中国北方砂岩型铀矿深部探测新发现及其意义

在充分利用油气勘探钻井和地震资料的基础上,结合中国北方砂岩型铀矿调查工程,北方砂岩型铀能源矿产基地深部探测技术示范项目在中国北方系列盆地获得了砂岩型铀矿深部探测新发现,实现了新区、新层位找矿突破。在鄂尔多斯盆地西南缘,700～2000m深白垩系洛河组风成沉积体系内新发现了铀矿(化)体。在准噶尔、塔里木、柴达木、酒泉、松辽等盆地新发现多处深部铀异常区。这些深部铀矿(化)体和铀异常区的发现,有效拓展了砂岩型铀矿的研究领域和找矿空间,将对砂岩型铀矿的理论研究和勘查产生深远的影响。系列研究表明,中亚铀成矿带和中国北方具有相似的铀成矿地质背景,赋矿地层普遍具有红层控矿的特点。相对于早期重视在还原性地层中研究氧化砂体及其成矿机理,本次工作中新发现的铀矿(化)体或铀异常多位于红色氧化环境中,而后期还原性含烃流体的灌入对于铀成矿具有重要控制作用。因此,氧化地层(红层)中还原性砂体(褪色蚀变)的研究应引起更大的关注。中国北方具有优越的成矿地质背景和古气候条件,包括丰富的铀源、大规模的砂体、后期的构造挤压(反转)形成的断裂和构造圈闭等,为流体提供了迁移通道和聚集场所。构造活动触发了地表含氧含铀流体和深层含烃流体的运移,构筑起了补-径-排流体成矿系统,尤其在古油气藏(断裂)边缘(顶部)形成的斜坡带,两种流体相互作用、耦合,巨量铀富集成矿。     

产铀盆段有利目标层及砂体识别技术——以鄂尔多斯盆地东北部层间氧化带砂岩型铀矿为例

1 有利成矿目标层及有利砂体之间的关系 有利成矿砂体是指富含工业品位的砂岩型铀矿体并对铀成矿具有一定控制作用的砂体.主要包含两种含义,一是砂体中富含现有的经济技术条件可供开采利用的铀矿体;二是该砂体的发育直接或间接地控制某一地区铀矿体的形成和富集.有利成矿目标层是指含有工业品位铀矿体地层单元,包括已发现工业矿体的层位和具有潜在成矿能力但目前还未发现铀矿体的层位.     

砂岩型铀矿的微生物成矿作用研究述评

目前,砂岩型铀矿是全球应用最为广泛和最有前景的铀矿类型,也是我国最主要的工业铀矿类型。本文展示了当今世界最新的铀资源分布和组成,强调了砂岩型铀矿在世界和中国铀矿资源中的重要性,梳理了实验室条件下微生物对U(VI)的还原性富集和非还原性富集机理,归纳了地质条件下微生物参与砂岩型铀矿的成矿证据。微生物对铀富集作用的实验研究,主要体现在还原性和非还原性富集两个方面。微生物对U(VI)的还原性富集研究最为深入,包括微生物的细胞色素、菌毛和电子穿梭体在U(VI)的还原过程中的作用。微生物对U(VI)的非还原性富集表现在微生物表面吸附、表面络合沉淀和细胞内积聚作用。微生物参与砂岩型铀矿成矿作用的证据,可分为直接证据和间接证据。直接证据主要有铀矿物形态学特征、P元素含量和矿物纳米晶体尺寸;间接证据主要有黄铁矿硫同位素和方解石碳同位素组成以及相应烃类包裹体特征。在未来的研究工作中,应重视微区实验方法在砂岩型铀矿中的应用,以及含油气/煤盆地上覆地层的砂岩型铀矿找矿工作,应探索更加适当的指标和评价体系以量化微生物对砂岩型铀矿的成矿作用。     

北秦岭丹凤纸坊沟地区铀矿地质特征及成矿地质条件分析

陕西丹凤地区,是我国伟晶花岗岩型铀矿的重要产地,开展该区铀矿化地质特征和成矿作用的研究,对该区的找矿预测有重要意义。结合前人基础地质、成矿作用、同位素年代学等方面的研究成果,通过重点研究纸坊沟地区秦岭岩群郭庄岩组原岩建造、变质岩组合及含铀性,侵入体年龄、侵位机制、空间形态和铀矿化特征,以及对铀成矿地质条件进行分析。结果表明:纸坊沟地区铀矿是早泥盆纪北秦岭造山带后碰撞拉伸期区域构造岩浆活动、地层含铀性和地壳深部碱性流体多因素耦合作用的结果;秦岭岩群郭庄组发生部分熔融,产生的纸坊沟侵入体与深部碱性流体混合、就位于穹窿构造并发生钾交代作用,是本区铀成矿的基本条件;铀矿化产于中粗粒-伟晶状钾质花岗岩中,铀矿体具有品位低、厚度大、多层产出的特点。     

内蒙古二连盆地铀与油、煤的时空分布及铀的成矿作用

二连盆地是我国铀、石油和煤3种能源矿产共存的大型盆地之一,研究它们之间的时空和成因关系,对于盆地的综合找矿有着重要现实意义。研究结果表明,铀矿产于侏罗纪、白垩纪和古近纪的粗碎屑岩中,油气田主要产于侏罗纪、白垩纪的细碎屑岩中。产煤的小凹陷就是有利的产铀凹陷,产煤层位就是找铀的目的层位。石油、煤产生的还原性流体对砂岩型铀矿的成矿作用为:(1)还原性流体沿着断裂向上迁移扩散,对上部岩石产生了强烈的还原作用,大大增强了岩石的还原能力,铀在还原性的岩石中富集;(2)来自地表的含铀含氧水与来自下部上升的还原性流体相遇混合,使溶液中的U6+还原为U4+而沉淀;(3)深部还原性流体可携带一部分成矿物质进入容矿砂体而卸载,从而造成铀的初步富集或叠加富集。由于它们有空间上和成因上的联系,建议对于产有铀、石油和煤3种能源矿产的沉积盆地,需采用综合找矿的工作思路,充分挖掘石油、煤炭和铀矿3个部门已有的钻探资料和成果,进行二次开发,有利于快速开展盆地铀矿勘查和矿产资源评价。     

新疆哈密大南湖地区层间氧化带型铀矿化的基本特征

矿化区位于新疆吐哈盆地东南缘的大南湖凹陷东部，铀矿化赋存层位为中侏罗统西山窑组上段和中段上部，上段主要为冲积扇和辫状河沉积；中段主要为曲流河和三角洲沉积。铀矿化厚度4.9 m，品位1.902×10-4，平米铀含量1.996 kg/m2。矿体形态为板状。含矿岩石主要为褐黄色、灰色中、粗粒长石岩屑砂岩、砂质砾岩、砾岩。铀的存在形式以吸附状态为主。区内的铀矿化类型属层间氧化带型。铀矿化形成于氧化-还原过渡带，与层间氧化带发育存在直接的成因关系。     

内蒙古东胜地区侏罗系砂岩铀矿体与煤层某些关联性

金属成矿与有机成藏的关联性是成藏成矿动力学研究的重要课题,东胜砂岩铀矿体与煤层或煤层气是何种关联尚不清楚。文中以多年勘探事实为基础,研究表明,东胜铀矿区铀矿体与煤层平面位置重叠或相近,剖面中铀矿体上下均有煤层,铀矿体与煤层垂距2～15m,两者厚度变化相互响应,铀矿体与煤层具有内在关联性。铀储层酸解烃类主要是CH4,与来自煤层的煤层气主成分一致,铀储层中从砂岩铀矿石,到铀矿化砂岩,再到无铀矿化砂岩,酸解烃类含量依次(CH4分别为569.43μL/kg、174.93μL/kg、156.12μL/kg)降低,铀矿化与煤层气内在关联明显。煤层、尤其是由它产生的煤层气是铀储层中铀矿物沉淀和成矿的重要还原剂,煤层及其厚度的变化可以作为本地区砂岩铀矿体勘探的有机质标志。     

砂体非均质性是铀成矿的关键因素之一--鄂尔多斯盆地东北部铀成矿规律探讨

在鄂尔多斯盆地东北部,铀成矿与直罗组底部砂体的非均质性关系密切。砂体非均质性主要表现在平面和垂向上,其中,砂体平面非均质性可以通过砂分散体系来表征,而垂向非均质性则可以通过隔挡层和沉积物粒度来表征。在平面上,铀成矿主要分布于辫状河沉积体系向辫状河三角洲沉积体系过渡的辫状分流河道一侧,最佳成矿区则位于辫状分流河道砂体的频繁分岔处和从无隔挡层到隔挡层突发区的河道砂体边缘,且随着隔挡层数量和厚度的增加,铀成矿几率和品位逐渐降低;在垂向上,隔挡层的存在可以导致多个垂向序列单元、层间氧化带和铀矿卷头的发育。统计发现,中砂岩和细砂岩是铀成矿的最佳载体,所以在每个垂向序列单元中,铀矿通常位于辫状分流河道砂体的中下部。铀的成矿机理一方面可能是砂体非均质性通过对成矿流体运移状态的影响进而实现对铀成矿的控制,另一方面可能与沉积环境相变导致还原性物质的增加有关。通过砂体非均质性研究而总结的铀成矿规律是进行铀成矿空间定位和预测的基础。     

鄂尔多斯盆地北部直罗组有机质特征及与铀成矿关系

本文研究了鄂尔多斯盆地典型铀矿床的有机质与铀成矿的关系。探讨了煤屑的赋存状态、煤质特征及成熟度,认为煤屑的演化程度均较低,处于低成熟阶段,有利于对铀的吸附。总体上看煤质有机质和铀矿化关系密切,铀含量与煤屑含量呈正相关关系,对铀矿物为吸附态形式。通过对该区油气包裹体的研究认为,该区存在多期次的成岩方解石胶结过程,并伴随多期次的油气包裹体发育,尤以晚期的胶结方解石矿物中存在丰富的晚期油气包裹体。研究认为晚期可能发生过油、气的运移和聚集,铀矿床的形成与赋矿砂岩中有机流体或还原性气体的充注和络合作用密切相关,因而这些丰富的有机流体和还原性气体对于铀的富集沉淀具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地南缘黄陵地区煤铀兼探钻孔数据集成与三维地质模型构建

鄂尔多斯盆地南缘黄陵地区铀成矿前景良好。中国地质调查局在该地区组织实施了含铀岩系三维地质调查工作,以寻找可地浸砂岩型铀矿找矿靶区为目标,采用“煤铀兼探”、“油铀兼探”的新思路,对煤田钻孔资料进行“二次开发利用”,开展勘查选区研究,完成了354口煤田钻孔（其中筛选出潜在砂岩型铀矿（化）孔49口）和21口铀矿验证钻孔（其中工业矿（化）孔16口）的数据采集建库,在此基础上建立了专题成果图集及三维地质模型。该数据库主要由含铀岩系地层厚度等值线图、砂体厚度等值线图、顶底板埋深等值线图、含砂率等值线图、放射性异常等值线图等专题成果图集和三维地质结构模型组成,为铀矿勘探开发提供了有利支撑和服务作用。     

金鸡岭岩体北外带富铀成矿构造地球化学特征及构造成矿模式探讨

金鸡岭岩体北外带不仅存在良好的铀成矿地质条件，而且还具有富大铀矿的形成条件。构造控制占有重要而独特的地位。通过对含矿断裂带元素分带性研究，总结出铀矿体部位的元素组合特征：Ba,P,Co,Ni，V为铀矿床原生晕前缘元素组合，Zn,Cu为近矿指示元素组合，Mo,Sn,As,Sb为铀矿床尾部矿根元素组合。U，Pb,Cr,Be为铀矿体中组合元素。建立了本区铀矿构造地球化学成矿模式。     

二连盆地哈达图铀矿床综合物化探特征及找矿意义

二连盆地哈达图铀矿床是我国大型可地浸砂岩型铀矿床,矿体埋深大、品位富,研究其地电化学等综合物化探特征,可为建立覆盖区航放异常有效查证技术方法提供依据.基于矿床地质及航磁航放特征的分析,开展组合物化探方法测量及特征分析.研究表明:哈达图铀矿床位于受断裂构造控制的北东向、北北东向中等磁场区及中等-弱磁场的梯度带;航空及地面...     

铀矿床的天然类似物研究

本文叙述连山关铀矿床内的地下水和铀矿体中的12 9I和2 39Pu的测量结果。研究表明 ,铀矿床内的地下水把12 9I从铀矿石中淋滤出来 ,12 9I在地质环境中具有活泼的地球化学特征 ;铀矿体中积累的2 39Pu自该矿床形成 190 0Ma以来未发生迁移。     

运用铀同位素研究砂岩型铀矿的几个问题

通过砂岩铀矿矿卷前锋铀同位素特征和512矿床含矿层铀同位素特征的研究,对砂岩型铀矿形成过程、铀同位素找矿标志进行了讨论。研究结果表明,砂岩铀矿的形成是一个多期次、滚动式、由氧化向还原环境推进的动态成矿过程,矿体主要定位于Ⅲ区段。根据铀同位素样品在不同氧化还原分带中的分布和矿体的滚动性特征,认为A区定名为地球化学矛盾区更为恰当。     

从铀系列同位素角度探讨砂岩型铀矿的形成过程及找矿标志

本文通过对512矿床含矿层不同地段铀系列同位素研究,对砂岩型铀矿的形成过程及找矿标志进行了探讨,根据矿卷前锋铀系列同位素组成分布规律和含矿层不同氧化还原分带中样品铀系列同位素分布特征,认为砂岩型铀矿含矿层岩石的铀系列同位素组成分区特征不仅可以记录铀富集的滚动成矿过程,而且可以作为预测铀矿化的重要找矿标志依据,A区应定名为"氧化还原矛盾区"较为合适.     

还原体（体系）与富铀矿的形成

铀是变价元素,还原体(体系)在铀富集过程中起着相当重要的作用。还原体(体系)可分两类:一类为自还原体(体系),这是指还原体(剂)是热液本身的还原体系,还原剂和铀在同一热液体系中搬运、迁移,然后在变化了的物理化学条件下,铀依靠热液本身的还原性能而被还原沉淀。另一类为外部还原体系,这是指铀的沉淀的还原作用是依靠围岩中的还原剂或地球化学场。两类还原体(体系)对铀的富集成矿具有不同方式,从而有不同的地质环境要求。     

金属活动态提取技术在十红滩铀矿的应用

通过十红滩铀矿上方土壤中铀的存在形式研究发现,能指示深部隐伏矿信息的铀酰络阳离子富集在地表覆盖物弱胶结层细粒级粘土中,可占全铀比例的17%～40%。提取土壤中吸附与可交换相的铀可以有效指示矿体,在铀矿体上方,存在明显的铀、钼活动态异常。从而证明金属活动态技术可用于寻找隐伏金属矿床。     

贵东岩体铀成矿交代作用特性研究

贵东岩体是一个铀成矿分区明显的岩体，东部产有花岗岩型铀矿床，西部则无铀矿化。区分铀成矿场和非成矿场的识别标志是一项既有实际价值又有理论意义的课题。本文基于大量的野外观测、室内鉴定资料和定量分析数据，研究了贵东岩体铀成矿区交代作用的种类、方式和演化，特别是其强度和能力，进而总结了该岩体铀成矿场蚀变交代作用的特性：交代作用发生的滞后性、交代方式的多样性、交代作用在空间分布上的叠置性、交代作用演化的规律性和交代作用的彻底性；指出贵东岩体交代作用与铀成矿作用有着密切的关系。交代作用特性和标志对寻找铀矿化具有重要意义。     

基于克里格法刻画砂岩型铀矿U、Ra和U-Ra平衡系数垂向分布规律——以二连盆地芒来铀矿床为例

砂岩型铀矿是绿色经济可采的重要能源矿种,目前是世界上重要的铀矿勘探类型之一。二连盆地芒来铀矿床、鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床铀矿体多呈板状产出,板状铀矿体成因备受关注。为研究砂岩型铀矿内部U、Ra和铀镭平衡系数（Kp）分布的垂向分布规律,本文以二连盆地芒来铀矿床为例,采用具有网格精度高优点的克里格插值法研究U、Ra和Kp垂向分布规律,分别利用放射性样品分析数据和定量伽马测井五点式反褶积法反演U含量数据,通过克里格法精细刻画砂岩型矿体中U、Ra和Kp分布的垂向分布规律。研究发现,该矿床板状矿体内部具有卷状的特征,Kp分布形态可以用来判断含氧含铀水的运移方向以及氧化强弱。该方法对研究铀矿体形态、铀矿成矿规律和后续地浸开采具有重要意义。     

下庄铀矿田成矿模式

笔者对下庄铀矿田不同类型矿床的成矿期次、流体包裹体温度及成分特征等进行了对比研究,结果表明该矿田不同类型的铀矿床具有相同的物质来源,铀成矿作用经历了3个阶段。第1阶段成矿年龄为138 Ma,矿化主要受东西向构造控制,为中高温碱性热液成矿;第2阶段成矿年龄为96.4~81 Ma,矿化主要受北东向构造控制,为中低温酸性热液成矿;第3阶段成矿年龄为61 Ma,表现为后期改造作用成矿。结合区域构造、岩浆演化历史,建立了下庄铀矿田的构造控矿三维成矿模式,认为铀矿床具有多阶段叠加成矿的特点,早期构造在晚期应力作用下派生的张裂部位是找矿的有利部位。希望铀矿床存在东西向基性岩脉充填构造,其深部具有寻找东西向矿体的潜力。