蒙其古尔铀矿床灰白色砂岩成因及其成矿作用机制

蒙其古尔作为典型的砂岩型铀矿床,发育大规模灰白色砂体,且与铀成矿具有密切的空间关系。文章旨在通过研究含矿目的层水西沟群砂体的岩石学特征和地球化学特征,分析成矿流体性质,研究大规模灰白色砂体的主要成因及其与铀成矿作用之间的关系。通过研究表明造成砂体“白色化”的原因主要有:砂岩发生了强烈的以高岭石为主的黏土化蚀变;砂岩中铁离子发生迁移,且高价铁离子发生了还原反应;砂岩中大量有机质被氧化。其中关键原因是以高岭石为主的黏土矿物的“增白反应”。当层间红色氧化砂体遇到酸性还原性流体,在经历长期稳定/动荡交替的水-岩反应后,形成大量以高岭石为主的黏土矿物,砂体呈现“白色化”,此过程说明灰白色砂体的形成和形态主要受控于成矿流体的性质。成矿流体中的无机流体主要为层间含铀含氧水,可将含矿建造中的铀活化出来并迁移;有机流体中有大量来源于含矿建造中析出的煤成气和深部烃源岩沿裂隙逸散的天然气,成矿流体的氧化还原环境和酸碱性的改变,可直接将层间流体中的高价铀还原为低价铀,同时增加流体H+浓度,可形成大量以高岭石为主的黏土矿物,这是砂体“白色化”的主要成因,黏土矿物的对铀吸附作用,可加速铀的富集。     

新疆十红滩砂岩型铀矿床基本特征及成因分析

新疆十红滩铀矿床是中国近年发现的层间氧化带型砂岩铀矿床。该矿床位于吐鲁番—哈密盆地西南部的艾丁湖斜坡带西侧,赋矿地层为中侏罗统西山窑组辫状河—曲流河相的含煤碎屑岩系;矿体严格受发育于河道砂体中的层间氧化带前锋线控制,矿体形态呈卷状或板状;含矿岩石主要为灰—深灰色疏松和次疏松细—粗粒长石石英砂岩,铀主要以吸附形式存在;全岩Pb同位素测定的主成矿年龄为24 Ma。研究认为:晚侏罗世后,持续干热气候条件下,层间氧化带的充分发育,高含氧水在富铀地层砂体中持续向前运移,在富还原剂地球化学障形成铀沉淀富集,是该铀矿床的成因。     

新疆十红滩砂岩型铀矿基本特征及其成因分析

新疆十红滩铀矿床是中国近年发现的层间氧化型砂岩铀矿床。该矿档位于吐鲁番－哈密盆地西南部的艾西湖斜坡带西侧，赋矿地层为中株罗统西山窑组瓣状河－曲流河相的含煤碎屑岩系；矿体严格受发育于河道砂体中的层间氧化带前锋线控制，矿体形态呈卷状或板状；含矿岩石主要为灰－深灰色疏松和次疏松细一粗粒长石石英砂岩，铀主要以吸附形式存在；全岩Pb同位素测定的主成矿年龄为24Ma。研究认为：晚株罗世后，持续干热气候条件下，层间氧化带的发育，高含氧水在富铀地层砂体中持续向前运移，在富还原剂地球化学形成铀沉淀富集，是该铀矿床的成因。     

鄂尔多斯盆地北缘砂岩型铀矿板状矿体形成机制：来自含矿层不同分带砂岩中高岭石含量研究的约束

鄂尔多斯盆地北缘是中国北方最重要的砂岩型铀矿分布区之一。与层间氧化带砂岩型铀矿的卷状矿体不同,研究区矿体以板状、似层状为特征。国内中- 东部盆地砂岩型铀矿矿带砂岩中高岭石含量相对偏高指示含矿层至少经历一期与成矿密切相关的偏酸性流体,这与国外学者在研究板状铀矿体的过程中关注含矿层上覆泥岩压实作用下排出富含有机酸的酸性流体具有相似的特点。因此,本文为探讨酸性流体活动与板状矿体形成的内在关系,选择纳岭沟铀矿床为例,通过采取含矿层不同地球化学分带砂岩样品,应用扫描电镜、X- 衍射、U元素含量等分析手段,发现矿带与还原带砂岩中高岭石含量相对偏高这一特殊现象;系统研究后认为上述现象与含矿层下伏延安组煤层埋藏演化过程中产生的大量有机酸性流体垂向渗入含矿层有关;结合含矿层埋藏演化史,将板状矿体的形成过程分为封闭体系- 有机酸性流体发育、开放体系- 大规模铀成矿、油气大规模逸散- 叠加改造保矿三个阶段,并认为板状矿体的形成是偏碱性含铀含氧大气降水与有机酸性流体长期稳定相互作用的结果,产于两种流体混合接触面上,其中含矿层砂岩厚度是控制矿体形态的关键因素。     

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床目的层岩石学及铀存在形式

中侏罗统直罗组下段下亚段是纳岭沟铀矿床的主要含矿层位,该层段发育辫状河沉积体系,砂体连通性、渗透性好,富炭屑、黄铁矿等还原质,具有良好的铀成矿条件。本文通过显微镜下观察、X射线衍射分析、扫描电镜等分析测试手段,对纳岭沟铀矿床直罗组下段下亚段砂岩岩石学特征进行研究,观察含铀矿目的层砂岩中的蚀变现象及蚀变矿物特征,探究黏土矿物、黑云母等矿物的蚀变转化关系。通过α蚀刻径迹、电子探针实验等分析测试手段,对纳岭沟铀矿床铀矿物的成分类型和存在形式进行探究。探讨含铀矿层砂岩岩石学特征与铀矿物存在形式之间的关系,发现纳岭沟铀矿床铀的富集、赋存形式、成分类型与含矿砂岩中的矿物蚀变转化中的物质交换密切相关,纳岭沟铀矿床铀成矿是受古层间氧化带控制,叠加了后期热液流体改造作用的结果。     

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床板状矿体形成机制:来自含矿层黏土矿物研究的制约

纳岭沟铀矿床是近年来在鄂尔多斯盆地北部发现的一个大型铀矿床。与典型层间氧化带砂岩型铀矿不同,纳岭沟铀矿床具有矿体呈板状、似层状产出与铀矿物以铀石为主等特点。文章通过扫描电镜与X衍射等方法对含矿层不同地球化学分带砂岩黏土矿物组合类型、相对含量的变化开展了系统的研究,为该区铀成矿模式与板状矿体的形成机制提供依据。研究结果表明,含矿层砂岩中黏土矿物以呈蜂窝状、片絮状产出的蒙脱石为主,其次为呈片状、书页状及蠕虫状产出的高岭石与呈叶片状、花朵状集合体产出的绿泥石,局部可见伊利石与蒙脱石向绿泥石转化而成的绿蒙混层;从二次还原绿色带→矿带与原生带,呈现蒙脱石、绿泥石明显减少,高岭石含量与w(TOC)、CH_4明显增加的趋势,说明二次还原绿色带与矿带之间存在E_h-pH突变界面;含矿层经历了弱碱性大气降水(含铀含氧)、酸性流体(有机酸与煤成气)、中-低温碱性热液油气与富Na~+、Ca~(2+)的弱碱性流体(盆地卤水)的共同作用,其中弱碱性大气降水与中-低温碱性热液混合而成的碱性-氧化成矿热液与下伏延安组煤系地层演化产生的酸性-还原流体(有机酸与煤成气)在相互接触面上因Eh-pH突变而造成铀石的沉淀,并在E_h-pH突变界面上形成板状矿体。     

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床绿泥石特征及地质意义

纳岭沟铀矿床位于鄂尔多斯盆地北部,具有明显的后期热液作用的特征,矿体空间展布主要受控于绿色-灰色砂岩的过渡界面,与绿泥石化的蚀变砂岩关系密切。通过对纳岭沟铀矿床不同颜色砂岩中的绿泥石进行详细的岩相学研究和电子探针化学成分分析,依据绿泥石的成因与共生矿物的关系,识别出绿泥石主要的3种类型:填隙物型绿泥石,片状与黄铁矿共生型绿泥石以及黑云母蚀变型绿泥石;同时通过绿泥石的Fe-Si图解确定了纳岭沟铀矿床不同颜色砂岩中的绿泥石主要为铁镁绿泥石和密绿泥石。根据Al/(Fe+Mg+Al)-Mg/(Fe+Mg)的关系图解确定出不同颜色砂岩中的绿泥石具有铁镁质流体和泥质两种来源,通过绿泥石中主要阳离子与镁的关系图解和计算得出的绿泥石形成温度共同确定出绿泥石是多期次的中低温热液流体作用的产物。综合研究表明,纳岭沟铀矿床的绿泥石形成至少经历了温度稍高的还原性流体和温度稍低的氧化性流体等两个期次的流体作用,稍高温的还原性流体与成矿关系更为重要。与绿泥石形成有关的热液流体作用不仅带入了部分铀,还促进了铀的活化和运移。     

基于克里格法刻画砂岩型铀矿U、Ra和U-Ra平衡系数垂向分布规律——以二连盆地芒来铀矿床为例

砂岩型铀矿是绿色经济可采的重要能源矿种,目前是世界上重要的铀矿勘探类型之一。二连盆地芒来铀矿床、鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床铀矿体多呈板状产出,板状铀矿体成因备受关注。为研究砂岩型铀矿内部U、Ra和铀镭平衡系数（Kp）分布的垂向分布规律,本文以二连盆地芒来铀矿床为例,采用具有网格精度高优点的克里格插值法研究U、Ra和Kp垂向分布规律,分别利用放射性样品分析数据和定量伽马测井五点式反褶积法反演U含量数据,通过克里格法精细刻画砂岩型矿体中U、Ra和Kp分布的垂向分布规律。研究发现,该矿床板状矿体内部具有卷状的特征,Kp分布形态可以用来判断含氧含铀水的运移方向以及氧化强弱。该方法对研究铀矿体形态、铀矿成矿规律和后续地浸开采具有重要意义。     

巴音戈壁盆地塔木素铀矿床紫红色铀矿石矿化特征

巴音戈壁盆地塔木素铀矿床是我国北方特大型砂岩型铀矿床,但矿化特征特殊,具有品位高、矿层多等特征,其矿床成因一直存在争议,亟需新的证据来破解铀矿化成因机制。项目组野外地质调查中,发现产于氧化带内的紫红色铀矿石,具有明显的热液改造的痕迹,是一种新类型的铀矿化。笔者通过岩矿鉴定、蚀刻径迹、电子探针等实验,系统分析了该地区紫红色铀矿石的矿物蚀变特征,并探讨了铀的富集成因。研究认为,塔木素紫红色铀矿石与热液蚀变关系密切,其蚀变带可划分为萤石脉带,紫红色含萤石胶结物带和灰白色高岭石化带;铀矿物主要呈分散吸附状与胶磷矿范围分布一致。该类型铀矿石是深部还原性富U、P热流体上移进入含矿目的层与氧化带弱碱性流体相互作用的产物,pH、Eh条件的改变造成U、P同时沉淀和富集。结合矿体地质特征分析,认为塔木素矿床为表生氧化流体和深部热流体相互作用下形成的具复合成因砂岩型铀矿床,表生氧化流体造成蚀源区和地层中的铀迁移并在氧化还原过渡界面富集沉淀,而热流体携带了深部铀源进入氧化带内形成富磷型铀矿石,这是造成塔木素矿床铀品位高且矿体多层的主要原因。     

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床铀矿物特征与形成机理

纳岭沟铀矿床位于鄂尔多斯盆地北东部,是我国近年发现的一个特大型砂岩铀矿床,铀矿体赋存于中侏罗统直罗组下段河流相砂体中,受古层间氧化带控制,呈板状。铀矿物主要为铀石、沥青铀矿和钛铀矿,其中铀石是最主要的铀矿物。沥青铀矿中w(CaO)较高;铀石中w(UO_2)偏低、w(SiO_2)偏高,w(UO_2)/w(SiO_2)达到1:1.29,远低于正常值;钛铀矿则呈现U低Ti高的特点。根据各铀矿物的形成、富集机理,认为纳岭沟铀矿床在古层间氧化发育阶段赋矿砂体属于酸性环境,SiO_2活度较低,形成铀矿物主要为沥青铀矿。始新世晚期及以后,氧化作用不发育,赋矿砂体被二次还原,岩石地球化学环境由酸性转变为弱碱性,SiO_2活度增大,使早期阶段形成的沥青铀矿转变为铀石。钛铀矿主要是在氧化—还原作用下由含铀溶液中的铀(UO_2~(2+))交代重矿物—钛铁矿中的Fe2+而形成。     

Multistage Enrichment of the Sawafuqi Uranium Deposit: New Insights into Sandstone-hosted Uranium Deposits in the Intramontane Basins of Tian Shan, China

Meso-Cenozoic intracontinental orogenic processes in the Tian Shan orogenic belt have significant effect on the sandstone-hosted uranium deposits in the intramontane basins and those adjacent to the orogen. The Sawafuqi uranium deposit, which is located in the South Tian Shan orogenic belt, is investigated to reveal the relationships between uranium mineralization and orogenies. Recent exploration results show that the Sawafuqi uranium deposit has tabular, stratiform, quasi-stratiform, and lens-like orebodies and various geological characteristics different from typical interlayer oxidation zone sandstone-hosted uranium deposits. Systematic studies of ore samples from the Sawafuqi uranium deposit using a variety of techniques, including thin section observation, α-track radiograph, electron microprobe and scanning electron microscope, suggest that uranium mineralization is closely related to pyrite and organic matter. Mineralization-related alterations in the host rocks are mainly silicification and argillation including kaolinite, illite(and illite-smectite mixed layer) and chlorite. Tree stages of mineralization were identified in the Sawafuqi uranium deposit:(i) uranium-bearing detritus and synsedimentary initial pre-enrichment;(ii) interlayer oxidization zone uranium mineralization; and(iii) vein-type uranium mineralization. The synsedimentary uranium pre-enrichment represents an early uranium enrichment in the Sawafuqi uranium deposit, and interlayer oxidation zone uranium mineralization formed the main orebodies, which are superimposed by the vein-type uranium mineralization. Combining the results of this study with previous studies on the Meso-Cenozoic orogenies of South Tian Shan, it is proposed that the synsedimentary uranium pre-enrichment of the Sawafuqi uranium deposit was caused by Triassic Tian Shan uplift, and the interlayer oxidation zone uranium mineralization occurred during the Eocence-Oligocene period, when tectonism was relatively quiet, whereas the vein-type uranium mineralization took place in relation to the strong orogeny of South Tian Shan since Miocene.     

四川米易海塔地区混合岩型铀矿流体包裹体特征

混合岩型铀矿是康滇地轴上最有希望取得找矿突破的铀矿类型,海塔地区的铀矿化即是该类型铀矿的典型代表。本文针对区内的长英质脉矿石、富晶质铀矿石英脉矿石和含矿热液石英脉中的石英流体包裹体进行了研究。结果表明,海塔地区混合岩型铀矿的成矿作用可分为2个阶段:早期混合岩化热液成矿阶段为高温、中低盐度流体,流体包裹体均一温度集中在380~540℃,盐度变化范围为16.15%~23.18%NaCl eqv,是区内铀成矿的主要阶段;晚期热液叠加改造成矿阶段为中低温、低盐度流体,流体包裹体均一温度集中在140~220℃,盐度变化范围为5.56%~23.18%NaCleqv,是区内富铀矿的形成阶段。流体包裹体的气相成分测试表明,长英质脉矿石石英包裹体中以CH4、CO2为主,其次为H2O和N2;而富晶质铀矿石英脉及含矿热液石英脉石英包裹体中以H2为主,部分含有CO2、CH4、H2O。氢、氧同位素研究表明,早期混合岩化成矿阶段的成矿流体可能为岩浆水与变质水的混合,而晚期热液叠加改造成矿阶段成矿流体中可能有大气降水的加入。     

地幔流体与铀成矿作用

文中探讨了地幔流体铀成矿作用的可能性 ,并以相山世界级铀矿田为例 ,阐明了地幔流体铀成矿作用的主要特征。岩石圈之下存在一个富含放射性生热元素的富集圈 ,在造山带崩塌阶段 (岩石圈拆沉或减薄 )以及弧后拉张环境下 ,富集圈中的U、Th将随地幔流体一起上升迁移至地壳中直接成矿。相山铀矿床就是在弧后拉张环境下由当地富集地幔流体上升迁移至早先火山杂岩裂隙带中沉淀成矿而形成的。弧后拉张环境有利于地幔流体上升 ,早先的火山通道和火山杂岩中非常发育的裂隙为成矿流体提供了迁移和赋矿空间 ,成矿与幔源岩浆活动 (煌斑岩 )相伴随 ,成矿流体和成矿物质具有幔源特征 ,地幔中放射性生热元素富集圈为其提供了强大的物质基础 ,从而形成了相山超大型铀矿田。     

内蒙古狼山地区的层控铀矿及其控制因素的卫片影象模式

狼山地区广泛分布着花岗岩型铀矿化和砂岩型铀矿化。本文通过对该区的遥感地质综合解译,重点研究了几个含铀盆地的砂岩型铀矿化成矿特点及其通感图象的影象特征,发现广布于早白垩世断陷盆地的砂岩型铀矿化是一典型的层控型铀矿。并通过区域构造型式的研究,强调了弧形构造的断块活动特征及其对含铀盆地和含矿层分布的控制作用;揭示了弧形构造的后期活动和环形构造、北北东向线性构造与铀矿化的再造关系。从而得出砂岩铀矿化是受地层岩相和弧、环、线构造“四位一体”条件控制的新认识。该矿化在MSS图象上呈现一定的影象特征,据此,本文概括出本区层控铀矿的影象模式。     

内蒙古二连盆地哈达图砂岩铀矿渗出铀成矿作用

[研究目的]哈达图铀矿床是产于二连盆地下白垩统赛汉组上段的一个特大型砂岩型铀矿床，其与传统砂岩铀矿特点不同，矿体呈多层板状，控矿灰色砂体具“两黄夹一灰”特征，传统的渗入（潜水氧化、层间氧化）砂岩型铀成矿理论难以解释，阐明其成因和控矿要素对创新砂岩铀成矿理论与红杂色砂岩中铀矿找矿均具有重大意义。[研究方法]采用野外和室内、宏观和微观相结合，主要包括野外观察、区域地质、构造学、沉积学、岩石学、矿物学、地球化学（元素、有机、同位素）、地震解释和铀矿床学等方法。[研究成果]阐明了矿床矿体、控矿灰色砂体和矿化特征，指出研究区红杂色建造赛汉组上段、二连组和伊尔丁曼哈组为原生氧化建造成因，主含矿层赛汉组上段控矿灰色砂体是深部还原性流体对其再还原的结果，主要受连通深部的断裂构造及相关河道或不整合面控制，属后生改造成因，从成矿铀源、深部渗出流体的形成、铀的迁移和沉淀阐述了砂岩渗出铀成矿作用机制，提出哈达图砂岩铀矿床主要是渗出铀成矿作用形成，建立了相应的渗出铀成矿模式。[结论]发现揭示了红杂色砂岩形成砂岩铀矿一种新的铀成矿作用——渗出铀成矿作用，并由此提出了在红杂色沉积建造中寻找砂岩铀矿“上红下黑、上下连通、红中找灰、灰中找矿”预测评价的新思路，指出针对红杂色沉积建造砂岩铀矿找矿新层位，在找矿空间上可由盆缘拓展到盆中、由浅部拓展到深部。创新点：阐明控矿灰色砂体是深部还原性流体再还原的结果，属后生改造成因；提出了红杂色砂岩形成砂岩铀矿新的渗出铀成矿作用，建立了哈达图砂岩铀矿渗出铀成矿模式；提出了在红杂色沉积建造中寻找砂岩铀矿预测评价的新思路。     

我国砂岩型铀矿成矿理论的创新和发展

简述了从国外到国内的砂岩型铀矿概况及成矿理论研究的发展,归纳出了我国砂岩型铀矿的"叠合复成因氧化-还原成矿理论",并就"预富集"、"板状矿体成因"、"深部油气作用"、"可地浸概念"、"大砂体"等问题进行了粗浅的讨论。     

新疆伊犁盆地蒙其古尔地区下侏罗统三工河组沉积相及其与铀矿化的关系*

新疆伊犁盆地蒙其古尔矿床是近年来发现的大型砂岩型铀矿床。以下侏罗统三工河组为主要研究层位,通过岩性特征、沉积构造和沉积序列分析及露头描述和剖面对比,从沉积学的角度解释蒙其古尔矿区铀矿化的发育条件和成矿机制。研究认为,蒙其古尔地区三工河组以扇三角洲前缘沉积为主,水下分流河道、分流间湾、水下决口扇等为主要沉积微相类型,河口砂坝不发育。该沉积微相对研究区铀矿化的影响主要体现在4个方面:(1)砂体的连通性为成矿流体提供运移空间;(2)水下分流河道微相是控制氧化带发育及矿体富集程度的主要影响因素;(3)沉积微相变化导致的砂体变异部位是矿体厚度、宽度与富集程度增大的主要原因;(4)由决口扇形成的泥岩天窗是越流形成的关键因素之一。