伊犁盆地洪海沟地区西山窑组上段层间氧化带分布特征及其主控因素分析

伊犁盆地洪海沟矿床作为近年来发现的大型砂岩型铀矿床,其氧化带与矿体形态均较复杂,从成矿流体空间运移与分散的角度,分析其矿体富集叠加的成因,对伊犁南缘及整个西北地区砂岩型铀矿勘查有重要的指导意义。以洪海沟矿床西山窑组上段为主要研究层位,从构造、沉积相、砂体特征和水动力等角度分析了控制氧化带空间分布的主控因素及其对铀矿化空间定位的制约。研究结果表明,斜坡带上次级纵弯背斜构造样式造成了流体补给窗的开启,同时构造坡度的变化对流体运移和汇聚起关键控制作用,辫状河主河道控制着氧化带的展布,砂体内部非均质性控制着氧化带的尖灭样式;同时,矿体的空间定位受沉积和构造双重条件制约,氧化流体主汇聚方向控制着富大矿体的空间产出,构造坡度由陡到缓的位置是成矿物质卸载的有利部位,砂体非均质性造成了流体的垂向多层分带,增加了矿体的宽度和复杂程度。      

尼日尔特吉达地区砂岩中铀的热流体成矿作用

通过野外详细地质调查、钻孔观察、岩芯编录、地质现象素描等方法, 结合室内工作及前人的研究成果, 对尼日尔特吉达地区的铀矿化的研究成果显示, 特吉达地区砂岩中铀主要为热流体成矿, 与前人的氧化带成矿作用认识完全不同。区内主要含矿目的层(白垩世早期阿萨乌阿组)为中粒—中粗粒石英砂岩、长石石英砂岩, 多数含砾。根据阿萨乌阿组砂岩的磨圆、分选好和发育向上变粗序列以及冲洗交错层理等特征确定, 阿萨乌阿组形成于湖滨浅湖砂坝沉积。电子探针成分和背散射电子图像分析表明: 铀矿物主要为沥青铀矿、铀石、吸附铀等, 沥青铀矿和铀石常紧密共生, 呈粒状、微脉状或浸染状, 伴有较强的铜矿化。热流体蚀变形成的方解石、棕色方沸石、绢云母等大量出现, 它们与铀成矿关系密切。成岩期的菱铁矿在后来的氧化中形成赤铁矿/针铁矿(褐铁矿)化。根据与方解石共生的白云石的摩尔数计算的方解石的形成温度表明, 最高温度为385℃, 最低为178℃, 平均为251～300℃。     

盆地深部流体活动对砂岩型铀矿成矿过程的影响

砂岩型铀矿是世界和我国最主要的工业铀矿床类型。勘查和研究发现,部分砂岩型铀矿床中不仅有表生氧化流体作用而且也存在深部流体作用,因此,梳理和明晰盆地深部流体活动的类型及其与砂岩型铀成矿之间的关系对开展“三新”(新区、新层位和新类型)找矿至关重要。本文从宏观和微观角度分析深部流体活动参与砂岩型铀成矿的现状,结合矿床实例,探讨其对铀富集的影响。本次研究将盆地深部流体活动分为深部烃类流体、岩浆火山热液和深部建造水等3种类型,总结了不同类型流体的典型特征与识别标志,分类论述了深部流体活动与铀矿化的时- 空关系;阐述了深部流体活动参与下铀矿物、共- 伴生矿物、矿体形态和含矿砂岩物性等的变化特征。结果表明,深部流体活动主要通过提供新的成矿物质和改变成矿环境两个方面影响砂岩型铀矿的形成,与构造- 岩浆活动有关的流体和深部地层水,对成矿铀源和温度的影响最显著,而深部烃类流体对成矿环境的影响最大,其显著的还原性可弥补或强化赋矿层的还原能力,形成地球化学障或叠加富集效应。深部流体活动参与下的砂岩型铀矿成矿作用与浅部表生氧化流体成矿存在明显的差异,随着铀矿勘查向深部迈进,需要加强深部流体活动参与铀成矿过程的精细研究,丰富砂岩型铀矿成矿理论,推动铀矿勘查的突破。     

平庄盆地黑水地区氧化作用与铀成矿地质特征

黑水地区位于平庄盆地北部,砂岩型铀矿找矿目的层为白垩系孙家湾组,目前在盆缘发现了较好的氧化带和工业铀矿化线索,但成矿作用方式和类型并不清楚,困扰着下一步勘查方向的选择。为深入研究目的层氧化作用和铀成矿地质特征,通过系统采集样品,进行镜下鉴定、主量元素、环境地球化学指标、粘土矿物、电子探针、扫描电镜等分析。研究结果表明,黑水地区含矿目的层砂岩成熟度较低,为近物源沉积;后生氧化作用较强且存在明显的蚀变分带现象;目的层还原剂主要为黄铁矿,铀的富集方式主要为含铀含氧水不断渗入砂体,在层间氧化带前缘氧化还原过渡带富集成矿,铀矿物类型主要为沥青铀矿,其次为铀石,主要有2种赋存形式。对铀成矿地质特征进行探讨,认为该地区符合层间氧化带型砂岩型铀矿成矿模式,具有较大的成矿潜力。     

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.