渗出砂岩型铀矿成矿预测与找矿标志

文章基于渗出砂岩型铀矿成矿机理和模式,认为渗出砂岩型铀成矿作用不同于渗入砂岩型铀矿成矿作用,其成矿预测和找矿标志也不同;提出了渗出砂岩型铀矿成矿作用两大基本关键条件识别标志:红杂色含矿建造原生成因和其中控矿灰色砂体的后生成因识别;在提出的红杂色沉积建造中渗出砂岩型铀矿“上红下黑、上下连通、红中找灰、灰中找矿”总体找矿新思路基础上,阐明渗出砂岩型铀成矿区域预测评价条件和标志:深部富铀富有机质沉积岩建造、区域构造、区域建造、放射性异常信息和综合预测标志等,提出并阐述“小凹陷成大矿”条件;系统建立渗出砂岩型铀矿床预测定位标志体系,特别是野外可识别的宏观标志,包括控矿构造、沉积建造、蚀变改造、铀矿化砂岩颜色、外来有机质特征等,并对比了渗入和渗出砂岩型铀成矿预测标志。提出的渗出砂岩型铀矿识别标志体系不仅对区分“渗入”和“渗出”两种矿化成因,而且对厘清控矿要素、指导成矿预测和找矿工程部署具有重要意义和价值。

松辽盆地乾安地区上白垩统四方台组天文旋回识别及对铀矿化砂岩沉积时代的限定

旋回地层学广泛应用于高精度层序地层格架和天文年代标尺的建立,是沉积学量化研究的重要领域。本文对松辽盆地乾安地区上白垩统四方台组自然伽马测井数据进行了详细的旋回地层学分析。频谱分析结果显示,四方台组具有40.2、10.6~13.1、3.6~3.8、1.79~2.4 m的沉积旋回,旋回周期之比近似晚白垩世天文轨道周期之比20∶5∶2∶1,对应沉积旋回周期依次为405 ka长偏心率、约106 ka短偏心率、约38 ka斜率和约21 ka岁差。相关系数法(COCO)统计检验结果显示,四方台组地层沉积速率约为9.78 cm/ka,与该天文周期相吻合。对应于405 kyr长偏心率周期的沉积旋回进行滤波,识别出8个沉积旋回,利用405 kyr长偏心率周期对GR数据序列进行天文调谐进而建立浮动天文年代标尺,获得四方台组的沉积持续时间为3.23 Myr。以盆地北部松科-1井白垩纪明水组和四方台组年代地层格架为参考,确定了研究区含铀砂体的沉积时限,乾安地区铀矿化砂岩发育在四方台组下部,砂体沉积时限约为((75.36~76.09)±0.40)Ma。研究结果表明,旋回地层学分析可以有效应用于砂岩型铀矿勘探层系,并可准确圈定含铀矿砂岩层系沉积时限,是区域目的层系识别与对比、勘探靶区圈定的有效手段。

松辽盆地南部保康地区钻孔铀矿化地球化学特征及意义

松辽盆地是我国中-新生代陆相沉积盆地之一。文章以松辽盆地保康地区姚家组下段为主要研究目标层,采用地球化学和光谱学,针对赋矿砂岩中主量元素、微量元素、硫同位素和有机质特征进行分析研究,探讨了保康地区铀矿化特征和成矿前景。分析结果显示:保康地区矿化段具有脱Si,富Fe、Mn的特征,并且更加富集S和TOC;与铀相伴生的微量元素有Co、Ni、Mo、Cd、Re、Tl、Zr等,其中Mo、Cd、Re富集相对更加强烈,并且与铀具有显著的相关性;保康地区姚家组下段矿化样品δ^(34)S值为-17.7‰~-2.7‰,低于非矿化样品,说明黄铁矿中硫的主要来源为有机物热解(TDS);光谱学特征显示,样品中的有机质成熟度相对较高,与腐殖酸有一定相似性,推测是由深部烃源岩层演化而来的。综合分析铀矿石地球化学特征和有机质特征,认为保康地区铀矿化特征符合渗出砂岩型铀成矿作用的特点。

相山铀矿田西部地区深部多金属矿化成矿年代与成矿流体演化:Rb-Sr同位素体系的制约

江西相山铀矿田科学深钻3号孔在深部-700 m发现大量铅锌多金属矿化脉,垂向上呈"上铀下多金属"的分布特征。本文选取深部多金属矿脉主成矿阶段(S3)自形闪锌矿样品6件和不同阶段的毒砂、黄铁矿、方铅矿、方解石等样品12件,以及围岩全岩样品17件,进行了Rb、Sr同位素组成研究。结果表明:(1)由闪锌矿Rb-Sr等时线法确定的相山铀矿田深部多金属矿化形成于121. 0±3. 5Ma,与围岩火山岩存在较大时差,可能与晚于围岩的深部次火山有关。根据穿插关系,多金属矿化略晚于碱性交代铀矿化,但明显早于酸性交代铀矿化;(2)多金属矿化脉体中金属矿物的Rb和Sr含量分别介于0. 041×10^-6~1. 38×10^-6和2. 35×10^-6~23. 11×10^-6之间,Sr同位素初始比值(87Sr/86Sr),变化较大,介于0. 706114~0. 718814之间,平均值为0. 713579,暗示相山铀矿田深部多金属矿化的成矿物质主要来源于地壳。初始流体Sr同位素值(0. 718665)明显高于成矿时赋矿围岩(流纹英安岩为0. 714581,碎斑流纹岩为0. 714417)的Sr同位素组成,表明多金属成矿流体和物质并非来自围岩火山岩;(3)由早到晚阶段的(87Sr/86Sr)i呈明显降低的演化趋势,表明成矿流体演化过程中受到大气降水的不断稀释作用。相山矿田的铀矿和深部多金属矿化同形成于华南中生代板内伸展构造背景。

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。

江西相山西部地区深部多金属矿化矿石组构学、矿物学研究及其地质意义

江西相山铀矿田西部地区实施的铀矿科学深钻3号孔在深部-700 m发现大量铅锌多金属矿化脉,垂向上呈"上铀下多金属"的分布特征。文章对深部多金属矿化进行了详细的矿物学和矿石组构学研究,并对其成因进行了探讨。研究表明,矿石结构主要有中细粒及微粒结构、自形晶粒状结构、他形晶粒状结构、填隙结构、包含结构、镶边结构、固溶体分离结构、碎裂结构、环带结构等;矿石构造主要有脉状构造、细脉状构造、条带状构造、角砾状构造、致密块状构造、稠密浸染状构造等。矿化类型主要有石英-毒砂-黄铁矿(锡石、黄铜矿)型、黄铁矿型、闪锌矿-方铅矿-黄铁矿型、闪锌矿-方铅矿-碳酸盐(菱铁矿-方解石)型,在空间上具有明显的分带性。根据矿物组合和穿插关系,矿化过程经历了成矿前期的碱性流体作用,形成矿前期绿泥石、锡石和金红石。铅锌成矿期经历了石英-毒砂阶段、黄铁矿化阶段、铅锌矿化阶段、铅锌银碳酸盐阶段等多期叠加。成矿后期以形成碳酸盐-石英脉为特征。综合分析认为,相山深部多金属矿化具有浅成、中低温特征,是与次火山岩有关的低硫化型浅成中低温热液多金属矿化。目前已经发现的铅锌多金属矿化很可能是深部矿化的一个端员,深部很有可能存在与成矿有关的次火山岩体,且具有寻找斑岩型多金属矿化的成矿潜力。

江西相山铀矿田深部多金属矿化成矿流体来源:流体包裹体He-Ar同位素证据

江西相山铀矿田西部地区实施的铀矿科学深钻3号孔在深部–700 m发现大量铅锌银多金属矿化脉,垂向上呈"上铀下多金属"的分布特征。本文对深部多金属矿化主成矿阶段的黄铁矿、闪锌矿、方铅矿进行了流体包裹体He和Ar同位素组成测定,结果表明,相山深部多金属矿化主成矿阶段的黄铁矿、闪锌矿和方铅矿具有较一致的He、Ar同位素组成,矿物内流体包裹体的~3He含量范围为4.55×10^(–14)～1560×10^(–14) cm^3·STP/g,~4He含量范围为1.05×10^(–7)～525×10^(–7) cm^3·STP/g,~3 He/~4He为2.98×10^(–7)～4.96×10^(–7),即0.21～0.35 Ra,介于地壳(0.01～0.05 Ra)和饱和大气水(1 Ra)之间,明显低于地幔的~3 He/~4He值(6～9 Ra),^(40)Ar浓度为0.969×10^(–7)～157×10^(–7) cm^3·STP/g,^(40)Ar/^(36)Ar值为303.7～573.9,略高于饱和大气水的Ar同位素组成,结合矿石和蚀变岩石中Li元素富集特征,本文认为相山西部地区深部多金属成矿流体以地壳流体和大气降水为主,成矿流体富Li元素是He同位素明显高于地壳的原因,可能存在少量幔源流体的加入。另外,通过对比前人研究的该地区铀矿化矿石中黄铁矿He-Ar同位素组成,并结合前人对该地区幔源组分明显参与铀成矿的认识,本文认为多金属矿化和铀矿化成矿流体可能并非同一来源。

云南建水水草冲铜矿矿床地质特征及成矿物质来源

本文通过研究云南建水水草冲铜矿地质特征、围岩玄武岩和矿石矿物的微量元素、S、C、O同位素的组成,示踪了该矿床的成矿物质来源和性质。研究结果表明,云南建水水草冲铜矿位于滇东南哀牢山变质体北侧,容矿围岩为峨眉山玄武岩,矿体受北东向逆断层及其次级断裂控制,延深大于延长,形状不规则,矿体内多夹灰岩角砾及矿化玄武岩角砾,矿石矿物主要为黄铜矿,矿化蚀变以硅化、碳酸盐化、绿泥石化为主。水草冲铜矿黄铜矿与黄铁矿稀土元素具有相同的稀土元素组成与含量,ΣREE平均为1.901×10-6,富集轻稀土元素,轻重稀土元素比(LREE/HREE)平均为8.188,(La/Yb)N值平均为10.259;δEu值平均为0.977;Ce呈现弱负异常,δCe值平均为0.808。黄铁矿中的Co/Ni比值为0.835,显示水草冲铜矿床为中温热液矿床;黄铁矿的Y/Ho比值平均为38.23,表明水草冲铜矿床的成矿流体为混合来源。结合黄铁矿的稀土微量元素特征,推断水草冲铜矿床的成矿流体是Cl多于F的流体。S的来源复杂,黄铁矿δ34SCDT(‰)的变化范围(18.3~29.4)与海水硫酸盐(海相蒸发岩)的δ34S值接近或略低;黄铜矿δ34SCDT(‰)变化范围是-0.5~10.1,表明有深部硫的参与。δ13CV-PDB(0.9‰~2.6‰)、δ18OV-SMOW(14.3‰~15.9‰)反映了方解石流体可能为热液循环萃取沉积岩地层混合形成。综上,推测成矿物质为后期构造热液萃取围岩(玄武岩和灰岩等)所得,其中铜主要来自于玄武岩本身,而硫的来源以地层硫为主。

华南赣杭构造带火山岩型铀矿成矿规律与成矿作用研究进展

华南赣杭构造带是典型的火山岩型铀矿床成矿带,其铀矿成矿时代、控矿规律及热液蚀变等方面有一定的共同特征。铀成矿流体主要为深源高温、高压、中高盐度、富含挥发分的还原性流体,晚期有大气降水加入,富铀基底和富集地幔可能共同提供了成矿物质,成矿期铀可能主要以正四价杂化配合物形式运移。矿床的形成是中生代大陆热点作用晚期的产物。

诸广南长江铀矿田油洞断裂性质及其找矿意义研究

油洞断裂是长江铀矿田NW向主断裂之一,研究和勘查程度相对较低。通过对该断裂的构造变形特征、演化特征以及含矿特征的详细评价和研究工作,认为:油洞断裂是一条多期活动的构造带,在110~70Ma之间发生了右行韧性剪切作用,断裂内花岗岩和辉绿岩均发生糜棱岩化,韧性变形自NW向SE逐渐增强,韧性变形的温度为280~350℃,形成差压力为62.6~118.1MPa,平均值为81.4MPa,水或流体对岩石的弱化和蚀变作用可能促进了岩石韧性变形的发生。韧性剪切作用破坏岩石的结构完整性而形成构造薄弱面,从而使其张裂、破碎,成为含铀热液迁移的通道和铀矿赋存的空间,形成较大规模的工业矿体;同时,韧性剪切带空间上产状稳定,向深部延深较大,对于深部找矿具有重大意义。长江矿田油洞断裂南东段韧性剪切作用最强的地段是进一步深部找矿的重要方向。

相山深部铅锌多金属矿化S同位素特征及其地质意义

相山铀矿田位于江西省乐安县的相山火山塌陷盆地之中,处于扬子板块和华南板块两个构造单元的交接部位（余心起等,2006）。该区地质发展历史复杂,构造运动和岩浆活动频繁,晚侏罗世—早白垩世大规模的火山活动,形成了赣杭火山岩带。白垩纪火山活动减弱并向东迁移,发生了高强度、大规模的铀成矿作用（李子颖等,2014）,形成了以相山火山盆地铀矿床为代表的数十个铀矿床（邵飞等,2012）。

云南省建水县下他腊铜矿地质特征与成矿规律初步探讨

1成矿地质背景下他腊铜矿,位于滇东南红河州境内建水县普雄乡下他腊村附近,大地构造位置位于哀牢山变质地体北侧,扬子板块与华南板块的拼合部位。区内构造以北东向的师宗-弥勒断裂及北西向断裂次级断裂为主,

云南个旧锡多金属矿田构造岩相成矿规律与西区找矿研究

云南个旧超大型锡多金属矿田研究成果很多,但是西区找矿一直没有取得突破。本文以建造构造成矿综合研究为基本思路,综合前人的大量资料,重点为西区建立了新的构造岩相找矿模型。以中三叠统个旧组为沉积建造基础,晚白垩世发育花岗杂岩体建造。中生代晚期经历了大规模的岩浆热液成矿过程,成矿时代覆盖了70-90Ma,集中在80Ma左右,形成最主要的成矿岩相。通过矿田构造岩相成矿图的编制,发现成矿阶段处于挤压-伸展构造转换体制,认为原始的个旧断裂两盘成矿是一致的,西区与东区的成矿模型是相同的。构造岩相的界面成为构造岩浆热液流体充填和交代蚀变两种主要矿床类型的有利空间。矿田构造地层岩浆即构造岩相成矿模型显示,由于个旧断裂垂直和水平方向多期次、规模性活动的改造,西区表现为高隆起、复杂错动的构造特点,因而成矿构造岩相具有残留性、复杂性、低位性等特征。依据上述研究成果,结合地物化信息,指出了西区找矿方向和有利区段。

沙子江铀矿外围地化特征、元素迁移及铀成矿机理

沙子江矿床外围某钻孔不同矿化蚀变位置具有U含量与SiO_2、CaO、Fe_2O_3、LOI、HREE含量正相关、Na均消失殆尽、稀土和微量元素配分型式相似、LREE呈较富集的右倾特征。与新鲜围岩相比,蚀变围岩Sb、U明显增高,Ni、W略有增加;与新鲜围岩和蚀变围岩二者相比,碎裂花岗岩(矿石)中Cd、Sb明显增高,W、Ni、Pb略有增加,Be、Bi明显减少;相对于新鲜围岩,碎裂花岗岩(矿石)和蚀变围岩分别表现出Sb、U和Sb、Cd、U明显增高,共同表现出W、Ni略有增加的特征。矿化蚀变带元素迁移研究表明,矿化蚀变带样品Sb、LOI、CaO、Ni、Cu、In、Sr均迁入,Na2O、FeO、Be、Cs、Th、Nb均迁出,迁入率最大的组分均为Sb,迁出率最大的组分均为Na_2O。地球化学特征及元素迁移规律指示花岗质围岩是重要的U源及组分来源,成矿流体呈碱性,氧逸度较高。

相山牛头山地区铀矿床深部多金属成矿流体特征与成矿物质来源探讨

最新的研究与钻探结果揭示,相山铀矿田深部蕴藏丰富的铜铅锌多金属矿产资源,矿田具有"上铀、下多金属"的资源空间展布样式,对这种新型矿床的形成机制迄今尚未得到阐明。文章在野外地质调查基础上,研究铀多金属矿石中矿物共生组合和流体包裹体特征,初步揭示了含矿流体的性质及其成矿机制。新的资料表明,铀矿化下部的多金属成矿作用可以划分为3期:第1期形成粒状石英-黄铁矿组合;第2期形成石英-闪锌矿-黄铜矿-方铅矿-毒砂-菱铁矿组合;第3期形成方铅矿-辉银矿-黝锡矿-方解石组合。对不同矿化期次脉石矿物中的流体包裹体进行观察鉴定、温度测试、激光拉曼成分分析及硫化物S同位素分析研究。结果表明,相山矿田多金属成矿流体早期为深部岩浆来源的富CO2流体,晚期为深部流体与大气降水混合物。成矿流体总体为中低温(120～300℃)、低盐度(w(NaCleq)=4%～8%)的热液流体。从早到晚,多金属成矿流体从中温、低盐度向低温、低盐度演化,浅部流体的混入造成的流体物理化学条件改变可能是Cu、Pb和Zn等成矿元素沉淀的主要机制。

云南荒田大型铅锌矿床的成因:流体包裹体和C-H-O-S-Pb同位素地球化学约束

荒田铅锌矿位于扬子板块西南缘,与华夏地块和三江地块相接,属峨眉山大火成岩省的南延部分,川-滇-黔铅锌银多金属成矿域的南部。矿体赋存于上二叠统峨眉山玄武岩底部与下二叠统茅口组接触面上及其附近的玄武质-灰质角砾岩层中。本文应用流体包裹体和C-H-O-S-Pb同位素地球化学研究手段,来探讨荒田铅锌矿的成因。流体包裹体分析表明,成矿流体性质具有阶段性演化特征,早期硫化物阶段(阶段Ⅰ)出现含子矿物包裹体、CO_2包裹体和H_2O包裹体的组合发育特征,均一温度介于245～320℃,平均为270℃;到中期硫化物阶段(阶段Ⅱ)和晚期硫化物阶段(阶段Ⅲ)则逐渐变为以H_2O包裹体为主要类型,均一温度分别介于180～250℃和100～210℃,平均为224℃和174℃。随着成矿作用的进行,成矿流体的均一温度和盐度均表现出从早阶段到晚阶段逐渐降低的趋势。显微激光拉曼光谱分析显示流体包裹体的液相成分主要为H_2O,气相成分为H_2O、CO_2、CH_4以及N_2。碳、氧同位素组成(δ^(13)C_(PDB)值介于-8.54‰～3.76‰,δ^(18)O_(SMOW)值介于8.57‰～24.22‰)在δ^(18)O-δ^(13)C图上分布于原生碳酸岩和海相碳酸盐岩之间,指示CO_2可能来自地幔、海相沉积碳酸盐岩溶解和沉积物中有机质的脱羟基作用。氢氧同位素组成(δD值介于-97.4‰～-71.4‰,δ^(18)O_水值介于-4.6‰～8.0‰)在δD-δ^(18)O图上落在岩浆水和大气降水的过渡带上,推测热液流体运移过程中与顺层下渗的大气降水流体混合,期间可能有海水的加入。矿石硫化物的δ^(34)S值介于-5.5‰～10.3‰,指示矿化剂硫具有多种来源,除了直接来自玄武岩外,还来自古海水硫酸盐和碳酸盐岩地层,硫酸盐通过热化学还原(TSR)过程发生还原作用。矿石硫化物铅的^(208)Pb/^(204)Pb、^(207)Pb/^(204)Pb和^(206)Pb/^(204)Pb比值分别为38.320～39.365、15.603～15.860和18.136～18.786,数据分布呈线性趋势,几乎所有点均落在地壳铅平均演化线以上,且位于峨眉山组玄武岩、碳酸盐岩地层和基底岩石的Pb同位素组成范围之内,说明成矿物质具有多源性,铅同位素在成矿之前存在均一化过程。结合成矿物质和成矿流体来源,以及区域成矿地球动力学背景,认为荒田铅锌矿属于密西西比河谷型(MVT)叠加岩浆热液改造型矿床。

相山铀矿田铅锌矿化同位素特征及成矿物质来源探讨

相山铀矿田科学深钻中发现了多段铅、锌、铜、金等多金属矿化。笔者通过铷、锶、铅、硫同位素组成测试,获得铅锌矿石、盖层火山岩和基性岩脉的锶同位素初始比值,分别是:0.71914～0.72661、 0.71024～0.72080、 0.70880;矿石中硫化物的Pb同位素比值分别为^(206)Pb/^(204)Pb=18.076～18.262、^(207)Pb/^(204)Pb=15.597～15.725、^(208)Pb/^(204)Pb=38.476～38.89;铅锌矿化的δ34S值变化范围很窄,具有峰值集中和塔式分布的特征。矿石锶同位素的初始值>0.712;在铅同位素构造演化模式图上,铅锌矿石分布在地壳演化线下方,靠近造山带演化线,认为成矿物质主要来源于上部地壳,具有明显参与强烈造山作用的特征,可能受到造山作用的叠加富集。S同位素特征显示,铅锌成矿作用可能受到岩浆热液作用的控制。

鄂尔多斯盆地北东部纳岭沟铀矿床红色蚀变矿石成因及其地质意义

鄂尔多斯盆地北东部纳岭沟铀矿床是近年来发现的大型砂岩型铀矿床。与国内外典型层间氧化带型铀矿床明显不同,纳岭沟铀矿床不仅矿体呈板状、似层状产出,受单层灰绿色古氧化砂体与下伏灰色砂体的交界面控制,且远离顶底板,部分含矿岩石在宏观上表现为红色含炭屑矿石,微观上出现铀石-赤铁矿(针铁矿)-黄铁矿等特殊矿物共生组合。在综合岩矿鉴定、电子探针分析、酸解烃分析等成果认识的基础上,结合前人流体障铀成矿理论的实验和数学模拟结果认为,纳岭沟铀矿床是含氧含铀水与深部还原性流体相互作用的产物,且矿体形成过程中含氧含铀水和深部还原性流体的界面变化是红色蚀变矿石形成的关键原因,而持续强的含氧含铀水和较弱的深部还原性流体作用是形成板状矿体的主要因素。

GOCAD的三维可视化建模在铀矿勘查中的应用

文章突破以往常规采用的平面图、剖面图和轴测投影原理等二维平面表述方法,以相山铀矿田中的某产铀区块为实例,利用国际上先进的三维地质建模软件GOCAD,通过地形模型构建、地层模型构建、构造模型构建等步骤,实现了研究区地质数据的三维实体化展示,并针对所建三维模型在找矿靶区圈定、矿山开发设计等方面的应用开展了初步讨论。

大兴安岭中南段火山岩型铀矿成矿条件及远景预测

大兴安岭中南段地质背景复杂,区内铀矿化主要以火山岩型为主,大多数分布于中生代火山盆地内。笔者通过对区内地质资料的系统收集、整理和综合分析,结合编图和野外调查,初步查明该地区的铀矿化特征、控矿因素和成矿规律,总结出3种铀矿化类型,并预测了6片铀成矿远景区,为今后在大兴安岭中南段地区开展铀矿找矿工作,提供了找矿方向及思路。