氧化还原障在热液铀矿成矿中的作用

铀是变价元素,氧化还原条件控制铀的迁移和沉淀。铀在氧化环境中呈U~(6+)形式存在,在还原条件下则以U~(4+)形式存在。氧化态六价铀主要以可溶的碳酸铀酰/氟化铀酰络合物形式在水溶液中迁移,还原态四价铀主要以沥青铀矿和铀石等形式富集沉淀成矿。热液铀矿的形成需要一对空间上密切共生的氧化障/氧化剂和还原障/还原剂,二者缺一不可。首先,氧化障中氧化剂将富铀岩石中的铀大量氧化形成U~(6+),溶解进入水溶液迁移;第二,高氧化性富铀溶液遇到还原障,U~(6+)还原成U~(4+)沉淀下来,富集形成铀矿。前人虽然对铀的地球化学性质及氧化还原反应在铀成矿中作用已比较了解,但如何在实际铀矿成矿系统中准确识别氧化还原障,有效利用氧化还原障的控矿机理指导找矿,还存在一些模糊认识,制约了铀成矿理论的发展和找矿方法的提升。本文以我国最重要的砂岩型铀矿、火山岩型铀矿、花岗岩型铀矿和变质型铀矿为例,总结了与铀矿化有关的氧化还原障的主要类型,探讨了红层等蒸发盐地层(氧化障),有机质、煌斑岩等中基性岩脉(还原障)与铀矿之间的关系及控矿机制,揭示了成矿盆地中铀-煤、铀-气(油)共生的机制,阐明了翁泉沟硼、铁、铀矿共生原因,建立了不同类型铀矿成矿模型。     

二连盆地与蒙古沉积盆地砂岩型铀矿成矿条件对比

以砂岩型铀矿成矿理论为指导,以成矿地质背景和成矿基本特征研究为基础,总结了二连盆地和蒙古东南部砂岩型铀矿的主要控矿因素,较系统地对比了二者砂岩型铀矿成矿条件的相似性和差异性。指出二连盆地与蒙古产铀盆地在大地构造属性、盆地类型及规模、铀源、构造演化史和主要控矿因素等方面存在较大相似性,但在产铀层位、后期构造活动性、区域铀矿化显示等方面存在明显差异,根本性差异在于构造活动性和控矿沉积体系两大方面。认为二连盆地与蒙古东南部沉积盆地的产铀潜力大体相当,并提出今后需重视对二连盆地“苏敏河式”铀矿的寻找。     

华南火山岩型、花岗岩型热液铀矿共性特征与形成机制

文章通过相山矿田火山岩型、诸广地区花岗岩型热液铀矿成矿特征、成矿流体成分、成矿条件、成矿时代、铀矿成因、控矿因素等综合对比研究,总结了华南火山岩型、花岗岩型热液铀矿成矿的异同,认为火山岩型与花岗岩型热液铀矿具有相似的成矿特征、相似的成矿流体成分、相似的成矿条件、相近的成矿时代、相同的成因、相似的控矿因素等共性特征,热液型铀矿成矿具有深源性,深源成矿流体为还原性成矿流体;火山岩型、花岗岩型热液铀矿差异性特征主要表现在围岩成分的不同,蚀变元素组合和成矿元素组合的差异性;火山岩型、花岗岩型热液铀矿同属于华南中-新生代岩浆作用、构造活动、热液铀成矿系统,铀成矿作用形成于华南中-新生代统一的深部地球动力学大地构造背景,具有统一的形成机制。     

烃源岩=铀源岩:砂岩铀矿成矿物质来源新思考

砂岩型铀矿与油、气等矿产往往产于同一沉积盆地中,构成重要的综合能源盆地。通过收集中国重要能源盆地砂岩型铀矿床文献资料,从(1)铀与油(气)的共生关系;(2)砂岩层铀等成矿元素的低含量背景;(3)烃(气)源岩提供铀源的可能性;(4)同位素特征;(5)成矿流体来源;(6)流体在承压含水层中总是由高压区向低压区的流动机制六个方面,对砂岩型铀矿床的成矿物质来源进行了新思考,认为砂岩型铀矿成矿物质来源不是浅源,而是深源,产铀盆地深部的烃源岩即是砂岩型铀矿床的铀源岩。     

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。     

尼日尔铀资源及开发前景

在尼日尔铀矿资源野外考察和相关地质资料分析整理的基础上，对尼日尔铀资源现状进行了概述。指出了其砂岩型铀矿产出的地质背景、含矿层位、矿床地质等特征，对成矿条件和控矿因素进行了初步分析，提出尼日尔铀资源有一定的开发前景。     

沉积盆地油气与砂岩型铀矿成矿关系研究

国内外许多砂岩型铀矿产于含油气盆地,油气参与砂岩型铀成矿作用越来越受到人们的重视;沉积盆地控制着油气田和砂岩型铀矿床的分布,多数盆地总体形成内部油气-边部铀矿、下部油气-上部铀矿的分布规律。文章认为油气藏与砂岩铀矿床相互联系的储集层系统及盆地有机/无机成因流体是两者同盆共存的物质基础,吸附作用和还原作用是油气参与砂岩型铀矿成矿的两种主要作用方式,重力流驱动的含铀流体与油气成藏过程中油气扩散形成的烃类流体相互混合是铀成矿作用的主要动力学机制,构造则是两种流体联系的纽带;油气与铀矿相互共生、相互作用,为"以铀找油"和"以油找铀"提供了基础。根据油气与铀的成因联系,结合石油勘探开发资料,提出利用油气田资料"二次开发"寻找砂岩型铀矿的思路和方法。利用油气田资料来寻找砂岩型铀矿,可节约大量勘探资金,提高油气田经济效益,经济价值高。     

中国北方中新生代含铀盆地类型划分

含铀盆地类型划分是铀矿勘查工作的重要基础,目前对北方系列陆相盆地尚未开展过系统的对比研究工作。近年来,独具特色的砂岩型铀矿床跌宕成矿理论、"红-黑"岩系耦合沉积控矿、盆内隆缘控矿等新认识的提出,得益于我国北方砂岩型铀矿床的勘查实践,并在铀矿勘查中不断丰富和拓展应用,取得了一系列重要找矿突破。在此基础上,本文据北方陆相盆地30万余米岩芯勘探成果,以含铀岩系时代和盆地铀富集机理为基础,兼顾盆地构造位置及构造演化,首次提出了中国中新生代含铀盆地类型划分方案,分为三类含铀盆地:复合盆地、叠合盆地和简单盆地。复合盆地其含铀岩系均为中生代构造层;叠合盆地是含铀岩系为中生代和新生代两个构造层的产铀盆地,如准噶尔盆地、柴达木盆地;简单盆地其含铀岩系仅在新生代构造层产出,如龙川江盆地。根据不同含铀盆地类型与构造岩浆岩带的空间分布关系划分为两型,分别为构造岩浆岩带之间的开阔盆地和岩浆岩带内的山间盆地。含铀盆地类型的划分,不仅具有砂岩型铀矿成矿环境、成矿规律及成矿模式研究的重要成因指示意义,也可为目前正在开展的砂岩型铀矿勘查工作提供重要的实践指导。     

新疆伊犁盆地砂岩型铀矿床层间氧化带中粘土矿物特征及与铀矿化关系研究

新疆伊犁盆地砂岩型铀矿床,由于规模大、成矿环境和成矿条件好,在同类型矿床中具有良好的代表性,研究矿床的成矿作用对今后找矿勘查以及开采具有重要理论意义。本文在区域赋铀层位沉积环境研究基础上,以赋矿围岩为研究主体,对伊犁盆地典型铀矿床沉积序列和矿床的控矿层位开展研究,通过对赋矿沉积层位中粘土质对铀矿成矿的控制作用及与铀矿的空间联系和成因分析,开展系统的铀矿床学、能谱测试、显微结构、扫描电镜、地球化学、氢氧同位素等研究,特别是开展了富矿砂体中粘土矿物的种类、成分、结构、同位素、成因等的研究,对粘土质矿物对铀矿成矿的控制作用进行了系统研究。通过研究粘土矿物在伊犁盆地蒙其古尔砂岩型铀矿床成矿过程中的作用及与铀矿的空间联系和成因分析表明:粘土矿物在层间氧化带中分布较为广泛,在主要矿体的氧化还原过渡带中,尤其是部分具有强烈粘土蚀变的砂岩层中铀含量较其他层位要高,反映出粘土矿物与铀成矿是有成因关联的。通过系统的扫描电镜、能谱测试研究,从微观证明粘土矿物与铀成矿有相关关系;粘土矿物的存在导致在近地表含氧含铀水在经过砂岩孔隙时被具有较强吸附能力和巨大表面自由能的粘土矿物所吸附,形成了铀含量较高的片状,团块状的粘土矿物,其在铀成矿作用中起到了吸附和界面的作用,有利于赋矿空间的形成及定位。结合沉积作用、构造活动和后期流体成矿作用等因素,分析了成矿机制和成矿作用,赋矿层位中的粘土矿物、其它成矿条件如岩性(赋矿层和矿源层)、构造(对铀矿化的动力和对地下水径流及铀矿体)等共同控制了铀成矿作用。     

正向构造对层间氧化带砂岩型铀矿成矿和定位的控制

正向构造指的是与铀矿带或铀矿床产出位置相关的背斜、隆起、上升断块等矿床地质构造。伊犁盆地南缘、吐哈盆地西南缘、酒东盆地东北缘等砂岩型铀矿成矿带的产出特征表明,层间氧化带砂岩型铀矿床、矿段和矿点总是选择性地就位于正向构造之中。其原因在于层间氧化带砂岩型铀矿的成矿机理所决定。即正向构造抬升了容矿层位,使其出露或接近地表,容易接受补给区含氧含铀水的渗入,造成主砂岩层的层间氧化,铀在主砂岩层中迁移,并在氧化还原界面还原成矿。因此,正向构造对氧化带砂岩型铀矿成矿和定位的作用应引起足够重视,它可以作为产铀盆地砂岩型铀矿带成矿远景区段识别和预测的一项重要判据。     

安徽庐枞火山盆地铀矿床类型研究

在收集整理前人成果基础上,着重分析了庐枞盆地铀成矿地质特征及地球化学特征。盆地内铀矿化与石英正长岩具密切时空关联,石英正长岩是与火山岩同源并有时空联系的潜火山岩;潜火山岩外带砂岩层间破碎带和贯通潜火山岩与砂岩的断裂及其旁侧裂隙密集带构造是主要控矿构造,隐爆角砾岩构造亦控矿;与铀矿物伴生的金属矿物为中低温热液矿床标型矿物,铀矿石伴生元素及矿床内普遍而强烈发育的硅化,与潜火山岩型金属矿床特征相似。认为火山盆地内铀矿床类型应归属于潜火山岩型矿床,并进而对今后的铀矿勘查工作提出了建议。     

砂岩铀矿床新构造渗出成矿作用

砂岩铀矿床，特别是产于油气盆地中的砂岩铀矿床是铀矿床的重要类型。油气盆地的完整的补-径-排水动力系统是砂岩铀矿形成的基本动力学条件，但这种"补"是通过盆缘山体蚀源区"补"还是通过盆地深部流体"补"，这种"径"是沿着砂岩层由高处往低处径流还是由低处向高处径流，以及成矿后的流体是如何排出的，都没有充分的论据进行过论述。砂岩型铀矿成矿物质来源、运移和沉淀富集机理仍是有待解剖研究的重大理论课题，为此，笔者换了个视角，从盆地深部烃源岩提供成矿物质来源的思路，重新思考砂岩铀矿的沉淀富集机理。研究认为，砂岩铀矿床是新构造期渗出成矿作用下的产物，铀及伴生元素来源于盆地深部烃源岩（内源或深源），而不是来源于现代蚀源区（外源或浅源）；铀的迁移是在新构造期切层断层发育并成为导矿构造的前提下，在强还原环境中以有机络合物形式存在的铀等金属元素，由深部向浅部迁移，而不是在氧化带中以碳酸铀酰络合物形式由浅部向深部渗移；铀等元素的沉淀是由于氧化还原作用而发生的，具体说是先氧化后还原而形成的，而不是直接由还原作用形成的。最后建立了油气盆地砂岩铀矿床新构造渗出成矿模式。     

粤北棉花坑铀矿床矿物共生组合特征及其意义

基于棉花坑矿床不同类型铀矿石中矿物共生组合关系研究,讨论了棉花坑矿床成矿作用过程中铀的沉淀富集机制.研究结果显示,棉花坑矿床铀矿体主要呈脉状充填或细脉浸染状产出;铀矿石类型包括萤石型、碳酸盐型、硅质脉型和红化型.虽然不同矿石类型中成矿期形成的脉石矿物种类存在差异,但均表现出以下共性特点:铀矿物赋存于脉状充填矿石的中心部...     

鄂尔多斯盆地西南缘彭阳铀矿区矿物学研究及其对区域成矿的指示

绝大多数砂岩型铀矿均赋存于河湖相或滨浅海相等沉积地层中。彭阳铀矿床是近期在鄂尔多斯盆地西南部新发现的一个大型铀矿床,也是中国首个产出于风成砂岩中的砂岩型铀矿床。矿体主要赋存于洛河组砂岩中,岩性主要为中细粒长石砂岩和岩屑长石砂岩。洛河组以沙漠沉积相为主,靠近盆地边缘地区发育冲积扇及河流相沉积。本文在详细的野外调研和矿相学研究基础上,围绕富铀地层洛河组开展详细的矿物学研究,利用扫描电镜、背散射、电子探针等方法,发现洛河组中的铀矿物主要为沥青铀矿,其次为含钛铀矿物,以及少量铀石,基本查明了铀矿物的矿物学特征、化学成分及共生矿物组合。铀矿物大多呈星点状与锐钛矿、磷灰石(胶磷矿)、黄铁矿等密切共生,或者呈条带状分布于石英等碎屑颗粒边缘。与伊犁盆地和鄂尔多斯盆地典型矿床的团块状铀矿物相比,彭阳铀矿床的铀矿物以多呈星点浸染状为特征。洛河组风成砂岩中还原剂十分缺乏,推测有油气等还原物质参与了砂岩型铀矿的氧化还原作用并导致铀矿的沉淀富集。     

松辽盆地钱家店地区姚家组砂岩黏土矿物特征及其与铀矿化的关系

[研究目的]钱家店铀矿床位于松辽盆地西南部,含铀岩系为上白垩统姚家组.目的层中含有大量的黏土矿物,因此揭示姚家组砂岩黏土矿物特征,对铀的成矿作用探讨至关重要.[研究方法]本文通过系统的显微镜下鉴定、扫描电镜、X射线衍射等分析测试手段,对钱家店地区姚家组砂岩黏土矿物的镜下特征、成分及含量进行了系统的观察和研究.[研究结果...     

有机质-铀矿床中铀产出形式的电子探针研究

在富含有机质的油矿石中,铀的产出形式往往不易查清。笔者以电子探针显微分析技术为主要研究手段,辅以放射性照相、X射线粉晶分析及其它的物理、光学和化学等测试方法,对我国南方5个重要的(含)有机质铀矿床进行研究,确定了各矿床原生工业铀矿物的存在及其产出特征,进一步查明了各矿床中铀的赋存状态。在本文研究的所有矿床的富含有机质铀矿石标本中,电子探针均查出有原生铀矿物沥青铀矿和铀石存在。在各矿床中,细小铀矿物多成集合体分布在有机质条带内或以不规则浸染状产于煤岩中,也有的铀矿物呈胶结物形式产出。此外,还见有铀矿物同黄铁矿或白硒铁矿(FeSe_2)一起充填于古植物细胞腔内的现象。     

鄂尔多斯盆地大营铀矿铀的赋存状态研究

鄂尔多斯盆地大营铀矿是近几年新发现的砂岩型铀矿,详细研究该矿床铀矿物的赋存状态,对其矿床成因认识及之后的选冶开采均具有重要的意义。笔者利用电子探针和逐级化学提取分析以及α径迹分析等方法,研究了大营铀矿铀的赋存状态。结果发现,铀一部分以铀矿物为主,主要是铀石,另外存在少量的水硅铀石和钛铀矿。在电子探针镜下观察,表明铀矿物呈微粒集合体形式存在于黄铁矿、方解石及有机质裂缝中。逐级化学提取分析发现,各形态铀的含量不均一,其中有机质黄铁矿态占40.88%;其次为碳酸盐态,占28.33%;另外残渣态占24.89%,少部分为离子吸附态和铁锰氧化态,分别占3.2%和2.64%。反映其中铀矿物形式的铀占53.22%,分散吸附态的铀占46.72%。分散吸附态的铀以有机质及黄铁矿吸附占主导。综上所述,大营铀矿铀的赋存状态主要为铀矿物和吸附两种形式,二者所占比例大体相当,以铀矿物存在的铀主要为铀石,以吸附形式存在的铀主要赋存在黄铁矿和有机质中。     

内蒙古东部开鲁盆地钱家店凹陷铀矿成藏沉积因素分析

内蒙古东部开鲁盆地钱家店凹陷铀矿床是辽河油田在进行外围盆地油气勘探过程中发现的伴生矿床。铀矿类型为层间氧化带砂岩型铀矿床。对该区铀矿成藏条件进行研究表明：首先,具备富铀物源,铀源充足;上白垩统姚家组广泛发育的辫状河流相沉积体系,形成了渗透性砂岩、砂砾岩与隔水性泥岩稳定的互层结构,铀矿主要分布在其中的中孔、中渗砂体中;下白垩统的生、储油层,为铀矿形成提供了丰富的还原剂;产状平缓的沉积构造背景下形成的边缘相对隆起的自流汇水盆地,易使含氧含铀地下水沿砂体、不整合面向盆地内有利区补给,在氧化-还原界面附近铀沉淀成矿,为铀矿创造了进一步富集成藏的条件;预测该区铀矿资源为x×104t。     

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.      

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。