新疆白杨河Be-U矿床中铍、铀成生关系--来自萤石LA-ICP-MS稀土元素的约束

与高硅富氟火成岩有关的铍矿床中常伴有铀矿化,但铍、铀的成生关系仍不清楚。新疆西北部的白杨河矿床与高硅富氟花岗斑岩密切相关,铍、铀矿化相伴而生,为解决上述问题提供了理想对象。前人开展的矿床地质特征及成矿年代学研究,初步揭示了铍、铀矿化形成于不同成矿期。文章以白杨河矿床为研究对象,对与成矿作用密切相关的脉石矿物--萤石,开展了岩矿相学研究和LA-ICP-MS稀土元素分析。结果显示,萤石的形成贯穿了整个成矿过程,包括岩浆阶段萤石、Be矿化期钠长石阶段萤石、Be矿化期电气石阶段萤石、Be矿化期方解石阶段萤石和U矿化期伊利石阶段萤石;Be矿化期3阶段萤石为同一期流体演化的产物,产出于不同Ca/F比值的环境中,它们应由花岗斑岩所分异的岩浆热液(经历了>250℃的高温演化),在低温(<250℃)、氧化条件下沉淀而成;U矿化期萤石应是后期流体(未经历>250℃的高温演化)作用下,由早期萤石重结晶而成,其沉淀于还原环境中。

新疆白杨河铀矿区白色云母短波红外光谱及电子探针成分特征

铀是我国战略性关键金属资源之一,对科技发展和国家安全具有重要意义。新疆白杨河铀矿床是我国重要的热液型铀矿床,铀成矿过程中广泛发育白色云母。已有研究表明,白杨河铀矿床白色云母短波红外光谱蕴含着丰富的地质信息,记录了其形成热液环境及其与矿化的关系,但其短波红外光谱变化规律及其地质影响因素研究依然薄弱。因此,运用短波红外光谱技术和电子探针微区分析等分析方法对矿床白色云母进行分析研究。研究表明:白杨河铀矿床白色云母Al-OH特征吸收峰波长在2190和2220 nm之间漂移变化,电子探针化学组分表明其发生了明显的Tschermak(契尔马克)替换,Al-OH特征吸收峰波长直接受Mg和Fe含量以及Fe/(Fe+Mg)比值的影响,也受围岩成分的影响。Al-OH特征吸收峰波长较短的白色云母反映了相对高温的热液流体环境,而Al-OH特征吸收峰波长较长的白色云母则代表了相对低温的热液流体环境。白杨河铀矿床铀矿化点附近白色云母具有相对较短的Al-OH特征吸收峰波长、较大的ISM(伊利石光谱成熟度)值和较低的FWHM 2200(半峰宽)值。综合白色云母的Al-OH特征吸收峰波长、ISM值和FWHM2200值的空间变化规律,可以推断白杨河铀矿床的热液矿化中心位于杨庄花岗斑岩与上泥盆统火山岩的北部接触带。这不仅对完善白杨河铀矿床成因和深部与外围勘探具有重要的实际意义,对其他热液型金属矿产勘查亦具有重要的参考价值。

新疆白杨河铀铍矿区航空高光谱矿物填图及蚀变特征分析

以新疆白杨河铀铍矿区为研究区,通过建立航空高光谱数据CASI/SASI矿物填图处理流程,运用混合调制匹配滤波技术实现了多种蚀变矿物的填图。填图结果的野外验证表明,3种绢云母亚类的准确性高于85%,其他各类矿物的准确性高于90%。叠加研究区铀矿点资料,发现白杨河矿区赤铁矿化和高铝绢云母的空间分布特征与铀矿点分布高度相关,主要位于杨庄岩体与外围火山岩的北接触带附近,呈明显分带性。并且,高、中、低铝绢云母的空间分布指示矿床北部和南部的热液活动温度可能存在差异,区域上存在多期热液活动作用。这为矿区外围找矿预测和区域地质成因研究提供了参考和依据。

新疆白杨河铀铍矿床流体包裹体研究

新疆白杨河铀铍矿床是近年来发现的亚洲最大的次火山岩型铀铍矿床,该矿床铀铍矿化主要与萤石化密切相关。在野外地质工作和室内分析的基础上,根据不同期次萤石的颜色、结构构造及相互穿插关系将萤石脉划分为4期。4期萤石流体包裹体均一温度变化范围为90℃到176℃,均一温度峰值为120-150℃,表明该矿床为低温热液矿床。萤石中流体包裹体多数为气相CO2-水溶液两相（V-L）包裹体,在降温过程中形成了CO2笼合物。文章采用假设液相CO2含量无限接近于0的方法计算气相CO2-水溶液两相（V-L）包裹体的盐度,获得的成矿流体盐度w（NaCleq）范围为4.69%-19.72%,每一期萤石流体包裹体的平均盐度w（NaCleq）均在10%左右。不同期次萤石流体包裹体均一温度主峰之间差别较小,总体经历了波动性演化,平均盐度之间差别较小。流体盐度特征表明,成矿流体来源不是单一的大气降水,推测高盐度的岩浆水参与了成矿作用。

新疆白杨河铍铀矿床萤石Sm-Nd和沥青铀矿U-Pb年代学及其地质意义

白杨河矿床是我国类型独特的一个特大型铍、铀多金属矿床,铍矿物主要确定为羟硅铍石,铀矿物主要发现沥青铀矿和次生的硅钙铀矿以及少量的铌铀矿,伴生矿物主要是萤石。为恢复铀和铍的成矿过程,划分成矿阶段,本次工作通过系统采集钻孔中的萤石样品,进行了Sm-Nd同位素测年研究,获得了三组等时线年龄,分别为291±16Ma、265±33Ma和207±37Ma,代表了成矿前、成矿期和成矿后萤石的形成;采集中心工地、新西工地和九号工地平巷内的沥青铀矿样品,进行了UPb同位素测年研究,获得了^(206)Pb/^(238)U表观年龄237.8±3.3Ma、224±3.1Ma、197.8±2.8Ma、97.8±1.4Ma和30.0±0.4Ma,利用U-Pb表观年龄将铀矿化划分为四个阶段:中三叠世、晚三叠-早侏罗世、晚白垩世和古近纪中期。因此,白杨河矿床具有铍早铀晚的成矿特点,铀成矿经历了四个阶段。

西准白杨河铍矿床萤石及流体包裹体特征

利用激光测温学和激光拉曼光谱方法,通过镜下观察,研究了白杨河铍矿床与铍成矿作用有关的脉石矿物（萤石）,将萤石分为4 个期次,其中第三期萤石与铍成矿关系最密切.萤石流体包裹体具低盐（0.7%-7.0%）、低温（89.7℃-188.9℃）的特征,第三期萤石脉流体包裹体成矿温度99.4℃-120.5℃,成矿盐度3.5%-5.4%,与铍矿物属同-期,揭示出该矿床成矿流体为低温、低盐度热液.

新疆白杨河铀铍矿床围岩蚀变及其地球化学特征

文章阐述了新疆白杨河铀铍矿床的近矿围岩蚀变特征,指出与矿化关系密切的围岩蚀变主要是赤铁矿化和萤石化。矿床岩石地球化学分析结果表明,靠近矿化中心带蚀变岩石的SiO2含量降低,而CaO、MgO的含量升高;Pb、Mo和Sb等元素含量与铀矿化具有正相关性,是该矿床铀富集的良好指示性标志。

西准噶尔白杨河铀矿床沥青铀矿矿物特征及形成环境

白杨河铀矿是我国新疆地区典型的铀-多金属矿床,为查明该矿原生铀矿物特征,进一步探究沥青铀矿的形成与保存环境,本文利用偏光显微镜、扫描电镜、电子探针等多种研究手段对该矿床中的沥青铀矿开展了矿物学研究工作,并利用激光拉曼和碳硫仪对与原生矿体空间关系极为密切的黑色断层泥开展了研究。结果表明,本矿床形成的原生沥青铀矿主要赋存在热液脉中,矿石组构包括:碎裂结构、花岗状压碎结构、斑状压碎结构、交代反应边结构;黑色断层泥含有一定量的有机碳(TOC为0.24%～1.07%),拉曼测试结果显示出较强烈的碳质峰。沥青铀矿不同程度地遭受流体改造作用,使得矿物化学成分极其复杂。随着流体改造程度的增加,UO_2、PbO呈现降低的趋势,Nb_2O_5及ZrO_2含量则表现出升高的趋势,显示在后期的流体改造作用过程中,铀被活化迁移的同时,流体还带来了丰富的Nb和Zr等元素。进一步分析认为富有机碳的断层泥在成矿过程中可能为U^(6+)的易溶络合物还原为沥青铀矿沉淀提供了有利条件,并且在沥青铀矿形成后起到了一定程度的保护作用。

季节性河道与暂时性河道的沉积特征——以新疆白杨河冲积扇为例

通过对新疆现代白杨河冲积扇的地貌和现代沉积进行调查,发现冲积扇表面发育两种不同类型的河道,一种为季节性河道,另一种为暂时性河道。暂时性河道内水流占有率小于50%直至接近于0,主要由暴雨形成突发性洪水造成,季节性河流河道内流水占据率为50%左右,输出水流特征介于暂时性河道和常年性河流河道之间。白杨河主河道属于季节性河道,河道占冲积扇表面面积2.1%,沉积物以砾石质为主,颗粒粗、磨圆度高、分选较好,泥质含量低、叠瓦状排列特征明显,沉积物具有向下游变细的趋势,河道形态沿程变化明显。暂时性河道占冲积扇表面面积97.9%,沉积物粒度相对较细,磨圆度低、分选差、泥质含量高,河道规模向下游减小,分叉增多。季节性河道以河道径流为主,暂时性河道主要以片流、泥石流等方式搬运沉积物。季节性河道沉积物主要来自上游较远的源区,暂时性河道的沉积物来源于冲积扇扇根附近基岩风化形成的倒石锥,塌积扇和山地泥石流沉积,一部分来自于对冲积扇原有沉积物的改造、搬运和再沉积。季节性河道是形成冲积扇扇体的主要动力,暂时性河道主要对冲积扇起改造作用。研究深化了对干旱地区冲积扇沉积过程和沉积特征的认识,丰富了冲积扇的沉积模式。

玉门油田老君庙构造带白杨河组层序地层及沉积体系特征

为揭示老君庙构造带白杨河组层序地层特征及沉积体系分布规律,应用层序地层学及沉积学理论和方法,综合利用大量岩心、钻井、测井、地震及邻区露头资料,建立了酒西盆地老君庙构造带白杨河组层序地层格架,确定了研究区沉积相类型及分布特征,明确了其演化规律及控制因素。研究结果表明,老君庙构造带古近系白杨河组可划分为一个完整的三级层序,其内部可以细分为7个准层序组。在层序内识别出冲积扇、辫状河、辫状河三角洲及湖泊等沉积相。明确了沉积相的分布规律,垂向上形成由冲积扇到辫状河三角洲,再到湖泛泥岩,最后是三角洲的沉积体系;平面上呈近南东-北西向上展布的沉积体系,整体构成一个水进、水退的沉积序列。古地貌影响了三级层序低位域沉积物的展布特征,气候不仅影响了沉积物类型,且和湖平面变化共同控制了沉积物的叠置样式及演化规律。

ASD地面光谱仪在新疆白杨河铀矿床蚀变信息研究中的应用

新疆白杨河铀矿床是我国目前已探明的中型矿床,矿床蚀变特征的研究有助于对白杨河矿床外围及深部找矿提出更好的找矿认识。使用ASD可见光-短波红外地面光谱仪对白杨河矿床地表以及钻孔岩心进行光谱测量,发现了矿床中蚀变矿物主要有高铝绢云母、中铝绢云母、低铝绢云母、绿泥石、蒙脱石、赤铁矿、褐铁矿等。矿床地表铀矿化异常地段主要发育高铝绢云母蚀变;钻孔岩心中铀矿化富集部位蚀变矿物组合为高铝绢云母、绿泥石、赤铁矿。研究结果可为矿床外围及深部铀矿勘探提供参考与借鉴。

新疆谢米斯台成矿带火山岩型铀矿预测

谢米斯台成矿带是中国新疆北部重要的铀多金属成矿带,铀矿勘查突破令人期待。文章通过对典型铀矿床观察研究,建立了火山岩型铀成矿预测模型,在GIS平台系统提取了赋矿地层、含矿围岩、控矿构造、航磁推断隐伏岩体及断裂构造、U-Be元素组合异常、铀矿床和矿化点等各类成矿、找矿信息,采用MRAS系统中的特征分析模块进行铀矿产定位预测。按照后验概率大小划分了三级有利成矿远景区,其中A级包括赛力克、白杨河和七一工区3个远景区,显示出较大的铀成矿找矿潜力,在今后的找矿勘查中应给予充分重视。

新疆雪米斯坦火山岩带白杨河铍铀矿床地质特征

白杨河铍铀矿床位于雪米斯坦火山岩带西段,主矿体赋存于花岗斑岩与上泥盆统、下石炭统火山熔岩、火山碎屑(沉积)岩的接触带部位,花岗斑岩属酸度高、碱度大的富硅富碱斑岩体。铍铀矿体呈层状,其中以Ⅰ矿体规模最大,矿区内含铍矿物主要为羟硅铍石,铀矿物主要为沥青铀矿,铍铀矿体与赤铁矿化、萤石化关系密切。通过分析及对比斯波山铍铀矿床,认为接触带构造控制了主铍铀矿体的产出,多期热液活动和矿化叠加是产生富大矿体的必要因素。

热液流体活动规律高光谱遥感分析示范研究——以新疆白杨河铀矿床为例

高光谱遥感技术可以有效地用于分析热液流体活动规律,进而指导找矿预测。利用国际先进的CASI/SASI航空高光谱遥感技术、并结合ASD便携式地面高光谱技术手段,文章从航空、地面、深部钻孔岩芯等不同尺度对白杨河铀矿区及周围地表和深部的热液蚀变类型和热液活动规律等进行了立体识别与研究。研究表明,白杨河铀矿区及周围航空高光谱遥感识别的蚀变矿物在空间上可分为北部蚀变区、矿区蚀变区、南部蚀变区等3个蚀变带。北部蚀变区发育一套以叶腊石、明矾石、高铝绢云母为主的酸性热液蚀变组合;矿区蚀变区地表发育高铝绢云母、中铝绢云母、赤铁矿、硅化等热液蚀变,矿区深部钻孔岩芯主要发育高铝绢云母、中铝绢云母、低铝绢云母、高岭石、赤铁矿、褐铁矿、绿泥石等蚀变矿物及其混合蚀变,且绢云母蚀变矿物的Al-OH吸收峰波长位置存在“单向递减”和“先减后增”等2种明显变化规律;南部蚀变区发育低铝绢云母和中铝绢云母蚀变。分析表明,北部蚀变区是相对的区域热液流体活动中心,铀矿区蚀变区是流体活动中心旁侧的一个明显的热液流体活动区,南部蚀变区是更加远离流体活动中心的,温度进一步降低的流体活动区。矿区北缘接触带的热液蚀变温度要比南缘接触带蚀变温度高,北缘接触带热液流体蚀变温度具有由中西部向东部不断降低、由接触带向接触带外围不断降低的特点。总之,白杨河铀矿区深部热液流体活动至少存在“直流型”和“分流型”2种典型的形式,前者反映热液流体活动温度自深部→接触带→浅部不断降低的特点,后者反映热液流体活动温度自接触带分别向上和向下逐渐降低的特点。此外,文章还对热液流体活动与铀矿化关系,以及矿区外围铀矿找矿方向进行了分析。

新疆白杨河大型铍铀矿床成矿流体特征及矿床成因初探

新疆和布克赛尔县白杨河大型铍铀矿床是亚洲最大的铍矿床，其矿体产出于晚石炭世微晶花岗斑岩与上泥盆统塔尔巴哈台组（D3t）中酸性火山岩的接触带上，该矿床为典型的热液矿床。萤石作为白杨河铍铀矿床中与成矿作用密切相关的脉石矿物，发育大量气液包裹体。通过对萤石中流体包裹体的显微测温，获得了其主成矿期包裹体的均一温度，为237～372℃（n=40），平均为308.5℃，反映该矿床为中高温热液矿床。萤石以相对富集中稀土（MREE）（（La／Yb）N=3.18-3.55），强烈亏损Eu（diEu=0.01），REE分布模式呈“V”字型为特征。萤石锶钕同位素数据显示出较高的锶同位素初始比值（0.7106），以及正^εNd（t）值（3.50～2.95），相似于微晶花岗斑岩的锶钕同位素组成（（^87Sr／^86Sr）=0.7143～0.7466，^εNd（t）=4.06-5.29），由此提出成矿流体主要来自微晶花岗斑岩岩浆分异的晚期热液。主成矿期的萤石包裹体显示高温、低盐度的特征，推断成矿流体源于微晶花岗斑岩晚期岩浆热液与大气降水的混合。

雪米斯坦成矿带杨庄岩体中含铀矿物特征及其对铀成矿的指示

杨庄岩体空间上与白杨河铀矿密切相关,岩体形成后遭受强烈改造。本文针对该岩体开展了详细的岩相学及岩石地球化学研究,研究结果显示该岩体岩性主要为花岗斑岩,主量元素特征上具富碱Alk:8.40%~8.97%、特别是富钾K2O:2.74%~4.10%、富铝Al2O3:12.32%~13.54%、低钙CaO:0.23%~1.61%、贫镁MgO:0.04%~0.11%、极度低磷的特征,ΔOX值较高(多>1),指示岩石的氧逸度比较高;明显富集LILEs(如K、Rb、Pb等)和U、Be、Mo元素,富集Nb、Ta元素,严重亏损Ba、Sr、Eu等元素;稀土元素总量为95.22×10^-6~121.89×10^-6。所有样品均表现出强烈Eu的负异常(δEu:0.05~0.11),具海鸥型稀土配分,显示具有高分异的特征。花岗斑岩的Th/U比值在2.9~11.6之间,变化范围非常大,表明岩体中铀有不同程度被浸出。铀与稀土、锆以及铌的协变图解显示出一定正相关关系,铀在活化迁移的同时,稀土、锆以及铌也发生一定程度的活化迁移。α径迹蚀刻实验结果显示,基片上蚀刻径迹清晰而集中,说明杨庄岩体中铀、钍等放射性元素主要富集在矿物相中,扫描电镜和电子探针分析检查的结果显示,这些主要含铀矿物含UO2为:锆石:0.24%~0.45%、铌锰矿:0.49%~0.76%、钍石:1.56%~2.09%、氟碳铈矿0.17%~0.3%、磷钇矿:0.08%,且这些矿物多显示出被改造的痕迹,常见的矿物结构有:溶蚀港湾状结构、浸蚀结构等。进一步分析认为,白杨河铀矿沥青铀矿之所以富集Zr、Nb、REE、Ti乃至W等元素,即与杨庄岩体含铀矿物的"遗传基因"有关。

新疆白杨河铀矿床构造体系及成矿预测

白杨河矿床的构造体系可分为接触带构造体系和走滑构造体系。接触带构造体系围绕花岗斑岩的边部发育,走滑构造体系发育于花岗斑岩北缘接触带部位。根据控矿特征,划分出成矿前走滑拉伸阶段、成矿期构造活动阶段和成矿后构造改造活动阶段,并分析了各阶段的断裂运动方式及成矿作用的产物。根据对白杨河矿床构造控铀体系及模式的分析,结合已发现铀矿体的空间展布特征和产状变化,圈定了下一步扩大铀资源量的3片重点找矿靶区,并描述了各靶区内的构造控矿特征。

新疆白杨河U-Be矿床中电气石的矿物学特征及其成矿指示

新疆白杨河铀铍矿床是近年发现的亚洲最大的铍矿床,它位于新疆西准噶尔地区雪米斯坦(谢米斯台)火山岩带内。大地构造上处于哈萨克斯坦-准噶尔板块西北缘古生代陆缘活动带内晚古生代成熟岛弧之上。铀铍矿体主要赋存于杨庄花岗斑岩体与上泥盆统塔尔巴哈台组凝灰岩接触带以及花岗斑岩中。野外观察发现白杨河铀铍矿床中电气石以三种不同产状产出:(1)产于玄武岩中电气石;(2)产于凝灰岩中电气石;(3)产于花岗岩中电气石。电气石在玄武岩和凝灰岩中主要以球状集合体为主,部分沿裂隙充填;而在花岗岩中则主要呈针状以浸染状产出。本文在野外详细观察和岩相学基础上,利用电子探针点、面分析技术,对白杨河不同产状的电气石进行了详细的矿物化学研究工作。结果显示,白杨河铀铍矿床中的电气石均属于碱质黑电气石,但不同产状的电气石其化学成分存在明显差异。玄武岩中的富Ti、Mg和Ca,贫Al、Mn和F;凝灰岩中的富Fe和Na,贫Mg和Ca;花岗岩中的富Al、Mn、F,贫Ti、Fe和Na。不同类型的电气石中均具有较高的F(0. 343~1. 117apfu)和Al(5. 648~7. 351apfu)。白杨河U-Be矿床中电气石化学成分的变化是AlY X□(Y^+Na)-1、AlY X□(Y^+OH)-1和FeMg-1、Fe^3+Al-1、AlO(MgOH)-1和AlO(Fe^3+OH)-1等替代机制联合作用的结果。白杨河铀铍矿床中电气石化学成分表明形成电气石的流体是富Al、富F的流体;Be可能主要以氟化物或者氟络合物、U主要以氟化物或者氟碳酸盐的形式在热液流体中迁移;电气石或萤石的沉淀导致含U和含Be的氟化物或者氟络合物失稳,致使铍、铀富集成矿。

音频大地电磁测量在新疆白杨河矿区花岗斑岩侵入体探测中的应用

新疆雪米斯坦火山岩带白杨河矿区铀铍矿共生,花岗斑岩与上泥盆统凝灰岩的接触带是主要容矿部位,通过常规的钻探方法直接查明接触带展布形态存在很大困难。钻孔测井电阻率统计结果表明,在花岗斑岩与凝灰岩之间存在较为明显的电阻率差异,通过开展音频大地电磁测量,在反演电阻率断面图上花岗斑岩表现出与凝灰岩迥异的等值线形态面貌,推断花岗斑岩侵入体呈残留的岩盖形式,北薄南厚,最大厚度达200 m,花岗斑岩与凝灰岩接触带的埋深自北向南逐渐增大。钻探结果表明,推断结果与实际情况吻合较好,音频大地电磁测量取得了较好的应用效果,达到了快速、经济、准确的预期目的。

俄罗斯铍矿床加工工艺对白杨河矿床开发的启示

以俄罗斯依尔玛科夫含萤石-羟硅铍石-硅铍石型矿床为例,介绍俄罗斯铍矿床铍精矿加工工艺特点及经验。对比我国白杨河矿床及铍加工工艺,认为白杨河萤石-羟硅铍石型矿床与依尔玛科夫矿床矿物成份相近,可借鉴依尔玛科夫矿床铍浮选工艺,优化浮选试剂,引用脱氟经验,完善铍精矿酸化处理工艺;借鉴依尔玛科夫矿床铍产品生产流程,开展铍产品的工艺研究,以获得合格的铍产品,满足市场需求。