四川攀枝花大田地区铀矿化透镜地质体特征、成因及其对深源铀成矿的启示

提要:【研究目的】近期在四川省攀枝花大田地区发现了呈雁列式展布铀矿化透镜体群,无论是在铀矿化特征上还是在成因上均极为特殊,具有重要的研究价值。【研究方法】通过对铀矿化透镜体开展岩石学、矿物学、岩石地球化学、同位素地质学及年代学、铀赋存状态及铀矿化与透镜体之间的成因联系等研究。【研究结果】铀矿化透镜体基本由斜长石组成并发生了强烈钠黝帘石化,具有岩浆岩常见的镶嵌结构,形成年龄为821 Ma(SIMS锆石U-Pb)。化学组成上具有富Na_(2)O(含量3.95%~5.68%,平均为5.09%)、CaO(含量4.40%~7.35%,平均为5.46%),贫SiO_(2)(含量51.52%~55.09%,平均为53.34%)的特征。微量元素分析结果显示铀矿化透镜体具有极低的ΣREE含量(含量9.96×10^(-6)~33.63×10^(-6),平均为22.03×10^(-6)),特殊的铕正异常(δEu=1.59~5.51,平均为2.68)稀土配分模式。I_(Sr)值介于0.7060~0.7088,平均为0.7074,具有地幔来源特征。透镜体中铀主要呈独特的“铀钛矿物聚集体”形式存在,主要由“金红石+铀钛混合物+钛铀矿+晶质铀矿+锆石”等矿物组成,且上述矿物具有由“金红石(Ti)→铀钛混合物(Ti>U)→钛铀矿(Ti700℃)高压(>15 kbar)的环境中,U与Ti具有极强的亲和性,形成以Na U^(4+)(Ti^(4+))[Ti O_(4)]^(4+)(F,Cl)为主要形式的络合物,并在熔体中向富钠的部位迁移、富集。铀与透镜体具有同源、同成因特征,而“铀钛矿物聚集体”是在等压降温过程中因温度降低从浆状体中分离出来所形成。攀枝花大田地区铀矿化透镜体的发现提供了深源铀成矿的地质实例,为探讨深源铀成矿提供了参考。

红杂色沉积建造中铀矿化的特殊岩石矿物特征——以库车坳陷新近系吉迪克组铀矿点为例

近年来,我国北方砂岩型铀矿勘查在中新生代红杂色沉积建造中不断取得找矿突破,但关于红层中的铀成矿作用机制存在较大争议,成为当前研究的热点。库车坳陷新近纪红层中发育大量铀矿化露头信息,开展相关研究有助于分析红杂色层中铀富集机理。通过系统的沉积学、岩石学及矿物学研究对吉迪克组红杂色层铀矿化点进行解剖,发现了较为特殊的铀矿化类型:矿化层产于干旱背景下湖相沉积环境,呈薄层透镜状产于大套红色泥岩中,矿化岩性为灰绿色泥灰岩并发育大量红化硅质团块,矿化具有层控特征并与硅质团块密切相关,硅质团块具有红化微晶石英、萤石、铀石、方解石以及少量自然砷、黄铜矿和重晶石共生矿物组合,与华南花岗岩型硅质脉铀矿化极为相似,显示出深部热液成因特征;综合判断该矿化层具有沉积和热液双重作用,是特殊的热水沉积型铀矿化。这类铀矿化的发现为深部热液携带铀进入沉积盆地发生铀成矿作用带来直接有力证据,丰富了陆相盆地沉积型铀成矿理论。

鄂尔多斯盆地南部建庄地区直罗组铀矿化定位研究

笔者总结建庄地区目的层直罗组构造、沉积相、氧化带及伽玛异常展布特征,建立“三过渡”铀矿定位模式,指导了建庄地区铀矿找矿工作,指出“三过渡”复合区规模是影响工业矿体连续性的主要因素,对铀矿找矿和综合研究具有很好的借鉴意义。

松辽盆地西南部姚家组下段局部排泄源特征及与铀矿化关系分析

松辽盆地西南部上白垩统姚家组下段含水层是重要的铀矿化区域。为了深入了解该地区的铀成矿机制,文章采用水文地质分析、放射性元素含量测定、水化学特征分析等手段,结合区域构造和含水层结构研究,对姚家组下段局部排泄源及其与铀矿化的关系进行了深入研究。研究揭示了姚家组下段具备完整的补给-径流-排泄体系;补给区大面积发育潜水氧化带,径流区发育层间氧化带;更重要的是,确定了局部排泄源为隐伏排泄源,并发现含矿含水层地下水向上部第四系含水层排泄过程中,在局部排泄源区域引起了一系列水文地质特征的变化。局部排泄源的空间存在对铀矿化形成具有控制作用,这为松辽盆地西南部铀矿的进一步勘探提供了重要的理论依据。

松辽盆地北部典型铀矿化类型与成矿模式研究

目前松辽盆地北部砂岩型铀矿找矿尚未取得实质性突破,但区内构造、铀源、古气候和水动力等关键铀成矿要素总体有利,具有良好的铀成矿潜力。文章综合分析核地质系统在2015—2022年间获取的1.5×10^(5)m钻探资料和石油、地矿系统的铀矿找矿成果,确定在四方台组、姚家组、青山口组和泉头组都存在铀矿化。根据已知铀矿化发育特征,划分出层间氧化带型、混合型、古层间氧化带型3种铀矿化类型,并构建不同层位、不同区域的铀成矿地质模型。其中四方台组发育层间氧化带型和混合型铀矿化,层间氧化带型主要发育在盆地中部,沿依安—林甸—安达—肇源—茂兴一带发育近南北向延伸的氧化带前锋线;混合型铀矿化主要发育在西部斜坡区的油气田周围。青山口组发育古层间氧化带型铀矿化,古氧化带前锋线发育在克山—拜泉—海伦一带。泉头组在盆地东部边缘发育层间氧化带型铀矿化,氧化带前锋线发育在庆安—铁力一带。

鄂尔多斯盆地北部特拉敖包地区铀矿化特征及控矿因素分析

鄂尔多斯盆地是我国重要的含铀盆地,2019年在鄂尔多斯盆地北部特拉敖包地区实现了下白垩统环河组找矿新突破。文章通过研究特拉敖包矿产地含矿层砂岩岩石学特征和矿化特征,分析其控矿因素,以期为扩大该地区铀矿找矿新突破提供找矿线索。研究认为,特拉敖包地区含矿层位主要为下白垩统环河上段,赋矿岩性以绿褐色、褐绿色中砂岩、细砂岩为主;铀矿体具有多层性,铀成矿具有多期性等特征;铀成矿主体受自北向南层间氧化带控制,矿体空间定位还受砂体的非均质性和岩石地球化学等因素联合控制。

柴达木盆地西南缘古-新近系砂岩型铀矿化特征与成矿条件分析

为了分析柴达木盆地西南缘古-新近系砂岩型铀成矿潜力,文章针对研究区的铀源条件、构造、沉积建造、水文地质、后生蚀变及铀矿化特征等进行研究后,认为区内古-新近系具有较好的砂岩型铀矿找矿前景。渐新统-上新统沉积期,柴达木盆地转为大型坳陷盆地阶段,盆地内发育河流、三角洲沉积体系,其中在西南缘发育有规模较大的辫状河道及扇状砂体,砂体厚度大,泥-砂-泥结构稳定,铀源丰富,补-径-排水动力体系发育完善;同时区内广泛发育的油气为铀成矿提供了充足的还原介质,增加了砂体的还原容量,形成了层间氧化-油气还原复成因的铀矿化。区内铀成矿作用大致可分为:古新世-中新世沉积成岩预富集阶段和上新世晚期以来的层间氧化-油气还原的铀成矿阶段。

鄂尔多斯盆地宁东石槽村地区直罗组沉积体系与铀矿化关系

宁东石槽村地区位于鄂尔多斯盆地西缘断褶带马家滩地段,在直罗组地层中发现一定规模的铀矿化,其中工业矿体具有明显的层控特点。为探讨直罗组沉积体系与铀矿化关系,通过对直罗组地层进行岩石学、测井、沉积物粒度、孢粉化石研究,明确了石槽村地区直罗组沉积相及沉积体系。石槽村地区直罗组早期属于温暖潮湿的亚热带-温带型气候,有逐渐向干旱炎热的气候条件转变的趋势。直罗组为河流沉积体系,直罗组上段及下段上亚段时期为曲流河沉积,直罗组下段下亚段时期为辫状河沉积,铀矿化主要赋存于辫状河河道充填砂体中。

平庄盆地黑水地区砂岩型铀矿层间氧化带特征与铀矿化关系

近年来,在平庄盆地北部黑水地区砂岩型铀矿地质调查工作中,已发现多个工业孔及低品位铀矿化孔,表明该地区具有较好的铀成矿前景。该地区铀矿赋矿层位为孙家湾组上段,铀矿化与层间氧化带的发育特征密切相关。文章通过岩心观察、地质剖面、地球化学指标参数分析手段,分析了该区的氧化带空间分布特征、岩石地球化学类型、氧化带与铀矿化关系。研究认为该区的砂岩型铀矿受层间氧化带控制显著,氧化带的分带特征明显,平面上铀矿体分布于氧化还原过渡带内,垂向上分布于氧化带与还原带接触部位,铀矿体的形成与岩石地球化学环境密切相关。

冀西北忠义凹陷西瓜园组含铀矿化层及粘土矿物特征

据相关资料显示,冀西北康保地区忠义凹陷西瓜园组见多个含铀矿化层,为了系统分析其粘土矿物种类、产状及分布特征,文章对区内目的层粘土矿物进行了X射线衍射、扫描电镜及能谱分析,并进一步探讨了粘土矿物与铀矿化之间的关系。分析结果表明,西瓜园组含铀矿化层整体为透水性弱、有机质含量相对较高的粗碎屑岩和凝灰岩等,受沉积时期火山碎屑物质影响较大,具有一定的火山-沉积碎屑型铀矿特征。含铀矿化层中的铀元素主要来源于火山喷发物,后期通过淋滤作用受到有机物质和粘土矿物的吸附而形成铀元素的沉淀富集。其粘土矿物组合复杂多变,粘土矿物成分以蒙脱石、伊蒙混层矿物为主,其他为伊利石、高岭石及少量绿泥石。

内蒙古二连盆地砂岩型铀矿目的层赛汉组分段与铀矿化

近年在内蒙古二连盆地赛汉组中找到了可观的砂岩型铀矿资源。关于早白垩世赛汉组的分段没有统一的认识,严重影响了铀矿勘查工作的布置。利用石油、煤炭和核工业部门勘查钻孔岩性、测井曲线、综合编录、地震剖面等资料,结合古气候-颜色变化、沉积序列变化反映的沉积环境,将赛汉组划分为4段。赛汉组一段,主要为一套冲积扇(或扇三角洲)环境下的杂色粗碎屑岩组合。二段为一套凹陷中心灰色、黑色湖沼环境下的泥岩夹褐煤层,凹陷边缘为杂色扇三角洲粗碎屑岩,总体以黑色岩系组合为特征。三段为一套灰色、深灰色含砾粗砂岩、砂岩,侧向联通性较好的灰色岩系组合,形成于辫状河环境。四段为一套红色、黄色泥岩与砂岩互层的红色岩系或组合,沉积于曲流河环境。二连盆地马尼特坳陷中砂岩型铀矿形成于三段中,为侧向氧化成矿作用所致;而乌兰察布坳陷铀矿化定位于四段中,为垂向潜水氧化成矿作用所造成,一段和二段目前还没有找到有价值的铀矿化。

准噶尔盆地南缘硫磺沟地区铀矿化砂岩流体包裹体及有机地球化学特征

准噶尔盆地南缘硫磺沟地区伴随铀矿化发育较多地沥青、油气残留物。为查明两者间的关联性,对含地沥青铀矿化砂岩进行了流体包裹体测试和有机地球化学分析。镜下观察发现,包裹体以含烃盐水包裹体和液烃包裹体为主,少量气烃包裹体。测温结果表明,含烃盐水包裹体均一温度及盐度整体中等偏低,分别集中于60~90℃、0%~8%NaCl。结合GOI统计及酸解烃测试结果得出含矿砂体主要存在一期中等偏弱的油气充注。气相色谱-质谱分析得出：主峰碳为C_（14）~C_（25）,单峰型;OEP与CPI分别为0.474~1.58、0.887~2.70,分布较分散;Pr/Ph为0.40~1.43,多小于1;Pr/nC_（17）、Ph/nC_（18）分别为0.164~0.833、0.595~1.54,质量色谱图基线＂鼓包＂不明显。以上表明油气有机质来源以低等藻类为主,总体处于较强还原环境,成熟度差异较大,生物降解微弱。基于油气还原与铀成矿间的关系及野外地质特征,认为油气还原对本区铀成矿有两大作用：一是对下中侏罗纪的早期铀矿体起保矿及隐蔽作用;二是进一步提高上侏罗统砂岩层的还原容量,为后期铀成矿提供所必需的还原场。

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。

鄂尔多斯盆地东北缘侏罗系铀矿化与有机质的某些关联

许多中—新生代盆地沉积充填中铀矿化显著,有机质丰富,铀矿与有机能源同盆共存,铀矿化与有机质内在关联备受关注。鄂尔多斯盆地东北缘东胜—准格尔旗地区侏罗系直罗组下部铀矿化砂岩平均铀含量(128.4×10-6)高出含铀泥岩2个数量级,铀富集成矿以砂岩为主岩并伴随显著的方解石化、高岭石化等低温热液蚀变;铀矿化岩层富有机质,其氯仿沥青"A"中非烃和沥青质占优势,饱和烃/芳香烃比值多大于1,Ⅱ型有机质为主。铀矿化砂岩的有机碳平均丰度(0.47%)比含铀泥岩低1个数量级,前者铀含量与有机质丰度呈负相关,有机质的氯仿沥青"A"含量0.0056%～0.0341%、A/C比值为0.79%～32.34%,处在成熟阶段;而后者铀含量与有机质丰度呈正相关,有机质的氯仿沥青"A"含量0.0049%～0.4937%、A/C比值为0.12%～17.78%,处在未成熟阶段。砂岩中铀富集成矿明显经历了伴随有机质氧化、成熟和分解的晚成岩—后生期含铀热液过程,而泥岩中的铀主要是同生—早成岩阶段粘土有机吸附沉积的。铀矿化砂岩中热液蚀变方解石的δ13CV-PDB=-2.7‰～-14.0‰,δ18OV-SMOW=18.4‰～20.0‰;热液蚀变高岭石的δ18OV-SMOW=12.6‰～13.8‰,δD(水)V-SMOW=-116‰～-133‰,与高岭石平衡流体的δ18O(水)V-SMOW=1.8‰～6.1‰,指示含铀成矿热液中CO2主要是有机质氧化脱羟基产物,水来自经过富含有机质地层循环演化了的盆地流体。研究区盆地流体中铀元素在砂岩层内流动和沉淀成矿与地层中有机质的氧化分解相伴发生。

内蒙古巴彦塔拉盆地构造与铀矿化的遥感地质研究

通过TM数据假彩色合成、纹理分析、目视解译及隐伏信息提取等手段 ,解译了内蒙古巴彦塔拉盆地内铀矿找矿目标层 (K1b)出露范围 ,解译并野外追索了NE向的控盆断裂组 (F1、F2 、F3 )、NNE向断裂组 (F2 0 、F2 1)以及NW、近EW向断裂组 ,通过对古河道、现代地貌水系的分析 ,总结了区内新构造运动的特点 ;通过热辐射信息、植被信息的提取 ,分析了地下水补 -径 -排的特点和铀矿化的关系。据此 ,提出了F2 、F3 主活动控制了盆地东南缘腾格尔期扇三角洲相带的分布 ;F2 、F2 1及NW向断裂的复合控制了赛汉塔拉期古河道的分布 ;NE。

开鲁坳陷宝龙山地区铀矿化特征及控矿因素分析

开鲁坳陷作为松辽大型内陆盆地的一部分,近年来的铀矿勘查取得了重要突破。本文通过对开鲁坳陷的区域地质背景分析,尤其是开鲁坳陷钱家店凹陷中的宝龙山地区铀成矿条件及铀矿化特征的分析,总结出研究区内铀矿化的主要控矿因素为五个方面:断裂构造控制、沉积相与砂体控制、后生还原蚀变作用、后生氧化作用、热流体改造作用。通过成矿控制因素分析研究得出,开鲁坳陷宝龙山地区断裂构造与氧化—还原过渡带重叠部位是该区铀矿找矿重要区域。

鄂尔多斯盆地东北部构造特征及其对铀矿化的控制作用

文章通过对鄂尔多斯盆地东北部地区断裂体系和构造发展演化分析,指出铀成矿受断裂控制明显,主矿体就位于盆地内主要隐伏断裂附近,断裂活动对成矿起建设性作用的同时也起一定的破坏作用。构造发展演化阶段决定了成矿过程,目标层抬升剥蚀出露地表的时期和持继时间的长短对成矿类型和成矿阶段有着重要的控制作用。据此将成矿划分为潜水氧化阶段、早期古层间氧化阶段、晚期古层间氧化阶段和新层间氧化阶段。两期古层间氧化阶段地下水流动方向以SE向为主,铀源区主要是富铀的阴山山系,形成了分别为120 Ma和80 Ma的铀矿体。新层间氧化阶段地下水流动方向为NW向,铀源区为相对贫铀的吕梁山山脉,单独由其控制的地段铀矿化较差,但新层间氧化带与古层间氧化带相互叠加改造地段,矿化程度明显提高,形成20 Ma和8 Ma的铀矿体。

贵州开阳白马洞铀矿化岩层地球化学特征

贵州开阳白马洞铀矿是重要的蚀变型铀矿,通过对白马洞清虚洞组黑色蚀变岩及白云岩风化红粘土和寒武系牛蹄塘组黑色页岩的常量元素、微量元素和稀土元素组成的分析研究,发现铀元素含量与Re、Se、Pb、Cu、As、Sb、Tl、Zn、Ni、Mo、Co、S含量为正相关关系,铀含量高,则Re、Se、Pb、Cu、As、Sb、Tl、Zn、Ni、Mo、Co、S含量也高,其中As、Co、Mo、Ni、Re、Tl、Zn、S具有显著的正相关性,而且地表土壤中Se、V、Mo等元素的富集是铀矿找矿的主要标志之一。根据白马洞清虚洞组、寒武系牛蹄塘组黑色页岩、灯影组硅化白云岩的稀土元素配分模式分析,硒富集和铀矿化矿源层不仅是牛蹄塘组黑色页岩,可能有更深部的矿源存在。认为硒富集区是铀矿找矿远景区域;古代炼汞矿渣富集铀矿,值得开发利用和治理。

江西相山CUSD3钻孔铀矿化蚀变带元素活动性探讨

本文以江西相山科学深钻CUSD3钻孔铀矿化段为研究对象,在详细岩心观察和岩相学研究的基础上,将其分为矿化中心带、近侧强蚀变带、旁侧中等蚀变带、远侧弱蚀变带和外侧微弱蚀变带,由内向外热液蚀变强度依次减弱。蚀变类型主要为钠长石化、绿泥石化、伊利石化、碳酸盐化和磷灰石化等。运用标准化Isocon图解法分析表明,U含量与蚀变岩中Na_2O、FeO、CaO、MnO、P_2O_5含量呈正相关,主要与钠长石化、伊利石化、碳酸盐化、磷灰石化有关,且成矿流体为碱性富P流体;SiO_2和K_2O含量与U含量呈相反迁移特征,主要为岩石中钠长石交代石英和钾长石所致;蚀变带中,Fe_2O_3、MgO含量向两侧逐渐降低,与两侧黑云母和斜长石的绿泥石化有关;微量元素Sr、Pb、Zn、Mo、W、Bi、Sb、Zr、Hf等与U呈正相关,结合各蚀变带中U元素含量较未蚀变新鲜岩石明显富集,表明成矿流体和物质并非来源于围岩。此外,蚀变带中稀土元素总量、δEu值、重稀土含量与U含量呈正相关,指示成矿流体可能为深部来源。

相山铀矿田云际矿床碱交代型铀矿化蚀变作用及组分迁移规律研究

云际矿床是江西相山火山岩型铀矿田内最典型的碱交代型铀矿床,其矿体主要赋存于碎斑熔岩中。本文以两个典型矿化剖面为研究对象,系统研究了碱交代型铀矿化的蚀变分带特征、蚀变和矿石矿物组合以及热液蚀变过程中元素迁移变化规律。详细的岩相学观察表明,碱交代型铀矿化发育明显的侧向水平分带,由内到外可细分为矿化中心带、近矿强蚀变带、远矿蚀变带和新鲜围岩,各蚀变带之间并无明显的界线;发育的主要蚀变类型为钠长石化、赤铁矿化、碳酸盐化、绿泥石化和磷灰石化;铀赋存状态主要以独立铀矿物(钛铀矿和铀石为主)、类质同象和吸附状态3种形式存在。Isocon标准化图解法表明,从远矿弱蚀变带到矿化中心带,CaO、Na_(2)O、P_(2)O_(5)、MgO、TiO_(2)、Fe_(2)O_(3)、U、HREE、Sr、Cr、Co、Ni、Zr、Hf的迁入量呈逐渐升高的趋势,其中CaO、P_(2)O_(5)、MgO、U、Sr在矿化中心带表现为强烈的富集,而SiO_(2)、K_(2)O、LREE、Ba、Rb、Cs则呈明显的迁出趋势;各蚀变带均呈现Na_(2)O的大量富集和K_(2)O的极度贫化,且均不伴有钍富集和钼富集。矿石中显著升高的Y/Ho值、δEu值以及Fe_(2)O_(3)/(Fe_(2)O_(3)+FeO)值暗示碱交代铀成矿流体具有较高的氧逸度,可能为多来源流体混合形成的复杂成因流体;矿石中强烈的“去硅”作用、Zr的富集以及极高的Na^(+)/K^(+)值和Zf/Hf值表明碱交代成矿流体具有较高的碱度。综合岩相学、蚀变带元素迁移特征及前人研究成果,本文认为碱交代铀成矿流体在演化过程中呈现氧逸度、pH值和温度逐渐降低的趋势,流体中的铀可能主要以碳酸铀酰络合物的形式迁移,CO_(2)挥发分的大规模逸散可导致铀矿物和大量磷灰石、碳酸盐的共同沉淀富集并形成富大矿体;此外,铀磷络合物可能也是本矿床成矿流体中铀的赋存、迁移形式之一。