Supergene processes on ore deposits—a source of heavy metals

The study of supergene processes (i.e., secondary processes running in ore deposits and driven by thermodynamic nonequilibrium between ore-and rock-forming minerals and natural waters, gasses, etc.) is important in order to understand the migration of heavy metals from ore into their adjacent surroundings. The contamination of the local environment can be characterized by the composition of pore waters. The Pb-Zn-Cu ore deposits of Zlaté Hory (Czech Republic) have been chosen for a detailed study of pore solutions. A simple model has been created to describe the evolution of supergene processes in the ore deposits. This model is based on the determination of chemical composition of pore solutions. The dilution of pore solutions of such mineral deposits results in acid mine drainage. Pore solutions can have, during specific stages of their evolution, relatively high concentrations of Cu (0.09 mol/kg), Zn (0.1 mol/kg), SO₄ (0.8 mol/kg) and an extremely low pH (1.38). The supergene alteration of pyrite is the most important process determining the character of pore water. This reaction causes significant acidification and is a leading source of acid mine drainage. The leached zone originates from the interaction of pyrite and limonite. Increased concentrations of heavy metals and sulfates occur in pore waters. The dynamic composition of pore waters within ore deposits undergoing the supergene process can be used to distinguish: (1) three main zoneslimonite, transition, and primary zone and (2) two areas—an area with the highest intensity of weathering processes and an area of weathering initiation. In these areas the rate of sulfide oxidation is higher as a result of low pH. From the study of these zones and areas we can further our knowledge of ore body, pore solution, acid mine drainage, and contamination of the local environment.     

相山矿田铀的中和还原成矿作用”

该文以相山矿田为例介绍了铀的中和还原成矿作用的概念和机理。     

Possible role of fluids free thermal convection processes in formation of uranium deposits in the Streltsovska ore field (Eastern Trans-Baikal Region)

Doklady Earth Sciences - This paper reports the preliminary results of computer simulation of the free thermal convection of fluids in a residual thermal field of a consolidated shallow magma...     

相山铀矿田邹家山工区含铀凝灰岩的矿化特征

相山铀矿田邹家山工区 5 0m中段发现含铀凝灰岩 ,化学分析结果显示 ,这种凝灰岩铀矿石中铀含量达 7 1 3 % ;该矿石中绿泥石含量较高。笔者认为 ,在相山铀矿田中 ,花岗斑岩与凝灰岩接触部位应有富铀矿体存在。     

相山铀矿田中一种值得关注的铀矿化类型

龙巴岭铀矿床矿化类型不同于相山铀矿田已知的水云母-萤石型和钠长石型铀矿化类型,它以石英-晶质铀矿矿物群产于碎斑流纹岩中。根据铀矿化产出形式、矿化岩石的化学组成和矿物群的组成及生成顺序,这种铀矿化类型既区别于已知的铀矿化类型,又与这两种铀矿化类型存在某些关联。介绍这种矿化类型可能会有益于对相山铀矿田的铀成矿认识和找矿评价。     

江西临川地区相山铀矿田构造应力场分析

相山铀矿田是中国最大的、与火成岩有关的中低温热液型矿床,断裂构造控矿特征明显。目前该矿床的后备资源出现危机,因此开展矿田构造研究,为深部及其外围找矿提供科学指导迫在眉睫。在野外观测分析和节理、擦痕实地测量的基础上,利用构造解析法、共轭剪节理分析法、断层擦痕反演模拟法及X光岩组法等,通过吴氏网投图分析和计算机的反演计算,确定了相山铀矿田多期次构造活动的变形特征及其主应力方向;并根据构造变形叠加关系及其成岩时代的确定,推断了应力作用的期次和时代。为此,将相山铀矿田的构造应力场划分为3期6个阶段,包括：成矿前的基底变形和早期火山活动阶段,早期矿化蚀变和第一、第二主成矿阶段,及其成矿期后阶段,矿体局部被错断;并深入分析了不同阶段构造活动及其铀成矿特征,探讨了区域构造应力场的演变与铀成矿作用关系,认为两者具有一致性特征,进而指出了区域富大矿体产出的有利构造部位。     

江西临川地区相山铀矿田构造应力场分析

相山铀矿田是中国最大的、与火成岩有关的中低温热液型矿床,断裂构造控矿特征明显。目前该矿床的后备资源出现危机,因此开展矿田构造研究,为深部及其外围找矿提供科学指导迫在眉睫。在野外观测分析和节理、擦痕实地测量的基础上,利用构造解析法、共轭剪节理分析法、断层擦痕反演模拟法及X光岩组法等,通过吴氏网投图分析和计算机的反演计算,确定了相山铀矿田多期次构造活动的变形特征及其主应力方向;并根据构造变形叠加关系及其成岩时代的确定,推断了应力作用的期次和时代。为此,将相山铀矿田的构造应力场划分为3期6个阶段,包括：成矿前的基底变形和早期火山活动阶段,早期矿化蚀变和第一、第二主成矿阶段,及其成矿期后阶段,矿体局部被错断;并深入分析了不同阶段构造活动及其铀成矿特征,探讨了区域构造应力场的演变与铀成矿作用关系,认为两者具有一致性特征,进而指出了区域富大矿体产出的有利构造部位。     

松辽盆地南部喜山期构造演化与铀成矿

分析了松辽盆地在喜山旋回中所处的应力场、喜山期构造运动及所产生的地貌环境,认为喜山期构造运动为松辽盆地砂岩型铀矿形成创造了有利的构造地貌条件,主要成矿时间为始新世、上新世。松辽盆地南部盆缘剥蚀天窗区构造发育,成矿作用明显,是寻找地浸砂岩型铀矿的有利地段。     

相山铀矿田侵蚀程度研究

矿床的形成和保存是矿床学研究的两个重要方面。相山地区发育明显的新构造运动,地表总体侵蚀严重,相山峰顶侵蚀深度约为3000m,铀矿床遭受了一定程度的侵蚀作用,邹家山一带侵蚀深度〉757m,邹家山铀矿床刚好侵蚀到矿化的前峰位置。从矿田西北部到东南部,地表侵蚀深度逐渐加大。西北部矿床保存条件良好,多数铀矿床完整或较完整地保存下来,是深入找矿、扩大远景的主攻方向。     

Polygenetic and polychronic uranium mineralization at deposits of the Khiagda ore field,Buryatia

The unique combination of several exogenic processes augmenting uranium mineralization followed one another in time at deposits of the Khiagda ore field and gave rise to the formation of uranium resources exceptional for the paleovalley geologic and economic type. The specific geological evolution, volcanic activity, and regional climatic conditions taken together became the main cause of local occurrence of these deposits.     

油气相关砂岩型铀矿的形成过程:以钱家店铀矿床为例

基于开鲁盆地钱家店铀矿床含矿砂岩的显微镜、扫描电镜镜下观察,胶结物同位素测试,以及包裹体烃的地球化学分析,探讨了该砂岩型铀矿的形成过程。镜下观察结果显示,铀矿物主要为沥青铀矿（UOx,x=2．16—2．70）,部分与自生高岭石共生,部分则紧密地与矿化阶段黄铁矿共生或交互生长,表明同时沉淀。矿化阶段黄铁矿形成于细菌硫酸盐还原作用（BSR）。碳酸盐胶结物δ^13C变化范围为-1．3‰--21．6‰;流体包裹体烃显示生物降解的特征。这些证据表明,硫酸盐还原菌（SRB）可能厌氧地降解烃类,其产物CO2为碳酸盐胶结物提供了部分碳源,且已有的研究显示,SRB利用新陈代谢作用可以还原U（Ⅵ）。于是,利用烃类作为生存的碳源,硫酸盐还原菌（SRB）将硫酸盐还原的同时,直接或间接地把六价铀U（Ⅵ）还原成四价铀U（Ⅳ）,导致沥青铀矿形成。     

地球化学位场（以矿床生成场为例）

一、引言及符号进行物理作用的空间范围称为场。地球空间中某物质系某相中某组分进行扩散时受到了扩散作用力,呈该性质的地球空间范围称为地球化学位场或扩散作用力场。本文从上述观点出发,以单一组分组成的理想气体为模型,应用了作者建议的光子原理化学热力学方法,     

诸广中部鹿井铀矿田辉绿岩磷灰石U- Pb年龄、地球化学特征及其与铀成矿关系

辉绿岩脉与热液型铀矿化关系十分密切。本文以鹿井矿田辉绿岩为研究对象,通过野外地质调查、磷灰石U-Pb年代学和地球化学研究,旨在探究其成岩时代、岩石成因、成岩构造背景及其与铀成矿关系,为探讨区域铀成矿机制提供依据。辉绿岩中磷灰石的U-Pb定年指示,辉绿岩的成岩年龄为~200 Ma,是诸广—贵东地区200~190 Ma基性岩浆活动的重要组成。辉绿岩地球化学组成类似于洋岛玄武岩（OIB）特征,形成于早侏罗世—晚三叠世之交的岩石圈伸展构造背景下,岩浆起源于亏损地幔源区被流体交代的石榴石橄榄岩经过约5%~10%部分熔融,成岩过程经历了一定程度的分离结晶和地壳混染作用。鹿井矿田主要铀矿床的成矿年龄为128~51 Ma,明显早于区内辉绿岩的成岩时代（~200 Ma）,因此,由~200 Ma的基性岩浆活动直接提供成矿所需的矿化剂∑CO2的可能性较小。辉绿岩在鹿井矿田“交点”型矿化的形成过程中,不仅提供了有利的氧化—还原界面,而且基性岩浆侵位时所形成的次级构造裂隙还为成矿提供了有利的空间。     

相山矿田铀矿地质研究进展与趋势

相山铀矿是华南最大的产于火山一侵入杂岩体中的热液脉型铀矿田。文章对相山铀矿地质研究的历史进行了简略回顾,重点阐述了铀矿地质研究的新进展,主要有:火山杂岩时代为早白垩世、火山岩浆具有反方向演化特点,成矿作用是一个相对连续的演化过程,铀矿类型归属斑岩型,属于与燕山晚期火山一斑岩作用有关的铀或铀一多金属矿床成矿系列。最后,文章展望了未来的研究方向。     

鹿井铀矿田成矿地质特征及控矿因素

鹿井铀矿田位于诸广山复式岩体中段,区内出露印支-燕山期粗粒黑云母花岗岩、二云母花岗岩以及寒武纪浅变质岩系,成矿围岩主要有花岗岩和浅变质岩系。铀矿床类型为花岗岩型和花岗岩外带型,成矿年龄47~116.4Ma,矿体多呈脉状、树枝状、透镜状。断裂、裂隙控制了铀矿体的定位,晚期小岩体穿插对铀矿化的形成具有重要的意义,不同期次岩体接触界面控制了铀矿体的聚集。     

分形在下庄铀矿田中的应用

本文运用分形理论对下庄地区铀矿床(矿点)的空间分布进行了研究。结果表明,铀矿床(矿点)的空间分布具有统计自相似性的分形特征,分数维可以用来定量描述铀矿床(矿点)的分布规律;应用盒计维数的统计方法计算了铀矿床(矿点)空间分布的分数维D值,并对西、中、东成矿活动区的分数维D值进行了比较,探讨了分数维D值的地质意义。实际资料计算结果显示网格数与标度之间具很好的相关性,其相关系数均达0.98以上。     

采用因子分析法计算下庄铀矿田航放初始铀含量

采用因子分析对下庄铀矿田的航测K、U、Th数据进行了主成分分析,指出第一主成分反映母体的原始放射性元素含量及其分布状况,并利用U在PC1上的因子负荷反映铀的原始沉积。     

粤北长江铀矿田棉花坑断裂、油洞断裂特征及其与铀成矿关系

长江铀矿田位于广东仁化县,是中国华南地区最重要的硬岩型铀矿田。铀矿田内发育北北西（近南北）向含矿构造和北东东向棉花坑断裂及北西西向油洞断裂。棉花坑断裂、油洞断裂与铀成矿的关系涉及到矿田控矿构造格局构建和进一步找矿预测等关键问题。通过精细野外地质调查,重点研究棉花坑断裂、油洞断裂与北北西（近南北）向含矿断裂的相互关系,特别是断裂构造发育的特点和相互配套关系,取得如下认识：棉花坑断裂为脆性断裂破碎带,以未胶结的含有磨圆的花岗岩角砾的构造角砾岩和断层泥为特征,线性构造和负地貌特征明显,属于成矿后压扭性断裂,断错铀矿体和铀矿化带,但位移不大;油洞断裂为脆性破碎带,具有线性构造和负地貌特征,为北北西（近南北）向控矿构造的伴生张扭性断裂,并局部被其后的基性岩脉充填,它不是高级序控矿断裂,仅仅起局部含矿构造作用;油洞断裂带附近的韧性变形不是油洞断裂的连续韧性变形带,而是油洞岩体内小规模、零星不规则、多方向韧性变形的一部分;基于含矿构造呈北北西（近南北）向的展布特征,矿田内进一步的找矿方向不是沿着棉花坑断裂或油洞断裂的方向,而是沿着北北西（近南北）向含矿构造及现有矿化带的走向和倾向深部,在现有矿带间空白区的深部也很可能存在隐伏矿带。     

江西相山巴泉隐爆角砾岩型铀矿床地质特征及形成过程

以相山巴泉隐爆角砾岩型铀矿床为研究对象,介绍该矿床的成矿地质背景及矿床地质特征,探讨隐爆角砾岩的形成过程及铀成矿过程。相山巴泉隐爆角砾岩受火山机构制约,成岩成矿作用与火山—次火山作用密切相关。铀矿化与隐爆角砾岩(筒)在时空上具有密切关系,矿化严格受岩筒控制,且产于岩筒内及其接触带附近裂隙中。矿化与岩筒范围、形态相吻合,矿体与岩筒产状相同。矿化富集程度与岩筒内的角砾大小密切相关,角砾愈小矿化愈富集。矿化在水平和垂直方向上也呈规律性变化,自隐爆角砾岩(筒)中心至边缘、从顶部至底部,铀矿品位逐渐降低。