中国北方中新生代盆地深部砂岩铀矿成矿条件与找矿方向

受开采技术、成本和成矿理论制约,现有的砂岩型铀矿勘查主要选择在盆地边缘700m以浅的地区,对盆地深部的铀矿找矿潜力研究较少。总结中国北方重要中新生代盆地的含铀岩系、构造特征,结合近年开展的北方砂岩型铀矿深部找矿,分析了盆地深部成矿有利的沉积建造、构造与流体改造、还原条件等,指明了盆地的深部找矿潜力。同时指出,作为战略储备,当前盆地深部寻找砂岩型铀矿要优先重视2个方向:(1)在盆地边缘斜坡区,重点以发育红-黑岩系结构的含铀地层为目标,寻找与浅部成矿条件相似的深部矿床;(2)在盆地中心区,以含铀的红色岩系为重点,优先寻找延伸至盆地深部的正向构造区和砂体发育区。这些认识在松辽盆地的铀矿调查中得到验证。     

鄂尔多斯盆地西南缘彭阳铀矿地质特征、成矿规律及找矿标志

彭阳铀矿位于鄂尔多斯盆地西南缘, 是全球首例在风成沉积环境中发现的大型砂岩型铀矿, 具有含矿层位深、砂体厚度大、铀矿品位高等特点。通过对彭阳铀矿地质特征、物源、铀源、铀矿物赋存状态、蚀变矿物、烃类流体参与成矿等方面进行研究, 结合前人研究成果, 系统总结了彭阳铀矿的成矿规律。综合研究表明, 研究区深大断裂发育、拥有厚大砂体及稳定的“泥-沙-泥”结构, 对铀成矿极为有利。同时, 盆地西缘岩体可提供稳定铀源, 浅层富氧含铀流体顺层流动、下渗, 深部烃类流体沿断裂上升至洛河组, 导致红色砂岩褪色蚀变, 为铀成矿提供还原剂。中新世到更新世, 构造活动引发了富氧含铀流体和深层含烃流体的耦合作用, 形成了完整的“补-径-排”流体成矿系统, 最终导致铀成矿。通过分析彭阳铀矿的成矿和控矿要素, 进而建立了成矿模式, 对鄂尔多斯盆地西南缘砂岩型铀矿找矿及其它地区相似地质条件下找矿勘查与研究具有重要指示意义。     

酒泉盆地砂岩型铀成矿规律及白垩系找矿方向

通过对典型砂岩型铀矿床(点)的综合对比,分析了铀矿地质特征,总结了酒泉盆地白垩系砂岩型铀矿成矿规律,明确了白垩系红层找矿标志。酒泉盆地下白垩统新民堡群为主要找矿目标层,其中花海盆地主攻目标层位为下沟组,酒西盆地主要目标层位为赤金堡组,酒东盆地为下沟组和中沟组。扇三角洲平原和扇三角洲前缘相为下白垩统新民堡群有利的沉积相带。酒泉盆地砂岩型铀矿主要控矿因素有构造、层位及岩性-岩相、后生氧化改造和铀源;铀成矿具有近铀源成矿、铀矿化大多发育在富铀花岗岩体周缘的富含炭屑的灰色砂体中、铀矿体主要发育在棕红色砂泥岩和灰色砂岩的过渡带中、铀成矿类型以沉积成岩为主叠加潜水氧化等规律。通过综合分析认为,相对稳定且适度抬升的构造斜坡带、长期隆升的富铀花岗岩体周缘、红色建造和灰色建造的过渡带、有利的容矿砂体及炭屑密集区或油气叠置区和多期次氧化作用叠加部位可作为酒泉盆地白垩系红层找矿方向。     

鄂尔多斯盆地下白垩统砂岩型铀矿找矿方向

在进一步厘定鄂尔多斯盆地下白垩统红杂色产铀层位的基础上,综合分析下白垩统砂岩型铀矿成矿条件,明确下白垩统找矿潜力和重点找矿方向,为盆地下白垩统砂岩型铀矿勘查部署提供依据。环河组和洛河组为盆地下白垩统志丹群主要产铀层位,马东山组和李洼峡组为盆地西南隅下白垩统六盘山群主要产铀层位。盆地西北部辫状河砂体和中西部、西南部辫状河三角洲砂体以及西南隅河流三角洲砂体是有利的容矿砂体。盆地周缘具有较优越的外部铀源条件,中西部和西南部下白垩统砂岩也可作为内部铀源,三叠系富铀烃源岩生成的含油气含铀流体也可能成为深部铀源。天环坳陷东西两翼斜坡带的铀成矿构造条件有利,底部断层沟通油气,有利于还原物质和深部铀流体的沟通。下白垩统铀矿化受天环坳陷构造控制,东西两翼的环河组、洛河组具有较大的砂岩型铀矿找矿前景。天环坳陷东西两翼斜坡带、有利沉积相带叠加沟通油气断裂发育区是下一步重点找矿方向。     

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—油—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。     

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。     

盆地深部流体活动对砂岩型铀矿成矿过程的影响

砂岩型铀矿是世界和我国最主要的工业铀矿床类型。勘查和研究发现,部分砂岩型铀矿床中不仅有表生氧化流体作用而且也存在深部流体作用,因此,梳理和明晰盆地深部流体活动的类型及其与砂岩型铀成矿之间的关系对开展“三新”(新区、新层位和新类型)找矿至关重要。本文从宏观和微观角度分析深部流体活动参与砂岩型铀成矿的现状,结合矿床实例,探讨其对铀富集的影响。本次研究将盆地深部流体活动分为深部烃类流体、岩浆火山热液和深部建造水等3种类型,总结了不同类型流体的典型特征与识别标志,分类论述了深部流体活动与铀矿化的时- 空关系;阐述了深部流体活动参与下铀矿物、共- 伴生矿物、矿体形态和含矿砂岩物性等的变化特征。结果表明,深部流体活动主要通过提供新的成矿物质和改变成矿环境两个方面影响砂岩型铀矿的形成,与构造- 岩浆活动有关的流体和深部地层水,对成矿铀源和温度的影响最显著,而深部烃类流体对成矿环境的影响最大,其显著的还原性可弥补或强化赋矿层的还原能力,形成地球化学障或叠加富集效应。深部流体活动参与下的砂岩型铀矿成矿作用与浅部表生氧化流体成矿存在明显的差异,随着铀矿勘查向深部迈进,需要加强深部流体活动参与铀成矿过程的精细研究,丰富砂岩型铀矿成矿理论,推动铀矿勘查的突破。     

杭锦旗砂岩型铀矿床地质特征及成因探讨

杭锦旗铀矿产于直罗组下段辫状河三角洲平原砂体中,矿体展布受(古)层间氧化带前锋线绿色砂岩的控制。铀矿物以独立铀矿物(铀石等)和吸附态铀的形式产出;成矿物质可能来源于盆地北部含铀花岗岩与碎屑岩,甚有深部铀源参与成矿。与西部伊犁、吐哈盆地典型的层间氧化成矿模式不同,矿床成矿流体作用为含氧地下水、热液流体和烃类等多种类型的流体,矿床的形成是区内多种构造活动和地质作用相耦合的结果。     

松辽盆地北部砂岩型铀矿成矿潜力分析

松辽盆地南部砂岩型铀矿找矿研究进行了大量的地质工作,并取得了一定成果,与之相比,盆地北部的铀矿地质勘查工作则明显薄弱。本文在松辽盆地北部蚀源区岩石含铀性、盆地构造演化、古气候、地层演化、沉积相展布、砂体发育情况及后生改造等铀成矿条件分析的基础上,评价了松辽盆地北部砂岩型铀矿的成矿潜力,探讨了其找矿方向。综合分析得出：松辽盆地北部整体铀源丰富,成矿条件较好;白垩纪以来,盆地存在4期明显构造反转,形成上白垩统姚家组和四方台组2个主要铀矿找矿目的层;在盆地内部,姚家组和四方台组发育良好的沉积相及砂体条件,局部地区氧化作用明显,氧化带和铀矿化也较为发育,是找矿的重要线索;松辽盆地北部整体铀成矿条件良好,东段应以姚家组为重点找矿层位,西段则应以四方台组为重点找矿层位,找矿类型为层间氧化带型。     

内蒙古二连盆地哈达图砂岩铀矿渗出铀成矿作用

[研究目的]哈达图铀矿床是产于二连盆地下白垩统赛汉组上段的一个特大型砂岩型铀矿床，其与传统砂岩铀矿特点不同，矿体呈多层板状，控矿灰色砂体具“两黄夹一灰”特征，传统的渗入（潜水氧化、层间氧化）砂岩型铀成矿理论难以解释，阐明其成因和控矿要素对创新砂岩铀成矿理论与红杂色砂岩中铀矿找矿均具有重大意义。[研究方法]采用野外和室内、宏观和微观相结合，主要包括野外观察、区域地质、构造学、沉积学、岩石学、矿物学、地球化学（元素、有机、同位素）、地震解释和铀矿床学等方法。[研究成果]阐明了矿床矿体、控矿灰色砂体和矿化特征，指出研究区红杂色建造赛汉组上段、二连组和伊尔丁曼哈组为原生氧化建造成因，主含矿层赛汉组上段控矿灰色砂体是深部还原性流体对其再还原的结果，主要受连通深部的断裂构造及相关河道或不整合面控制，属后生改造成因，从成矿铀源、深部渗出流体的形成、铀的迁移和沉淀阐述了砂岩渗出铀成矿作用机制，提出哈达图砂岩铀矿床主要是渗出铀成矿作用形成，建立了相应的渗出铀成矿模式。[结论]发现揭示了红杂色砂岩形成砂岩铀矿一种新的铀成矿作用——渗出铀成矿作用，并由此提出了在红杂色沉积建造中寻找砂岩铀矿“上红下黑、上下连通、红中找灰、灰中找矿”预测评价的新思路，指出针对红杂色沉积建造砂岩铀矿找矿新层位，在找矿空间上可由盆缘拓展到盆中、由浅部拓展到深部。创新点：阐明控矿灰色砂体是深部还原性流体再还原的结果，属后生改造成因；提出了红杂色砂岩形成砂岩铀矿新的渗出铀成矿作用，建立了哈达图砂岩铀矿渗出铀成矿模式；提出了在红杂色沉积建造中寻找砂岩铀矿预测评价的新思路。     

伊犁盆地南缘中新生代构造样式与铀成矿关系

伊犁盆地是我国最早发现砂岩型铀矿的地区,近十几年来一直保持砂岩型铀矿找矿的不断突破,盆地南缘自西向东查明了一系列砂岩型铀矿床,这些铀矿床的分布与盆地南缘构造关系密切。本文总结了伊犁盆地南缘构造样式类型,分析了不同构造样式下氧化流体补给、运移规律,并结合铀矿体的空间分布,指出构造样式差异是造成砂岩型铀矿体空间分布的关键因素;从氧化流体补给窗的开启、流体的汇聚和还原性气体聚集的控制等方面讨论了构造样式对铀矿体空间定位的机制,指出单斜稳定地层中纵弯背斜是控制铀空间分布的主要构造,要注意不同构造样式约束下成矿区域的稳定型和地下水补给的多样性,在此基础上讨论了伊犁盆地南缘铀矿的找矿方向及主要矿物类型。     

准噶尔盆地西缘车排子地区砂岩型铀矿成矿潜力及找矿方向

砂岩型铀矿作为一种重要的铀矿类型,以其开采成本低、环境影响小、经济效益好成为当今铀矿勘查主攻方向。准噶尔盆地周缘具有巨厚的沉积地层和巨大的斜坡带,是我国砂岩型铀矿重要的找矿靶区。本次研究针对准噶尔盆地西缘车排子地区,通过γ测井、矿化砂体地球化学和地下水地球化学特征研究,结合区域构造条件、铀源条件、水文地质条件、矿化砂体地质特征和放射性异常等砂岩型铀矿成矿条件和找矿标志,分析车排子地区砂岩型铀矿成矿方式和可能的找矿方向。研究认为,车排子地区具有优越的砂岩型铀矿成矿地质条件,其中油气还原作用是铀成矿的主要方式,新近系沙湾组是铀成矿的主要层位,砂体的高孔隙度和渗透性以及所处良好的氧化还原环境是有利的铀成矿条件。     

鄂尔多斯盆地北东部纳岭沟铀矿床红色蚀变矿石成因及其地质意义

鄂尔多斯盆地北东部纳岭沟铀矿床是近年来发现的大型砂岩型铀矿床。与国内外典型层间氧化带型铀矿床明显不同,纳岭沟铀矿床不仅矿体呈板状、似层状产出,受单层灰绿色古氧化砂体与下伏灰色砂体的交界面控制,且远离顶底板,部分含矿岩石在宏观上表现为红色含炭屑矿石,微观上出现铀石-赤铁矿(针铁矿)-黄铁矿等特殊矿物共生组合。在综合岩矿鉴定、电子探针分析、酸解烃分析等成果认识的基础上,结合前人流体障铀成矿理论的实验和数学模拟结果认为,纳岭沟铀矿床是含氧含铀水与深部还原性流体相互作用的产物,且矿体形成过程中含氧含铀水和深部还原性流体的界面变化是红色蚀变矿石形成的关键原因,而持续强的含氧含铀水和较弱的深部还原性流体作用是形成板状矿体的主要因素。     

二连盆地乌兰察布坳陷西部赛汉塔拉组下段砂岩型铀矿成矿模式

二连盆地乌兰察布坳陷西部砂岩型铀矿勘查中新发现了深部层位的工业铀矿化,但其时代归属尚不明确。经沉积学和层序地层学研究发现,乌兰察布坳陷西部赛汉塔拉组发育三级层序A(赛汉塔拉组下段层序)和层序B(赛汉塔拉组上段层序)。在层序A中还可以划分出低位体系域(LST)、湖扩体系域(EST)和高位体系域(HST)。以往二连盆地砂岩型铀矿主要产于层序A的HST和层序B的LST;而经古生物、岩石地层和层序地层学对比研究发现,乌兰察布坳陷西部新发现的工业铀矿化产于层序A的LST。层序A的LST的成矿能力取决于含煤岩系还原介质和骨架砂体的规模。辫状河三角洲沉积体系中的辫状分流河道砂体是最有利的铀储层。沿富铀的卫境岩体形成近百米至千米间断发育的潜水-层间氧化带,成矿过程可分为早白垩世沉积期铀的预富集、晚白垩世至古近纪古新世成矿作用、古近纪始新世至第四纪保矿3个阶段,最终建立"断拗控砂体-反转控氧化-还原控矿体"三位一体成矿模式。将新发现的工业铀矿化层厘定为层序A的LST,拓展了二连盆地乌兰察布坳陷西部找矿前景。     

走廊地区花海盆地砂岩型铀矿成矿条件及找矿潜力分析

通过构造演化、沉积砂体、铀源和氧化还原特征研究,结合土壤氡气测量和最新钻探成果,分析花海盆地砂岩型铀矿的成矿条件及找矿潜力。构造演化分析认为晚白垩世-古新世的抬升剥蚀阶段为有利铀成矿阶段,北部斜坡带为砂岩型铀矿的有利成矿构造。初步厘定下白垩统赤金堡组、下沟组为主要含矿目的层,沉积类型以冲积扇、扇三角洲、河流三角洲、滨浅湖和半深湖为主。花海盆地晚侏罗世—早白垩世为箕状断陷盆地,缓坡带发育河流三角洲相为主,陡坡带发育冲积扇和扇三角洲相为主。综合分析认为花海盆地北部斜坡带具有稳定的构造背景、丰富的铀源条件和有利的砂体,富含有机质和油气等还原剂,发育氧化还原带和土壤氡气异常带,具有较好的成矿条件;认为有利构造部位、有利砂体和土壤氡气异常的叠合区为找矿潜力较大的区域。经钻探查证,首次在花海盆地发现矿化孔,进一步证实了该区具有一定的铀成矿潜力。     

准噶尔盆地西北缘深部烃类流体与表生氧化流体叠合铀成矿作用

为查明准噶尔盆地西北缘中、下侏罗统砂岩铀矿化成因及其与烃类流体间的关系。通过对目的层油砂提取物碳同位素和Re-Os同位素测试,得出目的层中的烃类主要是深部油气藏在晚侏罗世-早白垩世时期(155±51 Ma)遭受构造破坏逸散后充注的,初始来源于玛湖坳陷下二叠统风城组烃源岩。结合野外地质调查、岩心宏观及镜下微观鉴定,得出目的层砂岩在烃类流体充注前后分别遭受过后生氧化作用。前期古氧化作用程度强,发育赤铁矿化,成矿潜力大;而后期氧化为近现代氧化,强度偏弱,以褐铁矿化为主,时代新,成矿规模小。最终,建立了该区中、下侏罗统砂岩烃类流体还原与后生氧化耦合的四阶段铀成矿模式:(1)八道湾组-西山窑组期间为原生还原性含矿建造形成期;(2)头屯河组-齐古组期间为古层间氧化带及其古铀矿床形成期;(3)齐古组晚期-新近纪末为烃类流体充注还原与泥岩超覆掩盖期;(4)第四纪以来为近现代层间氧化带及其铀矿体形成期。该模式的提出对含油气盆地内砂岩型铀矿找矿具有指导意义。     

伊犁盆地南缘洪海沟矿床富大矿体地质特征与成因机制研究

洪海沟矿床是近年来伊犁盆地南缘发现的大型铀矿床,既有砂岩型工业铀矿体也有煤岩型工业铀矿体。本文从洪海沟矿床地质特征研究入手,分析该地区铀成矿的主控因素,从构造和沉积的角度探讨其对氧化带发育和铀空间定位的约束。研究认为,构造斜坡带中次级隆起为成矿体提供流体的补给与氧化流体运移的动力,构造坡度的变异部位是成矿物质卸载的有利部位。主砂体是氧化流体运移的通道,制约并引导氧化流体的运移方向,砂体变异造成氧化带尖灭并控制着铀矿体的空间定位。氧化流体分带的多样性造成矿体类型和形态的多样,层间氧化带的平面分带性控制着砂岩型铀矿体的产出,氧化流体的垂向分带性控制煤岩型铀矿体的空间产出。     

松辽盆地大罗镇-向阳山林场地区铀矿成矿前景分析

文章全面分析了大罗镇-向阳山林场地区的构造位置、铀源条件、找矿目的层砂体特征、氧化及含铀性,深入探讨了该区可地浸砂岩型铀矿成矿条件,初步认定大罗镇-向阳山林场地区有较好的层间氧化带砂岩型铀矿成矿前景,找矿目的层为泉头组二段、三段.     

松辽盆地西部斜坡构造-流体演化特征与铀聚集

构造与流体演化对砂岩型铀矿成矿有协同控矿作用的关系。以松辽盆地西部斜坡地层及构造演化为背景,对比分析测井等资料,通过野外地质、放射性地球物理、水文地质等调查及测量工作,应用砂岩型铀矿成矿理论分析认为:松辽盆地构造活动对西部斜坡构造演化、地下水运移及断裂的分布情况产生影响,控制铀聚集。斜坡西缘为层间氧化带砂岩型铀矿有利区,目的层为第三系地层;而斜坡中段则有利于古河道砂岩型铀矿成矿,四方台组为主要含矿层位。该区域铀矿化受深部断裂控制明显。对西部斜坡中段的后期铀矿勘查可借鉴二连盆地巴彦乌拉古河道砂岩型铀矿床成矿模式与勘探历程。     

二连盆地巴赛齐赛汉组含铀古河谷沉积特征及铀成矿流体动力学

本文分析了二连盆地巴赛齐赛汉组含铀古河谷的钻孔、地震、测井等资料,对其进行了沉积特征及地层划分。结果显示,古河谷内赛汉组下段主要发育三角洲-湖沼沉积,可划分为两层。赛汉组上段主要为冲积扇-河流沉积,可划分为4层,不同地段顶部遭受了不同程度的剥蚀。古河谷内铀矿化主要位于赛汉组上段第一、第二层辫状河砂体中。古河谷铀成矿流体动力学研究表明,古河谷内铀成矿作用方式主要为:(1)砂体本身还原介质及深部油气还原的氧化还原成矿;(2)不同盐度含铀含氧流体混合卸载成矿。通过地层划分对比及铀成矿流体动力学研究,合理解释了古河谷内砂岩型铀矿床分布的原因及关系。