鄂尔多斯盆地西南部白垩系砂岩型铀矿矿化特征及分带性研究

文章通过鄂尔多斯盆地西南部白垩系砂岩型铀矿成矿特征研究,识别并划分了砂岩型铀矿矿石类型,把鄂尔多斯盆地西南部白垩系砂岩型铀矿划分为灰色砂岩型铀矿、灰黑色有机质砂岩型铀矿、红色砂岩型铀矿、黄色砂岩型铀矿4种矿石类型,总结了砂岩型铀矿矿化特征。铀矿化具有垂向分带性,自下而上划分为灰色砂岩铀矿化带、黄色砂岩铀矿化带、红色砂岩铀矿化带、灰黑色有机质斑团铀矿化带、灰黑色有机质脉体铀矿化带5个铀矿化带,总结了不同铀矿化带的铀矿化蚀变矿物组合、铀矿物组合、相关元素含量特征,从深部到浅部还原成矿作用由强到弱,铀主要富集在下部灰色砂岩铀矿化带,有机质（碳质）主要富集在上部灰黑色有机质斑团、脉体铀矿化带。认为鄂尔多斯盆地西南部白垩系不同矿石类型铀矿化特征相似,均为深部有机成矿流体渗出还原、富集成矿的产物,具有渗出成因铀矿成矿特征。     

试论有机质与后生砂岩型铀矿成矿作用--以吐哈盆地十红滩地区为例

在很多砂岩型铀矿床中 ,可以发现铀与有机质之间有着密切关系 ,这种关系可以是数理统计意义上的、空间上的或化学的。本文以吐哈盆地十红滩地区砂岩型铀矿为研究对象 ,对有机质在后生砂岩型铀矿成矿中的作用进行了探索。研究区砂岩型铀矿含矿岩系中的有机质属腐殖型 ,其原始母质为陆生高等植物 ,有机质成熟度很低 ,处于热演化作用的褐煤阶段。铀与有机碳的相关性分析和分离实验表明铀成矿富集与有机质关系密切 ,在铀矿石中铀与有机质主要以腐殖酸吸附或腐殖酸盐形式存在。笔者认为 ,在氧化带有机质被氧化破坏 ,形成可溶性的铀腐殖酸络合物淋滤进入地下水 ,在过渡带以腐殖酸盐的形式沉淀下来 ,并造成过渡带矿石中有机碳含量的增高     

鄂尔多斯盆地东北缘侏罗系铀矿化与有机质的某些关联

许多中—新生代盆地沉积充填中铀矿化显著,有机质丰富,铀矿与有机能源同盆共存,铀矿化与有机质内在关联备受关注。鄂尔多斯盆地东北缘东胜—准格尔旗地区侏罗系直罗组下部铀矿化砂岩平均铀含量（128.4×10-6）高出含铀泥岩2个数量级,铀富集成矿以砂岩为主岩并伴随显著的方解石化、高岭石化等低温热液蚀变;铀矿化岩层富有机质,其氯仿沥青“A”中非烃和沥青质占优势,饱和烃/芳香烃比值多大于1,Ⅱ型有机质为主。铀矿化砂岩的有机碳平均丰度（0.47%）比含铀泥岩低1个数量级,前者铀含量与有机质丰度呈负相关,有机质的氯仿沥青“A”含量0.0056%~0.0341%、A/C比值为0.79%~32.34%,处在成熟阶段;而后者铀含量与有机质丰度呈正相关,有机质的氯仿沥青“A”含量0.0049%~0.4937%、A/C比值为0.12%~17.78%,处在未成熟阶段。砂岩中铀富集成矿明显经历了伴随有机质氧化、成熟和分解的晚成岩—后生期含铀热液过程,而泥岩中的铀主要是同生—早成岩阶段粘土有机吸附沉积的。铀矿化砂岩中热液蚀变方解石的δ13CVPDB =-2.7‰～-14.0‰,δ18OVSMOW =18.4‰～20.0‰;热液蚀变高岭石的δ18OVSMOW= 12.6‰～13.8‰,δD(水)VSMOW=-116‰～-133‰,与高岭石平衡流体的δ18O(水)VSMOW =1.8‰～6.1‰,指示含铀成矿热液中CO2主要是有机质氧化脱羟基产物,水来自经过富含有机质地层循环演化了的盆地流体。研究区盆地流体中铀元素在砂岩层内流动和沉淀成矿与地层中有机质的氧化分解相伴发生。     

内蒙古西胡里吐盆地有机质特征及其与铀矿化的关系

在砂岩型铀矿床中 ,有机质与铀矿化之间有着较为密切的关系。西胡里吐盆地的有机质主要是以松柏类和蕨类等高等植物残体为母质的腐殖型有机质。通过镜质体反射率、有机质碎屑的颜色、粘土矿物X 衍射和古地温恢复等分析测试发现 ,有机质的成熟度较低 ,处于未成熟—低成熟早期阶段。有机质的类型和成熟度决定了其在热演化中产生了大量腐殖酸并保存在地层中。褐煤、腐殖酸、残余植物碎屑和地沥青等是现存有机质的主要类型。除大量产出的煤层外 ,有机质主要呈碎屑状和细分散状分布于地层之中。 70 %的岩石中有机质的丰度在 0 1 %～ 3 % ,对铀矿化的形成较为有利。铀与有机质的紧密共生以及二者之间的正相关性 ,表明了有机质在西胡里吐盆地铀矿化形成中所起的重要作用。有机质中的腐殖酸与铀矿化的关系最为密切 ,有机粘土复合体、蚀变岩屑、植物碎屑和地沥青等吸附剂对铀的吸附均与腐殖酸有关。腐殖酸吸附铀后可以将铀还原 ,还可以与铀酰离子等进行络 (鳌 )合形成铀酰腐殖酸盐 ,并最终引起铀的沉淀富集。     

鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿铀矿物地质地球化学特征及其成因意义

鄂尔多斯盆地北部已发现系列砂岩型铀矿,由东往西依次有东胜铀矿、杭锦旗(纳岭沟)铀矿、大营铀矿等大型、特大型矿床,成为我国目前砂岩型铀矿发现规模最大、最具远景的地区。研究表明,它们具有相似的矿床地质特征和形成环境。在矿床成矿作用研究中,铀的存在形式及铀矿物特征对砂岩铀矿来说是一项重要的内容,其认识对铀的地浸开采可提供重要依据,也是了解砂岩型铀矿形成机制或矿床形成环境及成因的重要信息。本文主要从三个方面对鄂尔多斯盆地北部大营铀矿、纳岭沟铀矿等主要砂岩型铀矿中铀矿物地质地球化学特征和成因进行了研究和探讨。通过电子探针测试,高分辨率扫描电镜观察等手段,认为盆地北部铀矿的铀矿物类型主要为铀石,含少量的沥青铀矿、钛铀矿、水硅铀石、钍铀石等;铀矿物常与黄铁矿、有机质(煤屑)及方解石相伴生。采用逐级化学提取等方法定量地分析了铀矿物占矿石中铀配分的比例关系,认为其中铀矿物和吸附态约各占铀存在形式的50%。首次对砂岩型铀矿的铀矿物进行微区原位LA-ICP-MS稀土元素分析,认为ΣREE在铀矿物铀石中高度富集,是矿石中稀土元素的主要载体;稀土元素是铀矿石中可综合利用的有益组份,其标准化曲线表现为明显的右倾型,轻稀土富集,轻重稀土分馏强烈,δEu和δCe具较弱的负异常,说明总体上铀矿化形成于外生后成环境。从上述铀矿物特征,初步探讨了铀矿化形成的环境与成因,认为铀矿化形成经历了至少为低温流体作用的环境;铀矿化形成于浅部地壳即外生后成环境而与深源作用无关。     

鄂尔多斯盆地西南缘砂岩型铀矿“源—汇”系统研究

文章以鄂尔多斯盆地西南缘为例,将“源”到“汇”的研究思路应用到砂岩型铀矿成矿作用研究中来,提出将含铀物质从风化剥蚀到汇流、富集的整个物理化学过程看成一个完整“源—汇”系统,以此来探讨砂岩型铀矿的富集机理和成矿规律。鄂尔多期盆地西南缘下白垩统的铀源岩主要为北部、西南部的沉积岩、花岗岩,混杂了少量长英质岩和中性火成岩。沉积期富铀沉积岩和西南部富铀蚀源区为成矿提供了铀源条件,沉积期铀的预富集为铀成矿奠定了部分物质基础;盆缘古隆起区和下切沟壑古地貌单元是铀成矿时期的两种主要汇流通道,含氧含铀水在重力的驱使下沿着古隆起区和下切沟壑向盆内渗透性好的砂岩迁移流动,形成后生氧化蚀变,在氧化带前锋线附近,受有机质、黄铁矿等还原性物质作用富集成矿。砂岩型铀矿“源—汇”系统研究有助于对铀成矿规律的研究和总结,为鄂尔多斯盆地西南缘下一步铀矿地质勘查提供一定的理论依据。     

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。     

鄂尔多斯盆地大营铀矿铀的赋存状态研究

鄂尔多斯盆地大营铀矿是近几年新发现的砂岩型铀矿,详细研究该矿床铀矿物的赋存状态,对其矿床成因认识及之后的选冶开采均具有重要的意义。笔者利用电子探针和逐级化学提取分析以及α径迹分析等方法,研究了大营铀矿铀的赋存状态。结果发现,铀一部分以铀矿物为主,主要是铀石,另外存在少量的水硅铀石和钛铀矿。在电子探针镜下观察,表明铀矿物呈微粒集合体形式存在于黄铁矿、方解石及有机质裂缝中。逐级化学提取分析发现,各形态铀的含量不均一,其中有机质黄铁矿态占40.88%;其次为碳酸盐态,占28.33%;另外残渣态占24.89%,少部分为离子吸附态和铁锰氧化态,分别占3.2%和2.64%。反映其中铀矿物形式的铀占53.22%,分散吸附态的铀占46.72%。分散吸附态的铀以有机质及黄铁矿吸附占主导。综上所述,大营铀矿铀的赋存状态主要为铀矿物和吸附两种形式,二者所占比例大体相当,以铀矿物存在的铀主要为铀石,以吸附形式存在的铀主要赋存在黄铁矿和有机质中。     

砂岩型铀矿床中铀矿物的形成机理

本文通过对砂岩型铀矿床中铀在不同地球化学环境中的行为、存在形式及铀矿物种类的分析，论述了主要工业铀矿物——沥青铀矿的形成机理：(1)铀是变价元素，在氧化环境中活化迁移，在还原环境中还原沉淀；(2)来自于氧化环境的[UO2(CO3)3]^4-、[UO2(CO3)2]^2-在氧化还原过渡带与有机质、硫化物及低价铁等还原剂发生反应，形成铀的简单氧化物——沥青铀矿；(3)有机质、粘土矿物等吸附UO2^2 ，加快了其被还原的速度，有利于铀的富集。因此认为：有机质还原UO2^2 形成H2S和H2S还原UO2^2 的作用是沥青铀矿形成的主要原因，这一反应在中性和弱碱性碳酸盐溶液中广泛和普遍存在。H2S等还原剂的存在是环境Eh值下降的主要原因，从而使水中的UO2^2 在氧化还原过渡带处于过饱和状态，加速了铀的吸附和沉淀。     

有机地球化学在重建砂岩型铀矿形成物理化学环境方面的应用前景

从铀的活化、迁移、沉淀、成矿以及保存等几方面综述了有利于砂岩型铀形成的物理化学环境。有机质在铀矿富集成矿的各个阶段起着重要的作用,各种有机地球化学方法已被用于揭示铀矿中有机质的特征,如元素分析、Rock-Eval热解、气相色谱和红外光谱分析、色谱-质谱分析、裂解色谱-质谱及显微光谱技术、紫外荧光光谱分析1、3C核磁共振、碳/氢同位素分析等;同时结合鄂尔多斯盆地铀矿富集的有利地质条件阐述了有机地球化学在重建砂岩型铀矿形成条件中的应用前景。     

有机质-铀矿床中铀产出形式的电子探针研究

在富含有机质的油矿石中,铀的产出形式往往不易查清。笔者以电子探针显微分析技术为主要研究手段,辅以放射性照相、X射线粉晶分析及其它的物理、光学和化学等测试方法,对我国南方5个重要的(含)有机质铀矿床进行研究,确定了各矿床原生工业铀矿物的存在及其产出特征,进一步查明了各矿床中铀的赋存状态。在本文研究的所有矿床的富含有机质铀矿石标本中,电子探针均查出有原生铀矿物沥青铀矿和铀石存在。在各矿床中,细小铀矿物多成集合体分布在有机质条带内或以不规则浸染状产于煤岩中,也有的铀矿物呈胶结物形式产出。此外,还见有铀矿物同黄铁矿或白硒铁矿(FeSe_2)一起充填于古植物细胞腔内的现象。     

某古岩溶铀矿床中铀,钼,铼的赋存状态

本文采用电子探针、透射电镜和化学物相法,查明某古岩溶铀矿床中铀主要呈显微和超显微状沥青铀矿、铀石,其次呈分散吸附状和铀酰（次生）矿物形态存在;钼主要呈蓝钼矿、钼钙矿、钼华、钼铅矿等氧化物,其次呈胶硫钼矿等形态存在;铼主要呈吸附状,其次可能在黄铁矿中呈二硫化物包裹体形态产出。最后讨论了该三个元素赋存状态与该铀矿床形成地球化学环境之间的关系。     

论川北砂岩型铀矿床方解石脉与铀矿成矿关系

对以303和1210两矿床为代表的川北砂岩型铀矿床的野外调查、方解石脉的岩矿鉴定、包裹体测试、微量元素和铀含量分析、脉体与矿化围岩蚀变关系的研究得出:方解石脉由中低温热水充填裂隙形成,热水同时活化汲取围岩中的铀,搬迁到构造裂隙发育、富含有机质的地段再沉淀富集。迭加成矿,川北砂岩型铀矿床为热水改造成因     

METASEDIMENTARY URANIUM DEPOSITS IN PRECAMBRIAN MARBLES AND CONTACT-METAMORPHIC ZONES

The present paper is a discussion of some aspects of the geology of the uranium deposits in lower Proterozoic carbonates of one district. The inference that uranium, phosphorus and organic matter in the carbonates is of primary sedimentary origin comes from the fact that the uranium minerals are concentrated in only one stratigraphic zone of the thick lower Proterozoic sequence, that the uraninite is always intimately associated with apatite and graphitic matter, and that the greatest degree of uranium enrichment is encountered in intensely faulted zones. This type of uranium mineralization, apparently, is the result of the deposition, diagenesis, and subsequent metamorphism of the uranium-bearing sediments. Subsequently, regional metamorphism and folding created beds and lenses of uranium-bearing dolomitic marbles; the metamorphic processes also involved a redistribution and partial migration of the material in the rocks. A redistribution of uranium, and its concentration in favorable structural zones, was produced by the tectonic stresses associated with folding and shearing in the lower Proterozoic rocks. -- J. K. Hartsock     

潮湿气候下天然水中铀的迁移形式和沉淀富集条件的探讨

本文以华南早第三纪含煤碎屑岩型铀矿床为例,研究了矿床表生带天然水中铀和有机质的关系。 А.И盖尔曼诺夫等人在研究干旱气候条件下层间氧化带型铀矿床时,曾提出在该矿床的舌状强氧化前锋,水强烈富集铀,以含铀有机化合物的形式出现,有机质中含铀48-86%,甚至达100%。而在还原带中,水中的铀以无机化合物形式为主,含铀68-81%。但该研究只限于水中有机质富集铀的数量,并未说明铀与有机质呈什么形式结合。另一些研究者又只考虑到有机质与UO₂2+结合的问题。众所周知,地下水是一个具有复杂组分的天然体系,UⅥ在该体系中可以有各种各样存在形式的机率:如UO₂OH+、UO₂(Co₃)₂(H₂O)₂2-、UO₂(C0₃)₃4-、UO₂SO₄、UO₂(SO₄)₂2-、UO₂(S0₄)₃4-以及UO₂Cl+等。因此，在研究天然水体系中溶解腐殖酸结合铀时，必须要考虑它结合的是什么形式的铀，才能合理地评价天然水中溶解有机质对铀的迁移富集作用。     

512铀矿床Re的地球化学及其研究意义

Ｒｅ是一种重要的分散元素。本文通过对５１２可地浸砂岩型铀矿床中Ｒｅ的地球化学特征进行分析，指出Ｒｅ的活化迁移和沉淀富集受地球化学环境控制，并与有机质密切相关，其赋存形式以ＲｅＯ＿２和有机质吸附为主。同时指出Ｒｅ在该铀矿床中已达到地浸开采综合利用的指标，建议加强对其地浸工艺的研究。     

花岗岩型热液铀矿床C,O同位素研究 ——以粤北下庄铀矿田为例

下庄矿田是华南重要的热液铀矿产区,区内控矿条件复杂。研究选取下庄矿田部分矿床内热液碳酸盐样品并测定其C,O同位素组成:测定矿田北部的1δ3CPDB为-7.6‰~-8.4‰,1δ8CSMOW为12.1‰~13.2‰,而矿田南部测波动范围较大1δ3CPDB则为-3.1‰~-8.5‰,δOSMOW为10.4‰~14.1‰。进一步研究结果表明,成矿流体中矿化剂ΣCO2主要来源于中新生代与区域深大断裂有关的幔源脱气作用,同时伴有壳源有机碳来源;成矿同时期伴随的强烈流体脱气(CO2)作用对矿质沉淀至关重要。