大南湖凹陷西山窑组层间氧化带砂岩岩石化学特征

本文主要利用砂岩样品 (岩心 )的鉴定资料和分析测试数据 ,对区内层间氧化带岩石化学特征作初步研究。根据砂岩的物质组分 ,结合分选性及磨圆度等结构特征 ,与蚀源区物质构成进行对比 ,认为本区沉积物主要来自北部的南湖隆起 ,其次为南部的觉罗塔格山。通过对砂岩结构构造及填隙物含量、胶结类型的研究发现 ,砂岩的孔隙度、渗透率与体重关系密切 ,且与胶结物中碳酸盐含量高低及次生矿物种类、含量有关。统计了与水成铀成矿关系密切的C有 、CO2 、Fe、S、U、Th及伴生元素的含量 ,发现本区氧化带砂岩中这些元素含量比还原带低 ,而Fe3 /Fe2 比值氧化带比还原带高。根据可地浸砂岩型铀矿的成矿条件 ,区内砂岩的有机质含量较高 ,碳酸盐含量中等 ,有部分地段或层位碳酸盐含量较低 ,Fe、S、U、Th及伴生元素的氧化、溶解、迁移、沉淀和富集符合水成铀矿的变化规律。     

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。     

吐哈盆地西南缘砂岩型铀矿地质地球化学基本特征

文章通过对含矿目的层及其渗透性的分析、与成矿作用有关的常量和微量元素及部分特征性地球化学指标如有机碳含量、全硫含量、三价铁和二价铁比值的分析，以及流体包裹体成分和物理化学参数的测试，配合铀、铅、碳、氧、硫同位素的分析等方法，综合分析研究区内砂岩型铀矿的地质地球化学基本特征，认为：吐哈盆地西南缘砂泥岩互层地层结构完整且延伸稳定，属弱渗透一渗透性地层，对砂岩型铀矿成矿比较有利。据常量和微量元素分析，认为铀成矿存在着明显的地球化学分带性，其中，氧化带以有机碳和全硫(∑s)含量低、Th／u和Fe2O3／FeO及Ra／U比值高为特征；过渡带(成矿带)以Th／U比值低、∑S、Mo、Re含量高为特征；还原带则以明显的低Fe2O3／FeO、Ra／U比值，高有机碳含量为其特征。其他微量元素如Cu、Pb、Zn、Cr、Co、Ni、zr等及稀土元素在成矿过程中并未得到明显富集。经对相关岩石的铀．镭平衡、气液包裹体及相关同位素的研究，认为铀成矿具有多期次、年代新且集中于第三纪的特点；含矿目的层煤成气提供了成矿所需的还原环境；成矿作用铀源主要来自于含矿目的层本身；铀成矿古流体属低温浅成热液且主要来源于大气降水。     

伊犁蒙其古尔铀矿床含矿层砂岩中黄铁矿形成机制及对铀成矿的指示意义

蒙其古尔铀矿床为伊犁盆地南缘大型层间氧化带砂岩型铀矿床,为查明该矿床含矿层中黄铁矿成因及其形成机制,探讨微生物参与铀成矿过程。文章对含矿层砂岩中黄铁矿与铀矿物矿物学特征、黄铁矿S同位素与碳酸盐胶结物的C-O同位素开展细致研究。研究表明:①蒙其古尔铀矿床中铀主要以铀矿物与吸附铀形式存在,吸附铀主要为有机质吸附铀,铀矿物以沥青铀矿为主,多与黄铁矿、炭屑共生;②蒙其古尔铀矿床含矿层砂岩中黄铁矿主要以自形晶、草莓状和不规则状集合体产出,多与沥青铀矿、碳酸盐胶结物共生,其中黄铁矿S同位素(δ~(34)S_(V-CDT)=-68.4‰～22.1‰)与碳酸盐胶结物的C-O同位素(δ~(13)C_(V-PDB)=-10.2‰～-7.4‰,δ~(18)O_(V-PDB)=-9.6‰～-5.8‰)分析表明黄铁矿具有细菌硫酸盐还原(BSR)与有机物热解2种成因,并探讨了这2种不同成因黄铁矿的形成机制。③结合前人研究成果,认为硫酸盐还原菌(SRB)参与蒙其古尔铀矿床铀成矿过程,以间接还原方式为主,在有机质、黏土矿物与颗粒表面吸附U(Ⅵ)的基础上,通过硫酸盐还原菌(SRB)还原SO_4~(2-)产生的H_2S将U(Ⅵ)被还原成U(Ⅳ),形成铀矿物。     

松辽盆地开鲁坳陷西部四方台组铀成矿条件及找矿方向

开鲁坳陷位于松辽盆地西南部,通过系统地分析开鲁坳陷西部铀源、构造、岩性-岩相、砂体氧化-还原、水文地质和铀矿化特征,笔者认为区内四方台组具备砂岩型铀矿成矿的基本地质条件。经统计蚀源区和地层本身砂体铀含量,数据显示该区具备丰富的内外双重铀源。深部还原流体可沿主干断层直接进入四方台组,这些断层也为地下水排泄提供通道。四方台组发育冲积扇、辫状河沉积体系,泥-砂-泥结构稳定,具备良好的地下水补-径-排和水中铀水文地质条件。文章从氧化带、砂体Th/U值变化规律、Fe²⁺/Fe³⁺值及有机碳含量分布特征等方面阐述其与铀成矿的关系。铀成矿主要受铀源、构造、岩性岩相及砂体氧化-还原等关键因素控制,各种成矿要素匹配良好,具备形成中型及以上砂岩型铀成矿潜力。     

鄂尔多斯盆地西南部白垩系砂岩型铀矿矿化特征及分带性研究

文章通过鄂尔多斯盆地西南部白垩系砂岩型铀矿成矿特征研究,识别并划分了砂岩型铀矿矿石类型,把鄂尔多斯盆地西南部白垩系砂岩型铀矿划分为灰色砂岩型铀矿、灰黑色有机质砂岩型铀矿、红色砂岩型铀矿、黄色砂岩型铀矿4种矿石类型,总结了砂岩型铀矿矿化特征。铀矿化具有垂向分带性,自下而上划分为灰色砂岩铀矿化带、黄色砂岩铀矿化带、红色砂岩铀矿化带、灰黑色有机质斑团铀矿化带、灰黑色有机质脉体铀矿化带5个铀矿化带,总结了不同铀矿化带的铀矿化蚀变矿物组合、铀矿物组合、相关元素含量特征,从深部到浅部还原成矿作用由强到弱,铀主要富集在下部灰色砂岩铀矿化带,有机质（碳质）主要富集在上部灰黑色有机质斑团、脉体铀矿化带。认为鄂尔多斯盆地西南部白垩系不同矿石类型铀矿化特征相似,均为深部有机成矿流体渗出还原、富集成矿的产物,具有渗出成因铀矿成矿特征。     

鄂尔多斯盆地东胜地区地浸砂岩型铀矿成矿模型

地浸砂岩型铀矿床是一种具有重要经济价值的铀矿类型,受到世界各国地质勘探部门的高度关注。近年来,鄂尔多斯盆地在石油和天然气勘查取得重大进展的同时,于盆地东胜地区也发现大规模地浸砂岩型铀矿床,标志着中国该类型铀矿勘查取得重要突破。该文应用地球化学综合分析研究,获得成矿流体的温度、盐度条件和同位素地球化学参数。含铀砂岩中碳酸盐胶结物C-O同位素测试结果表明,胶结物中的碳属于地幔碳、生物有机体和沉积的碳酸盐混合成因。通过流体包裹体H-O同位素分析,表明成矿流体可能是原生的岩浆水上涌和大气降水混合形成的建造水,其中一部分有机质加入到成矿作用中来,这对于铀的还原具有重要的意义。结合盆地的演化特点,建立了这种砂岩型铀矿的成矿地球化学模型。笔者认为,其铀矿的形成机制可以分为两个过程,一是氧化过程,二是还原过程,成矿过程伴随各种微量元素和气液相分子的氧化、还原和迁移过程。该成矿模型的建立对认识盆地铀矿质的沉淀和富集规律以及在类似盆地寻找此类铀矿床,具有理论和现实意义。     

砂岩铀矿体定位条件的铀、钍含量及其放射性同位素研究

以512矿床为例,研究了砂岩铀矿体铀、钍含量及其放射性同位素分布规律,由此讨论铀矿体的定位条件。结果表明:①在整个层间氧化带中岩石的钍含量变化不大,表现出钍化学性质的不易被淋洗、迁移、富集的惰性特征;②铀含量从强氧化带到弱氧化带直至矿化带逐渐升高,由矿化带到还原带逐渐降低,铀含量分带性反映了氧化环境铀溶解迁移、还原环境水解沉淀的过程;③铀含量大于100μg/g是砂岩铀矿体的定位条件;④放射性同位素比值作为铀矿体定位条件因矿体所处时期不同而不同;后期矿体放射性同位素定位条件为1≤234U/238U≤2,0≤230Th/238U≤0·2,234U/230Th>1;前期铀矿体放射性同位素定位的标准为0·75≤234U/238U≤1,0·5≤230Th/238U≤1。     

平庄盆地黑水地区氧化作用与铀成矿地质特征

黑水地区位于平庄盆地北部,砂岩型铀矿找矿目的层为白垩系孙家湾组,目前在盆缘发现了较好的氧化带和工业铀矿化线索,但成矿作用方式和类型并不清楚,困扰着下一步勘查方向的选择。为深入研究目的层氧化作用和铀成矿地质特征,通过系统采集样品,进行镜下鉴定、主量元素、环境地球化学指标、粘土矿物、电子探针、扫描电镜等分析。研究结果表明,黑水地区含矿目的层砂岩成熟度较低,为近物源沉积;后生氧化作用较强且存在明显的蚀变分带现象;目的层还原剂主要为黄铁矿,铀的富集方式主要为含铀含氧水不断渗入砂体,在层间氧化带前缘氧化还原过渡带富集成矿,铀矿物类型主要为沥青铀矿,其次为铀石,主要有2种赋存形式。对铀成矿地质特征进行探讨,认为该地区符合层间氧化带型砂岩型铀矿成矿模式,具有较大的成矿潜力。     

大姚铜矿白垩系马头山组砂岩类的地球化学特征及成岩成矿背景分析

分析大姚铜矿砂岩类的常量元素，反映其成岩成矿的构造背景，砂岩铜矿中碎屑岩的常量元素特征主要受物源区控制。大姚砂岩铜矿成矿受氧化-还原环境控制，分析大姚六苴矿床岩石和矿石样品的Fe^2＋／Fe^3＋值与铜元素含量之间的关系，探讨砂岩铜矿的氧化-还原环境特征，从而建立大姚砂岩铜矿的地球化学相。     

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。     

东胜砂岩型铀矿后生蚀变地球化学性质及其成矿意义

东胜砂岩型铀矿具有大规模控矿绿色蚀变和漂白蚀变带、其氧化蚀变仅为蚀变残留等特征而与国内吐哈、伊犁盆地南缘等铀矿明显不同,从而引起人们的关注。本文通过对研究区该主要后生蚀变相关的地球化学研究,探讨了东胜矿床形成的特殊性:早期形成铀矿化的古层间氧化带在强还原性环境下,经二次还原作用改造形成了控矿的绿色蚀变带,二者皆具有低有机碳,低ΣS,高Th/U值的特征。铀矿化蚀变有机碳、δD、δ18O含量在各蚀变阶段中最高,Th/U值最低。分布于延安组顶部的漂白蚀变是表生氧化岩石在还原性环境下经还原改造形成,其Th/U值高,TFe含量低。总之,东胜矿床各种蚀变地球化学指标指示的矿床成因信息是,绿色蚀变和漂白蚀变及铀矿化的形成处于一种相对较强的还原性环境。在成岩作用,古氧化蚀变、漂白蚀变、绿色蚀变以及铀矿化的序列演化中,流体作用的物理化学性质或环境的过渡性转变出现在铀矿化阶段。对黄铁矿硫同位素以及砂岩碳酸盐胶结物碳、氧及其包裹体氢、氧同位素的分析,认为流体主要由大气降水、来自下部的煤成气以及与含矿目的层有机质脱羧基作用有关的有机酸混合组成。因而,东胜矿床的形成是无机—有机流体相互作用的结果。     

我国砂岩型铀矿分带特征研究现状及存在问题

作为一种重要的国家战略资源,砂岩型铀矿床是当今世界上最重要的铀矿床类型之一。本文详细地介绍了砂岩型铀矿在国内外的分布特征及占比情况,并对外生地质作用矿床类型中表生流体作用形成的层间渗透砂岩型和潜水渗透砂岩型铀矿床进行了讨论,发现层间渗透砂岩型铀矿床在外表颜色、矿物组合以及地球化学等方面均具有明显的氧化-还原分带现象,此外,矿床内部还具有细菌分带现象。颜色分带在氧化带、氧化-还原过渡带以及还原带之间具有明显不同的特征;矿物组合在不同分带之间各不相同;地球化学分带表现为U、TOC含量以及Fe~(2+)/Fe~(3+)、Th/U比值在各分带之间差异较大。此外,硫酸盐还原菌、硫杆菌、铁细菌及硝化菌等细菌在不同分带之间的数量相差悬殊,而且硫酸盐还原菌数量与TOC呈明显正相关性。通过矿化带内的碳、硫同位素分析,发现硫酸盐还原菌参与了成矿过程,推测其可能是导致碳、硫同位素分馏的主要因素。总体来看,颜色分带、矿物分带、地球化学分带以及细菌分带均与氧化-还原分带呈耦合关系。本文通过总结层间渗透砂岩型和潜水渗透砂岩型铀矿床的成矿模式和当前分带研究中存在的问题,提出了由细菌、地球化学反应参与的砂岩型铀矿床成矿机理,以及未来亟需解决的若干关键科学问题。典型砂岩型铀矿床的分带现象在物、化、探、遥等领域的异常响应对寻找砂岩型铀矿床具有重要的指导意义。     

层间氧化带砂岩型铀矿有利成矿空间定位——以准噶尔盆地东缘砂岩型铀矿探测为例

层间氧化带砂岩型铀矿是我国铀矿勘探的主攻类型,探索可快速实现其有利成矿空间定位的技术方法对我国核能保障具有重要意义。本文通过研究准噶尔盆地东缘帐篷沟铀成矿远景区侏罗系沉积建造特征,采用大地电磁测深法揭示了中上侏罗统有利成矿地层空间展布特征;通过分析研究区氧化还原带的地球化学特征及铁磁性矿物变化,采用地面高精度磁法揭示了氧化还原带的分带特征,推断出氧化还原前锋线位置;综合有利成矿地层空间信息及氧化还原带特征,圈定了八道湾组及三工河组有利成矿空间,经钻孔验证,发现了铀矿化,取得了良好的勘探效果。本文提出的采用电磁测深法联合地面高精度磁法对层间氧化带砂岩型铀矿有利成矿空间定位的方法,可为层间氧化带砂岩型铀矿勘查提供参考。     

鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿床成矿水化学过程探讨

为了研究鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿成矿水化学过程,利用光薄片、电子探针、X射线衍射、扫描电镜和化学分析等方法对比分析了氧化带无矿化样品、氧化还原过渡带中低矿化及高铀样品的矿物学和地球化学特征。矿物学研究表明:①所有样品中斜长石均表现出强烈粘土化和绢云母化的特征;②铀矿物主要为铀石,呈胶状吸附在矿物颗粒(部分为炭屑)表面、粒间或裂隙中;③相对氧化带,氧化还原过渡带往往含有更多的炭屑和碳酸盐胶结物。稀土元素地球化学研究表明,氧化带无矿化样品和过渡带低矿化样品表现出较平坦的低分异的稀土配分模式;而过渡带高铀含炭屑样品表现出MREE富集的配分模式,高铀富碳酸盐胶结物的样品表现出轻稀土强烈左倾、重稀土平坦的配分模式。对比分析上述差异后认为,铀成矿与水化学作用密切相关,且成矿水溶液中无机络阴离子以CO32-为主,倾向于络合UO22+和HRE3+;而阳离子主要为斜长石的粘土化释放的Ca2+和SiO44-。当水溶液从盆地边缘向中心运移时,物化环境从氧化及酸性环境向还原及碱性环境转变,此时发生铀酰离子的还原并与SiO44-沉淀形成铀石、Ca2+与CO32-沉淀形成碳酸盐以及HREE的沉淀富集。     

基于便携式色度、X荧光及高光谱的砂岩铀成矿环境研究——以鄂尔多斯盆地西北部特拉敖包铀矿产地为例

选取经济高效、轻便无损的分析技术是当前砂岩型铀矿绿色勘查和研究的现实需求。本文基于便携式色度、X荧光（XRF）、高光谱的光谱学技术,全面表征了鄂尔多斯盆地西北部特拉敖包铀矿产地环河组红杂色含矿建造的地质地球化学特征;构建了不同颜色砂岩的定量标准色度区间,查明了红色砂岩具有赤红色强氧化、褐（紫）红色较强的差异后生氧化作用;过渡带褐灰色和灰绿色砂岩普遍具有一定的弱氧化性,红度a的曲线发生多次渐变过渡,矿带内部存在多个氧化还原的地球化学界面,形成了多段的铀-钼-钒-铌等变价元素的共伴生富集。以上信息指示了研究区氧化还原作用的主成矿机制;绿色还原砂岩的红度值最小,是后期碱性还原流体渗出改造的产物。流体活动导致环河组地层发育绿泥石化、铁的还原-迁出、局部碳酸盐化等蚀变。该研究为沉积盆地不同地球化学性质含铀建造多尺度的铀成矿环境快速评价提供了案例及重要参考。     

电位落差法与氧化系数法对砂岩型铀矿氧化还原环境判定研究

岩石的电位差(△Eh)的变化与成矿机理及探矿找矿有密切关系。文章以高锰酸钾作为氧化剂,采用电位落差法、氧化系数法来研究砂岩型铀矿的氧化还原电位,系统研究两种方法对砂岩型铀矿△Eh测定结果的影响,提升砂岩型铀矿氧化还原性的检测效率。结果表明,通过矿物成分中的Fe3+/Fe2+值判断矿化带的氧化还原特性,与电位落差法测定的结果相吻合,两种方法得到佐证。可将该电位落差法测砂岩型铀矿氧化还原电位引入铀矿勘测现场,对环境影响较小,现场初步检测工作效率提升。为野外寻矿探矿现场快速地对砂型铀矿氧化还原性判断提供了理论及技术支持。     

松辽盆地大庆长垣南缘四方台组砂岩型铀矿碳氧同位素特征及铀成矿意义

为进一步探讨松辽盆地大庆长垣南缘四方台组砂岩型铀矿的成岩环境、铀沉淀机制及成矿机理,通过钻井岩心观察,岩石薄片,含铀砂岩碳酸盐胶结物碳、氧同位素分析,对研究区砂岩岩石类型、碳酸盐胶结物类型、成岩阶段以及碳、氧同位素特征进行了系统研究.结果表明:含铀砂岩岩石类型为长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩,碳酸盐胶结物可分为3个期次,以...     

松辽盆地东北部拜泉地区姚家组砂岩特征及铀成矿地球化学环境分析

松辽盆地东北部拜泉地区姚家组主要表现为河流相沉积特征,砂岩厚度大且延伸稳定,颜色分为黄色、黄绿色、白色、浅灰色和灰色,目前已在浅灰色砂岩中发现铀矿化,但是对该区是否存在氧化带及其铀矿化成因认识尚不明确。文章通过对不同颜色砂岩地球化学环境指标元素、微量元素、稀土元素和黏土矿物的研究,判断其地球化学环境,推测氧化带前锋线位置及判断铀富集的有利部位,有助于进一步明确该区找矿思路和方向。文章采集了拜泉地区8个钻孔的93个不同颜色砂岩样品的U、Th、Fe3+、Fe2+、S全、C有等元素分析结果进行统计研究,并在其中选取25件不同颜色的砂岩样品进行X-射线衍射分析。结果显示：(1)所有颜色砂岩中,白色砂岩的w(U)值最低,w(Th)、Th/U值最高,w(U)、w(Th)值在不同颜色砂岩之间具有分带性;(2)所有颜色砂岩的w(Fe3++Fe2+)值都偏低,其变化具有分带性,其中黄色砂岩Fe3+/Fe2+值最高,w(C有)值在不同颜色砂岩之间具有分带性,w(S全)值在不同颜色砂岩之间分带性不明显;(3)所有颜色砂岩黏土矿物均以蒙脱石、高岭石和绿泥石为主,伊利石和混合层黏土含量较少,黄色—黄绿色—白色—...     

白城-通辽地区第三系地浸砂岩铀成矿后生氧化条件分析

通过对白城-通辽地区第三系后生氧化的空间形态、矿物组合、伴生元素分带及Fe^3＋/Fe^2＋比值等方面研究认为，泰康组主要发育潜水氧化，其中的铀矿化规模小、找矿意义不大；大安组主要发育层问氧化，所见铀矿化有层间氧化特点，具有形成大型地浸砂岩型铀矿床的前提，值得进一步加强找矿探索。