磷灰石对铀的吸附实验及其对相山矿田铀成矿意义探讨

相山铀矿田是典型的火山岩型热液铀矿田,在矿田内赋存的铀矿物主要有沥青铀矿、钛铀矿、铀钍石等,大量的水云母、磷灰石、赤铁矿、绿泥石、金红石、微晶石英等矿物与铀矿物密切共生。这些共生矿物的共同特征之一为颗粒细小,呈纳米级,非晶质,胶体性质显著。铀矿物大量分布于这些胶态共生矿物的表面和裂隙中（胡宝群,2011;王倩,2016）。可知,吸附作用是导致铀富集沉淀的重要机理之一。本文以磷灰石为例,通过宏观地质特征研究及实验模拟,探讨pH、温度、热液共存组分、时间等物理化学条件对磷灰石吸附铀的制约,进而探讨磷灰石的吸附性能对富大铀矿床形成的意义。     

江西相山铀矿田铀矿物稀土元素特征及富集机制探讨

铀矿物是铀矿床勘探与选冶的重要研究对象。相山铀矿田是我国最大的火山岩型铀-多金属矿田,主要发育有早期碱交代和晚期酸交代两期铀矿化,但目前对这两期铀矿化中铀矿物的地球化学特征尚缺乏系统的对比研究。文章运用电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱对相山铀矿田两期铀矿化矿石中铀矿物稀土元素特征进行研究。结果显示,相山铀矿田碱交代和酸交代型铀矿化矿石中铀矿物类型均包含钛铀矿、铀石和沥青铀矿,碱交代型铀矿化矿石中铀矿物以钛铀矿、铀石为主,酸交代型铀矿化矿石中铀矿物以沥青铀矿为主。碱交代型铀矿化矿石中铀矿物稀土元素配分模式为右倾型,富集La、Ce和Nd等元素;酸交代型铀矿化矿石中铀矿物稀土元素配分模式为左倾型,富集Yb、Er和Dy等元素。酸交代型铀矿化矿石中沥青铀矿相对富集重稀土元素,与国内外其他类型的铀矿床相比其成矿过程有明显特殊性,这可能与成矿流体富F-有关;深部沥青铀矿较浅部富集重稀土元素的原因可能是深部沥青铀矿结晶温度高于浅部;相对于铀石和钛铀矿等铀矿物,重稀土富集对沥青铀矿有倾向性可能是因为沥青铀矿形成的过程与CO₃^2-和Cl-关系密切。     

松辽盆地白兴吐铀矿床热液蚀变及物质组成研究

显微镜下矿石薄片鉴定和铀矿物电子探针分析显示,白兴吐铀矿床发育高岭石化、碳酸盐化、黄铁矿化、水云母-绢云母化和赤铁矿化等中低温热液蚀变;矿石的铀矿物主要为铀石,少量沥青铀矿,以及部分含钛铀矿物,矿石普遍富含磷和钛。铀矿物与热液成因的胶状、团块状和莓状黄铁矿、铁白云石、赤铁矿等共生。这些特征表明,该矿床的工业铀矿化与热液作用关系密切。     

326铀矿床矿石成分、围岩蚀变及成因探讨

326铀矿床是我国重要的四大类型铀矿床之一花岗岩型铀矿床,位于南华活动带华夏褶皱带西侧。通过测定该矿床岩矿石矿物成分、研究围岩蚀变及其与铀矿化的关系,确认碱交代、赤铁矿化、绿泥石化、硅化和粘土化(高岭土化、伊利石化)与铀矿化关系密切。矿石中赋存的铀矿物主要有沥青铀矿、硅钙铀矿、硅铀矿、硅铅铀矿、铀黑、铜铀云母;伴生的金属矿物有闪锌矿、黄铁矿、白铁矿等,脉石矿物主要为石英、钾长石、斜长石、白云母、黑云母、白云石、方解石、磷灰石。在此基础上,探讨了该矿床成因机制:矿源岩为富铀黑云母二长花岗岩,岩浆、构造作用及围岩蚀变提供了热源并使铀活化、迁移、富集;由于成矿期围岩蚀变特别是碱交代和赤铁矿化,使储矿空间pH、Eh下降;同时,构造交汇开放空间发生减压降温作用,当富铀的氧化热液运移至该空间时使铀矿还原沉淀,从而形成铀矿床。     

相山火山盆地及邻区铀多金属成矿类型、成矿特征及控矿因素

相山火山盆地及邻区已发现的金属矿产不仅有铀矿,还有钨、锡、钼、铋、铅、锌、铜、铁和金等多金属矿产。依据成矿元素类型及共生组合特征,把铀多金属成矿类型划分为铀矿化、钨锡钼铋矿化、铅锌矿化、铜铁矿化和金矿化。依据成矿流体相对酸碱度和矿物组合特征,把铀矿化划分为碱性铀矿化、萤石-水云母型酸性铀矿化和微晶石英脉型酸性铀矿化。不同类型铀多金属矿化具有不同的矿石矿物组合;不同类型铀多金属矿化具有不同的蚀变组合,铀多金属矿化蚀变具有专属性。铀多金属控矿因素包括断裂构造控矿、岩浆岩控矿、热液蚀变控矿,富铀岩浆岩控制铀矿田空间分布,铀多金属矿与晚期酸性、基性岩脉时空关系密切;断裂构造与火山构造、花岗岩体侵入界面复合控制铀多金属矿床、矿体空间定位;铀多金属矿化严格受热液蚀变控制。     

黄铁矿与沥青铀矿的共生条件及在沥青铀矿形成过程中所起作用的实验研究

高价铁与高价铀混合溶液在还原场中形成了共生的黄铁矿与沥青铀矿,该过程必须在弱酸性-中性-碱性介质中进行,其中在弱酸性至中性介质中易形成大的黄铁矿单晶。高价铀溶液流经黄铁矿矿区时,若在高温高压条件下,有新生的黄铁矿或白铁矿与沥青铀矿共生。黄铁矿还原六价铀形成沥青铀矿时,起还原作用的是二价硫。赤铁矿常与沥青铀矿共生,但它们是热液演化过程中不同阶段的产物,赤铁矿形成于体系氧逸度高的氧化环境,沥青铀矿形成于体系氧逸度低的还原环境,赤铁矿形成于沥青铀矿之前。     

302铀矿床矿石中铀的存在形式及矿物组合特征

电子探针分析显示,302铀矿床矿石中铀的存在形式以独立铀矿物为主,少量呈类质同像赋存于钍石、锆石及金红石等副矿物之中。独立铀矿物以沥青铀矿为主,其次有铀石、铀钍石、钛铀矿等原生铀矿物和硅钙铀矿、钙铀云母、铜铀云母等次生铀矿物。铀矿石具有5种不同的矿物组合,这种矿物组合的多样性,反映了该矿床热液流体活动的长期性和复杂性,即成矿热液流体作用具有多阶段性,以及热液流体组成和成矿环境的多变性。与铀矿化相关的蚀变有硅化、赤铁矿化、紫黑色萤石化、黄铁矿化、方解石化、绢云母化及绿泥石化等。     

浙北张家坞铀矿床矿石特征及铀的赋存状态研究

浙北湖州—安吉地区位于赣杭火山岩带北西侧,中生代火山岩分布广泛,发育有一系列的中小型火山岩型铀矿(化)点。张家坞铀矿床是浙北地区最大的火山岩型铀矿床,本文通过详实的野外观察,结合光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和电子探针等测试技术,对张家坞铀矿的矿石特征和铀的赋存状态进行深入研究。结果表明,矿石呈现红色具流纹构造,整体表现为热液作用的特征,矿石以发育有金属矿物黄铁矿、赤铁矿、金红石和闪锌矿,非金属矿物玉髓、绿泥石、磷灰石、绢云母和方解石为特征。铀的赋存主要以独立铀矿物沥青铀矿和铀石为主,少量赋存在含铀副矿物中。铀矿物颗粒细小从核部到边部依次为沥青铀矿、"铀石化"成因硅含量偏高的铀石("高硅铀石")和正常铀石。矿石和脉石矿物特征表现出成矿时可能是张扭性的构造环境和高温迅速转变为中-低温的成矿环境。从矿体、矿石、矿物、围岩蚀变特征和成矿环境等角度,推测张家坞铀矿属于中-低温热液成因铀矿床。     

鄂尔多斯盆地北部铀矿床铀矿物赋存状态及富集机理

为了进一步深化铀矿物的富集机理.利用α径迹放射性照相、扫描电镜、电子探针等方法对鄂尔多斯盆地北部铀矿床中铀矿物的赋存状态进行了系统研究.发现该区铀矿物主要为铀石，少量沥青铀矿和含铀钛矿物.沉积-成岩期碎屑铀矿物赋存在碎屑颗粒内部，吸附在锐钛矿周围，为铀储层中预富集的铀.成矿期铀矿物大部分赋存在碎屑颗粒填隙部位，与黄铁矿、碳质碎屑相伴生，与石英颗粒及方解石胶结关系密切；部分吸附在包裹碎屑颗粒的蒙脱石薄膜上.另外发现了，沥青铀矿-赤铁矿-黄铁矿的矿物组合，以及硒铅矿（PbSe）和白硒铁矿（FeSe₂）与铀矿物相伴生，并伴有REE含量明显升高.分析得出，沥青铀矿形成于成矿早期，氧化酸性流体与还原碱性流体的过渡界面，偏向于氧化酸性一侧；而铀石主要形成于成矿晚期的还原碱性环境.双重铀源供给、丰富的还原介质、多源流体的耦合，局部的热液流体叠加改造，共同造就了鄂尔多斯盆地北部大矿、富矿的形成.      

诸广三九矿田石壁窝矿区主要铀矿物电子探针定年

诸广中段三九矿田是新近发现的花岗岩型铀矿田,然而该区缺少铀矿物原位定年研究。本次研究以矿田南部石壁窝矿区铀矿石中铀矿物为对象,通过光学显微镜、扫描电镜（SEM）、X射线能量色散谱仪（EDS）和电子探针（EPMA）等手段,开展了铀矿物的矿物学研究。研究显示,晶质铀矿主要赋存于黑云母中,常呈不同程度溶蚀或交代状与石英、蚀变绿泥石、蚀变长石等矿物共伴生;沥青铀矿分布较广,常与黄铁矿、赤铁矿、硅质细脉等伴生。电子探针U-Th-Pb化学定年法测得铀矿石中晶质铀矿年龄为161.7～128.7 Ma,计算其加权平均年龄为（149.0±6.2） Ma (MSWD=3.9,n=6);测得沥青铀矿年龄为108.8～90.5 Ma,计算其加权平均年龄为（97.7±1.7） Ma (MSWD=0.99,n=5)。测得的晶质铀矿U-Pb年龄与前人的花岗岩锆石年龄相近,沥青铀矿形成年龄明显小于花岗岩结晶年龄,显示区内铀成矿存在较大岩矿时差。     

华南古岩溶型铀矿床矿物学及其矿床成因意义

华南古岩溶铀矿床的矿物学特征为:表生矿物发育,原生成矿矿物少见;矿化脉体几乎没有;矿石中铀主要呈吸附状态,其次呈显微和超显微沥青铀矿存在。与古岩溶有关铀矿床则出现典型低中温热液矿物组合,矿化脉体期次分明,矿石中铀基本呈可见状沥青矿存在,沥青铀矿具有热液成因标型。鉴于该类矿床成矿前主岩溶为冷水成因,而热液成矿流体是与岩溶无关的体系,故属古岩溶热液叠造成矿      

相山铀矿田矿石有用共生组分研究

相山铀矿田是我国目前规模最大的火山岩型热液铀矿田,其发育碱交代型铀矿化和酸交代型铀矿化两种矿床类型。笔者通过对该矿田主要酸交代型铀矿床的物质组分研究,发现其矿石中富含Th、Mo、HREE、Y等多种有用组分,且含量普遍可达综合利用品位;有用组分主要以独立矿物、类质同像形式存在,主要赋存于铀矿体的矿化中心带富矿石中,与铀为同空间富集。因此认为,相山铀矿田酸交代型矿床的矿石中,Th、Mo、HREE、Y与铀密切相关,矿物具有共生关系;应重视Th、Mo、HREE、Y等有用组分的综合利用评价。     

相山铀矿田黄铁矿微量元素、硫同位素特征及其地质意义

相山铀矿田位于江西省境内的相山火山盆地中,是中国目前最大的火山岩型铀矿田。文章利用电子探针(EPMA)和激光剥蚀多接收电感耦合等离子质谱仪(LA-MC-ICP-MS)技术对矿田内几个典型铀矿床(居隆庵、河元背和沙洲矿床)中矿前期热液蚀变阶段形成的黄铁矿分别进行了微量元素及S同位素组成特征研究。研究结果表明,矿田内铀矿床中黄铁矿的Co/Ni比值主要介于2.00～6.00,支持其为热液成因。黄铁矿的δ34S值总体变化于+0.1‰～+16.2‰,但西部与北部铀矿床之间黄铁矿δ34S值存在显著差异:西部铀矿床(居隆庵、河元背)中黄铁矿δ34S值为+0.1‰～+8.4‰,介于矿田内新元古代基底变质沉积岩δ34S值(+7.9‰～+9.4‰)与壳源岩浆δ34S值(-5.0‰～+5.0‰)之间,暗示S可能来自基底变质沉积岩硫与围岩(流纹英安岩和碎斑熔岩)中硫化物的硫的混合;北部沙洲铀矿床中黄铁矿的δ34S值为+7.5‰～+16.2‰,与蒸发硫酸盐δ34S值相接近,表明硫的来源可能主要与矿田西北侧红盆内硫酸盐的热化学还原(TSR)相关,围岩(花岗斑岩)中的Fe2+在还原过程中发挥了重要作用。同时,热化学还原产生的H2S与围岩中的Fe2+进一步结合形成黄铁矿。铀成矿期含铀热液中的六价U(Ⅵ)与铀成矿前期形成的上述黄铁矿发生氧化还原反应,导致铀沉淀成矿。     

湖南水口山铅锌多金属矿田中铀的赋存状态及其共生矿物组合北大核心CSCD

共伴生铀资源的综合开发是近年来铀矿勘查的工作重点之一。湖南水口山铅锌多金属矿田中产有诸多铅锌多金属矿床,且这些矿床中均共伴生有一定规模的铀矿化,是开展共伴生铀资源综合开发的有利地区,但铀矿化的微观地质特征尚不清楚。基于此,本文在前人研究成果的基础上,通过α径迹蚀刻、扫描电镜-能谱分析和电子探针分析,对水口山矿田铅锌多金属矿床中的铀矿石开展了岩矿相学研究。结果显示,水口山矿田中铀矿石多具角砾状构造,铀主要以独立铀矿物(沥青铀矿和铀石)的形式存在,与石英、伊利石和黄铁矿共生,广泛分布在胶结物内,围绕早期硫化物及其氧化后的次生矿物生长,或切穿早期硫化物,少量沿微裂隙充填进入早期含黄铁矿硅质角砾中。铀矿化的产出特征及共生矿物组合揭示其应是铅锌矿化之后构造-热液活动的产物,矿质沉淀发生在还原、中性-弱酸性、低温环境中。结合前人研究成果,认为水口山矿田中的铀矿化具有一定的规模、较高的品位、成熟的开采利用条件,通过现有的地质工程,可实现对共伴生铀资源的综合开发。     

巴音戈壁盆地塔木素铀矿床紫红色铀矿石矿化特征

巴音戈壁盆地塔木素铀矿床是我国北方特大型砂岩型铀矿床,但矿化特征特殊,具有品位高、矿层多等特征,其矿床成因一直存在争议,亟需新的证据来破解铀矿化成因机制。项目组野外地质调查中,发现产于氧化带内的紫红色铀矿石,具有明显的热液改造的痕迹,是一种新类型的铀矿化。笔者通过岩矿鉴定、蚀刻径迹、电子探针等实验,系统分析了该地区紫红色铀矿石的矿物蚀变特征,并探讨了铀的富集成因。研究认为,塔木素紫红色铀矿石与热液蚀变关系密切,其蚀变带可划分为萤石脉带,紫红色含萤石胶结物带和灰白色高岭石化带;铀矿物主要呈分散吸附状与胶磷矿范围分布一致。该类型铀矿石是深部还原性富U、P热流体上移进入含矿目的层与氧化带弱碱性流体相互作用的产物,pH、Eh条件的改变造成U、P同时沉淀和富集。结合矿体地质特征分析,认为塔木素矿床为表生氧化流体和深部热流体相互作用下形成的具复合成因砂岩型铀矿床,表生氧化流体造成蚀源区和地层中的铀迁移并在氧化还原过渡界面富集沉淀,而热流体携带了深部铀源进入氧化带内形成富磷型铀矿石,这是造成塔木素矿床铀品位高且矿体多层的主要原因。     

居隆庵铀矿床酸碱交代叠合成矿特征

坑道地质观测和取样研究表明,居隆庵铀矿床不仅发育酸交代型铀矿化,也普遍存在碱交代型铀矿化,而且碱交代早于酸交代,酸、碱交代型铀矿化在空间上叠合形成富矿。碱交代型矿化蚀变矿物组合为钠长石-赤铁矿-绿泥石-碳酸盐;酸交代型矿化蚀变矿物组合为萤石-伊利石-绿泥石-磷灰石。碱交代型矿石铀主要以分散吸附状态存在;酸交代型矿石铀主要存在于沥青铀矿中,少量存在于钛铀矿、铀(钍)石中。碱交代型矿石具有富Na、低K含量和LREEHREE等特点,矿化指示元素组合为U、Sr、W、Y、LREE、Yb、Th;酸交代型矿石有富F、S、P,HREELREE等特点,矿化指示元素组合为U、P、Sb、W、Yb、Lu、Th、Y、HREE、Mo、Cd、Pb。     

四川盆地北部砂岩型铀矿床矿物学特征与矿床成因

本文基于对四川盆地北部砂岩型铀矿体地表露头和坑道伽玛强度测量、铀矿物特征分析,通过样品岩矿测试与鉴定、扫描电镜分析等手段,对铀矿床(点)铀矿石的铀品位、矿物组成、化学成分、结构构造和铀的存在形式进行了研究。结果显示,铀矿石为钙质胶结岩屑石英细-中粒砂岩,其中岩屑以变质岩为主,含有火山岩和花岗岩碎屑,反映铀成矿物质来源于米仓山基底花岗岩和下震旦统铁船山组火山岩;铀矿物主要是铀石,少量沥青铀矿;铀矿石具交代结构,反映了铀矿床的后生富集成因。     

四川盆地北部砂岩型铀矿成矿作用与成矿模式及对找矿方向的启示

四川盆地北部是中国重要的砂岩型铀矿成矿带之一。虽然大量学者对已探明铀矿成矿作用等方面开展了研究,但砂岩型铀矿成因至今仍存在较大的分歧。此外,现阶段对与铀成矿有关的热液性质与来源、如何造成铀的叠加富集等方面研究不足,尤其是对红色含铀方解石脉形成机制及红色铀矿石中铀矿物与赤铁矿、方解石的内在成因关系仍有待深化认识。因此,文章全面收集前人研究资料,系统总结了川北砂岩型铀矿化特征与主要控矿因素,在沉积成岩富集成矿的基础上,提出与铀成矿有关的热液为富CO₂的含烃盆地热卤水,当其通过断裂及不整合面运移时,随着热液pH值上升及Eh值的增高,容易造成CaCO₃、Fe(OH)₃先后沉淀与铀酰离子卸载,形成含铀红色方解石脉与红化铀矿石,进而建立了川北砂岩型铀矿沉积成岩铀重新分配与热液叠加改造两阶段成矿模式,指出干旱-半干旱背景下的局部相对潮湿环境下的河道沉积建造与断裂构造叠合位置是富矿形成的有利部位,为该区砂岩型铀矿找矿提供方向。     

若尔盖铀矿田成矿地质条件及资源潜力分析

若尔盖铀矿田是中国重要的碳硅泥岩型铀矿产地,位于南秦岭铀成矿带西段。矿床群产于下志留统羊肠沟组、塔尔组和拉垅组一套浅变质硅-灰岩系中,并严格受岩性、构造和地球化学环境控制。本文在前人勘查和研究工作的基础上分析了矿田铀矿地质特征、成矿地质条件、成矿机理和铀资源前景,并重点对铀矿石的常量元素、微量元素、稀土元素、铀-钍配分和矿物硫、氢、氧同位素特征进行了研究。初步认为:与铀矿化密切相关的硅质岩生成于热水沉积环境,成矿早期的沉积、变质作用形成了相对广泛的初始铀富集,成矿中、晚期在特定的物理-化学环境下,以大气降水为主源的中低温成矿流体对围岩和初始铀富集体进行了强烈改造,最终形成了以热液改造型为主的工业铀矿化。成矿物质主要来自围岩和初始铀富集体,而部分壳幔含矿物质的介入和岩浆岩的热贡献对铀的后期富集成矿及加大成矿深度起到一定作用。矿田U-Pb同位素年龄测定结果具有多达近10组的铀成矿期,从而增加了矿田的铀成矿几率和铀矿的富集程度。资料分析显示,虽然该区资源/储量规模已达大型铀矿勘查基地条件,但其资源前景和发展潜力远未查明,建议应适时开展系统勘查,以最大限度地开发其资源潜力。     

相山铀矿田铀源的地球化学证据

相山矿田矿石、沥青铀矿及伴生的黄铁矿的铅同位素具有明显的异常铅特征，成矿物质源区年龄为140Ma，与该区碎斑熔岩的年龄一致，说明铀源系由火山岩提供。矿石中U、Th、Mo、P的分布特征显示成矿铀源来自围岩。水-岩反应的模拟实验结果表明，铀成矿热液可以由本区火山岩与地下水在成矿期地质地热背景条件下的相互作用产生。