甘肃龙首山成矿带新水井铀(钍)矿床元素迁移规律及成矿作用过程研究

新水井铀(钍)矿床位于甘肃省龙首山成矿带,是碱交代型铀矿床的典型代表,其矿体完全产于钠交代蚀变花岗岩中,成矿过程可划分为钠交代蚀变、铀钍矿化和成矿后3个主要阶段。文章对该矿床花岗岩原岩、蚀变岩及矿石开展了系统主微量元素分析,采用Grant等浓度线法探讨了钠交代蚀变和铀钍矿化阶段的元素迁移规律,结果表明:钠交代蚀变阶段为富含Na、Ca、过渡族元素(Sc、V、Cr、Co、Ni)、U、Th及CO2、H2O等挥发分的复杂流体,钠交代过程中原岩中的大离子亲石元素(Rb、Ba)和部分轻稀土元素(LREE)不同程度带出;而铀钍成矿阶段成矿流体则富集重稀土元素(HREE)、U、Th、PO43-等成分,CO2等挥发分大量逸出。结合前人研究,认为新水井矿床成矿流体可能来自地幔流体和大气降水热液的混合;等挥发分CO2的逸出是新水井矿床最重要的矿质沉淀机制,导致了铀钍矿物和磷酸盐矿物(磷灰石)的共沉淀,而磷灰石的沉淀又促进了以磷酸盐形式搬运的Th元素的沉淀。     

阿拉善地块南缘龙首山东段“龙首山岩群”的再厘定——来自碎屑锆石U-Pb定年的证据

龙首山东段滑石口井地区存在一套浅变质的沉积岩系,原被认为属于古元古代“龙首山岩群”.本文取自这套变沉积岩系的2件样品的碎屑锆石年龄范围介于0.52～3.56 Ga之间,与相邻的寒武系大黄山群碎屑锆石年龄谱相似,其时代可能为中、晚寒武世.取自原“龙首山岩群”和寒武系大黄山群的3件变沉积岩样品中,共获得129个谐和的碎屑锆石年龄,主要分布在0.7～1.2 Ga(约占47％,峰值～0.8、～0.94、～1.0 Ga)和2.5～2.8 Ga(约占31％,峰值～2.5、～2.7 Ga),相对较小的年龄群集中在0.5～0.6 Ga(约占7％,峰值～0.56 Ga)和1.4～1.8 Ga(约占10％,峰值～1.5 Ga),其余年龄零星分布于1.8～2.4 Ga,少量锆石年龄＞3.0 Ga.碎屑物源分析认为,大黄山群的碎屑物质主要来自祁连地块,其中新元古代末一早古生代初期的碎屑物质来自北祁连造山带相关的火成岩,新元古代碎屑物质来自祁连地块广泛分布的新元古代岩浆岩,而中元古代一太古宙碎屑物质可能来自祁连地块再循环的变质基底岩石.结合区域地质资料认为,龙首山东段的浅变质沉积岩系和寒武系大黄山群可能沉积于祁连地块北侧的大陆边缘,在构造背景上属于祁连造山带,而不属于阿拉善地块.     

甘肃龙首山芨岭铀矿床碱交代型铀矿化蚀变航空高光谱识别

甘肃龙首山铀成矿带是中国内陆一条重要的铀成矿带。芨岭铀矿床是龙首山成矿带中典型的碱交代型铀矿床,蚀变种类繁多,且与铀矿化关系密切,利用航空高光谱技术可以从宏观上获取芨岭铀矿床地表蚀变、构造、岩性分布信息,为芨岭矿床及周边铀多金属矿产勘查提供依据。本文采用CASI/SASI/TASI航空高光谱遥感技术,对甘肃龙首山地区芨岭碱交代型铀矿区及周围地表出露的热液蚀变进行了研究,识别出了碱性长石、赤铁矿、透闪石、中铝绢云母、高岭石、石英（硅化）等与碱交代热液作用演化密切相关的蚀变矿物,并将蚀变矿物与构造、岩性等要素进行了综合分析。研究表明,碱性长石、透闪石、中铝绢云母和石英（硅化）等蚀变矿物分别代表了芨岭及周围地区碱交代热液作用过程中早期碱交代、中期中性交代、晚期酸性交代等不同演化阶段的热液蚀变作用;芨岭铀矿区碱交代热液作用的主要通道是区域不整合面、深大断裂、不同岩性接触带的复合体,马路沟铀矿控矿断裂的芨岭矿区段明显发育透闪石、中铝绢云母、硅化与碱交代作用相关的热液蚀变。根据芨岭铀矿床的航空高光谱遥感特征,提出了龙首山碱交代型铀矿找矿的主要预测判据。这些判据对龙首山的铀矿找矿新区预测和老矿点、异常点的新评价具有重要的意义。     

龙首山地块的归属问题：来自地壳结构和中—新元古代地层的证据

为了弄清楚龙首山地块的归属问题,对龙首山地块地壳结构和地层特征进行研究,发现龙首山地块具有由结晶基底和沉积盖层组成的双层地壳结构。该地块结晶基底由龙首山群组成,龙首山群岩性主要为一套条带状、眼球状混合岩夹斜长角闪岩、花岗质片麻岩、黑云斜长片麻岩等,普遍经历了角闪岩相区域变质作用。龙首山地块缺失长城系、青白口系和南华系,下部沉积盖层由蓟县系墩子沟群和震旦系顶部的烧火筒沟组构成。墩子沟群经历了埋藏变质作用,粉砂岩具千枚状构造,砂岩有一定程度的重结晶,地层层理保存完整。烧火筒沟组上部为含砾千枚岩、粉砂质千枚岩,下部为冰碛砾岩,冰碛砾岩总与寒武系含磷层相伴出现。地壳整体结构与华北克拉通基本特征相同,而扬子克拉通具有结晶基底、褶皱基底和沉积盖层3层地壳结构,与华北克拉通和龙首山地块迥异。因此,龙首山地块应归属于华北克拉通。     

甘肃省龙首山成矿带青山堡岩体闪长岩特征及与铀成矿关系北大核心CSCD

青山堡花岗岩体位于龙首山成矿带东段,为探讨该岩体细粒闪长岩与铀成矿的关系,对其进行了岩石地球化学、同位素年代学等研究。分析结果表明,随着U含量的增加,SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)、Na_(2)O、K_(2)O、MgO的含量增加,FeO、CaO的含量减少,这与成矿期发育的碱交代蚀变关系有关;同时岩石具Rb、Ta、U、Hf等元素相对富集,Nb、Zr、Ti等元素相对亏损及轻稀土右倾分馏明显的地球化学特征。区内沿断裂分布的细粒闪长岩是铀成矿的有利赋矿岩石之一,而其与花岗(闪长)岩的接触面为铀矿富集提供了物理化学环境突变的成矿结构面;含矿蚀变闪长岩矿石中发现有网脉状、细脉状的沥青铀矿脉。结合区域资料表明,志留纪龙首山地区广泛发育的碱交代铀成矿作用在青山堡岩体中亦有发育。后期龙首山东段抬升剥蚀速度较中段要强烈,潜水氧化作用发育,前期区域性碱交代热液成矿作用所形成的含矿构造蚀变带是后生潜水氧化改造叠加形成浅部淋积型工业富铀矿体的关键。     

龙首山岩群主体划归古元古代的同位素年龄证据

长期以来对甘肃省龙首山岩群时代的划分存在争议,尽管用Rb-Sr等时线等方法获得过一些同位素年龄,但缺乏令人信服的数据。作者利用单颗粒锆石U-Pb同位素稀释法,对龙首山岩群花岗质片麻岩中的锆石进行了测定,获得了精确、可靠的锆石U-Pb同位素年龄值(1 914±9)Ma, 为龙首山岩群划归古元古代提供了可靠的依据。     

龙首山地区构造应力场初步探讨

讨论了沟谷成因与构造应力场的关系,利用沟谷资料计算了龙首山地区的主压应力方向,结果表明,主压应力为北东向。新构造应力场、现代构造应力场、地震应力场趋于一致。认为晚第三纪以来,龙首山地区地壳构造应力场相对稳定,应该是青藏地块与阿拉善地块相互作用的结果。     

龙首山地块的归属问题:来自地壳结构和中—新元古代地层的证据

为了弄清楚龙首山地块的归属问题,对龙首山地块地壳结构和地层特征进行研究,发现龙首山地块具有由结晶基底和沉积盖层组成的双层地壳结构。该地块结晶基底由龙首山群组成,龙首山群岩性主要为一套条带状、眼球状混合岩夹斜长角闪岩、花岗质片麻岩、黑云斜长片麻岩等,普遍经历了角闪岩相区域变质作用。龙首山地块缺失长城系、青白口系和南华系,下部沉积盖层由蓟县系墩子沟群和震旦系顶部的烧火筒沟组构成。墩子沟群经历了埋藏变质作用,粉砂岩具千枚状构造,砂岩有一定程度的重结晶,地层层理保存完整。烧火筒沟组上部为含砾千枚岩、粉砂质千枚岩,下部为冰碛砾岩,冰碛砾岩总与寒武系含磷层相伴出现。地壳整体结构与华北克拉通基本特征相同,而扬子克拉通具有结晶基底、褶皱基底和沉积盖层3层地壳结构,与华北克拉通和龙首山地块迥异。因此,龙首山地块应归属于华北克拉通。     

龙首山成矿带芨岭北东向深大隐伏断裂构造存在的佐证

龙首山成矿带是我国著名的镍、铁、铜、铀等多金属矿产地,北西向断裂作为铀矿控矿构造特征明显。为了查清芨岭北东向隐伏深大断裂是否存在,综合分析研究区的磁场、重力场和遥感影像特征,识别出芨岭北东向的深大断裂,认为该断裂属于早期的深大断裂,晚期复活错断了北西向断裂,北东向与北西向深大断裂交汇处是铀成矿的有利靶区。这一结论可能为该区深部找矿提供参考。     

高分五号航天高光谱遥感技术在甘肃龙首山铀矿找矿中的应用

为深入研究和探讨高分五号(GF-5)航天高光谱遥感技术在铀矿地质找矿中的应用效果和潜力,基于龙首山成矿带航天高光谱数据,开展高光谱数据处理和蚀变信息提取工作,创新实现了GF-5高光谱波段修复,通过构建标准光谱库和诊断光谱,运用MNF算法、PPI算法,结合SAM光谱角填图技术,完成蚀变矿物端元提取和光谱匹配,实现研究区钠长石、方解石、石英、绿泥石、赤铁矿和高岭土蚀变矿物的提取,综合区域铀矿成矿地质背景,通过开展地面波谱测量和野外调查,在验证蚀变准确度的基础上,剖析航天高光谱蚀变信息和成矿规律,构建了区域找矿定位模型,圈定找矿预测区3处,取得了较好的找矿效果,为国产GF-5高光谱遥感在地质找矿中的应用提供了参考。