鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿床粘土矿物特征与地质意义

对鄂尔多斯盆地北部铀成矿带产铀层位中侏罗统直罗组砂岩进行系统采样和分析,以探讨砂岩中粘土矿物特征及其重要意义。采用X射线粉晶衍射、电子探针等分析手段,测定粘土矿物相对含量、微观形貌特征。结果表明,研究区砂岩中粘土矿物以蒙脱石、高岭石、绿泥石、伊利石为主。除蒙脱石外,其他3种粘土矿物总体表现为中部纳岭沟地段含量最低,西部大营地段含量最高,蒙脱石则为中部纳岭沟地段含量最高。蒙脱石与高岭石含量呈负相关性,蒙脱石主要由高岭石转化而来,大营地段绿泥石与蒙脱石呈现较好的负相关性,该地段绿泥石主要由蒙脱石转化而来。粘土矿物的蚀变造成了局部的碱性环境,为铀结晶沉淀提供了基础。     

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。     

鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿成矿有利空间

正近年来,我国砂岩型铀矿的勘查取得了较大的进展,在我国北方相继发现了多个中-大型的砂岩型铀矿床(张金带,2016)。其中,鄂尔多斯盆地东北部东胜地区砂岩型铀矿资源量丰富。随着勘查力度的不断加大,继皂火壕铀矿床后,相继发现了纳岭沟、大营两个砂岩型铀矿床。本文在前人研究成果的基础上,研究新发现铀矿床的成矿特征,总结铀成矿有利空间,并指明了该区下一步找矿方向。     

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床成矿流体来源及与铀成矿关系：来自含矿层碳酸盐胶结物C-O同位素的约束

正近年来,随着铀矿勘查与研究程度的深入,在鄂尔多斯盆地北缘发现了皂火壕、纳岭沟、大营、东胜等一系列大型—特大型砂岩型铀矿床。大量学者对这些铀矿床的成矿环境、成矿年龄、铀源和成矿流体来源及有机质在铀成矿中的作用、成矿模式等方面做了非常系统的研究,但是关于成矿流体来源方面不同的学者具有不同的观点。一部分学者认为该区铀矿富集所需的还原剂主要来自下伏古生     

鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿铀矿物地质地球化学特征及其成因意义

鄂尔多斯盆地北部已发现系列砂岩型铀矿,由东往西依次有东胜铀矿、杭锦旗(纳岭沟)铀矿、大营铀矿等大型、特大型矿床,成为我国目前砂岩型铀矿发现规模最大、最具远景的地区。研究表明,它们具有相似的矿床地质特征和形成环境。在矿床成矿作用研究中,铀的存在形式及铀矿物特征对砂岩铀矿来说是一项重要的内容,其认识对铀的地浸开采可提供重要依据,也是了解砂岩型铀矿形成机制或矿床形成环境及成因的重要信息。本文主要从三个方面对鄂尔多斯盆地北部大营铀矿、纳岭沟铀矿等主要砂岩型铀矿中铀矿物地质地球化学特征和成因进行了研究和探讨。通过电子探针测试,高分辨率扫描电镜观察等手段,认为盆地北部铀矿的铀矿物类型主要为铀石,含少量的沥青铀矿、钛铀矿、水硅铀石、钍铀石等;铀矿物常与黄铁矿、有机质(煤屑)及方解石相伴生。采用逐级化学提取等方法定量地分析了铀矿物占矿石中铀配分的比例关系,认为其中铀矿物和吸附态约各占铀存在形式的50%。首次对砂岩型铀矿的铀矿物进行微区原位LA-ICP-MS稀土元素分析,认为ΣREE在铀矿物铀石中高度富集,是矿石中稀土元素的主要载体;稀土元素是铀矿石中可综合利用的有益组份,其标准化曲线表现为明显的右倾型,轻稀土富集,轻重稀土分馏强烈,δEu和δCe具较弱的负异常,说明总体上铀矿化形成于外生后成环境。从上述铀矿物特征,初步探讨了铀矿化形成的环境与成因,认为铀矿化形成经历了至少为低温流体作用的环境;铀矿化形成于浅部地壳即外生后成环境而与深源作用无关。     

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。     

纳岭沟铀矿床铀成矿主要控制因素与找矿标志

<正>纳岭沟铀矿床产于鄂尔多斯盆地北部伊陕单斜区的北中部,铀矿体产于中侏罗统直罗组下段(J2z1)辫状河沉积体系中,属于东胜式砂岩型铀矿(张金带等,2010)。经研究分析认为纳岭沟铀矿床铀成矿的主要控制因素为古层间氧化带、岩石地球化学环境、直罗组辫状河砂体的非均质性和还原介质特     

鄂尔多斯盆地东北部直罗组古层间氧化带 形成机制探讨

鄂尔多斯盆地东北部是我国重要的砂岩型铀矿成矿带之一,蕴藏着丰富的铀资源。通过研究发现,区内铀矿床与古层间氧化带具有非常紧密的联系。通过对纳岭沟、大营铀矿床直罗组下段古层间氧化带中各后生蚀变砂岩与原生砂岩的物质成分及地球化学指标的研究,发现绿色砂岩与灰色砂岩在物质成分上的主要区别体现在黏土矿物、方解石及黄铁矿含量上,并且不同蚀变类型砂岩具有其各自的地球化学指标特点。基于对古层间氧化带中各后生蚀变的研究,初步探讨了古层间氧化带的形成机制。这一成果为深化本区铀成矿机理、建立区域铀成矿模式提供了重要的理论依据。     

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。     

东胜铀矿床孙家梁和沙沙圪台地段控矿因素对比

根据铀成矿作用及铀矿体的产出特点分析,认为东胜铀矿床孙家梁和沙沙圪台地段铀成矿过程明显受铀储层的古层间氧化作用、后期改造及还原保矿作用的控制。研究表明,由于不同地段的控制因素存在差异,造成铀矿化特点不一致。因此,掌握不同地段的控矿因素,有助于判断古层间氧化带前锋线的产出位置,对扩大东胜铀矿床规模、预测富铀矿体产出部位以及区域找矿具有指导意义。     

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。     

鄂尔多斯盆地南部直罗—店头地区侏罗系直罗组沉积特征及铀成矿*

鄂尔多斯盆地南部中侏罗统直罗组下段砂岩中已发现店头砂岩型铀矿床及多个铀矿点,但对于盆地南部直罗组沉积相研究较为薄弱,制约了砂岩型铀矿的进一步找矿工作。通过剖面实测、岩心编录,结合石油、煤炭、核工业地质钻孔资料,对鄂尔多斯盆地南部直罗—店头地区直罗组沉积特征进行精细刻画。在此基础上,探讨了沉积相与铀成矿的关系及下一步找矿方向。结果显示,直罗组下段砂体厚度30~65 m、砂地比在0.6~0.75之间,为砂质辫状河沉积。直罗组上段早期砂体厚度10~38 m、砂地比值在0.15~0.45之间,为曲流河沉积;直罗组上段沉积晚期研究区位于湖盆中心所在位置,为滨浅湖沉积。沉积环境、沉积相、辫状河河道交汇部位、砂体厚度、沉积物粒度及泥岩夹层对铀成矿具有重要控制作用。直罗组下段辫状河河道交汇或分叉部位应作为勘查重点,心滩亚相的含炭屑、黄铁矿砂质碎屑岩可作为铀矿化的找矿标志。     

Sedimentary characteristics of the Jurassic Zhiluo Formation and uranium deposits in Zhiluo-Diantou area,southern Ordos Basin

Diantou uranium deposits and multiple uranium mineralization sites have been discovered in the sandstones in the lower member of the Jurassic Zhiluo Formation in the southern Ordos Basin. However, the study on the sedimentary facies of the Zhiluo Formation, which restricts the prospecting work of sandstone-type uranium deposits. Based on the outcrop measurements and drilling core cataloging, and combined with the geological drilling data of petroleum, coal, and nuclear industry, we have elaborated the sedimentary characteristics of the Zhiluo Formation in the Fuxian area. We have also combined uranium source, structure, post-alteration and other factors to explore the relationship between sedimentary faces and uranium metallogenic conditions in the study area. The study found that in the lower member of the Jurassic Zhiluo Formation, the thickness of the sand body is 30-65 m and sand ratio is 0.6-0.75. It is gravel and sandy braided river deposit. In the upper member of the Jurassic Zhiluo Formation, the thickness of the sand body is 10-38 m, and the sand ratio is 0.15-0.45 and is a meandering river deposit. The study area is located at the center of the lake basin and sedimentary facies is coastal shallow lacustrine in the upper member of the Jurassic Zhiluo Formation. Sedimentary environment, sedimentary facies, the intersection of braided river channels, sand body thickness, sediment particle size and mudstone interlayer play an important role in controlling uranium mineralization. The exploration of uranium deposits in the northern part of the deposit should focus on the intersection or bifurcation of the braided river channel in the lower part of the Zhiluo Formation. The charcoal- and pyrite-bearing sandstone of channel bar can be used as a prospecting indicator for uranium mineralization.     

Geological and Geochemical Characteristics of the Zhiluo Formation in the Bayinqinggeli Uranium Deposit, Northern Ordos Basin: Significance for Uranium Mineralization

The Bayinqinggeli deposit in the northern Ordos Basin, northwestern of China, is a recently discovered sandstone-type uranium deposit. The uranium (U) orebodies are generally hosted in the lower member of the Jurassic Zhiluo Formation (Fm.), and are primarily tabular or irregular in shape. In the study area, 23 sandstone samples were collected from the Zhiluo Fm. and analyzed for major, trace, and rare earth elements (REEs). The geochemical characteristics of these sandstones are used to evaluate the factors controlling U mineralization. The source rocks of the Zhiluo Fm. sandstones are mainly volcanic and felsic magmatic rocks formed in continental arc and active continental-marginal arc environments, and they provided the material required for the mineralization. The index of compositional variability ranges from 1.02 to 3.29 (average1.38), indicating that the Zhiluo Fm. sandstones are immature and composed of first-cycle sediments. The corrected chemical index of alteration averages 56, suggesting that the source rocks underwent weak chemical weathering. The ore host rocks are loose, providing favorable conditions for epigenetic oxidation and U precipitation and enrichment. Ferrous iron in minerals such as chlorite, biotite, ilmenite, and pyrite might have played a role either in adsorbing or reducing the uranium.     

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。     

鄂尔多斯盆地北部巴音青格利-苏台庙地区中侏罗统直罗组下段沉积特征及其铀成矿意义

鄂尔多斯盆地北部中侏罗统直罗组下段是砂岩型铀矿的主要赋矿层位,含矿层砂体的成因类型、几何形态和物性特征约束着砂岩型铀矿矿体的规模和空间分布。前人对盆地北东部赋矿砂体的成因、三维几何形态、沉积成岩作用控制下的砂体物性特征等作了深入细致的研究,有效支撑了北东部砂岩型铀矿的高效勘探。可是陆相沉积具有相变快、地区沉积差异显著的特征,盆地北部西侧的巴音青格利-苏台庙地区J2z1的沉积环境、砂体成因和空间展布尚不明确。为了扩大找矿空间,文章基于35 口钻井5300 m 直罗组下段的岩心、测井资料,在盆地北部西侧外围地区开展了钻孔岩心观察、镜下鉴定、单井分析、连井剖面分析以及含砂率等值线分析工作。研究认为：（1） 巴音青格利-苏台庙地区直罗组下段的砂岩类型主要为中-粗粒岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩;（2） 研究区内主要发育三角洲平原亚相,可进一步细分为分支河道、决口扇、分流间湾以及沼泽和泥沼微相;（3） 从含矿建造、铀源特征以及构造特征分析认为研究区东部成矿潜力较大,有必要 进一步开展勘查工作。上述认识为西部外围地区的砂岩型铀矿勘探提供了地质支撑。     

鄂尔多斯盆地塔然高勒地区直罗组砂岩源区构造背景与物源分析

目前关于鄂尔多斯盆地塔然高勒地区直罗组沉积期物源和区域沉积-构造背景等问题尚缺研究,在一定程度上制约了直罗组物源变化的整体评价.对塔然高勒地区含铀层位直罗组下段砂岩进行了岩石地球化学、碎屑锆石U-Pb测年研究.结果显示,研究区直罗组下段源区岩石类型主要为长英质沉积岩和少量中性岩浆岩;源岩构造背景为活动大陆边缘-大陆边缘弧环境.综合微量、稀土元素特征和获得的锆石U-Pb定年数据,认为塔然高勒地区直罗组的物源主要来自大青山-乌拉山等地区的孔兹岩、TTG片麻岩、麻粒岩和镁铁质-超镁铁质层状侵入岩以及阴山地区形成于华力西期-印支期-燕山期的岩浆岩,直罗组下段砂体展布特征清楚地反映了研究区及相邻铀矿床由北向南的物源供给方向;研究区直罗组下段发现的三叠纪碎屑锆石表明三叠纪时期直罗组下段沉积时印支期侵入岩已被抬升至地表提供了物源,直罗组下段上亚段的年轻物源组分比例比下亚段的大.      

沉积体系分析与河道砂岩型铀矿成矿条件讨论--以鄂尔多斯中新生代盆地东胜地区为例

本运用沉积体系理论，对东胜地区直罗组的沉积相及沉积体系归属进行系统分析，指出直罗组为河流相沉积，其河流演化经历了早期辫状河、中期低弯度曲流河和晚期高弯度曲流河3个阶段。根据气候演变特点将直罗组分为上、下两个岩性段：下段为温湿条件下的辫状河沉积和低弯度曲流河沉积，形成灰色沉积建造；上段为干旱炎热条件下的曲流河沉积，形成以红色为主的杂色沉积建造。本区铀矿化属河道砂岩型，矿化受辫状河道控制，主要赋存于辫状河沉积砂体中。同时，对河道砂岩型铀矿化的成矿条件进行了初步探讨。     

东胜地区直罗组含铀砂岩中方解石的碳氧同位素组成及铀成矿意义

方解石是东胜地区直罗组含铀砂岩中重要的胶结物类型,同时碳酸盐化与铀成矿作用关系密切。通过方解石胶结物岩石学、矿物学、碳氧同位素分析,研究了含铀砂岩中方解石碳氧同位素组成、沉淀机制及铀成矿意义。研究表明,东胜地区砂岩类型为长石岩屑砂岩、岩屑砂岩和石英砂岩,粘土矿物主要由蒙皂石、伊利石、高岭石和绿泥石组成,方解石类型以含铁矿方解石为主,其次为铁方解石。方解石δ~(13)C_(PDB)为-15.7‰~-1.6‰,平均-9.08‰,δ~(18)O_(PDB)为-15.6‰~-10‰,平均-12.4‰,显示其形成与有机酸脱羧作用有关,碳来源为有机碳。碳氧同位素分析数据计算表明,与方解石平衡的水相氧同位素组成变化范围较宽,为-7.66%-9.71‰,推测较轻的同位素组成具有封存大气降水的特征,而较重同位素组成则反映成岩成矿过程中深部富含油气低温热流体的加入。综合分析认为,东胜地区直罗组砂岩中方解石是地表水和深部油气共同作用的结果:早期有机酸促使长石类骨架颗粒溶蚀,形成石英颗粒次生加大边,并伴随着自生高岭石沉淀;后期随着大量烃类注入砂岩中,成岩成矿环境由酸性向碱性转变,还原性增强,介质水中的CO_2与Ca~(2+)圾Fe~(2+)结合形成含铁为特征的方解石,沉淀在原生粒间孔和各类次生溶蚀孔隙中。整个过程都伴随有铀元素运移和沉淀,暗示东胜铀矿床是地表水和深部油气混合作用形成的。     

伊犁盆地扎吉斯坦北部西山窑组下段砂体发育特征与铀成矿的关系

本文初步研究了扎吉斯坦北部砂体的发育特征与铀成矿的关系。通过对研究区单井剖面、联井剖面以及平面上砂体发育情况的研究与分析,探讨砂体对铀矿体的控制与影响。研究表明,铀矿化发生、发育于砂体厚度相对稳定,粒度较粗,孔隙度、渗透率较好的地段。砂体构形变化的部位是成矿的有利部位,即砂体厚度由厚变薄的过渡地段有利于铀矿的富集。