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。     

内蒙古东升庙和炭窑口多金属硫化物矿床铁同位素地球化学特征及其成矿指示意义

本文报道了内蒙古狼山成矿带内两个最大的铅锌多金属硫化物矿床——东升庙矿床和炭窑口矿床中黄铁矿、黄铜矿单矿物的铁同位素研究结果。东升庙矿床绢云石墨片岩中不规则状黄铁矿的铁同位素组成δ~(56)Fe_(-IRMM)值在+0.04‰~+1.11‰之间,呈现铁的重同位素富集,指示了海水中的铁以氧化态沉淀并在成岩期转化成黄铁矿的矿化过程。东升庙和炭窑口矿床富硫化物矿石中黄铁矿和黄铜矿的铁同位素组成δ~(56)Fe_(-IRMM)值的变化范围为-1.33‰~+0.08‰,具有热液成矿特征,指示金属成矿物质来源于热液流体。另外,绢云石墨片岩中脉状黄铁矿的铁同位素组成δ~(56)Fe_(-IRMM)值的变化范围为-0.39‰~-0.04‰,处于矿石黄铁矿和围岩不规则状黄铁矿之间,指示脉状黄铁矿是热液矿化的产物,并在成矿过程中混入了围岩中早先形成的富集铁的重同位素的黄铁矿。绢云石墨片岩中广泛发育的不规则状黄铁矿与赋存在绢云石墨片岩中的富硫化物矿体具有完全不同的铁同位素组成,指示热液活动对不规则状黄铁矿没有明显成矿物质贡献,因此同沉积热液活动成矿的可能性不大。结合赋存在白云石大理岩中硫化物矿体的顶、底部常见硅化的白云石大理岩角砾,本文提出后生矿化是东升庙多金属硫化物矿体的主要成矿方式。另外,东升庙矿床和炭窑口矿床的矿石硫化物具有相似的铁同位素组成特征,指示两者的成矿物质来源具有相似性。     

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床绿泥石特征及地质意义

纳岭沟铀矿床位于鄂尔多斯盆地北部,具有明显的后期热液作用的特征,矿体空间展布主要受控于绿色-灰色砂岩的过渡界面,与绿泥石化的蚀变砂岩关系密切。通过对纳岭沟铀矿床不同颜色砂岩中的绿泥石进行详细的岩相学研究和电子探针化学成分分析,依据绿泥石的成因与共生矿物的关系,识别出绿泥石主要的3种类型:填隙物型绿泥石,片状与黄铁矿共生型绿泥石以及黑云母蚀变型绿泥石;同时通过绿泥石的Fe-Si图解确定了纳岭沟铀矿床不同颜色砂岩中的绿泥石主要为铁镁绿泥石和密绿泥石。根据Al/(Fe+Mg+Al)-Mg/(Fe+Mg)的关系图解确定出不同颜色砂岩中的绿泥石具有铁镁质流体和泥质两种来源,通过绿泥石中主要阳离子与镁的关系图解和计算得出的绿泥石形成温度共同确定出绿泥石是多期次的中低温热液流体作用的产物。综合研究表明,纳岭沟铀矿床的绿泥石形成至少经历了温度稍高的还原性流体和温度稍低的氧化性流体等两个期次的流体作用,稍高温的还原性流体与成矿关系更为重要。与绿泥石形成有关的热液流体作用不仅带入了部分铀,还促进了铀的活化和运移。     

Data analysis of a revisited exploration geochemical dataset of quartz porphyrites from SW Jordan using GIS techniques

The spatial distribution of Cu and its pathfinder elements in quartz porphyrites along Wadi Araba was studied in order to gain an insight about the geologic framework of Cu mineralization in the area. A geochemical exploration data set of 242 samples was revisited. Multivariate statistical and geostatistical analysis were performed on the data set. The objectives of the study were to define Cu relationships with its possible pathfinder elements and to figure out whether geostatistical treatment of exploration data would help telescoping already existing Cu mineralization in Wadi Araba, SW Jordan. Factor analysis and hierarchical cluster analysis were performed on the data set. The results of which indicate that seven elements, namely, Ba, Cr, Mn, Ni, Sc, Sr and V can be considered as pathfinder elements for Cu. Significant correlations do exist between Cu and these elements. The encountered experimental semivariograms of the defined pathfinders were fit to exponential models with varying nugget effects with the exception of Mn which was fit to the spherical model. Ordinary kriging was found to be most appropriate to generate geochemical exploration maps. The applied methods succeeded in deriving valuable information and visualizing the already existing Cu mineralization in Wadi Abu Khusheiba area.     

地理国情普查外业调绘核查系统实现

针对传统的基于纸质地图的外业调绘核查工作具有操作复杂、采集数据不精确、作业流程不规范等缺点,该文设计开发了基于iPad的地理国情普查外业调绘核查系统。在内业高精度遥感影像判读的基础上,采用全数字化的外业调绘核查技术,进行地理国情要素移动式、网络化外业调查和验证,快速采集和编辑调查数据,为外业工作提供了一套完整的解决方案。该系统在青岛市崂山区和城阳区的试点中已经得到广泛的应用,较好地验证了移动GIS技术用于外业信息采集的可行性。     

Use of mineral/solution equilibrium calculations to assess the potential for carnotite precipitation from groundwater in the Texas Panhandle,USA

This study investigated the potential for the uranium mineral carnotite (K₂(UO₂)₂(VO₄)₂·3H₂O) to precipitate from evaporating groundwater in the Texas Panhandle region of the United States. The evolution of groundwater chemistry during evaporation was modeled with the USGS geochemical code PHREEQC using water-quality data from 100 groundwater wells downloaded from the USGS National Water Information System (NWIS) database. While most modeled groundwater compositions precipitated calcite upon evaporation, not all groundwater became saturated with respect to carnotite with the system open to CO₂. Thus, the formation of calcite is not a necessary condition for carnotite to form. Rather, the determining factor in achieving carnotite saturation was the evolution of groundwater chemistry during evaporation following calcite precipitation. Modeling in this study showed that if the initial major-ion groundwater composition was dominated by calcium-magnesium-sulfate (>70 precent Ca + Mg and >50 percent SO₄ + Cl) or calcium-magnesium-bicarbonate (>70 percent Ca + Mg and <70 percent HCO₃ + CO₃) and following the precipitation of calcite, the concentration of calcium was greater than the carbonate alkalinity (2mCa⁺² > mHCO₃⁻ + 2mCO₃⁻²) carnotite saturation was achieved. If, however, the initial major-ion groundwater composition is sodium-bicarbonate (varying amounts of Na, 40–100 percent Na), calcium-sodium-sulfate, or calcium-magnesium-bicarbonate composition (>70 percent HCO₃ + CO₃) and following the precipitation of calcite, the concentration of calcium was less than the carbonate alkalinity (2mCa⁺² < mHCO₃^- + 2mCO₃⁻²) carnotite saturation was not achieved. In systems open to CO_2, carnotite saturation occurred in most samples in evaporation amounts ranging from 95 percent to 99 percent with the partial pressure of CO₂ ranging from 10^−3.5 to 10^−2.5 atm. Carnotite saturation occurred in a few samples in evaporation amounts ranging from 98 percent to 99 percent with the partial pressure of CO₂ equal to 10^−2.0 atm. Carnotite saturation did not occur in any groundwater with the system closed to CO₂.     

东昆仑祁漫塔格矿带典型矿田构造背景与岩浆-热力构造特征

以矿田构造–岩相填图为主要方法,研究确定矿田构造和岩浆-热力构造类型及矿床类型,进行成矿富集中心的圈定及找矿预测,是矿田构造背景复杂地区的有效调研方法之一。东昆仑西段祁漫塔格矿带多期构造–岩浆活动强烈,断裂发育,以印支晚期岩浆侵入成矿与找矿进展较大。本次选择景忍–虎头崖、卡尔却卡B区、乌兰乌珠尔三个矿田区,进行1∶10000构造–岩相填图,填制了三个矿田区岩浆–热力构造类型分布图,认为晚三叠世岩浆侵入作用是该区多金属大规模成矿的主要内因,叠加其上的不同方向断裂控矿作用不同,近东西向和北西西向断裂控矿显著,明确了各矿田构造背景和印支期岩浆侵入形成的花岗斑岩+矽卡岩+断裂带热液成矿的模式,厘定了岩浆–热力构造的识别标志,即主要是印支晚期中酸性侵入岩、花岗斑岩、矽卡岩带、大理岩带、接触交代蚀变带、断裂破碎带叠加热液蚀变带等,圈定了成矿和找矿富集中心。     

甘肃北山造山带南缘白石坝一带南岭型花岗岩地球化学特征与锡成矿作用浅析

白石坝一带花岗岩具高硅低铝、富钾贫钠、非常低Sr(24.9×10~(-6)~82.9×10~(-6))高Yb(2.61×10~(-6)~5.74×10~(-6))的南岭型花岗岩特征,A/CNK介于0.91~0.98之间,σ在1.92~2.22之间。明显富集Rb、Th、K等大离子不相容元素,亏损Ba、Sr、P、Ti等元素,并具有弱Nb亏损,稀土元素分布曲线呈明显的"燕式"型,其形成可能来源于下地壳底部部分熔融与地壳物质发生混合形成的产物,源区深度较浅、水含量低和氧逸度低,处于还原状态下的伸展构造背景,有利于锡矿的萃取和富集,研究其区域构造-岩浆演化,对指导区域矿产预测和评价均具有重要的理论和实际意义。     

贵州桐梓新桥浑水河的成因再探讨

通过对新桥浑水河上游明流段、中部伏流段、下游浑水河段实地调查,并结合该区1:20万区域地质资料、区域水文地质资料及煤矿勘查资料,在分析浑水河区域构造背景及水文地质特征的基础上,研究了浑水河的水动力条件,包括纵向水动力条件和横向水动力条件,认为浑水河是特殊构造通道、水土流失带来的粘土颗粒物源、携带粘土颗粒的水体进入地下伏流,粘土颗粒在河床中沉积后又被流水带出的一个过程,即"流失→带进→沉积→带出"过程。浑水河的成因:1浑水河的特殊构造,具备了通道条件;2上游水土流失带来的大量细小粘土颗粒提供了物源;3洞湾水体"盲谷"是浑水的物源载体;4地下伏流的水动力条件,包括纵向水动力条件和横向水动力条件,四者共同作用的结果。     

四川会理天宝山矿床深部新发现铜矿与铅锌矿的成因关系探讨

天宝山矿床是川滇黔接壤铅锌矿集区内的代表性铅锌矿床之一,赋存于上震旦统灯影组白云岩中。近年来,该矿床深部发现了以铜为主的矿化,甚至形成铜矿体。目前,对铜矿成因及其与铅锌矿的关系尚不清晰。本文报道新发现铜矿的矿物学和同位素地球化学资料,以期揭示铜矿的成矿物质来源,结合铅锌矿的相关研究,探讨铜矿形成机制及其与铅锌矿的成因关系。镜下观察和扫描电镜分析显示,铜矿石中主要金属矿物为黄铜矿和银黝铜矿,其次为方铅矿和毒砂,含少量闪锌矿和黄铁矿;铅锌矿石中闪锌矿是主要金属矿物,方铅矿和黄铁矿次之,含少量黄铜矿和深红银矿。铜矿石中闪锌矿主要呈半自形-他形粒状,与黄铜矿共生或被其包裹,方铅矿主要呈细脉状充填在黄铜矿、银黝铜矿和毒砂的裂隙中或呈他形粒状分布在这些矿物中;铅锌矿石中黄铜矿主要呈浸染状分布于闪锌矿之中。两类矿石金属矿物的组构特征,显示铜矿物与铅锌矿物具有密切的共生、穿插和包裹关系,应属同期成矿。同位素地球化学数据显示,铜矿石中黄铜矿的δ34SCDT值为3.9‰~4.2‰(均值为4.1‰,n=3),铅锌矿石闪锌矿的δ34SCDT值为3.3‰~3.9‰(均值为3.5‰,n=3),十分相近,暗示它们具有相似的S源,应均属赋矿地层海相蒸发岩中硫酸盐热化学还原作用的产物。铜矿石中黄铜矿的~(206)Pb/~(204)Pb=18.441~18.476(均值为18.461,n=3),~(207)Pb/~(204)Pb=15.731~15.751(均值为15.741,n=3),~(208)Pb/~(204)Pb=38.809~38.873(均值为38.849,n=3),μ=9.72~9.76;铅锌矿石中方铅矿的~(206)Pb/~(204)Pb=18.442~18.480(均值为18.455,n=3),~(207)Pb/~(204)Pb=15.746~15.763(均值为15.752,n=3),~(208)Pb/~(204)Pb=38.793~38.892(均值为38.840,n=3),μ=9.75~9.78。两者具有相近的Pb同位素组成且其壳源特征明显,表明它们的成矿金属来源相似,均来自上地壳,与赋矿沉积岩有关。综上,矿物学和同位素地球化学证据表明,天宝山矿床深部新发现铜矿与铅锌矿具有明显的同期共生关系和相似的成矿物质来源,是同一成矿热液体系不同阶段演化的产物。天宝山铜铅锌矿床与MVT矿床的成矿特征不同,暗示其成矿作用(环境)特殊,可能与矿床所处的地质背景有关,其成因认识对川滇黔接壤区同类型矿床深部找铜矿具有重要的指导意义。