内蒙古东胜大型砂岩型铀矿床稀土元素地球化学研究

东胜砂岩型铀矿位于鄂尔多斯盆地北部,矿化受灰绿色砂岩控制,不同于典型层间氧化带成矿模式。在前人研究的基础上,本文系统的总结了该铀矿床的稀土元素地球化学特征,讨论了水-岩反应过程中稀土元素地球化学行为。对围岩、矿化砂岩及铀矿石的稀土元素组成、关系及成因研究发现REE与U呈正相关性,对铀矿化具有指示意义,各类岩石稀土配分曲线形态相似但又存在差异,说明它们沉积成岩环境相同,形成不同品位铀矿体的流体具有不同来源和演化过程。元素等位线研究表明,稀土元素在不同成矿过程表现出不同的活动性,总体可以划分两个过程,一是低品位铀矿石的形成过程,稀土元素活动性较弱;一是高品位铀矿石的形成过程,稀土元素活动性明显增强。结合Ce、Eu异常和REE活动性特征,认为区内铀矿化流体以具低温及偏碱性特点的地下水为主,REE主要以[REE(CO_3)_3]~(3-)的形式迁移,pH、Eh及温度压力的降低是导致U和REE沉淀的重要因素。     

内蒙古东胜铀矿区后生蚀变的稳定同位素特征及其地质意义

近十几年来,在鄂尔多斯盆地北部伊盟隆起东胜及其以西杭锦旗一带,相继发现了东胜等系列大型-特大型砂岩铀矿,目前已成为中国砂岩铀矿发现潜力最大的地区。矿床的主要特征是矿体受直罗组砂岩绿色蚀变带控制;同时,在容矿层及其附近伴生有砂岩白色化、后生碳酸盐化及方解石脉、黄铁矿化等蚀变现象。通过后生蚀变的C、H、O、S等稳定同位素方面研究、示踪和探讨了蚀变的形成过程和成因及其与铀矿化的关系。镜下特征显示,铀矿石中存在的大颗粒结核状黄铁矿与铀矿物共生,两者为同时期的产物;该类样品S同位素表现为较大的负值,表明硫质来源的微生物作用特征明显;与盆地内可能提供硫源的直罗组煤屑、延安组煤层、延长组和延安组原油、上古生界煤系地层等有机S同位素对比,发现铀矿与上古生界煤系烃源岩的有机硫源关系密切。延安组顶部大规模白色化砂岩的高岭石H、O同位素表明,其成因与低温热液作用有关;容矿层后生方解石C、O同位素表明,其形成主要是有机质作用提供了碳源,且其碳质来源主要为上古生界气源岩,而与奥陶系及延长组油气的碳源无关。后生作用流体包裹体的测温及其H、O同位素组成表明,成矿流体以低温的大气降水为主,且与上古生界天然气一起形成低温热液的气-水混合流体;正是这一特点的流体作用形成了本区与铀矿化关系密切的上述各类后生蚀变现象。各类后生蚀变的稳定同位素特征表明,东胜铀矿床形成过程中存在后生低温热液和油气还原改造作用两大特点。本次研究结果为东胜铀矿区的成因认识提供了证据。     

内蒙古东胜砂岩型铀矿后生成矿与油气关系

发育于内蒙古鄂尔多斯盆地北部中侏罗统直罗组辫状河相杂砂岩体内的砂岩型铀矿,有一系列较为特殊的与放射性铀成矿有直接或间接关系的成矿地质现象:绿色化蚀变带、漂白退色化带、二次胶结钙化砂岩团块及钙化砂岩断续层与“钙化木”后生蚀变现象;在与铀矿化和与油气的关系认识上存在一定分歧.初步分析了它们的形成、成因及与铀成矿的关系及其找矿意义.     

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。     

砂岩型铀矿集聚区成矿背景与成矿条件——以东胜砂岩型铀矿床为例

成矿大地构造背景、盆地形成地质环境及其盆地类型、后期构造改造等是砂岩型铀矿形成前提条件;砂岩型铀矿主要受外生沉积条件、后成水文条件及物理化学环境制约;以东胜大型砂岩型铀为例,对砂岩型铀矿成矿机制与演化、铀矿床空间分布特点及规律等方面进行讨论;探讨了鄂尔多斯盆地地质背景、成矿条件、矿床地质特征、控矿因素及成矿作用,提出砂岩型铀矿成岩、后生、低温热液成矿阶段形成的特态相矿物群,论述了低温成矿作用的矿物学及物理化学证据,认为东胜大型砂岩型铀矿具有沉积预富集-古层间氧化淋滤-后生二次还原与交代的成因特征.     

鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿成矿作用和前景分析

鄂尔多斯盆地为我国大型油气、煤炭和铀多种能源矿产产出盆地。新世纪以来铀矿成矿理论技术研究和勘查取得了系列重大突破,对推进砂岩型铀矿找矿具有重要意义。文章概要分析了鄂尔多斯盆地的构造沉积演化9大阶段、基本特征及其区域控矿作用;从全盆尺度论述了砂岩型铀矿的时空分布特征;阐述了盆地东北部地区、西缘宁东地区、西南部国家湾地区、东南部店头地区的铀矿化特征,在此基础上提出了该4片地区砂岩型铀矿的成矿模式,对找矿实际发挥了重要的指导作用;最后,基于矿床模型综合地质信息预测技术,对全盆地不同找矿层位的铀成矿远景进行了定量预测,为后续找矿提供了依据。     

鄂尔多斯盆地东胜地区砂岩型铀矿成因探讨

鄂尔多斯盆地是一个铀、煤、油、天然气共存的沉积盆地。通过电子探针、流体包裹体测温、扫描电镜、偏反光显微镜、煤的微量元素等方法综合分析,认为盆地北部东胜地区的侏罗系砂岩型铀矿属于与天然气还原有关的低温热液型铀矿床,其证据有:1铀石主要分布于充填在孔隙中或微裂缝内的黄铁矿晶体中,其次充填在伊/蒙混层中和钾长石溶孔内的黄铁矿中。2铀石中UO2约占70%,SiO2约为18%,另有极少量的Fe、Ca、Se、Pb、Cr、Ti等伴生元素。3包裹体流体势显示盆地中部的天然气向北东方向运移并大量散失,出现大量被漂白的砂岩;盆地内主砂体展布方向与流体运移方向一致。4天然气包体中见石盐子晶,砂岩胶结物和矿物表面见较多细小盐粒,次生包裹体温度多在140～170℃。5富含黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等低温热液矿物;具有水热蚀变现象(碳酸盐化、硅化、水云母化、黄铁矿化等)。6燕山运动期间岩层进入表生成岩阶段,利于富氧的地表水和来自地层深部的低温热液进入砂岩中,可见褐铁矿溶蚀、重晶石充填于钾长石溶蚀孔现象。     

鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿后生蚀变地球化学研究

通过鄂尔多斯盆地皂火壕地区直罗组矿化蚀变砂岩中微量元素及U含量的配分特征分析认为,矿化砂岩与油气还原蚀变砂岩具有基本一致而且为V、Mo、Re、Tl变价微量元素和Ca、Ba、Sr所组成的元素组合.     

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。     

松辽盆地钱家店砂岩型铀矿床含矿岩系组成特征与铀成矿作用*

松辽盆地钱家店砂岩型铀矿床自勘查以来不断获得重大发现,已成为超大型铀矿床。该区矿床地质特征、成矿特点有过不少报道,但就其含矿建造的详细岩石学特征(蚀源区母岩)及有利的成矿条件等还需要随着研究程度的加深不断完善。铀矿的成矿作用包括导致铀元素集中形成铀矿的各种地质作用,其中,铀含量高且容易析出铀的源岩是铀成矿的物质基础,后期的氧化—还原、矿化蚀变是铀矿形成的关键。作者主要利用微观实验分析的方法,通过对钱家店砂岩型铀矿床赋矿岩石岩石学特征的详细分析,提出了矿层岩性主要为中—细粒长石岩屑砂岩、细粒长石岩屑砂岩和含泥砾砂岩和砂砾岩等,并且石英和长石总量与岩屑含量相近,岩屑主要以流纹岩、流纹质凝灰岩为主,次为粗面岩、正长细晶岩、花岗岩、花岗斑岩、安山岩、硅质岩和泥岩等。后生蚀变碳酸盐化、高岭石化较为普遍,局部强烈,其次黄铁矿化、氧化铁化,偶见重晶石化。常见深部油气渗入在赋矿层中出现油渍、油斑、溢散晕圈,共生黄铁矿莓球群及微细粒黄铁矿聚晶。铀的存在形式为铀矿物(沥青油矿、铀石)和吸附状态。分析了多成因—多阶段成矿模式,即沉积预富集阶段—层间渗入成矿阶段—油气改造富集成矿阶段—油气还原护矿阶段。     

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。     

鄂尔多斯盆地南缘店头铀矿床矿化特征及其与东胜铀矿床对比

店头铀矿床是产于中侏罗统直罗组下岩性段顶部褪色蚀变带与灰色砂岩过渡部位的砂岩型铀矿,矿化严格受褪色蚀变带与灰色岩石界线的控制,矿体形态呈似层状,矿石中铀矿物主要为铀石,并出现一套黄铁矿-黄铜矿-方铅矿-闪锌矿低温热液矿物组合,同时发现少量硒铅矿。铀成矿年龄为98～110Ma1,41.8±9.3Ma,51.0±5.8Ma。通过对店头铀矿床与东胜铀矿床主要特征研究,店头铀矿床的铀成矿地质背景和铀矿化特征与东胜铀矿床较为相似,两个矿床可以对比。但也存在较为明显的差异,店头铀矿床岩石成岩程度较高,东胜铀矿床则较低;店头铀矿床油气显示以中质油为主,而东胜铀矿床以天然气为主。店头铀矿床同东胜铀矿床主要形成于盆地由成盆坳陷向隆升剥蚀转变的过程中(K1末—N2),铀成矿作用由早期渗入层间氧化或层间—潜水氧化作用为主导,转变为晚期深部渗出的含油、气低温热液与地表渗入含氧含铀水相互作用改造、叠加富集铀成矿作用。第三纪晚期之后不再有新的铀矿物生成,主要存在逸散油、气的还原保矿作用。     

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。     

鄂尔多斯盆地东胜铀矿床成矿特征与成矿模式

东胜铀矿床产于中侏罗统直罗组下段的辫状河道沉积砂体中,铀矿体受灰色砂岩与灰绿色砂岩的接触带控制。灰绿色砂岩的化学成分中硅酸盐矿物二价铁含量高是该类型砂岩呈现绿色的重要原因。在矿物组成上,灰绿色砂岩主要表现为粘土矿物总量高,特别是绿泥石含量高。岩石学、矿物学和地球化学的证据表明,东胜铀矿区存在后生还原作用。灰绿色砂岩是控矿的古氧化岩石遭受还原性流体改造的产物,后生还原作用掩盖了古氧化蚀变带,并在一定程度上起到了保矿作用。东胜地区后生还原作用在时间上和成因上与河套断陷盆地的产生和形成具有密切联系。铀在矿石中主要呈铀矿物和吸附形式存在。通过电子探针和X射线粉晶分析鉴定,确定东胜铀矿床矿石中的主要铀矿物为铀石,并含有少量钛铀矿和沥青铀矿。富矿石样品中铀石单矿物的铀铅同位素年龄集中分布于20~10 Ma之间。通过研究,建立了鄂尔多斯盆地东胜铀矿床的“多阶段铀成矿模式”,即“成岩期预富集层间渗入成矿再改造富集油气还原保护”的多阶段、多成因流体长期富集改造的铀成矿模式。     

内蒙古哈达特陶勒盖铅锌银多金属矿成矿地质特征及其成因

论述总结了内蒙古哈达特陶勒盖铅锌银多金属矿区的矿床特征,分析了区域地层、构造、岩浆活动与铅锌银多金属矿的关系。通过对矿体氢、氧、铅、硫等同位素的研究,认为成矿流体早期主要以岩浆水为主,后期混入了较多大气降水;该矿床成矿作用早期阶段形成的硫化物,其物质来源与深源岩浆热液活动有关,而中期和晚期阶段产出的硫化物是岩浆热液对容矿围岩进行蚀变交代或与大气降水相混合的产物,银、铅、锌成矿作用是燕山期构造-岩浆活动的重要组成部分,是中酸性岩浆作用的继续和发展,该矿床属中高温热液充填交代型矿床。     

内蒙古阿尔哈达铅锌矿床构造控矿规律及深部成矿预测

阿尔哈达铅锌矿床是内蒙古二连浩特—东乌珠穆沁旗多金属成矿带中的代表性矿床之一,矿体主要赋存于安格尔音乌拉组中,呈脉状、透镜状产出,受北西向断裂控制。成矿期断裂发生多次构造活动,形成不同的矿物组合,可划分为石英-毒砂-黄铁矿阶段(Ⅰ)、贫硫化物-石英阶段(Ⅱ)、多金属硫化物阶段(Ⅲ)及少量方铅矿-萤石-方解石阶段(Ⅳ)4个成矿阶段。控矿断裂以左行正断层的运动方式为主,剖面上断裂产状较陡部位、平面上断裂走向偏西部位是矿体产出的有利地段。蚀变带厚度、厚度×品位及矿体厚度高值中心与断裂面产状变化部位基本一致,表明断裂面产状变化地段是矿体赋存及矿化富集的有利位置。矿化富集规律显示矿体与蚀变带均具有向南西侧伏的趋势,表明矿区深部仍有一定成矿潜力。在详细地质调查基础上,结合矿化富集规律,利用数值模拟技术对阿尔哈达铅锌矿床I号矿脉两侧及深部进行成矿远景评价和矿体定位预测,共圈定了6处进一步找矿靶区。     

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。     

巴什布拉克含铀地沥青铀矿床矿化特征和成矿机理

通过实地和显微镜观察、取样、分析测试等方法,取得大量实际资料,着重研究巴什布拉克矿床铀与石油产区含地沥青铀矿床之间等内在联系,利用所取得的大量数据对地沥青及其铀矿化特征和成矿机理予以讨论,认为巴什布拉克与石油密切相关的大型含地沥青铀矿床为一种既有承压水的层间氧化为主、又有潜水氧化,特别与石油热演化、油气破坏产物地沥青和油气还原（H2、CH4）、热液（水）蚀变、碳酸盐水洗、渗漏与扩散等因素有关的复成因类型。石油含铀和多金属,与其氧化为沥青增加对铀吸附性,以及存在还原性气体具有极强的还原铀能力有关,地沥青既具有在酸性介质中发生吸附铀,又能在弱碱性介质中还原铀的能力。     

Relationships between Volcanism, Hydrothermal Alteration and Epithermal Gold-Silver Mineralization in the Muka Mine Area in the Kitami Metallogenic Province, Hokkaido, Japan

Abstract: Neogene magmatism in the Muka mine area in the Kitami metallogenic province was characterized on the basis of K-Ar age data by felsic–to–mafic terrestrial extrusive and intrusive volcanism from Late Miocene to Early Pliocene. The geology of the Muka mine area comprises the Upper Cretaceous-Paleocene Yubetsu Group, consisting primarily of sandstone and shale; Upper Miocene Ikutahara Formation, consisting of clastic and felsic volcaniclastic rocks and Kane-hana Lava (rhyolite) of 7. 5 Ma; Upper Miocene Yahagi Formation, consisting of clastics, felsic volcaniclastics and rhyolite lavas; Late Miocene andesite and rhyolite dikes (Chidanosawa Rhyolite of 7. 2 Ma and Hon-Mukagawa Andesite of 6. 6 Ma); Lower Pliocene Hakugindai Lava (basalt: 4. 0 Ma); and Quaternary System. The volcanism consists of earlier Late Miocene felsic extrusive activity during the sedimentation of the Ikutahara Formation, later Late Miocene felsic extrusive and intrusive activities during the sedimentation of the Yahagi Formation and intermediate intrusive activity after the sedimentation of the Yahagi Formation and Early Pliocene mafic extrusive activity. The Muka gold-silver ore deposit occurs primarily in the felsic volcaniclastic rocks and Kanehana Lava of the Ikutahara Formation and in Hon-Mukagawa Andesite. These wall–rocks, the clastic rocks of the Ikutahara Formation and the clastic and felsic volcaniclastic rocks of the Yahagi Formation were affected to various extents by hydrothermal alteration. The hydrother-mal alteration can be divided into two stages (early and late) based on the modes of occurrence and mineral assemblages. Early hydrothermal alteration is characterized by regional and vein-related alterations associated with epithermal gold-silver mineralization in a near-neutral hydrothermal system. Regional alteration can be subdivided into a zeolite zone (mordenite+adularia±heulandite–clinoptilolite series mineral±smectite±quartz°Cristobalite±opal–CT) and a smectite zone (smec–tite±quartz±opal–CT). Vein-related alteration can be subdivided into a K-feldspar zone (quartz+adularia±illite±interstratified illite/smectite±pyrite), an illite zone (quartz+illite°Chlorite±interstratified illite/smectite±smectite±pyrite) and an interstratified illite/smectite zone (quartz+interstratified illite/smectite±smectite±pyrite). The adularization age of 6. 8 Ma in the K-feldspar zone that developed in Kanehana Lava hosting ore veins coincides well with the epithermal gold-silver mineralization age of 6. 6 Ma. Late hydrothermal alteration is characterized by a kaolinite zone (kaolinite±dickite±alunite±quartz°Cristobalite± tridymite±pyrite) in an acid hydrothermal system, and cuts early alteration zones such as the K-feldspar zone. Other modes of occurrence of acid alteration are a 7Å halloysite-kaolinite vein in the hydrothermal explosion breccia dike and smectite–kaoli–nite veins along joint planes of Kanehana Lava. The style of the gold-silver deposit associated with early near-neutral hydrothermal alteration is a low-sulfidation epithermal type. The low-sulfidation epithermal gold-silver mineralization of 6. 6 Ma in the vicinity of the Muka ore deposit was essentially accompanied by felsic volcanic activity during the sedimentation of the Yahagi Formation, and was closely related both temporally and spatially to the felsic intrusive activity of Chidanosawa Rhyolite of 7. 2 Ma. The related hydrother-mal activity of the gold-silver mineralization took place at intervals of approximately 0. 4–0. 6 Ma after the volcanic activity related to the mineralization.