江西相山铀矿田铀矿物稀土元素特征及富集机制探讨

铀矿物是铀矿床勘探与选冶的重要研究对象。相山铀矿田是我国最大的火山岩型铀-多金属矿田,主要发育有早期碱交代和晚期酸交代两期铀矿化,但目前对这两期铀矿化中铀矿物的地球化学特征尚缺乏系统的对比研究。文章运用电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱对相山铀矿田两期铀矿化矿石中铀矿物稀土元素特征进行研究。结果显示,相山铀矿田碱交代和酸交代型铀矿化矿石中铀矿物类型均包含钛铀矿、铀石和沥青铀矿,碱交代型铀矿化矿石中铀矿物以钛铀矿、铀石为主,酸交代型铀矿化矿石中铀矿物以沥青铀矿为主。碱交代型铀矿化矿石中铀矿物稀土元素配分模式为右倾型,富集La、Ce和Nd等元素;酸交代型铀矿化矿石中铀矿物稀土元素配分模式为左倾型,富集Yb、Er和Dy等元素。酸交代型铀矿化矿石中沥青铀矿相对富集重稀土元素,与国内外其他类型的铀矿床相比其成矿过程有明显特殊性,这可能与成矿流体富F-有关;深部沥青铀矿较浅部富集重稀土元素的原因可能是深部沥青铀矿结晶温度高于浅部;相对于铀石和钛铀矿等铀矿物,重稀土富集对沥青铀矿有倾向性可能是因为沥青铀矿形成的过程与CO₃^2-和Cl-关系密切。     

相山富集HREE铀矿石与围岩的稀土特征对比

江西相山火山盆地为一个塌陷式盆地,盆地内发育多个火山岩型铀矿床。课题组前期工作发现相山铀矿田中的富矿石伴生稀土资源,且为珍贵的HREE富集,在背景围岩和近矿蚀变围岩中稀土富集不明显（王倩等,2015;胡宝群等,2015）。富铀矿石中稀土元素与围岩中的稀土元素表现出明显的差异性,为进一步探明稀土元素在铀成矿过程中的地球化学行为,对矿石中的单矿物分析测试,进一步探明相山铀矿中稀土元素的富集规律及机理;同时为在铀矿选冶中,对铀矿中的稀土伴生资源加以利用回收提供相关参数,提高矿产资源的利用率,减少环境污染。     

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。     

相山铀矿化蚀变矿物组合的成像光谱特征识别

蚀变矿物组合对热液型铀矿勘探具有重要的指示意义。相对于航空或航天成像光谱,地面成像光谱在小范围矿床尺度的蚀变精细识别方面更具优势。为研究江西相山铀矿化热液蚀变组合特征,利用HySpex地面成像光谱仪获取可见光-近红外-短波红外波段的钻孔岩心成像光谱数据,针对铀矿化的两种基本类型——水云母-萤石型和碱交代型,分别从蚀变单矿物和蚀变矿物组合两个角度分析和提取他们的诊断性光谱特征,建立了光谱识别标志。发现伊利石具有光谱多型特征,按特征波长位置分为Ⅰ型和Ⅱ型两类。水云母-萤石型铀矿化蚀变组合包含高岭石、高岭石+地开石、蒙脱石和Ⅰ型伊利石,碱交代型铀矿化蚀变组合包含绿泥石、碳酸盐、绿蒙混层、赤铁矿和Ⅱ型伊利石;基于光谱匹配模型和岩心填图结果对两类铀矿化段蚀变结构进行了分析,铀矿化中心由近及远分别具有蒙脱石→Ⅰ型伊利石→高岭石+地开石→高岭石和碳酸盐→赤铁矿+绿泥石→绿蒙混层→Ⅱ型伊利石的分布特征,均存在流体的叠置改造作用;通过岩心成像光谱编录及三维建模表明,两类伊利石具有空间上的上、下分带特点,这预示着两种铀矿化亦具有相似的空间分布特征。上述研究为相山地区进一步找矿勘探提供了一定参考。     

相山铀矿田邹家山矿床成矿流体氢氧同位素地球化学特征

<正>相山铀矿田是我国最大的火山岩型铀矿田,在我国铀矿地质领域占有重要地位。前人在不同时期对相山矿田的成矿特征进行了一系列深入研究,取得了丰硕的成果(苏守田,1982;张树明,2003;李子颖,2006;黄锡强,2008;邱林飞,2012;郭建,2014)。本文在前人工作的基础上,通过相山矿田邹家山矿床成矿三阶段脉石矿物氢氧同位素     

相山、下庄铀矿田稀土元素特征及示踪研究

相山、下庄两个铀矿田主要赋矿围岩的稀土元素特征极具相似性,显示出壳源型的特点。但它们的矿石稀土元素特征有很大的不同,相山铀矿田矿石稀土元素特别是重稀土元素含量与铀含量呈正相关,负铕异常和围岩相同。而下庄铀矿田矿石亏损稀土元素尤其是轻稀土元素,负铕异常比围岩更强烈,与幔源辉绿岩、正长岩的稀土元素分布模式相近。两矿田矿石稀土元素含量上存在明显差异的同时,都具有比其围岩LREE/HREE比值大幅度降低的特点。结合区域地质演化,认为两铀矿田矿石稀土元素具有不同的特征,但成矿流体都具有幔源性质,矿床都是在白垩—第三纪地壳拉张环境下形成的。     

邹家山铀矿床伴生重稀土元素的赋存特征

初步研究发现,相山矿田邹家山矿床中伴生有较高的重稀土元素,回收这些珍稀的资源和探索其成因具有重要的意义,而查明这些伴生稀土在铀矿床中的赋存特征是前期基础性工作。为此本文采用电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱分析了邹家山铀矿床中稀土元素的赋存状态。结果显示：该矿床稀土矿物主要为独居石、氟碳钙铈矿和磷钇矿;独居石、氟碳钙铈矿的LREE/HREE>1,为轻稀土富集型;而磷钇矿的LREE/HREE<1,为重稀土富集型。沥青铀矿、钛铀矿、铀钍石、铀石、钍石、锆石等铀钍矿物的稀土特征为重稀土富集型;铀钍矿物稀土总量（∑REE+Y）较高,为（3 805.78~65 307.00）×10^-6,LREE/HREE<1,为0.01~0.80,平均为0.29。其他伴生矿物磷灰石、钾长石为轻稀土富集型,萤石为轻、重稀土富集型两类都有,而伊利石、黄铁矿的轻重稀土无明显相对富集。重稀土在磷钇矿和铀钍矿物中以类质同象形式存在,少量赋存于伴生矿物。     

相山铀矿田游坊地区地质特征及找矿方向

相山铀矿田目前是我国最大的火山岩型铀矿田,在新一轮的地质找矿进程中,取得了显著的找矿成果,铀资源量不断扩大,现已成为我国南方地区铀矿资源找矿大基地之一。依据相山铀矿田成矿规律为指导,认真分析了以往及近期相山北部找矿成果,选取相山北部游坊地区作为找矿远景区,详细阐述了该区成矿地质特征、铀成矿地质条件和铀资源找矿潜力,对今后在该区地质找矿工作具有一定的指导意义。     

相山铀矿田三维地质新认识

相山火山盆地是我国火山岩型铀矿的重要产地,在GIS和三维地质建模等新技术的支持下,笔者对相山地区地表、组间界面、重磁反演界面进行实体模型构建和地学分析,得到了关于相山地区基础地质和铀矿化赋存规律的几点新认识:(1)相山地区存在东、西双岩浆活动中心;(2)相山火山盆地是塌陷盆地-侵入穹隆复合体;(3)相山火山岩盖层底界面呈现北东向隆坳相间的断块构造格局;(4)提出了“GM线”(重、磁反演界面交线)这一概念,并认为该线可以作为该地区找矿的一个重要标志.这些新认识将对相山地区基础地质研究产生促进作用,同时也将为相山地区铀矿地质勘查新空间的开辟提供新的决策依据.     

热液矿床中萤石的稀土元素地球化学及其地质意义

萤石是许多热液矿床中重要的脉石矿物,其稀土元素含量及相关参数(如∑REE、LREE/HREE、Eu/Eu*、Ce/Ce*、Y/La、Tb/Ca-Tb/La图解等),能为揭示成矿流体性质、来源与演化,建立成矿模式,评价区域成矿潜力等提供重要信息。然而,随着微区分析技术的日趋成熟,原位实测数据显示,萤石中微量元素(包括稀土元素)的分配在显微尺度上可能具有不均一性,致使依据萤石溶液法获得的稀土元素含量所反映地质信息的可靠性受到质疑。因此,在应用萤石稀土元素地球化学探讨相关地质问题前,有必要加强萤石微观结构的观察和配套的流体包裹体以及相关同位素组成分析。本文在综述萤石稀土元素地球化学研究基础上,初步探讨了影响萤石稀土元素不均一分配的主要机制,以期为萤石稀土元素在热液矿床成因研究中的应用提供借鉴。     

相山矿田邹家山矿床典型蚀变矿物光谱特征

相山矿田是中国迄今为止发现的最大的铀矿床,受到裂隙构造控制,矿田内围岩蚀变强烈。主要蚀变类型有水云母化、萤石化和赤铁矿化。岩石中矿物的反射率随着波长变化而变化形成反射光谱曲线,而不同蚀变矿物具有不同的反射光谱特征。利用SVC HR-768光谱仪对从相山取得的岩石样品进行光谱曲线测量,得到主要蚀变矿物在可见光-近红外波段下的光谱曲线特征,对比分析得出影响蚀变矿物反射率大小的主要因素,并建立相对应的识别光谱模型,为铀矿的找矿提供一些理论依据。     

相山铀矿田典型蚀变矿物地面光谱特征研究

利用光谱特征进行岩石矿物分析受到了国内外研究者的广泛关注,大多数蚀变矿物如赤铁矿、水云母等在可见光-近红外-短波红外波段具有诊断性强的波谱特征。因此,利用典型岩石矿物光谱特征可为矿产资源勘查与评价提供一种新的手段和方法。本文对相山铀矿田蚀变矿物进行光谱测量,经数据处理获得了不同典型蚀变岩石矿物的反射率光谱曲线。通过对这些光谱曲线特征的分析研究,提出了影响岩石矿物反射率的因素,探讨了水云母、萤石、赤铁矿等典型蚀变岩石的反射率曲线特征,并建立了相应的典型蚀变矿物光谱识别模型。     

相山铀矿田矿石有用共生组分研究

相山铀矿田是我国目前规模最大的火山岩型热液铀矿田,其发育碱交代型铀矿化和酸交代型铀矿化两种矿床类型。笔者通过对该矿田主要酸交代型铀矿床的物质组分研究,发现其矿石中富含Th、Mo、HREE、Y等多种有用组分,且含量普遍可达综合利用品位;有用组分主要以独立矿物、类质同像形式存在,主要赋存于铀矿体的矿化中心带富矿石中,与铀为同空间富集。因此认为,相山铀矿田酸交代型矿床的矿石中,Th、Mo、HREE、Y与铀密切相关,矿物具有共生关系;应重视Th、Mo、HREE、Y等有用组分的综合利用评价。     

相山铀矿岩芯HySpex成像高光谱数据蚀变矿物提取及其地质意义

成像高光谱遥感具有图谱合一的优势,能够根据光谱特征直接识别地物,是遥感领域的前沿方向。本文使用江西省相山铀矿田岩芯HySpex成像高光谱数据,采用基于专家知识的MTMF和波段运算方法开展了蚀变矿物填图,提取了赤铁矿、伊利石、绿泥石和方解石4种蚀变矿物,制作了铀矿岩芯高光谱蚀变矿物分布图。通过分析高光谱蚀变矿物类型、组合和分布规律,在岩芯中划分出中心蚀变带、近矿蚀变带和矿旁蚀变带,中心蚀变带蚀变矿物为赤铁矿+伊利石+绿泥石+方解石,近矿蚀变带为伊利石+方解石,矿旁蚀变带为零星分布的伊利石+方解石。其中,岩芯高光谱遥感提取出的绿泥石第二吸收峰位于2270 nm,光谱特征分析显示属于富铁绿泥石,与前人得出的与铀矿化密切相关的绿泥石主要为富铁绿泥石的结论一致。铀矿岩芯HySpex岩芯成像高光谱数据应用实践表明该数据在地质领域具有较好的应用效果和广泛前景。     

江西相山铀矿田居隆庵矿床钍元素地球化学特征研究

居隆庵矿床是江西相山铀矿田西部的一个大型铀- 钍混合矿床,通过对一系列蚀变（围岩）及矿化样品的元素地球 化学分析,详细讨论了与钍矿化有关的主量及微量元素的特征。钍元素富集的样品中,主量元素的总体特点是富钙、富磷, 且Na2O>K2O。在早期碱交代阶段,往往只形成单铀型矿化,而钍矿化主要形成于铀- 萤石、水云母化阶段。蚀变和矿化样 品的稀土元素分配形式不同,钍矿化与稀土元素特别是重稀土元素高度相关,微量元素Re,Y,Se,Pb 与钍矿化高度相关, 揭示钍矿化形成与金属硫化物及磷钇矿等磷酸盐密切相关。     

土耳其中部克尔谢希尔省P(o)hrenk地区热液成因萤石的液体包裹体研究及稀土元素地球化学特征

在土耳其中部P(o)hrenk地区北部及东北部沿着中始新世和渐新世灰岩和泥灰岩裂缝裂隙发现有热液成因的萤石矿化.由萤石稀土元素含量获得的Tb/Ca(Tb/La和Y/Ho比值可知该萤石矿化属热液型.其负Ce异常及正Eu异常反映出热液溶液曾具有很高的氧逸度.液体包裹体研究揭示,矿化的均一化温度在90～200℃之间,热液溶液由NaCl+KCl+MgCl2+H2O组成.此外,盐度测量表明热液溶液混合有大气水或地层水.其地质背景,稀土元素地球化学特征及液体包裹体研究均表明矿化是低温热液条件下由岩浆水和大气水混合生成的溶液沉积而成的.     

相山矿田居隆庵矿床钍矿物特征研究

居隆庵矿床是相山矿田中一个大型的铀-钍混合矿床。通过系统的镜下显微特征研究和电子探针分析,查明了主要钍矿物和含钍矿物的种类,分析了钍的赋存状态和蚀变特征。钍的赋存状态有独立钍矿物、类质同象替换铀矿物和类质同象存在于副矿物中。相关的矿化蚀变有碳酸盐化、钠长石化、绢云母化、黄铁矿化、绿泥石化、水云母化和萤石化。本文还总结了钍(铀)矿物的赋存位置。     

热液矿床中萤石的稀土元素地球化学及其地质意义

萤石是许多热液矿床中重要的脉石矿物,其稀土元素含量及相关参数（如∑REE、LREE/HREE、Eu/Eu^*、Ce/Ce^*、Y/La、Tb/Ca-Tb/La图解等）,能为揭示成矿流体性质、来源与演化,建立成矿模式,评价区域成矿潜力等提供重要信息。然而,随着微区分析技术的日趋成熟,原位实测数据显示,萤石中微量元素（包括稀土元素）的分配在显微尺度上可能具有不均一性,致使依据萤石溶液法获得的稀土元素含量所反映地质信息的可靠性受到质疑。因此,在应用萤石稀土元素地球化学探讨相关地质问题前,有必要加强萤石微观结构的观察和配套的流体包裹体以及相关同位素组成分析。本文在综述萤石稀土元素地球化学研究基础上,初步探讨了影响萤石稀土元素不均一分配的主要机制,以期为萤石稀土元素在热液矿床成因研究中的应用提供借鉴。     

磷灰石对铀的吸附实验及其对相山矿田铀成矿意义探讨

相山铀矿田是典型的火山岩型热液铀矿田,在矿田内赋存的铀矿物主要有沥青铀矿、钛铀矿、铀钍石等,大量的水云母、磷灰石、赤铁矿、绿泥石、金红石、微晶石英等矿物与铀矿物密切共生。这些共生矿物的共同特征之一为颗粒细小,呈纳米级,非晶质,胶体性质显著。铀矿物大量分布于这些胶态共生矿物的表面和裂隙中（胡宝群,2011;王倩,2016）。可知,吸附作用是导致铀富集沉淀的重要机理之一。本文以磷灰石为例,通过宏观地质特征研究及实验模拟,探讨pH、温度、热液共存组分、时间等物理化学条件对磷灰石吸附铀的制约,进而探讨磷灰石的吸附性能对富大铀矿床形成的意义。     

相山铀矿田邹家山矿床钛铀矿赋存特征及成因

随着开采深度的不断增加,邹家山铀矿床深部矿化的钛铀矿含量明显高于浅部。以铀矿石特征为研究重点,通过野外地质调查、岩相学、电子探针和化学分析等方法,初步查明钛铀矿的赋存特征：（1）钛铀矿包裹沥青铀矿;（2）围绕黄铁矿和二氧化钛矿物边缘生长;（3）钛铀矿在伊利石、磷灰石、萤石边缘产出;（4）少量沥青铀矿充填于钛铀矿中。钛铀矿空间分布特征为：在横向上集中于含矿断裂中,垂向上随深度增加而有含量增多的趋势。钛与铀的含量呈正相关关系,钛铀矿矿化仅有1期,而沥青铀矿则为两期。钛铀矿成因主要为沥青铀矿交代含钛矿物。