从铀系列同位素角度探讨砂岩型铀矿的形成过程及找矿标志

本文通过对512矿床含矿层不同地段铀系列同位素研究,对砂岩型铀矿的形成过程及找矿标志进行了探讨,根据矿卷前锋铀系列同位素组成分布规律和含矿层不同氧化还原分带中样品铀系列同位素分布特征,认为砂岩型铀矿含矿层岩石的铀系列同位素组成分区特征不仅可以记录铀富集的滚动成矿过程,而且可以作为预测铀矿化的重要找矿标志依据,A区应定名为"氧化还原矛盾区"较为合适.     

运用铀同位素研究砂岩型铀矿的几个问题

通过砂岩铀矿矿卷前锋铀同位素特征和512矿床含矿层铀同位素特征的研究,对砂岩型铀矿形成过程、铀同位素找矿标志进行了讨论。研究结果表明,砂岩铀矿的形成是一个多期次、滚动式、由氧化向还原环境推进的动态成矿过程,矿体主要定位于Ⅲ区段。根据铀同位素样品在不同氧化还原分带中的分布和矿体的滚动性特征,认为A区定名为地球化学矛盾区更为恰当。     

伊犁盆地砂岩型铀矿同位素地质特征

本项目试图探讨砂岩型铀矿床的同位素地质特征 ,开拓同位素地质研究的新领域。对伊犁盆地砂岩型铀矿床及其蚀源区的初步研究表明 ,该区砂岩型铀矿具有期成矿作用的特点 ,成矿年龄有 82Ma、6 0Ma、11 4Ma、7 1Ma和 3 5Ma。从含矿砂体中精选出的碎屑锆石的U Pb等线年龄为 380Ma,与蚀源区花岗岩和火山岩的年龄一致 ,从而限定了含铀砂体的物源。笔者认为 ,伊犁盆地砂岩型铀矿床具有多铀源富集的特征 ,铀源主要来自沉积过程中形成的富铀砂体 ,也有部分来自蚀源区富铀岩石风化淋滤作用而释出的铀。     

鄂尔多斯盆地东胜地区地浸砂岩型铀矿成矿模型

地浸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。近年来,鄂尔多斯盆地在石油和天然气勘查取得重大进展的同时,于盆地东胜地区也发现大规模地浸砂岩型铀矿床,标志着中国该类型铀矿勘查取得重要突破。该文应用地球化学综合分析研究,获得成矿流体的温度、盐度条件和同位素地球化学参数。含铀砂岩中碳酸盐胶结物C-O同位素测试结果表明,胶结物中的碳属于地幔碳、生物有机体和沉积的碳酸盐混合成因。通过流体包裹体H-O同位素分析,表明成矿流体可能是原生的岩浆水上涌和大气降水混合形成的建造水,其中一部分有机质加入到成矿作用中来,这对于铀的还原具有重要的意义。结合盆地的演化特点,建立了这种砂岩型铀矿的成矿地球化学模型。笔者认为,其铀矿的形成机制可以分为两个过程,一是氧化过程,二是还原过程,成矿过程伴随各种微量元素和气液相分子的氧化、还原和迁移过程。该成矿模型的建立对认识盆地铀矿质的沉淀和富集规律以及在类似盆地寻找此类铀矿床,具有理论和现实意义。     

中国北西部地区地浸砂岩型铀矿床的成矿条件与分布规律

中亚地区发现大量可地浸砂岩型铀矿床引起了我国的重视 ,目前正在积极开展此类型铀矿的找矿工作。我国北西部是寻找类似中亚地区层间氧化带后生地浸砂岩型铀矿床最理想的地区 ,本文在论述了区域大地构造特征、地壳演化与区域铀成矿带形成的基础上 ,着重阐明了区域中新生代盆地地浸砂岩型铀矿床形成的铀源条件、盆地类型与结构及富铀性对形成地浸砂岩型铀矿的影响 ;并以区内已有层间氧化带地浸砂岩型铀矿床为例 (伊犁盆地、二连盆地与测老庙盆地砂岩型铀矿床 ) ,论述了盆地砂岩型铀矿床形成的岩相古地理条件、水文地质与层间氧化带发育条件及对铀成矿的影响 ;并阐述了本区层间氧化带地浸砂岩型铀矿床的分布规律     

中国北西部地区地漫砂岩型铀矿床的成矿条件与分布规律

中亚地区发现大量可地浸砂岩型铀矿床引起了我国的重视，目前正在积极开展此类型铀矿的找矿工作。我国北西部是寻找类似中亚地区层间氧化带后生地浸砂岩型铀矿床最理想的地区，本文在论述了区城大地构造特征、地壳演化与区域铀成矿带形成的基础上，着重阐明了区域中新生代盆地地浸砂岩型铀矿床形成的铀源条件、盆地类型与结构及富铀性对形成地浸砂岩型铀矿的影响；并以区内已有层间氧化带地浸砂岩型铀矿床为例（伊犁盆地、二连盆地与测老庙盆地砂岩型铀矿床），论述了盆地砂岩型铀矿床形成的岩相古地理条件、水文地质与层间氧化带发育条件及对铀成矿的影响；并阐述了本区层间氧化带地浸砂岩型铀矿床的分布规律。     

砂岩型铀矿中铀矿物U-Pb年代学研究现状及研究方向

该文基于中国地质调查局天津地质调查中心研究团队近年来的研究工作及对相关文献的综合研究,对砂岩型铀矿中一些重要铀矿物如沥青铀矿(晶质铀矿)、铀石、钛铀矿等的微区原位成因矿物学和U-Pb年代学研究现状进行了深入分析,提出新的研究方向,即通过采用二次离子质谱法、激光剥蚀多接收器电感耦合等离子体质谱法与电子探针化学分析法和同位素稀释热电离质谱法相结合的方式,综合研究砂岩型铀矿中沥青铀矿(晶质铀矿)、铀石、钛铀矿等铀矿物和金红石、磷灰石等含铀矿物的微区原位成因矿物学和U-Pb年代学,探索砂岩型铀矿中矿石矿物的U-Pb同位素测年新方法,获取更精确的砂岩型铀矿成岩成矿的年代学信息。这对于全面准确地认识砂岩型铀矿床的生成和演化历史,建立砂岩型铀矿床的成矿新理论具有十分重要的科学意义。铀矿物测年新方法在砂岩型铀矿床的地质勘探中也有广阔的应用前景。     

十红滩铀矿床钙质砂岩的分布特征及成因探讨

通过对十红滩铀矿床容矿层钙质砂岩的观察和统计,发现钙质砂岩呈顺层、断续的串珠状透镜体分布,产出空间位置为砂体的顶底部或冲刷面,而且较集中的分布在矿体发育区。岩性主要为粒度相对较粗、分选较好的碎屑岩。根据钙质砂岩的岩石地球化学特征,结合碳、氧同位素分析认为,氧化还原过渡带中钙质砂岩的发育与铀矿化的形成具有一定的成因联系,即在铀沉淀富集成矿的同时,伴随着碳酸盐的析出作用,形成钙质砂岩。     

我国砂岩型铀矿分带特征研究现状及存在问题

作为一种重要的国家战略资源,砂岩型铀矿床是当今世界上最重要的铀矿床类型之一。本文详细地介绍了砂岩型铀矿在国内外的分布特征及占比情况,并对外生地质作用矿床类型中表生流体作用形成的层间渗透砂岩型和潜水渗透砂岩型铀矿床进行了讨论,发现层间渗透砂岩型铀矿床在外表颜色、矿物组合以及地球化学等方面均具有明显的氧化-还原分带现象,此外,矿床内部还具有细菌分带现象。颜色分带在氧化带、氧化-还原过渡带以及还原带之间具有明显不同的特征;矿物组合在不同分带之间各不相同;地球化学分带表现为U、TOC含量以及Fe~(2+)/Fe~(3+)、Th/U比值在各分带之间差异较大。此外,硫酸盐还原菌、硫杆菌、铁细菌及硝化菌等细菌在不同分带之间的数量相差悬殊,而且硫酸盐还原菌数量与TOC呈明显正相关性。通过矿化带内的碳、硫同位素分析,发现硫酸盐还原菌参与了成矿过程,推测其可能是导致碳、硫同位素分馏的主要因素。总体来看,颜色分带、矿物分带、地球化学分带以及细菌分带均与氧化-还原分带呈耦合关系。本文通过总结层间渗透砂岩型和潜水渗透砂岩型铀矿床的成矿模式和当前分带研究中存在的问题,提出了由细菌、地球化学反应参与的砂岩型铀矿床成矿机理,以及未来亟需解决的若干关键科学问题。典型砂岩型铀矿床的分带现象在物、化、探、遥等领域的异常响应对寻找砂岩型铀矿床具有重要的指导意义。     

正向构造对层间氧化带砂岩型铀矿成矿和定位的控制

正向构造指的是与铀矿带或铀矿床产出位置相关的背斜、隆起、上升断块等矿床地质构造。伊犁盆地南缘、吐哈盆地西南缘、酒东盆地东北缘等砂岩型铀矿成矿带的产出特征表明,层间氧化带砂岩型铀矿床、矿段和矿点总是选择性地就位于正向构造之中。其原因在于层间氧化带砂岩型铀矿的成矿机理所决定。即正向构造抬升了容矿层位,使其出露或接近地表,容易接受补给区含氧含铀水的渗入,造成主砂岩层的层间氧化,铀在主砂岩层中迁移,并在氧化还原界面还原成矿。因此,正向构造对氧化带砂岩型铀矿成矿和定位的作用应引起足够重视,它可以作为产铀盆地砂岩型铀矿带成矿远景区段识别和预测的一项重要判据。     

浙赣若干火山岩型铀矿床成矿模式及找矿勘探方向

本系统介绍了浙赣各类火山岩型铀矿床的地质特征，分析了各类火山岩型铀矿床的同位素组成、成矿物质来源以及成矿的物理化学条件，提出以次火山岩体为先导，热液柱(体)为主导所控制的地下水-火山岩成矿体系，是该区火山岩型铀矿成矿的主要模式，并以此对浙赣火山岩地区寻找火山岩型铀矿床提出勘探建议。     

内蒙古东胜铀矿区后生蚀变的稳定同位素特征及其地质意义

近十几年来,在鄂尔多斯盆地北部伊盟隆起东胜及其以西杭锦旗一带,相继发现了东胜等系列大型-特大型砂岩铀矿,目前已成为中国砂岩铀矿发现潜力最大的地区。矿床的主要特征是矿体受直罗组砂岩绿色蚀变带控制;同时,在容矿层及其附近伴生有砂岩白色化、后生碳酸盐化及方解石脉、黄铁矿化等蚀变现象。通过后生蚀变的C、H、O、S等稳定同位素方面研究、示踪和探讨了蚀变的形成过程和成因及其与铀矿化的关系。镜下特征显示,铀矿石中存在的大颗粒结核状黄铁矿与铀矿物共生,两者为同时期的产物;该类样品S同位素表现为较大的负值,表明硫质来源的微生物作用特征明显;与盆地内可能提供硫源的直罗组煤屑、延安组煤层、延长组和延安组原油、上古生界煤系地层等有机S同位素对比,发现铀矿与上古生界煤系烃源岩的有机硫源关系密切。延安组顶部大规模白色化砂岩的高岭石H、O同位素表明,其成因与低温热液作用有关;容矿层后生方解石C、O同位素表明,其形成主要是有机质作用提供了碳源,且其碳质来源主要为上古生界气源岩,而与奥陶系及延长组油气的碳源无关。后生作用流体包裹体的测温及其H、O同位素组成表明,成矿流体以低温的大气降水为主,且与上古生界天然气一起形成低温热液的气-水混合流体;正是这一特点的流体作用形成了本区与铀矿化关系密切的上述各类后生蚀变现象。各类后生蚀变的稳定同位素特征表明,东胜铀矿床形成过程中存在后生低温热液和油气还原改造作用两大特点。本次研究结果为东胜铀矿区的成因认识提供了证据。     

下庄地区"交点"型铀矿床的经济可采性探讨

本文叙述了下庄地区“交点”型铀矿床的地质特征和空间分布特点,从经济地质的观点,认为下庄“交点”型铀矿床矿体集中,埋藏浅,有一定储量,且矿石组分简单,品位富,铀浸出率高,有良好的开采利用前景,作者通过矿石加工试验及吨金属成本计算,进行了经济技术评价,认为该类型铀矿床应列为经济可采的矿床范围,及早开采利用。     

砂岩型铀矿的微生物成矿作用研究述评

目前,砂岩型铀矿是全球应用最为广泛和最有前景的铀矿类型,也是我国最主要的工业铀矿类型。本文展示了当今世界最新的铀资源分布和组成,强调了砂岩型铀矿在世界和中国铀矿资源中的重要性,梳理了实验室条件下微生物对U(VI)的还原性富集和非还原性富集机理,归纳了地质条件下微生物参与砂岩型铀矿的成矿证据。微生物对铀富集作用的实验研究,主要体现在还原性和非还原性富集两个方面。微生物对U(VI)的还原性富集研究最为深入,包括微生物的细胞色素、菌毛和电子穿梭体在U(VI)的还原过程中的作用。微生物对U(VI)的非还原性富集表现在微生物表面吸附、表面络合沉淀和细胞内积聚作用。微生物参与砂岩型铀矿成矿作用的证据,可分为直接证据和间接证据。直接证据主要有铀矿物形态学特征、P元素含量和矿物纳米晶体尺寸;间接证据主要有黄铁矿硫同位素和方解石碳同位素组成以及相应烃类包裹体特征。在未来的研究工作中,应重视微区实验方法在砂岩型铀矿中的应用,以及含油气/煤盆地上覆地层的砂岩型铀矿找矿工作,应探索更加适当的指标和评价体系以量化微生物对砂岩型铀矿的成矿作用。     

The oxygen isotopic composition of uranium minerals: A review

Uranium ore is an essential material in the preparation of nuclear fuel for civilian as well as military uses. Uranium is first extracted from uranium-bearing minerals using a variety of reagents, and is precipitated from solutions as yellow cake prior to isotope enrichment processes. The disintegration of the former Eastern Bloc in the 1990s and frequent unrest in the Middle East have underscored the need for better characterizing source uranium ores for forensic and attribution purposes.The world's major deposits of U occur in several distinctly different geological environments. Fourteen principal types of U deposits and rocks with elevated uranium contents are recognized with more than 40 subtypes. Combining our own analysis and literature data, we have amassed over 250 oxygen isotope data from 13 major U-producing countries, which vary widely from − 32 to + 11‰. However, interpreting the oxygen isotopic composition of uraninite in terms of the composition of the fluid from which it precipitated, or interacted with, requires knowledge of the fractionation factor and temperature of interactions, which are not always available. Since each deposit type occurs within a unique geologic setting and is generally formed from chemically distinct fluids, the chemical compositions of the uranium ores are also distinct: uranium deposits that form in igneous rocks have higher trace element compositions relative to sandstone-hosted deposits. Our data shows that one of the most useful techniques for distinguishing between uranium ore is to use a combination of δ¹⁸O values and rare-earth elements (e.g., La/Yb ratios). These methods may allow investigators to trace uranium ore back to the source.     

基于克里格法刻画砂岩型铀矿U、Ra和U-Ra平衡系数垂向分布规律——以二连盆地芒来铀矿床为例

砂岩型铀矿是绿色经济可采的重要能源矿种,目前是世界上重要的铀矿勘探类型之一。二连盆地芒来铀矿床、鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床铀矿体多呈板状产出,板状铀矿体成因备受关注。为研究砂岩型铀矿内部U、Ra和铀镭平衡系数（Kp）分布的垂向分布规律,本文以二连盆地芒来铀矿床为例,采用具有网格精度高优点的克里格插值法研究U、Ra和Kp垂向分布规律,分别利用放射性样品分析数据和定量伽马测井五点式反褶积法反演U含量数据,通过克里格法精细刻画砂岩型矿体中U、Ra和Kp分布的垂向分布规律。研究发现,该矿床板状矿体内部具有卷状的特征,Kp分布形态可以用来判断含氧含铀水的运移方向以及氧化强弱。该方法对研究铀矿体形态、铀矿成矿规律和后续地浸开采具有重要意义。     

恰特卡洛—库拉明铀成矿区概况

恰特卡洛—库拉明铀成矿区是世界上最早探明的火山岩型铀成矿区。该成矿区位于中天山华力西期造山带库拉明隆起内。矿区内共探明大、小铀矿床10个,共采出金属铀20 000 t以上。铀矿床主要产于晚古生代火山洼地内,其火山岩的特点是成分反差大,由安山岩到流纹岩,铀矿化年龄为260～270 Ma。该成矿区所处的大地构造向东可延伸到中国境内。研究其成矿条件,对指导在中国西北部造山带古生代火山岩内找矿具有一定的借鉴作用。     

金鸡岭岩体北外带富铀成矿构造地球化学特征及构造成矿模式探讨

金鸡岭岩体北外带不仅存在良好的铀成矿地质条件，而且还具有富大铀矿的形成条件。构造控制占有重要而独特的地位。通过对含矿断裂带元素分带性研究，总结出铀矿体部位的元素组合特征：Ba,P,Co,Ni，V为铀矿床原生晕前缘元素组合，Zn,Cu为近矿指示元素组合，Mo,Sn,As,Sb为铀矿床尾部矿根元素组合。U，Pb,Cr,Be为铀矿体中组合元素。建立了本区铀矿构造地球化学成矿模式。