鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿床地球化学特征及其地质意义

本文在系统的取样分析基础上,详细研究鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿的稀土、微量元素地球化学特征,分析研究了鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿富集成矿的机理及多种能源共存的内在联系,从而进一步探讨盆地型多种能源富集成藏（矿）的潜在的规律。高精度ICPMS分析表明：鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿REE总体特征为轻稀土富集,重稀土亏损;ΣREE在36.7~701.8μg/g之间变化, 泥岩ΣREE总体高于砂岩,Y含量都比较高;Eu异常差异明显, 在0.3~2.5内变化。微量元素Rb、U、La、Ce、Pb和Pr呈特别明显正异常,其中U含量在0.6~2204μg/g之间,U的富集和一些微量元素如Ti、V、Zr、Mo、Au等相关,本研究对该区铀矿质沉淀和富集规律的认识具有理论意义。     

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。     

鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿床成矿水化学过程探讨

为了研究鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿成矿水化学过程,利用光薄片、电子探针、X射线衍射、扫描电镜和化学分析等方法对比分析了氧化带无矿化样品、氧化还原过渡带中低矿化及高铀样品的矿物学和地球化学特征。矿物学研究表明:①所有样品中斜长石均表现出强烈粘土化和绢云母化的特征;②铀矿物主要为铀石,呈胶状吸附在矿物颗粒(部分为炭屑)表面、粒间或裂隙中;③相对氧化带,氧化还原过渡带往往含有更多的炭屑和碳酸盐胶结物。稀土元素地球化学研究表明,氧化带无矿化样品和过渡带低矿化样品表现出较平坦的低分异的稀土配分模式;而过渡带高铀含炭屑样品表现出MREE富集的配分模式,高铀富碳酸盐胶结物的样品表现出轻稀土强烈左倾、重稀土平坦的配分模式。对比分析上述差异后认为,铀成矿与水化学作用密切相关,且成矿水溶液中无机络阴离子以CO32-为主,倾向于络合UO22+和HRE3+;而阳离子主要为斜长石的粘土化释放的Ca2+和SiO44-。当水溶液从盆地边缘向中心运移时,物化环境从氧化及酸性环境向还原及碱性环境转变,此时发生铀酰离子的还原并与SiO44-沉淀形成铀石、Ca2+与CO32-沉淀形成碳酸盐以及HREE的沉淀富集。     

层序地层学研究与砂岩型铀矿床找矿勘探

文章介绍了层序地层学的基本理论框架、研究内容、研究方法，以及砂岩型铀矿的特征；分析了层序地层学研究与砂岩型铀矿找矿勘探的有机结合点，初步建立和探讨了层序地层学研究应用于砂岩型铀矿找矿勘探工作的方法和步骤；列举了层序地层学应用于砂岩型铀矿找矿工作的实例，预测了层序地层学研究方法在砂岩型铀矿找矿勘探中的发展前景。     

砂岩型铀矿床硫化物还原富集铀的机制

砂岩型铀矿中含大量不同形态、不同阶段的黄铁矿。仅凭矿相学对黄铁矿产状及电子探针对黄铁矿形态的观察难以准确地判别成矿期、成矿前及成矿后形成的黄铁矿。而成矿期黄铁矿是铀矿床成因和形成过程的重要信息载体,对其准确识别具有特别重要的意义。以往国内外研究采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-MC-ICP-MS)方法分析Pb同位素,但该方法对于低含量Pb样品分析精度较低且较难获得²⁰⁴Pb数据。本文对铀矿石中的黄铁矿利用微区原位的手段进行更加精准的飞秒级质谱(fs-LA-MC-ICP-MS)的Pb同位素测试,发现大量黄铁矿存在Pb同位素异常,从中可能区分出成矿期与非成矿期的黄铁矿。经U-Th-Pb放射性衰变原理分析并结合黄铁矿矿相学特点可以发现,矿相学镜下明确是成矿期的黄铁矿,其²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb比正常克拉克值大十几倍甚至数十倍,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb稍有异常,而²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb基本不变。矿相学中产状呈草莓状,以及铀矿物围绕其生长但未有穿插关系的非成矿期黄铁矿,其²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb正常;矿相学镜下难以确定形成阶段的、与铀矿物没有任何接触关系的黄铁矿,其Pb同位素没有明显的规律性。这些结果证明了利用Pb同位素异常来判断黄铁矿形成阶段的准确性。因此,利用黄铁矿微区原位Pb同位素差异,适当配合矿相学形态和产状观察,可较为精准地识别出成矿期黄铁矿。

     

可地浸砂岩型铀矿床中铼的回收利用

可地浸砂岩型铀矿床中铼的回收利用铼是极为稀有和分散的元素，铼的克拉克值为７×１０－８％。铼的独立矿床在国内外未见报导。它在自然界中常与辉钼矿、辉铜矿、稀土矿、砂岩型铀矿伴生。最近发现在碳硅泥岩样品中铼含量有的已达到几十μｇ／ｇ。铼是可地浸砂岩型铀矿中...     

电位落差法测定砂岩型铀矿氧化还原电位初探

岩石的电位差(ΔEh)控制着变价元素的地球化学行为,对揭示矿床形成机理及普查找矿具有重要意义.本文以重铬酸钾作为氧化剂,采用电位落差法测定砂岩型铀矿的氧化还原电位,系统研究了平衡电位时间、氧化剂浓度及酸度、岩矿样品与氧化剂溶液的固液比及样品浸泡时间对砂岩型铀矿Eh值测定的影响.结果表明:2 g砂岩型铀矿样品在50 mL 0.10 mol/L的1/6重铬酸钾溶液(介质为10%硫酸)浸泡2 h,氧化还原电位仪的电极在溶液中平衡20 min后,Eh测定效果最佳.按照实验最优条件测定三个砂岩型铀矿样品的ΔEh,判断矿物氧化还原环境,与氧化系数法相吻合.     

鄂尔多斯盆地东北部塔然高勒地区还原介质对砂岩型铀矿的控制

为明确鄂尔多斯盆地塔然高勒地区直罗组、延安组地层中煤、黄铁矿等还原介质与砂岩型铀矿的共存关系,选取直罗组含矿砂体及其中的黄铁矿、炭屑以及延安组煤层等为研究对象,综合利用钻孔编录、显微镜和电子探针分析等手段开展研究。结果表明,研究区铀矿体与延安组煤层、直罗组炭屑具有空间和成因上的关联,延安组煤层为铀的沉淀提供了大量的还原剂,而直罗组炭屑里的腐植酸对铀酰离子起到吸附和络合的作用;铀石是该区最主要的铀矿物类型,其与莓球状黄铁矿、蚀变黄铁矿、胶状黄铁矿、钛铁矿、白钛石伴生关系明显;有机质、黄铁矿等还原介质的含量及空间分布可以作为铀成矿的指示标志。     

鄂尔多斯盆地北部底河道砂岩型铀矿地质特征

鄂尔多斯盆地北部直罗组中的铀矿,是典型的产于河道中的砂岩铀矿,该矿床发育较好的卷状矿体。通过对该铀矿地质特征的研究,认识到发育卷状矿体的底河道砂岩型铀矿必须具备两大条件:其一是成矿砂体条件,即砂体要有较好的成层性、连通性和渗透性;其二是地层结构条件,即砂体必须存在较好的上、下隔水岩层。就砂体而言,河流相辫状沉积砂体是形成卷状矿体的主要砂体,并且以具有从辫状河向曲流河完整演化的辫状沉积砂体较好。砂体的上、下隔水岩层则有多种表现形式:下隔水层可由不透水的基岩或湖相沉积泥岩等构成;上隔水层由不透水的湖相泥岩、曲流沉积地层或岩浆岩等构成。在层间氧化作用过程上,存在纵横两个方向的氧化,即存在与河道方向一致的纵向氧化和与河道垂直的横向氧化,两种氧化作用成矿常叠加形成复杂的矿体类型;在矿化赋存的部位上,铀砂体通常发育在基底之上或不同建造之间;在古气候演变上,成矿作用发生在干旱气候条件下,或由潮湿向干旱的气候转变阶段。     

鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿地震探测技术应用研究

针对鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿地震勘探的难点,开展地震数据采集、处理和解释技术应用研究。通过大量野外地震勘探和数据处理、解释试验工作,总结了适用于该区砂岩型铀矿的地震探测技术方法,提高了地震勘探在砂岩型铀矿找矿中的应用效果。     

砂岩型铀矿的“双阶段双模式”成矿作用

长期以来,盆地中砂岩型铀矿的成矿与找矿仅关注表生低温氧化作用形成的铀矿化,忽视了复杂地质演化过程中多阶段、多模式的成矿作用.中国北方东部盆地自晚中生代以来经历了伸展-挤压-伸展的多阶段演化过程,铀成矿作用必将对这种多阶段构造演化密切响应.本研究通过中国北方东部巴音戈壁盆地塔木素矿床、二连盆地哈达图矿床、松辽盆地南部钱家店—白兴吐矿床等大型、巨型砂岩型铀矿床的精细解剖,分析矿床中矿体的变化特征和含矿目的层流体-岩石相互作用的标记,探索矿床形成的构造、沉积、铀源、还原剂等成矿控制因素,尤其是(古)太平洋板块在不同阶段、以不同的方式俯冲给研究区盆地带来的深刻影响.以区域构造演化为主线,确定早白垩世至晚白垩世早期,盆地在古太平洋板块高角度俯冲下发生伸展裂陷和拗陷作用,厘定砂岩型铀矿含矿目的层巴音戈壁组(K1b)辫状三角洲、赛汉组(K1bs)辫状河、姚家组(K2y)辫状河及曲流河等沉积环境.晚白垩世晚期,由于古太平洋板块的俯冲由高角度转变为低角度,盆地首次出现由伸展裂陷转变为挤压抬升的正反转演化,表生含铀含氧流体与砂岩相互作用,形成以赤铁矿、褐铁矿化等氧化作用为标志的早期氧化带型"卷状"铀矿化.始新世以来,太平洋板块的俯冲再次由低角度转变为高角度,盆地构造由挤压抬升转变为伸展张裂的负反转演化,导致正断层与基性岩浆活动,并伴随热流体与含矿目的层砂岩相互作用,出现大量的Fe、Mg碳酸盐、热液硫化物、绿泥石、绢云母等蚀变组合,铀矿体形态由原来的"卷状"变成了"透镜状"、"囊状"、"板状",并伴有高温钛铀矿的出现,形成晚期热液叠加铀矿化.两个成矿时期和两种不同方式的成矿作用被本文凝练为"双阶段双模式"铀成矿.结果表明,针对在中国北方东部提出的"双阶段双模式"铀成矿作用模型,下一步找矿上既要关注早期的氧化带型铀矿化,更要注重晚期的热流体叠加改造型铀矿化.     

穿透性地球化学勘查技术在隐伏砂岩型铀矿调查中的应用研究

砂岩型铀矿是铀资源的一种重要矿床类型, 该类型铀矿一般形成于中新生代盆地当中, 常以盲矿、隐伏矿产出, 勘查难度较大。我国中新生代盆地面积广大, 因此寻找砂岩型铀矿的潜力巨大。目前, 砂岩型铀矿勘查主要以物探手段为主, 地球化学勘查手段未充分发挥其作用。本文在解释穿透性地球化学勘查技术铀矿勘查原理基础上, 重点列举了近几年在我国北方大型含铀盆地开展的技术试验和示范研究案列, 在此基础上对各种穿透性地球化学勘查方法进行了梳理。认为穿透性地球化学勘查技术在砂岩型铀矿勘查中可用于圈定远景区、靶区甚至定位矿体, 可在利用地物化综合信息找砂岩型矿中发挥其应有的作用。     

二连盆地马尼特坳陷西部砂岩型铀矿成矿的沉积学背景

在二连盆地马尼特坳陷西部巴彦乌拉地区,有关赛汉组上段砂岩型铀矿储矿砂体的成因目前存有争议。笔者通过地震剖面、钻孔岩心分析和砂分散体系制图,对赛汉组上段进行了成因分析。研究发现,赛汉组具有特征的断坳转换期构造背景并由此决定了其优质铀储层的发育;赛汉组上段并非传统认识上的纵向辫状河成因,而是剥蚀残留的多个侧向上源自巴音宝力格隆起物源区的辫状河三角洲体系的集合体;构造反转和剥蚀作用对赛汉组地层进行了强烈改造,辫状河三角洲遭受强烈剥蚀,保存了具有多个朵状分割性的带状砂体,形成构造天窗和氧化带并发育铀矿化;砂体的平面非均质性控制了铀成矿作用,砂分散体系的变异部位、沉积相变部位是成矿的有利区域。     

鄂尔多斯盆地东胜-黄龙地区砂岩型铀矿铀矿物赋存状态研究

砂岩型铀矿床是一种具有重要经济价值的铀矿类型,受到世界各国地质勘探部门的高度关注。本文应用电子探针和高分辨分析型电镜联合研究鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿铀的赋存状态;对砂岩中铀、钍及稀土含量的分布进行了线扫描分析,观察到铀矿物微粒主要分布在砂岩的主要造岩矿物裂隙中及其胶结物中。铀矿物主要存在形式是以铀石微粒（UO2）的形式存在, 以微粒吸附形式存在（小于1 微米）。铀物微粒一般富集砂岩中的钾长石、微斜长石、白云母裂隙和解理缝或胶结物中,分析数据显示氧化铀的含量可达1～3.46％,在石英和方解石颗粒裂隙或解理缝中比较低。应用高分辨的电镜还观察到少数呈较大铀石微粒集合体形式存在, 最大可达200 微米。从电子探针分析数据上看,UO2 含量可以从0～几个百分含量,一般来说含铀高的部位,其对应的稀土元素、ThO2含量也较高。本文的研究对含油气盆地的铀矿质的沉淀、运移和富集的认识具有重要意义,同时对鄂尔多斯盆地铀矿开发过程的选冶工艺的确定,具有借鉴价值。     

我国中、新生代盆地砂岩型铀矿沉积环境研究概述①

分析我国砂岩型铀矿沉积环境研究领域现状及研究意义、含铀碎屑沉积建造类型及其沉积特征、砂岩型铀矿成矿有利相位，并提出砂岩型铀矿沉积环境研究应该注意的几个问题。     

鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿中铀矿物的电子显微镜研究

鄂尔多斯盆地东胜铀矿是我国一个重要的大型砂岩型铀矿床。通过电子显微技术,对该铀矿床中铀矿物的种类、产出特征进行详细的研究。研究确定东胜砂岩型铀矿床中铀矿物主要为铀石和水硅铀矿,两者紧密共生,它们均为表生铀矿物。铀矿物的颗粒十分细小,一般粒度均为微米级。铀石和水硅铀矿往往呈板状、不规则微粒状产出,铀矿物的表面溶蚀现象明显,有的还具纳米级的溶蚀孔。铀矿物的产出与蚀变黑云母、蚀变黄铁矿密切相关,也见到微脉状铀矿物集合体穿切碎屑石英等现象。研究表明在表生作用下,该铀矿床中的铀元素存在溶解(迁移)-沉淀(富集)的反复过程。     

地浸砂岩型铀矿成矿年代学研究

本文提出用铀矿石样品U-Ra平衡系数修正样品的铀含量,再进行U-Pb等时线拟合,从而获得产铀盆地中地浸砂岩型铀矿的成矿年龄。通过对中国北方主要产铀盆地砂岩型铀矿成矿年代学研究,发现砂岩型铀矿的成矿作用具有“幕式”及多阶段性特征。不同构造单元的盆地铀成矿时代有差异,表明了铀的成矿作用与盆地构造抬升的演化历史及古气候关系密切。