层间氧化带型砂岩铀矿床地浸过程的热力学研究——以伊犁盆地512铀矿床为例

伊犁盆地512层间氧化带型砂岩铀矿床是中国第一个工业化规模开发的地浸铀矿床,作者简要地介绍了其地质特征和地浸开发工艺,并利用较新的Gibbs自由能和平衡常数数据,对该矿床地浸处理中铀的地球化学行为进行了定量研究。首先,通过标准电动势(E^0)、氧化-还原电位(Eh)的计算和分析,阐明了H_2O_2、硝酸盐、大气中自由氧都能提升溶液的Eh值,从而加速矿物相U^(4+)的氧化溶解;为了节约地浸氧化剂成本,对于U^(4+)/U^(6+)比值不太高的矿床来说,建议充分利用大气中自由氧作氧化剂。然后,通过化学平衡计算,推导出了地下水和硫酸浸出液中铀存在形式的计算公式。计算结果表明:①512铀矿床矿体所赋存的含矿层地下水中,铀主要以碳酸铀酰类络合物形式存在,并且以UO_2(CO_3)_3^(4-)和UO_2(CO_3)_2^(2-)形式为主,并随着pH从7.31升高到8.20,UO_2CO_3从3.80％降低到0.06％,UO_2(CO_3)_2^(2-)从21.91％降低到3.12％,而UO_2(CO_3)_3^(4-)则从74.28％升高到96.82％;②512铀矿床硫酸浸出液中,铀主要以硫酸铀酰类络合物形式存在,其中,UO_2SO_4占63.28％～63.86％,UO_2(SO_4)_2^(2-)占16.55％～21.36％,UO_2^(2+)占15.04％～19.62％。从推导出的计算公式可以看出,硫酸浸出液中铀的存在形式随溶液pH、总SO_4^(2-)含量的变化而变化,

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。

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。

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。

水岩体系E_h-pH法在砂岩型铀矿层间氧化带划分中的应用——以新疆伊犁盆地512铀矿床为例

512铀矿床层间氧化带水岩体系Eh 和 pH值的研究结果表明 ,层间氧化带内相同亚带的水岩体系Eh 和 pH平均值极为接近 ,而不同亚带的水岩体系Eh 值具有明显差异 ,即从氧化带到还原带 ,水岩体系Eh 值明显下降 ;层间氧化带内不同亚带的水岩体系 pH值也有所不同 ,氧化带和还原带处于弱碱性介质环境 ,而氧化还原过渡带则处于中性介质环境 ;水岩体系Eh 和 pH值可以作为划分层间氧化带和圈定铀矿体位置的依据。

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。

层间氧化带砂岩型铀矿床的高精度磁测定位技术研究

对鄂尔多斯盆地东北部3片测区进行地面高精度磁测试验研究成果显示,层间氧化带砂岩型铀矿找矿目的层中的氧化带大致对应于磁异常的正值区,还原带大致对应于磁异常的负值区,而氧化-还原过渡带大致对应于磁异常从正值向负值过渡的零值区附近,显示高精度磁测对层间氧化带砂岩型铀矿定位的有效性。

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。

试论我国古层间氧化带砂岩型铀矿床成矿特点、成矿模式及找矿前景

文章将我国中新生代陆相盆地中发育的古层间氧化带砂岩型铀矿床分为地层超覆埋藏亚型、构造抬升破坏亚型、构造褶断保存亚型等3种亚型,文中主要讨论了这3种亚型古层间氧化带砂岩型铀矿床的成矿特点、成矿模式及找矿前景。作者认为,除近代层间氧化带砂岩型铀矿床以外,古层间氧化带砂岩型铀矿床在我国中新生代陆相盆地也有很大的找矿潜力。因此,需要从成矿理论上认真总结和不断充实,以推动我国砂岩型铀矿找矿工作不断向前发展。

层间氧化带砂岩型铀矿床微生物成矿作用模拟实验研究

目前国内发现有关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较多,而对该类矿床中微生物生存条件和其对铀富集机理方面的研究却十分欠缺。本文在参考和综合国内砂岩型铀矿床最新成矿理论和研究成果的基础上,采用分子生物学的方法。

构造作用对伊犁盆地南缘层间氧化带砂岩型铀矿床影响的探讨

以构造地质学和水成铀矿理论为指导,从构造运动和构造变形等两方面分析伊犁盆地南缘铀成矿构造地质条件,认为由新构造运动引起的次级构造变动是控制和改造层间氧化带砂岩型铀矿床的主导因素,而且构造作用在伊犁盆地南缘东、西部存在着差异性。西部主要是中新生代次级构造运动造成掀斜使盆地边缘部分地层暴露地表,遭受风化剥蚀,有利于大型铀矿床的形成;东部以断裂和褶皱构造变形为主,不但使地层暴露地表而且使铀重新分配,有利于中小型铀矿床的形成。

砂岩型铀矿床层间氧化带前锋区稀有元素富集机制

在深入研究砂岩型铀矿床层间氧化带各地球化学分带中铀及其伴生元素的分布规律时,发现一些单价态(不变价)元素也常常富集在层间氧化带前锋区,其典型代表是钪(Sc)、钇(Y)和稀土元素(REE)等。作者在综合分析前苏联众多砂岩型铀矿床各地球化学分带中各种元素大量测试数据的基础上,论述了层间氧化带前锋区Eh值和pH值的变化规律以及它们所导致的变价元素(U、Se、Mo和V)和不变价元素(Sc、Y和REE)的分布规律和富集机制。实际上,层间氧化带前锋区既是氧化-还原电位(Eh值)又是酸碱度(pH值)的急剧变化区,两者大致同步消长。层间氧化带前锋区有两类地球化学障:单纯的还原障和还原-碱性综合障。两种地球化学障的发育与强度取决于原始未氧化岩石中硫化物、有机质和碳酸盐的含量。

层间氧化带砂岩型铀矿床形成机理——以伊犁盆地南缘为例

通过分析铀迁移、沉淀、富集的成矿特点,结合伊犁盆地南缘铀矿床中铀矿石成分研究,分析了砂岩型铀矿成矿机理.指出在层间氧化带砂岩型铀矿床中,铀主要以碳酸铀酰络合物形式迁移,在富含有机质、硫化物、硫化氢等有效还原剂的条件下,形成强烈的地化反差还原地球化学障环境,铀还原沉淀,最后富集成矿.为指导普查找矿、开展铀矿床矿石成分研究提供参考依据.

十红滩砂岩型铀矿床层间氧化带的元素地球化学

本文根据含矿砂体氧化程度的不同,将吐哈盆地南缘十红滩砂岩型铀矿床层间氧化带划分为完全氧化带、不完全氧化带、还原带和原生带4个地球化学亚带。研究了各地球化学亚带的元素变化特征;得出了与铀共同在还原障富集的元素有Re,Mo,Se,Sr,S,REE,C有机等;Re和U在氧化还原过程中有相似的地球化学特征;Mo、Se与U在还原环境下有相似的地球化学性质,但在氧化环境下其地球化学行为不同。提出本区含矿层本身能为铀成矿提供一定铀源的认识。

吐哈盆地南缘十红滩砂岩型铀矿床层间氧化带的元素地球化学

本文根据含矿砂体氧化程度的不同，将吐哈盆地南缘十红滩砂岩型铀矿床层间氧化带划分为完全氧化带、不完全氧化带、还原带和原生带四个地球化学亚带。研究了各地球化学亚带的元素变化特征；得出了与铀共同在还原障富集的元素有Re、Mo、Se、Sr、S、REE、有机C等；Re和U在氧化还原过程中有相似的地球化学特征；Mo、Se与U在还原环境下有相似的地球化学性质，但在氧化环境下其地球化学行为不同。提出本区含矿层本身能为铀成矿提供一定铀源的认识。

辐射损伤法在寻找层间氧化带砂岩型铀矿床的应用研究

本文论述了电子顺磁共振法测量岩石中结晶石英的顺磁中心浓度──辐射损伤法在层间氧化带砂岩型铀矿床中的应用；在层间氧化带中，氧化带岩石中的石英顺磁中心浓度高，铀含量低，即辐射损伤大，古轴量高，而氧化－还原过渡带中的石英顺磁中心浓度低，铀含量高，表明铀源来自氧化带岩石。由此可以探讨矿床成因和成矿物质来源，并用于找矿和成矿预测工作。

确定层间氧化带型砂岩铀矿床后生分带的水文地球化学研究方法

本文从水文地球化学角度,归纳了确定层间氧化带型砂岩铀矿床后生分带的水文地球化学标志。在此基础上,系统论述了确定层间氧化带型砂岩铀矿床后生分带的水文地球化学研究方法:水文地球化学标志选择、水文地球化学取样、水文地球化学样品分析测试和后生分带的确定。

512层间氧化带砂岩型铀矿床氡异常特征

本文以５１２矿床为例，阐述层间氧化带砂岩型铀矿床，矿化富集部位与铀镭平衡变化特征的关系，铀镭平衡变化特征与地面氡异常的关系。重点论述了层间氧化带砂岩型铀矿床的氡异常特征，评价了地面氡法寻找层间氧化带砂岩型铀矿床的作用和意义。

鄂尔多斯盆地东北部东胜铀矿床古层间氧化带精细解剖

鄂尔多斯盆地东北部的东胜铀矿床是一个古砂岩型铀矿床。由于二次还原作用,古层间氧化带呈现为特殊的绿色或浅绿色。大量的钻探和精细解剖发现,研究区的古层间氧化带具有明显的分带性,完全氧化带主要发育于河道上游,还原带主要位于河道下游,过渡带位于二者之间。河道砂体中沉积韵律的迅速变化既可以控制区域性的古层间氧化带前锋线的发育部位,也可以导致古层间氧化带出现多卷头现象。铀矿体主要形成于古层间氧化带前锋线附近的过渡带中。但是,当完全氧化带中出现残留的、原始的灰色还原带时也可以出现铀矿化。研究认为,对古层间氧化带前锋线产出位置的不断修正,是扩大东胜铀矿床规模、预测富铀矿体产出部位的有效手段。而河道砂体沉积韵律或沉积微相发生明显变化、灰色砂岩与绿色砂岩接触、铀异常扩散晕发育等现象的出现,都是寻找富铀矿体的标志。

伊犁盆地库捷尔太铀矿床层间氧化带与铀矿化特征研究

库捷尔太铀矿床(又名512铀矿床)是中国第一个典型的层间氧化带可地浸砂岩型铀矿床,矿床形态、规模、品位和分布都受控于层间氧化带,而层间氧化带在空间上具有多层性、叠加性和分带性。本文通过对库捷尔太铀矿床层间氧化带展布、分带性、岩石特征和矿体分布,铀矿物和价态铀的分布组合特点的分析,来进一步认识层间氧化带可地浸砂岩型铀矿床成矿规律,丰富水成铀矿床理论,以便对今后在寻找这类矿床时具有一定的指导意义。