初步探讨鄂尔多斯盆地东胜铀矿田成矿作用研究若干问题

随着973项目和北方砂岩型铀矿调查工程的深入开展,笔者从中侏罗统直罗组成岩过程对铀成矿影响的角度,初步探讨了鄂尔多斯盆地东胜铀矿田成矿作用的若干问题,主要表现在以下几个方面:(1)鄂尔多斯盆地北部的古元古代孔兹岩带为东胜铀矿田中主要含铀地层-中侏罗统直罗组碎屑物、预富集铀的主要蚀源区;(2)直罗组在同生沉积过程中预富集的大量铀,为铀成矿提供了主要铀源;(3)早成岩作用下,直罗组沉积建造水将分散的、预富集的铀迁移至灰色砂岩中富集成矿,为成矿流体;(4)基于铀矿体产状及铀矿物与载铀介质的空间关系,成矿时期应为早白垩世末期,受直罗组早成岩作用制约.     

鄂尔多斯盆地东胜地区直罗组高分辨率层序地层与铀成矿关系探讨

文章综合利用岩心、露头、测井资料，运用高分辨率层序地层学基本理论和方法，对东胜地区直罗组地层进行不同级次基准面旋回的层序划分，共识别出8～14个短期旋回、3个中期旋回，并对不同级次基准面旋回的结构类型、叠加样式进行探讨。分析了中期旋回中可容纳空间与沉积物补给通量比值（A／S）的变化对河道砂体规模、储集性能的控制作用，指出与MSCl对应的直罗组底部的辫状河道砂体最有利于铀成矿，而与MSC2、MSC3对应的两套曲流河砂体则不利于铀成矿。文中最后分析了含铀含氧水在砂体中的运移路径，并试图回答主铀矿体为什么主要分布在砂体的中、上部，而在其翼部的矿体中，为什么下翼比上翼的厚度要大。     

鄂尔多斯盆地东胜地区沉积体系与砂岩型铀成矿

沉积体系分析在可地浸砂岩型铀矿床的研究中起着非常重要的作用.本文以沉积体系分析和层序地层学为依据,对鄂尔多斯盆地东胜地区中侏罗统直罗组沉积体系特征、沉积相的空间展布、沉积环境的演化和层序地层学等方面进行了研究,认为：（1）沉积相的平面分布控制着砂体的空间展布,进而影响着赋铀砂体的空间分布;（2）沉积相和沉积环境的演化创造了良好的岩相及岩性组合条件,有利于层间氧化作用的进行;（3）沉积层序控制了3层结构的岩性空间组合.     

鄂尔多斯盆地东北部侏罗纪含铀岩系三维地质结构与铀成矿规律浅析

[研究目的]为了更加直观、准确地揭示鄂尔多斯盆地东北缘侏罗纪含铀岩系直罗组三维空间展布规律,开展铀成矿规律研究和找矿预测工作.[研究方法]本文利用首次建立的钻孔—测井综合数据库,精细构建了东胜铀矿集区多尺度、多类型的三维地质模型并实现其可视化功能.[研究结果及结论]综合地质建模研究发现本区铀成矿具有以下特征:(1)受直...     

鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿微量和稀土元素地球化学特征

鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿的微量和稀土元素能为铀矿勘查提供地球化学标志。以东胜铀矿层位侏罗系及其中铀矿化为对象,针对砂岩型铀矿石、铀矿化砂岩和围岩几类地质体进行元素地球化学对比研究。东胜砂岩型铀矿微量元素地球化学特征表明,Pb、Mo与U关系极为密切,它们在铀矿石中最富集,铀矿化砂岩中次富集,砂质和泥质围岩中不富集;Pb和Mo可以作为东胜铀矿床矿化的指示元素,Pb、U和Mo蛛网图上构成的"W"式样可作为东胜地区砂岩铀矿化的指示模型。铀矿石、铀矿化砂岩、砂岩以及泥岩表现出相似的REE地球化学特征和配分模式,推断其具有统一的物源、沉积环境和构造背景。部分铀矿石明显富集HREE,显然在沉积成岩后期经历了(热液)改造作用。东胜铀矿化经历了沉积成岩和热液改造作用两个成矿阶段。     

鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿成矿有利空间

正近年来,我国砂岩型铀矿的勘查取得了较大的进展,在我国北方相继发现了多个中-大型的砂岩型铀矿床(张金带,2016)。其中,鄂尔多斯盆地东北部东胜地区砂岩型铀矿资源量丰富。随着勘查力度的不断加大,继皂火壕铀矿床后,相继发现了纳岭沟、大营两个砂岩型铀矿床。本文在前人研究成果的基础上,研究新发现铀矿床的成矿特征,总结铀成矿有利空间,并指明了该区下一步找矿方向。     

鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿常量元素地球化学特征及地质意义

鄂尔多斯盆地东北部是我国砂岩型铀矿的重要矿集区,区内铀矿床的含矿主岩为中侏罗统直罗组砂岩。本文以该区含铀砂岩为对象,研究了紫红色砂岩、绿色砂岩、矿化砂岩、铀矿石及灰色砂岩中常量元素含量变化特征,分析了铀成矿过程中常量元素迁移规律,并讨论了成岩成矿背景。研究表明:在铀成矿过程中,SiO2、Al2O3表现为带出组分,CaO、MgO、K2O、Na2O及TFe2O3表现为带入组分,说明水-岩作用过程中常量元素具有明显的活动性。根据元素迁入迁出强度,将常量元素划分为活动组分(SiO2、Fe2O3、FeO、CaO)、次活动组分(Al2O3、MgO、K2O、Na2O)及惰性组分(TiO2、MnO、P2O5)三类。含铀砂岩构造环境主要为活动大陆边缘和大陆岛弧,鄂尔多斯盆地北侧阴山褶皱带中的花岗闪长岩可能是其主要的物质来源。不同类型砂岩样品的Fe2+/Fe3+值与铀元素含量具有一定的正相关性,铀矿化严格受灰绿色-灰色砂岩控制,主要发生在氧化-还原过渡环境偏还原一侧,部分灰绿色含矿砂岩具有弱氧化环境的特征,说明该区成矿环境的特殊性,灰绿色砂岩可作为区内重要的找矿标志。     

鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿中铀矿物的电子显微镜研究

鄂尔多斯盆地东胜铀矿是我国一个重要的大型砂岩型铀矿床。通过电子显微技术,对该铀矿床中铀矿物的种类、产出特征进行详细的研究。研究确定东胜砂岩型铀矿床中铀矿物主要为铀石和水硅铀矿,两者紧密共生,它们均为表生铀矿物。铀矿物的颗粒十分细小,一般粒度均为微米级。铀石和水硅铀矿往往呈板状、不规则微粒状产出,铀矿物的表面溶蚀现象明显,有的还具纳米级的溶蚀孔。铀矿物的产出与蚀变黑云母、蚀变黄铁矿密切相关,也见到微脉状铀矿物集合体穿切碎屑石英等现象。研究表明在表生作用下,该铀矿床中的铀元素存在溶解(迁移)-沉淀(富集)的反复过程。     

鄂尔多斯盆地南部建庄地区直罗组铀矿化定位研究

笔者总结建庄地区目的层直罗组构造、沉积相、氧化带及伽玛异常展布特征,建立“三过渡”铀矿定位模式,指导了建庄地区铀矿找矿工作,指出“三过渡”复合区规模是影响工业矿体连续性的主要因素,对铀矿找矿和综合研究具有很好的借鉴意义。     

鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿伴生矿物组合及其地质意义

特征矿物是地质作用的直接记录,研究铀矿物伴生组合类型和特征为探讨铀矿床成因提供直接信息.本文以鄂尔多斯盆地东北部杭锦旗-纳岭沟地区含铀岩系中侏罗统直罗组为研究对象,通过岩心观察、显微观察、扫描电镜和电子探针分析等,系统研究了含铀砂岩中铀矿物种类、赋存特征及典型矿物伴生组合类型,在此基础上,结合铀成矿过程中流体作用探讨了...     

鄂尔多斯盆地东胜区直罗组砂岩中烃类流体特征与铀成矿关系

通过对鄂尔多斯盆地东胜地区纳岭沟、大营铀矿床直罗组下段砂岩中139个样品的酸解烃分析,探讨了酸解烃中烃类气体组成特征、成因及来源,并结合该区铀矿地质特征初步分析了烃类流体与砂岩型铀成矿关系。研究结果表明,直罗组下段砂体中CH_4及C_2+含量具有从含矿砂体、灰色砂体、灰绿-绿色砂体逐渐变小的分布特征,表明该区铀成矿与烃类气体关系密切。酸解烃中气体组成特征参数C_1/ΣC、C_1/C_2~+、C_2/iC_4、C_2/C_3、iC_4/nC_4、iC_5/nC_5、ln(C_1/C_2)、ln(C_2/C_3)及δ~(13) C_(CO_2)特征表明,中侏罗统直罗组下段砂岩层中烃类气体为有机成因的油型气,烃类气主要处于成熟—高成熟阶段,是原油裂解气与原油伴生气的混合气。通过气源对比分析认为,直罗组下段砂体中的烃类气主要来源于上三叠统延长组深湖—半深湖相腐泥型烃源岩。这些原油裂解气和原油伴生气的混合气主要沿深大断裂、微裂缝等其他运移通道向上运移到直罗组砂岩中,直罗组下段砂体褪色蚀变(漂白)和绿色蚀变均是深部逸散到该层位中的烃类气体对岩石发生蚀变作用的结果,靠近断裂的直罗组下段褪色蚀变砂岩与绿色蚀变砂岩之间的氧化-还原过渡带是该区砂岩型铀矿找矿的重点方向。     

鄂尔多斯盆地北部纳岭沟铀矿床铁物相特征及其成矿意义

本文通过光学显微镜鉴定、铁物相分析、电子探针分析、黄铁矿S同位素分析等手段,开展了铁元素矿物相和化学相特征研究及其成矿意义探讨。研究表明,本区砂岩中铁物相主要包括碳酸铁(菱铁矿)、硫化铁(黄铁矿)、铁氧化物(赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿)以及铁硅酸盐(黑云母、绿泥石、绿帘石),其中铁氧化物是直罗组砂岩中铁元素最主要的存在形式,硫化铁是矿化砂岩重要的指示矿物,上述两种铁物相均在矿化砂岩中含量最高;主要的铀矿物类型为铀石,与黄铁矿关系最为紧密,主要以"围绕"和"包含"的形式与黄铁矿相伴产出;黄铁矿的S同位素分布范围是-39.4‰～-8.5‰,表现出明显的富~(32)S、贫~(34)S的特点,指示了生物成因的特征;U/Th及δU的分布特征指示了二次还原砂岩经历了明显的氧化过程,矿化砂岩的还原性最强。铁物相的特征指示了纳岭沟铀矿床成矿过程的复杂性,既有早期的氧化改造,又有后期的二次还原改造,同时在成矿过程中还伴有硫酸盐还原菌等微生物的参与。黄铁矿作为铀成矿最敏感的指示矿物,是由无机还原反应叠加生物作用形成的。     

东胜铀矿田的铀石研究

东胜铀矿田位于鄂尔多斯盆地东北部,铀矿床均产于侏罗系中统直罗组下段下亚段的砂岩中,为砂岩型铀矿床。矿床中铀矿物颗粒非常细小(多为0.n~nμm),通过电子探针对矿石的详细研究,发现铀矿物以铀石为主,铀石主要产于砂岩的杂基中,多围绕细粒黄铁矿(或白铁矿)产出,并部分交代黄铁矿。部分铀石围绕氧化的钛铁矿或砂岩的碎屑颗粒边缘产出。经扫描电镜研究发现,铀石为颗粒极为细小的四方柱状与锥面的聚形晶体,呈浸染状或聚集成放射状的球粒分布。同时通过重矿物分离出的铀矿物,经X-射线衍射分析,确认为铀石无疑。     

东胜直罗组砂岩成岩作用过程与古流体运移事件分析

通过分析岩矿薄片、流体包裹体、扫描电镜和阴极发光的测试结果,认为东胜地区直罗组经历了较复杂的成岩作用过程,成岩作用对砂岩物性影响较大。砂岩中低温热液矿物组合证明了古流体事件的存在。古流体以流体包裹体的形式在胶结物中得以保存。研究同时表明,直罗组砂岩中共发生过三幕古流体运移事件。其中第一、二幕记录于硅质胶结物中,主要为有机热流体事件,烃类与盐水包裹体共存,均一温度分别为89℃和124℃。第三幕主要记录于碳酸盐胶结物中,主要为无机热流体事件,只发育盐水包裹体,均一温度为163℃。强烈的胶结作用及多幕古流体事件的存在说明东胜地区直罗组砂岩中古流体活动频繁,有利于富铀流体在其中迁移和铀矿的沉淀、富集。     

铀储层结构与成矿流场研究:揭示东胜砂岩型铀矿床成矿机理的一把钥匙

以鄂尔多斯盆地北部的砂岩型铀矿为目标,在铀储层形成发育的沉积学背景研究基础上,重点通过砂分散体系、沉积物粒度、隔挡层厚度和孔隙度的定量分析,精细地刻画了直罗组铀储层的外部几何形态和内部复杂结构,充分展示了铀储层的定量非均质性。依据盆地构造充填演化阶段、铀成矿年代学和地学空间信息三维可视化平台,分别对5个演化阶段的古地貌进行了恢复,并对不同演化时期的铀储层空间位置给予了准确定位,从而揭示了直罗组铀储层从沉积到接受铀成矿再到铀矿被改造期间的空间形态演化历史。在盆地构造充填演化研究、古地貌恢复和铀储层定量非均质性分析的基础上,重建了5个不同时期古地下水系统结构和参数的空间变化面貌,并运用地下水数值模拟方法再现了研究区5个演化阶段成矿古流场的特征及其演化规律。综合分析认为,铀储层的空间演变和内部非均质性制约了成矿流场的基本格局,成矿流场又无疑控制着层间氧化带的发育和铀成矿。当铀储层形成期的古水流方向与主成矿期地下水流场方向总体一致时有利于铀成矿,而当两者流向垂直时则成矿效率降低。     

东胜砂岩型铀矿氧化酸性流体与还原碱性热液流体过渡界面蚀变带成矿作用研究

位于鄂尔多斯盆地北部地区的东胜砂岩型铀矿在平面上和垂向上具有明显的岩石学和地球化学分带性,矿物学和岩相学特征研究表明其分带性是不同性质流体蚀变作用造成的。根据氧化/还原过渡界面蚀变矿物特征及其相互交代关系,识别出早、晚两个世代蚀变矿物组合,分别反映出早期蚀变流体为氧化环境下的酸性流体,晚期蚀变流体为还原环境下的碱性热液流体。早期氧化环境的酸性流体蚀变作用基础上叠加了晚期还原环境下的碱性热液流体蚀变作用,导致了铀在氧化/还原过渡界面的富集成矿。分析认为,东胜铀矿热液蚀变与鄂尔多斯盆地乃至华北地区燕山期构造活动和岩浆活动产生的区域性热异常事件具有一定联系。     

东胜砂岩型铀矿床低温热液流体的证据及意义

东胜地区砂岩型铀矿床是近年来发现的大型砂岩型铀矿床。笔者首次发现了低温热液流体成矿作用的证据：矿体中有后生的钛铀矿和锐钛矿组合。矿石流体包裹体均一温度为58～176℃，平均114．9℃。研究表明，鄂尔多斯盆地在中晚侏罗世-白垩纪发生过显著的构造热事件，造成砂岩型铀矿含矿层之下产生大量的微裂隙与裂隙带的出现，导致下部热液流体向上运移。低温热液流体的成矿作用是形成东胜铀矿床的重要因素。