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。     

相山铀矿田矿石有用共生组分研究

相山铀矿田是我国目前规模最大的火山岩型热液铀矿田,其发育碱交代型铀矿化和酸交代型铀矿化两种矿床类型。笔者通过对该矿田主要酸交代型铀矿床的物质组分研究,发现其矿石中富含Th、Mo、HREE、Y等多种有用组分,且含量普遍可达综合利用品位;有用组分主要以独立矿物、类质同像形式存在,主要赋存于铀矿体的矿化中心带富矿石中,与铀为同空间富集。因此认为,相山铀矿田酸交代型矿床的矿石中,Th、Mo、HREE、Y与铀密切相关,矿物具有共生关系;应重视Th、Mo、HREE、Y等有用组分的综合利用评价。     

相山铀矿田铀多金属成矿时代与成矿热历史

相山铀矿田的铀多金属矿化主要可划分为碱性铀矿化、酸性铀矿化、铅锌银铜矿化和金矿化四种类型。通过沥青铀矿和矿化岩石U-Pb等时线、黄铁矿Rb-Sr等时线、绢云母~(40)Ar-~(39)Ar同位素年龄测定,结合铀多金属成矿特征研究,厘定了相山铀矿田铀多金属成矿时代,确定铀多金属矿化的成矿时序为:碱性铀矿化、铅锌银铜矿化、金矿化、酸性铀矿化。锆石裂变径迹研究表明,相山矿田铀多金属矿化样品的锆石裂变径迹峰值年龄与U-Pb、Rb-Sr和~(40)Ar-~(39)Ar同位素年龄一致性良好,裂变径迹年龄(峰值年龄)可以限定热液铀多金属成矿热事件时代。碱性铀成矿热事件的锆石裂变径迹峰值年龄为119. 8～125. 6Ma;金成矿热事件和铅锌银铜多金属成矿热事件的锆石裂变径迹峰值年龄为106. 1～113. 8Ma;酸性铀成矿热事件的锆石裂变径迹峰值年龄为86. 7～100. 0Ma;新发现一期锆石裂变径迹峰值年龄为66. 4～78. 6Ma的热事件,该期热事件可能为相山矿田最晚一期酸性铀成矿热事件。相山矿田66. 4～78. 6Ma的铀成矿热事件,与华南花岗岩型热液铀矿床的区域成矿热事件时代耦合,该发现对华南火山岩型铀矿成矿时代的重新认识,对火山岩型、花岗岩型铀矿床成矿统一性认识具有重要意义。     

热液型铀成矿氧化还原条件研究：来自特征矿物的指示

通过对典型热液型铀矿床铀-赤铁矿型、铀-黄铁矿型铀矿石矿物组合特征、时空分布特征的研究,探讨了热液型铀成矿的氧化还原条件。相山矿田碱交代成因的铀-赤铁矿型矿石矿物组合为沥青铀矿-赤铁矿-钠长石-磷灰石-碳酸盐;长江矿田酸交代成因的铀-赤铁矿型矿石矿物组合为沥青铀矿-赤铁矿-微晶石英。铀-黄铁矿型矿石矿物组合为沥青铀矿-黄铁矿-微晶石英-萤石。铀-赤铁矿型较铀-黄铁矿型形成早,两种类型铀矿石在矿田深部及浅部均有大量富集,垂向上呈现相互叠置的分布特征。沥青铀矿形成并能稳定存在的氧化还原条件为黄铁矿至黄铁矿与赤铁矿共存区,黄铁矿存在有利于沥青铀矿富集,完全的赤铁矿区不利于沥青铀矿的形成及保存。     

基于多元统计的相山铀矿田微量元素地球化学特征分析

通过对相山铀矿田微量元素进行判别分析、Q聚类分析和R型分析,表明围岩与矿石之间的关系较远,U、Th、Pb、Li、Rb、Sr、Ba、Zr、Y、Mo、Zn、P、Ti可将岩石划分为围岩、蚀变岩石和矿石三类。矿物学特征研究表明,铀矿化分为早期的钛铀矿-磷灰石矿化与晚期的铀石-硫化物-方解石矿化两期矿化。结合以上两个方面,相山铀矿田的成矿物质来源与围岩无直接关系,成矿的热液系统分为高温热液系统和低温热液系统。     

相山铀矿田西部地区深部多金属矿化成矿年代与成矿流体演化:Rb-Sr同位素体系的制约

江西相山铀矿田科学深钻3号孔在深部-700 m发现大量铅锌多金属矿化脉,垂向上呈"上铀下多金属"的分布特征。本文选取深部多金属矿脉主成矿阶段(S3)自形闪锌矿样品6件和不同阶段的毒砂、黄铁矿、方铅矿、方解石等样品12件,以及围岩全岩样品17件,进行了Rb、Sr同位素组成研究。结果表明:(1)由闪锌矿Rb-Sr等时线法确定的相山铀矿田深部多金属矿化形成于121. 0±3. 5Ma,与围岩火山岩存在较大时差,可能与晚于围岩的深部次火山有关。根据穿插关系,多金属矿化略晚于碱性交代铀矿化,但明显早于酸性交代铀矿化;(2)多金属矿化脉体中金属矿物的Rb和Sr含量分别介于0. 041×10~(-6)～1. 38×10-6和2. 35×10-6～23. 11×10-6之间,Sr同位素初始比值(87Sr/86Sr)i变化较大,介于0. 706114～0. 718814之间,平均值为0. 713579,暗示相山铀矿田深部多金属矿化的成矿物质主要来源于地壳。初始流体Sr同位素值(0. 718665)明显高于成矿时赋矿围岩(流纹英安岩为0. 714581,碎斑流纹岩为0. 714417)的Sr同位素组成,表明多金属成矿流体和物质并非来自围岩火山岩;(3)由早到晚阶段的(87Sr/86Sr)i呈明显降低的演化趋势,表明成矿流体演化过程中受到大气降水的不断稀释作用。相山矿田的铀矿和深部多金属矿化同形成于华南中生代板内伸展构造背景。     

相山铀矿田稀土元素地球化学特征及示踪研究

相山铀矿田我国著名的火山岩型热液铀矿田,作者对矿田4个有代表性的铀矿床的赋矿主岩、铀矿石,沥青铀矿样品稀土元素地球化学特征进行了研究,探讨了其成岩,成矿的物质来源,提示了两种不同地球化学类型铀矿床的稀土元素与铀矿化呈正消长关系,尤其是富矿床中铀与重稀土元素,主要来自深部原生流体,并呈现出共沉淀的特点,含铀热液分异演化愈强,则铀矿化愈富。     

相山、下庄铀矿田稀土元素特征对比

为了从大的区域上探讨铀矿的成矿作用,本文分别采集了相山、下庄两个铀矿田的围岩和矿石样品并用ICP-M S方法进行测定。结果发现两个铀矿田的围岩REE特征均为LREE富集型,具有明显的负铕异常。相山矿田的矿石富集REE特别是HREE,并且与铀含量呈正相关关系,矿石和围岩的负铕异常相同;下庄矿田的矿石亏损REE尤其是LREE,具有比围岩更强烈的负铕异常。认为两矿田的围岩都是由沉积岩为源岩的地壳物质部分熔融形成的,ΣCO2是两个铀矿田的主要矿化剂,也是铀和REE运移的主要载体,造成两矿石REE特征不同的主要原因是相山矿田围岩蚀变以酸性为主而下庄铀矿田围岩蚀变以碱性为主。     

相山铀矿稀土元素地球化学特征

<正>萤石是一种存在于较为广泛的地质环境中的含钙矿物,由于稀土元素的离子半径和Ca2+相近,Ca2+常被Y和Ce等稀土元素替代。因此通过对萤石中稀土元素的分析可以了解关于萤石矿化作用过程中地质流体等方面的重要信息。相山铀矿矿石的脉石矿物组成比较简单,主要有萤石、方解石等。本文通过对相山铀矿的萤石的稀土元素研究,进而进一步探究相山铀矿田的成     

相山铀矿田北部花岗斑岩黑云母及绿泥石矿物化学特征与地质意义

相山铀矿田为中国最大的火山岩型铀矿田,其中北部花岗斑岩型铀矿床资源储量占总储量的36.65％.虽然前人对相山矿田北部花岗斑岩进行了系统研究,但是关于花岗斑岩中矿物化学研究较为薄弱.本次研究运用电子探针技术对相山北部花岗斑岩中黑云母及绿泥石进行了矿物化学分析,并探讨了成岩成矿意义.结果表明:(1)相山北部产铀花岗斑岩黑云母为铁质黑云母.花岗斑岩岩浆结晶温度为721～753℃,平均737℃,氧逸度lgf(O2)为?14.8～ ?15.7,形成压力为112～147 MPa,侵位结晶深度为4.1～5.4 km.岩石成因类型为A型花岗岩,形成于板内拉张构造环境,物质来源于上地壳部分熔融;(2)相山北部绿泥石为蠕绿泥石,属于富铁绿泥石,形成于还原环境.绿泥石形成温度为230～271℃,平均值为258℃,属于中温热液作用范围;(3)花岗斑岩中铀的载体主要为黑云母包体中含铀副矿物.矿前期,热液流体交代黑云母形成绿泥石,使得黑云母内含铀副矿物中的铀活化转移为分散吸附状态的铀,被绿泥石等矿物吸附于矿物晶格表面或矿物裂隙,为成矿期热液提供了铀源.     

下庄铀矿田早期高温成矿作用及其意义

对下庄铀矿田的矿物组合及年代学的研究，揭示出下庄矿田中存在着一期极为重要的铀成矿作用－早期（125－166．4Ma）高温（或气热高温）铀成矿作用。这期成矿作用主要是受岩浆热液控制，它是形成富大铀矿诃的前提条件之一。     

甘肃龙首山碱交代型铀矿床绿泥石特征及意义

绿泥石化是龙首山铀矿床重要的蚀变类型之一。通过对龙首山碱交代型铀矿床的绿泥石等蚀变矿物进行的岩相学和电子探针成分分析研究,确定了龙首山地区绿泥石的化学类型主要为铁镁绿泥石,少数为蠕绿泥石。依据绿泥石成因或与共生矿物的关系,绿泥石可被划分为黑云母蚀变型、长石蚀变型、沥青铀矿共生型和副矿物共生型等4种类型。泥质岩是本区绿泥石的主要原岩类型,是多期次地质作用形成的产物。研究认为,龙首山地区碱交代型铀矿床的成矿过程可表述为矿前期在相对较高温度的热液流体作用下,黑云母发生绿泥石化蚀变,随后热液继续交代长石,形成长石蚀变型绿泥石,进而在成矿期热液温度相对较低的条件下形成与沥青铀矿紧密共生的绿泥石。绿泥石在铀成矿过程中不但活化了花岗岩里的铀,而且还给铀矿化供应了相对良好的积淀环境。     

伟晶质岩浆的同化混染与分离结晶(AFC)作用及铀成矿效应:以纳米比亚湖山铀矿为例

纳米比亚湖山铀矿位于达马拉造山带的中央南部地区,工业铀矿物为晶质铀矿,属于伟晶岩型铀矿床。关于不同矿石中铀元素的富集与沉淀机制还存在一定争议。为了揭示伟晶质岩浆演化与铀矿化作用的关系,本文对矿区内不同矿物组成的伟晶岩型矿石开展了岩石和矿物地球化学研究。野外及镜下鉴定结果显示,矿化伟晶岩可以分为“简单类型”矿体和“复杂类型”矿体。前者具有正常的花岗伟晶结构,晶质铀矿均匀分布于造岩矿物之间,矿化程度低到中等;后者表现出非均匀的结构特征,且矿化程度极高,晶质铀矿在成因上与大量黑云母团块有明显的空间联系。地球化学研究表明:在“简单类型”伟晶岩中,铀元素主要通过伟晶质岩浆的分离结晶作用富集;“复杂类型”伟晶质岩浆的演化则明显受控于同化混染作用,其铀矿化为岩浆同化混染与分离结晶(assimilation-fractional crystallization,AFC)作用产物。具体而言,外来基性组分(FeO,MgO,TiO₂,MnO)的混入导致“复杂类型”熔体中矿物的结晶顺序发生改变,长石类矿物的“延后”结晶为黑云母提供了更加有利的结晶空间和条件,促使黑云母以团块状聚集的形式产出。黑云母的大量析出会引发残余岩浆中UF_m^4-m络合物的水解,导致晶质铀矿在团块黑云母内部或周围沉淀。因此,本文有关“简单类型”和“复杂类型”产铀伟晶岩的研究,有效地揭示了岩浆演化过程与铀矿化机制,丰富了伟晶岩型铀矿床理论,为后期勘查开发提供了科学依据。     

北祁连中段北缘铀成矿带钠交代与铀成矿关系探讨

北祁连中段北缘冷龙岭铀矿带处于祁连-龙首山NW向海西碱交代热液型铀成矿带,是典型的钠交代型铀矿带。铀成矿与钠交代有着十分密切的关系,矿体几乎都产在钠交代岩内。矿床内钠交代岩矿物组成上的最大特点是原岩矿物大多消失,代之以红色的钠长石。钠交代使岩石有效孔隙度增大,并且降低了抗压强度,从而成为构造活动的薄弱环节。钠交代促使原岩中铀的赋存状态发生改变,使铀发生活化转移。在钠质交代过程中,许多铀元素的载体矿物被钠长石交代,也是使铀发生活化转移的重要因素。以上事实充分说明,钠交代不仅为铀沉淀提供了良好的空间,而且为铀成矿奠定了物质基础。     

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。     

流体混合对砂岩型铀矿成矿作用的影响

探讨不同类型盆地中不同来源、不同组成、不同性质的流体混合对砂岩型铀矿成矿的影响。流体混合不但改变流体的物理化学条件,更重要的是改变流体的化学组成,导致流体化学平衡的破坏,引起流体卸载成矿。不同构造背景下形成的盆地、流体特征及其对砂岩型铀矿成矿的影响不同。铀一油一煤共存盆地中,浅表层含铀氧化性流体与油气有关的有机还原性流体相互作用对铀成矿起重要的控制作用;挤压构造环境下的盆地,在形成过程中造山带流体与盆地深源流体混合对成矿的影响很大;而伸展背景下的断陷盆地或裂谷盆地,往往伴随有深部岩浆和热流体的活动,应重视热液对砂岩型铀矿的改造、叠加富集的作用。     

南岭成矿带铀矿地质特征、成矿规律与全位成矿模式

南岭成矿带是中国重要的铀矿基地,产出的铀矿床以花岗岩型为主,其次为碳硅泥岩型和少量砂岩型。本文通过搜集整理前人找矿勘查和科研成果,认为南岭成矿带多期多阶段构造演化为铀成矿作用提供了初始铀源、产铀花岗岩、断裂网络和含铀热液等有利的成矿条件。产铀花岗岩大多是由高硅、过铝、偏钾高碱的S型花岗岩,沿断裂分布的构造碎裂岩、蚀变岩和还原性地质体是有利的赋矿围岩。矿化与蚀变中心带发育沥青铀矿、黑色微晶玉髓、紫黑色萤石、胶状黄铁矿、赤铁矿、绿泥石等矿物组合。铀矿体形态多样,以中小规模、中低工业品位为主。南岭成矿带中新生代多阶段区域性拉张过程中形成了多阶段铀矿化。花岗岩型铀矿床分布于加里东隆起区花岗岩内部构造结和岩体接触带附近,矿体沿断裂与蚀变体一起赋存于氧化-还原界面和脆韧性构造转换面之间的"成矿壳层"内。南岭成矿带中新生代"空间全位"铀成矿模式显示,不同的构造层、不同的建造、不同的岩性及不同的部位均有铀成矿潜力,但由于具体成矿条件的不同组合而产出不同类型、不同规模、不同时间和不同强度的铀矿化。也就是说,难以排除某一空间部位不成矿的可能性。根据这一"全位"成矿的认识,从不同的角度对南岭成矿带中新生代铀成矿作用进行全面分析,找出尚未落实的"缺位",再根据工作区具体成矿条件指导铀矿找矿新突破。     

松辽盆地地浸砂岩型铀成矿铀源分析

通过研究松辽盆地钱家店铀矿床和盆地南部铀矿化认为,松辽盆地砂岩型铀成矿作用独特,其成因可归结为双混合叠造型。其铀源也具有多源性,既有蚀源区铀源,又有盖层铀源,还有深部铀源,它们共同组成松辽盆地铀成矿的铀源。     

华南铀成矿省火山岩-花岗岩型铀成矿作用

从构造演化—岩浆作用—成矿流体系统将火山岩-花岗岩型铀矿作为统一体开展成矿作用研究。在总结华南热液型铀矿成矿地质特征的基础上,根据区域铀时空分布特征,结合成矿溶液的氢、氧同位素组成,从动力学过程阐述了成矿物质来源,并进而分析了成矿流体演化及成矿作用过程。认为早寒武世富铀地层是华南热液型铀矿最本质的铀物质来源,成矿流体是岩浆水和降水混合的产物,岩浆作用形成了成矿物质的＂汇＂区,燕山期伸展或向伸展过渡的地球动力学背景下的岩浆作用,促成了成矿热液系统的形成、演化及成矿作用的发生,随着岩浆作用物质-能量场的减弱,华南热液型铀矿成矿作用终止。     

中国北方盆地中油气运移对砂岩型铀矿成矿作用讨论

以油气成藏动力系统和砂岩型铀矿成矿动力系统为单元,分析了砂岩型铀矿床与油气藏同盆共存的沉积体系、矿床(藏)聚集带之间的联系。认为油气多次运移促使砂岩型铀矿成矿是一种普遍的地质作用,油气运移成藏过程对砂岩型铀矿成矿作用表现为油气初次运移使铀矿化预富集、油气二次运移使间氧化带型铀矿化作用中止与矿体封存、油气藏微渗漏使红色砂层中铀富集成矿等。笔者依据油气对砂岩型铀矿还原作用的结果初步建立了吐哈式、东胜式、钱家店式3种油气藏与砂岩型铀矿共存的基本模式,丰富了砂岩铀矿找矿理论,为多能源矿产综合开发利用提供参考。