1‰,方解石胶结物的δ~(13)CV_PDB=-10.9‰~-7.2‰,δ~(18)OV_SMOW=17.6‰~24.9‰。上述特征揭示出蒙其古尔铀矿床成矿流体是由大气降水性质的地表水和煤系地层有机质脱羧基作用产生的有机酸及伴生的CH_4等还原性气体(煤型气)两部分组成,具有低温、盐度跨度大、中等密度及多期叠加等特点,明显有别于深部油气大规模充注。地表含铀含氧水层间渗入与煤系地层产生煤型气等还原性渗出流体的共同作用,形成了蒙其古尔铀矿床。     

纳米比亚湖山铀矿床中黑云母伟晶岩型矿石特征及铀矿化机制

湖山铀矿床位于纳米比亚达马拉造山带的南部中央带,属于伟晶岩型铀矿,是世界上最大的铀矿床之一。目前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。为了厘清岩浆演化过程与铀成矿作用的关系,本文对湖山铀矿床内E型伟晶岩型矿石开展了岩石学、矿物学和地球化学研究。野外调查及镜下鉴定结果表明,产铀的E型伟晶岩可以分为"简单类型"矿体和"复杂类型"矿体:前者具有花岗伟晶结构,工业铀矿物为晶质铀矿(含少量铀钍石),呈浸染状分布于石英、长石和黑云母之间,矿化程度低到中等;而后者表现出非均匀的结构特征,晶质铀矿在成因上与大量黑云母团块有空间联系,矿化程度极高。地球化学研究表明,在"简单类型"伟晶岩中,铀元素的富集受控于分离结晶作用,而在"复杂类型"伟晶岩中,铀矿化与同化混染作用密切相关。矿石的矿物-熔体相平衡模拟结果显示,外来基性组分(FeO、MgO、TiO_2)的混入导致"复杂类型"伟晶岩熔体中矿物的结晶顺序发生了改变,相比于"简单类型"伟晶岩熔体,黑云母初始结晶温度的升高和钾长石初始结晶温度的降低为黑云母提供了更充足的结晶时间和生长空间,促使黑云母以团块状聚集的形式产出。该过程会大量消耗岩浆中的F离子,引发UFm4-m络合物的水解,促使晶质铀矿在团块黑云母的附近沉淀,形成高品位的铀矿化。因此,本文有关"简单类型"和"复杂类型"伟晶岩矿石的研究,有效地揭示了矿化过程,丰富了伟晶岩型铀矿床理论,为推动铀矿勘查与开发提供了科学依据。     

U-Pb systems and U isotopic composition of the sandstone-hosted paleovalley Dybryn uranium deposit, Vitim uranium district, Russia

The isotopic (U-Pb, ²³⁸U-²³⁵U, ²³⁴U-²³⁸U) and chemical study of whole-rock samples and finegrained fractions of rocks in a vertical section of the terrigenous sequence at the Dybryn uranium deposit in the Khiagda ore field shows that a wide U-Pb isotopic age range (26.9-6.5 Ma) is caused by oxidation and disturbance of the U-Pb isotopic system in combination with protracted uranium ore deposition. The oxidation of rocks resulted in the loss of uranium relative to lead and eventually to an overestimated ²⁰⁶Pb/²³⁸U age at sites with a low U content. The ²³⁸U/²³⁵U ratios in the studied samples are within the range of 137.74–137.88. Samples with a high uranium content are characterized by a decreasing ²³⁸U/²³⁵U ratio with a decrease in ²⁰⁷Pb/²³⁵U and ²⁰⁶Pb/²³⁸U ages. A nonequilibrium ²³⁴U/²³⁸U ratio in most studied samples furnishes evidence for young (<1.5 Ma) transformation of the Miocene uranium ore, which is responsible for uranium migration and its redeposition.