相山铀矿田成矿机理研究

本文重点研究了相山铀矿田的成矿时代及成矿环境 ,并剖析了典型矿床在垂向上物质成份的变化规律。研究结果表明 :相山矿田主要经历了两期铀矿化作用 ,第一期为铀 赤铁矿化阶段 ,成矿年龄为 1 1 5± 0 6Ma ;第二期为铀 萤石 水云母化阶段 ,成矿年龄为 99± 6Ma。两期成矿作用分别形成于不同的地质环境 ,第一期成矿作用主要与大规模火山塌陷及次火山岩侵位有关 ,第二期成矿作用则主要与因太平洋板块的松弛作用而形成的区域性伸展、裂解及中基性脉岩的活动有关。相山矿田的热液蚀变类型不仅在平面上存在东碱、西酸的演化趋势 ,而且在垂向上还存在上酸、下碱的演化规律。通过对相山矿田成矿机理的深入探讨 ,认为相山矿田是成矿元素多阶段富集、成矿热液多期叠加以及多种地质因素共同作用的产物。     

江西省相山铀矿田成矿模式探讨

本文在阐述相山矿田区域地质背景和成矿特征的基础上, 分析了成矿物质来源、成矿溶液来源及成矿物质迁移途径, 建立了相山矿田铀成矿模式。认为相山矿田铀成矿是受区域地质背景控制的特定时空域内的客观产物, 区域富铀地层是成矿的物质基础, 成矿溶液源自岩浆水和混入的雨水, 岩浆及期后热液是铀迁移的载体。铀成矿模式强调了火山岩成岩过程是成矿物质的富集过程, 火山岩浆期后成矿热液系统演化孕育了相山火山盆地50Ma的成矿过程, 流体降温、浓缩、混合等成矿机制的耦合, 促使了铀沉淀、成矿。      

相山铀矿田成矿条件分析

笔者对相山铀矿田的研究发现：矿田的形成不仅是因为其具备有利的区域构造背景,处于两条深大断裂（表现为花岗岩带和火山岩带）复合而成的巨型构造结上,重要的还在于其具有良好的成矿地质环境,即矿田所处的是上叠式、简单二元结构的大型塌陷式火山盆地;有花岗岩侵入的富铀基底变质岩系与巨厚的富铀火山岩在空间上的叠置,为铀成矿准备了“铀源库”;切穿基底的主干构造、盖层构造、火山塌陷构造的复合为成矿（矿液运移及矿质堆积）创造了有利的空间;挤压逆冲构造形成的地质圈闭是相山铀矿田重要的保矿条件     

相山铀矿田特富矿成矿模式

相山铀矿田是我国最大的火山热液型铀矿田之一。大量的电子探针测试揭示该矿田特富铀矿体中普遍存在铀矿物与氟碳磷灰石紧密共生,对特富铀矿石的化学分析也显示铀含量与P2O5和CaO呈大体正相关关系。进一步研究表明磷、铀具有相似的地球化学特性并在热液条件下可以共迁移、共沉淀,据此作者提出：磷、铀胶体共沉淀是该区特富矿形成的主要机理。对采自相山盆地邻区地幔捕虏体研究证实地幔流体与相山矿田铀成矿热液化学成分具有相似性：即富含钾、钠离子和还原性气体。对相山铀矿田He、Ar同位素研究进一步证实该矿田铀成矿热液中有地幔流体参与。配合其他方面的研究,在本区首次提出特富矿铀成矿模式。     

相山矿田成矿远景初步论证

相山找矿已有40多年历史,向国家提交了28个勘探地质报告。目前相山已是全国最大的铀矿基地之一。着重对相山矿田地质概况、主要找矿依据、今后找矿方向及实现找矿设想的勘查方法及有关措施阐述个人的观点。     

相山铀矿田成矿热液的水源探讨

氢氧稳定同位素与水-岩相互作用的研究表明,华东相山铀铲田成矿热水溶液的水源属大气降水成因。其δ_(18)O、δD值分别为-6.5—+1.83‰和-60.78—--80.74‰(SMOW),是成矿期大气降水与岩石相互作用的结果,成矿期该区降水氢氧同位素组成的恢复对此提供了佐证。     

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。     

相山铀矿田深部找矿标志及找矿方向

通过对相山铀矿田控矿因素的综合研究,笔着认为断裂构造是其关键的控矿因素,提出断裂构造与组间界面(变异部位)及基底界面复合、热液酸碱蚀变叠合、晚期花岗斑岩脉发育是深部的找矿标志。其中,碱性蚀变、晚期脉岩为该区构造带深部盲矿预测定位的重要标志。在空间上,该区存在上部第1成矿空间(组间界面控矿)和下部第2成矿空间(基底界面及晚期花岗斑岩控矿)。指出深部具有很大的成矿潜力,外围存在很大的找矿空间,并由此预测了新的铀成矿远景区和重点工作区。     

江西相山矿田多金属成矿流体特征与成矿作用

随着相山铀矿矿田勘探深度的增加和铀矿科学深钻的实施,在矿田内揭露了大量多金属矿化,流体包裹体和地球化学研究表明,铅锌矿成矿期温度集中在230~300℃之间,成矿压力为12~51MPa,盐度4%~8% NaCleqv,包裹体气体成分主要为CO2,其次为CH4、N2等,矿物组合为铅锌矿＋黄铁矿;黄铜矿成矿期温度集中在320~380℃之间,成矿压力为33~95MPa,盐度8%~12% NaCleqv,包裹体气体主要成分为CO2,其次为CH4、N2等,矿物组合为黄铜矿＋磁黄铁矿＋毒砂,成矿流体具有中高温、高压、中高盐度、还原性、低氧逸度、富CO2的特征,铀和多金属成矿流体均具有深源特征,但铀和多金属成矿作用在时间、空间、蚀变和流体特征上存在明显的差异性,不属于同一成矿作用的产物,为华南早中白垩世成矿阶段不同时期的产物。     

江西相山矿田多金属成矿流体特征与成矿作用

随着相山铀矿矿田勘探深度的增加和铀矿科学深钻的实施,在矿田内揭露了大量多金属矿化,流体包裹体和地球化学研究表明,铅锌矿成矿期温度集中在230~300℃之间,成矿压力为12~51MPa,盐度4%~8%Na Cleqv,包裹体气体成分主要为CO2,其次为CH4、N2等,矿物组合为铅锌矿+黄铁矿;黄铜矿成矿期温度集中在320~380℃之间,成矿压力为33~95MPa,盐度8%~12%Na Cleqv,包裹体气体主要成分为CO2,其次为CH4、N2等,矿物组合为黄铜矿+磁黄铁矿+毒砂,成矿流体具有中高温、高压、中高盐度、还原性、低氧逸度、富CO2的特征,铀和多金属成矿流体均具有深源特征,但铀和多金属成矿作用在时间、空间、蚀变和流体特征上存在明显的差异性,不属于同一成矿作用的产物,为华南早中白垩世成矿阶段不同时期的产物。     

下庄铀矿田成矿模式

笔者对下庄铀矿田不同类型矿床的成矿期次、流体包裹体温度及成分特征等进行了对比研究,结果表明该矿田不同类型的铀矿床具有相同的物质来源,铀成矿作用经历了3个阶段。第1阶段成矿年龄为138 Ma,矿化主要受东西向构造控制,为中高温碱性热液成矿;第2阶段成矿年龄为96.4~81 Ma,矿化主要受北东向构造控制,为中低温酸性热液成矿;第3阶段成矿年龄为61 Ma,表现为后期改造作用成矿。结合区域构造、岩浆演化历史,建立了下庄铀矿田的构造控矿三维成矿模式,认为铀矿床具有多阶段叠加成矿的特点,早期构造在晚期应力作用下派生的张裂部位是找矿的有利部位。希望铀矿床存在东西向基性岩脉充填构造,其深部具有寻找东西向矿体的潜力。     

江西相山铀矿田邹家山铀矿床蚀变特征及热液来源

对江西相山铀矿田邹家山矿床不同标高的赋矿围岩及矿石样品进行了主量元素、微量元素和稀土元素地球化学分析。结果表明,邹家山矿床不同中段的矿石经历了碱性—酸性—碱性的蚀变过程,在-85 m中段酸性蚀变达到最强,随深度增加碱性蚀变呈增强的趋势;微量元素的Q型聚类分析、不同中段U含量分析和稀土元素的配分模式表明,成矿物质可能并不来源于赋矿围岩,而是来源于流纹英安岩岩浆。进一步根据与成矿关系密切的13种元素的R型聚类分析,将邹家山矿床成矿热液系统划分为高温成矿热液系统和中低温成矿热液系统。     

江西相山铀矿田东部与西部地质特征对比及其意义

相山盆地以南北向罗陂-上南断裂为界,被分为东、西两部分具不同成矿地质体、不同成矿构造、不同成矿作用特征标志的地块。文章系统总结了相山盆地东、西部的地质特征、铀矿特征、控矿因素的差异,探讨了相山北部"三盲"地质特征的形成机制与相山火山盆地的发展演化史,认为东、西部具有不同的控矿因素和成矿地质条件,指明了东、西部的找矿方向。     

分量化探方法稳定性、异常重现性及有效性研究——以相山铀矿田为例

在相山铀矿田开展了分量化探方法稳定性、异常重现性及有效性研究。结果表明,分量分析方法稳定性较高,同一样品多次测试结果之间的符合度及不同时间(批次)测试结果的一致性均较好。石里坑地区的重复性测量结果显示,两次测量的分量铀平均含量相近、地球化学波动特征相似、局部分布形态和部分高值区的强度有所差异,但高值区和低值区的展布形态、空间位置吻合较好,说明分量化探的异常重现性较好。云际工作区的分量化探测量结果表明,分量铀高值区(带)与已知矿体的空间对应关系较佳,可有效地指示深部隐伏铀矿体,反映了分量化探在相山盆地铀矿勘查中的有效性及适用性。     

相山铀矿田特富矿中铀磷关系的模拟实验研究

相山铀矿田中磷灰石对生成特富铀矿有着十分重要的作用。在研究特富矿体中含磷矿物的成分及矿物学特征,配合特富铀矿石硅酸盐化学分析结果的矿物计算及对特富铀矿石与蚀变岩、低品位铀矿石的化学成分比较的基础上,结合对铀成矿热液体系下一系列反应方程的热力学计算进行实验模拟。实验模拟的结果表明,氧化还原介质的变化不是磷灰石形成的重要条件,溶液体系中的pH值降低是特富矿形成的重要条件。磷灰石在弱酸性介质中吸附铀构成"铀磷共沉淀"之后,由于磷灰石的结晶,造成"铀、磷分离",从而使铀变得更富。这一研究成果很好地解释了富矿中磷灰石大量存在,而贫矿中磷灰石很少出现的客观地质事实。     

相山铀矿田成矿流体研究现状及存在问题

笔者在综合分析前人相关研究成果的基础上,阐述了相山铀矿田成矿流体的研究现状,并就目前存在的问题进行了探讨。认为该矿田成矿流体研究的问题主要集中在成矿温度、成矿物质和成矿流体来源等3个方面,而解决这些问题的有效途径是:1)寻找直接、客观、有代表性的流体包裹体;2)采用红外显微镜研究不透明矿石矿物中的流体包裹体;3)利用原位微区分析方法,定性、定量分析成矿流体的地球化学特征。     

相山铀矿田火山岩浆期后成矿热液系统

文章系统论述了相山铀矿田的成矿特征,从时空尺度对成矿物质来源进行了探讨,结合成矿的构造-岩浆-地球动力学背景分析,研究了相山火山盆地成矿热液系统的形成和演化,认为相山铀矿田成矿流体系统是受区域构造环境制约、火山岩浆期后热液系统演化的客观产物。火山岩浆期后成矿热液系统在时间上延续了大约50 Ma,但在不同时间域内其活动空间有异,并由此制约着矿田内铀矿化的时空分布。文章还对矿田内深入找矿提出了建议。     

相山铀矿田基底变质岩原岩恢复及构造环境判别

文章通过对相山铀矿田深部变质岩开展岩石学、矿物学及地球化学等方面的研究,以探讨相山基底变质岩原岩的属性和形成环境等特征。根据铀矿科学钻孔岩心样品地球化学分析显示,基底变质岩成熟度较高,显示高镁铁、富硅、富铝,低钠钾的特征,原岩总体呈中酸性。变质岩整体表现出相对富集Ba、U、Rb、K、Th等元素,亏损Nb、Sr、P、Ti等元素;轻、重稀土元素分馏较为明显,且轻稀土相对富集、重稀土相对亏损;δEu为0.6～1.1,平均为0.7,小于1,表现为负异常;δCe为2.9～3.9,平均为3.4,表现为正异常。根据变质岩稀土元素北美页岩标准化(NASC)蛛网图显示,样品稀土元素含量与北美页岩(NASC)含量相近,推测原岩具有沉积岩的特征。主量元素分布特征表明相山铀矿田基底变质岩原岩成分复杂,推测其原岩主要为一套陆源海相沉积泥质岩、砂岩及粉砂岩系列的浅变质作用类型的陆源碎屑岩,主要有岩屑砂岩、富镁沉积岩、泥质碳质硅质岩,可能有部分火山凝灰岩。根据主微量构造判别图,推测相山基底变质岩其原岩为大陆岛弧构造环境下形成的沉积碎屑岩。     

江西相山铀矿田成矿物质来源的Nd、Sr、Rb同位素证据

对相山大型火山岩型铀矿田中邹家山和沙洲铀矿床及其赋矿围岩（碎斑熔岩及次花岗闪长斑岩）进行了Nd、Sr、Pb同位素研究。结果表明：成矿期萤石的εNd(t)值（－6．7～-8．3）和初始^87Sr/^86Sr比值（0．7145－0．7207）与赋矿围岩的εNd(t) 值（－6．2～－9．4）和初始^87Sr/^86Sr比值（0．7121－0．7192）相似。在εNd(t)-tl图上，成矿期萤石数据点的投影域与赋矿围岩的基本吻合，均落在相山元古宙基底演化域范围内。成矿期黄铁矿的铅组成在^206Rb/^204Pb-^207Pb/^204Pb关系图上呈线性分布，而火山岩的铅同位素组成位于此相关线低值一端。利用异常铅线的斜率及成矿年龄计算出富铀体质体的形成年龄为144Ma，这与赋矿围岩的成岩年龄（135－140Ma)接近。因此，相山铀矿田成矿物质主要来自富铀的火山－侵入杂岩,而火山－侵入杂岩则是由类似于地表出露的元古宙基底变质岩部分熔融形成的。由引可见，相山铀矿田的成矿物质主要来源于地壳。