龙首山碱交代型铀矿床特征和存在的问题

碱交代型铀矿是我国较为重要的铀矿类型之一。甘肃龙首山地区是我国碱交代型铀矿床主要分布区,已探明的碱交代型矿床(点)多属中、小类型(黄净白和黄世杰,2005)。国外已发现的该类型铀矿床规模却较大,且矿床成群成带分布、矿石铀品位中等,主要分布在乌克兰、哈萨克斯坦、俄罗斯、巴西等国家。如何借鉴国内外同类型矿床的勘查理论与经验,围绕龙首山地区碱交代型铀矿成矿机理深入开展相关研究。

相山铀矿田云际矿床碱交代型铀矿化蚀变作用及组分迁移规律研究

云际矿床是江西相山火山岩型铀矿田内最典型的碱交代型铀矿床,其矿体主要赋存于碎斑熔岩中。本文以两个典型矿化剖面为研究对象,系统研究了碱交代型铀矿化的蚀变分带特征、蚀变和矿石矿物组合以及热液蚀变过程中元素迁移变化规律。详细的岩相学观察表明,碱交代型铀矿化发育明显的侧向水平分带,由内到外可细分为矿化中心带、近矿强蚀变带、远矿蚀变带和新鲜围岩,各蚀变带之间并无明显的界线;发育的主要蚀变类型为钠长石化、赤铁矿化、碳酸盐化、绿泥石化和磷灰石化;铀赋存状态主要以独立铀矿物(钛铀矿和铀石为主)、类质同象和吸附状态3种形式存在。Isocon标准化图解法表明,从远矿弱蚀变带到矿化中心带,CaO、Na_(2)O、P_(2)O_(5)、MgO、TiO_(2)、Fe_(2)O_(3)、U、HREE、Sr、Cr、Co、Ni、Zr、Hf的迁入量呈逐渐升高的趋势,其中CaO、P_(2)O_(5)、MgO、U、Sr在矿化中心带表现为强烈的富集,而SiO_(2)、K_(2)O、LREE、Ba、Rb、Cs则呈明显的迁出趋势;各蚀变带均呈现Na_(2)O的大量富集和K_(2)O的极度贫化,且均不伴有钍富集和钼富集。矿石中显著升高的Y/Ho值、δEu值以及Fe_(2)O_(3)/(Fe_(2)O_(3)+FeO)值暗示碱交代铀成矿流体具有较高的氧逸度,可能为多来源流体混合形成的复杂成因流体;矿石中强烈的“去硅”作用、Zr的富集以及极高的Na^(+)/K^(+)值和Zf/Hf值表明碱交代成矿流体具有较高的碱度。综合岩相学、蚀变带元素迁移特征及前人研究成果,本文认为碱交代铀成矿流体在演化过程中呈现氧逸度、pH值和温度逐渐降低的趋势,流体中的铀可能主要以碳酸铀酰络合物的形式迁移,CO_(2)挥发分的大规模逸散可导致铀矿物和大量磷灰石、碳酸盐的共同沉淀富集并形成富大矿体;此外,铀磷络合物可能也是本矿床成矿流体中铀的赋存、迁移形式之一。

CSAMT法在内蒙古卫境地区接触交代型铀矿勘查中的应用

介绍了CSAMT法在内蒙古卫境地区接触交代型铀矿勘查中的应用实例。通过对成果资料的综合分析,发现CSAMT测量成果能够较清楚地反映花岗岩、变质岩及其接触带的空间展布特征,能够在接触交代型铀矿勘查中取得较好的应用效果,可以为类似地区进行间接找矿提供参考。

龙首山成矿带钠交代型铀矿床关键控矿因素研究——以芨岭铀矿床为例

钠交代型热液铀矿床是龙首山成矿带重要的工业铀矿类型,以芨岭和新水井两个矿床为代表。芨岭铀矿床位于龙首山成矿带中段,是我国北方钠交代型铀矿床的典型代表。文章基于野外工作实践及芨岭钠交代型矿床最新勘查和研究成果,重点对芨岭关键控矿因素进行系统梳理和分析。芨岭矿床矿体的产出与定位受断裂、岩性界面和钠交代岩“三位一体”联合控制。北西西向的马路沟断裂带整体控制了矿床、矿(化)点产出与分布;近东西向断裂与北西西向断裂形成较多的构造夹持区,单个矿体呈东西向产出,且严格受东西向压扭性构造控制,东西向构造与成矿最为密切,为含矿构造。岩性接触面是构造薄弱面,有利于后期构造的叠加发育及成矿热液的运移。此外,岩性接触面两侧岩性差异较大,形成地球化学障,利于成矿热液中铀的沉淀、富集与保存。芨岭铀矿床铀矿化均产出于钠交代岩之中;龙首山成矿带中段钠交代型铀矿的形成和分布均受钠交代岩所控制;钠交代岩即是主要控矿因素,又是重要的找矿标志。

龙首山成矿带芨岭钠交代型铀矿床晶质铀矿-沥青铀矿特征研究

龙首山铀成矿带中段的芨岭铀矿床是我国少有的钠交代型铀矿床,也是我国西北地区碱交代型铀矿床的典型代表。矿床中的铀矿物学及铀矿物元素地球化学特征研究对揭示矿床成因及流体作用过程具有重要意义。文章开展的最新铀矿物学研究表明:芨岭铀矿床铀矿物主要为晶质铀矿和沥青铀矿,原生晶质铀矿具较高的ThO_(2)、Y2O_(3)以及REE_(2)O_(3)含量,显示较低的SiO_(2)+CaO含量,指示其可能形成于高温岩浆期后热液,且未受到明显的后期热液改造。矿床中几乎所有的新鲜沥青铀矿均受到后期流体改造,根据蚀变沥青铀矿在背散射图片中呈现亮暗不同的灰度和不同化学成分特征,可将其分为蚀变沥青铀矿A和蚀变沥青铀矿B。与原生晶质铀矿相比,蚀变沥青铀矿A和B均显示较低的ThO_(2)+UO_(2)+REE_(2)O_(3)+Y2O_(3)+PbO以及较高的SiO_(2)+CaO含量,同时它们之间的化学成分特征指示新鲜沥青铀矿至少经历两期次成分不同的热液改造,其中一期次相对富Ca,另一期次相对富Si。

基洛夫格勒钠交代型铀矿区

乌克兰地盾中部的基洛夫格勒地区发现了一些新的较大交代岩铀矿床,它们围绕基洛夫格勒-新乌克兰花岗岩类岩体分布,产于近南北向的构造带中。其中基洛夫格勒构造交代带最长,产于岩体的东接触带,其间分布有谢维林、米丘林等矿田。研究认为,铀矿化成因与元古代的超变质作用有关。

乌克兰钠交代型铀矿床成矿特征及对中国龙首山铀矿床的启示

钠交代型铀矿床因独特的钠交代作用而得名,其铀资源量位于全球铀矿类型中第四位。乌克兰位居世界首位的钠交代型铀资源储量和典型的铀矿化特征使乌克兰中央铀成矿省成为研究该类型铀矿床的理想对象,同时乌克兰钠交代型铀矿床勘查程度、成矿理论研究程度均较高,对国内同类铀矿床的勘查开发及成矿理论研究具有借鉴意义。本文在总结乌克兰中央铀成矿省钠交代型铀矿床的成矿条件和成矿模式的基础上,将其与中国北祁连造山带龙首山地区的钠交代型铀矿床进行对比研究。与乌克兰印古尔地块长期处于稳定状态不同,北祁连造山带形成于早古生代阿拉善地块与祁连-柴达木地块的拼合背景下,大地构造背景上的差异导致了二者在触发富钠岩浆上涌的机制、赋矿岩体的岩性和矿物组合方面存在差异。但二者经历了相似的成矿过程:以钠交代为先导的一系列蚀变作用对岩体中的铀进行多次活化运移,最终在构造有利的部位富集成矿;二者具有高度一致的蚀变分带特征,及蚀变前后元素地球化学参数的相似变化趋势。乌克兰中央铀成矿省钠交代岩和深大断裂对钠交代型铀矿体具有良好控制作用,通过借鉴乌克兰钠交代型铀矿床的勘查、研究经验,及与我国龙首山地区钠交代型铀矿床的钠交代岩、矿体垂幅范围的对比研究,结合区域剥蚀程度分析,指出在龙首山地区深部仍有较好的找矿潜力。

甘肃龙首山芨岭铀矿床碱交代型铀矿化蚀变航空高光谱识别

甘肃龙首山铀成矿带是中国内陆一条重要的铀成矿带。芨岭铀矿床是龙首山成矿带中典型的碱交代型铀矿床,蚀变种类繁多,且与铀矿化关系密切,利用航空高光谱技术可以从宏观上获取芨岭铀矿床地表蚀变、构造、岩性分布信息,为芨岭矿床及周边铀多金属矿产勘查提供依据。本文采用CASI/SASI/TASI航空高光谱遥感技术,对甘肃龙首山地区芨岭碱交代型铀矿区及周围地表出露的热液蚀变进行了研究,识别出了碱性长石、赤铁矿、透闪石、中铝绢云母、高岭石、石英(硅化)等与碱交代热液作用演化密切相关的蚀变矿物,并将蚀变矿物与构造、岩性等要素进行了综合分析。研究表明,碱性长石、透闪石、中铝绢云母和石英(硅化)等蚀变矿物分别代表了芨岭及周围地区碱交代热液作用过程中早期碱交代、中期中性交代、晚期酸性交代等不同演化阶段的热液蚀变作用;芨岭铀矿区碱交代热液作用的主要通道是区域不整合面、深大断裂、不同岩性接触带的复合体,马路沟铀矿控矿断裂的芨岭矿区段明显发育透闪石、中铝绢云母、硅化与碱交代作用相关的热液蚀变。根据芨岭铀矿床的航空高光谱遥感特征,提出了龙首山碱交代型铀矿找矿的主要预测判据。这些判据对龙首山的铀矿找矿新区预测和老矿点、异常点的新评价具有重要的意义。

相山矿田碱交代和酸交代铀矿石中钛铀矿的地球化学差异研究

相山铀矿田是我国最大的火山岩型铀矿田,发育碱交代型、酸交代型两种类型铀矿化。前人主要侧重于酸交代型铀矿化的研究,将两种矿化类型进行对比研究较少,致使对相山矿田铀成矿作用整体认识不全面。两种类型铀矿化的成矿流体、成矿环境的对比研究对揭示相山矿田铀成矿作用全貌具有重要意义。本文以碱交代型、酸交代型铀矿石中的钛铀矿为研究对象,采用显微镜、电子探针、微区原位LA-ICP-MS分析等手段,对比研究了两种类型铀矿石中钛铀矿的地球化学成分特征,研究了两种类型成矿流体成分差异,探讨了两种类型铀矿成因。结果表明:(1)两种类型矿石中钛铀矿都具有较稳定的U、Ti含量和Ti/U比值,且其主要元素U、Ti、K、Na、Mg、Fe、Al、Ca、P等的含量相近;两种类型矿石中钛铀矿都富含U、Th、Pb、Nb、Y、REE等元素,具有综合利用意义;(2)两种类型矿石中钛铀矿的成矿流体性质不同,碱性成矿流体中相对富含Si、Pb、Zr、Ta、Nd等元素和CO_(2)、Cl等挥发份,REE、U等元素可能主要以碳酸盐、氯化物型络合物形式迁移;酸性成矿流体中更加富集F、Th、Y、重稀土元素和Cl、F、CO_(2)等挥发份,REE、U、Th、Y等元素可能主要以碳酸盐、氯化物和氟化物型络合物形式迁移;(3)碱性、酸性成矿流体(铀)都为还原性的中高温流体,其中碱交代型钛铀矿形成环境相对稳定,酸交代型钛铀矿形成的物理化学条件变化剧烈。

伟晶状或混合交代片麻状花岗岩型铀矿床成矿特征

通过对玄岭后、3075、陈家庄和红石泉矿床的产出成矿构造背景、含矿岩石特征、矿化特征研究,表明伟晶状或混合交代片麻状花岗岩型铀矿床的形成与地槽褶皱晚期岩浆作用有关,且多产出在靠近最先隆起的古断块或古陆块附近。铀矿化岩体主要产于中等区域变质区,区域内通常混合岩化相当发育,也形成一些花岗质混合岩或混合花岗岩等。铀矿床主要以浸染状晶质铀矿形式产出,其成矿物质来源与地层关系密切,经混合岩化—热液或重熔岩浆—热液再造等过程而形成。此类型矿床是含铀地层选择性熔融,并在此过程中导致铀的活化转移和局部富集的结果,据此指明我国花岗岩地区的找矿方向。

活性炭吸附测氡在钠交代热液型铀矿勘查中的应用——以龙首山成矿带芨岭地区为例

龙首山成矿带芨岭铀矿床是我国北方较为典型的钠交代热液型铀矿床之一。为验证活性炭吸附测氡法在钠交代热液型铀矿勘查中的有效性,在芨岭地区开展了系统的活性炭氡气剖面测量,通过已知矿区与未知矿区剖面分析、对比,对区内控矿断裂构造和铀矿化进行了深入研究。结果表明,氡浓度曲线能够较好地反映控矿断裂构造和铀矿化,异常极值和曲线形态受矿体的埋深、规模和断裂构造产状影响较大。芨岭外围和马路沟地段具备较好的成矿潜力,但铀矿化规模较芨岭矿床有逐渐变小的趋势。活性炭吸附测氡法能有效识别铀矿化信息,在钠交代热液型铀矿勘查中具有较好的指导意义。

高分五号航天高光谱遥感技术在甘肃龙首山铀矿找矿中的应用

为深入研究和探讨高分五号(GF-5)航天高光谱遥感技术在铀矿地质找矿中的应用效果和潜力,基于龙首山成矿带航天高光谱数据,开展高光谱数据处理和蚀变信息提取工作,创新实现了GF-5高光谱波段修复,通过构建标准光谱库和诊断光谱,运用MNF算法、PPI算法,结合SAM光谱角填图技术,完成蚀变矿物端元提取和光谱匹配,实现研究区钠长石、方解石、石英、绿泥石、赤铁矿和高岭土蚀变矿物的提取,综合区域铀矿成矿地质背景,通过开展地面波谱测量和野外调查,在验证蚀变准确度的基础上,剖析航天高光谱蚀变信息和成矿规律,构建了区域找矿定位模型,圈定找矿预测区3处,取得了较好的找矿效果,为国产GF-5高光谱遥感在地质找矿中的应用提供了参考。

相山铀矿田矿石有用共生组分研究

相山铀矿田是我国目前规模最大的火山岩型热液铀矿田,其发育碱交代型铀矿化和酸交代型铀矿化两种矿床类型。笔者通过对该矿田主要酸交代型铀矿床的物质组分研究,发现其矿石中富含Th、Mo、HREE、Y等多种有用组分,且含量普遍可达综合利用品位;有用组分主要以独立矿物、类质同像形式存在,主要赋存于铀矿体的矿化中心带富矿石中,与铀为同空间富集。因此认为,相山铀矿田酸交代型矿床的矿石中,Th、Mo、HREE、Y与铀密切相关,矿物具有共生关系;应重视Th、Mo、HREE、Y等有用组分的综合利用评价。

国产GF-5高光谱遥感在铀矿找矿中的应用——以甘肃省龙首山地区为例

GF-5观测卫星拥有着330个谱段的高光谱分辨率遥感数据,是我国2019年自主研发的首颗高光谱综合观测卫星。基于GF-5卫星开展的地质找矿应用的研究较少,文章选取了基岩裸露程度高、铀成矿地质条件优越的甘肃省龙首山铀成矿带作为GF-5高光谱遥感适宜性和可行性验证研究区,开展了数据预处理研究,构建了GF-5高光谱数据处理方法和流程,运用MNF算法、PPI算法,结合SAM光谱角填图技术,在研究区内共提取到包括钠长石、赤铁矿、高岭石、石英(硅化)、绿泥石和方解石在内的6种蚀变矿物。提取的蚀变矿物空间展布与区内铀矿(化)点、断裂构造和龙首山岩群分布特征关系密切,并通过开展地面光谱测量验证了蚀变矿物提取结果的可靠性。基于研究成果,丰富了GF-5高光谱的铀矿找矿工作思路,为国产GF-5高光谱遥感应用于地质找矿提供了参考。

龙首山铀成矿带芨岭矿床铀矿物特征及成矿年代学研究

芨岭矿床位于甘肃龙首山铀成矿带中段,是我国北方钠交代型铀矿床的典型代表之一。本次通过岩矿鉴定、电子探针分析,结合电子探针U-Th-Pb化学法和LA-ICP-MS U-Pb同位素方法,对芨岭铀矿床铀矿物特征及成矿年代学进行了研究。芨岭矿床铀的赋存形式以独立铀矿物为主,少量以吸附铀及含铀副矿物形式存在。铀矿物有沥青铀矿、铀石、氧化型沥青铀矿、晶质铀矿及次生铀矿物,其中沥青铀矿为主要铀矿物。电子探针矿物成份分析显示,在不同类型铀矿物中沥青铀矿铀含量最高,晶质铀矿化学成份总量及钍、铅含量较高;氧化型沥青铀矿为铀矿物的派生产物,其化学成份变化较大且总量偏低;晶质铀矿稀土元素总量较高,轻稀土元素相对亏损,重稀土元素相对富集,铕异常明显;沥青铀矿稀土元素总量较低,轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损,轻重稀土元素分馏明显;晶质铀矿形成时代为441 Ma,可能代表了赋矿围岩(中粗粒似斑状花岗岩)的形成时代,沥青铀矿年龄为99 Ma和50 Ma,可能代表了芨岭矿床的两期热液铀成矿作用时代。

不能遗忘的一次铀矿地质考察

在撰写《我国铀矿地质发展历程及主要经验》一书查阅相关资料时,未发现1989年以核工业地质局局长王陞学为团长的代表团到苏联进行访问情况的文字记载。这次访问是上世纪80年代中苏关系恢复后,中国铀矿地质界对苏联的首次访问,对中国铀矿地质发展的影响很大,是不能遗忘的一次铀矿地质考察。

乌克兰的主要工业铀矿床及铀资源量

乌克兰的铀资源有两大类,内生钠交代岩型铀矿和古河路砂岩型铀矿。其总资源量(RAR+EAR-Ⅰ)在131 000t U左右,预测(EAR-Ⅱ)资源为156 000t U,其中75％集中在基洛夫格勒地区的钠交代岩型铀矿中。乌拟在近期把核燃料的供应完全立足于国内而大幅度提高铀矿开发力度。

乌克兰地盾基洛沃格勒地块古元古代AMCG岩组地球化学特征及构造属性探讨

乌克兰地盾基洛沃格勒地块古元古代AMCG岩组的成因及其在大陆地壳演化过程中具有特殊意义。文章利用地球化学手段对乌克兰地盾基洛沃格勒地块科松-新和平城岩体(AMCG岩组)辉石二长岩和环斑花岗岩的地球化学组成及构造属性进行研究,认为它们所属A1型花岗岩类并与板内裂谷、地幔柱或热点活动有关。区内交代型铀矿床的成矿过程可能受到“长达50 Ma、脉冲式活动”的地幔柱或热点影响。

甘肃龙首山芨岭地区古生代正长岩成因及构造意义

甘肃龙首山芨岭正长岩产于芨岭复式岩体中,产有我国少见的交代岩型铀矿床。为揭示正长岩成因,并探讨其构造意义,本文对正长岩进行了岩相学、年代学、地球化学特征等研究。部分斜长石和石英呈椭圆或圆形以包裹体的形式出现在钾长石中、针状磷灰石和角闪石熔蚀现象都暗示芨岭正长岩可能由两种不同性质的岩浆混合形成。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,芨岭正长岩形成于427.2±3.6 Ma,与北祁连地区同碰撞花岗岩成岩年龄吻合。芨岭正长岩Si O_2含量中等,全碱含量为8.49%~11.74%,K_2O/Na_2O值为1.07~1.20,属于钾玄岩系列;芨岭正长岩相对富集Rb、Ba、Th、U和Pb,亏损Nb、Ta、P和Ti等元素;稀土元素总量高且相对富集轻稀土,中等Eu亏损;[n(^(87)Sr)/n(^(86)Sr)]_i值为0.70798~0.70799,ε_(Nd)(t)值变化于-3.57^-3.35,与区域I型花岗岩类似。综合岩相学、年代学和地球化学特征表明,芨岭正长岩是由壳—幔岩浆混合而成。芨岭正长岩的形成可能与古祁连洋闭合之后,祁连—柴达木板块和阿拉善板块的碰撞有关。由于古祁连洋在奥陶纪晚期(445 Ma)封闭,祁连—柴达木板块与阿拉善板块碰撞,并俯冲到阿拉善板块之下,碰撞引发龙首山断裂右旋走滑形成的局部伸展环境导致软流圈地幔上涌,并加热大陆地壳物质形成长英质岩浆,该长英质岩浆与地幔岩浆混合形成芨岭正长岩。

青海东草河地区铀多金属矿地质特征及找矿标志分析

青海东草河地区铀多金属矿位于北祁连新元古代—早古生代缝合带。该区域经历了多次构造运动,铀矿化与含铀建造、变质作用、混合岩化、岩浆活动及构造演化密切相关。区域上主要出露元古界中—深变质岩,古生界海陆交互相碎屑岩、火山岩,中生界海陆交互相、河流相碎屑岩及新生界河流洪冲积相碎屑岩等。构造以北西向为主,北东、北北东及近东西向次级构造发育。区内岩浆活动强烈,从基性—酸性均有出露。