松辽盆地海力锦铀矿床黄铁矿微量元素、硫同位素特征及其对成矿流体性质的指示

海力锦铀矿床控矿灰色砂岩垂向上具有“两红夹一灰”特征,铀矿体呈多层板状,与传统的层间氧化带砂岩型铀矿明显不同。文章通过对赋矿灰色砂岩中黄铁矿微区微量元素和硫同位素特征研究,反演海力锦铀矿床成矿流体性质及来源,主要获得了以下几点认识:(1)海力锦铀矿床含矿层黄铁矿赋存形式包括胶状、草莓状,铀矿物常与草莓状或胶状黄铁矿共伴生于有机质胞腔内或矿物粒间孔隙。(2)黄铁矿微量元素特征显示,As、Mo、Sb等亲硫性元素从核部到边部含量增高,Mo、Ni、Zn、Cu、Ba等元素与U具有较好的正相关性,这些元素在大气降水中难以沉淀和富集,往往富集于深部还原性流体中。硫同位素δ34SV-CDT值显示从核部到边部明显降低的特征,表明黄铁矿形成环境发生了较大改变,指示海力锦铀矿床成矿流体可能为深部具有一定温度的还原性流体。(3)松辽盆地西南部深部发育厚度大且面积广的富铀烃源岩,海力锦铀矿床东南部F1断裂为沟通深部富铀烃源岩和含矿层的深大断裂,据此认为海力锦铀矿床成矿流体可能来自深部还原性流体(富铀烃源岩),控矿灰色砂岩为还原性流体对原生氧化沉积建造的还原改造。

抽水试验确定松辽盆地主要水文地质参数方法讨论

近年来,松辽盆地铀矿找矿成果颇丰,中型至大型铀矿床的发现为我国铀资源的开发和利用奠定了重要基础。在地浸开采过程中,水文地质参数的精确度对于提升采矿效益和确保安全生产至关重要。水文地质参数的主要获取途径为抽水试验,所采纳的试验手段与参数计算方法的挑选,对试验结果的精确性和经济性起到关键作用。何种方法所得渗透系数最接近实际值,经济性最佳,目前国内水文地质界尚未达成共识。文章通过对松辽盆地南部海力锦、钱家店及大林3个典型铀矿床抽水试验展开深入研究,结合工作目的和水文地质条件,确定了松辽盆地南部地浸砂岩型铀矿床适合定流量非稳定流抽水试验方法。分别用双对数标准曲线配线法、半对数直线图解法及水位恢复法计算了渗透系数、影响半径、贮水系数及压力传导系数等水文地质参数,并对以上3种方法求得的参数的准确性进行了分析和讨论,同时总结了各种方法的利弊,旨在为我国类似铀矿床的水文地质工作提供借鉴。

松辽盆地海力锦铀矿床含矿地层岩石弹性参数特征研究

当前,地震勘探技术在砂岩型铀矿勘查中主要用于查明地层展布、构造和砂体等成矿环境要素,而在分辨地层岩石是否含矿等铀矿信息直接获取方面尚存在欠缺。砂岩型铀矿含矿砂体与围岩的弹性参数差异是开展含矿砂体地震识别技术研究的基础,针对松辽盆地海力锦铀矿床的含矿地层,采集三口钻井的岩心,在实验室采用“线切割+全程样品防护”方式制获岩心样品,通过“量积法+超声脉冲透射法”开展测量,获取钻井岩心样品的纵波速度、横波速度和密度等弹性参数,并计算钻井岩心的纵波阻抗和横波阻抗,在此基础上开展海力锦铀矿床含矿地层岩石的弹性参数特征研究。研究结果表明:在含矿层深度范围内,岩石弹性参数差异主要受岩石岩性影响,而受深度变化的影响可忽略不计;地层岩石不同岩性的速度、密度和波阻抗等弹性参数存在差异,特别是含矿中砂岩的密度和速度参数与围岩存在一定差异,可根据密度和纵波速度差异识别含矿中砂岩,并给出相应的技术方案,为开展岩石岩性及含矿砂体的地震精细识别研究提供依据。

钱家店凹陷HLJ铀矿带姚家组下段铀的赋存状态及成矿时代

钱家店凹陷HLJ铀矿带是近年来松辽盆地西南部砂岩型铀矿找矿取得的重大新突破。文章通过对含矿层姚家组下段富铀砂岩矿石开展详细的宏微观岩矿鉴定、扫描电镜、能谱分析和全岩U-Pb同位素测年等工作,查明了矿石的基本岩石学、矿物学、铀赋存状态和年代学特征,初步探讨了砂岩铀成矿机制及过程。结果表明,砂岩矿石本身的炭屑和黄铁矿等还原介质偏低,属于一套成分和结构成熟度中等的原生弱还原性的河流相碎屑沉积建造,并发育了高岭石化、蒙脱石化、铁白云石化、黄铁矿化等酸性和碱性伴生的蚀变矿物组合;矿石中铀主要为热液改造成因的胶状含铀、钛、锆、硅的复合物,且不均匀地赋存在矿石局部强吸附还原域内的黏土杂基、各类碎屑、含钛矿物及铁白云石的边部或孔隙中,并不与某种组分呈明显的正相关性。矿石全岩U-Pb同位素测年结果表明,区内姚家组下段砂岩存在(79±14)Ma和(44.4±5.6)Ma的两期成矿作用,分别对应于嫩江期末的坳陷构造初始反转-挤压抬升持续成矿事件和始新世早期的碱性热液瞬时渗出-叠加改造成矿事件。钱家店控凹F1断裂反转活动和深部热液渗出联合控制了该区姚家组下段砂岩渗入-渗出耦合叠加铀成矿作用和过程,导致了铀矿带偏窄、矿体埋深较大、品位富、后期无氧化叠加的典型特征。

松辽盆地南部海力锦铀矿床姚家组下段黏土矿物特征及其铀成矿意义

黏土矿物是表征盆地砂岩型铀矿含矿建造地球化学环境以及反演其经历的表生流体作用的重要指示性矿物。文章以钱家店凹陷新发现的海力锦铀矿床含矿层姚家组下段为研究对象,通过偏光显微镜、X射线衍射、扫描电镜及能谱分析等方法,系统开展了不同地球化学分带的岩石学、黏土矿物类型、形貌及含量等特征研究。姚家组下段红色和灰色泥岩原生黏土矿物组合为伊利石+伊蒙混层,高岭石含量较低,总体反映了沉积期偏干旱炎热古气候环境。泥岩中不同类型黏土矿物含量具有一定的相关性,推测其在沉积-成岩过程中存在一定的相互转化关系。与泥岩明显不同,各地球化学分带砂岩中的黏土矿物主要为高岭石,其次为伊利石和伊蒙混层,显示具有后生外来酸性流体改造的特点,应发生在区域层间氧化水渗入之前。铀含量与黏土矿物含量间没有明显的相关性,结合镜下铀-黏土矿物空间赋存关系和区内构造-流体演化史显示,矿石中铀沉淀富集受多种吸附还原剂控制,局部与高岭石关系密切,存在一期深部酸性还原流体渗出改造作用,为原生偏弱还原性的姚家组下段砂岩铀成矿提供了有利条件。

大兴安岭红山子盆地铀矿勘查新进展及其找矿意义

通过2010—2012年开展的新一轮铀矿补充勘查和基础地质研究,确认了沽源-红山子铀成矿带红山子盆地的含矿火山岩以高钾钙碱性流纹岩-碱性流纹岩组合为特征,属晚侏罗世早期新民组,发现铀钼矿体主要受NE向推覆构造控制,成矿期热液蚀变属碱交代型。红山子盆地赋矿火山岩的岩石组合和地质时代,与早白垩世早期高钾钙碱性流纹岩-碱性粗面岩组合为特征的沽源盆地张麻井铀钼矿床的赋矿围岩明显不同,是沽源-红山子铀成矿带一个新的找矿层位;红山子铀钼矿床的控矿构造和热液蚀变特征,也不同于具有"上酸下碱"蚀变规律、矿体赋存在流纹斑岩与流纹岩接触带附近的张麻井铀钼矿床,一方面证实断裂构造在铀矿体定位中具有控制作用,另一方面暗示红山子盆地抬升剥蚀程度较大、保矿条件不好,指示沽源-红山子铀成矿带铀矿靶区的圈定应注意保矿条件的分析。

三维地震勘探技术在松辽盆地HLJ地区砂岩型铀矿勘查中的应用

三维地震勘探相较二维地震勘探能够更准确地反映目标地质体的三维立体形态,勘查实践表明,通过三维地震查明勘查区的三维地质结构和岩性发育特征,分析砂岩型铀矿的铀成矿条件,可以为研究区的铀矿勘查提供依据。通过在松辽盆地西南部HLJ地区开展三维地震勘探工作,重点研究了研究区姚家组的埋深、地层厚度和岩性发育情况,共划分出A、B、C三套“泥-砂-泥”地层,并优选了B套地层为铀成矿有利层位,其底板埋深约为605~635 m,厚度约为80~100 m,进一步优选了研究区南部为铀成矿有利区域,区域内砂体厚度约为25~30 m,砂地比约为0.3~0.4,“泥-砂-泥”地层空间上稳定发育,可为铀成矿提供较好的岩性环境。

松辽盆地南部海力锦铀矿床地质特征及成因探讨

基于海力锦地区铀矿勘查资料,总结了海力锦铀矿床成矿地质特征,深入分析了控矿因素及成矿规律,并根据矿床成因特点建立了本区特有的三阶段成矿模式。研究表明,海力锦铀矿床具有厚度大、品位高、平米铀量大、矿化集中的富矿特点,矿体分布于完全氧化带附近,沿走向长度连续、稳定,沿倾向宽度相对有限,矿体呈板状、似层状产于姚家组下段的上、下氧化带之间的灰色砂体中。分析认为区内控矿因素较复杂,其富矿特征主要与辫状河相砂体、宝龙山构造天窗、区域层间氧化带、后生还原改造及沉积期以来的古气候等关系密切。研究探讨了其成矿类型主要为非典型层间氧化带型,伴有原生预富集和后期氧化-还原叠加改造成矿的特点。初步认为该区主要找矿标志为姚家组下段厚度适中的灰色砂体,一般15~30 m最为有利。海力锦铀矿床显示,目的层姚家组成矿潜力巨大,通过借鉴该矿床成矿认识有助于在松辽盆地外围取得新的找矿突破。

松辽盆地南部海力锦铀矿床镭氡平衡系数计算方法研究

镭氡平衡系数是地浸砂岩型铀矿勘查中重要的物探参数之一,能否正确计算镭氡平衡系数将直接影响铀矿床资源量估算结果的准确性。目前在实际工作中,镭氡平衡系数主要由物探参数孔观测法和伽马测井解释结果与取样分析结果对比法确定,而物探参数孔观测法又可分为平均值法和曲线拟合法。对松辽盆地南部海力锦地区姚家组下段地层的铀矿镭氡平衡系数进行了计算和研究,并对计算结果进行了对比与评价。两种方法在砂岩型铀矿镭氡平衡系数计算中都非常重要,可以相互验证。经过分析,物探参数孔观测法比伽马测井解释结果与取样分析结果对比法计算的镭氡平衡系数可信度更高。对于物探参数孔观测法的两种计算方法,曲线拟合法更接近氡气的恢复情况,可以避免观测值误差或氡气未达到平衡等因素导致计算结果不准确,结果更为合理。

松辽盆地南部通辽-通榆地区姚家组铀、铁和有机碳分布及指示意义

松辽盆地南部近几年不断实现找矿新突破,对影响成矿作用的因素也有不同的认识。通过对选区的砂岩样品进行微量铀、铁和有机碳的含量测试,分析其分布情况,进而分别论述其与铀成矿的关系。结果表明,微量铀可以直接反应铀元素的富集程度,铁和有机碳对铀成矿起到积极作用。在含矿层中最重要的含铁矿物黄铁矿和有机碳均可提高砂体的还原容量,铀矿物多与黄铁矿和有机碳密切共生,有机碳被氧化可使砂体酸化,从而促进铀的富集沉淀。此外,钻孔揭露的铀矿化基本处于Fe^2+/Fe^3+值在1~3之间的氧化-还原区域和有机碳含量在0.07%~0.23%的区域。通过对上述分析讨论,最终在莫力庙-花吐古拉地区和衙门营子-通榆地区圈定铀成矿远景区两片,为下一步勘查工作提供依据。

松辽盆地南部砂岩型铀矿床铀成矿作用特征及成矿模式

为了建立松辽盆地南部新的铀成矿模式,通过电感耦合等离子体发射光谱仪和铀分析仪对区内氧化砂岩、还原砂岩进行铀、钍含量分析测试,同时对氧化砂体、还原砂体及铀矿体的空间分布及组合规律开展研究。结果表明,氧化砂岩中铀含量低于还原砂岩,而氧化砂岩w(Th)/w(U)值大于还原砂岩,表明氧化砂岩发生了铀的浸出和迁移。依据氧化砂体和还原砂体及矿体的空间组合关系,将本区铀矿床划分为"上、下氧化,中间成矿"、"透镜状氧化、多层成矿"和"多层氧化,多层成矿"等3种类型。建立了"四位一体"继承性叠加改造区域铀成矿模式,认为松辽盆地铀成矿经历了4个成矿阶段,依次为晚白垩世姚家组下段沉积期预富集阶段、晚白垩世姚家组下段成岩期红色泥岩压实流体氧化叠加富集阶段、古近纪始新世层间渗入氧化与断陷层还原流体渗出主成矿阶段和古近纪热液活动铀叠加及层间氧化与断陷层渗出还原流体持续改造成矿阶段。该研究成果可为松辽盆地南部铀资源的地质勘探提供依据和思路。

松辽盆地南部HLJ地区铀成矿控矿因素分析

近年来,松辽盆地南部的找矿成果突出,HLJ地区是该区新探明的铀矿产地。文章对松辽盆地南部HLJ地区进行钻孔岩心的观察、姚家组Th、U质量分数的统计分析、钻孔连井剖面以及地震-钻井资料对比等研究,结果表明:区内铀矿体多呈板状,具有多期次成矿特征,铀矿化集中产出在河道边缘和河流分叉口的位置;部分褐黄色、褐红色氧化砂体存在后生氧化现象,表现出明显的层间氧化作用;铀矿体与断裂空间关系密切。结合前人研究成果,认为HLJ地区铀成矿的主控因素包括多期河道控矿、层间氧化带控矿以及构造控矿3个方面,三者在铀成矿和保矿过程中起到了相辅相成的作用。

松辽盆地南部海力锦铀矿床铀矿物赋存状态及富集机理——试论“潮汐式”成矿作用过程

对砂岩型铀矿而言,明确铀矿物的赋存状态及富集机理既有理论意义,又有生产实践意义。海力锦铀矿床位于松辽盆地南部,含矿层位为上白垩统姚家组下段灰色砂岩。本文通过野外地质调查,结合光学显微镜、扫描电镜、电子探针以及X-射线衍射等分析技术手段,系统阐述了该地区铀成矿的关键控矿要素、矿化类型及铀的迁移、沉淀、富集规律。研究显示,海力锦地区上白垩统姚家组多色砂体可划分为褐红色和砖红色、褐黄色和灰红色、灰白色及灰色颜色类型,分属于强氧化亚带、弱氧化亚带、过渡带(矿化带)和还原带。蚀变矿物学特征揭示,灰白色赋矿砂体中黏土矿物含量最高,主要以高岭石为主。铀矿物赋存状态研究表明,铀矿物种类以含钛铀矿物、沥青铀矿及铀石为主,呈不规则微细(网)脉或粒状发育。典型矿物研究显示,钛氧化物中存在Ti^(4+)元素的活化迁移及菱铁矿中存在Fe^(2+)元素的氧化再造现象。因此,研究区灰白色赋矿砂体可能经历过酸性还原性流体作用的影响,且区域上氧化作用动力有限,氧化作用与还原作用呈“此消彼长”耦合相关关系特征,含铀砂体持续经历氧化→还原→再氧化→再还原……的“潮汐式”成矿作用过程,铀矿物不断的被卸载‒消融‒运移‒富集,造就了海力锦铀矿床“厚度大、品位高、平米铀量高、矿化集中”独有的成矿特征。

河北围场朝阳地晚泥盆世侵入岩的发现及锆石U-Pb年代学证据

河北省围场县朝阳地晚泥盆世侵入岩岩性主要为二长花岗岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb测年为(375. 3±2. 2) Ma和(382. 8±2. 1) Ma;二长花岗岩A12O3含量14. 41%~17. 08%、Ca O 0. 77%~3. 15%、(K2O+Na2O)7. 03%~8. 63%。铝饱和指数A/CNK为0. 92~1. 30,在CIPW标准矿物计算中出现刚玉分子,未出现透辉石,表明该岩体为一套强过铝质亚碱性S型花岗岩。(La/Yb)N=9. 91~29. 93,LREE/HREE=11. 35~16. 61,δEu无异常,在配分曲线上显示左高右低的特征。微量元素富集Rb、Ba、K、Sr、Hf等大离子亲石元素,亏损Ta、Nb、P、Ti等高场强元素,由此可看,研究区晚泥盆世花岗岩属较典型的S型岛弧花岗岩。结合岩石地球化学、区域地质特征,认为该期侵入岩为岛弧构造背景,其形成与古亚洲洋向南俯冲有关。

松辽盆地南部海力锦地区上白垩统姚家组砂岩物源示踪及其构造背景综合研究:来自岩石地球化学及锆石U-Pb年代学的制约

针对可地浸砂岩型铀矿潜在铀储层预测、铀源评价而言,明确赋矿砂体的物源是关键。海力锦铀矿床位于松辽盆地南部,赋矿砂体为上白垩统姚家组灰色砂岩。系统采集了该矿床内16个钻孔中的26件样品,首次对姚家组灰色、褐红色、褐黄色砂体展开了碎屑岩岩石学、地球化学及锆石年代学分析工作。测试结果表明,这套多色砂岩在铀工业矿孔、矿化孔及无矿孔中整体表现较为一致,均具高SiO_(2),相对较低的Al_(2)O_(3)、Fe _(2)O _(3)、MgO、MnO、Na_(2)O、TiO _(2),地球化学分类属于岩屑砂岩、亚岩屑砂岩类,指示源岩可能为酸性岩类;化学蚀变指数(CIA)值为62.93~83.46(平均74.08),成分变异指数(ICV)值为0.4~1(平均0.6),推测其经历过半干旱-半潮湿气候背景下的中等化学风化作用影响;根据源岩属性判别其母岩主要为长英质(酸性)岩石,且源区构造背景属于被动大陆边缘环境;碎屑锆石U-Pb测年显示谐和年龄主要集中分布在3个年龄区间,分别为180~110,320~230,2536~1738 Ma。结合岩石地层划分、盆缘岩浆岩年代以及区域构造演化特征,推断海力锦地区姚家组下段沉积物最有可能来源于大兴安岭南缘的林西地区。

内蒙古锦山火山盆地构造岩浆活动与铀成矿的关系

锦山火山盆地位于华北陆块北缘沽源–红山子铀成矿带东部。该成矿带先后发现了张麻井(460)、大官厂(534)、红山子(470)等铀矿床,近年来随着铀矿找矿工作的不断深入,在核桃坝、红山子等地区不断取得新的突破,研究区与这些产铀火山盆地有着相似的地质背景和成矿地质条件。盆地两侧受北东向深大断裂控制,呈现断陷性质,基底主要由富铀花岗岩体组成,盖层火山岩具有多旋回、多期次的特点,发育齐全,构造岩浆活动强烈,铀的活化、迁移、叠加富集等成矿作用十分突出,盆地内已发现较多火山热液型铀矿化异常点(带),集中分布于构造交汇复合部位或局部基底隆起部位,显示出铀成矿作用与构造岩浆活动关系密切,具有较好的成矿潜力和找矿前景。

内蒙古阿拉坦合力碱长花岗岩成因探讨及其意义

内蒙古锡林郭勒盟阿拉坦合力地区碱长花岗岩矿物组合为Kf+Pl+Q+Bi+Mz+Zr,属过铝质高钾钙碱性碱长花岗岩;地球化学特征显示其形成于大陆边缘后造山环境;锆石U-Pb测得其结晶年龄为317±1Ma(MSWD=1.10)。结合区域大地构造背景研究,本文指出石炭纪晚期古亚洲洋经陆-陆碰撞闭合后,进入一个相对稳定的拉张伸展构造环境。

松辽盆地南部姚家组下段层间氧化特征及其与铀成矿关系研究

基于松辽盆地南部历年砂岩型铀矿调查评价与勘查资料,文章研究总结了上白垩统姚家组下段层间氧化蚀变分带特征及其成因,深入分析了氧化带类型及其空间展布规律,进而研究了不同类型氧化带与铀矿化关系。研究表明,松辽盆地南部层间氧化作用存在强、弱之分,形成时间对应有早、晚之别,其氧化带空间产出复杂多样,总体形成了具有“上、下氧化,中间还原”的地球化学环境,一般靠近完全氧化带边界附近的还原性灰色砂体内形成板状铀矿体,铀矿化规模相对较大,分布范围广,找矿空间巨大。通过对比不同地区姚家组下段氧化带与铀矿化空间匹配关系,初步认为松辽盆地南部局部地区还存在传统意义上舌状层间氧化作用,形成了氧化带前锋线卷状铀矿体,其控制形成的铀矿化宽度虽相对较窄,但新成矿类型的补充将极大拓宽盆地找矿空间,对外围找矿再突破奠定了新的理论基础。

官地银金矿成矿条件分析及成矿模式探讨

官地银金矿是一处开采多年的老矿山,地处赤峰—朝阳金矿化集中区北部,矿体主要受断裂构造和燕山早期次火山岩联合控制。本文结合区域地质资料和近年工作成果,通过分析区域地质成矿背景,矿区、矿体地质特征,总结有利的成矿条件,尝试建立了成矿模式。

华北陆块北缘隆起带两侧断裂活动时期探讨

华北陆块北缘隆起带主要受控于北侧康保—围场断裂及南侧尚义—平泉断裂控制,通过在该地区的断裂两侧出露地层对比发现,康宝-围场断裂带活动于138Ma;35Ma,其北侧地层抬升,早白垩世张家口组地层被剥蚀,南部保存较好;尚义—平泉断裂活动于120Ma以后,其南侧地层抬升剥蚀,未见早白垩世义县组地层,而北部该地层保存完好。大致圈定两条断裂带的活动时间,以及其对冀北北部地区地层的控制情况。