汉中一滇中下寒武统含铀磷块岩分布与铀矿化特征

章讨论了分布于扬子地台西缘，从陕西汉中经四川峨嵋到云南滇中晋宁，长达1000km的下寒武统底部和上震旦统顶部的含铀磷块岩，不同地区含铀磷块岩大致有相似的特征，均属铀磷组合，磷矿化层较稳定，铀矿化层变化较大，铀含量比较低，一般在0.01%-0.02%，后生局部富集可达0.04%-0.05%。由于铀品位偏低，磷铀分离尚有一定困难，目前还不具备工业利用价值，做为一种铀的潜在资源，应当给以足够的重视，以便在新世纪勘查和开发非传统矿产资源方面做一些尝试。     

遵义松林地区下寒武统多金属磷块岩矿物组成及铀的存在形式

含铀磷块岩是中国非常规铀资源的重要类型之一,其铀的存在形式及赋存状态一直存在争议。笔者对贵州省遵义松林地区的多金属磷块岩进行了化学成分和微量元素分析,以及扫描电镜研究,结果表明:区内多金属磷块岩中Ba含量高达2339×10~(-6),Sr/Ba值为0.33~2.48,U/Th值为118~544;在Fe/Ti-Al/(Al+Fe+Mn)图中,投影点落在热水沉积区。这反映了多金属磷块岩成因上与热水沉积作用有联系。该类岩石中含有方硫镍矿、辉砷镍矿、针镍矿、辉钼矿、黄铁矿、闪锌矿、重晶石等热液成因矿物,以及鲕粒磷灰石、胶状磷灰石、重结晶磷灰石和晶质铀矿,也指示其受热水沉积作用的影响。由此认为,区内多金属磷块岩在沉积成岩过程中,携带矿质(Ni、Mo、As、Zn、Ba、U等)的热液随着温度、压力的降低,在磷块岩的微裂隙和微孔隙中共沉淀,并析出晶质铀矿和其他多金属矿物。存在于多金属磷块岩微裂隙和微孔隙中的独立铀矿物的发现,为该类型非常规铀资源的综合开发利用提供了有利依据。     

张家界下寒武统磷块岩中钛铀矿的晶出方式与成矿机理

在张家界下寒武统牛蹄塘组底部海相磷块岩中首次发现了微晶钛铀矿,通过背散射电子图像、微区扫描电镜化学成分分析、元素面扫描和晶体结构分析等方法确定了钛铀矿的产出状态与晶出方式。作者认为同沉积期形成鲕粒状磷块岩并伴随海底热液喷流形成多种金属硫化物的混合物,海底热液喷流的持续,对同沉积期物质进行部分熔蚀、强熔蚀改造并发生重结晶作用,在动态环境下热液流体中多种元素处在过饱和状态出现铀多金属快速沉淀。下寒武统牛蹄塘组磷块岩中钛铀矿的发现和存在形式的确定为我国回收利用磷块岩型非常规铀资源提供了依据,也为海相磷块岩中铀多金属成矿作用与海底喷流沉积热液改造的成因联系提供了佐证。     

湘西北海相含铀磷块岩中硒汞矿和晶质铀矿的发现及其地质意义

在扬子陆块东南缘湘西北武陵地区下寒武统牛蹄塘组海相黑色岩系下部鲕粒磷块岩中,首次发现了似纳米级的硒汞矿和晶质铀矿。通过电子探针化学成分测定和微区解剖,显示海相磷块岩中硒汞矿和晶质铀矿的产出状态、形态特征和占位特征。研究认为,同沉积期伴随火山热液喷出形成海相沉积鲕粒状磷块岩(鲕粒中包含球滴状硒汞矿),似纳米级硒汞矿在海相磷块岩中占位于鲕粒磷结核的内部和中心。其形成后期,海底热液作用持续,磷块岩经部分溶蚀、热液脱碳,在磷块岩的微裂隙中晶质铀矿、石英共沉淀析出。海相磷块岩中硒汞矿和晶质铀矿的发现和空间占位特征的研究,对探讨磷块岩中硒汞矿和晶质铀矿的形成与海底喷流(热水)沉积作用的发生方式和成因联系有启示意义,进一步佐证扬子陆块东缘陆缘裂陷喷气沉积是发生大规模铀成矿作用的机制。     

赣南6722铀矿床钛铀矿—晶质铀矿—铀石—沥青铀矿显微共生组合的厘定及成因意义

通过235U诱发裂变径迹及电子探针测试综合研究,在6722铀矿床的含矿隐爆角砾岩胶结物中首次发现钛铀矿—晶质铀矿—铀石—沥青铀矿显微共生组合。这样一种在1 cm2(光薄片)范围内分布,而且不存在任何脉状相互穿插现象的钛铀矿—晶质铀矿—铀石—沥青铀矿显微共生组合表明其形成于同一成矿物理化学体系中。根据UO2—TiO 2—H2O体系稳定场,确定6722铀矿床中钛铀矿—晶质铀矿—铀石—沥青铀矿显微共生组合形成温度范围为250~350℃,属中—高温热液成因。     

陕西华阳川铀-多金属矿床早白垩世晶质铀矿LA-ICP-MS原位U-Pb年龄与成因

华阳川铀-多金属矿床位于小秦岭陆内造山带,是一个以铀、铌、铅为主并伴生有"三稀"元素的超大型多金属矿床。本文利用LA-ICP-MS原位微区技术对华阳川铀-多金属矿床晶质铀矿展开年代学和微量元素研究,获得晶质铀矿LA-ICP-MS原位U-Pb年龄为(133.2±0.96) Ma(MSWD=0.14,n=15),可能指示华阳川矿床在白垩纪的1期铀-铌成矿作用。晶质铀矿U/Th比值较低,REE总量较高,球粒陨石标准化配分模式图呈较明显的海鸥型,无明显Eu负异常,显示晶质铀矿形成于高温热液环境下。结合矿物学特征和区域岩浆作用,研究认为133Ma左右区域岩浆活动将深部岩浆热流体中富水、富氟组分的矿化剂带至矿床浅部地表,流体沿区域断裂构造迁移,从边部和内部裂隙使早期烧绿石发生蚀变和铀的萃取、活化。与此同时,形成晶质铀矿、榍石和后期受热液蚀变的烧绿石。     

陕西华阳川铀-多金属矿床晶质铀矿电子探针U-Th-Pb化学定年及其地质意义

华阳川铀-多金属矿床位于小秦岭陆内造山带内,以铀铌铅为主,并伴生稀有、稀土元素矿化,含矿脉岩主要有伟晶岩和碳酸岩。文章利用电子探针U-Th-Pb化学定年技术对华阳川铀-多金属矿床中晶质铀矿开展了定年工作,并获得了2组U-Th-Pb年龄。第一组晶质铀矿加权平均年龄为(221.9±5.1)Ma(MSWD=0.36,n=18),该区印支期老牛山岩体及邻近的黄龙铺钼矿床、黄水庵钼矿床年龄均集中在220 Ma左右,说明晚三叠世是东秦岭地区一个重要的成岩成矿时代,华阳川铀-多金属矿床在220 Ma左右也发育一期铀-铌成矿作用。第二组晶质铀矿加权平均年龄为(137.1±2.0)Ma (MSWD=1.06,n=47),指示了华阳川铀-多金属矿床存在白垩纪的一期铀-铌活化-沉淀事件。测定的2组晶质铀矿化学年龄可能分别记录了该区自晚三叠世开始的后碰撞伸展环境和早白垩世的造山后伸展环境。     

湘西北海相磷块岩的热液脱碳与铀多金属成矿作用

在扬子陆块东南缘湘西北武陵地区下寒武统牛蹄塘组海相黑色岩系下部鲕粒磷块岩中,首次发现纳米微米级硒铅矿。扫描电镜化学成分测定和微区解剖结果显示,海相沉积鲕粒状磷块岩的纳米微米级微裂隙和微孔隙中硒铅矿、闪锌矿、晶质铀矿、方铅矿、石英、磷灰石、叶蜡石、绢云母等矿物和残余碳共沉淀析出。研究认为在中高温热液脱碳过程中有机质经过热解、解聚、裂解形成CH4、H2S和残余碳,伴随的气还原作用是铀多金属和残余碳在微裂隙和微孔隙中共沉淀晶出的气还原机制。基于实体铀多金属矿床矿物空间定位关系的微观解剖,分析了湘西北海相磷块岩中铀矿物的气还原沉淀机制和地球化学机理,对重新认识热液型富铀矿床的成矿机制有重要意义。     

陕西华阳川铀铌矿床中铀矿物的年代学与矿物化学研究及其对铀成矿的启示

本文在详细的野外地质工作基础上,利用场发射扫描电镜(FE SEM)结合能谱分析(EDS)与电子探针分析(EMPA)等手段对华阳川铀铌矿床中主要铀矿物的种类、共生组合关系及铀矿物的矿物化学与年代学开展了详细的研究工作。研究成果显示,铀主要以铌钛铀矿的形式产出,其次为晶质铀矿。晶质铀矿的矿物学研究和电子探针年代学研究结果显示,矿床中存在两期晶质铀矿年龄,早期晶质铀矿的化学年龄为~201 Ma(印支期 燕山期之交),形成于岩浆 高温热液体系,并伴随大量早期蚀变的铌钛铀矿产出,为矿床形成的主要成矿期;晚期晶质铀矿的化学年龄为~129 Ma(燕山期),形成于高温热液体系,与少量未蚀变的铌钛铀矿产出,仅占次要地位,可能是区域内强烈的燕山期岩浆热液交代早期铌钛铀矿后,淋滤出的铀再次沉淀的结果。结合区域地质关系,认为早期的铀成矿可能主要与(霓辉石)黑云母方解石碳酸岩脉有成因联系,是矿床形成的重要时期;晚期的铀矿物可能只是区域内燕山期的岩浆热液交代早期铌钛铀矿后,铀被淋滤带出后再次在有利部位沉淀的结果。因此,华阳川铀铌矿床可能是一个主要形成于印支期 燕山期之交,并被燕山期岩浆活动(叠加)改造的与碳酸岩脉有关的铀铌矿床。     

赣南富城花岗岩中显微-超显微晶质铀矿的厘定及成因

通过显微镜下观察和电子探针成分分析,厘定了存在于赣南富城强过铝质产铀花岗岩黑云母、白云母、长石中的显微晶质铀矿。根据其成分及矿物组合特征并结合U-Pb同位素年龄测定判明其属原生成因。此外,采用核诱发裂变径迹法,根据白云母探测器上存在的星点状裂变径迹中心,判断造岩矿物(长石、石英)中可能存在超显微级的晶质铀矿核晶。花岗岩中原生晶质铀矿的存在一方面印证了U在Si-O聚合程度增高的花岗岩浆中易与O2-结合形成铀-氧配位多面体的化学键能理论,另一方面也成为花岗岩具有较高产铀能力的地球化学标志之一。     

电子探针化学测年在攀枝花大田晶质铀矿中的应用及其意义

晶质铀矿和沥青铀矿是热液铀矿床的主要工业铀矿物,在研究热液铀矿床成因及成矿规律方面具有重要的意义。攀枝花大田地区是我国混合岩型热液铀矿分布区,已发现粗粒特富铀矿滚石(铀含量10%)及较富基岩矿石(铀含量为0.1%~2%),主要铀矿物为晶质铀矿,对两种晶质铀矿成分及形成时代的研究对该区混合岩型热液铀矿成矿规律研究具有重要的价值。本文通过对大田地区滚石中的晶质铀矿和基岩矿石中的晶质铀矿进行矿物学及电子探针分析,研究了晶质铀矿的成分及形成时代。结果表明:(1)大田地区滚石和基岩矿石中的晶质铀矿除铅之外化学成分较为相似,两类矿石晶质铀矿中UO_2含量为77.36%~84.04%,ThO_2含量为0.98%~5.59%,PbO含量为1.79%~8.8%,其中滚石晶质铀矿中的铅含量低于基岩晶质铀矿,钍含量高于基岩晶质铀矿;(2)电子探针化学定年结果表明,基岩矿石晶质铀矿的形成时代为774.9~785.5 Ma,滚石晶质铀矿的形成时代为783.7 Ma,与传统同位素测年结果(775~777.6 Ma)非常一致,一方面说明滚石晶质铀矿和基岩晶质铀矿为同一时代的产物,另一方面说明电子探针原位测年方法是可靠的;(3)在后期的热液蚀变中,晶质铀矿先后发生了硅化、碳酸盐化及赤铁矿化,蚀变发生的时间分别为730.6Ma、699.8 Ma和664.0 Ma。此结论对研究攀枝花大田地区热液铀矿成矿时代及成矿作用过程提供了依据。     

湘中地区下寒武统烃源岩沉积环境及其特征

本文通过对湘中地区早寒武世岩相古地理的研究,认为早寒武世期间,湘中地区为发育在陆架之上的缺氧滞留盆地沉积环境,沉积了一套以黑色炭质板状页岩及含硅质炭质泥岩等为主的黑色沉积。该套黑色沉积沿着湘中地区以及扬子东南缘呈带状稳定分布,反映出当时湘中地区是一"富烃沉积区",具有生烃潜力;该套寒武纪海相地层是油气勘探的重要层位。     

湘黔下寒武统黑色岩系有机成矿地球化学研究

通过黑色岩系有机成矿地球化学研究,证实湘、黔两地镍钼矿床都经历了后生期的构造热变质事件,贵州遵义的地史上生过油,可以认为有机质的热成熟过程伴随有机质的热解、流体迁移、生烃、成气、排气、生油等过程。磷块岩的姥胶烷含量Pr(3.33%)和植烷含量(5.84%)均为最高,说明其生物成因最为显著。因为PGE元素的富集与有机质有关,不同热演化的成熟度不同,对应的热演化史也不相同,故可以认为有机质的芳构化效应导致PGE金属元素的超常富集。类似于其他产油地区,同样具有高饱和烃、低芳烃、高非烃、低沥青质的特征,说明为石油沥青,贵州遵义样品的甲基菲比和二甲基菲比为最高值,张家界柑子坪金属富集层的二甲基菲比1.36为最高值, 也同样说明成熟度最高。     

Simulating experiment on the enrichment of precious metals in Lower Cambrian black shale series of Hunan and Guizhou provinces

Adsorption experiments were made at room temperature and neutral pH value on different types of min-erals associated with the Lower Cambrian black shale series polymetallic layers in Hunan and Guizhou provinces on nanometer-sized Pt colloids and PtCl42--bearing ionic solutions with an attempt to constrain the relationship between the different types of minerals in the polymetallic layers and the enrichment of platinum group elements (PGEs). Experimental results showed that the different types of minerals show strong selectivity to the adsorption of nano-meter-sized Pt colloids and PtCl42--bearing ionic solutions. Metallic sulfides, organic matter and clay minerals are the strong adsorbents of PGEs, while quartz, albite, muscovite and other silicate minerals show a week adsorbility to both of them. This phenomenon is well consistent with the geological fact that metallic sulfides, organic matter and clay minerals in the polymetallic layers of the black shale series are the major carrier minerals of PGEs, giving a thorough explanation to the mechanism of enrichment of previous metal elements. Adsorption may be a principal mechanism of enrichment of precious metal elements under lower temperature conditions. The presence of the aforementioned strong adsorbents is the good geochemical barriers for the enrichment of PGEs.     

湘鄂西地区下寒武统牛蹄塘组页岩气储层特征

湘鄂西地区下寒武统发育一套有利的页岩气储层.选择不同沉积-构造单元内的典型页岩气井,通过有机地化测试、矿物X衍射、场发射扫描电镜及核磁共振等技术方法,对牛蹄塘组页岩气储层特征进行了对比分析.研究表明,页岩矿物组成受沉积相控制明显,浅水陆棚区页岩矿物组成表现出"低硅高钙"特征,盆地相区页岩矿物组成表现出"高硅低钙"特征;...     

湘黔地区下寒武统黑色岩系中镍-钼矿床黄铁矿的成因

重点研究了贵州遵义中南村和湖南张家界三岔镍-钼多金属矿床的黄铁矿,矿床成因为热水喷流沉积型.黄铁矿样品S/Fe比值的平均值为2.0093-2.048,成分特征均属于铁亏损型,说明其形成温度低.Co/Ni变化范围为0.077~4.5,均值为2.197.据Co/Ni的比值可以判断本区的黄铁矿主要为热液成因,矿化物质来源为热水喷流体系内的热液.成分图解标型显示,黑色岩系中高ω(Co+Ni)/ω(Fe)的黄铁矿和高ω(As+Se+Te)/ω(S)的黄铁矿均大量出现,可能与热水喷流沉积的温差变化范围较大有关.而并非正常沉积的产物.S/Se比值为950.8-1059.9,说明生成环境均一程度较高,而且海水温度比较高.由中南村镍-钼矿床的Se/Te值也能判明其为热液成因.关于黄铁矿的研究对本区镍-钼矿床的寻找有重要意义.     

四川雷波地区下寒武统麦地坪含磷地层研究及磷矿资源潜力分析

【研究目的】四川省雷波县至云南省永善县是寒武系麦地坪组磷矿聚集区,含磷地层的研究不仅有助于深入分析磷矿形成的古地理环境及其变化特征,而且结合构造背景的研究,可研究磷矿形成分布规律,为磷矿的开发提供理论依据。【研究方法】以岩心编录及剖面测量为基础,研究了雷波地区麦地坪组含磷层系厚度、岩性、沉积相、沉积模式、构造背景、盆地性质、磷矿成因机制、磷块岩岩石学特征及其变化等。【研究成果】阐明了雷波地区麦地坪组在50km范围内,岩性、岩相的巨大差异以及磷块岩特征,指出雷波地区在麦地坪组沉积时期呈隆、凹相间的格局,缺失浅水陆棚相。白云岩相区属潮坪相,是磷矿聚集的有利地段。硅质岩属深水陆棚相,是火山活动形成的热水作用成因。磷矿的聚集是硅质岩相区火山活动,生物发育,高温洋流由下向上运动,携带生物遗体分解的高P₂O₅浓度海水在凹陷区两侧白云岩相区沉积和改造的结果。从大地构造背景、盆地性质、磷质来源、磷的迁移、沉淀、富集阐述了磷矿成矿作用机制,提出雷波地区磷矿是多种因素作用形成,建立了相应的磷矿成矿模式。【结论】发现揭示了新元古代末期至寒武纪早期,裂谷盆地发育的晚期阶段,一种新的磷成矿作用——隆、凹相间的古地理格局及微弱的火山活动,在空间上有效配置,并由此提出在凹陷两侧白云岩相区寻找磷矿的预测评价新思路,指出针对麦地坪组磷矿找矿的新方向,在找矿空间可由凹陷区向四周拓展。     

湘黔地区下寒武统黑色岩系中镍-钼矿床黄铁矿的成因

重点研究了贵州遵义中南村和湖南张家界三岔镍-钼多金属矿床的黄铁矿,矿床成因为热水喷流沉积型。黄铁矿样品S/Fe比值的平均值为2.0093~2.048,成分特征均属于铁亏损型,说明其形成温度低。Co/Ni变化范围为0.077~4.5,均值为2.197,据Co/Ni的比值可以判断本区的黄铁矿主要为热液成因,矿化物质来源为热水喷流体系内的热液。成分图解标型显示,黑色岩系中高ω(Co+Ni)/ω(Fe)的黄铁矿和高ω(As+Se+Te)/ω(S)的黄铁矿均大量出现,可能与热水喷流沉积的温差变化范围较大有关,而并非正常沉积的产物。S/Se比值为950.8~1059.9,说明生成环境均一程度较高,而且海水温度比较高。由中南村镍-钼矿床的Se/Te值也能判明其为热液成因。关于黄铁矿的研究对本区镍-钼矿床的寻找有重要意义。