核能发展新形势下我国铀资源保障研究

铀资源是重要的战略资源和能源矿产,同时也是核工业发展的粮食。随着我国核能的规模化发展,铀资源的安全保障是行业越来越关注的问题。通过分析国内外核能发展的态势及其对铀资源的需求,阐述国内外铀资源的基本状况和发展前景,并在此基础上就如何保障我国铀资源安全,从科技创新、勘查技术突破和加强海外铀资源勘查开发等方面提出保障措施,建议进一步加快国内铀资源突破进程,加强海外铀资源勘查找矿力度,积极推动一体化快堆商用化,大幅提高铀资源利用率,确保铀资源供应安全。

煎茶岭韧性剪切带的厘定及其地质意义

通过野外地质调查、室内(超)显微构造观测和构造岩石组构分析等方法厘定了煎茶岭地区北西西向和北东向两条韧性剪切带,前者出露于研究区的北部,后者出露于研究区的南部,两者交汇于煎茶岭,无论沿走向还是顺倾向均呈舒缓波状。韧性剪切带内发育糜棱岩系列、构造片岩、荚片构造、S-C面理、旋转碎斑系、A型褶皱、亚颗粒、位错弓弯、位错列、位错网等宏观和(超)显微构造特征,结合构造岩中石英光轴优选方位型式等证明两韧性剪切带呈共轭产出,至少经历了三期活动:中元古代晚期,北西西向脆韧性剪切带为压扭性右行剪切,北东向脆韧性剪切带为压扭性左行剪切,σ1≈282°∠24°,古应力值约59.1MPa;加里东期,前者为张扭性右行剪切,后者为张扭性左行剪切,σ1≈344°∠78°,古应力值约86.5MPa,超基性岩体以岩墙扩展式侵入到韧性剪切带内,预测北东向韧性剪切带深部还存在一定规模的超基性岩体,是今后寻找与超基性岩有关矿产的重要靶区;海西期,随着脆性程度进一步增加,北西西向韧脆性剪切带经历了压扭性左行剪切,北东向韧脆性剪切带经历了压扭性右行剪切,σ1≈120°∠20°,古应力值约116.3MPa,花岗斑岩体以气球膨胀式侵位。韧性剪切带对金镍矿有重要控制作用。

江西相山矿田多金属成矿流体特征与成矿作用

随着相山铀矿矿田勘探深度的增加和铀矿科学深钻的实施，在矿田内揭露了大量多金属矿化，流体包裹体和地球化学研究表明，铅锌矿成矿期温度集中在230~300℃之间，成矿压力为12~51MPa，盐度4%~8%NaCleqv，包裹体气体成分主要为CO2，其次为CH4、N2等，矿物组合为铅锌矿＋黄铁矿；黄铜矿成矿期温度集中在320~380℃之间，成矿压力为33~95MPa，盐度8%~12%NaCleqv，包裹体气体主要成分为CO2，其次为CH4、N2等，矿物组合为黄铜矿＋磁黄铁矿＋毒砂，成矿流体具有中高温、高压、中高盐度、还原性、低氧逸度、富CO2的特征，铀和多金属成矿流体均具有深源特征，但铀和多金属成矿作用在时间、空间、蚀变和流体特征上存在明显的差异性，不属于同一成矿作用的产物，为华南早中白垩世成矿阶段不同时期的产物。

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。

煎茶岭金镍矿田构造特征及控岩控矿作用探讨

煎茶岭含钴硫化镍矿床已进入开采阶段,金矿正进行外围找矿。因而,查明该金镍矿田构造特征并探讨控岩控矿作用尤为重要。笔者通过解析矿田构造、研究矿床特征及其构造地球化学等以后认为:煎茶岭矿田构造-热事件活动频繁,多期褶皱控制着地层展布,共轭区域韧性剪切带控制着岩体就位;构造地球化学特征表明韧性变形有利于元素的活化,韧脆性变形使元素迁移和富集;区域韧性剪切带和控矿韧脆性剪切带内有大量物质的带入带出,韧脆性控矿剪切带中糜棱岩化蛇纹岩型镍矿石中K2O、Cr等元素含量相比区域韧性剪切带内蛇纹质糜棱岩明显减少,而Fe2O3、FeO、P2O5、LOI、MnO、SiO2、CaO、Ni和Co为带入组分;韧脆性控矿剪切带对金镍矿体的形态、产状和矿石的结构构造有明显的控制作用。因此,煎茶岭金镍矿田岩(矿)石受多期褶皱、区域共轭韧性剪切带和控矿韧脆性剪切带共同控制,金镍矿体表现为韧性剪切带、超基性岩体和花岗斑岩体等酸性岩体(脉)共同作用的"三位一体"成矿模式。金矿在共轭韧性剪切带相互交叉部位,绕超基性岩呈"金项链"分布。镍矿位于以花岗斑岩为核的"σ"型"旋转碎斑系"拖尾内韧脆性剪切带之中。脆性断裂生成较晚,并对地层、岩体和矿体有一定破坏作用。

西天山特克斯达坂尔戈带金矿构造特征及其控矿作用

通过对西天山伊什基里克山东段的尔戈带金矿野外地质调查,结合室内显微构造和岩组分析得出,金矿赋矿层位属下石炭统大哈拉军山组上段岛弧火山碎屑岩。矿区在海西期发生了3次构造活动:早石炭世晚期,伊什基里克背斜核部产生的右行近东西向韧-脆性剪切带,无论沿走向还是顺倾向均呈舒缓波状,带内发育片理化带、S-C面理、A型褶皱、A型线理、石英亚颗粒、波状消光、旋转碎斑系和构造透镜体等,石英亚组构均具有小圆环带趋势和强极密部(c+g)型式,开角约36°,1σ≈317°∠84°;晚石炭世,韧-脆性剪切带经历左行剪切,随着脆性程度的增加,近东西向左行压扭性断裂形成,应变椭球为三轴扁椭球状,平面压扁型应变;晚石炭世末期到早二叠世,北西向压扭性断裂带产生。尔戈带金矿体位于近东西向韧-脆性剪切带与近东西向、北西向断裂(带)的叠加部位,韧-脆性剪切带使部分金元素从矿源层分溢出来,产生初步聚集,其后压扭性断裂中局部张扭性部位是金沉淀、富集的有利场所,并在此形成金矿体。因此,早石炭世晚期到早二叠世,矿区内发育的韧-脆性剪切带和断裂(带)对尔戈带金矿有重要的控制作用。

纳米比亚中西部EPL3602地区构造地质特征及铀矿控矿因素

笔者以纳米比亚中西部EPL3602欢乐谷地区为研究对象,通过地质调查、遥感解译、构造解析、岩石学分析和室内显微观察,重点研究了区内地质构造、遥感信息特征和铀矿控矿因素,详细分析了罗辛铀矿床的地质特征。研究表明,在达马拉造山运动期间,研究区发生了强烈的左行挤压塑性变形,形成了规模较大的NE向韧性剪切带(罗辛韧性剪切带),控制着含铀白岗岩的分布和铀矿的产出。因此,本文根据该韧性剪切带的控矿规律,预测了3片有利的铀成矿靶区。

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。

江西相山铀矿田邹家山铀矿床蚀变特征及热液来源

对江西相山铀矿田邹家山矿床不同标高的赋矿围岩及矿石样品进行了主量元素、微量元素和稀土元素地球化学分析。结果表明,邹家山矿床不同中段的矿石经历了碱性—酸性—碱性的蚀变过程,在-85 m中段酸性蚀变达到最强,随深度增加碱性蚀变呈增强的趋势;微量元素的Q型聚类分析、不同中段U含量分析和稀土元素的配分模式表明,成矿物质可能并不来源于赋矿围岩,而是来源于流纹英安岩岩浆。进一步根据与成矿关系密切的13种元素的R型聚类分析,将邹家山矿床成矿热液系统划分为高温成矿热液系统和中低温成矿热液系统。

陕西省商南县湘河地区钒矿成矿特征及成因

通过野外地质调查和室内岩石学、岩石化学、稀土及微量元素地球化学分析,深入研究了陕西省商南县湘河地区钒矿床的成矿特征,并探讨了该类矿床的成因。研究结果表明,该区钒矿主要产出于青石峡—余家台倒转复式向斜两翼下寒武统水沟口组下岩段硅质岩夹泥岩的泥岩中,矿体产状与地层产状基本一致;钒矿床中所有岩石都含有较高的SiO2,硅质岩以隐晶质石英和玉髓为主,有沉积成因重晶石;V与Cr、U、Ba相关性好;稀土元素球粒陨石标准化模式具有或正或负的Ce异常和明显的Eu正异常、向右倾的图形。上述特征都反映出该地区钒矿床具有典型的海底热水流体特征,此类钒矿床可称之为海底热水(喷流)沉积矿床。

南秦岭水沟钒矿床地质地球化学特征及成因

水沟钒矿床产于南秦岭下寒武统水沟口组的黑色岩系中,该黑色岩系为一套碳—硅—泥岩建造,形成于早寒武世扬子陆块北部的被动大陆边缘。钒矿体呈层状产出,与地层产状一致,含矿岩石主要为硅质岩夹炭质泥岩。通过对岩性组合与钒含量的对比分析,发现钒含量与含矿岩石中炭质泥岩出现的频率呈正相关;对较富的钒矿石进行X衍射测试,钒主要赋存于炭质泥岩中的钒云母中。通过对钒矿石的主量元素、微量元素、稀土元素及氧同位素特征研究,表明水沟钒矿床形成于大陆边缘与深海环境过渡带上的缺氧沉积环境中,其沉积物源来自海底热水及近陆源剥蚀的混合区,生物活动对于成矿物质的聚集、沉淀具有重要作用。综合地质、地球化学特征,认为该矿床属于生物-热水沉积成因。

江西相山矿田深部多金属矿化特征

依据江西省相山矿田的深部钻探成果，结合近些年来矿田内零星发现的多金属矿化，确定相山深部埋藏有丰富的多金属矿产资源，成矿潜力深度超过2500m。将相山地区发现的多金属矿化分为两大类，一类为成矿深度相对较浅的铅锌矿，另一类为成矿深度较大的铜矿，认为相山地区的矿化是上铀中铅锌金下铜的成矿空间模式。研究发现铅锌矿主要与碳酸盐脉相伴生产出．铜矿化与硅化关系密切，利用电子探针和扫描电镜发现方铅矿内不均匀的分散有Ag元素，Au元素以均匀质点分散在方铅矿内，以晶格金的形式参与矿物晶格构架。通过分类研究矿化围岩、低品位矿石和高品位矿石各自的硫、铅同位素组成和计算硫同位素平衡温度．认为相山深部多金属成矿以中低温为主，同时局部存在明显的中高温成矿作用。判断成矿物质主要来自于周围的变质岩基底，同时混合部分地幔成矿物质，后期源于上地壳的多次热液改造作用对于Ph、Zn、Cu、Au等元素的富集成矿起到了决定性的作用。对比前人在德兴一遂川多金属矿集区的研究成果，发现相山地区多金属矿化在成矿物质来源上具有矿集区的普遍特征。但在成矿温度方面相山深部多金属成矿以低温为主（114℃-174℃），这与成矿带内以中温（200℃-340℃）为主的成矿作用有较明显的差异，推测它与相山地区勘探深度和不同类型矿化埋深的差异有关。

相山铀矿岩芯HySpex成像高光谱数据蚀变矿物提取及其地质意义

成像高光谱遥感具有图谱合一的优势,能够根据光谱特征直接识别地物,是遥感领域的前沿方向。本文使用江西省相山铀矿田岩芯HySpex成像高光谱数据,采用基于专家知识的MTMF和波段运算方法开展了蚀变矿物填图,提取了赤铁矿、伊利石、绿泥石和方解石4种蚀变矿物,制作了铀矿岩芯高光谱蚀变矿物分布图。通过分析高光谱蚀变矿物类型、组合和分布规律,在岩芯中划分出中心蚀变带、近矿蚀变带和矿旁蚀变带,中心蚀变带蚀变矿物为赤铁矿+伊利石+绿泥石+方解石,近矿蚀变带为伊利石+方解石,矿旁蚀变带为零星分布的伊利石+方解石。其中,岩芯高光谱遥感提取出的绿泥石第二吸收峰位于2270 nm,光谱特征分析显示属于富铁绿泥石,与前人得出的与铀矿化密切相关的绿泥石主要为富铁绿泥石的结论一致。铀矿岩芯HySpex岩芯成像高光谱数据应用实践表明该数据在地质领域具有较好的应用效果和广泛前景。

相山铀矿田邹家山矿床成矿流体特征

通过流体包裹体的岩相学研究、显微测温和激光拉曼探针测试,探讨了邹家山铀矿床成矿流体特征、演化及矿质沉淀方式。研究结果表明,该矿床的成矿流体为中低温热液,碳氢化合物对铀的富集具有不可忽视的作用,流体持续的沸腾作用是矿质沉淀的主要因素。

白岗岩型铀矿床:构造和岩浆作用耦合的产物

以罗辛矿床为代表的白岗岩型铀矿是纳米比亚主要的铀矿床类型。白岗岩型铀矿集中产出在元古界达玛拉造山带中,含矿白岗岩是造山期后岩浆作用的产物。白岗岩易于侵入Nosib群罗辛组和可汗组地层中,但对地层没有绝对选择性,在整个Nosib群中都有发现矿化的可能。根据野外特征可将白岗岩分为6种,其中D型、E型是主要的含矿白岗岩,白岗岩具有成矿专属性。区域千岁兰(Welwitschia)断裂控制了白岗岩浆的侵位,其次级断裂以及片理、片麻理构造等为岩浆就位提供了有利张性空间。穹窿的转折部位是有利的成矿位置。构造和岩浆岩是重要的控矿因素,成矿是构造和岩浆作用耦合的结果,是一次构造-岩浆热事件。

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。

煎茶岭镍矿——是岩浆还是热液成因

煎茶岭镍矿是秦岭造山带中至今发现的唯一镍矿床,其成矿特征在铜镍硫化物矿床中具有特殊性。通过对矿床地质、地球化学特征和成矿地质条件的综合研究,发现该矿床严格受韧性剪切带和花岗斑岩的控制,近矿围岩蚀变强烈;矿石以交代结构为特征,细脉状构造发育。矿物生成顺序研究表明,矿石中金属硫化物明显晚于超基性岩,而与其发生蚀变的时间相近,同时由于矿体附近的钠长斑岩发生了强烈的围岩蚀变,因此成矿作用也晚于钠长斑岩。矿石微量元素和稀土元素表现出明显的双重性,在继承超基性岩特征的同时,又与矿区中酸性岩存在密切的联系。在硫同位素组成上,矿石明显地富集重硫,其δ34S无论是变化范围还是平均值均远离镁铁-超镁铁质岩石,而与矿区中酸性岩中黄铁矿的硫同位素具有很好的一致性。说明该矿床应是由热液作用形成的,成因类型属岩浆热液改造型矿床。

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。

铧厂沟金矿床北部控矿剪切带地质特征及金的富集规律

野外调研和室内分析结果表明,区域韧性剪切带在铧厂沟金矿床非常发育,并经历了右行—左行—右行多期(次)活动。北部控矿韧脆性剪切带是区域韧性剪切带演化的产物,以左行剪切为主,位于铁夹树—庙湾北部厚层灰岩的下部。北部金矿带受北部控矿剪切带控制,长度大于1 km,厚度约70cm,从地表延伸至1 120 m标高,未见尖灭趋势。黄铁矿是该类矿石中最重要的金属矿物。自然金是主要金矿物,有明金和显微金两种。矿石结构构造较为复杂,集中反映了热液矿床的构造特征。矿带的形成可划分为热液期和表生期。原生矿石中绝大部分明金、显微金中的包体金和裂隙金都与黄铁矿密切相关。黄铁矿(Ⅰ)经历了韧脆性变形,因而是金的最佳载体矿物。北部韧脆性剪切带的多期(次)活动,使金富集成为工业矿体。结合地质特征,预测该矿带可延伸至1 120 m以下一定深度。