新疆砂岩型铀矿床中稀土元素地球化学特征对比分析——以伊犁盆地铀矿床与巴什布拉克铀矿床为例

通过对伊犁盆地层间氧化带砂岩型铀矿床稀土元素地球化学行为特征的分析和蚀源区岩石对比,初步认为该区稀土元素主要来自蚀源区的安山岩和花岗岩,与玄武岩无关;对ΣREE的研究表明,在层间氧化岩石带中ΣREE有所亏损;通过对REE的分异性的研究,认为在不同的分带中REE的分异程度不同,在矿石带中分异程度最大,更加富集LREE,并且随着岩石粒径的增大,LREE和HREE的分异也有增大的趋势;通过对巴什布拉克砂岩型铀矿床稀土元素地球化学特征分析表明,矿石ΣREE明显低于围岩的ΣREE,矿石和围岩ΣREE差别较大,这可能是由于该矿床在成岩成矿和搬运过程中有大量的REE被淋滤流失掉的缘故,但围岩的REE分布模式和矿石的REE分布模式基本一致,这也反映了该区成岩成矿的继承性特征。通过对伊犁盆地流体和岩石的pH值分布情况研究表明,层间氧化岩石带和原生还原岩石带的pH值相似,而矿石带的pH值偏低,这与在偏碱性条件下,REE和U的络合物容易形成,并且REE和U的络合物随着pH值的降低而迁移和沉淀富集是相吻合的。

鄂尔多斯盆地东北部直罗组底部砂体成因分析——砂岩型铀矿床预测的空间定位基础

砂体的结构和规模因沉积体系的不同而异,它们对铀成矿贡献的差别很大。作者通过露头调查、钻孔岩心分析和砂分散体系制图,对鄂尔多斯盆地东北部直罗组下段进行了成因分析。研究发现,直罗组底部砂体并非传统认识上的辫状河成因。实际上,它可以分为上、下两个亚段。虽然两个亚段的物源和砂分散方向具有很好的继承性(北西—南东向),但成因完全不同。下亚段主要由辫状河体系和辫状河三角洲体系构成,其中辫状河三角洲平原构成了研究区的主体。上亚段主要由曲流河体系和(曲流河)三角洲体系构成,虽然(曲流河)三角洲平原也是研究区的主体构成部分,但是(曲流河)三角洲前缘却占据了一定的空间,这是湖泊向西北方向扩展的结果。正是由于上、下亚段成因的不同,导致了下亚段砂体具有较大的规模和较好的连通性,而上亚段砂体规模变小、非均质性增强。砂岩型铀矿勘探的实践证明,矿体主要聚集于下亚段砂体中。因此看来,上述认识可以用于砂岩型铀矿成矿规律的总结和铀成矿空间的定位。

东胜砂岩型铀矿床低温热液流体的证据及意义

东胜地区砂岩型铀矿床是近年来发现的大型砂岩型铀矿床。笔者首次发现了低温热液流体成矿作用的证据:矿体中有后生的钛铀矿和锐钛矿组合。矿石流体包裹体均一温度为58～176℃,平均114.9℃。研究表明,鄂尔多斯盆地在中晚侏罗世—白垩纪发生过显著的构造热事件,造成砂岩型铀矿含矿层之下产生大量的微裂隙与裂隙带的出现,导致下部热液流体向上运移。低温热液流体的成矿作用是形成东胜铀矿床的重要因素。

东胜砂岩型铀矿床中烃类流体与成矿关系研究

东胜砂岩型铀矿床定位于灰绿色岩石与灰色岩石的接触部位,主要受古层间氧化带控制。矿体以板状为主。铀主要以铀矿物和吸附铀形式存在。铀矿物主要为铀石,UO2含量为46.72%～74.60%。吸附铀及U6+、U4+在铀矿床的不同地段所占比例存在明显差别。该铀矿床与世界上其他砂岩型铀矿床在成因上具有明显的不同,表现在矿床特征、岩石地球化学环境及控矿因素等方面具有很强的特殊性。晚侏罗世-早白垩世的构造热事件形成的含烃热流体参与了成矿作用,不仅为铀的活化、迁移、富集提供了有利条件,而且使铀矿床完全隐伏在还原环境中,对矿床的保存起到了重要作用。由烃类流体产生的后生还原作用所形成的灰绿色砂岩可作为铀矿床的岩石地球化学勘查标志。

再论石油与砂岩型铀矿床的相互关系——四论油气与金属(非金属)矿床的相互关系

石油与砂岩型铀矿床的相互关系受到重视。铀矿石与石油中的微量元素(特别是铼、镍、钒等)的共生关系表明它们均可能是深源的,而石油、沥青中的铅、锶、钕同位素示踪与定年则显示原油特别是甲烷与氢气均具有深源特征,砂岩型铀矿的沉淀与成矿是由于深部油气的还原作用的结果。根据石油与铀的特征及成因联系,提出了寻找大油气田的一般准则,即如果有砂岩型铀矿,而其深部中地壳有低速高导层,则可以圈定大油气田的靶区。

鄂尔多斯砂岩型铀矿床古层间氧化带中铀石的产状和形成

鄂尔多斯盆地的东胜铀矿床是一个重要的大型砂岩型铀矿床,业已查明铀石是该铀矿床的主要含铀矿物,铀石的颗粒十分细小。大量的显微镜薄片和电子显微镜观察发现,铀石通常以不规则的集合体产出于蚀变黑云母裂隙和黄铁矿边缘。电子探针分析表明,铀石中w（UO2）变化较大,在50%-70%间。与铀石相关的黑云母已经强烈蚀变,转变为水黑云母、水白云母和绿泥石。黑云母在蚀变过程中K^＋逐渐流失,直到基本流失殆尽,与原始黑云母相比,水黑云母w（K2O）总体减少了6.54%[占原始蚀变黑云母中w（K2O）的74%],同时w（FeO）减少了7.40%[占原始蚀变黑云母中w（FeO）的29%];水白云母与原始黑云母相比,矿物成分也发生了很大的变化,其中,w（K2O）总体减少了7.87%[占原始蚀变黑云母中w（K2O）的89%],同时w（FeO）减少了19.22%[占原始蚀变黑云母中w（FeO）的76%],w（Al2O3）由16.64%增加至32.72%,增加了16.08%。根据铀石产出的特征和蚀变水黑云母和蚀变水白云母成分特征,探讨了铀酰离子（UO2^2＋）被还原成U^4＋和形成铀石[U（SiO4）1-x（OH）4x]的机理,指出古层间氧化带中铀石的形成与黑云母的蚀变以及黄铁矿的形成有着密切的联系。

层间氧化带砂岩型铀矿床微生物地球化学特征及与铀成矿的关系研究——以吐鲁番—哈密盆地十红滩铀矿床为例

通过样品采集、细菌培养和鉴定等,首次在中国大型的十红滩层间氧化带砂岩型铀矿床容矿层中发现不同种群的细菌。氧化带主要分布铁细菌、硫杆菌、硝化菌等好氧菌,矿石带主要分布厌氧的硫酸盐还原菌,其种类和数量上具明显的生物地球化学分带性,并与岩石的地球化学分带性一致。首次利用容矿层的硫酸盐还原菌在室内进行了硫酸盐还原试验。根据细菌的代谢特征,结合硫酸盐还原菌还原试验,分析了细菌在层间氧化带形成、铀氧化迁移和还原成矿过程中的作用。

东胜砂岩型铀矿床特殊性讨论

东胜砂岩型铀矿床具有诸多与国内外砂岩型铀矿床不同的地质现象,文章通过对该矿床的成矿地质环境、矿床地质特征和主要控矿因素等与国内外砂岩型铀矿床的对比分析,认为东胜砂岩型铀矿床经历了预富集阶段、古层间氧化作用阶段和油气后生还原作用阶段而形成的古层间氧化带型铀矿床,油气活动在铀成矿作用过程中具有提供铀源和还原剂的双重作用,在矿床形成后的后生还原作用对岩石地球化学环境进行了彻底改造,断裂构造对矿床的空间定位起到了至关重要的作用,属砂岩型铀矿床新类型。

新疆伊犁盆地南缘层间氧化带砂岩型铀矿床中稀土元素地球化学特征

通过对新疆伊犁盆地南缘层间氧化带砂岩型铀矿床主要层位水西沟群中稀土元素地球化学行为特征的分析,并与蚀源区岩石对比,初步认为水西沟群的稀土元素主要来自蚀源区的安山岩和花岗岩,与玄武岩无关。伊犁盆地南缘乌库尔其地区流体和岩石的pH值分布情况表明,层间氧化岩石带和原生还原岩石带的pH值相似,而矿石带的pH值偏低,这与在偏碱性条件下,REE和U的络合物容易形成,并且REE和U的络合物随着pH值的降低而迁移和沉淀富集是相吻合的。对REE的研究表明,在层间氧化岩石带中REE有所亏损;通过对REE的分异性的研究,认为在不同的分带中REE的分异程度不同,在矿石带中分异程度最大,更加富集LREE,并且随着岩石粒径的增大,LREE和HREE的分异也有增大的趋势;根据REE和U的亲和性及活动性特征,认为U和REE在迁移沉淀规律方面具有共性,以[UO2(CO3)3]4-及[REE(CO3)3]3-形式进行迁移;即在偏碱性的条件下,容易形成碳酸盐络合物,随着pH和Eh值降低,U和REE共同沉淀、富集。

东胜地区砂岩型铀矿床后生蚀变矿物分带特征初步研究

鄂尔多斯盆地北部东胜地区砂岩型铀矿主要产在侏罗系直罗组地层中。直罗组地层可分为上、下两段 :下段又分为上、下两个亚段 ,其中下亚段主要为容矿的灰色砂岩 ;上亚段主要为灰绿色砂岩、泥岩 ;上段为杂色的中细砂岩、泥岩。笔者通过对直罗组砂岩的镜下观察研究 ,在垂向上确立了岩石的后生蚀变分带 :直罗组下段下亚段为灰色 灰白色砂岩 (含矿段 )的绿化 (Ⅰ ) (主要为长石的绿帘石化 ) +碳酸盐化带 ;上亚段为灰绿色砂岩的绿化 (Ⅱ ) (主要为黑云母绿泥石化 ,也有长石绿泥石化和绿帘石化 ) +粘土化 +碳酸盐化带 ;直罗组上段杂色细砂岩的褐铁矿化 +粘土化 +碳酸盐化带。主要的后生蚀变作用发生在灰绿色的砂岩中。砂岩呈现灰绿色的原因主要在于含较多绿色黑云母 ,而非绿泥石 ,其本质原因在于矿物中Fe2 +含量较高。砂岩层中的后生蚀变现象与铀成矿作用关系密切。

REE地球化学在砂岩型铀成矿研究中的应用——以川北砂岩型铀矿床为例

本文在系统的取样分析基础上,总结了川北砂岩型铀矿床的稀土元素地球化学特征,分析研究了围岩、矿石、方解石脉和铀矿物的稀土元素组成、关系,讨论了岩、矿石沉积和成岩过程的稀土元素变化规律,与国内外典型的火山岩型和变质岩型热液成因铀矿床进行了对比,认为川北砂岩型铀矿具有热液(水)改造成矿作用的稀土元素地球化学特征,铀矿化经历了沉积成岩和热液改造富集两个阶段,为砂岩型铀矿成矿研究提供了新的思路。

我国西北地区层间氧化带砂岩型铀矿床中铀的赋存形式

我国西北地区主要层间氧化带砂岩型铀矿床的贫矿石（U≤0．01％）中铀主要以分散形式，被砂岩填隙物中的粘土、褐铁矿等矿物，以及碎屑物和矿物的裂隙面等吸附，偶呈显微（μm级）、超显微状（〈1μm）沥青铀矿（其次为铀石）。随着矿石铀品位的增高，其中呈铀矿物形式的铀的比例逐渐增大，在特高品位（U〉1％）的矿石中，铀基本呈铀矿物（沥青铀矿，偶有铀石）形式产出。类质同象铀的份额极微，其可利用性缺乏实际意义。矿石中铀矿物主要赋存于矿化砂岩的填隙部位及碎屑物、矿物的孔隙或解理中，有时可交代碳屑、黄铁矿、绿泥石、黑云母等。由矿石中U^4＋／U^5＋含量比例推算原生铀矿物（沥青铀矿）的近似含氧系数变化范围为2．35～2．74，均值为2．49，与沉积、淋积铀矿床中的铀氧化物含氧系数相当，表明该类铀矿床生于常温条件下。极少数样品落入低温热水成因沥青铀矿的含氧系数范围（含氧系数低至2．35），表明个别地段可能出现低温热水铀成矿作用，推测可能受断裂构造热的影响。进而推测，特富矿石（U〉1％）可能是源自深部、沿断裂上升的含铀低温热水叠造作用的产物，板状矿体便是深、浅部流体混合的证据之一。

层间氧化带砂岩型铀矿床的铁物相特征及其地球化学意义——以伊犁盆地511铀矿床和吐哈盆地十红滩铀矿床为例

层间氧化带砂岩型铀矿床在空间上与层间氧化带各亚带的分布具有严格的对应关系。铁元素的物相特征是其所处地球化学环境变化的敏感标志。Fe_(Fe_2O_3)/TFe,Fe_((FeCO_3+FeS_2)/TFe,Fe_(Fe_2O_3)/Fe_((FeCO_3+FeS_2))等比值是反映地球化学环境变化的重要指标。应用铁物相特征及其以上比值,可以简捷地对层间氧化带进行亚带的划分,这对指导铀矿勘查具有重要理论和实践意义。过渡带中菱铁矿(FeCO_3)和黄铁矿(FeS_2)等对地球化学环境敏感的矿物的富集,指示了有利于铀成矿的中性—弱酸性、还原的地球化学环境。

砂岩型铀矿床分类探讨

在研究国内外大量砂岩型铀矿床成矿地质特征的基础上 ,本文分别以铀矿床含矿沉积建造、含矿主岩沉积环境、矿体形态和矿床成因为依据 ,提出了砂岩型铀矿床的 4种分类方案 ,并探讨了这

可地浸砂岩型铀矿床上土壤热释光异常特征

阐述了不同景观条件下可地浸砂岩型铀矿床土壤热释光发光曲线特征和异常特征 ;在扎吉斯坦等地的应用表明 ,铀矿床上形成了清晰的土壤热释光异常 ,异常特点表现为矿体两端异常高。

地浸砂岩型铀矿床微磁异常研究及其找矿意义

通过认真研究中国新疆某盆地410,411和412三个已知地浸砂岩型铀矿床的航磁资料,发现这些矿床上方均存在航磁微磁异常。根据地浸砂岩型铀矿的成矿地球化学机制,对航磁微磁异常的形成机理作了进一步探讨,结合试验区的实际预测成果指出,与氧化—还原过渡带有关的地浸砂岩型铀矿床上方存在微磁异常,高精度航磁完全能探测得到它。航磁微磁异常是此类矿床的特征异常之一,对此类铀矿床具有直接的指示意义,可以作为一种直接标志信息运用于前期成矿预测。

砂岩型铀矿床中铀矿物的形成机理

本文通过对砂岩型铀矿床中铀在不同地球化学环境中的行为、存在形式及铀矿物种类的分析 ,论述了主要工业铀矿物———沥青铀矿的形成机理 :( 1 )铀是变价元素 ,在氧化环境中活化迁移 ,在还原环境中还原沉淀 ;( 2 )来自于氧化环境的 [UO2 (CO3) 3]4 - 、 [UO2 (CO3) 2 ]2 - 在氧化还原过渡带与有机质、硫化物及低价铁等还原剂发生反应 ,形成铀的简单氧化物———沥青铀矿 ;( 3 )有机质、粘土矿物等吸附UO2 +2 ,加快了其被还原的速度 ,有利于铀的富集。因此认为 :有机质还原SO2 - 4形成H2 S和H2 S还原UO2 +2 的作用是沥青铀矿形成的主要原因 ,这一反应在中性和弱碱性碳酸盐溶液中广泛和普遍存在。H2 S等还原剂的存在是环境Eh值下降的主要原因 ,从而使水中的UO2 +2在氧化还原过渡带处于过饱和状态 ,加速了铀的吸附和沉淀。

我国北西部地区层间氧化带砂岩型铀矿床微生物与铀成矿作用研究初探

层间氧化带砂岩型铀矿床中微生物参与成矿现象和微生物活动证据越来越多,表明微生物对当今我国主攻的层间氧化带砂岩型铀矿床的形成起重要作用。本文利用分子生物学、活菌培养和实验室模拟等方法对新疆十红滩和蒙其古尔两个典型砂岩型铀矿床中微生物与铀成矿作用关系进行了探讨,结果表明不同地球化学环境带岩石中主要微生物类群的分布特征不同,表现出明显的生物地球化学分带性,从氧化带到还原带,喜氧菌数量逐渐减少,厌氧菌数量递增,各带细菌的分布受容矿层中有机碳含量、铁的存在形式及含量、所赋存地下水的溶解氧和硫酸盐含量等的控制。微生物对铀成矿的影响是综合性的,同时也受到各种环境因素的制约,微生物之间也存在着共生、互生、竞争和拮抗的关系,从而影响着矿床的发育。该类铀矿床微生物富集铀的机制是以间接的非代谢性生物吸附为主,而代谢性富集机制则是次要的。

砂岩型铀矿床硫化物还原富集铀的机制

在层间氧化带砂岩型铀矿床中,铀在氧化还原前锋线附近的富集通常被解释为地下水中的U6+被还原为U4+形成铀矿物并沉淀,铀的还原剂则是保存在砂岩中的炭化植物碎屑和硫化物,特别是黄铁矿。作者通过大量的相关文献的调研,结合国内外在砂岩型铀矿研究方面取得的成果,对硫化物,特别是黄铁矿在砂岩型铀矿氧化还原前锋线附近铀还原、沉淀和富集过程中所起的作用提出了自己的认识。氧化还原前锋线富矿区的试验数据和地质观察显示只有在介质中缺少自由氧时黄铁矿才能够作为U6+的良好的还原剂,其还原机制是黄铁矿和水反应生成的H2S气体还原了铀。然而,磁黄铁矿是比黄铁矿更好的铀的还原剂,因为磁黄铁矿和水反应能产生氢气(H2),一种更有效的U6+还原剂。平常观察到的铀矿物(沥青铀矿和铀石等)围绕新生的黄铁矿颗粒沉淀的现象在很多情况下反映的是结晶顺序,实际上是Eh值降低时或酸化时黄铁矿早于铀矿物发生沉淀的结果。