鄂尔多斯盆地西北部特拉敖包矿产地铀矿石物质组成特征

鄂尔多斯盆地西北部下白垩统环河组是近期新发现的铀矿找矿“新层位”,文章对特拉敖包矿产地下白垩统环河组赋矿砂岩开展了详细的岩石学和矿物学研究,旨在为阐明该地区铀成矿机理及拓展区域找矿空间提供较全面、详实的基础地质信息。通过钻孔岩心观察赋矿岩石岩性、沉积结构和构造特征,利用扫描电镜及偏光显微镜对不同颜色赋矿岩石中的铀矿物、金属矿物、非金属矿物、黏土矿物及有机质等物质成分进行系统观察和鉴定,发现不同颜色赋矿砂岩中铀矿物主要为铀石,有机质主要为少量炭屑和流动态有机质,但金属矿物、非金属矿物和黏土矿物在各色矿石中种类多样且差异明显。认为特拉敖包矿产地及周边地区沉积环境为非典型、高含砂率的辫状河三角洲沉积环境;铀成矿过程具有多种成矿流体来源,成矿过程复杂,灰绿色砂岩至少经历过还原→氧化→再还原的过程。

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。

砂岩型铀矿“源-汇”系统

把从“源”到“汇”的分析方法应用到我国北方盆地砂岩型铀矿成矿作用研究中来,确定不同时期含铀物质的汇流路径,有利于砂岩型铀矿的富集机理和成矿规律的研究和总结。砂岩型铀矿“源—汇”系统是富铀物质从蚀源区风化剥蚀或从盆地深部富铀烃源岩活化,经汇流体系运移,再到盆地有利赋矿砂体聚集成矿的物理、化学和生物作用的过程,主要包括铀源、汇流体系和富集体系三部分。铀源外源是指在产铀盆地边缘大面积出露的富铀基底和岩石;内源是指含矿目的层本身的含铀建造,是在沉积成岩过程中形成的铀预富集;盆地深部富铀烃源岩在高温-高压条件下排烃,通过活动断裂可为浅部砂岩铀矿提供铀源。富铀物质从铀源区风化或活化搬运迁移到赋矿砂体并在砂体中运移的统一过程称为铀成矿汇流体系,沉积盆地的含铀物质主要在沉积期和成矿期通过汇流体系进入赋矿层位中。铀富集体系是砂岩中还原性物质或微生物等将含铀流体还原沉淀富集成矿的相关整体。鄂尔多斯盆地西南部具有浅部渗入、深部渗出汇流体系特点,渗入与渗出汇流体系的相互叠加改造对铀成矿也起到了比较重要的作用。

鄂尔多斯盆地北部下白垩统赋矿砂岩中有机质特征及其与铀成矿的关系

近几年,鄂尔多斯盆地北部下白垩统铀矿找矿取得重大突破,在特拉敖包及其外围发现了多个产于环河组下段的厚大铀矿孔。有机质是砂岩型铀矿化的重要因素之一,环河组下段赋矿砂岩中缺乏肉眼可见的有机质,在铀矿化过程中起主导作用的有机质类型目前还缺乏研究,铀成矿作用过程还不清楚。本文以特拉敖包铀矿产地赋矿砂岩为研究对象,通过岩心观察与室内研究,厘定了赋矿砂岩中的有机质类型,探讨了有机质的来源及其与铀成矿的关系。研究结果表明:赋矿砂岩中几乎不含炭屑有机质,有机质主要为顺层沿砂岩孔隙充填、具有流动特征的浸染状有机质,它是一种具有与沥青相似的复杂结构、低演化程度的大分子物质,具有高等植物和低等水生生物混合来源的特点。铀矿化与固体炭屑有机质关系不大,主要与浸染状有机质密切相关,特拉敖包铀矿产地的成矿特征契合“渗出”砂岩型铀矿成矿模式的特点,深灰色、灰褐色铀矿石的形成可能主要与深部渗出的有机流体有关。成矿元素可能主要以有机质络合物的胶体形式迁移,物理化学条件的变化可能是导致成矿流体发生分解并沉淀成矿的主要因素。

鄂尔多斯盆地西北部下白垩统物源定量分析研究

下白垩统是鄂尔多斯盆地晚中生代的一个重要构造层,同时也是近年来新发现砂岩型铀矿的重要层位。恢复该时期的源汇系统对认识燕山运动晚期在华北克拉通西部的构造沉积响应、古气候转变和盆地内砂岩铀矿的富集规律均有较大的帮助。本文通过对鄂尔多斯盆地西北部下白垩统进行古流向测量、不同层位碎屑锆石U-Pb测年,优化周缘潜在物源区锆石U-Pb年龄数据集的汇编方案,定量计算出各物源区对盆内的碎屑贡献比例,恢复了鄂尔多斯盆地西北部早白垩世的源汇系统。研究结果表明,鄂尔多斯盆地西北部下白垩统中碎屑锆石具有1.79~1.64 Ga、2.02~1.82 Ga和2.58~2.45 Ga 3个稳定的前寒武纪年龄峰值,以及336~257 Ma和476~425 Ma两个稳定的显生宙年龄峰值。定量的物源分析结果表明,阴山、狼山、桌子山贺兰山和阿拉善地区以不同的贡献比例为研究区提供物源,具多物源同时供给的特征。阴山在整个早白垩世一直是主要的物源供给区,与狼山共同向盆地内部提供河流相沉积。阿拉善地区则通过原地风蚀将物质从桌子山北部和贺兰山顶以风沙搬运的方式带入鄂尔多斯盆地,在洛河罗汉洞沉积期共同构成了研究区风成与水成交替的沉积特征。

综合物探方法在六盘山盆地月亮山地区铀矿勘查中的应用

六盘山盆地含有丰富的矿产资源,开展过铀矿找矿工作,曾发现多个铀矿点和铀异常点。由于铀矿具有隐伏性强、成矿地质条件复杂、矿化特征不易发现等特征,给找矿工作带来巨大困难。不同的物探方法可以识别不同的物性差异,利用多种物探方法相结合的勘查手段进行综合分析,给铀矿勘查工作提供重要信息和依据。为进一步研究六盘山盆地月亮山区域成矿条件,基于该地区铀矿地质成矿条件,在前人工作基础上,在该地区重点地段开展了综合物探测量工作。通过开展音频大地电磁法、高精度磁测和土壤氡气测量3种物探测量方法,大致查明了研究区主要断裂的位置、深度和发育特征,确定了基底埋深情况,综合分析区域铀矿化特征和成矿条件。通过音频大地电磁测量和高精度磁测工作,初步确定了研究区内的基底埋深情况,大致查明了研究区主要断裂发育特征;通过高精度磁法测量推断研究区磁异常大小与沉积物厚度相关,盖层越厚,基底越深,其地表磁异常越大;盖层越薄,基底越厚,其地表磁异常越小;通过土壤氡气面积测量,在盆地内部发现了2片土壤氡气异常区。上述结论为后期的地质和钻探工作提供了重要的物探依据。

鄂尔多斯盆地西南部古构造指示的构造-沉积过程及砂岩型铀成矿意义

鄂尔多斯盆地自晚中生代以来长期处于多个板块汇聚的中心,在多期构造作用下,引起了盆地内部地层的变形和叠加。因此,通过恢复鄂尔多斯盆地西南部下白垩统不同地质历史时期的古构造特征,可以更好地理解该地区的构造-沉积与铀成矿过程。文章利用钻孔分层数据和地震剖面解释成果,采用了单一岩性逐步回剥的算法进行地层去压实校正,参考了前人的剥蚀量数据,从而恢复了鄂尔多斯盆地早白垩世末的古构造特征。早白垩世末的古构造图显示,在该时期下白垩统中并不存在现今的天环坳陷结构,华池环河组的顶面古构造特征与下部层位相比发生了显著变化。这些现象表明,华池环河组和罗汉洞组之间存在明显的二级层序界面,其转变的动力背景可能源自六盘山裂谷盆地的初始裂陷和相应的岩浆侵位作用。天环坳陷结构的初步形成可追溯到晚侏罗世末的挤压改造,在中新世晚期再次经历了叠加改造并最终定型。研究区的古构造条件及其演化过程指示了该区域存在“渗出”铀成矿作用。

鄂尔多斯盆地伊和乌素地区环河组砂岩地球化学特征及对物源区、构造背景的指示

为了探讨下白垩统环河组砂岩的构造背景和物质来源,主要通过镜下鉴定和岩矿测试,分析了鄂尔多斯盆地伊和乌素地区环河组砂岩岩石学及地球化学特征。伊和乌素地区环河组砂岩主要成分为石英、长石和云母等矿物,含有少量黄铁矿和炭屑等暗色物质。颗粒磨圆呈次棱角状,分选较差,具有近源沉积的特征。砂岩元素地球化学分析具有SiO2含量较高(平均为71.69%),Al2O3含量中等(平均为12.39%),其他元素含量较低的特点。化学蚀变指数(CIA)平均为60.92,化学风化指数(CIW)平均为68.47,表明源区源岩经历了中等强度的风化作用。微量元素地球化学结果显示:研究区环河组砂岩富集Ba、Th、La和U等元素,亏损Nb、Zr、Ho和Er等元素。稀土元素配分图反映研究区环河组砂岩Eu显示负异常,轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,LREE/HREE平均为10.23,La/Yb平均为16.27,LaN/YbN平均为11.65。伊和乌素地区环河组砂岩的母岩沉积构造背景为活动大陆边缘,主要物源区为长英质火成物源区。综合研究认为:伊和乌素地区环河组砂岩母岩物源区主要来自狼山和乌拉山地区。

鄂尔多斯盆地黄陵地区直罗组有机地球化学特征及其与铀成矿关系

鄂尔多斯盆地东南部直罗组油气作用明显,区域铀成矿与褪色蚀变关系密切。本文在铀矿化发育较密集的黄陵地区开展了直罗组有机地球化学特征及其与铀成矿关系研究。通过饱和烃气象色谱分析,可见有机质正构烷烃主峰碳位于C_(15)~C_(22)之间,(C_(21)+C_(22))/(C_(28)+C_(29))值范围为0.72~26.08,∑C_(21)^-/∑C_(22)^+值分布在0.88~6.39之间,Pr/Ph值分布在0.47~0.85之间,OEP值分布在0.87~1.08之间,CPI值分布在1.04~1.22之间,指示烃源岩有机质处于成熟的热演阶段,油气主要来源于三叠系延长组盐湖相的沉积母质。研究区三叠系延长组湖相烃源岩的生烃高峰期与含铀目的层沉积成岩以来地层缺失期及铀成矿期基本吻合,生成的油气既可为铀成矿提供还原能力,又可以避免已形成的铀矿体遭受后期氧化改造。

鄂尔多斯盆地东北部中侏罗统直罗组下段沉积相及其对铀成矿的控制作用

综合前人的研究成果,结合野外地质考察,并通过1048个煤田和核工业部钻孔岩心的编录统计,将鄂尔多斯盆地东北部中侏罗统直罗组划分为上中下3段。作者将直罗组下段作为研究目标层,分析了其砂体特征、含砂率、地层厚度和底板埋深等分布情况,结合野外地质露头和测井解释资料的综合研究,将研究区直罗组下段划分出3种沉积相,分别为河流相、三角洲相和滨浅湖相。最后,通过东胜矿床沉积相与砂岩型铀矿的成矿关系研究,表明辫状河—辫状河三角洲相是鄂尔多斯盆地东北部最有利的沉积相,其次是曲流河—曲流河三角洲相,并简要阐述了东胜矿床外围今后找矿的重点区域为东胜地区西北部、榆林地区西部、横山地区西北部的辫状河道和三角洲平原分流河道发育的区域。

鄂尔多斯盆地西南缘下白垩统铀成矿条件分析

在充分总结前人资料的基础上,笔者通过分析鄂尔多斯盆地西南缘下白垩统铀成矿地质背景,讨论了对砂岩型铀矿成矿具有重要影响的铀源、构造改造、含矿地层、水文地质、古气候及后生蚀变等条件,认为铀成矿主要受铀源、地层岩性结构、构造演化、古气候和后生蚀变等关键因素控制。盆地西南缘具有丰富的铀源,找矿目的层发育有利的构造建造,构造-沉积-古气候演化阶段造就了氧化斜坡带找矿目的层的发育,使盆地西南缘具备了较好的铀成矿地质条件。

鄂尔多斯盆地南缘彬县地区水文地球化学及铀成矿作用特征

水文地质作用是砂岩型铀矿成矿过程中不可缺少的重要作用之一。通过陕西彬县地区水文地质条件和水文地球化学环境分析,将中新生代地层地下水划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水和碎屑岩类裂隙水3种类型。根据地下水的补给、径流、排泄条件,划分出水交替强烈带、水交替缓慢带和水交替滞缓带3个不同的水动力分带。不同类型地下水的含铀性、不同分带铀的运移和富集特征,以及酸、碱性地下水对围岩蚀变与铀成矿的作用表明,中侏罗统直罗组砂岩含矿含水层中铀成矿主要经历了沉积成岩时期铀的预富集作用、古地下水的后生改造叠加成矿作用和深部油田水的还原成矿作用,铀成矿作用为复合成因类型。

鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿床中铀矿物赋存空间微观分析

本文通过镜下观察了鄂尔多斯盆地多个砂岩型铀矿床中铀矿物及其赋存空间特征。研究发现,铀矿物通常赋存在碎屑颗粒间孔隙、矿物颗粒表面、碎屑或矿物微裂隙中,铀矿物的赋存空间与碎屑颗粒或矿物种类没有必然联系,而与矿物表面微型坑、洞、孔、缝隙或颗粒间孔隙关系密切,晶型完好的矿物表面一般无铀矿物。被粘土和炭屑等物质通过吸附作用(物理吸附作用或化学吸附作用)吸附在其表面的铀,部分为晶型稳定的铀矿物,即吸附作用形成的铀并非都是吸附态铀,有相当部分为独立铀矿物。现代镜下分析技术可以清晰观察微米级和纳米级铀矿物及其伴生矿物特征,能更细致地研究铀的存在形式和铀成矿作用。

迭部铀矿田成矿地质条件及资源量扩大方向分析

迭部地区近东西向展布的系列台间坳陷控制硅灰泥岩富铀建造的分布,硅灰岩透镜体的空间展布和垂向延伸是制约铀矿体定位的条件。通过富铀建造条件、硅灰岩透镜体存在标志、构造-热液改造条件、放射性异常、化探组合异常等关键要素的叠合配置分析,认为白依背斜西北坳陷和占洼-刁德卡坳陷已知铀矿床深部和外围是扩大资源量的主要方向,太阳顶背斜北侧东段马克库地区和桑吉寺地区及太阳顶背斜南侧降扎-白依地区是开辟新找矿地段的有利地区。

鄂尔多斯盆地店头地区直罗组流体包裹体特征及油气与铀成矿关系

以店头地区直罗组赋铀砂岩为研究对象,通过偏光显微镜观察了赋铀砂岩的岩石矿物学和包裹体特征,运用扫描电镜分析了铀矿化特征,并利用电子探针分析了与铀成矿相关包裹体的盐度、温度、成分及其分布情况,结合成岩和成矿作用、铀成矿时代、烃源岩生烃和排烃期,研究了油气充注与成岩作用先后关系,油气充注与铀成矿的关系。综合分析认为,直罗组赋铀砂体至少存在2次较强的成岩作用,导致砂体渗透率低;充注于直罗组赋铀砂体的油气作用至少有2期,成分以富含沥青的液态烃和气液烃为主;第2期油气充注作用晚于第2次强成岩作用,油气流体充注作用同时伴有热液作用,进一步促进了铀成矿作用。

鄂尔多斯盆地西南部镇原地区志丹群铀矿石物质组成特征

文章重在全面、客观、详实地描述鄂尔多斯盆地镇原地区下白垩统环河组和洛河组赋矿砂岩结构、构造和砂岩中的物质组成及分布特征,旨在为阐明该地区铀成矿机理提供基础信息。通过钻孔岩心观察赋矿岩石岩性、沉积结构和构造特征,利用扫描电镜及电子显微镜对不同颜色赋矿岩石中的铀矿物、金属矿物、非金属矿物、黏土矿物及有机质等物质成分进行系统观察和鉴定,发现不同颜色赋矿砂岩中物质组成各有差异,矿石中可见多种铀矿物、金属矿物、非金属矿物,见少量黏土矿物和有机质。认为赋矿砂岩主要为近源水系沉积物,铀成矿过程具有多种成矿流体来源,成矿作用既有渗入成矿作用,也有深部渗出成矿作用。

砂岩型铀矿床铀源条件评价方法探讨

砂岩型铀矿成矿铀源的来源是多种多样的,可以是来自盆地周边的蚀源区岩石,也可以是盆地容矿层本身铀的预富集,还可以是来自盆地深部的铀源(包括油田水的铀、构造热液带出的铀等)。重点对影响砂岩型铀矿成矿的蚀源区铀源、容矿层地层铀源及深部油田水铀源的评价方法进行了探讨。

雪峰山-苗儿山地区碳硅泥岩型铀矿成矿规律

雪峰山-苗儿山成矿带是碳硅泥岩型铀矿床产出集中区,已发现大量的铀矿床、矿点和异常点。笔者对已有的铀矿床进行系统对比分析,按主导成因将矿床划分为4种类型,分别是沉积-成岩型、沉积-外生改造型、沉积-热液-淋积型和沉积-热液叠加改造型。在此基础上,分析了区域成矿地质环境,划分了4个成矿演化阶段,并分别阐述了各阶段的铀成矿特征。通过分析区域成矿作用、沉积相、构造、断陷红盆、侵入岩体等与铀成矿的关系,总结出区域铀成矿的时空分布规律,建立了区域铀成矿模式。

鄂尔多斯盆地直罗组砂体地球化学特征及其铀成矿作用

通过对东胜及外围地区直罗组砂体的常量元素、微量元素、有机质含量及ΔEh值等地球化学特征参数的对比分析,认为东胜地区直罗组砂体不仅具有强的还原能力,而且砂体遭受后期改造作用也明显,其铀成矿的地球化学条件明显好于其他地区;神木地区砂体虽然具有一定的还原能力,但砂体后生改造作用差,其铀成矿条件不如东胜地区;榆林—横山地区砂体后生改造作用较强,但砂体还原能力较差,铀成矿条件也不如东胜地区;安塞地区砂体还原能力差,后生改造作用也差,因而其铀成矿条件最不利。

扬子陆块区东南缘碳硅泥岩型铀矿床与断陷红盆控矿机制

扬子陆块区东南缘是碳硅泥岩型铀矿床的重要矿集区,其中沉积-外生改造型和沉积-热液叠加改造型铀矿床均分布在断陷红盆边缘或附近。通过红盆与碳硅泥岩型铀矿床分布规律的研究,提出了碳硅泥岩型铀矿床与红盆边缘断裂的沟通效应和控矿机制,旨在强调红盆在找矿实践中的权重。