鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床岩石学、矿物学特征及其对铀成矿作用的指示意义

对砂岩型铀矿床各地球化学分带中砂岩的岩石学、矿物学特征进行对比分析,对于探索铀成矿过程具有重要意义。前人对纳岭沟铀矿床砂岩的矿物学特征做了一定的研究,但是对铀成矿过程中各伴生矿物之间的相关关系及其地质意义的认识相对薄弱。本文通过对鄂尔多斯盆地北东部纳岭沟铀矿床不同地球化学分带中砂岩进行岩相学分析、X衍射分析以及碳酸盐C—O同位素分析,建立了各矿物之间的相关关系,根据矿物之间的相关关系来反演成矿过程中目的层砂岩地球化学环境变化的过程。镜下鉴定结果表明纳岭沟铀矿床砂岩主要为长石岩屑砂岩;全岩碳酸盐胶结物的碳同位素组成范围为-20.6‰～-3.8‰,根据碳酸盐胶结物的氧同位素反演的碳酸盐胶结物形成时期的流体为大气降水和海水,表明碳酸盐胶结物的形成与有机质、大气降水中以及深部海相碳酸盐的溶解有关;矿物之间的相关关系表明在成矿过程中目的层砂岩经历了三个阶段的地球化学环境的变化:层间氧化过程中的酸性氧化环境阶段、氧化还原过渡带的碱性弱还原环境阶段以及晚期的碱性强还原环境阶段。本文的研究对深入认识铀成矿过程中地球化学环境的变化具有重要的意义。     

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床后生蚀变成因及其与铀成矿的关系

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床是中国近期落实的又一特大型铀矿床,为古层间氧化带砂岩型铀矿床。根据蚀变作用与成矿作用的关系,建立了新的古层间氧化带砂岩型铀矿床后生蚀变分类方法,即将其划分为控矿蚀变、成矿蚀变和保矿蚀变3类。分别从垂向上和平面上分析了后生蚀变的空间分布规律,剖面自下而上整体表现为保矿蚀变-成矿蚀变-控矿蚀变的垂向序列;平面上重点分析了氧化砂体厚度、氧化砂体百分率、氧化砂体底埋深、氧化砂体底标高等参数特征。     

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床绿泥石特征及地质意义

纳岭沟铀矿床位于鄂尔多斯盆地北部,具有明显的后期热液作用的特征,矿体空间展布主要受控于绿色-灰色砂岩的过渡界面,与绿泥石化的蚀变砂岩关系密切。通过对纳岭沟铀矿床不同颜色砂岩中的绿泥石进行详细的岩相学研究和电子探针化学成分分析,依据绿泥石的成因与共生矿物的关系,识别出绿泥石主要的3种类型:填隙物型绿泥石,片状与黄铁矿共生型绿泥石以及黑云母蚀变型绿泥石;同时通过绿泥石的Fe-Si图解确定了纳岭沟铀矿床不同颜色砂岩中的绿泥石主要为铁镁绿泥石和密绿泥石。根据Al/(Fe+Mg+Al)-Mg/(Fe+Mg)的关系图解确定出不同颜色砂岩中的绿泥石具有铁镁质流体和泥质两种来源,通过绿泥石中主要阳离子与镁的关系图解和计算得出的绿泥石形成温度共同确定出绿泥石是多期次的中低温热液流体作用的产物。综合研究表明,纳岭沟铀矿床的绿泥石形成至少经历了温度稍高的还原性流体和温度稍低的氧化性流体等两个期次的流体作用,稍高温的还原性流体与成矿关系更为重要。与绿泥石形成有关的热液流体作用不仅带入了部分铀,还促进了铀的活化和运移。     

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床板状矿体形成机制:来自含矿层黏土矿物研究的制约

纳岭沟铀矿床是近年来在鄂尔多斯盆地北部发现的一个大型铀矿床。与典型层间氧化带砂岩型铀矿不同,纳岭沟铀矿床具有矿体呈板状、似层状产出与铀矿物以铀石为主等特点。文章通过扫描电镜与X衍射等方法对含矿层不同地球化学分带砂岩黏土矿物组合类型、相对含量的变化开展了系统的研究,为该区铀成矿模式与板状矿体的形成机制提供依据。研究结果表明,含矿层砂岩中黏土矿物以呈蜂窝状、片絮状产出的蒙脱石为主,其次为呈片状、书页状及蠕虫状产出的高岭石与呈叶片状、花朵状集合体产出的绿泥石,局部可见伊利石与蒙脱石向绿泥石转化而成的绿蒙混层;从二次还原绿色带→矿带与原生带,呈现蒙脱石、绿泥石明显减少,高岭石含量与w(TOC)、CH_4明显增加的趋势,说明二次还原绿色带与矿带之间存在E_h-pH突变界面;含矿层经历了弱碱性大气降水(含铀含氧)、酸性流体(有机酸与煤成气)、中-低温碱性热液油气与富Na~+、Ca~(2+)的弱碱性流体(盆地卤水)的共同作用,其中弱碱性大气降水与中-低温碱性热液混合而成的碱性-氧化成矿热液与下伏延安组煤系地层演化产生的酸性-还原流体(有机酸与煤成气)在相互接触面上因Eh-pH突变而造成铀石的沉淀,并在E_h-pH突变界面上形成板状矿体。     

鄂尔多斯盆地北部纳岭沟铀矿床铁物相特征及其成矿意义

本文通过光学显微镜鉴定、铁物相分析、电子探针分析、黄铁矿S同位素分析等手段,开展了铁元素矿物相和化学相特征研究及其成矿意义探讨。研究表明,本区砂岩中铁物相主要包括碳酸铁(菱铁矿)、硫化铁(黄铁矿)、铁氧化物(赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿)以及铁硅酸盐(黑云母、绿泥石、绿帘石),其中铁氧化物是直罗组砂岩中铁元素最主要的存在形式,硫化铁是矿化砂岩重要的指示矿物,上述两种铁物相均在矿化砂岩中含量最高;主要的铀矿物类型为铀石,与黄铁矿关系最为紧密,主要以"围绕"和"包含"的形式与黄铁矿相伴产出;黄铁矿的S同位素分布范围是-39.4‰～-8.5‰,表现出明显的富~(32)S、贫~(34)S的特点,指示了生物成因的特征;U/Th及δU的分布特征指示了二次还原砂岩经历了明显的氧化过程,矿化砂岩的还原性最强。铁物相的特征指示了纳岭沟铀矿床成矿过程的复杂性,既有早期的氧化改造,又有后期的二次还原改造,同时在成矿过程中还伴有硫酸盐还原菌等微生物的参与。黄铁矿作为铀成矿最敏感的指示矿物,是由无机还原反应叠加生物作用形成的。     

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床铀矿物特征与形成机理

纳岭沟铀矿床位于鄂尔多斯盆地北东部,是我国近年发现的一个特大型砂岩铀矿床,铀矿体赋存于中侏罗统直罗组下段河流相砂体中,受古层间氧化带控制,呈板状。铀矿物主要为铀石、沥青铀矿和钛铀矿,其中铀石是最主要的铀矿物。沥青铀矿中w(CaO)较高;铀石中w(UO_2)偏低、w(SiO_2)偏高,w(UO_2)/w(SiO_2)达到1:1.29,远低于正常值;钛铀矿则呈现U低Ti高的特点。根据各铀矿物的形成、富集机理,认为纳岭沟铀矿床在古层间氧化发育阶段赋矿砂体属于酸性环境,SiO_2活度较低,形成铀矿物主要为沥青铀矿。始新世晚期及以后,氧化作用不发育,赋矿砂体被二次还原,岩石地球化学环境由酸性转变为弱碱性,SiO_2活度增大,使早期阶段形成的沥青铀矿转变为铀石。钛铀矿主要是在氧化—还原作用下由含铀溶液中的铀(UO_2~(2+))交代重矿物—钛铁矿中的Fe2+而形成。     

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。     

鄂尔多斯盆地北东部纳岭沟铀矿床红色蚀变矿石成因及其地质意义

鄂尔多斯盆地北东部纳岭沟铀矿床是近年来发现的大型砂岩型铀矿床。与国内外典型层间氧化带型铀矿床明显不同,纳岭沟铀矿床不仅矿体呈板状、似层状产出,受单层灰绿色古氧化砂体与下伏灰色砂体的交界面控制,且远离顶底板,部分含矿岩石在宏观上表现为红色含炭屑矿石,微观上出现铀石-赤铁矿(针铁矿)-黄铁矿等特殊矿物共生组合。在综合岩矿鉴定、电子探针分析、酸解烃分析等成果认识的基础上,结合前人流体障铀成矿理论的实验和数学模拟结果认为,纳岭沟铀矿床是含氧含铀水与深部还原性流体相互作用的产物,且矿体形成过程中含氧含铀水和深部还原性流体的界面变化是红色蚀变矿石形成的关键原因,而持续强的含氧含铀水和较弱的深部还原性流体作用是形成板状矿体的主要因素。     

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。     

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。     

粤北仁化棉花坑铀矿床成矿热液演化及其对成矿过程的约束

本文以棉花坑(302)铀矿床成矿期紫黑色萤石、浅粉红色方解石及赤红色微晶石英等含铀脉石矿物及与之共生的黄铁矿为研究对象,采用流体包裹体热力学、群体成分分析及黄铁矿微量元素分析等方法,对成矿流体演化特性及对成矿过程的指示与约束开展了研究。研究表明,成矿期的萤石、方解石、微晶石英中流体包裹体类型以富液相两相Na Cl-H_2O型为主,平均均一温度分别为185. 8℃、177. 0℃、140. 4℃,平均盐度分别为2. 24%Na Cleqv、1. 36%Na Cleqv、1. 75%Na Cleqv,矿床流体具有中低温低盐度特征;计算出平均成矿压力分别为39. 5MPa、38. 0MPa、30. 1MPa,平均成矿深度分别为1. 5km、1. 3km、1. 1km。流体包裹体群体成分显示成矿流体中富含K~+、Na~+、Ca~(2+)等阳离子和HCO_-~3、F~-、SO_4~(2-)等阴离子及CO_2、H_2O等气相成分。这些脉石矿物为成矿期不同阶段沉淀的产物,随着成矿流体温度、压力逐渐降低,流体存在演化分异和不混溶现象,流体内的∑M+/∑M-逐渐升高,矿物沉淀按先析出萤石、其次方解石、最后微晶石英的顺序进行。成矿期黄铁矿Y/Ho平均比值变化显示,矿物沉淀过程逐渐改变了成矿流体性质,使得Zr/Hf、Nb/La、Co/Ni等稀土、高场强元素平均比值逐渐变小,还原性的成矿环境也会发生轻微波动;铀元素在流体演化的最晚阶段才大量与微晶石英一同沉淀,沉淀出的黄铁矿U/Th平均比值逐渐升高。     

桃山大布铀矿床成矿流体特征

正花岗岩型铀矿床是重要的铀矿类型,国内外学者提出了多种花岗岩型铀矿的成矿机理。地质流体的来源、运移和卸载是厘定铀成矿过程的重要指标。流体包裹体是地质时期流体的"活化石",关于流体包裹体的特征研究是探讨成矿流体特征以及成因的重要分析手段(苟学明等,2017)。目前缺乏对大布铀矿床成矿流体特征的深入研究,笔者通过对大布矿床成矿期流体包裹体的显微观察、测温、气相成分、同位素分析等,总结了大布矿床的成矿流体特征,初步探讨了成矿流体来源。     

Geochemical characteristics of Dongsheng sandstone-type uranium deposit, Ordos Basin

Generally, sandstone-type uranium deposits can be divided into three zones according to their redox conditions: oxidized zone, ore zone and reduced zone. The Dongsheng uranium deposit belongs to this type. In order to study its geochemical characteristics, 11 samples were taken from the three zones of the Dongsheng uranium deposit. Five samples of them were collected from the oxidized zone, four samples from the ore zone and two samples from the reduced zone. These samples were analyzed using organic and inorganic geochemical methods. The results of GC traces and ICP-MASS indicate that the three zones show different organic and inorganic geochemical characteristics.     

鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿床成因和叠合成矿模式

从铀源、迁移和沉积方面详细论述了鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿床的成矿模式,由于成矿过程复杂而建立了油-气还原和热改造叠合的叠合成矿模式。     

巴音戈壁盆地含矿目的层沉积相特征与砂岩型铀矿化的关系

重点论述了盆地3处铀矿床（点）含矿层早白垩世巴音戈壁组上段沉积相展布特征及其与铀矿化的关系。认为该地区铀矿化发育主要受两种沉积环境控制：（1）受扇前辫状分流河道控制,该沉积环境内发育厚层砂体,具有泥-砂-泥结构,在潮湿、湿热古气候环境下,该沉积环境内的砂体中富含有机质和炭屑,有利于铀成矿;（2）受各类沼泽沉积环境控制,在潮湿、湿热古气候环境下,该地区发育大面积沼泽,沼泽沉积环境中多为泥炭、泥质岩及碳质岩沉积,有利于铀元素的吸附、沉淀、富集并成矿。受控于两种沉积环境,该盆地内砂岩型铀矿化矿体存在两种表现形式：卷状及板状。其成因为层间氧化作用与同生沉积富集共存。     

内蒙古巴音塔拉盆地砂岩型铀矿后生蚀变性质及其成矿意义

巴音塔拉盆地目前探明的铀矿化主要赋存于赛汉组辫状河道砂体中。通过对含矿主岩的岩性特征、后生蚀变与矿化分析研究,认为该区成矿依靠多期次改造形成的后生蚀变岩以及丰富的含铀、含氧水沿断层渗透还原改造而成矿。     

伊犁蒙其古尔铀矿床含矿层砂岩中黄铁矿形成机制及对铀成矿的指示意义

蒙其古尔铀矿床为伊犁盆地南缘大型层间氧化带砂岩型铀矿床,为查明该矿床含矿层中黄铁矿成因及其形成机制,探讨微生物参与铀成矿过程。文章对含矿层砂岩中黄铁矿与铀矿物矿物学特征、黄铁矿S同位素与碳酸盐胶结物的C-O同位素开展细致研究。研究表明:①蒙其古尔铀矿床中铀主要以铀矿物与吸附铀形式存在,吸附铀主要为有机质吸附铀,铀矿物以沥青铀矿为主,多与黄铁矿、炭屑共生;②蒙其古尔铀矿床含矿层砂岩中黄铁矿主要以自形晶、草莓状和不规则状集合体产出,多与沥青铀矿、碳酸盐胶结物共生,其中黄铁矿S同位素(δ~(34)S_(V-CDT)=-68.4‰～22.1‰)与碳酸盐胶结物的C-O同位素(δ~(13)C_(V-PDB)=-10.2‰～-7.4‰,δ~(18)O_(V-PDB)=-9.6‰～-5.8‰)分析表明黄铁矿具有细菌硫酸盐还原(BSR)与有机物热解2种成因,并探讨了这2种不同成因黄铁矿的形成机制。③结合前人研究成果,认为硫酸盐还原菌(SRB)参与蒙其古尔铀矿床铀成矿过程,以间接还原方式为主,在有机质、黏土矿物与颗粒表面吸附U(Ⅵ)的基础上,通过硫酸盐还原菌(SRB)还原SO_4~(2-)产生的H_2S将U(Ⅵ)被还原成U(Ⅳ),形成铀矿物。