流体混合对砂岩型铀矿成矿作用的影响

探讨不同类型盆地中不同来源、不同组成、不同性质的流体混合对砂岩型铀矿成矿的影响。流体混合不但改变流体的物理化学条件,更重要的是改变流体的化学组成,导致流体化学平衡的破坏,引起流体卸载成矿。不同构造背景下形成的盆地、流体特征及其对砂岩型铀矿成矿的影响不同。铀—油—煤共存盆地中,浅表层含铀氧化性流体与油气有关的有机还原性流体相互作用对铀成矿起重要的控制作用;挤压构造环境下的盆地,在形成过程中造山带流体与盆地深源流体混合对成矿的影响很大;而伸展背景下的断陷盆地或裂谷盆地,往往伴随有深部岩浆和热流体的活动,应重视热液对砂岩型铀矿的改造、叠加富集的作用。     

流体混合对砂岩型铀矿成矿作用的影响

探讨不同类型盆地中不同来源、不同组成、不同性质的流体混合对砂岩型铀矿成矿的影响。流体混合不但改变流体的物理化学条件,更重要的是改变流体的化学组成,导致流体化学平衡的破坏,引起流体卸载成矿。不同构造背景下形成的盆地、流体特征及其对砂岩型铀矿成矿的影响不同。铀—油—煤共存盆地中,浅表层含铀氧化性流体与油气有关的有机还原性流体相互作用对铀成矿起重要的控制作用;挤压构造环境下的盆地,在形成过程中造山带流体与盆地深源流体混合对成矿的影响很大;而伸展背景下的断陷盆地或裂谷盆地,往往伴随有深部岩浆和热流体的活动,应重视热液对砂岩型铀矿的改造、叠加富集的作用。     

流体混合对砂岩型铀矿成矿作用的影响

探讨不同类型盆地中不同来源、不同组成、不同性质的流体混合对砂岩型铀矿成矿的影响。流体混合不但改变流体的物理化学条件,更重要的是改变流体的化学组成,导致流体化学平衡的破坏,引起流体卸载成矿。不同构造背景下形成的盆地、流体特征及其对砂岩型铀矿成矿的影响不同。铀一油一煤共存盆地中,浅表层含铀氧化性流体与油气有关的有机还原性流体相互作用对铀成矿起重要的控制作用;挤压构造环境下的盆地,在形成过程中造山带流体与盆地深源流体混合对成矿的影响很大;而伸展背景下的断陷盆地或裂谷盆地,往往伴随有深部岩浆和热流体的活动,应重视热液对砂岩型铀矿的改造、叠加富集的作用。     

伊和高勒地区砂岩型铀矿宽频大地电磁数值模拟及应用

频率域电磁测深法在固体矿产勘查中应用比较广泛,是铀矿勘查中常用的物探方法之一,虽然该方法不能用于直接找矿,但可以通过探测地层结构、构造以及砂体的埋深、规模等进行间接找矿。笔者针对二连盆地伊和高勒地区砂岩型铀矿的地电模型开展了音频大地电磁和宽频大地电磁测深的数值模拟,分析对比了两种方法在不同深度的砂泥互层模型中电磁正演响应特征及反演的效果,结果表明:两种方法在识别浅部相对高阻特征的整套砂泥互层结构效果较好,但都无法区分出其中较薄的砂岩层和泥岩层,而探测深部的砂泥互层结构两种方法都比较困难,同时宽频大地电磁观测频点更低,可探测较深的基底起伏形态。通过对二连盆地伊和高勒地区实施的宽频大地电磁测深剖面进行了数据处理和反演解译,获得了浅部砂体分布特征及深部的基底起伏形态,取得了一定的应用效果。因此,在该地区的砂岩型铀矿探测中,使用宽频大地电磁法要优于音频大地电磁法。     

鄂尔多斯盆地杭锦旗地区砂岩型铀矿流体作用与成矿

鄂尔多斯盆地北部中侏罗统直罗组富铀砂岩成岩过程复杂,铀成矿并非典型的层间氧化带模式。通过对盆地北部杭锦旗地区矿化砂岩成岩矿物、方解石碳氧同位素、流体包裹体的综合分析,探讨了杭锦旗砂岩型铀矿的流体作用特征与铀成矿过程。结果表明:矿区砂岩遭受碱性渗入水、烃类降解酸性水、碱性热液3种类型流体作用;碱性热液为最晚期的流体活动,亮晶方解石捕获的原生流体包裹体均一温度峰值为140~160℃,盐度为8.00%~16.34%,方解石δ13C明显偏负(-7.1‰~-18.3‰),为有机来源碳参与的高盐度碱性热流体。前人证实盆地北部砂岩型铀矿具有生物成因特征,与热液活动相悖;结合铀元素迁移特征,认为热液活动与微生物还原作用并不矛盾,碱性热液改变了矿区砂岩流体的物理化学环境,稳定络合物的形成对铀元素具有萃取再富集作用;热液活动是富矿流体形成的关键事件,微生物活动在热液活动停止后直接参与铀还原成矿。     

内蒙古开鲁盆地砂岩型铀矿热流体作用

开鲁盆地钱家店-白兴吐矿床的发现为中国东部晚侏罗世以来伸展裂陷型盆地中寻找可地浸砂岩型铀矿提供了典范。研究发现,钱家店-白兴吐矿床及其周围断裂构造十分发育,尤其是著名的西拉木伦河断裂在矿床中直穿而过。勘查实践表明,70%~80%的钻孔中能见到辉绿岩,矿化体多呈囊状、透镜状,空间上矿化与辉绿岩有关。通过岩心观察、镜下薄片鉴定、电子探针分析、包裹体温度与盐度的测定,发现上白垩统姚家组含矿目的层砂岩中存在大量的热流体改造证据。辉绿岩侵入过程中热作用不仅使围岩出现烘烤变色、变硬,而且辉绿岩岩浆作用带来的热流体使砂岩、泥岩产生大量的新生胶结物。与辉绿岩相关的热流体作用使姚家组含矿目的层砂岩中的碎屑颗粒被溶解和交代,无论是宏观还是微观上,均可见到碳酸盐脉体,同时碳酸盐矿物蚀变交代石英、长石。进一步研究表明,碳酸盐胶结物可分出第一期方解石、第二期铁白云石和第三期高铁白云石。碳酸盐胶结物和石英次生加大边包裹体测温显示,钱家店-白兴吐砂岩型铀矿床热流体改造有3期热流体活动,对应的温度分别为80~90℃、110~120℃和140~150℃。测定冰点获得的包裹体盐度分布也有低盐度区、中盐度区、高盐度区3个区间,它们与3期不同温度的热流体活动相对应。     

盆地砂岩型铀矿区域评价中的水文地质分析

盆地砂岩型铀矿区域评价的主要目的是初步划分环境带和圈定成矿有利地段，为下步较详细工作提供依据。其中水地质工作着重从以下几个方面来进行：水地质单元划分；承压含水系统和目的层的确定；水动力条件分析；水地球化学环境分析；占水地质分析；氧化还原带和成矿有利地段的圈定。     

孔隙流体运移的数值模拟：以德国北部洼陷上赤底统为例

本文论述了一种对孔隙流体运移进行数据模拟的方法和结论。数学模型包括二维初始／边界值问题和沉积层孔隙压力的偏微分方程。     

中国北方盆地中油气运移对砂岩型铀矿成矿作用讨论

以油气成藏动力系统和砂岩型铀矿成矿动力系统为单元,分析了砂岩型铀矿床与油气藏同盆共存的沉积体系、矿床(藏)聚集带之间的联系。认为油气多次运移促使砂岩型铀矿成矿是一种普遍的地质作用,油气运移成藏过程对砂岩型铀矿成矿作用表现为油气初次运移使铀矿化预富集、油气二次运移使间氧化带型铀矿化作用中止与矿体封存、油气藏微渗漏使红色砂层中铀富集成矿等。笔者依据油气对砂岩型铀矿还原作用的结果初步建立了吐哈式、东胜式、钱家店式3种油气藏与砂岩型铀矿共存的基本模式,丰富了砂岩铀矿找矿理论,为多能源矿产综合开发利用提供参考。     

瞬变电磁法在梁河盆地砂岩型铀矿勘查中的应用

简要分析了在梁河盆地开展瞬变电磁勘探的电性基础,对多测道剖面曲线和视电阻率断面图进行了定性解释,解释成果对钻孔布置起到了良好的指导作用。     

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.     

鄂尔多斯盆地流体动力学过程及其砂岩型铀矿化

鄂尔多斯盆地是我国重要能源基地,近年来砂岩型铀矿勘查进展明显。盆地形成演化中的流体动力学及其铀矿化是能源矿产勘查的基础依据,因而备受关注。运用Basin2TM软件数值模拟了鄂尔多斯盆地构造-沉积过程中流体的温度场、压力场、流动方向、流动速率和地热梯度等。伴随盆地的形成和演化,沉积体内流体温度和压力不断增高,流动逐步定向,速率逐渐增大,早白垩世盆地流体的温度达250℃,压力至(700~800)×101.33kPa,地热梯度38.3℃/km,并从盆地中西部沉降中心沿东部斜坡向盆地东部边缘大规模长距离渗出流动,它是砂岩型铀矿化主体在盆地边部形成的重要机制。盆地流体在砂岩中发生铀矿化时,伴随大量方解石蚀变矿物的形成,其δ13CV-PDB变化于-2.7‰~-14.0‰,δ18OV-SMOW介于18.4‰~20.0‰,反映铀矿化盆地流体中CO32-类或CO2主要是沉积有机质脱羟基产物,少部分为海相碳酸盐岩溶解产物,盆地流体中碳酸铀酰是铀元素的主要存在形式。铀矿化低温蚀变成因高岭石的δ18OV-SMOW介于12.6‰~13.7‰,流体包裹体的δDV-SMOW变化于-116‰~-133‰,H、O同位素组成指示盆地流体是经中生界沉积演化的大气降水,具有沉积建造水的性质。环盆地边部是砂岩型铀矿的重要找矿方向。     

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。     

我国中新生代盆地砂岩型铀矿研究现状及发展方向的探讨

砂岩型铀矿是我国具有工业意义的铀矿床类型之一 ,是核工业目前主要勘查类型。本文在扼要概述砂岩型铀矿成矿地质条件的基础上 ,对当前研究现状 ,尤其是地浸砂岩型铀矿的研究现状及地浸地质条件进行了评述。从多方面探讨了该类型铀矿床的发展方向及值得重视的基础地质研究及研究方法手段等。     

铀储层——砂岩型铀矿地质学的新概念

中国大规模的砂岩型铀矿勘查起始于20世纪90年代,这期间适逢层序地层、沉积体系、砂体内部构成单位和等级界面等技术的成熟与完善时期,这为沉积学家研究砂岩型铀矿床带来了新的切入点.在吐哈盆地和鄂尔多斯盆地的勘查实践发现,结构和规模适中的大型骨架砂体是砂岩型铀矿的储层(简称铀储层),它不仅能提供铀成矿流体的运移空间(输导通道),同时也为铀矿的储存提供了空间.铀储层研究的主要内容包括铀储层的识别、铀储层的空间定位与形态描述、铀储层的内部特征结构与品质评价、铀储层的成因分析以及沉积作用控制下的铀成矿机理等.沉积盆地分析和砂岩型铀矿地质学是铀储层研究的重要理论支撑点,其中层序地层分析、沉积体系分析、砂体内部构成分析是铀储层分析的关键技术.由于铀储层是砂岩型铀矿勘查和开发的目标层,所以针对铀储层的研究将能更好地服务于砂岩型铀矿的勘查预测与地浸开发.     

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。     

鄂尔多斯盆地东胜地区砂岩型铀矿成因探讨

鄂尔多斯盆地是一个铀、煤、油、天然气共存的沉积盆地。通过电子探针、流体包裹体测温、扫描电镜、偏反光显微镜、煤的微量元素等方法综合分析,认为盆地北部东胜地区的侏罗系砂岩型铀矿属于与天然气还原有关的低温热液型铀矿床,其证据有:1铀石主要分布于充填在孔隙中或微裂缝内的黄铁矿晶体中,其次充填在伊/蒙混层中和钾长石溶孔内的黄铁矿中。2铀石中UO2约占70%,SiO2约为18%,另有极少量的Fe、Ca、Se、Pb、Cr、Ti等伴生元素。3包裹体流体势显示盆地中部的天然气向北东方向运移并大量散失,出现大量被漂白的砂岩;盆地内主砂体展布方向与流体运移方向一致。4天然气包体中见石盐子晶,砂岩胶结物和矿物表面见较多细小盐粒,次生包裹体温度多在140～170℃。5富含黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等低温热液矿物;具有水热蚀变现象(碳酸盐化、硅化、水云母化、黄铁矿化等)。6燕山运动期间岩层进入表生成岩阶段,利于富氧的地表水和来自地层深部的低温热液进入砂岩中,可见褐铁矿溶蚀、重晶石充填于钾长石溶蚀孔现象。     

新疆三塘湖盆地基底特征及砂岩型铀矿的铀源条件

通过对三塘湖盆地基底地层，特别是其中火山岩岩石组合及其形成的构造环境进行的研究，认为盆地基底主要由岛弧系列的火山岩及火山碎屑岩、正常碎屑岩组成，在早石炭世处于岛孤环境。通过分析与对比．认为盆地的铀源条件局部较好。     

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。