湘西北海相含铀磷块岩中硒汞矿和晶质铀矿的发现及其地质意义

在扬子陆块东南缘湘西北武陵地区下寒武统牛蹄塘组海相黑色岩系下部鲕粒磷块岩中,首次发现了似纳米级的硒汞矿和晶质铀矿。通过电子探针化学成分测定和微区解剖,显示海相磷块岩中硒汞矿和晶质铀矿的产出状态、形态特征和占位特征。研究认为,同沉积期伴随火山热液喷出形成海相沉积鲕粒状磷块岩(鲕粒中包含球滴状硒汞矿),似纳米级硒汞矿在海相磷块岩中占位于鲕粒磷结核的内部和中心。其形成后期,海底热液作用持续,磷块岩经部分溶蚀、热液脱碳,在磷块岩的微裂隙中晶质铀矿、石英共沉淀析出。海相磷块岩中硒汞矿和晶质铀矿的发现和空间占位特征的研究,对探讨磷块岩中硒汞矿和晶质铀矿的形成与海底喷流(热水)沉积作用的发生方式和成因联系有启示意义,进一步佐证扬子陆块东缘陆缘裂陷喷气沉积是发生大规模铀成矿作用的机制。     

遵义松林地区下寒武统多金属磷块岩矿物组成及铀的存在形式

含铀磷块岩是中国非常规铀资源的重要类型之一,其铀的存在形式及赋存状态一直存在争议。笔者对贵州省遵义松林地区的多金属磷块岩进行了化学成分和微量元素分析,以及扫描电镜研究,结果表明:区内多金属磷块岩中Ba含量高达2339×10~(-6),Sr/Ba值为0.33~2.48,U/Th值为118~544;在Fe/Ti-Al/(Al+Fe+Mn)图中,投影点落在热水沉积区。这反映了多金属磷块岩成因上与热水沉积作用有联系。该类岩石中含有方硫镍矿、辉砷镍矿、针镍矿、辉钼矿、黄铁矿、闪锌矿、重晶石等热液成因矿物,以及鲕粒磷灰石、胶状磷灰石、重结晶磷灰石和晶质铀矿,也指示其受热水沉积作用的影响。由此认为,区内多金属磷块岩在沉积成岩过程中,携带矿质(Ni、Mo、As、Zn、Ba、U等)的热液随着温度、压力的降低,在磷块岩的微裂隙和微孔隙中共沉淀,并析出晶质铀矿和其他多金属矿物。存在于多金属磷块岩微裂隙和微孔隙中的独立铀矿物的发现,为该类型非常规铀资源的综合开发利用提供了有利依据。     

遵义松林镍钼多金属层铀存在形式及成因探讨

贵州省遵义松林地区下寒武统牛蹄塘组镍钼多金属层富集U、Mo、Ni、Re、Tl等元素.本文以松林地区镍钼多金属层磷块岩为主要研究对象,在松林系统取样的基础上,开展化学分析、径迹蚀刻、扫描电镜、能谱面扫描、浸出实验等工作.结果表明下寒武统牛蹄塘组镍钼多金属层中Ni、Mo显著富集,达到工业品位,U、Re、Tl明显富集.径迹蚀刻实验揭示铀主要富集于磷块岩碎屑边缘有机碳外带,为进一步确定铀的赋存形式圈定重点观察区.该区镍钼多金属层中铀呈晶质铀矿形式赋存于溶蚀重结晶磷块岩的溶蚀孔洞、微裂隙或微孔隙中,并与中高温热液矿物针镍矿、辉砷镍矿、闪锌矿、方铅矿、磷灰石共生.浸出实验采用去离子水、H2 SO4、NaHCO3+MnO2三种介质浸出样品中水溶态、酸可溶态、氧化可溶态的铀.80℃,48 h条件下浸出实验结果显示多金属磷块岩由黑色褪色为浅灰色、灰色,碳质页岩实验前后颜色均为黑色.遵义地区镍钼多金属层及碳质页岩中铀主要以吸附状态或独立矿物形式存在,以类质同象形式存在的难溶铀占比较小.研究认为,该区镍钼多金属层磷块岩中铀以独立矿物形式存在并与中高温热液矿物共生,为揭示扬子陆块东缘陆源裂陷环境下发生海底喷流和热水沉积作用提供新的微观证据.     

湘西北海相磷块岩中气水溶液铀多金属成矿作用

湘西北地区位于扬子陆块东南缘,在其寒武系纽芬兰统海相磷块岩的微孔隙中发现nm~μm级晶质铀矿。文章通过扫描电镜对铀矿的空间占位进行微区解剖,确定铀以超显微状态(1~4μm)的晶质铀矿形式存在于方硫镍矿中。认为超显微晶质铀矿和辉砷镍矿是同沉积鲕粒状磷块岩在较高的温压条件下,通过海底喷流气水溶液强溶蚀改造并发生结晶时,以超显微包体的形式存在于方硫镍矿中;随着温度、压力的下降,包体中富铀溶液出现过饱和,晶质铀矿从富铀溶液中结晶析出,以独立矿物晶质铀矿的形式呈超显微状态存在于方硫镍矿中。晶质铀矿在中高温热液成矿作用中以超显微状态呈立方体、八面体、立方体与八面体的聚形以及块状体产出,对认识天然条件下晶质铀矿生成的物理化学条件具有重要意义。同时,晶质铀矿呈超显微状态存在的实例对该类型铀矿存在形式的发现和研究具有重要启迪,为揭示扬子陆块东南缘的陆缘裂陷中海底喷流成矿示踪提供了依据。     

张家界下寒武统磷块岩中钛铀矿的晶出方式与成矿机理

在张家界下寒武统牛蹄塘组底部海相磷块岩中首次发现了微晶钛铀矿,通过背散射电子图像、微区扫描电镜化学成分分析、元素面扫描和晶体结构分析等方法确定了钛铀矿的产出状态与晶出方式。作者认为同沉积期形成鲕粒状磷块岩并伴随海底热液喷流形成多种金属硫化物的混合物,海底热液喷流的持续,对同沉积期物质进行部分熔蚀、强熔蚀改造并发生重结晶作用,在动态环境下热液流体中多种元素处在过饱和状态出现铀多金属快速沉淀。下寒武统牛蹄塘组磷块岩中钛铀矿的发现和存在形式的确定为我国回收利用磷块岩型非常规铀资源提供了依据,也为海相磷块岩中铀多金属成矿作用与海底喷流沉积热液改造的成因联系提供了佐证。     

鄂尔多斯盆地店头地区砂岩型铀矿成因初步探讨

通过电子显微镜及电子探针分析,对鄂尔多斯盆地东南部店头地区砂岩型铀矿物的赋存状态、主要伴生元素及其沉淀机制进行了初步探讨。研究区主要的铀矿物类型为沥青质铀矿,以显微浸染状充填于砂岩孔隙及胶结物中;与U密切伴生的元素有Fe、Se、Pb、Si、Ti、Cr、S等,与铀矿物伴生的矿物组合有黄铁矿、方铅矿、钛铀矿以及与其关系密切的硒矿化;主要含铀层位富含有机质及黄铁矿,夹有透镜状、条带状煤线,具备丰富的还原物质,有利于铀元素的还原富集,因此认为影响研究区铀沉淀的主要地球化学障是还原障和吸附障。     

内蒙塔木素砂岩型铀矿中硒矿物的发现与意义

通过电子探针研究,在内蒙巴音戈壁盆地塔木素砂岩型铀矿矿石中发现了硒铅矿、白硒铁矿、硒铜蓝、硒铜镍矿、斜方硒铜矿等5种硒的独立矿物,这些硒的独立矿物往往呈细粒状、蠕虫状分布在黄铁矿与石英、长石的边缘或矿物的裂隙中。硒铅矿、白硒铁矿等硒矿物是典型的中低温热液矿物,这些矿物的发现表明塔木素铀矿床曾经历中低温热液阶段。     

贵州三穗龙湾铀矿床地质地球化学特征及成因

三穗龙湾矿床位于黔中-湘西北铀成矿带内,是近年勘查发现的贵州第一个大型碳硅泥岩型铀矿床。本文对龙湾铀矿床开展了矿物学、地质地球化学及矿床成因等方面研究。结果表明,该矿床矿石中的原生铀矿物主要为沥青铀矿,表生条件下形成的次生铀矿物较发育,主要有硅钙铀矿、硒铅矿、钛铀矿及铀酰磷酸盐矿物等,它们以纳米-微米级粒状(粒径多10μm)、细脉状或隐晶质形式赋存于有机质、粘土矿物等聚铀矿物中;成矿物质主要来源于赋矿层位,可能有少量来自基底岩浆岩,成矿流体为深部流体与大气降水的混合;铀及共伴生元素的富集与炭质泥岩中富含有机质、磷矿物、铁矿物、粘土矿物密切相关;铀矿形成受层位(老堡组)、岩性(炭质泥岩)、构造(三穗向斜及斜切向斜的断层、层间断层)、围岩沉积环境(陆缘裂谷、裂陷的海相还原沉积环境)等因素控制,经历了雪峰期海底喷流作用下形成含矿岩系过程中铀的初始富集→燕山-喜马拉雅期板内伸展构造背景下淋滤、热液叠加改造再富集的成矿过程,后生成矿特征明显,矿床属沉积-热液叠加改造型。本文研究成果对推进黔东地区铀矿成矿预测和找矿勘查,丰富碳硅泥岩型铀矿成矿理论具有重要意义。     

湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩气储集条件研究

为客观评价湘西北地区下寒武统牛蹄塘组页岩气资源勘探潜力,本研究利用X射线衍射仪（XRD）、高倍扫描电镜、扫描探针显微镜等系统研究了其页岩气储集条件。XRD分析结果表明, 泥页岩中脆性矿物含量为53.8%-98.1%, 平均77.9%,脆性矿物含量丰富,其高值区主要分布在张家界柑子坪、三岔及其周边地区。高倍扫描电镜分析结果显示,湘西北下寒武统牛蹄塘组泥页岩中发育残余原生孔隙、有机质微孔隙、不稳定矿物溶蚀孔、矿物层间微裂隙和构造裂缝,其中构造裂缝、有机质微孔隙和不稳定矿物溶蚀孔是页岩基质孔裂隙的主要组成部分。扫描探针显微镜分析结果显示,湘西北下寒武统牛蹄塘组泥页岩中蜂窝状的有机质丰富,主要呈分散状和条带状分布,其内部纳米级孔隙发育。Ultrapore-200A氦孔隙仪测试结果显示,湘西北下寒武统牛蹄塘组泥页岩孔隙度较低,为0.6%～11.7%,平均4.6%,其影响因素主要是构造裂缝,其次是泥页岩有机碳含量和长石含量。ULTRA-PERMTM200渗透率仪测试结果显示,湘西北下寒武统牛蹄塘组泥页岩的渗透率度较低,为 0.002mD~0.06mD,平均0.014mD,其影响因素主要是构造裂缝,其次是矿物层间微裂隙。等温吸附实验结果表明,湘西北下寒武统牛蹄塘组泥页岩具有较好的吸附气性能,其影响因素主要是有机碳含量,其次是粘土矿物含量。     

页岩气储层孔隙发育特征及主控因素分析:以上扬子地区龙马溪组为例

运用扫描电镜、氩离子抛光场发射电子扫描显微成像与核磁共振测试技术,对渝东南地区Y1井龙马溪组页岩的微米级孔隙、纳米级孔隙和微裂缝发育特征3个层面分别进行定量表征。结合总有机碳含量、有机质显微组分及成熟度、黏土矿物及全岩X射线衍射分析等测试数据,对孔隙发育特征主控因素进行分析。对页岩微米级孔隙发育有促进作用的因素有石英含量和伊利石含量,具有抑制作用的因素有碳酸盐含量和埋藏深度;对有机质纳米级孔隙发育有促进作用的因素有有机质成熟度和伊蒙混层含量,具有抑制作用的因素为方解石含量;对微裂缝发育有促进作用的因素有石英含量、有机质成熟度和总有机碳含量,具有抑制作用的因素是碳酸盐含量。