桂北沙子江铀矿床沥青铀矿原位微区年代学和元素分析:对铀成矿作用的启示

微区原位分析是地球科学研究的重要手段,但这些分析技术在华南热液铀矿床中的应用相对较少,限制了对铀矿床成矿机理的深入认识。沙子江铀矿床是华南著名的花岗岩型热液铀矿床。本文利用电子探针(EMPA)、激光电感耦合等离子体质谱(LA-ICPMS)以及二次离子探针(SIMS)等微区原位分析技术,对沙子江铀矿床中的沥青铀矿开展了U-Pb同位素年代学及元素组成研究,确定了沥青铀矿的形成时代及成分特征,并探讨了蚀变作用对沥青铀矿成分及其表面年龄或化学年龄的影响。电子探针分析结果显示,该沥青铀矿以富铀和钙、极低含量的ThO_2和稀土元素为特征,揭示其为低温热液成因,成矿热液富含Ca。LA-ICP-MS分析结果显示,沥青铀矿的稀土元素总量较低,其配分模式呈轻稀土富集型,具有明显的负Eu异常,与赋矿围岩豆乍山花岗岩的稀土元素组成相似,暗示其铀源可能与豆乍山岩体有密切的关系。蚀变和未蚀变沥青铀矿成分的对比研究显示,蚀变作用会导致硅元素大量进入沥青铀矿晶格,造成铀和铅的丢失,从而影响沥青铀矿的表观年龄或化学年龄,但沥青铀矿的稀土元素配分模式不会受到蚀变的影响。未蚀变沥青铀矿的SIMS微区原位分析获得的U-Pb年龄为101. 3±4. 5Ma,表明沙子江铀矿床存在100Ma左右的铀成矿事件。受岩石圈伸展控制形成的富CO流体与富铀花岗岩相互作用浸取出花岗岩中的铀,并在合适的构造部位沉淀形成了沙子江铀矿床。     

相山铀矿田成矿流体特征:来自微量、稀土元素地球化学证据

相山铀矿田的成矿流体性质和来源存在争议,为进一步探讨相山铀矿田成矿流体的性质和来源,本文对相山铀矿田西部的居隆庵铀矿床和北部的沙洲铀矿床中的新鲜围岩、蚀变围岩及矿石的微量、稀土元素含量及其变化进行了研究。结果显示:在含较多热液成因萤石的居隆庵铀矿床中,从新鲜围岩到蚀变围岩到矿石,Zr、Hf含量先降低再升高;而在含少量热液萤石的沙洲铀矿床中,新鲜围岩、蚀变围岩和矿石的Zr、Hf含量基本一致。鉴于富F流体易汲取岩石中的Zr、Hf,因此,这两个矿床中不同类型样品Zr、Hf含量的不同变化趋势,可能与居隆庵铀矿床的成矿流体富F、而沙洲铀矿床的成矿流体相对贫F有关。这两个铀矿床中矿石的稀土配分曲线与其各自的新鲜及蚀变围岩的稀土配分曲线形态相似但又存在差异,说明每个矿床的新鲜围岩、蚀变围岩和矿石之间的稀土元素既具有继承性、又受到不同性质的流体的影响。居隆庵铀矿床中矿石显示Eu负异常,可能主要是继承了围岩的Eu负异常;沙洲铀矿床中矿石Eu显示弱负异常至弱正异常的特征,可能与围岩中斜长石因热液蚀变作用而释放出的Eu的进入流体有关。基于新鲜围岩、蚀变围岩及矿石的U和REE研究,推断居隆庵铀矿床成矿流体中U和REE均以F的络合物形式迁移;但沙洲铀矿床中铀矿石品位较低,可能是与流体中相对贫F有关。     

尼日尔阿泽里克铀矿床蚀变及地球化学特征 ——对成矿物质来源的约束

为揭示尼日尔阿泽里克铀矿床成矿物质来源,文章研究了其蚀变特征、稀土元素特征、流体包裹体特征、方解石胶结物碳和氧同位素特征、沥青铀矿氧同位素特征等。阿泽里克铀矿床发育灰绿色还原蚀变、方沸石化、酸性火山玻璃脱玻化、碳酸盐化、黄铁矿化、重晶石化等。矿化砂岩稀土元素Eu强正异常。流体包裹体气体成分为H2+N2+CO2组合。方解石胶结物的δ13CV-PDB值为-7.45‰～-6.65‰,δ18OV-SMOW值为-0.74‰～1.26‰。沥青铀矿的δ18OV-SMOW值为-1.30‰～-0.8‰。灰绿色还原蚀变岩石呈灰绿色是因为绿泥石矿物充填粒间孔隙和包裹颗粒表面。矿化砂岩的Eu强正异常揭示有来自深部的强还原性流体参与成矿。H2为强还原物质,来自深部,可为铀成矿提供还原剂。矿化砂岩方解石胶结物碳同位素显示成矿流体有深部流体的作用,可能有地幔物质的加入;氧同位素显示成矿流体有表生流体的作用。沥青铀矿氧同位素值显示成矿流体受表生大气水作用影响。酸性火山物质方沸石化和酸性火山玻璃脱玻化为铀成矿提供铀。成矿流体为表生氧化性流体与深部的还原性流体的混合。总之,地层、阿伊尔花岗岩和火山物质可能为铀成矿提供了铀。     

桂北摩天岭地区新村铀矿床沥青铀矿微区年代学和地球化学特征研究

为深入探究桂北摩天岭花岗岩体中新村铀矿床的精确成矿时代及矿床成因,利用微区原位分析技术(SEM、EPMA和LA-ICP-MS)对主成矿期(铀-硅化型)沥青铀矿开展了详细的矿相学观察、原位U-Pb定年和化学成分分析.沥青铀矿电子探针化学定年计算得到的年龄值变化范围极大,不能准确地反映矿床的大致形成时间.LA-ICP-MS U-Pb同位素分析结果表明,新村矿床沥青铀矿含有一定量的普通铅,采用Tera-Wasserburg图解法得到一个下交点年龄为57.61±0.34 Ma(MSWD=0.97),可以代表主成矿期的矿化年龄.新村矿床沥青铀矿具有较高的WO₃、CaO和极低的ThO含量,暗示成矿流体可能为富U、W的中低温成因流体;沥青铀矿稀土元素配分模式为轻稀土微富集型,整体上与赋矿花岗岩稀土配分型式相似,指示成矿物质可能来自花岗岩体本身.新获得的铀成矿年龄与桂北地区热液型铀矿的主成矿期(70～50 Ma)基本一致,表明新村矿床同华南地区绝大多数中新生代热液铀矿床一样,都是白垩纪-古近纪岩石圈伸展减薄背景之下的产物.     

赣南上窖铀矿床微量元素地球化学特征与成矿模型

通过对比研究赣南上窖铀矿床各类岩(矿)石的微量元素、稀土元素地球化学特征,讨论了上窖铀矿床的成矿物质来源与成矿模型。地质、元素地球化学资料表明:(1)印支早期花岗岩与燕山早期花岗岩较高的U含量和较低的Th/U值,反映了两者均具备为区内铀成矿提供充足铀源的能力,并且燕山早期花岗岩提供铀源的潜力更大。(2)水云母化蚀变基本不改变原岩微量元素、稀土元素的含量和配分特征,但叠加赤铁矿化时则伴随U的富集甚至矿化,出现稀土元素的活化转移,说明赤铁矿化与铀矿化关系更为密切。(3)辉绿岩的微量元素配分曲线具有幔源特征,明显区别于花岗岩和铀矿石,且蚀变辉绿岩的U含量和U/Th值明显较新鲜辉绿岩高,说明上窖铀矿床的成矿物质非源于辉绿岩;矿床大面积的赤铁矿化暗示辉绿岩为铀成矿作用提供了发生氧化还原反应的挥发分和矿化剂(CH_4、CO、CO_2、H_2S、Fe~(2+)),从而使迁移态的U6+还原成U4+并沉淀成矿。(4)铀矿石与花岗岩的微量元素配分曲线相似程度高,且为递变关系,说明上窖铀矿床的成矿物质来源于花岗岩;铀矿石的稀土元素总量明显低于花岗岩和辉绿岩,表明成矿流体具贫稀土元素的性质。根据上窖铀矿床的成矿地质背景、岩体-构造-蚀变"三位一体"控矿要素以及微量元素地球化学特征,进一步补充和完善了该矿床的成矿模型。     

相山火山盆地及邻区铀多金属成矿类型、成矿特征及控矿因素

相山火山盆地及邻区已发现的金属矿产不仅有铀矿,还有钨、锡、钼、铋、铅、锌、铜、铁和金等多金属矿产。依据成矿元素类型及共生组合特征,把铀多金属成矿类型划分为铀矿化、钨锡钼铋矿化、铅锌矿化、铜铁矿化和金矿化。依据成矿流体相对酸碱度和矿物组合特征,把铀矿化划分为碱性铀矿化、萤石-水云母型酸性铀矿化和微晶石英脉型酸性铀矿化。不同类型铀多金属矿化具有不同的矿石矿物组合;不同类型铀多金属矿化具有不同的蚀变组合,铀多金属矿化蚀变具有专属性。铀多金属控矿因素包括断裂构造控矿、岩浆岩控矿、热液蚀变控矿,富铀岩浆岩控制铀矿田空间分布,铀多金属矿与晚期酸性、基性岩脉时空关系密切;断裂构造与火山构造、花岗岩体侵入界面复合控制铀多金属矿床、矿体空间定位;铀多金属矿化严格受热液蚀变控制。     

热液铀矿床与硫同位素

花岗岩内热液交代充填型铀矿床，根据现有的认识大致可以分成两个系列。一是酸性蚀变交代充填系列，形成铀-微晶石英型、铀-萤石型、铀-粘土型铀矿床。另一是碱性蚀变交代系列，形成碱交代(岩)铀矿床。前者从成矿前岩石蚀变到成矿后脉体充填，均不同程度地发育有黄铁矿。此外，尚有少量方铅矿、白铁矿、闪锌矿、辉铝矿、黄铜矿等。这是     

粤北棉花坑(302)铀矿床围岩蚀变分带的铀矿物研究

粤北棉花坑(302)铀矿床是华南最大的花岗岩型铀矿床。本文以该铀矿床的一个代表性钻孔岩心为研究对象,利用电子探针对该钻孔中的铀矿物进行系统研究。该钻孔岩心具有明显的垂直围岩蚀变分带现象:从上到下可分为四个带,分别为:正常花岗岩或弱蚀变带(Ⅰ带);高岭石化、绢云母化带(Ⅱ带);强绢云母化、绿泥石化带(Ⅲ带);矿化带(Ⅳ带)。铀矿物类型也具有分带现象:Ⅰ带、Ⅱ带、Ⅲ带的铀矿物主要是晶质铀矿和铀钍石;矿化带Ⅳ带的铀矿物主要有沥青铀矿、铀石、钛铀矿、铀钍石四种类型。运用电子探针测年方法对不同蚀变带的晶质铀矿和沥青铀矿进行定年,获得晶质铀矿的化学年龄为165±3.1Ma,代表长江岩体的形成年龄;沥青铀矿的化学年龄可分为四组:~120Ma、~102Ma、~92Ma和~68Ma,代表矿区多期次的热液活动时间,也可代表粤北地区多期次铀成矿作用年龄,前三组可能代表早期铀成矿事件,第四组为主成矿期。广泛发育的热液蚀变促使U发生活化、转移,进而在有利空间富集成矿。对典型铀矿床作深入细致的蚀变分带研究工作,有助于提高对成岩成矿过程的认识。     

哈萨克斯坦楚—萨雷苏盆地砂岩型铀矿床地质—伊犁盆地蒙其古尔铀矿床含矿砂岩成岩蚀变特征及其有机-无机流体成岩成矿效应

伊犁盆地蒙其古尔铀矿床为典型的层间氧化带型铀矿床,虽然前人对该区铀矿的成矿流体进行了较为系统的研究,但对其成矿流体来源依然存在较大的分歧,尤其对该区成矿流体与蚀变特征、铀成矿的内在联系研究较少。本文为了研究蒙其古尔铀矿床成矿流体来源及其与成岩蚀变、铀成矿的内在联系,综合地应用了偏光显微镜、扫描电镜、电子探针等手段,对其含矿目的层砂岩成岩蚀变进行系统的分析,并对蚀变矿物高岭石H—O同位素、碳酸盐胶结物C—O同位素及黄铁矿S同位素进行了研究。研究表明：与砂岩型铀矿有关的成岩蚀变类型主要有黏土化、碳酸盐化、硅化及金属矿化;成矿流体中水δDH2O,V SMOW为-48.3‰～-93‰, δ18OH2O,V SMOW为-10.3‰～-5.1‰,碳酸盐胶结物δ13CV PDB为-10.9‰～-7.2‰,δ18OV SMOW为176‰～249‰,黄铁矿δ34SV CDT为-17.3‰～12‰,上述特征揭示蒙其古尔铀矿床成矿流体是由大气降水性质的地表水（无机）和煤系地层有机质脱羟基及热降解作用产生的有机酸及CH4等还原性气体（煤层气）（有机）两部分组成;成岩蚀变和铀成矿效应皆是有机—无机流体及流体与周围砂岩相互作用的结果。     

辽东铀成矿带黄沟铀矿床地质特征及成因探讨

连山关地区位于华北陆块铀成矿省辽东铀成矿带。笔者近几年在连山关地区开展铀矿普查找矿工作,通过黄沟铀矿床野外工作和室内研究,对其赋矿围岩的岩石学特征、地球化学特征、蚀变特征进行了细致研究。结果表明:赋矿围岩重熔混合岩有4种类型,主要特点是石英含量高,绿泥石含量变化大,石英与绿泥石的含量呈负相关;地球化学特征表明其主量元素具富Si、略富Al、富Na、富K和低Mg、低Ca特点;微量元素表现出富集Be、Mo、Pb、Y、Ba、La、Cu和亏损Co、Ni、Zn、Cr、Ti、V等特点;与铀关系密切的共生元素有Pb、Mo、V、Be;稀土元素具有明显的轻稀土元素富集和重稀土元素相对亏损等特征,具有较显著的Eu负异常;蚀变特征研究表明胶状黄铁矿化、绿泥石化、硅化与铀矿化关系密切。最后探讨了铀矿成因,并首次提出了重熔混合岩热液型铀矿。     

粤北希望铀矿床深部及其西部外围找矿前景

通过对粤北地区铀成矿地质背景和控矿因素分析,结合近年来在希望铀矿床西部外围开展的找矿勘查成果,笔者认为区内铀矿床定位于构造、岩浆活动和热液蚀变"三位一体"的成矿环境中。其控矿构造主要为北北东、北东东向硅化断裂带,铀矿化严格受硅化断裂带及其两侧蚀变碎裂花岗岩和不同期次花岗岩接触界面控制。新桥断裂与其上盘的北北东、北东东向硅化带形成的构造结,为铀成矿极有利部位,具有较好的成矿潜力和找矿前景。     

甘肃龙首山碱交代型铀矿床绿泥石特征及意义

绿泥石化是龙首山铀矿床重要的蚀变类型之一。通过对龙首山碱交代型铀矿床的绿泥石等蚀变矿物进行的岩相学和电子探针成分分析研究,确定了龙首山地区绿泥石的化学类型主要为铁镁绿泥石,少数为蠕绿泥石。依据绿泥石成因或与共生矿物的关系,绿泥石可被划分为黑云母蚀变型、长石蚀变型、沥青铀矿共生型和副矿物共生型等4种类型。泥质岩是本区绿泥石的主要原岩类型,是多期次地质作用形成的产物。研究认为,龙首山地区碱交代型铀矿床的成矿过程可表述为矿前期在相对较高温度的热液流体作用下,黑云母发生绿泥石化蚀变,随后热液继续交代长石,形成长石蚀变型绿泥石,进而在成矿期热液温度相对较低的条件下形成与沥青铀矿紧密共生的绿泥石。绿泥石在铀成矿过程中不但活化了花岗岩里的铀,而且还给铀矿化供应了相对良好的积淀环境。     

广东长排铀矿床成矿流体特征

长排铀矿床位于广东长江铀矿田内,矿体主要赋存在北北西向硅化断裂带内及其两侧的蚀变花岗岩中。流体包裹体显微测温和激光拉曼光谱分析表明,成矿流体为中低温、中低盐度的含CO2、CH4和H2的流体。铀成矿期流体包裹体均一温度多集中于120~250 ℃,盐度为04%~102%。氢、氧同位素分析表明,成矿流体可能来源于深部,后期有大气降水的加入。成矿期方解石的δ13C值大多数集中于-91‰~-82‰,以深源碳为主。综合分析认为,长排铀矿床属于中低温热液脉型铀矿床。成矿流体经历了沸腾作用,使CO2等挥发分逃逸,这可能是长排铀矿床铀矿沉淀、富集的主要原因。     

相山铀矿田稀土元素地球化学特征及示踪研究

相山铀矿田我国著名的火山岩型热液铀矿田,作者对矿田4个有代表性的铀矿床的赋矿主岩、铀矿石,沥青铀矿样品稀土元素地球化学特征进行了研究,探讨了其成岩,成矿的物质来源,提示了两种不同地球化学类型铀矿床的稀土元素与铀矿化呈正消长关系,尤其是富矿床中铀与重稀土元素,主要来自深部原生流体,并呈现出共沉淀的特点,含铀热液分异演化愈强,则铀矿化愈富。     

桂北摩天岭含铀花岗岩体岩石地球化学特征

本文按摩天岭含铀花岗岩体的花岗岩、弱蚀变花岗岩、钾交代花岗岩和硅质交代花岗岩4种岩石类型,探讨了岩石中的常量元素、大离子亲石元素(LILE)、高场强元素(HFSE)和稀土元素(REE)含量特征及相互间的关系。其中含铀钾交代花岗岩表现为强钾长石化、强绿泥石化和弱赤铁矿化,U含量与次生黑云母关系密切;含铀硅质交代花岗岩的U含量与微晶石英伴生的铁质有关。通过剖析不同类型岩石的地球化学特征,指出成矿流体的元素主要来自花岗岩,产铀岩石具明显的LLH特征;伴随铀矿化的增强,K/Ba、Rb/Sr值降低,而Ba/Rb值增高;含铀钾交代花岗岩和硅质交代花岗岩的HFSE和REE含量呈共轭消长和重稀土(HREE)相对富集的特征。提出伴随断裂开启多期成矿流体的叠加更有利于铀的富集,LLH特征,以及K/Ba、Rb/Sr值降低与Ba/Rb值增高可作为含铀花岗岩体的地球化学判别依据。     

华南热液铀矿成矿作用若干问题探讨

华南地区基底铀背景值较高,区域热液铀矿形成于晚中生代-古近纪(K-E)的地壳拉张期。区内各类型热液铀矿床在成矿时代、温压条件、矿物组合及热液蚀变等方面有一定的共同特征,根据热液铀矿床的分布可划分为三大成矿带。铀成矿与伸展构造关系密切,且成矿流体、物质可能为不同来源;铀成矿期铀主要以碳酸铀络合物形式运移。     

攀枝花大田铀矿床基本特征及成因

大田铀矿床为康滇古陆上探明的首例铀矿床。在矿床勘探过程中,共施工钻探29712 m、槽探5000m³,发现工业铀矿孔25个、铀矿化孔6个。本文在野外调查、岩芯编录和勘探剖面编制的基础上,结合样品分析测试,对大田铀矿床基本特征及成因进行了研究。结果表明,大田铀矿床是在Rodinia大陆裂解拉张背景下,构造热液作用过程中形成的。已探明铀矿(化)体定位于构造蚀变带内,矿体形态呈透镜状、脉状。原生铀矿物以晶质铀矿为主,含少量钛铀矿、沥青铀矿。赋矿岩石为斜长角闪岩,其原岩为侵位于构造蚀变带内的辉长岩脉。主量元素特征显示,赋矿岩石与基性岩类辉长岩主量元素含量特征一致;稀土元素特征显示,赋矿岩石的原岩形成于拉张构造环境。铀成矿与钠交代作用关系密切。     

伊犁盆地蒙其古尔铀矿床含矿砂岩成岩蚀变特征及其有机—无机流体成岩成矿效应

伊犁盆地蒙其古尔铀矿床为典型的层间氧化带型铀矿床,虽然前人对该区铀矿的成矿流体进行了较为系统的研究,但对其成矿流体来源依然存在较大的分歧,尤其对该区成矿流体与蚀变特征、铀成矿的内在联系研究较少。本文为了研究蒙其古尔铀矿床成矿流体来源及其与成岩蚀变、铀成矿的内在联系,综合地应用了偏光显微镜、扫描电镜、电子探针等手段,对其含矿目的层砂岩成岩蚀变进行系统的分析,并对蚀变矿物高岭石H—O同位素、碳酸盐胶结物C—O同位素及黄铁矿S同位素进行了研究。研究表明:与砂岩型铀矿有关的成岩蚀变类型主要有黏土化、碳酸盐化、硅化及金属矿化;成矿流体中水δD_(H_2O,V-SMOW)为-48.3‰~-93‰,δ~(18)O_(H_2O,V-SMOW)为-10.3‰~-5.1‰,碳酸盐胶结物δ~(13)C_(V-PDB)为-10.9‰~-7.2‰,δ~(18)O_(V-SMOW)为17.6‰~24.9‰,黄铁矿δ~(34)S_(V-CDT)为-17.3‰~1.2‰,上述特征揭示蒙其古尔铀矿床成矿流体是由大气降水性质的地表水(无机)和煤系地层有机质脱羟基及热降解作用产生的有机酸及CH_4等还原性气体(煤层气)(有机)两部分组成;成岩蚀变和铀成矿效应皆是有机—无机流体及流体与周围砂岩相互作用的结果。     

武夷山成矿带桂坑岩体铀成矿条件及找矿方向

文章通过铀源、构造、蚀变、铀矿化特征及控矿因素、放射性分布特征等方面,分析总结了武夷山成矿带桂坑岩体的铀成矿条件,优选出肥岭地段作为该岩体中找铀矿的有利靶区,指出找矿空间上应加强现有铀矿床、铀矿(化)点外围及深部的探索,找矿类型上应加强对硅化带与中基性岩脉"交点型"铀矿的关注。     

诸广棉花坑铀矿床垂向分带模式及深部找矿潜力

诸广南部岩体中部的棉花坑铀矿区具有多期构造岩浆活动与蚀变叠加、多组成矿构造带以及富铀花岗岩等有利的成矿条件,在区内形成了垂深最大的大型铀矿床。文章通过对棉花坑铀矿床资料的系统整理与分析,结合矿山采矿和近年钻探成果,从矿床含矿构造带特征、热液脉体、矿石类型和铀矿物存在形式、围岩蚀变等方面研究了矿床上部、中部和深部差别及变化特征。结果表明,该矿床的含矿构造蚀变带在垂向上具有"上酸下碱"、"上氧化下还原"的分带变化规律。