砂岩型铀矿床硫化物还原富集铀的机制

在层间氧化带砂岩型铀矿床中，铀在氧化-还原前锋线附近的富集通常被解释为地下水中的U^6＋被还原为U^4＋形成铀矿物并沉淀，铀的还原剂则是保存在砂岩中的炭化植物碎屑和硫化物，特别是黄铁矿。作者通过大量的相关文献的调研，结合国内外在砂岩型铀矿研究方面取得的成果，对硫化物，特别是黄铁矿在砂岩型铀矿氧化-还原前锋线附近铀还原、沉淀和富集过程中所起的作用提出了自己的认识。氧化-还原前锋线富矿区的试验数据和地质观察显示只有在介质中缺少自由氧时黄铁矿才能够作为U^6＋的良好的还原剂，其还原机制是黄铁矿和水反应生成的H2S气体还原了铀。然而，磁黄铁矿是比黄铁矿更好的铀的还原剂，因为磁黄铁矿和水反应能产生氢气（H2），一种更有效的U^6＋还原剂。平常观察到的铀矿物（沥青铀矿和铀石等）围绕新生的黄铁矿颗粒沉淀的现象在很多情况下反映的是结晶顺序，实际上是Eh值降低时或酸化时黄铁矿早于铀矿物发生沉淀的结果。     

微生物胶结砂岩型铀矿砂的抗渗性能试验研究

地浸采铀产生的污染物通过渗透迁移作用威胁地下水资源,已成为制约地浸采铀技术发展的瓶颈,而微生物胶结技术能有效地降低砂岩铀矿的渗透性,是目前抑制污染物向采区周围地下水迁移的有效方法。因此,选用巴氏芽孢杆菌,分析其耐酸性;利用自行研制的砂岩型铀矿砂渗透系数试验装置,测得不同胶结液浓度、不同菌液与胶结液体积比以及不同注浆轮次条件下砂岩型铀矿砂的渗透系数,确定其最优的参数配比;采用扫描电镜（scanning election microscopy,简称 SEM）和X射线衍射光谱（X-ray diffraction,简称 XRD）等设备,表征微生物胶结前后铀矿砂的矿物成分及其微观结构,研究其微生物胶结抗渗机制。研究结果表明：巴氏芽孢杆菌在 pH = 4 时仍具有较好的繁殖能力和脲酶活性,能适应铀矿砂的酸性环境;在一定范围内增大胶结液浓度、菌液与胶结液的体积比可以促进碳酸钙的生成,最佳的胶结液浓度为 1 mol/L、菌液与胶结液体积比为1:3、注浆轮次为7时,注浆后铀矿砂的减渗率达到 95.33%;胶结后铀矿砂的渗透系数随注浆轮次的增加而降低,经过11轮注浆后铀矿砂的减渗率高达99.75%,渗透系数下降到 2.8×10⁻⁵ cm/s;沉积的碳酸钙晶型主要为方解石,方解石堵塞铀矿砂粒间孔隙,并将矿砂颗粒胶结成整体,是铀矿砂渗透系数降低的主要原因。微生物诱导碳酸钙沉淀胶结铀矿砂的抗渗机制为控制和减少地下水污染提供重要的理论指导。     

应用地球化学模式恢复准噶尔盆地东部浅层地下水的氧化-还原环境

地下水的ＥｈＷ值是反映其氧化还原能力的水文地球化学参数,是确定铀氧化还原环境必不可少的参数之一。在准噶尔盆地东部进行１∶５０万层间氧化带砂岩型铀矿床区调时,受工作条件限制,没能对所采集到的水样进行ＥｈＷ值测定,因而影响了对水的氧化还原能力的评价,但是这批水样分析资料中的Ｆｅ２＋／Ｆｅ３＋是非常有用的氧化还原电对,可用来模拟计算地下水环境的ＥｈＷ值。详细讨论了应用地球化学模式来模拟计算地下水ＥｈＷ值的原理和结果。     

松辽盆地大庆长垣南缘四方台组砂岩型铀矿碳氧同位素特征及铀成矿意义

为进一步探讨松辽盆地大庆长垣南缘四方台组砂岩型铀矿的成岩环境、铀沉淀机制及成矿机理,通过钻井岩心观察,岩石薄片,含铀砂岩碳酸盐胶结物碳、氧同位素分析,对研究区砂岩岩石类型、碳酸盐胶结物类型、成岩阶段以及碳、氧同位素特征进行了系统研究.结果表明:含铀砂岩岩石类型为长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩,碳酸盐胶结物可分为3个期次,以...     

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。     

四川盆地东北部砂岩型铀矿石及铀的存在形式特征研究

四川盆地东北部砂岩型铀矿含铀层位为下白垩统苍溪组,主要矿化产在苍溪组第一韵律层下部砂岩或砾岩层中.岩矿鉴定表明,主要含矿岩性为细—中粒砂岩,砂岩矿物碎屑主要为石英,胶结物主要为方解石,含少量黄铁矿.扫描电镜和电子探针分析表明,含矿岩石中除了矿物碎屑石英、胶结物方解石和黄铁矿外,还含有钛铁矿、方铅矿和铀石.铀石为岩石中铀...     

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。     

鄂尔多斯惠安堡逆冲断褶带式砂岩型铀矿矿化特征及成矿模式

典型层间氧化带砂岩型铀矿产出于次造山带构造背景,且具有缓倾斜坡带的中新生代盆地。惠安堡地区大地构造背景处于鄂尔多斯盆地西缘褶断带马家滩断褶带。经典的水成铀矿理论和评价准则认为断褶带不利于后生铀成矿作用,但近几年的找矿探索证明断褶带后生铀成矿既有典型层间氧化带砂岩型铀矿的一些特点,也有自己的特殊性。鄂尔多斯盆地西缘推覆构造带中的反冲带多见东倾的反冲断层,最东部反冲断层的上、下盘是铀矿化集中的地方。正是这些反冲断层使找矿目的层上升,接近地表与含氧含铀地下水发生水力联系,地下水得以对目的层进行更深入、更彻底的改造,形成层间氧化和铀矿化。在综合分析该区砂岩型铀矿矿化特征的基础上,提出了鄂尔多斯盆地西缘"逆冲断褶带式"砂岩铀矿成矿模式。     

宝龙山铀矿床姚家组下段砂岩岩石学特征与成岩作用

文章通过对宝龙山铀矿床姚家组下段砂岩开展岩石学特征和成岩作用研究,初步查明了该段砂岩的物质成分、结构和碳酸盐胶结物类型与胶结期次,确定了赋矿层砂岩经历的主要成岩作用及其演化序列(包括压实、胶结、交代和溶解作用等)。在此基础上,探讨了区内砂岩成岩作用与铀成矿作用的耦合关系,认为姚家组下段砂岩具有良好的成分与物性条件,是本区大规模铀成矿的必要条件。     

塔木素铀矿床下白垩统巴音戈壁组含铀砂岩成岩特征及其与铀矿化关系研究

位于巴音戈壁盆地南部的塔木素铀矿床为典型的硬砂岩型铀矿床,这种特殊硬砂岩型铀矿与我国北方其他典型砂岩铀矿床最主要的不同就是表现在成岩特征上。运用岩石学、岩相学、岩石地球化学、阴极发光、扫描电子显微镜等对塔木素铀矿床下白垩统巴音戈壁组上段（K₁b2）含铀砂岩成岩特征及其与铀矿化的关系进行了研究。结果表明含铀砂岩碎屑物主要有石英（平均含量12.38%）、长石（平均含量50.33%）,胶结物主要有石膏（平均含量12.57%）、铁白云石（平均含量3.20%）、含铁白云石（平均含量9.33%）、白云石（平均含量9.76%）及少量杂基（平均含量2.62%）,以孔隙式和基底式胶结为主。含铀砂岩具有盐湖盆地早成岩阶段B期和晚成岩阶段A期的成岩特征,成岩的水介质条件为高矿化度（35.4 g/L）的碱性水（pH=7.52）。在早成岩阶段B期形成了以化学胶结作用、水岩作用、溶蚀作用及交代作用为主的成岩特征。胶结物具有由铁白云石—含铁白云石—白云石—石膏的生成顺序,碳酸盐胶结物由中心到边缘依次为自形铁白云石、半自形—自形的含铁白云石、最外面为他形—半自形的白云石。石膏形成最晚,并可见石膏交代石英、长石及白云石现象。在此过程中,高矿化度水中的Na+替换了斜长石中的Ca2+,使斜长石全部转化为钠长石,并在斜长石表面形成了溶蚀微孔洞并沿解理形成微裂隙。受碱性地下水影响,基本无自生胶结作用及黏土矿物生成。晚成岩阶段A期以溶解作用为特征,酸性的地表水溶解了砂岩中的碳酸盐胶结物并形成了溶洞。含铀砂岩整体具有孔隙度低及渗透率低等特征,不利于层间氧化作用的形成。根据含铀砂岩成岩特征及其与铀矿化关系的研究发现,塔木素地区铀矿化具有沉积成岩及层间氧化双重成因特征。     

萨瓦甫齐铀矿床层间氧化带地球化学特征

萨瓦甫齐铀矿床不同地段层间氧化带的氧化还原程度是不同的。利用诸如w（Fe3＋）/w（Fe2＋）、w（Ra）/w（U）和有机炭等地球化学参数探讨了萨瓦甫齐铀矿床层间氧化带的地球化学特征,即矿床西南部层间氧化带氧化程度较弱,表现为全硫（∑S）、总铁（TFe）和矿石的铀质量分数低;而矿床中部及东北部层间氧化带氧化程度较强,尤其以东北部突出,它们的全硫、总铁和矿石的铀质量分数均高。铀矿化强弱明显与层间氧化带的氧化还原程度有关,层间氧化带的氧化程度越强,铀矿化则愈强;反之,则弱。     

地浸采铀矿山地下水环境修复研究进展

地浸采铀技术已成为世界采铀的主流工艺,采区退役后地下水环境修复亦为人们所关注的热点。文章简要介绍了碱法、中性和酸法三种典型地浸采铀技术的特点,系统分析了地浸采铀对地下水环境的影响,并以酸法地浸铀矿山地下水环境修复技术为例,重点介绍了物理化学修复技术和生物修复技术及其原理与应用,归纳总结了其优缺点,并对未来的研究方向进行了展望。指出下一步应加强在酸性与氧化环境中能使铀固定并长期稳定的新技术,高活性、强适应性修复菌群的选育、驯化技术,地下水异位-原位协同生物修复技术,以及放射性核素及重金属在铀矿地浸地下水环境中的吸附-解吸、氧化-还原、溶解-沉淀等行为与机理及其主控因素等方面的研究。     

盛源盆地南部铀成矿水文地球化学条件分析

本文阐述了盛源盆地南部铀成矿的地质、水文地质和水文地球化学条件 ,分析了区内放射性水异常的产出、分布特征和控制因素 ,认为坝口等地段水的循环深度大 ,深部氧化 还原过渡带发育 ,大面积、交互叠加的放射性水异常是寻找大型隐伏铀矿床的重要标志。     

萨瓦甫齐铀矿床岩石浸出液水化学对古流体的指示作用

萨瓦甫齐铀矿床位于新疆维吾尔自治区阿克苏地区。新构造运动使盆地盖层变得陡直甚至倒转,承压含水层中的地下水不断被疏干,现今在垂深475 m以上已无地下水活动,铀矿体主要残留在古层间氧化还原过渡带中。根据水-岩相互作用的原理,试图通过研究岩样浸出液的水化学来获取古地下流体的一些基本特征。     

松辽盆地开鲁坳陷西部四方台组铀成矿条件及找矿方向

开鲁坳陷位于松辽盆地西南部,通过系统地分析开鲁坳陷西部铀源、构造、岩性-岩相、砂体氧化-还原、水文地质和铀矿化特征,笔者认为区内四方台组具备砂岩型铀矿成矿的基本地质条件。经统计蚀源区和地层本身砂体铀含量,数据显示该区具备丰富的内外双重铀源。深部还原流体可沿主干断层直接进入四方台组,这些断层也为地下水排泄提供通道。四方台组发育冲积扇、辫状河沉积体系,泥-砂-泥结构稳定,具备良好的地下水补-径-排和水中铀水文地质条件。文章从氧化带、砂体Th/U值变化规律、Fe²⁺/Fe³⁺值及有机碳含量分布特征等方面阐述其与铀成矿的关系。铀成矿主要受铀源、构造、岩性岩相及砂体氧化-还原等关键因素控制,各种成矿要素匹配良好,具备形成中型及以上砂岩型铀成矿潜力。     

滦河三角洲浅层地下水水化学特征分析

查明滦河三角洲浅层地下水化学特征,对浅层地下水进行取样测试,对测试结果采用SPSS、Aquchm、MAPGIS等软件进行水化学特征分析。结果表明滦河三角洲地区浅层地下水化学类型以HCO3-Ca型水为主,北部山前扇顶部,地下水化学演化过程以溶虑作用为主。受人类活动等外界因素影响,地下水水质随时间变化较大。地下水中的阳离子中的Ca^2＋、Mg^2＋与阴离子HCO3^-含量相对稳定,Na^＋与Cl^-相关性显著。     

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。     

二连盆地那仁地区铀成矿地质条件分析及找矿预测

经过近年来的区域评价工作,在内蒙古二连盆地那仁地区赛汉组上段发现了铀矿化信息,但由于工作程度较低,铀成矿条件分析及远景预测明显不足。通过对钻孔、地震等资料的综合整理,结合系统取样、分析测试结果,对那仁地区铀源、构造、地层、沉积相、氧化-还原及古气候条件进行了全面分析。研究认为该区铀源充足,在温暖半湿润—干热气候转变期,蚀源区大量的铀被活化、迁移;晚白垩世—新生代的构造活动提供了适宜氧化带发育的斜坡带及深部还原流体上逸通道;赛汉组上段一亚段辫状河三角洲砂体规模大,具备稳定的泥-砂-泥结构和有利的氧化-还原条件,是铀矿形成的理想空间。在铀成矿条件最佳部位预测Ⅰ级远景区1片,有望落实为新的铀矿床。     

铀在北山花岗岩中的吸附迁移影响因素研究

运用水文地球化学模拟软件PHREEQC-Ⅱ,对铀元素进入中国高放废物处置预选场研究区地下水后的状况进行了模拟和预测。模拟得到核素铀进入研究区地下水后的元素浓度分布和迁移情况及外界因素变化引起地下水中铀迁移的行为,同时采用批式法测定不同条件下铀在甘肃北山花岗岩中的分配系数,研究了岩石粒径、溶液初始浓度、水相pH和温度对分配系数的影响,实验结果表明花岗岩对铀的吸附能力较弱,其中溶液初始浓度、粒径、温度影响较小,pH值对岩石的吸附性能有较大影响,在接近中性条件下影响达到最大,这与采用模拟软件模拟结果基本吻合。通过模拟和实验对比,能更好地研究在北山预选区处置条件下地下水-废物-岩石的相互作用过程中核素的迁移行为,从而为处置库系统安全评价提供有关依据。