二连盆地赛汉高毕铀矿床渗出成矿作用和模式

通过探讨二连盆地赛汉高毕铀矿成矿作用,构建铀成矿模式,总结成矿特征,提炼关键控矿要素,可指导矿床外围、深部和类似地区铀矿找矿。文章基于赛汉高毕铀矿床构造、建造、油气演化、铀矿化、铀成矿时代等分析,详细阐述了矿床矿石矿物、矿石元素地球化学特征。确认赛汉高毕铀矿床产于赛汉组上段建造间古河道中,受准宝力格深切断陷、贯通性断裂、赛汉晚期深切河道联合控制,形成透镜状或板状铀矿体,铀成矿作用与区域油气逸散活动、挤压构造活动密切相关;铀矿石中CaO+Al_(2)O_(3)和P_(2)O_(5)与铀含量呈正相关,Co、Ni、Zn含量高,Fe^(2+)/Fe^(3+)总体小于0.8;各类砂岩中酸解烃含量均比较高,Th/U均小于2,表明赛汉组上段原生环境主要为红杂色的氧化环境,灰色含矿砂体主要是渗出还原成因;矿石中铀是以多种铀矿物形式存在,主要有黄铁矿-铀矿物型、地沥青包裹铀矿物型和微粒碎屑铀矿物型。赛汉高毕铀矿床主要为渗出成矿作用,赋存于深部的富含有机质和四价铀的流体沿贯通断裂或高角度不整合和下切河道运移至上部赛汉组上段氧化砂体中,流体被分解形成黄铁矿、富含铁铝等杂质的磷钙铀矿、地沥青,粒径大的地沥青将已先结晶的黄铁矿和富含铁铝等杂质的磷钙铀矿包裹其中,大部分铀矿物就位于较小的地沥青的外侧和附近。

砂岩铀矿床新构造渗出成矿作用

砂岩铀矿床,特别是产于油气盆地中的砂岩铀矿床是铀矿床的重要类型。油气盆地的完整的补-径-排水动力系统是砂岩铀矿形成的基本动力学条件,但这种“补”是通过盆缘山体蚀源区“补”还是通过盆地深部流体“补”,这种“径”是沿着砂岩层由高处往低处径流还是由低处向高处径流,以及成矿后的流体是如何排出的,都没有充分的论据进行过论述。砂岩型铀矿成矿物质来源、运移和沉淀富集机理仍是有待解剖研究的重大理论课题,为此,笔者换了个视角,从盆地深部烃源岩提供成矿物质来源的思路,重新思考砂岩铀矿的沉淀富集机理。研究认为,砂岩铀矿床是新构造期渗出成矿作用下的产物,铀及伴生元素来源于盆地深部烃源岩(内源或深源),而不是来源于现代蚀源区(外源或浅源);铀的迁移是在新构造期切层断层发育并成为导矿构造的前提下,在强还原环境中以有机络合物形式存在的铀等金属元素,由深部向浅部迁移,而不是在氧化带中以碳酸铀酰络合物形式由浅部向深部渗移;铀等元素的沉淀是由于氧化还原作用而发生的,具体说是先氧化后还原而形成的,而不是直接由还原作用形成的。最后建立了油气盆地砂岩铀矿床新构造渗出成矿模式。

巴音戈壁盆地塔木素铀矿床成矿作用新认识:热水白云石化-渗出叠加-渗入改造模式

为了解释巴音戈壁盆地塔木素铀矿床矿体多层性、高品位成因,提炼新的关键控矿要素,重建塔木素铀矿床成矿模式,进而指导矿床外围和深部乃至类似地区铀矿找矿。文章基于因格井凹陷构造演化史、沉积充填史和生排烃史特征,通过塔木素铀矿床构造、建造、蚀变、铀矿化、铀成矿时代分析,详细阐述了矿床矿石矿物、矿石元素地球化学、矿石包裹体特征,确认本铀矿床含矿目的层为下白垩统巴音戈壁组上段,受扇三角洲沉积体系、20%~70%含砂率、20%~60%灰砂率、深切箕状凹陷、断裂、白云石化-渗出还原-渗入氧化蚀变等要素控制;认为铀矿化与同沉积热水白云石化程度呈正比,全岩白云石含量达12%以上,以富含Ca、Fe、P_(2)O_(5),低SiO_(2)含量为特征,并富含Co、Ni、Pb、Zn等深源元素;铀矿床成矿年龄多样,可分为三期,第一期为全岩年龄113.3~109.7 Ma,与沉积成岩期相当;第二期为富矿石沥青铀矿年龄70.9 Ma、69.6 Ma,与油气大规模渗出时间相吻合;第三期为富矿石沥青铀矿年龄45.4 Ma、34.7 Ma和20.6 Ma,与区内挤压快速抬升蚀剥时间相符;建立了塔木素砂岩铀矿床渗出复成因型铀成矿模式,认为在沉积成岩阶段发育与白云石化有关的热液铀成矿作用,形成品位于小于0.05%铀矿化;在80~65 Ma,发育渗出还原叠加铀成矿作用;65 Ma以来,发育渗入氧化铀活化再富集铀成矿作用,形成品位大于0.2%的富矿化。

内蒙古二连盆地哈达图砂岩铀矿渗出铀成矿作用

[研究目的]哈达图铀矿床是产于二连盆地下白垩统赛汉组上段的一个特大型砂岩型铀矿床,其与传统砂岩铀矿特点不同,矿体呈多层板状,控矿灰色砂体具“两黄夹一灰”特征,传统的渗入(潜水氧化、层间氧化)砂岩型铀成矿理论难以解释,阐明其成因和控矿要素对创新砂岩铀成矿理论与红杂色砂岩中铀矿找矿均具有重大意义。[研究方法]采用野外和室内、宏观和微观相结合,主要包括野外观察、区域地质、构造学、沉积学、岩石学、矿物学、地球化学(元素、有机、同位素)、地震解释和铀矿床学等方法。[研究成果]阐明了矿床矿体、控矿灰色砂体和矿化特征,指出研究区红杂色建造赛汉组上段、二连组和伊尔丁曼哈组为原生氧化建造成因,主含矿层赛汉组上段控矿灰色砂体是深部还原性流体对其再还原的结果,主要受连通深部的断裂构造及相关河道或不整合面控制,属后生改造成因,从成矿铀源、深部渗出流体的形成、铀的迁移和沉淀阐述了砂岩渗出铀成矿作用机制,提出哈达图砂岩铀矿床主要是渗出铀成矿作用形成,建立了相应的渗出铀成矿模式。[结论]发现揭示了红杂色砂岩形成砂岩铀矿一种新的铀成矿作用——渗出铀成矿作用,并由此提出了在红杂色沉积建造中寻找砂岩铀矿“上红下黑、上下连通、红中找灰、灰中找矿”预测评价的新思路,指出针对红杂色沉积建造砂岩铀矿找矿新层位,在找矿空间上可由盆缘拓展到盆中、由浅部拓展到深部。

塔里木盆地巴楚隆起上新统砂岩型铀成矿条件及找矿方向

为明确巴楚隆起上新统砂岩型铀矿找矿方向,文章通过研究构造、断裂、岩性及岩石地球化学、沉积相和砂体、外部铀源、地层含铀性、深部铀源等,分析了砂岩型铀成矿条件,指出:巴楚隆起上新统发育构造缓坡,后生氧化作用时间短,原生为红杂色层,外部铀源和地层含铀性差,不利于形成大规模层间氧化带型铀矿。沟通深部烃源岩和上新统的断裂发育,上新统与下伏地层之间为区域性不整合面,断裂和不整合面构成良好的渗出型流体的运移通道。发育后生还原的灰色砂体,为渗出型铀成矿良好的容矿空间;古生界发育富铀烃源岩,为渗出型铀成矿良好的铀源。巴楚隆起渗出型铀成矿条件优于渗入型铀成矿条件,渗出型铀矿为巴楚隆起上新统下一步主要的找矿类型。

鄂尔多斯盆地西南部环县地区砂岩型铀矿成矿要素遥感识别

鄂尔多斯盆地是中国重要的能源、矿产产出盆地,先后在盆地北缘发现多个大型砂岩铀矿床,但是在盆内坳陷的铀矿勘查上仍需突破。渗出理论的提出为盆缘找矿向盆内找矿提供了新的理论依据。研究表明:断层、次生还原矿物、磁异常的变化以及地表铀异常信息是渗出成矿作用在浅表的反映。对上述信息的识别可以为盆内砂岩型铀矿勘查提供数据支撑。以鄂尔多斯盆地西南部环县地区为研究区,利用ETM影像、航磁数据进行构造解译,利用ZY1E高光谱影像识别区内主要出露蚀变矿物,结合航磁、航放数据进行综合分析。结果表明:研究区内断层主要表现为NE、NNE走向,其次为NW和SN向,主要出露蚀变矿物为伊利石、碳酸盐岩,主要分布在沿断层与河流下切作用出露的下白垩统岩层中。航磁异常资料显示研究区出现多处磁异常的过渡区,表现为正的弱异常,可能与深部还原性流体的渗出有关。航放数据表明铀的富集与断层、蚀变矿物的分布在空间上有一定关系。综合高光谱影像、航磁航放资料识别出红杂色沉积建造中铀成矿有利的构造与蚀变矿物,在环县地区指出4处找矿有利区,对坳陷内部找矿具有指导意义。

松辽盆地海力锦铀矿床成矿流体特征——来自含矿层砂岩岩石地球化学的证据

松辽盆地西南部砂岩型铀矿床成因是制约盆地西南部铀矿勘查找矿突破的关键因素之一。文章以海力锦铀矿床为研究对象,对其岩石地球化学特征开展了系统研究,主要获得了以下几点认识:1)各地球化学分带砂岩主量元素、稀土元素差别不大,指示含矿层砂岩具有一致的物质来源;但U和Re、Mo、Co、Cr、Pb、Zn、Ni等微量元素在矿石中的含量明显高于原生红色带、弱还原带和中等还原带砂岩,表明铀成矿期发生了这些元素的输入。这些元素通常来自于深部具有一定温度的还原性流体,进一步指示成矿流体可能来自于深部。2)灰色还原带砂岩及矿石中高岭石的含量明显高于原生红色带、弱还原带和中等还原带砂岩,沥青铀矿常吸附于高岭石表面或微孔隙之中,结合研究区姚家期古气候特征及高岭石成因,分析认为灰色还原带砂岩及矿石中异常富集的这部分高岭石为后生成因,与成矿流体关系密切,含矿层砂岩在铀成矿期经历了酸性流体的改造作用。3)结合松辽盆地西南部钱家店地区下白垩统九佛堂组、沙海组广泛分布的富铀烃源岩,认为海力锦铀矿床成矿流体可能来自深部的富铀还原性流体,在成矿期沿连通姚家组下段目标层的断裂向上渗出,随着温度、压力的降低及体系所处环境由还原转变为氧化环境,导致铀在流体中的溶解度急剧降低而析出沉淀下来,最终富集成矿。本次研究为松辽盆地西南部砂岩型铀矿床成因研究提供了新思路,具有重要的理论和实际意义。

柴达木盆地东北缘德令哈地区砂岩型铀矿化特征及找矿方向

德令哈地区位于柴达木盆地东北缘,砂岩型铀矿勘查找矿一直没有取得突破。基于详细的野外地质调查与室内研究,对德令哈地区新发现的德科、德东和旺尕秀三个铀矿化点进行重点剖析。研究表明:德令哈地区砂岩型铀矿赋矿层位主要以中新统下油砂山组(N_(1)y)、上油砂山组(N_(2)y)和狮子沟组(N_(2)s)为主,含矿砂岩主要包括褐红色、黄色、褐黄色、黄绿色中粗砂岩及灰绿色钙质细砂岩,矿石中有机质较为发育,常见“有机质+黄铁矿+铀矿物”组合形式。野外地质调查发现:研究区砂岩型铀矿化与断裂构造关系密切,铀矿化主要发育于背斜构造靠近核部一翼,部分断层中也发育铀矿化。石油部门资料指示德令哈地区发育一套厚约200 m的石炭系克鲁克组(C_(2)h)富铀暗色泥岩,铀含量可达30×10^(-6)~50×10^(-6)以上,可以为上覆含矿层提供深部铀源。研究区“背斜+断裂”构造组合形式是良好的构造减压区,为深部富铀成矿流体的向上运移提供了有利通道。据此分析认为柴东北缘德令哈地区的砂岩铀矿找矿方向应以“渗出型”砂岩铀矿为主,找矿目的层应以中新统下油砂山组、上油砂山组和狮子沟组为主,重点关注“背斜+断裂”的叠合部位。

松辽盆地西南部上白垩统姚下段红色砂体特征、成因及找矿意义

松辽盆地主力产铀层位——姚下段红色砂体的成因是制约砂岩型铀矿找矿思路的关键问题之一。文章通过开展盆地西南部姚下段红色砂岩的岩石学、矿物学及时空特征的系统研究,明确了松辽盆地西南部姚下段的红色砂体宏微观特征。在此基础上,结合姚下段沉积期古气候、伴生红色泥岩、古河道、古水深等多因素耦合分析,认为姚下段红色砂体呈面状展布、砂体厚度中心严格受古河道控制、岩石孔隙间发育强烈赤铁矿化等一系列宏微观特征是姚下段沉积期受极热气候事件影响的炎热干旱古气候背景中的震荡变热旋回的陆上河流相沉积的地质记录,提出松辽盆地西南部姚下段红色砂体主体以极热古气候控制下的原生河流相沉积成因为主。在此基础上提出盆地西南部钱家店断陷、龙湾筒断陷等深部富铀建造之上红杂色建造中原色红色砂岩断裂附近的灰色砂岩透镜体,姚下段红色砂岩中夹的薄层灰色泥岩附近的灰色砂岩集中区,均是有利的渗出成矿目标地质体。该研究明确了盆地西南部主力产铀层位红杂色建造的原生性,指出姚下段具备渗出成矿的先决条件,进而为区内利用渗出找矿新思路开展找矿工作指明了方向。