纳米比亚罗辛地区矿化白岗岩铀矿物学研究及意义

罗辛矿床为世界级白岗岩型铀矿床,存在SJ、SH、SK、Z17、Z19等多个矿(化)带,各矿(化)带矿物组合存在较大差异,但系统的矿物学研究程度不高。本次工作通过岩矿鉴定、扫描电镜观察、电子探针分析等方法,系统研究罗辛地区主要矿(化)带铀矿物共生组合及赋存状态。结果显示,白岗岩矿化按矿物组合可划分为3类:①晶质铀矿+锆石+磷灰石组合,主要分布在Z17、Z19、SJ矿床(带);②铀石、铀钍石+榍石+磷灰石组合,主要分布在SH矿床;③贝塔石组合,主要分布在SK、SH矿床。研究区铀成矿可划分为3个期次:岩浆期、热液期、表生淋积期。岩浆期为主成矿期,研究区晶质铀矿电子探针化学年龄为505±11 Ma,代表岩浆期成矿年龄。SH应进一步寻找铀石、铀钍石+榍石+磷灰石组合矿化白岗岩。

粤北长江铀矿田基性岩脉年代学、地球化学特征及其地质意义

粤北长江铀矿田位于诸广山复式岩体中南部,发育不同类型和期次基性岩脉。文章通过开展系统的岩石学、Ar-Ar年代学和地球化学分析,探究了基性岩脉类型、成岩年龄、构造背景、岩浆来源以及与铀成矿的关系。岩石学和年代学研究表明,该地区基性岩脉类型主要为辉绿岩、辉绿玢岩、闪斜煌岩及辉石煌斑岩等,基性岩脉至少分为三期:136.8 Ma、120.7 Ma、113.8~110.1 Ma,与华南中生代主要的地壳拉张活动时间相一致。地球化学研究结果表明,基性岩脉中大离子亲石元素Rb、Ba、K、Sr富集,高场元素Nb、Ta、Zr、Hf、Ti相对亏损,各类元素参数特征显示其具有拉张裂谷带玄武岩地球化学特征,可能为俯冲交代作用形成的富集地幔部分熔融形成。综合分析认为,该地区铀成矿作用是基性岩脉侵位后的地质事件,基性岩脉与铀成矿时空关系密切,受控于华南岩石圈伸展的动力学背景。

粤北长江地区花岗斑岩脉年代学、地球化学特征及其地质意义

粤北长江地区花岗斑岩脉呈近EW向分布于长江铀矿田中东部。通过对该花岗斑岩脉岩石学、锆石U-Pb年代学和地球化学特征开展研究,探讨了成岩年龄、岩石成因类型、物质来源、构造背景及与铀成矿的关系。长江地区花岗斑岩脉LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为151.8±0.7 Ma(MSWD=1.8),为燕山早期岩浆活动的产物。地球化学研究结果表明:其在主量元素方面具高w(SiO_(2))(平均为74.67%)、富w(Al_(2)O_(3))(平均为13.39%)、高w(K_(2)O)/w(Na_(2)O)值(平均为2.15)和高A/CNK值(平均为1.28)的特征,在微量元素方面具高w(Rb)/w(Sr)值(平均为9.93)和高w(Rb)/w(Nb)值(平均为20.03),Rb、Th和Hf富集,Ba、Sr、P和Ti亏损的特征,在稀土元素方面具Eu亏损明显(δEu平均为0.31)、轻稀土略富集右倾型配分曲线的特征,属于典型的壳源型花岗岩。综合研究认为:长江地区花岗斑岩脉主要形成于挤压造山向非造山转换的后造山拉张构造环境,由中-上地壳的泥质岩组分部分熔融形成。花岗斑岩脉的贯入,增加了含矿围岩结构的不均匀性,可能为铀成矿提供有利成矿空间。

纳米比亚白岗岩型铀成矿作用评述

纳米比亚铀矿资源十分丰富,被誉为“战略金属储备库”,其中白岗岩型铀矿更是铀矿中最主要的类型,成矿潜力巨大,主要受构造、岩性和地层控制,部分矿床还受后期热液活动的叠加改造。在6类白岗岩及Salem型等花岗岩中,赋铀白岗岩仅为D型和E型两种白岗岩,主要是由于非矿化白岗岩或花岗岩形成于D_(3)期间或之前,而矿化白岗岩是由富铀基底深部重熔而形成的,产于D_(3)构造变形及穹隆构造之后,两者的物质来源不同。千岁兰深大断裂是白岗岩型铀矿活化迁移的通道,穹隆、NNE向韧性剪切带及褶皱等构造膨大变异部位为矿化白岗岩的侵入提供了充足的就位空间。另外,赋铀白岗岩常以网脉状、脉状侵入罗辛组大理岩和可汗组片麻岩、卡里毕比组大理岩和卡塞布组黑云母片岩,在侵入过程中,岩浆与罗辛组或卡里毕比组大理岩发生脱碳反应,致使二氧化碳含量增加,岩浆易于沸腾,促进铀沉淀富集。就后期热液而言,在靠近断裂破碎带等部位,矿化白岗岩明显发生强烈的热液蚀变,使得铀矿化品位显著增高,可见局部存在后期热液的叠加富集。因此,白岗岩型铀矿的成矿作用大体划分为原始岩浆的结晶分异作用、后期热液的叠加富集作用和表生氧化淋积作用3个期次。

沙特赛尼亚特矿床赛尼亚特磷块岩段地质特征和层序地层分析

沙特赛尼亚特矿床是新特提斯磷块岩成矿域的重要组成部分,具有丰富的磷资源及其伴生的铀资源,但是目前对赛尼亚特矿床研究程度较弱。文章在综合分析前人已有工作的基础上,对赛尼亚特矿床及外围开展地质和放射性调查,对赛尼亚特磷块岩段开展实测、矿物学研究、沉积环境和层序地层分析,认为赛尼亚特矿床赛尼亚特磷块岩段中间燧石层为区内含铀磷块岩发育的标志层,并且据此将赛尼亚特磷块岩段分为上部磷块岩层和下部磷块岩层。赛尼亚特磷块岩段及单个磷块岩层内均具有明显的自下而上砂质组分逐步减少而钙质组分增加的特点。磷块岩结构、构造表明其为远距离搬运形成的产物,铀的富集与磷块岩发育密切相关。层序对比分析结果表明,在白垩纪图赖夫期,区域上发育向东南方向的海侵,为研究区再搬运沉积磷块岩的形成提供了动力。赛尼亚特磷块岩段为海侵演化阶段的产物,磷块岩代表层序地层中的海侵体系域,磷块岩沉积结束达到最大海侵面。磷块岩段中间夹杂的泥岩和燧石及顶部燧石层为高位体系域产物,每一层磷块岩代表一次海侵过程,多层磷块岩表明经过几次海侵过程。文章建立的磷块岩层序旋回及动力学模型,对含铀磷块岩型铀资源预测具有重要意义。

纳米比亚罗辛地区白岗岩成因及铀成矿作用

罗辛地区存在多期白岗岩,分为A、B、C、D、E和F 6种类型,但仅D和E类白岗岩形成了白岗岩型铀矿床。微量元素、铅同位素显示各类白岗岩具有壳源特点,两阶段Nd模式年龄与前达马拉基底大体一致表明源区为高放射性的前达马拉基底。黑云母电子探针数据显示D类白岗岩相对A、B、C和F类白岗岩黑云母具有更高的F含量,D类白岗岩Nb/Ta明显高于A、B、C和F类白岗岩,A、B、C和F类白岗岩的Ba含量与Rb/Sr值呈负相关关系,符合白云母脱水熔融的特征,D和E类白岗岩则表现为更复杂的Ba含量与Rb/Sr值的关系,为黑云母脱水熔融模式。区域上存在D1、D2、D3和D4 4期变形作用,A、B和C类白岗岩侵位与D3期变形同期或早于D3期,D和E类白岗岩则与D4期变形同期,D4期变形的应力体制转换使古老基底的深熔作用由白云母熔融模式转向了黑云母熔融模式,黑云母熔融带入了铀的矿化剂氟离子,所以古老基底熔融的不均一性是罗辛地区各期白岗岩铀含量差异的根本原因。白岗岩经历了较强的结晶分异作用,分离结晶矿物主要为钾长石、黑云母、磷灰石、钛铁矿和独居石等。黑云母的分离结晶可能带走铀元素,这对残余岩浆成矿不利;钾长石、钛铁矿和独居石的分离结晶有利于铀的富集和晶质铀矿的生成。

连续波钻井液脉冲器边界反射机理数值仿真

目前,国内对高速率连续波技术地面水循环管线试验结果分析中,缺乏对下游管线边界反射干扰的理论分析。为此,建立了脉冲器与试验管线的数值仿真模型,以研究不同长度管线及工作频率下的压力波发生、反射过程。研究结果表明:转子旋转时,上、下游同时产生相位相反、幅值相等的膨胀波与压缩波;压力波在大气出口发生“软边界”反射,幅值相等、相位相反,而且反射波在转子处发生二次反射与透射,幅值减小、相位不变;发生波与反射波的时延为整数倍周期时,二者幅值翻倍,波形改善;时延为非整数倍周期时,二者幅值减小,波形甚至会严重畸变;地面试验下游管线设计推荐采用0 m出口管线。研究结果可为地面水循环试验压力波信号的频率选择以及管线设计提供理论指导。

深井超深井溢流流体密度计算方法

我国油气勘探开发逐渐转向深水、深井、超深井等区域,深层地层复杂且认识不清,钻探过程中溢流漏失等事故频发,对油气勘探开发进程危害极大。处理溢流事故,优选压井方法,首先需要计算溢流流体的密度。目前,相关研究主要是通过经验法或简单的计算模型判别溢流流体的种类,该模型并未考虑温度压力的影响,存在一定误差。文章考虑了温度压力以及两相流模型的影响,基于U型管效应,建立了一种计算溢流流体密度的修正方法。该方法应用简单,经过现场验证,准确率高达95%以上,计算精度高于传统方法,溢流流体种类判别准确率高,对现场处理溢流事故、优选压井方法以及溢流后的控压钻井具有指导意义。

基于地层溢流能量的压井方式选择方法

深井超深井等深层区域地质情况复杂,发生溢流后需及时关井并选择合理的压井方法,重新建立井下压力平衡。目前溢流后压井方法难以科学选择,为此建立了一种基于定量评价地层溢流能力的压井方式选择方法。借鉴地层能量的定义,提出了地层溢流能量的概念,其物理意义为单位压差下溢流流体的功率,建立了地层溢流能量计算模型,定量评价地层溢流能力的大小,并综合考虑井底压差等因素,以压回法最大允许压力以及临界地层溢流能量为评价指标,提出了压井方法的选择标准。该方法经过塔中地区溢流井的检验,适用性广,准确率达到93.75%,对现场选择压井方法、实现安全钻井具有指导意义。

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。

沙子江铀矿外围地化特征、元素迁移及铀成矿机理

沙子江矿床外围某钻孔不同矿化蚀变位置具有U含量与SiO_2、CaO、Fe_2O_3、LOI、HREE含量正相关、Na均消失殆尽、稀土和微量元素配分型式相似、LREE呈较富集的右倾特征。与新鲜围岩相比,蚀变围岩Sb、U明显增高,Ni、W略有增加;与新鲜围岩和蚀变围岩二者相比,碎裂花岗岩(矿石)中Cd、Sb明显增高,W、Ni、Pb略有增加,Be、Bi明显减少;相对于新鲜围岩,碎裂花岗岩(矿石)和蚀变围岩分别表现出Sb、U和Sb、Cd、U明显增高,共同表现出W、Ni略有增加的特征。矿化蚀变带元素迁移研究表明,矿化蚀变带样品Sb、LOI、CaO、Ni、Cu、In、Sr均迁入,Na2O、FeO、Be、Cs、Th、Nb均迁出,迁入率最大的组分均为Sb,迁出率最大的组分均为Na_2O。地球化学特征及元素迁移规律指示花岗质围岩是重要的U源及组分来源,成矿流体呈碱性,氧逸度较高。

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。

桂东北苗儿山张家花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄与地球化学特征

对张家岩体乍古田矿床及张家矿床的2件赋矿围岩样品,开展LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年,获得乍古田矿床赋矿围岩形成年龄为218.0±1.4Ma,张家矿床赋矿围岩形成年龄为226.8±5.7Ma。另外,对张家岩体8件样品的主量、微量元素及Sr-Nd同位素分析测试显示,张家花岗岩富硅(Si O2=74.35%~76.29%)、高铝(Al2O3=12.54%~14.03%)、高碱(Na2O+K2O=6.95%~9.17%)、低镁(Mg O=0.34%~0.45%)、低钙(Ca O=0.68%~1.03%)、低钛(Ti O2=0.106%~0.18%),属高钾钙碱性花岗岩;富集Rb,亏损Ba、Sr,Rb/Sr值高,属于低Ba-Sr花岗岩;轻稀土元素富集,负Eu异常;富U(平均21.5×10-6),Th/U值低(平均1.63),有利于铀矿化;(87Sr/86Sr)i高(约0.7247),低εNd(t)值(平均-13.95),二阶段Nd模式年龄为2.07~2.19Ga。张家花岗岩属于强过铝质S型花岗岩,可能是华夏板块古元古代基底变泥质岩经部分熔融形成的。

纳米比亚欢乐谷地区白岗岩型铀矿中硫化物特征及S-Pb同位素示踪

纳米比亚白岗岩型铀矿是世界著名的侵入岩型铀矿,例如罗辛、湖山、欢乐谷、瓦伦西亚等矿床,铀矿物主要包括晶质铀矿、铀石、钍铀矿、沥青铀矿、钛铀矿和硅钙铀矿等,其中硫化物常与这些铀矿物共伴生。因此本文以硫化物为研究对象,分别开展了硫化物的微量元素地球化学、硫、铅同位素研究,进而揭示硫化物的成因及成矿物质来源。结果表明,硫化物以黄铁矿和磁黄铁矿为主,含有少量辉钼矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿和辉铋矿,呈脉状和自形粒状两种,有岩浆成因和热液成因两大类,但两者应该属于同源。欢乐谷地区矿化白岗岩中黄铁矿的δ34SCDT均值为0.78‰,地层中黄铁矿和磁黄铁矿的δ34 SCDT均值为-0.95‰,两者硫化物的δ34S都主要介于-5‰~5‰之间。这个变化范围非常接近花岗岩的硫同位素值,表明硫源稳定,可能主要来源于花岗质岩石。矿化白岗岩的黄铁矿和磁黄铁矿206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb比值分别为22.389~26.819,15.969~16.176,41.342~48.503;地层中黄铁矿和磁黄铁矿206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb比值分别为18.520~22.640,15.627~15.928,38.603~40.464,表明铅源来自于上地壳,进而推断成矿物质主要来源于富铀的前达玛拉基底。

粤北诸广南部铀矿田流体包裹体的氦氩同位素组成及成矿流体来源示踪

粤北诸广南部铀矿田是我国重要的花岗岩型铀矿产地之一,有关诸广南部花岗岩型铀矿田的成因,多年来一直存在较大的争议.本文以诸广南部铀矿田典型铀矿床成矿期萤石、方解石和黄铁矿中流体包裹体为测试对象,研究了成矿流体的He、Ar同位素地球化学.研究表明,萤石流体包裹体的3He/4 He比值为0.021~0.186Ra,40Ar/36 Ar比值为298.4~2515.7;方解石流体包裹体的3 He/4 He比值为0.027~0.209 Ra,40Ar/36Ar比值为295.9 ~ 327.2;黄铁矿流体包裹体的3He/4 He比值为0.021~1.543 Ra,40Ar/36Ar比值为326.9~1735.1;He-Ar同位素系统显示成矿流体的3He/4 He比值略高于地壳氦同位素特征值(0.01~0.05Ra),但低于幔源氦同位素特征值(6~9Ra),40Ar/36 Ar比值接近或高于大气氩的同位素组成(40Ar/36 Ar=295.5),成矿流体为壳-幔混合来源.结合H-O、He-Ar、C和Sr等多元同位素证据表明,成矿流体由两个端元组成:一是含有一定放射性成因Ar的大气降水的地壳流体,二是含幔源He的地幔流体.进一步研究表明,受NNW向断裂控制的棉花坑、书楼丘、长排等铀矿床受地幔流体影响比较大,而受NE向断裂控制的蕉坪、东坑、烟筒岭铀矿床受大气降水影响比较大.

内蒙古扎鲁特旗巴尔哲超大型矿床控矿因素分析

内蒙古巴尔哲矿床不仅是超大型的REE-Zr-Nb-Ta-Be多金属矿床,同时也是大型的UTh矿床。通过野外地质观察、地面伽玛能谱测量、岩矿鉴定和室内数据处理等,发现铀、钍主要以类质同像的形式存在于矿石矿物中;铍和稀土元素的独立矿物以羟硅铍钇铈矿和独居石为主;铌、钽、锆主要赋存在铌铁矿、烧绿石和锆石中。另外,从构造、岩性及蚀变特征三方面,对巴尔哲矿床的控矿因素进行了详细解剖,研究表明,巴尔哲矿床的铀钍矿化与稀有稀土矿化密切共生,均赋存于强蚀变钠闪石花岗岩中,蚀变主要为钠长石化和硅化。该矿床主要受构造和碱性花岗岩体的控制,是构造和碱性花岗质岩浆演化的耦合产物。

以中国铀成矿理论集成和创新为导向的地质科技管理方式创新与实践

"十一五"以来,铀矿找矿难度不断加大与铀资源量需求持续上升的矛盾日益凸显,为抓住铀成矿理论研究这一天然铀产业链的源头,核工业北京地质研究院开展了以中国铀成矿理论集成和创新为导向的地质科技管理方式创新与实践,依托铀资源勘查技术与地质工艺创新科技平台,组建了以总指挥和总地质师——"两总"为主控,以资深老专家为核心,中青年骨干和辅助人员为外围的环形科研团队;通过创新地质科技管理方式,实施组织管控扁平化,赋予了科研团队更多的创新自主权;通过实施环境赋能、激励赋能和文化赋能,强化目标任务考核,建立"物质—薪酬,精神—知识传承"的双重激励机制,营造了百花齐放、鼓励创新、容许失败的学术氛围,激发了科研人员开展原始理论创新的积极性;通过开展成果宣传、出版专著,实现了成果沉淀和经典流传。经多年勘查实践,为我国铀矿大基地和重点勘查区铀资源扩大突破提供了理论和技术支撑,取得了显著的经济效益和社会效益。本文从实施背景、主要做法、实施效果三方面论述了该项管理创新成果,旨在为同行开展科技管理创新提供有益借鉴。

纳米比亚罗辛地区白岗岩型铀矿成因研究

纳米比亚罗辛地区白岗岩型铀矿床产于白岗岩穹窿边部白岗岩与达玛拉基底变质岩内外接触带,以及变质岩片理、褶皱、转折等部位。已有矿床晶质铀矿年龄介于494~508Ma之间,既是D、E两期白岗岩重熔年龄,也是近水平方向韧性剪切变形活动时代。白岗岩型铀矿床铀矿物以晶质铀矿、钍铀矿、钛铀矿为主,晶质铀矿及伴生的锆石、独居石等矿物具有全自形或半自形晶粒状结构、浸染状构造,具有岩浆分异结晶特征。铀铅同位素示踪分析表明铀来自达玛拉基底岩系和A、B、F期白岗岩。含矿的D、E白岗岩是基底变质岩和早期白岗岩部分重熔形成的。以晶质铀矿为主的白岗岩型铀矿床是在达玛拉造山期岩浆形成演化阶段,由结晶分异作用形成铀预富集基础上,在造山期后韧性变形作用下白岗岩再次重熔富集成矿的。

江西武山铜矿床形成过程:来自岩相学和矿物学的证据

江西武山铜矿床是长江中下游地区具有代表性的叠加复合矿床之一。文章选取武山铜矿床典型剖面为研究对象,在野外地质调研和室内岩相学研究的基础上,识别出层状硫化物型、层状矽卡岩型和接触交代矽卡岩型三类矿体,及相对应的3种类型矿石。3类矿石在矿物组合、结构构造和矿物学特征等方面有明显差异,分别显示出原生沉积、叠加改造和岩浆热液成因特征。选择代表性脉石矿物和矿石矿物进行矿物化学研究,认为石榴子石是岩浆期后热液渗滤交代作用的产物,层状矽卡岩中石榴子石相对富Fe,而接触交代矽卡岩中石榴子石相对富Al;矿区内存在2类黄铁矿,即胶状黄铁矿和粒状黄铁矿,分别对应原生沉积成因和岩浆热液交代成因;磁铁矿是与矽卡岩有关的岩浆期后热液交代作用的产物,层状矽卡岩中磁铁矿相对富Mg O和Mn O,贫Al2O3,受地层影响明显,而接触交代矽卡岩中磁铁矿相对富Al2O3,贫Mg O和Mn O,受岩浆岩影响明显。武山铜矿床的形成经历了原生沉积作用、岩浆热液交代作用及叠加改造作用等复杂成矿过程。

新型高强度承压堵漏吸水膨胀树脂研发与应用

为解决钻井过程中钻井液漏失问题,通过选择合适的单体、交联剂、引发剂及最优加量,在60℃条件下反应且于120℃烘干,研制出一种新型吸水膨胀树脂,并通过实验和现场应用检验其承压堵漏效果。实验表明,该材料在膨润土浆和清水中2 h膨胀到16. 00倍,6 h膨胀到22. 28倍,且不同配方膨胀倍数不同。配方为基浆+4%吸水膨胀树脂的泥浆,恒定滤失速率为0;配方为基浆+5%吸水膨胀树脂+10%添加剂的封堵浆,封堵强度可达10 MPa。在某储气库8口井中应用,堵漏一次成功率由33%提高至90%以上,其中,1号井的砂岩、砾岩、砂砾互层、煤层及2号井的砂岩、砾岩、砂砾互层、煤层、潜山层承压堵漏能力好,表明该吸水膨胀树脂具有很强的承压封堵能力,可以满足多种地段的承压堵漏要求。该研究对解决钻井过程中承压堵漏问题具有重要的现实意义。