鄂尔多斯盆地纳岭沟地区直罗组砂岩粘土矿物特征及初步对比研究

纳岭沟铀矿床位于鄂尔多斯盆地东北部,含铀岩系为中侏罗统直罗组。文章通过薄片鉴定、扫描电镜、X射线衍射 等分析测试手段,对纳岭沟地区直罗组砂岩粘土矿物的镜下特征、成分及含量进行了系统的观察和研究,探讨了直罗组砂 岩粘土的矿物特征,并初步与伊犁盆地及二连盆地做了对比。研究表明,纳岭沟地区直罗组砂岩的粘土矿物主要为蒙皂 石,其次为高岭石、绿泥石,少量伊利石 。蒙皂石与高岭石存在相互转化现象,部分绿泥石由蒙皂石和高岭石转化而来, 成岩过程中蒙皂石并未大规模自发的向伊利石转化。砂岩的粘土总量较高,与伊犁盆地相比,富含蒙皂石,高岭石含量较 低,粘土矿物的吸附能力较强。在直罗组砂岩的成岩过程中,粘土矿物的吸附作用为直罗组富集了大量的铀,这是鄂尔多 斯盆地东北部地区能形成众多铀矿床乃至超大型铀矿床的重要条件。     

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。     

鄂尔多斯盆地东北部直罗组砂岩岩石学特征与铀矿化关系研究

该文通过薄片鉴定、扫描电镜等手段,结合分析化验数据,分别对鄂尔多斯盆地纳岭沟地段和大营地段直罗组下段 砂岩碎屑及填隙物的成分、含量及微观结构特征进行对比研究,确定微观特征差异并初步探讨差异原因,建立其与铀矿化 的关系。研究表明,纳岭沟地段与大营地段,在碎屑成分和填隙物方面均存在一定的差异。纳岭沟地段碎屑含量高,而胶 结物及粘土含量较低,这一方面表明纳岭沟地段相比大营地段更靠近物源,长石风化程度相对较低;另一方面,由于目的 层埋深不同而导致的成岩强度的差异也是造成岩石微观特征差异的重要原因。基于对含矿砂岩微观特征的研究,笔者认为 纳岭沟和大营地段与东胜皂火壕地段经历了基本相同的铀成矿作用,大致可分为早期主成矿和后期再改造两个阶段。造成 绿色调砂岩的主要原因是由于后期油气还原蚀变而形成的绿泥石。在成矿过程中,方解石与铀矿物的沉淀有着密切的联 系。这为下一阶段东胜西北部地区铀矿勘查预测提供了理论依据。     

鄂尔多斯盆地北部纳岭沟铀矿直罗组含铀岩系蚀源区识别

【研究目的】纳岭沟铀矿是鄂尔多斯盆地北部最重要铀矿床之一,识别其含铀岩系物源区对于深化成矿作用和找矿预测具有实际意义。【研究方法】笔者通过岩石学、重矿物学、地球化学和沉积相分析等方法,识别了纳岭沟铀矿床中侏罗统直罗组含铀岩系的蚀源区。【研究结果】含铀岩系岩石类型主要为中粗长石砂岩,碎屑成分有长石、石英、黑云母和花岗岩岩屑、变质岩岩屑等,分选中等至差;碎屑多呈棱角状、次棱角状,少数为次滚圆状,磨圆度差至中等。重矿物分布极不均匀,呈棱角状、次棱角状、次滚圆状,磨圆度差至中等;ZTR(锆石+电气石+金红石)指数2%～10%。电气石、尖晶石、锐钛矿、角闪石、碳硅石等呈集簇状分布;碎屑锆石延长系数主要为1～2.2,其次2.2～3.2。稀土元素球粒陨石配分曲线形态相似,ΣREE值104.75×10^-6～283.86×10^-6,LREE/HREE值0.13～0.47,La/Yb值9.60～32.66,元素含量变化幅度大。纳岭沟地区含铀岩系砾质、砂质辫状河沉积相由矿区北东方向至南西方向延展,与高厚度砂体、高含砂率砂体分布规律一致。【结论】纳岭沟铀矿直罗组含铀...     

鄂尔多斯盆地北部直罗组砂岩重矿物分布特征及其指示意义

近年来,鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿资源评价取得了较大进展,关于找矿目的层物源和铀源的问题长期以来备受关注.运用重矿物综合分析方法,探讨鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿赋矿层直罗组碎屑物质来源和成矿铀源.结果表明,研究区内直罗组的重矿物组合主要为石榴子石+锆石+绿帘石+黑云母+尖晶石,其次包含少量磷灰石、榍石、金红石、角闪石、电气...     

鄂尔多斯盆地东胜地区直罗组砂岩的地球化学特征与物源分析

沉积岩物源分析对揭示盆地砂体展布、物质组成、储集层性质及砂岩型铀矿床铀源等科学问题具有重要的意义。对取自鄂尔多斯盆地东北部8个钻井中的中侏罗统直罗组砂岩进行了详细的岩石学和地球化学研究,试图鉴别岩石的源区和形成的构造环境。研究表明,砂岩以中粗粒杂砂岩为主,其w(SiO₂)值及w(Al₂O₃)/w(SiO₂)值中等到较高,w(K₂O)值相对较高,Fe₂O₃、MgO、TiO₂含量较低,暗示碎屑物质的富长英质、贫镁铁质特征。Nb、Ta、Ti、P等不活动元素的强烈亏损和K、Rb、Sr、Ba等LILE的富集,共同指示源区具有明显的俯冲带的特征;而w(TFe₂O₃+MgO)-w(TiO₂)、w(TFe₂O₃+MgO)-w(Al₂O₃)/w(SiO₂)、w(Th)-w(Sc)-w(Zr)/10、w(Th)-w(Co)-w(Zr)/10等判别特征则表明砂岩源区岩石可能形成于大陆弧-活动大陆边缘环境。而且,在球粒陨石标准化分配模式中,LREE强烈富集,HREE无明显分异、有着较平坦的曲线,Eu无异常或表现为弱的正、负异常;在PAAS标准化曲线中,轻重稀土均无明显分异,仅Eu表现为明显正异常。本区直罗组砂岩与华北北缘显生宙闪长岩-花岗闪长岩有着很强的亲缘性。     

鄂尔多斯盆地东北部纳岭沟铀矿床元素地球化学特征及其地质意义

纳岭沟铀矿床位于鄂尔多斯盆地北部,是我国目前已发现的可地浸砂岩型铀矿床之一。其受古层间氧化带控制,呈板状产于中侏罗统直罗组下段辫状河砂体中。笔者从元素地球化学分析入手,通过对不同蚀变砂岩的地球化学特征进行对比,认为蚀变砂岩主要化学成分的变化受成岩作用、水-岩作用,以及油气二次还原作用等影响,并且有机碳含量在矿化砂岩中较高,说明铀矿化与有机质关系密切。矿化砂岩中的微量元素相对富集或亏损明显,可能与成岩后期(热液)的改造作用有关。蚀变砂岩均表现出壳型花岗岩的微量和稀土元素特征,LREE相对富集,说明盆地北部的阴山、大青山古陆壳富铀花岗岩体是直罗组的主要物源。此外,δEu和δCe特征也表明纳岭沟铀矿床是在弱氧化-弱还原过渡性环境下形成。这些特征可作为找矿勘探的重要指示或标志。     

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床后生蚀变成因及其与铀成矿的关系

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床是中国近期落实的又一特大型铀矿床,为古层间氧化带砂岩型铀矿床。根据蚀变作用与成矿作用的关系,建立了新的古层间氧化带砂岩型铀矿床后生蚀变分类方法,即将其划分为控矿蚀变、成矿蚀变和保矿蚀变3类。分别从垂向上和平面上分析了后生蚀变的空间分布规律,剖面自下而上整体表现为保矿蚀变-成矿蚀变-控矿蚀变的垂向序列;平面上重点分析了氧化砂体厚度、氧化砂体百分率、氧化砂体底埋深、氧化砂体底标高等参数特征。     

鄂尔多斯盆地纳岭沟地区铀矿物赋存形式研究及其地质意义

纳岭沟铀矿床位于鄂尔多斯盆地东北部的伊陕单斜构造区,该区含矿主岩为中侏罗统直罗组下段下亚段。本文通过电子探针、能谱及背散射分析等方法,详细研究了该区目的层砂岩的铀矿物类型及其赋存形式,并对其矿物组合特征及期次等进行了探讨。结果表明纳岭沟地区铀矿物主要为铀石,还有少量的含钛含铀矿物、沥青铀矿、铀钍石等。铀矿物与黄铁矿、蚀变钛铁矿、锐钛矿/白钛石、粘土矿物等密切共生,呈毛刺状或微细柱状产于矿物边缘,或呈粒状产于黑云母解理缝中,另外也见产于碎屑颗粒中。结合电子探针及背散射分析,对蚀变黑云母解理缝中黄铁矿及铀石成因、以及蚀变钛铁矿与铀特殊关系进行了初步探讨。另外该区存在高Y和低Y元素两种铀石类型,沥青铀矿可能为原铀矿物蚀变残留,结合矿物蚀变期次,初步认为该区含铀砂岩至少遭受两期不同成矿流体作用,多源流体耦合成矿可能是砂岩型铀成矿的重要机制之一。     

鄂尔多斯盆地北部环河组与直罗组物质组分及地球化学特征差异研究

正近年来,利用砂岩/泥岩岩石地球化学在判别岩石形成时的大地构造背景、盆地物源及物源区构造背景等方面取得了许多显著成果,为认识盆地及源区的性质与演化提供了新的视角。碎屑沉积物地球化学组成特征可以有效地揭示其物源区类型、风化条件和构造背景(Taylor and McClennan,1985;Mclennan and Taylor,1991;刘朱睿鸷等,2020;     

鄂尔多斯盆地纳岭沟地区含铀目的层岩石矿物学特征及其对成岩作用、物源等方面的指示

纳岭沟铀矿床位于鄂尔多斯盆地东北部伊陕单斜构造区,其成矿主岩为中侏罗统直罗组下段下亚段.通过野外地质调查、岩芯编录,结合岩矿鉴定、X-衍射、电子探针及扫描电镜等方法,详细研究了该区目的层砂岩碎屑组分、结构及矿物蚀变特征,并初步探讨了其物源及源区构造背景、砂岩绿色成因、成岩作用等特征.结果表明纳岭沟地区含铀砂岩类型以长石岩屑砂岩为主,其成分及结构成熟度均较低,成岩作用较弱,表现为弱压实作用、胶结作用、溶蚀作用以及部分重结晶作用.大量在粒表呈薄膜状及粒间充填的绿泥石等粘土矿物是砂岩呈绿色调的主因.物源可能来自于盆地北缘阴山造山带的太古宙—元古宙变质岩系以及显生宙岩浆岩.其蚀变矿物组合及期次为草莓状黄铁矿—自生高岭石—绿泥石薄膜+粒间绿泥石—铀石+细分散/脉状黄铁矿—亮晶方解石—方解石脉,其成岩环境经历了弱酸性—酸性还原—弱酸弱碱/氧化还原过渡阶段—碱性还原阶段,而砂岩型铀矿的形成与氧化还原—酸碱性过渡成岩环境变化密切相关.     

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床铀矿物特征与形成机理

纳岭沟铀矿床位于鄂尔多斯盆地北东部,是我国近年发现的一个特大型砂岩铀矿床,铀矿体赋存于中侏罗统直罗组下段河流相砂体中,受古层间氧化带控制,呈板状。铀矿物主要为铀石、沥青铀矿和钛铀矿,其中铀石是最主要的铀矿物。沥青铀矿中w(CaO)较高;铀石中w(UO_2)偏低、w(SiO_2)偏高,w(UO_2)/w(SiO_2)达到1:1.29,远低于正常值;钛铀矿则呈现U低Ti高的特点。根据各铀矿物的形成、富集机理,认为纳岭沟铀矿床在古层间氧化发育阶段赋矿砂体属于酸性环境,SiO_2活度较低,形成铀矿物主要为沥青铀矿。始新世晚期及以后,氧化作用不发育,赋矿砂体被二次还原,岩石地球化学环境由酸性转变为弱碱性,SiO_2活度增大,使早期阶段形成的沥青铀矿转变为铀石。钛铀矿主要是在氧化—还原作用下由含铀溶液中的铀(UO_2~(2+))交代重矿物—钛铁矿中的Fe2+而形成。     

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床目的层岩石学及铀存在形式

中侏罗统直罗组下段下亚段是纳岭沟铀矿床的主要含矿层位,该层段发育辫状河沉积体系,砂体连通性、渗透性好,富炭屑、黄铁矿等还原质,具有良好的铀成矿条件。本文通过显微镜下观察、X射线衍射分析、扫描电镜等分析测试手段,对纳岭沟铀矿床直罗组下段下亚段砂岩岩石学特征进行研究,观察含铀矿目的层砂岩中的蚀变现象及蚀变矿物特征,探究黏土矿物、黑云母等矿物的蚀变转化关系。通过α蚀刻径迹、电子探针实验等分析测试手段,对纳岭沟铀矿床铀矿物的成分类型和存在形式进行探究。探讨含铀矿层砂岩岩石学特征与铀矿物存在形式之间的关系,发现纳岭沟铀矿床铀的富集、赋存形式、成分类型与含矿砂岩中的矿物蚀变转化中的物质交换密切相关,纳岭沟铀矿床铀成矿是受古层间氧化带控制,叠加了后期热液流体改造作用的结果。     

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床岩石学、矿物学特征及其对铀成矿作用的指示意义

对砂岩型铀矿床各地球化学分带中砂岩的岩石学、矿物学特征进行对比分析,对于探索铀成矿过程具有重要意义。前人对纳岭沟铀矿床砂岩的矿物学特征做了一定的研究,但是对铀成矿过程中各伴生矿物之间的相关关系及其地质意义的认识相对薄弱。本文通过对鄂尔多斯盆地北东部纳岭沟铀矿床不同地球化学分带中砂岩进行岩相学分析、X衍射分析以及碳酸盐C—O同位素分析,建立了各矿物之间的相关关系,根据矿物之间的相关关系来反演成矿过程中目的层砂岩地球化学环境变化的过程。镜下鉴定结果表明纳岭沟铀矿床砂岩主要为长石岩屑砂岩;全岩碳酸盐胶结物的碳同位素组成范围为-20.6‰～-3.8‰,根据碳酸盐胶结物的氧同位素反演的碳酸盐胶结物形成时期的流体为大气降水和海水,表明碳酸盐胶结物的形成与有机质、大气降水中以及深部海相碳酸盐的溶解有关;矿物之间的相关关系表明在成矿过程中目的层砂岩经历了三个阶段的地球化学环境的变化:层间氧化过程中的酸性氧化环境阶段、氧化还原过渡带的碱性弱还原环境阶段以及晚期的碱性强还原环境阶段。本文的研究对深入认识铀成矿过程中地球化学环境的变化具有重要的意义。     

鄂尔多斯盆地南部直罗组砂岩的孔渗性特征及其控制因素

鄂尔多斯盆地南部中侏罗统直罗组的铀成矿条件与盆地北部相似,有形成富大砂岩铀矿的可能性．但较低的渗透性却成为制约盆地南部某些地区成矿的不利因素。分析了研究区内直罗组砂体的物性变化规律,深入讨论了成岩作用对该区直罗组砂岩物性起控制作用,为下一步铀成矿预测提供依据。     

鄂尔多斯盆地罕台庙地区中侏罗统直罗组下段下亚段还原性与铀成矿关系

通过对鄂尔多斯盆地罕台庙地区中侏罗统直罗组下段下亚段地层还原性的地质参数进行统计,发现该地层的还原性强弱与铀矿体的厚度、品位和平米铀量具有一定的关系。地层还原性较强或较弱,均不利于铀富集,仅在适当范围内,才有利于富铀矿体的形成,才能使铀矿体的厚度、品位和平米铀量达到最大值。因此,地层或砂体的还原性研究,对铀矿体的精确空间定位具有显著的指导性作用。     

鄂尔多斯盆地乃马岱地区直罗组砂岩元素地球化学特征及其地质意义

鄂尔多斯盆地东北部乃马岱地区直罗组具有良好的铀矿资源赋存条件,探讨源岩物源属性对探索铀矿成因具有重要意义.为了查明其物源条件和构造地质背景,笔者基于对乃马岱地区直罗组铀矿地质特征的认识,通过开展X衍射、质谱仪测定等实验分析了乃马岱地区含铀岩系直罗组地球化学特征,结果表明:(1)主量元素具有中SiO2和Al2O3含量高的特点,大部分主量元素在各类样品中的质量分数差别不大,唯有Fe2O3、FeO和P2O5在存在较大的波动;(2)直罗组砂岩微量元素含量从Rb到Lu总体呈逐渐减小趋势,部分出现不同程度的异常现象,其中直罗组砂岩中Th和U含量差异最为明显;(3)直罗组砂岩总体具有轻稀土富集、重稀土亏损的特点.基于元素地球化学特征的分析对其源岩沉积古环境和源区构造背景进行探讨,取得以下认识:(1)乃马岱地区直罗组砂岩沉积古气候为半湿润-湿润气候,沉积古水体具有总体偏氧化和淡水-微咸水环境;(2)直罗组沉积构造背景主要为大陆岛弧,与活动大陆岛弧边缘也有一定关联.源岩主要为花岗岩,其次为中性斜长岩,其物源可能主要来自盆地北部大青山-乌拉山和阴山地区.     

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床绿泥石特征及地质意义

纳岭沟铀矿床位于鄂尔多斯盆地北部,具有明显的后期热液作用的特征,矿体空间展布主要受控于绿色-灰色砂岩的过渡界面,与绿泥石化的蚀变砂岩关系密切。通过对纳岭沟铀矿床不同颜色砂岩中的绿泥石进行详细的岩相学研究和电子探针化学成分分析,依据绿泥石的成因与共生矿物的关系,识别出绿泥石主要的3种类型:填隙物型绿泥石,片状与黄铁矿共生型绿泥石以及黑云母蚀变型绿泥石;同时通过绿泥石的Fe-Si图解确定了纳岭沟铀矿床不同颜色砂岩中的绿泥石主要为铁镁绿泥石和密绿泥石。根据Al/(Fe+Mg+Al)-Mg/(Fe+Mg)的关系图解确定出不同颜色砂岩中的绿泥石具有铁镁质流体和泥质两种来源,通过绿泥石中主要阳离子与镁的关系图解和计算得出的绿泥石形成温度共同确定出绿泥石是多期次的中低温热液流体作用的产物。综合研究表明,纳岭沟铀矿床的绿泥石形成至少经历了温度稍高的还原性流体和温度稍低的氧化性流体等两个期次的流体作用,稍高温的还原性流体与成矿关系更为重要。与绿泥石形成有关的热液流体作用不仅带入了部分铀,还促进了铀的活化和运移。