鄂尔多斯盆地西南缘砂岩型铀矿含矿目的层——洛河组砂岩的沉积物源特征

鄂尔多斯盆地西南缘洛河组砂岩中见有较好的铀矿化现象,具有较大的铀成矿潜力。文章针对盆地西南缘洛河组砂岩开展了碎屑锆石U-Pb定年及重矿物组合分析,并综合探讨了盆地西南缘洛河组沉积物源特征。研究表明：区内洛河组砂岩碎屑锆石U-Pb年龄主要分布在460～95 Ma、1 133～982 Ma、2 114～1 483 Ma、2 719～2 230 Ma四个年龄区间,以锆石+赤褐铁矿+磷灰石为主的重矿物组合表示沉积物源可能以中酸性岩浆岩为主。通过与周缘岩体年龄进行对比分析,认为研究区洛河组物源主体来源于盆地北侧华北克拉通北缘地区显生宙、古元古代以及新太古代中酸性岩浆岩及变质岩,同时存在西北侧阿拉善地块与兴蒙造山带的小部分贡献。     

鄂尔多斯盆地东北部直罗组内碎屑锆石和铀矿物赋存形式简析及其对铀源的指示

鄂尔多斯盆地作为中国重要的多种能源共生的大型盆地,发育了大量的砂岩型铀矿床。本次工作选择盆地东北部纳岭沟铀矿床作为研究对象,在直罗组含矿段附近采取5个砂岩样品进行碎屑锆石U-Pb定年,并针对含矿样品进行电子探针分析。该地区直罗组含矿段碎屑锆石U-Pb年龄集中分布于5个阶段:(2479±11)Ma~(2460±19)Ma、(2300~1950)Ma、(1896±21)Ma~(1820±32)Ma、(316~266)Ma及165 Ma。同时,本文整理了鄂尔多斯盆地北部造山带内古老变质基底、孔兹岩带和晚古生代侵入岩时代,并发现在直罗组内获得的碎屑锆石年龄与北部造山带内地质体所记录的年龄相一致。结合前人地球化学及古地理研究,本次工作推断纳岭沟地区直罗组砂岩沉积物最终来自于鄂尔多斯盆地北部造山带。纳岭沟铀矿床内铀矿赋存形式主要为存在于碎屑颗粒内部、黏土矿物周边、黄铁矿周边和炭屑裂隙内部。结合野外地质体放射性异常测量,本次工作认为铀源主要来自于沉积成岩阶段含铀碎屑颗粒的预富集和后期高放射性异常地质体通过含铀含氧水向盆地内部的迁移。     

鄂尔多斯盆地西北缘晚三叠世早期物源组成

利用碎屑锆石LA?ICP?MS U?Pb测年方法,对鄂尔多斯盆地西缘北部贺兰山炭井沟、插旗沟和中部磁窑堡3个地区晚三叠世早期的物源进行分析。结果表明:研究区部分碎屑锆石阴极发光（CL）图像具有环带结构,大部分锆石Th/U值大于0.4,极少部分小于0.1,表明锆石来源以岩浆为主,变质为次。3个地区锆石年龄分布均有三组年龄峰值:古元古代早期—新太古代（2 204.3~2 610.1 Ma）、古元古代（1 667~2 171.8 Ma）和晚古生代（245.1~322.6 Ma）,这3组年龄分别与新太古代末华北克拉通化的基本完成、古元古代晚期华北克拉通三大陆块（阴山陆块、鄂尔多斯陆块和东部陆块）之间的相互碰撞拼合以及晚古生代古亚洲洋向华北板块俯冲而形成的构造岩浆事件相对应。结合锆石年龄对比和岩相古地理分析得知,鄂尔多斯盆地西北缘晚三叠世早期物源来自北部和西北部地区,主要为古元古代孔兹岩带和阿拉善地块的变质岩和岩浆岩,其次为华北板块西部基底的岩浆岩和阿拉善地块海西期的岩浆岩。     

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。     

鄂尔多斯盆地塔然高勒地区直罗组砂岩源区构造背景与物源分析

目前关于鄂尔多斯盆地塔然高勒地区直罗组沉积期物源和区域沉积-构造背景等问题尚缺研究,在一定程度上制约了直罗组物源变化的整体评价.对塔然高勒地区含铀层位直罗组下段砂岩进行了岩石地球化学、碎屑锆石U-Pb测年研究.结果显示,研究区直罗组下段源区岩石类型主要为长英质沉积岩和少量中性岩浆岩;源岩构造背景为活动大陆边缘-大陆边缘弧环境.综合微量、稀土元素特征和获得的锆石U-Pb定年数据,认为塔然高勒地区直罗组的物源主要来自大青山-乌拉山等地区的孔兹岩、TTG片麻岩、麻粒岩和镁铁质-超镁铁质层状侵入岩以及阴山地区形成于华力西期-印支期-燕山期的岩浆岩,直罗组下段砂体展布特征清楚地反映了研究区及相邻铀矿床由北向南的物源供给方向;研究区直罗组下段发现的三叠纪碎屑锆石表明三叠纪时期直罗组下段沉积时印支期侵入岩已被抬升至地表提供了物源,直罗组下段上亚段的年轻物源组分比例比下亚段的大.      

内蒙古狼山地区侏罗系LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb定年及其物源意义

运用碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年和地球化学方法,对内蒙古狼山东升庙和义和久地区侏罗系石拐群物源进行了探讨。通过对111颗有效锆石年龄统计分析可知,年龄峰值以晚古生代(259~308Ma)为主,其次为古元古代(1.74~2.18Ga)和早古元古代—新太古代(2.39~2.58Ga)。晚古生代年龄与狼山大规模出露的海西期岩浆岩年龄一致,古元古代—新太古代年龄与狼山地区古元古代岩浆岩、孔兹岩带年龄分布特征相近。侏罗系砂岩稀土元素配分特征与海西期岩浆岩、乌拉山群、孔兹岩系相似。结合石拐群样品薄片和砾岩分析,认为侏罗系为近源沉积,其物源主要为狼山地区大规模海西期岩浆岩,其次来自河套地区孔兹岩带,狼山地区太古宙乌拉山群、古元古代岩浆岩和早—中三叠世岩浆岩可能提供了部分物源。另外,根据碎屑锆石最年轻年龄为243Ma(中三叠世),结合前人植物化石组合研究及狼山地区整体缺失三叠纪地层的特点,认为该套地层的时代应为早—中侏罗世。狼山地区侏罗系沉积物源模式为南北两侧为隆起物源区,主要物源为北侧狼山隆起,南侧河套隆起向北提供部分物源,不同地区物源存在一定差异。     

北秦岭柳叶河盆地上三叠统物源区及其与鄂尔多斯盆地的关系——来自碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄的证据

对陕西省周至地区北秦岭晚古生代—中生代柳叶河盆地上三叠统石英砂岩进行单颗粒锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素分析。以岩浆锆石为主的77个测试点给出的年龄值形成7个年龄组:256~475Ma、1500~1680Ma、1750~2190Ma、2190~2310Ma、2400~2650Ma、2700~2800Ma和2850~2960Ma。其中最年轻的锆石年龄为256±4Ma,最老的锆石年龄是2954±25Ma。峰值年龄以1750~2190Ma古元古代年龄组为代表(占总测点的64%)。将柳叶河盆地上三叠统与石炭系碎屑锆石年龄结构进行对比,前者新元古代年龄结构缺失,表明晚古生代介于柳叶河与鄂尔多斯盆地间的北秦岭北部具新元古代年龄结构的古陆,晚三叠世相对沉降,成为盆地次要物源区。结合与周缘地体年龄结构对比,北秦岭南部二郎坪群、秦岭群、丹凤群、南缘的沉积楔形体刘岭群及北秦岭与加里东期活动陆缘沟-弧-盆体系相关的岩浆作用产物此时则成为盆地主要物源区。北秦岭内部北降南升。柳叶河盆地上三叠统碎屑锆石与鄂尔多斯盆地西南缘上三叠统延长组砂岩碎屑锆石较好的可对比性,以及柳叶河盆地北侧源区(北秦岭北部)的构造变动、化石等证据表明,柳叶河盆地与鄂尔多斯盆地在晚三叠世很有可能连通,柳叶河盆地可能代表鄂尔多斯盆地的南部边缘。     

上扬子会泽地区晚三叠世须家河组砂岩物源特征:基于重矿物分析和碎屑锆石U-Pb测年

上扬子会泽地区晚三叠世须家河组主要由辫状河-浅湖的砂岩和泥岩组成,交错层理校正恢复的物源主要来自东南方向。碎屑重矿物钛铁矿、锐钛矿、铬尖晶石和磁铁矿组合表明物源主要来自岩浆岩,部分为基性岩,且重矿物中发现大量碎屑电气石和锆石。运用电子探针成分分析和碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年方法,分别对须家河组砂岩中电气石和碎屑锆石进行测试分析。电气石化学成分显示主要为镁电气石和黑电气石,来自变质板岩和变质砂岩以及贫锂花岗岩类、伟晶岩和细晶岩。砂岩碎屑锆石U-Pb年龄谱分析表明,须家河组的物源主要来自257~362 Ma、420~492 Ma、782~876 Ma和1 690~2 176 Ma岩石。物源方向、重矿物以及电气石和碎屑锆石综合分析表明,须家河组物源主要来自滇黔桂古陆。其中,257~362 Ma的物源岩石主要为峨眉山玄武岩同期侵入岩;420~492 Ma来自东南源岩为花岗岩和砂岩,782~876 Ma主要为研究区周缘同期的花岗岩和砂岩,1 690~2 176 Ma物源也是源岩为岩浆岩的砂岩。与飞仙关组物源对比,须家河组物源区明显不同,可能与区域构造运动有关。同时,碎屑锆石指示古元古代发育岩浆作用,且存在古老的新太古代结晶基底。这些资料为上扬子构造演化提供了沉积学证据。     

华北地块北缘上石炭统—中三叠统碎屑锆石研究 及其地质意义

利用碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素对平泉地区晚石炭世—中三叠世地层进行物源分析,重塑内蒙古隆起的隆升历史,进而探讨古亚洲洋的闭合过程。5个样品的LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年龄由5个年龄峰组成:峰1中晚二叠世(270~250Ma)、峰2晚石炭世—早二叠世(325~290Ma)、峰3泥盆纪(400~360Ma)、峰4古元古代(1900~1700Ma)和峰5新太古代-古元古代早期(2600~2400Ma)。其中,本溪组碎屑锆石主要由峰3、峰4和峰5组成,山西组、孙家沟组和刘家沟组则主要由峰2和峰4组成,下石盒子组由峰1、峰4和峰5组成。5个样品具有相同的Hf同位素特征,显生宙锆石的εHf(T)在-3.2~-25.5之间,与内蒙古隆起的晚古生代侵入岩体完全相同。碎屑锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征显示物源主要来自内蒙古隆起,不同层位的物源变化表明内蒙古隆起曾存在2次重要的隆升事件:第一期发生在360~312Ma之间,第二期发生在276~258Ma期间。第一次隆升奠定了盆-山的基本构造格局,第二次隆升之后古隆起进入稳定剥蚀期,为盆地提供持续稳定的物源,盆地内部发育了一套粗碎屑沉积物,可以推断在276Ma左右古亚洲洋已经关闭。     

塔里木盆地塔中志留系柯坪塔格组物源示踪:碎屑锆石U-Pb年代学证据

目前对塔中志留系物源的认识仍存在不确定性.利用LA-ICP-MS分析技术对塔里木盆地塔中地区志留系柯坪塔格组2件样品开展碎屑锆石U-Pb年代学研究.结果表明塔中志留系碎屑锆石主要为岩浆结晶成因,锆石年龄主要分布在早古生代460~490 Ma、新元古代760~1 000 Ma、古元古代1 600~2 200 Ma及新太古代晚期-古元古代早期2 400~2 600 Ma四个时期,其中新元古代760~1 000 Ma碎屑锆石年龄占绝对优势（56.8%）,峰值~850 Ma.结合志留纪时期塔里木板块南北缘的板块动力学背景,通过盆内构造演化及地貌特征的分析以及和潜在源区锆石年龄的详细对比,确定塔中志留系碎屑锆石主要来源于塔里木盆地西南缘的铁克里克隆起构造带.      

Geological and Geochemical Characteristics of the Zhiluo Formation in the Bayinqinggeli Uranium Deposit, Northern Ordos Basin: Significance for Uranium Mineralization

The Bayinqinggeli deposit in the northern Ordos Basin, northwestern of China, is a recently discovered sandstone-type uranium deposit. The uranium (U) orebodies are generally hosted in the lower member of the Jurassic Zhiluo Formation (Fm.), and are primarily tabular or irregular in shape. In the study area, 23 sandstone samples were collected from the Zhiluo Fm. and analyzed for major, trace, and rare earth elements (REEs). The geochemical characteristics of these sandstones are used to evaluate the factors controlling U mineralization. The source rocks of the Zhiluo Fm. sandstones are mainly volcanic and felsic magmatic rocks formed in continental arc and active continental-marginal arc environments, and they provided the material required for the mineralization. The index of compositional variability ranges from 1.02 to 3.29 (average1.38), indicating that the Zhiluo Fm. sandstones are immature and composed of first-cycle sediments. The corrected chemical index of alteration averages 56, suggesting that the source rocks underwent weak chemical weathering. The ore host rocks are loose, providing favorable conditions for epigenetic oxidation and U precipitation and enrichment. Ferrous iron in minerals such as chlorite, biotite, ilmenite, and pyrite might have played a role either in adsorbing or reducing the uranium.     

Zircon U-Pb ages and provenance characteristics of the Zhiluo Formation sandstones and the formation background of the uranium deposit in Huangling area,Ordos Basin,China

The newly discovered medium-scale Huangling uranium deposit is located in the Shuanlong area of the southeast Ordos Basin. This paper presents the systematic geochemical and zircon U-Pb studies on the Zhiluo Formation sandstones in the Huanling area. The data obtained play an important role in deducing the provenance and tectonic setting of the source rocks. The results show that the lower part of the Zhiluo Formation is mainly composed of felsic sedimentary rocks. The source rocks originated from a continental island arc environment in terms of tectonic setting. U-Pb ages of detrital zircons obtained can be roughly divided into three groups: 170–500 Ma, 1600–2050 Ma, and 2100–2650 Ma. Based on the characteristics of trace elements and rare earth elements (REE) and the zircon U-Pb dating results, it is considered that the Cryptozoic Edo provenance of the Zhiluo Formation mainly includes magmatic rocks (such as granodioritic intrusions) and metamorphic rocks (such as gneiss and granulite) in the orogenic belts on the northern margin of the North China Plate and in the Alxa Block. Based on sedimentological and petrological results, it can be concluded that the provenance of clastic sediments in the Zhiluo Formation was in north-south direction. The preconcentration of uranium is relatively low in the Lower Zhiluo Formation in the Huangling area. Meanwhile, the paleocurrent system in the sedimentary period is inconsistent with the ore-bearing flow field in the mineralization period, which restricts the formation of large-scale and super-large-scale uranium deposits and ore zones in the southeast Ordos Basin. The understanding of provenance directions will provide crucial references for the Jurassic prototype recovery and paleo-geomorphology of the Ordos Basin and the prediction of potential uranium reservoirs of the basin.©2021 China Geology Editorial Office.     

鄂尔多斯盆地北部直罗组砂岩重矿物分布特征及其指示意义

近年来,鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿资源评价取得了较大进展,关于找矿目的层物源和铀源的问题长期以来备受关注。运用重矿物综合分析方法,探讨鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿赋矿层直罗组碎屑物质来源和成矿铀源。结果表明,研究区内直罗组的重矿物组合主要为石榴子石+锆石+绿帘石+黑云母+尖晶石,其次包含少量磷灰石、榍石、金红石、角闪石、电气石、钛铁矿等,反映以中高级变质岩和中酸性岩浆岩为主的母岩类型。重矿物特征指数反映了以含石榴子石变质岩为主要源岩类型和近源沉积的特点。综合分析认为,区内直罗组主要的物源为盆地北部大青山和乌拉山地区的中下太古界–元古界的乌拉山岩群、中元古界扎尔泰群以及各时期的中酸性侵入体等。其中,古老基底变质岩与各时期中酸性岩浆岩普遍具有较高的铀含量,沿着NW–SE方向铀迁出明显,为后期铀成矿作用提供了初始铀源。      

鄂尔多斯盆地乌审旗地区上古生界砂岩碎屑锆石U-Pb年龄及其地质意义

通过LA-ICP-MS碎屑锆石的U-Pb测年和U、Th元素含量分析,结合邻区年龄数据和岩性特征,对鄂尔多斯盆地乌审旗地区上古生界山西组1段和下石盒子组8段砂岩进行了同位素定年物源示踪研究。研究揭示,盒8段和山1段源区母岩形成年龄属于太古代、古元古代、中元古代、晚古生代,分别与华北块体的形成、增生和克拉通化相关,是华北克拉通演化多阶段地质事件作用下的产物。沉积物源区主要为华北克拉通内部或盆地北缘,物源主要来自华北地台东部的早太古代基底古老变质岩系和新太古代的变质岩系、乌拉山和东部集宁地区的新太古代晚期的片麻状花岗岩、早元古代早期的古老的TTG片麻岩及麻粒岩和早元古代晚期的孔兹岩带,此外,阴山地块390～310 Ma岩浆岩也是重要物源之一。该项成果不仅查明了乌审旗地区上古生界山西组1段和下石盒子组8段碎屑锆石年龄与华北克拉通地质事件在时间上的对应关系,指明了年龄区间碎屑物质成分来源的归属性,而且对研究区可能存在的华北克拉通地质事件首次从岩性上提供了重要信息。     

东胜砂岩型铀矿氧化酸性流体与还原碱性热液流体过渡界面蚀变带成矿作用研究

位于鄂尔多斯盆地北部地区的东胜砂岩型铀矿在平面上和垂向上具有明显的岩石学和地球化学分带性,矿物学和岩相学特征研究表明其分带性是不同性质流体蚀变作用造成的。根据氧化/还原过渡界面蚀变矿物特征及其相互交代关系,识别出早、晚两个世代蚀变矿物组合,分别反映出早期蚀变流体为氧化环境下的酸性流体,晚期蚀变流体为还原环境下的碱性热液流体。早期氧化环境的酸性流体蚀变作用基础上叠加了晚期还原环境下的碱性热液流体蚀变作用,导致了铀在氧化/还原过渡界面的富集成矿。分析认为,东胜铀矿热液蚀变与鄂尔多斯盆地乃至华北地区燕山期构造活动和岩浆活动产生的区域性热异常事件具有一定联系。     

松辽地块大地构造属性: 古生界碎屑锆石年代学的制约

对松辽地块南部上古生界哲斯组的碎屑锆石应用LA--ICP --MS U --Pb 测试的结果显示了4 个主要的年龄段: 263 ～ 378 Ma ( 峰值年龄274 Ma) ; 405 ～ 547 Ma ( 峰值515 Ma) ; 660 ～ 974 Ma ( 峰值为 923 Ma) ; 其余均为中元古代年龄1 165 Ma、1 369 Ma、1 476 Ma、1 517 Ma。其中最年轻一组锆石年龄263 ± 2 Ma 代表了哲斯组主体沉积的下限年龄; ～ 274 Ma 的峰期年龄与附近地区的大石寨组火山岩和岛弧岩浆岩的年龄一致; ～ 515 Ma 的峰期年龄与东北地区泛非期基底变质杂岩的年龄一致; 其余的古老年龄均反映了松辽地块基底的信息。结合松辽地块的北部上古生界土门岭组、西部本巴图组和东缘黑龙宫组的碎屑锆石年龄,显示松辽地块应存在太古代和元古代的变质基底,为古生界地层提供了丰富的物源。松辽地块应为一个稳定的微地块,而不是长期活动的造山带。     

伊犁盆地南缘中-下侏罗统物源分析及其对南天山造山带演化的启示

伊犁盆地南缘中-下侏罗统碎屑岩的物源特征,可为南天山造山带的演化提供重要证据。对其碎屑岩锆石U-Pb定年研究结果表明,伊犁盆地南缘坎乡下侏罗统八道湾组砂岩的碎屑锆石年龄集中在290~260 Ma,而下侏罗统三工河组的碎屑锆石年龄集中在350~290 Ma和460~390 Ma,中侏罗统西山窑组的碎屑锆石年龄集中在370~320 Ma和450~390 Ma。所有测试样品中前寒武纪的年龄记录非常少。这些特征表明,伊犁盆地南缘中生代碎屑沉积物主要来自于伊犁-中天山地块南部。测试样品中几乎不存在晚二叠世-中三叠世的碎屑锆石,与南天山造山带的岩浆岩记录一致,暗示在晚二叠世-中三叠世南天山地区并没有发生强烈的与碰撞或后碰撞相关的岩浆活动。该结果不支持塔里木克拉通与伊犁-中天山地块在晚二叠世-中三叠世碰撞的观点。结合高压-超高压变质岩的数据和地层记录,认为塔里木克拉通与伊犁-中天山地块的碰撞发生在晚石炭世。同时,样品中最年轻锆石的年龄数据从早侏罗世到中侏罗世逐渐增大,显示了揭顶沉积的特点。对伊犁盆地南部中生代的锆石年龄数据与同时代南天山地区的锆石年龄数据进行综合对比表明在早-中侏罗世发生构造沉积夷平的特征。     

漠河盆地额木尔河群锆石U-Pb年龄及地质意义

大兴安岭北部漠河盆地额木尔河群自下而上由绣峰组、二十二站组、漠河组和开库康组组成, 目前对额木尔河群形成时代还存在不同的认识。绣峰组含砾粗砂岩及二十二站组碎屑岩中流纹质凝灰岩夹层激光探针(LA-ICP-MS)锆石U-Pb测年结果表明, 绣峰组含砾粗砂岩中的碎屑锆石U-Pb年龄变化于距今2195~163 Ma之间, 暗示了源区有古元古代基底存在, 这一年龄数据与盆地周缘分布的基底岩石时代相吻合。碎屑锆石中5个最年轻锆石的206Pb/238U年龄加权平均值为167±2 Ma, 反映绣峰组沉积下限为中侏罗世中期; 二十二站组流纹质凝灰岩岩浆锆石206Pb/238U年龄加权平均值为148±2 Ma, 由此限定二十二站组形成时代为晚侏罗世晚期。锆石U-Pb年龄数据反映额木尔河群沉积时间为中-晚侏罗世, 这一认识对恢复漠河盆地形成演化历史及油气资源勘查提供了新的证据。