吐哈盆地十红滩矿床西山窑组第三岩性段铀矿富集因素探讨

从十红滩矿床西山窑组第三岩性段的铀矿化特征人手,通过与第三岩性段的铀富集有关的构造、古气候、岩相古地理、水文地质和地球化学及有效还原剂等因素的探讨,认为十红滩第三岩性段的铀矿体的形成主要为含铀（砂体）建造的存在、含铀含氧水的长期补给以及有效还原剂的存在。     

川北陆相砂岩型铀矿床成岩与成矿过程中有机质对铀的富集作用

川北陆相砂岩型铀矿主岩中有机质是铀的主要富集剂。铀在其中存在形式有:1.矿物铀;2.吸附铀;3.腐植酸合铀酰络合物。含铀有机质相当煤化程度较低的褐煤,铀矿化主要富集在结构镜质体之中。有机质对铀的富集作用表现在成煤作用的各个阶段。     

平庄盆地黑水地区氧化作用与铀成矿地质特征

黑水地区位于平庄盆地北部,砂岩型铀矿找矿目的层为白垩系孙家湾组,目前在盆缘发现了较好的氧化带和工业铀矿化线索,但成矿作用方式和类型并不清楚,困扰着下一步勘查方向的选择。为深入研究目的层氧化作用和铀成矿地质特征,通过系统采集样品,进行镜下鉴定、主量元素、环境地球化学指标、粘土矿物、电子探针、扫描电镜等分析。研究结果表明,黑水地区含矿目的层砂岩成熟度较低,为近物源沉积;后生氧化作用较强且存在明显的蚀变分带现象;目的层还原剂主要为黄铁矿,铀的富集方式主要为含铀含氧水不断渗入砂体,在层间氧化带前缘氧化还原过渡带富集成矿,铀矿物类型主要为沥青铀矿,其次为铀石,主要有2种赋存形式。对铀成矿地质特征进行探讨,认为该地区符合层间氧化带型砂岩型铀矿成矿模式,具有较大的成矿潜力。     

砂岩型铀矿床硫化物还原富集铀的机制

在层间氧化带砂岩型铀矿床中，铀在氧化-还原前锋线附近的富集通常被解释为地下水中的U^6＋被还原为U^4＋形成铀矿物并沉淀，铀的还原剂则是保存在砂岩中的炭化植物碎屑和硫化物，特别是黄铁矿。作者通过大量的相关文献的调研，结合国内外在砂岩型铀矿研究方面取得的成果，对硫化物，特别是黄铁矿在砂岩型铀矿氧化-还原前锋线附近铀还原、沉淀和富集过程中所起的作用提出了自己的认识。氧化-还原前锋线富矿区的试验数据和地质观察显示只有在介质中缺少自由氧时黄铁矿才能够作为U^6＋的良好的还原剂，其还原机制是黄铁矿和水反应生成的H2S气体还原了铀。然而，磁黄铁矿是比黄铁矿更好的铀的还原剂，因为磁黄铁矿和水反应能产生氢气（H2），一种更有效的U^6＋还原剂。平常观察到的铀矿物（沥青铀矿和铀石等）围绕新生的黄铁矿颗粒沉淀的现象在很多情况下反映的是结晶顺序，实际上是Eh值降低时或酸化时黄铁矿早于铀矿物发生沉淀的结果。     

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。     

铀矿沉积学研究与发展

随着铀矿床尤其是砂岩型铀矿勘探和开发的迅速发展,砂岩型铀矿沉积学的概念应运而生。铀矿沉积学是研究沉积盆地形成演化过程中铀的成矿作用、形成环境、含铀岩（层）系特征,以及沉积作用控制下铀的富集机理和分布规律的学科。它综合了铀矿地质学、盆地分析等学科的内容,具有较明显的学科交叉特点。砂岩型铀矿沉积学是铀矿沉积学最典型的代表,它以盆地分析、砂岩型铀矿地质学为重要理论平台,结合沉积学技术方法,具体研究砂岩型铀矿形成的物质来源、成岩作用与铀的预富集、沉积物的结构构造与渗透性、沉积体系与含铀岩系分析、流体作用与后期改造、层序地层与铀的空间分布、铀富集因素与沉积和古气候环境,沉积作用因素与砂岩型铀矿预测,以及管理信息化的三维可视化建模等。以新疆伊犁盆地、吐哈盆地、鄂尔多斯盆地北部等地区代表性砂岩铀矿为实例,从铀矿聚集与沉积物形成—演化过程、沉积物特征及沉积体系分析与铀矿聚集、层序地层学与铀聚集作用等方面分析了铀矿沉积学研究的最新进展和认识。同时对铀矿沉积学的发展趋势进行了展望:认为砂岩铀矿“大规模成矿作用”和铀的“超常富集”关键地质环境、含铀岩系沉积与铀的空间分布、多种高新分析测试技术的应用等方面将是铀矿沉积学未来研究和发展的重点。由于铀矿沉积学与人类生存环境关系的重要性,并且其涉及沉积学学科的方方面面,因此有理由相信,铀矿沉积学未来可能作为沉积学的一个独立分支学科将得到更好的研究和发展。     

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。     

层间氧化带砂岩型铀矿床形成机理--以伊犁盆地南缘为例

通过分析铀迁移、沉淀、富集的成矿特点,结合伊犁盆地南缘铀矿床中铀矿石成分研究,分析了砂岩型铀矿成矿机理.指出在层间氧化带砂岩型铀矿床中,铀主要以碳酸铀酰络合物形式迁移,在富含有机质、硫化物、硫化氢等有效还原剂的条件下,形成强烈的地化反差还原地球化学障环境,铀还原沉淀,最后富集成矿.为指导普查找矿、开展铀矿床矿石成分研究提供参考依据.     

α径迹蚀刻方法在砂岩型铀矿研究中的应用——以通辽地区砂岩铀矿为例

α径迹蚀刻法应用于铀矿研究,可简便有效地研究岩石、矿石中铀的分布状况、存在形式等,寻找岩石和矿石中颗粒细小的铀矿物,研究与铀矿化相关的蚀变作用等。以通辽地区砂岩型铀矿为例,利用α径迹蚀刻法对矿石中铀的分布形式,铀的富集规律进行研究,根据矿石的α径迹特点得出铀以分散吸附状态和铀矿物两种形式存在,后者通常与碳酸盐化、黄铁矿化相伴随。     

从铀系列同位素角度探讨砂岩型铀矿的形成过程及找矿标志

本文通过对512矿床含矿层不同地段铀系列同位素研究,对砂岩型铀矿的形成过程及找矿标志进行了探讨,根据矿卷前锋铀系列同位素组成分布规律和含矿层不同氧化还原分带中样品铀系列同位素分布特征,认为砂岩型铀矿含矿层岩石的铀系列同位素组成分区特征不仅可以记录铀富集的滚动成矿过程,而且可以作为预测铀矿化的重要找矿标志依据,A区应定名为"氧化还原矛盾区"较为合适.     

鄂尔多斯盆地泾川地区风成沉积体系砂岩型铀矿超常富集机制及成矿过程

鄂尔多斯盆地泾川800～1200 m下白垩统洛河组风成沉积砂岩中首次发现了上百米厚的铀矿化和十几米厚的铀矿工业体。本文对风成沉积体系砂岩型铀矿成矿过程开展研究,利用矿石品位与测井曲线、铀钍比值、元素地球化学等分析手段,对风成沉积体系中含铀岩系沉积特征、成矿物质赋存状态和特征、流体运移特征等进行研究。结果表明,研究区洛河组矿物质的溶出和富集情况受原含铀岩层的铀、钍含量制约,同时铀钍比值越高,铀矿物质的富集率就越高。成矿过程分为早、中、晚三个阶段,早期岩层呈差异成矿、中期呈梯状不均匀渐进成矿、晚期为均匀超常富集成矿。不同成矿阶段铀矿的产出状态,揭示了风成沉积体系内铀矿形成过程和超常富集机制。     

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。     

鄂尔多斯盆地东胜-黄龙地区砂岩型铀矿铀矿物赋存状态研究

砂岩型铀矿床是一种具有重要经济价值的铀矿类型,受到世界各国地质勘探部门的高度关注。本文应用电子探针和高分辨分析型电镜联合研究鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿铀的赋存状态;对砂岩中铀、钍及稀土含量的分布进行了线扫描分析,观察到铀矿物微粒主要分布在砂岩的主要造岩矿物裂隙中及其胶结物中。铀矿物主要存在形式是以铀石微粒（UO2）的形式存在, 以微粒吸附形式存在（小于1 微米）。铀物微粒一般富集砂岩中的钾长石、微斜长石、白云母裂隙和解理缝或胶结物中,分析数据显示氧化铀的含量可达1～3.46％,在石英和方解石颗粒裂隙或解理缝中比较低。应用高分辨的电镜还观察到少数呈较大铀石微粒集合体形式存在, 最大可达200 微米。从电子探针分析数据上看,UO2 含量可以从0～几个百分含量,一般来说含铀高的部位,其对应的稀土元素、ThO2含量也较高。本文的研究对含油气盆地的铀矿质的沉淀、运移和富集的认识具有重要意义,同时对鄂尔多斯盆地铀矿开发过程的选冶工艺的确定,具有借鉴价值。     

开鲁盆地钱家店地区姚家组还原剂特征及铀成矿作用

在开鲁盆地钱家店地区发现超大型铀矿床,为了界定储层还原剂对铀成矿作用的影响,通过岩心、镜下观察及相关测试技术的应用,进行了还原剂特征研究。结果表明: 研究区铀储层内部的还原剂主要以有机质-碳化植物碎屑、烃类、黄铁矿等形式为主。其中,有机质中常见的黄铁矿可以为铀成矿提供大量优质的还原剂; 矿化砂岩中甲烷含量及烃类总量较其他类型的砂岩高,并且随着铀的富集,气烃/重烃的比值明显升高,表明铀的富集与烃类也具有密切关系; 铀储层内部常见的黄铁矿类型包括莓球状黄铁矿、胶状黄铁矿、自形和它形黄铁矿,其作为还原剂以多种形式与铀共存。矿化层位的砂岩中,总有机碳(total organic carbon, TOC)含量与S_全含量普遍较高,而Fe₂O₃/FeO值则明显偏低; 与此相反,在非矿化层位的砂岩中,TOC含量与S_全含量普遍较低,而Fe₂O₃/FeO值较高,表明铀矿化与TOC、S_全含量具有一定的正相关关系,而与Fe₂O₃/FeO值呈负相关。对铀储层内部还原剂特征的深入研究,反映出还原剂对铀成矿作用的制约机理具有重要意义,为砂岩型铀矿的勘查预测提供理论指导。     

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。     

内蒙古东部开鲁盆地钱家店凹陷铀矿成藏沉积因素分析

内蒙古东部开鲁盆地钱家店凹陷铀矿床是辽河油田在进行外围盆地油气勘探过程中发现的伴生矿床。铀矿类型为层间氧化带砂岩型铀矿床。对该区铀矿成藏条件进行研究表明：首先,具备富铀物源,铀源充足;上白垩统姚家组广泛发育的辫状河流相沉积体系,形成了渗透性砂岩、砂砾岩与隔水性泥岩稳定的互层结构,铀矿主要分布在其中的中孔、中渗砂体中;下白垩统的生、储油层,为铀矿形成提供了丰富的还原剂;产状平缓的沉积构造背景下形成的边缘相对隆起的自流汇水盆地,易使含氧含铀地下水沿砂体、不整合面向盆地内有利区补给,在氧化-还原界面附近铀沉淀成矿,为铀矿创造了进一步富集成藏的条件;预测该区铀矿资源为x×104t。     

初步探讨鄂尔多斯盆地东胜铀矿田成矿作用研究若干问题

随着973项目和北方砂岩型铀矿调查工程的深入开展,笔者从中侏罗统直罗组成岩过程对铀成矿影响的角度,初步探讨了鄂尔多斯盆地东胜铀矿田成矿作用的若干问题,主要表现在以下几个方面:(1)鄂尔多斯盆地北部的古元古代孔兹岩带为东胜铀矿田中主要含铀地层-中侏罗统直罗组碎屑物、预富集铀的主要蚀源区;(2)直罗组在同生沉积过程中预富集的大量铀,为铀成矿提供了主要铀源;(3)早成岩作用下,直罗组沉积建造水将分散的、预富集的铀迁移至灰色砂岩中富集成矿,为成矿流体;(4)基于铀矿体产状及铀矿物与载铀介质的空间关系,成矿时期应为早白垩世末期,受直罗组早成岩作用制约。     

江西相山铀矿田铀矿物稀土元素特征及富集机制探讨

铀矿物是铀矿床勘探与选冶的重要研究对象。相山铀矿田是我国最大的火山岩型铀-多金属矿田,主要发育有早期碱交代和晚期酸交代两期铀矿化,但目前对这两期铀矿化中铀矿物的地球化学特征尚缺乏系统的对比研究。文章运用电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱对相山铀矿田两期铀矿化矿石中铀矿物稀土元素特征进行研究。结果显示,相山铀矿田碱交代和酸交代型铀矿化矿石中铀矿物类型均包含钛铀矿、铀石和沥青铀矿,碱交代型铀矿化矿石中铀矿物以钛铀矿、铀石为主,酸交代型铀矿化矿石中铀矿物以沥青铀矿为主。碱交代型铀矿化矿石中铀矿物稀土元素配分模式为右倾型,富集La、Ce和Nd等元素;酸交代型铀矿化矿石中铀矿物稀土元素配分模式为左倾型,富集Yb、Er和Dy等元素。酸交代型铀矿化矿石中沥青铀矿相对富集重稀土元素,与国内外其他类型的铀矿床相比其成矿过程有明显特殊性,这可能与成矿流体富F-有关;深部沥青铀矿较浅部富集重稀土元素的原因可能是深部沥青铀矿结晶温度高于浅部;相对于铀石和钛铀矿等铀矿物,重稀土富集对沥青铀矿有倾向性可能是因为沥青铀矿形成的过程与CO₃^2-和Cl-关系密切。     

金属活动态提取技术在十红滩铀矿的应用

通过十红滩铀矿上方土壤中铀的存在形式研究发现,能指示深部隐伏矿信息的铀酰络阳离子富集在地表覆盖物弱胶结层细粒级粘土中,可占全铀比例的17%～40%。提取土壤中吸附与可交换相的铀可以有效指示矿体,在铀矿体上方,存在明显的铀、钼活动态异常。从而证明金属活动态技术可用于寻找隐伏金属矿床。     

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。