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。     

鄂尔多斯盆地北缘砂岩型铀矿含矿砂岩中钛铁矿蚀变及其聚铀过程探讨

国内砂岩型铀矿含矿砂岩中普遍可见蚀变钛铁矿与铀矿物空间关系密切的现象,是国内砂岩型铀矿研究领域全新发现。为探讨砂岩型铀矿含矿砂岩中钛铁矿蚀变特征及其聚铀过程,本文选择鄂尔多斯盆地北缘砂岩型铀矿为例,通过镜下观察、扫描电镜、电子探针等精细微区分析手段对研究区含矿砂岩中蚀变钛铁矿与铀矿物空间赋存关系及对铀富集机理开展研究。研究结果表明,鄂尔多斯盆地北缘砂岩型铀矿含矿砂岩中钛铁矿主要沿其边缘、裂隙或靠近其核部等部位蚀变形成白钛石、含铀白钛石或锐钛矿;铀石呈毛刺状、微细柱状围绕锐钛矿或白钛石生长,或在钛铁矿蚀变空洞中形成大量呈针织状的铀石集合体,反映出钛铁矿—白钛石/锐钛矿—含铀白钛石—含钛铀石—铀石的矿物组合递变顺序;砂岩型铀矿中蚀变钛铁矿可通过吸附—自催化还原的方式造成铀富集沉淀,并可将蚀变钛铁矿的聚铀过程分为钛铁矿蚀变—铀吸附预富集(Ⅰ)与蚀变钛铁矿自催化还原铀成矿(Ⅱ)两阶段,其中蚀变钛铁矿吸附铀衰变过程产生β与γ射线为蚀变钛铁矿自催化还原聚铀提供了条件。     

鄂尔多斯盆地纳岭沟地区含铀砂岩中含钛类矿物蚀变特征及与铀赋存关系新认识

正1研究目的(Objective)纳岭沟地区位于鄂尔多斯盆地东北部,自开展砂岩型铀矿地质调查与研究工作以来,在含铀砂岩中发现有大量含钛矿物,且部分含钛矿物周边总存在铀矿物。其具体哪些含钛矿物,具有怎样蚀变特征,以及与铀(矿物)具体的赋存关系等尚未明确。通过查明研究区含铀砂岩中钛铁矿等含钛矿物的     

松辽盆地北部龙虎泡地区铁钛氧化物与砂岩型铀矿化关系探讨

龙虎泡铀矿化区的发现是近年来根据油田资料二次开发和钻探验证而取得的重要创新成果之一,矿化区位于松辽盆地北部龙虎泡-大安阶地北,西与泰康隆起区和西部超覆区相邻。本文在详实的野外工作基础之上,利用偏光显微镜、电子显微镜、能谱、背散射、点化学分析及元素面扫描分析等手段,对龙虎泡地区含铀砂岩中以钛铁矿及其相关蚀变矿物为代表的铁钛氧化物与砂岩型铀矿化之间的关系进行了研究探讨,结果表明:①以富铀-铁钛氧化物-钛氧化物-黄铁矿为代表的蚀变矿物共生组合记录和保留了有关砂岩型铀矿成矿流体和成矿环境的重要信息,含矿砂岩中钛铁矿及其蚀变相关的富铀-铁钛氧化物、钛氧化物、黄铁矿等矿物的不同产出类型和不同蚀变矿物共生组合关系对比分析指示,龙虎泡地区铀成矿受到了后期含铀富铁的氧化性流体与富H_2S的还原性流体混合作用影响,成矿环境偏强还原;②与铀矿化关系最为密切的铁钛氧化物是蚀变程度高且富镁的钛铁矿,富铀-铁钛氧化物即是这些强蚀变钛铁矿与后期成矿流体发生氧化还原作用形成的,钛铁矿内部溶蚀裂隙为含矿流体的蚀变和铀的沉淀富集提供了良好的容矿空间,蚀变钛铁矿和黄铁矿为铀的沉淀富集分别提供了良好的矿物尺度上的氧化障和还原障,在含矿流体与富H_2S还原性流体混合过程中,铀得以在蚀变钛铁矿与黄铁矿的氧化还原界面附近沉淀富集。     

鄂尔多斯盆地塔然高勒地区砂岩型铀矿含矿层砂岩特征及成矿作用

【研究目的】近几年,砂岩型铀矿在北方发展较为迅速,塔然高勒地区砂岩型铀矿地质勘探取得了重大找矿发现。通过对塔然高勒地区砂岩型铀矿进行研究,有利于更好探寻深部砂岩型铀矿的分布规律及岩石学、矿物学赋存形态。塔然高勒地层结构与纳岭沟、大营铀矿床具有相似的地质特征,但研究区含矿层岩石特征、铀矿物的赋存状态尚不明确。【研究方法】本文通过钻孔岩心观察、系统取样及详细的显微镜下鉴定,并对塔然高勒地区铀矿石进行了电子探针分析。【研究结果】研究结果表明：研究区中侏罗统直罗组下段砂岩以长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩为主,成分成熟度和结构成熟度较低,具有近物源沉积的特点。电子探针分析结果表明,铀矿物主要以沥青铀矿、铀石及少量的钛铀矿、含钛铀矿为主。【结论】背散射图像显示铀矿多与黄铁矿及有机质矿物共同分布,表明黄铁矿及有机质矿物为铀矿物的形成提供了还原剂。成岩过程中溶蚀作用及后生蚀变现象的发育,为铀的富集沉淀提供了有利条件。观察含矿目的层砂岩中的蚀变现象及蚀变矿物特征,表明各黏土矿物在一定的物理化学条件下发生相互转变,地球化学环境的改变造成了黏土矿物间的相互转化,进一步改变赋矿砂体的地球化学环境。     

鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿伴生矿物组合及其地质意义

特征矿物是地质作用的直接记录,研究铀矿物伴生组合类型和特征为探讨铀矿床成因提供直接信息。本文以鄂尔多斯盆地东北部杭锦旗?纳岭沟地区含铀岩系中侏罗统直罗组为研究对象,通过岩心观察、显微观察、扫描电镜和电子探针分析等,系统研究了含铀砂岩中铀矿物种类、赋存特征及典型矿物伴生组合类型,在此基础上,结合铀成矿过程中流体作用探讨了铀成矿机理。取得的主要成果和认识如下:(1)研究区含矿目的层最主要的矿物类型为铀石,与铀矿物相关的矿物组合包括:莓球状黄铁矿?铀石、黑云母?它形黄铁矿?铀石、胶状黄铁矿?铀石、钛铁矿?锐钛矿?铀石、高岭石?铀石、蒙脱石/伊蒙混层?铀石、方解石?铀石、有机质?铀石和石英?铀石9种;(2)研究区成矿环境经历了成岩期的中性?弱碱性氧化环境→弱酸性氧化环境→成矿早期的弱酸性还原环境→成矿中?晚期的弱碱性还原环境→成矿期后的碱性还原环境的转变;(3)铀矿物的富集可以分为5个阶段:①早期预富集的碎屑铀;②石英颗粒边缘富集的沥青铀矿;③莓球状、它形、胶状黄铁矿、高岭石、钛铁矿边缘沉淀富集,与酸性还原流体有关的铀石;④与石英、方解石、蒙脱石/伊蒙混层等伴生,与碱性还原流体有关的铀石;⑤与莓球状黄铁矿、胶状黄铁矿、方解石伴生的受中低温热液改造的铀石。综上所述,研究区主成矿作用受酸性和碱性还原流体共同控制。     

有关砂岩中钛铁矿蚀变与铀成矿作用的研究进展

当前国内外砂岩型铀矿勘查研究显示,砂岩型铀矿床中普遍发育有钛铁矿及其蚀变产物,且与铀矿物在空间上存在紧密的共（伴）生关系。目前,对于钛铁矿蚀变及其与铀沉淀富集关系方面的研究十分有限,多停留在电子探针微区分析及理论推测层面,特别是与钛铁矿蚀变矿物具有密切成生关系的含钛铀矿物是什么,钛铁矿蚀变及其蚀变产物对于铀的沉淀富集有何作用？这些事关铀成矿机理的关键性科学问题研究十分薄弱,在一定程度上制约了对于该类铀矿化成矿作用研究以及勘查找矿工作的进一步深入。笔者在前期研究工作的基础上,调研了国内外相关文献,对涉及到钛铁矿蚀变及其与铀成矿作用有关的研究进展及存在问题进行了梳理。研究发现,实验模拟与分子热动力学模拟相结合的研究方法是成因矿物学以及矿床成矿机理研究的一个重要发展方向,可以将矿物学及矿床学研究尺度从矿物尺度拓展到分子尺度、乃至原子尺度,可以真正揭示含矿砂岩中钛铁矿蚀变作用过程中蚀变矿物的生成序列、铀的迁移-沉淀-富集机理以及内在动力学机制。纳米科学以及多学科与地质学的交叉与深度融合,为成矿作用研究提供了新的研究手段,也为进一步深化铀成矿作用机理、丰富铀成矿理论提供了新的研究领域。     

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。     

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。     

粤北棉花坑(302)铀矿床围岩蚀变分带的铀矿物研究

粤北棉花坑(302)铀矿床是华南最大的花岗岩型铀矿床。本文以该铀矿床的一个代表性钻孔岩心为研究对象,利用电子探针对该钻孔中的铀矿物进行系统研究。该钻孔岩心具有明显的垂直围岩蚀变分带现象:从上到下可分为四个带,分别为:正常花岗岩或弱蚀变带(Ⅰ带);高岭石化、绢云母化带(Ⅱ带);强绢云母化、绿泥石化带(Ⅲ带);矿化带(Ⅳ带)。铀矿物类型也具有分带现象:Ⅰ带、Ⅱ带、Ⅲ带的铀矿物主要是晶质铀矿和铀钍石;矿化带Ⅳ带的铀矿物主要有沥青铀矿、铀石、钛铀矿、铀钍石四种类型。运用电子探针测年方法对不同蚀变带的晶质铀矿和沥青铀矿进行定年,获得晶质铀矿的化学年龄为165±3.1Ma,代表长江岩体的形成年龄;沥青铀矿的化学年龄可分为四组:~120Ma、~102Ma、~92Ma和~68Ma,代表矿区多期次的热液活动时间,也可代表粤北地区多期次铀成矿作用年龄,前三组可能代表早期铀成矿事件,第四组为主成矿期。广泛发育的热液蚀变促使U发生活化、转移,进而在有利空间富集成矿。对典型铀矿床作深入细致的蚀变分带研究工作,有助于提高对成岩成矿过程的认识。     

东胜铀矿田的铀石研究

东胜铀矿田位于鄂尔多斯盆地东北部,铀矿床均产于侏罗系中统直罗组下段下亚段的砂岩中,为砂岩型铀矿床。矿床中铀矿物颗粒非常细小(多为0.n~nμm),通过电子探针对矿石的详细研究,发现铀矿物以铀石为主,铀石主要产于砂岩的杂基中,多围绕细粒黄铁矿(或白铁矿)产出,并部分交代黄铁矿。部分铀石围绕氧化的钛铁矿或砂岩的碎屑颗粒边缘产出。经扫描电镜研究发现,铀石为颗粒极为细小的四方柱状与锥面的聚形晶体,呈浸染状或聚集成放射状的球粒分布。同时通过重矿物分离出的铀矿物,经X-射线衍射分析,确认为铀石无疑。     

鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿中铀矿物的电子显微镜研究

鄂尔多斯盆地东胜铀矿是我国一个重要的大型砂岩型铀矿床。通过电子显微技术,对该铀矿床中铀矿物的种类、产出特征进行详细的研究。研究确定东胜砂岩型铀矿床中铀矿物主要为铀石和水硅铀矿,两者紧密共生,它们均为表生铀矿物。铀矿物的颗粒十分细小,一般粒度均为微米级。铀石和水硅铀矿往往呈板状、不规则微粒状产出,铀矿物的表面溶蚀现象明显,有的还具纳米级的溶蚀孔。铀矿物的产出与蚀变黑云母、蚀变黄铁矿密切相关,也见到微脉状铀矿物集合体穿切碎屑石英等现象。研究表明在表生作用下,该铀矿床中的铀元素存在溶解(迁移)-沉淀(富集)的反复过程。     

四川盆地东北部砂岩型铀矿石及铀的存在形式特征研究

四川盆地东北部砂岩型铀矿含铀层位为下白垩统苍溪组,主要矿化产在苍溪组第一韵律层下部砂岩或砾岩层中。岩矿鉴定表明,主要含矿岩性为细—中粒砂岩,砂岩矿物碎屑主要为石英,胶结物主要为方解石,含少量黄铁矿。扫描电镜和电子探针分析表明,含矿岩石中除了矿物碎屑石英、胶结物方解石和黄铁矿外,还含有钛铁矿、方铅矿和铀石。铀石为岩石中铀的主要存在形式,少量铀以沥青铀矿形式存在。     

柴北缘冷湖砂岩型铀矿铀矿物赋存特征及成因机制

冷湖铀矿床是近年来在柴达木盆地北部新发现的具有工业价值的砂岩型铀矿床,为了研究该地区铀矿物的类型、成分特征、赋存形式及铀成矿作用,本文在野外地质调查的基础上,对下侏罗统小煤沟组相关蚀变矿物进行了矿相学、电子探针、背散射电子成像分析.研究发现,冷湖小煤沟组矿石主要包括杂砂岩型及碳质砂岩型两种,整体发育后生蚀变.铀矿物主要...     

诸广南部产铀花岗岩长江岩体中的绿泥石和铀源矿物研究

长江岩体是诸广南部地区重要的产铀花岗岩体之一,此次研究运用电子探针和扫描电镜对长江岩体新鲜花岗岩和 蚀变花岗岩中的绿泥石和有关含铀矿物进行了精细对比,揭示花岗岩中铀的活化与成矿前期或早期致使花岗岩发生绿泥 石化的还原性热液蚀变作用关系密切,黑云母等的绿泥石化蚀变,使其中包裹的一些含铀副矿物也发生蚀变,导致原来 以类质同象形式存在于副矿物中的惰性铀转变成活性铀,并在绿泥石附近沉淀成铀石等铀含量高且在成矿期低度氧化性 热液作用下容易释放铀的矿物。长江岩体中的副矿物有锆石、磷灰石、褐帘石、铀石-钍石、晶质铀矿、独居石等,其 中,晶质铀矿、铀石、铀钍石中铀含量高且铀容易释放,是长江岩体的主要铀源矿物;独居石中铀含量较高,当其周围 矿物绿泥石化时,独居石蚀变形成直氟碳钙铈矿并释放铀,因而也是长江岩体的潜在铀源矿物;锆石中铀含量虽高,但 因其结构稳定,铀难以释放,因此它不是长江岩体中重要的铀源矿物;磷灰石、褐帘石中铀含量均低于检测限,作为铀 源矿物的可能性很小。     

松辽盆地白兴吐铀矿床热液蚀变及物质组成研究

显微镜下矿石薄片鉴定和铀矿物电子探针分析显示,白兴吐铀矿床发育高岭石化、碳酸盐化、黄铁矿化、水云母-绢云母化和赤铁矿化等中低温热液蚀变;矿石的铀矿物主要为铀石,少量沥青铀矿,以及部分含钛铀矿物,矿石普遍富含磷和钛。铀矿物与热液成因的胶状、团块状和莓状黄铁矿、铁白云石、赤铁矿等共生。这些特征表明,该矿床的工业铀矿化与热液作用关系密切。     

松辽盆地西南部DL铀矿带铀赋存状态及矿物组成特征

DL铀矿带是松辽盆地近年找矿的新发现。文章利用扫描电镜、电子探针和自动矿物参数定量分析系统等测试手段对该区矿石样品进行了铀赋存状态研究,结果表明:研究区铀主要以沥青铀矿、含锆铀矿物、含钛铀矿物等独立铀矿物以及黏土吸附、有机质吸附、锐钛矿吸附等吸附铀形式存在,铀矿物呈微粒状、细脉状、块状和团块状产出,空间上与磷灰石、硒铅矿、黄铁矿、有机质和碳酸盐等关系密切,与周边铀矿床的铀存在形式略有差别,其中含锆铀矿物在砂岩型铀矿中属首次发现。矿物组成以石英、长石、黏土矿物和碳酸盐为主,此外还有一定量的钛铁氧化物、重晶石、铁氧化物和少量独居石、磷钇矿、硒铅矿等副矿物。利用电子探针的铀定量分析数据和自动矿物参数定量分析系统的铀矿物定量分析数据,首次定量计算了不同存在形式铀的分布率,结果显示:独立铀矿物中沥青铀矿和含锆铀矿物的分布率最高,吸附铀以黏土矿物吸附占优势,有机质和锐钛矿吸附次之。铀赋存状态及矿物组成的精细厘定对矿床成因与选冶工艺研究等具有重要意义。     

鄂尔多斯砂岩型铀矿床古层间氧化带中铀石的产状和形成

鄂尔多斯盆地的东胜铀矿床是一个重要的大型砂岩型铀矿床,业已查明铀石是该铀矿床的主要含铀矿物,铀石的颗粒十分细小.大量的显微镜薄片和电子显微镜观察发现,铀石通常以不规则的集合体产出于蚀变黑云母裂隙和黄铁矿边缘.电子探针分析表明,铀石中w(UO2)变化较大,在50%～70%间.与铀石相关的黑云母已经强烈蚀变,转变为水黑云母、水白云母和绿泥石.黑云母在蚀变过程中K+逐渐流失,直到基本流失殆尽,与原始黑云母相比,水黑云母w(K2O)总体减少了6.54%[占原始蚀变黑云母中w(K2O)的74%],同时w(FeO)减少了7.40%[占原始蚀变黑云母中w(FeO)的29%];水白云母与原始黑云母相比,矿物成分也发生了很大的变化,其中,w(K2O)总体减少了7.87%[占原始蚀变黑云母中w(K2O)的89%],同时w(FeO)减少了19.22%[占原始蚀变黑云母中w(FeO)的76%],w(Al2O3)由16.64%增加至32.72%,增加了16.08%.根据铀石产出的特征和蚀变水黑云母和蚀变水白云母成分特征,探讨了铀酰离子(UO2+2)被还原成U4+和形成铀石[U(SiO 4) 1-x(OH) 4x]的机理,指出古层间氧化带中铀石的形成与黑云母的蚀变以及黄铁矿的形成有着密切的联系.