应用铀同位素研究砂岩型铀矿中的若干问题探讨

笔者通过对512铀矿床含矿层岩石中铀同位素分布特征的研究,对砂岩型铀矿床铀同位素组成的分区进行了讨论。根据不同氧化还原分带中样品铀同位素组分的分布特征,对Osmond铀钍同位素组成分区模式提出了补充修改意见,认为A区应定名为“地球化学（氧化还原）矛盾区”更宜。该砂岩型铀矿床的铀同位素组成分区特征不仅是预测铀矿化定位的依据,而且也充分说明了铀富集成矿过程的滚动性。     

从铀系列同位素角度探讨砂岩型铀矿的形成过程及找矿标志

本文通过对512矿床含矿层不同地段铀系列同位素研究,对砂岩型铀矿的形成过程及找矿标志进行了探讨,根据矿卷前锋铀系列同位素组成分布规律和含矿层不同氧化还原分带中样品铀系列同位素分布特征,认为砂岩型铀矿含矿层岩石的铀系列同位素组成分区特征不仅可以记录铀富集的滚动成矿过程,而且可以作为预测铀矿化的重要找矿标志依据,A区应定名为"氧化还原矛盾区"较为合适.     

铀-铅同位素谱系研究及其在铀矿地质中的应用

The main purpose of this paper is to present a fundamental concept of U-Pb isotopic spectrum-system and to apply this idea to the interpretation of the mechanism of uranium ore formation. It is evident from a number of examples of uranium deposits that the uranium deposits formed in various processes are characterized by different types of U-Pb isotopic spectrum-system.     

非线性铀成矿作用--以上第三系砂岩型铀矿为例

本以滇西上第三系陆相砂岩铀矿为例研究非线性铀成矿作用。与铀矿化有关的参数可分为矿化参量和控制参量,矿化参量以及矿化在控制参量中的分布均遵从对数正态分布,控制参量(温度、压力和地球化学条件)的耦合作用对铀矿化的概率和平均品位的控制作用是非线性的,铀矿化在控制参量构成的相空间中的变化轨迹是一复杂的超曲面。非线性铀成矿作用具分形特征。     

铀储层——砂岩型铀矿地质学的新概念

中国大规模的砂岩型铀矿勘查起始于20世纪90年代,这期间适逢层序地层、沉积体系、砂体内部构成单位和等级界面等技术的成熟与完善时期,这为沉积学家研究砂岩型铀矿床带来了新的切入点.在吐哈盆地和鄂尔多斯盆地的勘查实践发现,结构和规模适中的大型骨架砂体是砂岩型铀矿的储层(简称铀储层),它不仅能提供铀成矿流体的运移空间(输导通道),同时也为铀矿的储存提供了空间.铀储层研究的主要内容包括铀储层的识别、铀储层的空间定位与形态描述、铀储层的内部特征结构与品质评价、铀储层的成因分析以及沉积作用控制下的铀成矿机理等.沉积盆地分析和砂岩型铀矿地质学是铀储层研究的重要理论支撑点,其中层序地层分析、沉积体系分析、砂体内部构成分析是铀储层分析的关键技术.由于铀储层是砂岩型铀矿勘查和开发的目标层,所以针对铀储层的研究将能更好地服务于砂岩型铀矿的勘查预测与地浸开发.     

砂岩型铀矿化铀系不平衡特征研究

在讨论砂岩型铀矿化铀系核素主要分离机制的基础上，研究了鄂尔多斯盆地、吐哈盆地和西胡里吐盆地不同类型砂岩型铀矿化不同分带的铀系核素不平衡特征，结果表明，含矿砂岩中234U/238U, 230Th/238U的活度比在不同分带具有不同分布规律。鄂尔多斯盆地古潜水氧化转层间氧化带型铀矿化前锋处于慢速成矿作用体系，成矿环境及矿体的演化皇现相对稳定的状态；吐哈盆地层间氧化还原带型铀矿化前锋处于相对不稳定状态，在上新世以后成矿物质U仍具有迁移活动发生；西胡里吐盆地U系核素在空间上分布说明不同部位的砂体中U具有迁移和富集现象，为判断潜水氧化型铀矿化有利成矿地段提供了依据。     

砂岩型铀矿勘查样品中铀的野外快速测定方法研究

本文研究并建立了适合野外条件下快速测定砂岩型铀矿勘查试样中铀的分析方法———密闭酸溶试样、钒酸铵容量法测定铀。采用密闭增压酸溶样, 可使粒度小于0 25 mm的试样分解完全;小体积容量法提高了测定灵敏度。配合不同浓度的标准溶液可适应不同含量范围铀的测定。方法经标准物质和吐哈工区试样验证, 准确度和精度较高, 且操作简单, 适应性广, 具有实用和推广价值。     

吐哈盆地西南缘砂岩型铀矿地质地球化学基本特征

文章通过对含矿目的层及其渗透性的分析、与成矿作用有关的常量和微量元素及部分特征性地球化学指标如有机碳含量、全硫含量、三价铁和二价铁比值的分析，以及流体包裹体成分和物理化学参数的测试，配合铀、铅、碳、氧、硫同位素的分析等方法，综合分析研究区内砂岩型铀矿的地质地球化学基本特征，认为：吐哈盆地西南缘砂泥岩互层地层结构完整且延伸稳定，属弱渗透一渗透性地层，对砂岩型铀矿成矿比较有利。据常量和微量元素分析，认为铀成矿存在着明显的地球化学分带性，其中，氧化带以有机碳和全硫(∑s)含量低、Th／u和Fe2O3／FeO及Ra／U比值高为特征；过渡带(成矿带)以Th／U比值低、∑S、Mo、Re含量高为特征；还原带则以明显的低Fe2O3／FeO、Ra／U比值，高有机碳含量为其特征。其他微量元素如Cu、Pb、Zn、Cr、Co、Ni、zr等及稀土元素在成矿过程中并未得到明显富集。经对相关岩石的铀．镭平衡、气液包裹体及相关同位素的研究，认为铀成矿具有多期次、年代新且集中于第三纪的特点；含矿目的层煤成气提供了成矿所需的还原环境；成矿作用铀源主要来自于含矿目的层本身；铀成矿古流体属低温浅成热液且主要来源于大气降水。     

新疆某地浸砂岩型铀矿中铀赋存形态的研究

以新疆某地浸砂岩型铀矿为研究对象,参考Tessier逐级化学提取方法,对10件矿芯试样进行铀赋存形态的研究。将铀赋存形态分为可交换离子态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、硫化物及有机物结合态和残渣态,其中前4种形态铀为活性铀,残渣态铀为惰性铀。研究结果显示,无论是试样间还是同一试样内,铀的形态分布特征都存在明显的差异。各形态铀的含量(平均值)占总量铀的比例为:残渣态(37.75%,RSD为1.80%)>碳酸盐结合态(20.56%,RSD为2.72%)>可交换离子态(15.51%,RSD为1.85%)>硫化物及有机物结合态(14.26%,RSD为2.08%)>铁锰氧化物结合态(11.91%,RSD为1.75%),表明残渣态铀是砂岩型铀矿石中铀的重要赋存形式。针对目前酸法地浸工艺,活性铀是可被浸出的部分,而惰性铀对资源回收是无效的,对于残渣态铀所占比例较高的铀矿石,铀的浸出值较低,在地浸过程中依靠提高溶浸剂的酸度和增加氧化剂对提高浸出率是无益的。     

试论砂岩型铀矿成矿机制和成矿作用动力学问题

文章初步讨论了我国北方表生、后生、渗入型砂岩型铀矿的成矿机制和成矿作用动力学问题。成矿作用包括了氧化-还原作用、有机质作用、水-岩相互作用、有机-无机作用和流体动力学等地球化学过程动力学,尤其是水-岩相互作用的流体输运-化学反应过程动力学和有机-无机作用过程。砂岩型铀矿成矿中地球化学障的形成和铀的富集是这些过程多重耦合的结果。识别这些地球化学过程的动力学机制有利于理解矿床成因和确立勘查目标。     

砂岩铀矿体定位条件的铀、钍含量及其放射性同位素研究

以512矿床为例,研究了砂岩铀矿体铀、钍含量及其放射性同位素分布规律,由此讨论铀矿体的定位条件。结果表明:①在整个层间氧化带中岩石的钍含量变化不大,表现出钍化学性质的不易被淋洗、迁移、富集的惰性特征;②铀含量从强氧化带到弱氧化带直至矿化带逐渐升高,由矿化带到还原带逐渐降低,铀含量分带性反映了氧化环境铀溶解迁移、还原环境水解沉淀的过程;③铀含量大于100μg/g是砂岩铀矿体的定位条件;④放射性同位素比值作为铀矿体定位条件因矿体所处时期不同而不同;后期矿体放射性同位素定位条件为1≤234U/238U≤2,0≤230Th/238U≤0·2,234U/230Th>1;前期铀矿体放射性同位素定位的标准为0·75≤234U/238U≤1,0·5≤230Th/238U≤1。     

反应条件指数在铀矿成矿预测中的应用--以甘肃北山公婆泉盆地为例

通过反应条件指数的阐述和计算原理的推导，及甘肃北山公婆泉盆地水文地质条件与该区水源点反应条件指数的研究，认为公婆泉盆地北骆驼泉区具有良好的砂岩型铀矿成矿环境，并初步圈定了有利于铀成矿的远景区。     

新疆十红滩层间氧化带型砂岩铀矿同位素地球化学研究

文章在对吐哈盆地十红滩层间氧化带型砂岩铀矿床地下水和粘土矿物的氢、氧同位素，钙质砂岩的碳、氧同位素，黄铁矿和长石的铅、硫同位素组成进行分析测试的基础上，系统总结了矿床的地球化学特征；认为形成层间氧化带和铀矿化的层间水主要来自大气降水，研究区水与有机烃类气体同位素交换、强烈的蒸发作用和水岩反应是控制地下水和矿物中同位素分馏的主要机制，层间氧化带和铀富集成矿是地下水在低温、常压下对围岩长期作用的结果，钙质砂岩的碳和黄铁矿的硫均主要为生物有机成因，盆地深部的煤成油、气也参与了成矿作用。     

砂岩铀矿的分形特征

铀矿化样品可视为m个变量构成的相空间中的点集 ,用改变子空间尺度的方法求得砂岩铀矿化样品在一维、二维、三维和四维相空间中的分维为 0 .74、1.0 3、1.2 3和 1.5 4。不同矿床和同一矿床的不同矿石类型、不同高程和不同温度范围的矿化样品在不同变量及其组合构成的同维相空间中的分维相同或相近 ,反映它们的空间结构自相似。本文还探讨了相空间维数与分维数、分维数与子空间尺度的关系 ,并评述了分维的地质意义。     

铀及伴生元素活动态分量探测在古宁浑迪砂岩型铀矿勘查中的应用

为了快速查明古宁浑迪地区砂岩型铀矿的有利成矿地段，并为钻探验证工程的部署提供依据，研究过程中采用了铀及伴生元素活动态分量探测地球化学勘查方法。通过系统采集样品和铀、钼、硒分量提取及测试，认为吸附态铀及伴生元素分量探测更适用于本地区砂岩型铀成矿有利地段的筛选。经钻探工程验证，绝大部分地表铀分量异常均与深部成矿目的层中的铀矿化或铀异常相对应，证实了铀及伴生元素活动态分量探测是适用于寻找隐伏砂岩型铀矿床的有效方法，尤其适用于古河道型砂岩铀矿的找矿勘查。     

吐哈盆地砂岩型铀矿U-Pb同位素地质特征

吐哈盆地十红滩砂岩型铀矿主要成矿年龄为48±2 Ma、28±4 Ma.盆地西南部蚀源区觉罗塔格山片麻状花岗岩的形成年龄为422±5 Ma、斑状花岗岩的形成年龄为268±23 Ma.赋矿地层西山窑组(J2x)砂体碎屑锆石U-Pb等时线年龄为283±67 Ma,证实花岗岩侵入体是含矿砂体的主要物质来源.含矿层位的富铀沉积砂体及蚀源区富铀的岩体、石炭系碎屑岩以及火山碎屑岩等,构成铀成矿铀源.     

层间氧带砂岩型铀矿床的铁物相特征及其地球化学意义——以伊犁盆地511铀矿床和吐哈盆地十红滩铀矿床为例

层间氧化带砂岩型铀矿床在空间上与层间氧化带各亚型的分布具有严格的对应关系。铁元素的物相特征是所处地球化学环境变化的敏感标志，FeFe2O3/TFe,Fe(FeCO3 FeS2)/TFe,FeFe2O3/Fe(FeCO3 FeS2)等比值是反映地球环境变化的重要指标，应用铁物相特征及其以上比值，可以简捷地对层间氧化带进行亚带的划分，这对指导铀矿勘查具有重要理论和实践意义，过渡带中菱铁矿（FeCO3)和黄铁矿（FeS2)等对地球化学环境敏感的矿物的富集，指示了有利于铀成矿的中性－弱酸性，还原的地球化学环境。     

REE地球化学在砂岩型铀成矿研究中的应用--以川北砂岩型铀矿床为例

本文在系统的取样分析基础上,总结了川北砂岩型铀矿床的稀土元素地球化学特征,分析研究了围岩、矿石、方解石脉和铀矿物的稀土元素组成、关系,讨论了岩、矿石沉积和成岩过程的稀土元素变化规律,与国内外典型的火山岩型和变质岩型热液成因铀矿床进行了对比,认为川北砂岩型铀矿具有热液（水）改造成矿作用的稀土元素地球化学特征,铀矿化经历了沉积成岩和热液改造富集两个阶段,为砂岩型铀矿成矿研究提供了新的思路。