含铀副矿物的热液蚀变：来自华南鹿井矿田碎裂蚀变岩型铀矿床的矿物学研究

花岗岩型铀矿中铀的来源问题，长期以来是铀矿床学研究的热点问题之一。大多数学者认为其成矿物质主要来源于花岗岩本身的含铀副矿物，然而对于含铀副矿物热液蚀变行为研究较少。鹿井铀矿田位于诸广山复式岩体的中部，是华南最主要花岗岩型铀矿田之一，碎裂蚀变岩型铀矿化在该矿田内占主导地位。小山铀矿床位于鹿井矿田中部，是近些年新发现的碎裂蚀变岩型矿床。本文以钻孔ZK1- 1为研究对象，对热液蚀变带开展了精细矿物学研究。研究表明：蚀变带中发育有晶质铀矿、铀石—钍石、独居石、磷钇矿、锆石、磷灰石、金红石等含铀副矿物。晶质铀矿、铀石—钍石中铀含量高，热液蚀变条件不稳定，铀容易释放；独居石蚀变为直氟碳钙铈矿和磷钇矿蚀变为次生磷灰石过程中容易释放出铀；锆石因结构稳定，铀难以释放；磷灰石、金红石中铀含量较低，供铀能力差。综合分析认为花岗岩中晶质铀矿、铀石—钍石是主要铀源矿物，独居石、磷钇矿为次要铀源矿物。     

诸广南部产铀花岗岩长江岩体中的绿泥石和铀源矿物研究

长江岩体是诸广南部地区重要的产铀花岗岩体之一,此次研究运用电子探针和扫描电镜对长江岩体新鲜花岗岩和 蚀变花岗岩中的绿泥石和有关含铀矿物进行了精细对比,揭示花岗岩中铀的活化与成矿前期或早期致使花岗岩发生绿泥 石化的还原性热液蚀变作用关系密切,黑云母等的绿泥石化蚀变,使其中包裹的一些含铀副矿物也发生蚀变,导致原来 以类质同象形式存在于副矿物中的惰性铀转变成活性铀,并在绿泥石附近沉淀成铀石等铀含量高且在成矿期低度氧化性 热液作用下容易释放铀的矿物。长江岩体中的副矿物有锆石、磷灰石、褐帘石、铀石-钍石、晶质铀矿、独居石等,其 中,晶质铀矿、铀石、铀钍石中铀含量高且铀容易释放,是长江岩体的主要铀源矿物;独居石中铀含量较高,当其周围 矿物绿泥石化时,独居石蚀变形成直氟碳钙铈矿并释放铀,因而也是长江岩体的潜在铀源矿物;锆石中铀含量虽高,但 因其结构稳定,铀难以释放,因此它不是长江岩体中重要的铀源矿物;磷灰石、褐帘石中铀含量均低于检测限,作为铀 源矿物的可能性很小。     

粤北棉花坑铀矿床蚀变花岗岩副矿物特征研究

采用电子探针等测试方法,对采自棉花坑铀矿床特富矿体蚀变花岗岩中的副矿物,特别是富铀副矿物进行研究。蚀变花岗岩中的副矿物有锆石、直氟碳钙铈矿、铀石-钍石、磷灰石、磷钇矿、褐帘石等,其中主要富铀副矿物有铀石-钍石、磷钇矿、独居石。研究表明,热液作用能使副矿物的晶体结构和成分发生改变,甚至形成新的矿物,同时使富铀副矿物释放大量的铀进入成矿流体,如磷钇矿蚀变为磷灰石、铀钍石蚀变为铅钍石、独居石可蚀变为直氟碳钙铈矿等;磷灰石、锆石、褐帘石等副矿物铀含量较低,而且在蚀变过程中,它们保持相对稳定,且晶形完好,释放的铀量少;部分蚀变锆石出现相反情况,其铀含量不降反升。研究还表明,富铀副矿物受热液作用越强,即距热液活动中心越近,铀含量的降低越明显,释放的铀就越多,从而为铀矿床的形成提供了丰富的铀源。     

豆乍山地区产铀与非产铀岩体黑云母成分及赋存副矿物特征

豆乍山岩体和香草坪岩体成岩时代相近,空间关系密切,为苗儿山中段豆乍山地区产铀与非产铀岩体。文章选择豆乍山和香草坪新鲜花岗岩中黑云母为研究对象,结合诸广、贵东地区产铀与非产铀岩体中黑云母的电子探针数据开展综合分析,并在此基础上进行了黑云母中包裹副矿物种类的对比研究。结果表明:产铀岩体黑云母基本以铁叶云母为主,非产铀岩体黑云母为铁质黑云母,且前者具有相对富铝、铁、锰,贫镁、钛特征;产铀豆乍山岩体黑云母中副矿物为锆石-磷钇矿-独居石-钛铁矿-金红石-方钍石-晶质铀矿,非产铀香草坪岩体黑云母中副矿物为锆石-磷灰石-褐帘石-独居石,缺少钍石和晶质铀矿。不同亚种黑云母具有不同的成岩成矿环境,与各矿化类型往往具有直接对应关系,铁叶云母的出现有可能可以作为产铀与非产铀岩体(铀成矿潜力)的间接判别标志,对于后期找矿具有较大指导意义。     

广东石人嶂钨矿床中的晶质铀矿研究

石人嶂钨矿床含钨石英脉、花岗岩、云英岩中均发育有晶质铀矿。岩矿鉴定及EDS分析研究发现,铀矿与钍石构成类质同象系列(包括晶质铀矿、含钍晶质铀矿、铀钍石、含铀钍石、钍石、方钍石),它们常常与黄铁矿、磷钇矿、锆石、独居石等矿物共生。晶质铀矿成分在不同矿脉、不同中段均有变化,矿物内部成分也不稳定,可发育生长环带。XRD分析确认晶质铀矿的存在,主要成分是UO2。随着热液活动的增强,矿物颗粒的增大,晶质铀矿成分变纯,UO2含量增加;晶质铀矿常常形成黄铁矿边,次生变化在边部析出富含杂质的铀矿微粒。电子探针测试晶质铀矿的年龄为151~157Ma,与本区钨矿化年龄相吻合,跟华南地区铀矿化构成同一成矿系列,同属于燕山期成矿大爆发阶段同一成矿热液活动的产物,这对于在该地区钨矿床及外围寻找铀矿资源具有重要意义。     

南岭中段黄沙铀矿区黑云母与绿泥石的矿物化学特征及其对成岩成矿的约束

黄沙铀矿区位于南岭成矿带中段龙源坝岩体中南部,区内成矿地质条件优越,铀资源找矿潜力大。本文在矿物原位分析技术(EPMA与LA-ICP-MS)的基础上,讨论了黑云母和绿泥石的矿物化学特征对成岩成矿作用过程的约束。结果显示,矿区印支期中粗粒黑云母花岗岩中黑云母为铁质黑云母,指示岩浆演化程度较高,氧逸度和结晶温度较高。黑云母是花岗质熔体中Rb、Ba、Nb、Ta、Sc、V、Co、Ni、Cr元素的主要载体,副矿物(独居石、锆石、磷钇矿等)是Th、Sr、Hf、Zr、Y的主要载体,U主要赋存于晶质铀矿和含铀副矿物中。绿泥石分黑云母假象绿泥石和脉状绿泥石两类,形成于中温、相对酸性、相对氧化性的环境下。黑云母假象绿泥石形成于成矿前期的面状蚀变,以相对富铁为特征,经历了溶解、沉淀过程,伴随晶质铀矿和含铀副矿物中铀的活化与再分配。脉状绿泥石形成于成矿期的热液蚀变,以相对富镁为特征,经历了溶解、迁移与沉淀过程,富U流体流经还原性介质时,流体中的U~(6+)被还原沉淀形成沥青铀矿。     

华南鹿井矿田碎裂蚀变岩型铀矿床绿泥石特征及其地质意义——以小山铀矿床为例

鹿井铀矿田位于桃山-诸广铀成矿带的南西部,是华南最主要花岗岩型铀矿田之一,碎裂蚀变岩型铀矿化在该矿田占主导地位,小山铀矿床是近年来新发现的碎裂蚀变岩型铀矿床之一。绿泥石化是该铀矿化重要的蚀变类型和找矿标志,然而针对绿泥石特征及其与铀成矿的关系研究较为薄弱。本文以钻孔ZK1-1揭露的热液蚀变带为研究对象,对绿泥石开展精细矿物学研究。结果表明：(1)小山铀矿床主要存在4种形态类型的绿泥石,分别为黑云母蚀变型、长石蚀变型、裂隙充填型和与铀矿物密切共生型;(2)绿泥石以富铁的铁镁绿泥石为主,部分为蠕绿泥石;(3)绿泥石的形成温度在213.5～249.8℃之间,平均值为233.4℃,属中低温条件;(4)绿泥石形成于低氧逸度、高硫逸度的还原环境,形成机制包括溶解—沉淀和溶解—迁移—沉淀,其中晶质铀矿、独居石以及磷钇矿矿物发生溶解,形成铀石—钍石矿物;(5)绿泥石蚀变改变了围岩性质、铀的赋存状态以及物理化学环境,促使铀的活化、迁移以及沉淀。     

安徽庐江砖桥科学深钻内的铀钍赋存状态研究

2012年深部探测项目SinoProbe-03-06在安徽省庐江县砖桥地区实施了2012 m科学深钻,在钻孔深部正长岩中发现铀钍异常,局部已达工业边界品位。系统的岩芯观测、显微镜下研究以及电子探针分析揭示,铀钍的赋存状态主要有2种：一种呈铀钍的独立矿物如铀钛矿、铀钍石、晶质铀矿形式存在;另一种以类质同象形式赋存于锆石、磷灰石、金红石等副矿物中。独立铀钍矿物主要呈2种形式产出：一种呈自形赋存于钠长石中,常与锆石在空间上伴生;另一种主要呈微细颗粒散布于金红石、磷灰石、硬石膏等热液蚀变矿物中。与铀钍矿化相关的蚀变主要有钠长石化、电气石化、硬石膏化等高温热液蚀变。砖桥深钻距庐枞盆地南缘铀矿床（点）不远,且均与正长岩有关,虽然两者的铀钍矿化、铀钍比值、赋存状态、蚀变矿化等一系列特征均存在差异,但两者之间可能存在成因联系,科学深钻所揭示出的铀钍矿化可能代表了铀钍在盆地深部岩体中的高温成矿样式。     

邹家山铀矿床伴生重稀土元素的赋存特征

初步研究发现,相山矿田邹家山矿床中伴生有较高的重稀土元素,回收这些珍稀的资源和探索其成因具有重要的意义,而查明这些伴生稀土在铀矿床中的赋存特征是前期基础性工作。为此本文采用电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱分析了邹家山铀矿床中稀土元素的赋存状态。结果显示：该矿床稀土矿物主要为独居石、氟碳钙铈矿和磷钇矿;独居石、氟碳钙铈矿的LREE/HREE>1,为轻稀土富集型;而磷钇矿的LREE/HREE<1,为重稀土富集型。沥青铀矿、钛铀矿、铀钍石、铀石、钍石、锆石等铀钍矿物的稀土特征为重稀土富集型;铀钍矿物稀土总量（∑REE+Y）较高,为（3 805.78~65 307.00）×10^-6,LREE/HREE<1,为0.01~0.80,平均为0.29。其他伴生矿物磷灰石、钾长石为轻稀土富集型,萤石为轻、重稀土富集型两类都有,而伊利石、黄铁矿的轻重稀土无明显相对富集。重稀土在磷钇矿和铀钍矿物中以类质同象形式存在,少量赋存于伴生矿物。     

桂北苗儿山地区香草坪和豆乍山花岗岩体绿泥石特征及其对铀成矿的指示

对桂北苗儿山地区不产铀的香草坪岩体和产铀的豆乍山岩体中的绿泥石进行矿物学和地球化学研究,分析2个岩体中绿泥石的种类及形成环境,探讨制约铀成矿的因素。矿物学特征显示:香草坪岩体和豆乍山岩体中的绿泥石主要由黑云母蚀变而来,豆乍山花岗岩比香草坪花岗岩蚀变强烈。地球化学特征表明:相对于香草坪岩体,豆乍山岩体更富集Al³⁺和Fe²⁺等离子。香草坪岩体绿泥石为铁绿泥石和铁镁绿泥石,豆乍山岩体绿泥石为鳞绿泥石和铁绿泥石。相对于香草坪花岗岩,豆乍山花岗岩绿泥石蚀变较强、绿泥石Fe²⁺含量较高,说明豆乍山岩体比香草坪岩体具有更强的还原能力,从而更利于铀成矿,这可能是豆乍山岩体产铀矿而香草坪岩体不产铀矿的主要原因。     

相山铀矿田矿床勘查模式探讨

相山铀矿田最后一期大规模火山熔岩喷发结束后,开始了大规模的铀成矿流体活动,在有利的构造部位形成热液活动中心.铀成矿流体在运移过程中,遇到圈闭构造发生矿质沉淀,形成铀矿石.因此,在相山铀矿田可以通过采用“热液活动中心十圈闭构造十多种物探方法”的铀矿床勘查模式,实现找矿新的突破.     

砂岩型铀矿的“双阶段双模式”成矿作用

长期以来,盆地中砂岩型铀矿的成矿与找矿仅关注表生低温氧化作用形成的铀矿化,忽视了复杂地质演化过程中多阶段、多模式的成矿作用.中国北方东部盆地自晚中生代以来经历了伸展-挤压-伸展的多阶段演化过程,铀成矿作用必将对这种多阶段构造演化密切响应.本研究通过中国北方东部巴音戈壁盆地塔木素矿床、二连盆地哈达图矿床、松辽盆地南部钱家店—白兴吐矿床等大型、巨型砂岩型铀矿床的精细解剖,分析矿床中矿体的变化特征和含矿目的层流体-岩石相互作用的标记,探索矿床形成的构造、沉积、铀源、还原剂等成矿控制因素,尤其是(古)太平洋板块在不同阶段、以不同的方式俯冲给研究区盆地带来的深刻影响.以区域构造演化为主线,确定早白垩世至晚白垩世早期,盆地在古太平洋板块高角度俯冲下发生伸展裂陷和拗陷作用,厘定砂岩型铀矿含矿目的层巴音戈壁组(K1b)辫状三角洲、赛汉组(K1bs)辫状河、姚家组(K2y)辫状河及曲流河等沉积环境.晚白垩世晚期,由于古太平洋板块的俯冲由高角度转变为低角度,盆地首次出现由伸展裂陷转变为挤压抬升的正反转演化,表生含铀含氧流体与砂岩相互作用,形成以赤铁矿、褐铁矿化等氧化作用为标志的早期氧化带型"卷状"铀矿化.始新世以来,太平洋板块的俯冲再次由低角度转变为高角度,盆地构造由挤压抬升转变为伸展张裂的负反转演化,导致正断层与基性岩浆活动,并伴随热流体与含矿目的层砂岩相互作用,出现大量的Fe、Mg碳酸盐、热液硫化物、绿泥石、绢云母等蚀变组合,铀矿体形态由原来的"卷状"变成了"透镜状"、"囊状"、"板状",并伴有高温钛铀矿的出现,形成晚期热液叠加铀矿化.两个成矿时期和两种不同方式的成矿作用被本文凝练为"双阶段双模式"铀成矿.结果表明,针对在中国北方东部提出的"双阶段双模式"铀成矿作用模型,下一步找矿上既要关注早期的氧化带型铀矿化,更要注重晚期的热流体叠加改造型铀矿化.     

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。     

砂岩型铀矿化铀系不平衡特征研究

在讨论砂岩型铀矿化铀系核素主要分离机制的基础上，研究了鄂尔多斯盆地、吐哈盆地和西胡里吐盆地不同类型砂岩型铀矿化不同分带的铀系核素不平衡特征，结果表明，含矿砂岩中234U/238U, 230Th/238U的活度比在不同分带具有不同分布规律。鄂尔多斯盆地古潜水氧化转层间氧化带型铀矿化前锋处于慢速成矿作用体系，成矿环境及矿体的演化皇现相对稳定的状态；吐哈盆地层间氧化还原带型铀矿化前锋处于相对不稳定状态，在上新世以后成矿物质U仍具有迁移活动发生；西胡里吐盆地U系核素在空间上分布说明不同部位的砂体中U具有迁移和富集现象，为判断潜水氧化型铀矿化有利成矿地段提供了依据。     

Uranium in Phosphorites

The uranium concentration in phosphorites on continents and modern seafloor varies from 0.nto n· 10²ppm (average 75 ppm). The average uranium concentration is 4–48 ppm in Precambrian and Cambrian deposits, 20–90 ppm in Paleozoic and Jurassic deposits, 40–130 ppm in Late Cretaceous–Paleogene deposits, 30–130 ppm in Neogene deposits, and 30–110 ppm in Quaternary (including Holocene) deposits. On the whole, the variation range is almost similar for phosphorites of different ages. The U/P₂O₅ratio in phosphorites ranges from less than unity to 24 · 10^–4(average 3.2 · 10^–4). Major phosphorite deposits of the world with ore reserves of approximately 250 Gt (or 58 Gt P₂O₅) contain up to 19 Mt of uranium. Uranium is present in phosphorites in the tetra- and hexavalent, i.e., U(IV) and U(VI) forms, and their ratio is highly variable. At the early diagenetic stage of the formation of marine phosphorites in a reductive environment, U(VI) diffuses from the near-bottom water into sediments. It is consequently reduced and precipitated as submicroscopic segregations of uranium minerals (mainly uraninite) that are probably absorbed by phosphatic material. During the subsequent reaction between phosphorites and aerated water and the weathering in a subaerial environment, uranium is partly oxidized and lost. The uranium depletion also occurs during catagenesis owing to a more complete crystallization of calcium phosphate and replacement of nonphosphatic components.     

华南富铀花岗岩和产铀花岗岩特征

文章简要叙述了我国南方5省(区)富铀花岗岩和产铀花岗岩概况,详细讨论了产铀花岗岩的主要特征:断裂构造发育,蚀变作用非常强烈,经常有二云母花岗岩出现,中基性和酸性脉岩比较发育。正是这些特征,决定了它们产出铀矿床的能力。     

四川某地碳硅泥岩型铀矿中铀的赋存形态研究

以四川某地碳硅泥岩型铀矿为研究对象,通过对8件岩芯样品进行铀赋存形态的研究。将铀赋存形态分为可交换态、铁锰结合态、碳酸盐结合态、有机态和残渣态,其中前四种铀为活性铀,残渣态为惰性铀。研究结果显示,无论是在试样内、试样间,还是同一矿床的不同层位以及不同的矿床间铀赋存形态的含量都有明显的差异。     

相山铀矿田与斯特列利措夫铀矿田特征对比

相山铀矿田和斯特列利措夫铀矿田均产于破火山口中,相山火山盆地的基底为震旦系变质岩,斯特列利措夫盆地的基底为多期活化的片麻状花岗岩。两盆地的破火山口盖层均为陆相火山岩系,相山破火山口火山岩系为酸性和中酸性岩,斯特列利措夫破火山口火山岩系则为酸性和基性火山岩呈互层产出。破火山口内的构造和蚀变作用发育程度存在明显差异,这是两个铀矿田成矿远景不同的主要原因。     

铀储层——砂岩型铀矿地质学的新概念

中国大规模的砂岩型铀矿勘查起始于20世纪90年代,这期间适逢层序地层、沉积体系、砂体内部构成单位和等级界面等技术的成熟与完善时期,这为沉积学家研究砂岩型铀矿床带来了新的切入点.在吐哈盆地和鄂尔多斯盆地的勘查实践发现,结构和规模适中的大型骨架砂体是砂岩型铀矿的储层(简称铀储层),它不仅能提供铀成矿流体的运移空间(输导通道),同时也为铀矿的储存提供了空间.铀储层研究的主要内容包括铀储层的识别、铀储层的空间定位与形态描述、铀储层的内部特征结构与品质评价、铀储层的成因分析以及沉积作用控制下的铀成矿机理等.沉积盆地分析和砂岩型铀矿地质学是铀储层研究的重要理论支撑点,其中层序地层分析、沉积体系分析、砂体内部构成分析是铀储层分析的关键技术.由于铀储层是砂岩型铀矿勘查和开发的目标层,所以针对铀储层的研究将能更好地服务于砂岩型铀矿的勘查预测与地浸开发.     

草桃背矿床白垩纪橄榄玄粗岩与铀成矿关系

赣南会昌断陷盆地沿石城-寻乌深断裂分布一条白垩纪橄榄玄粗岩系列的火山岩带。草桃背大型铀矿床内出露大富足岩体中-粗粒黑云母花岗岩及早白垩世晚期到晚白垩世早期橄榄玄粗岩系列火山岩。大富足花岗岩体岩石w(SiO₂)平均为74.67％,碱总量(w（K₂O+Na₂O）)平均为7.99％,w(K₂O)>w(Na₂O),w(CaO)平均为0.54％,w(Al₂O₃)>w(CaO+Na₂O+K₂O),属高钾钙碱性岩石系列。橄榄玄粗系列火山岩岩石w(SiO₂)为45.78 %~59.78 %,w(K₂O+Na₂O)平均为7.37%,K₂O/Na₂O平均为1.02,w(TiO₂)平均为0.86%, 全铁质量分数平均为7.09%,属偏碱性橄榄玄粗质火山岩类。草桃背铀矿床赋矿岩性为橄榄玄粗岩、碎裂花岗岩及隐爆角砾岩。赋存于碎裂花岗岩及隐爆角砾岩中铀矿石化学成分,与围岩花岗岩成分相似;赋存于橄榄玄粗岩中铀矿石,Fe₂O₃+Fe₂O、CaO、MgO不同程度地带出,w(SiO₂)明显增高,表明橄榄玄粗岩在成矿过程中,通过输出大量Fe、Mg、Ca等阳离子而促进铀离子从含矿溶液中沉淀。草桃背矿床的铀矿化与充填在草桃背火山口的橄榄玄粗岩关系密切,在时间上相近、在空间上相伴、在成生上相关,受橄榄玄粗岩岩浆系列热动力的影响,铀元素发生活化、转移或物质交换而成矿,成岩成矿时代属早白垩世晚期到晚白垩世早期。从草桃背铀矿床岩石学、地球化学及赋矿特征入手,总结了铀成矿是富铀矿的花岗岩基底、北东向构造及火山作用结合的产物,橄榄玄粗岩提供热源,并指出半岭、上寮、小富足等地段是寻找草桃背式铀矿床的极有利地区。