塔西地区富烃类还原性盆地流体与砂砾岩型铜铅锌-铀矿床成矿机制

塔西地区萨热克大型砂砾岩型铜矿床和乌拉根铅锌矿床进入矿山开发期,今后找矿潜力大但成矿机制不明,制约了成矿与找矿预测。基于构造岩相学和地球化学岩相学,以西南天山造山带为核心,塔西地区前陆盆地、山间盆地和后陆盆地对于砂砾岩型铜矿床、铅锌矿床和铀矿床有不同控制作用:1在西南天山造山带北侧的托云中—新生代后陆盆地系统中,其次级盆地(萨热克巴依中生代山间拉分断陷盆地)上侏罗统库孜贡苏组上段为萨热克式砂砾岩型铜矿赋存层位;2在西南天山造山带南侧的前陆盆地系统中,乌拉根砂砾岩型铅锌矿赋存在下白垩统克孜勒苏群顶部与古近系底部,巴什布拉克大型砂岩型铀矿床赋存在伽师前陆盆地克孜勒苏群中;3在前陆盆地系统中,古近系顶部和新近系渐新统—中新统为砂岩型铜矿床赋存层位。富烃类还原性盆地流体识别构造岩相学标志为沥青化蚀变相、沥青化—褪色化蚀变带、碎裂岩化相和沥青化蚀变相多重耦合结构;地球化学岩相学标志包括富含有机碳,矿物包裹体中含有含烃盐水、气态烃-液态烃-气液态烃、轻质油和沥青等有机质类包裹体,低盐度和中盐度成矿流体,Cu-Ag-Mo同体共生矿体,氧化相铜、硫化相铜和钼硫化物等。砂砾岩型铜铅锌-铀矿床成矿机制主要包括:1同生断裂带由走滑拉分断陷发生构造反转后,转变为挤压收缩体制,即烃源岩大规模生烃-排烃机制;2反转构造带、区域性不整合面、滑脱构造带、高孔隙度和渗透率砾岩等构造岩相带为富烃类还原性盆地流体大规模运移构造通道;3高孔隙度和渗透率砾岩类下部低渗透率泥质粉砂岩和上部含膏泥岩为岩相岩性圈闭构造岩相学标志;4大规模富烃类还原性盆地流体与含铜紫红色铁质杂砾岩(氧化相铜)有多相流体多重耦合结构,可能是砂砾岩型铜矿床大规模富集成矿机制,低温卤水沉积叠加富烃类还原性盆地流体成矿可能是形成砂砾岩型铅锌矿床机制,富烃类还原性盆地流体多期次混合与氧化相铀被还原可能是砂岩型铀矿富集成矿机制。

还原性流体-泥岩盖层相互作用的岩石学和地球化学记录——以松辽盆地南部王府凹陷青山口组泥岩为例

天然气田(藏)中渗漏的还原性流体将导致泥岩盖层的成分(尤其是常量和微量元素)变化。这种变化记录了还原性流体—岩石相互作用事件,并具有指示油气藏位置的意义。利用天然类比方法,并以松辽盆地南部王府凹陷青山口组泥岩为对象,对天然气田(藏)中还原性流体引起的泥岩成分变化和流体在盖层中的运移方式进行了研究。结果表明:研究区渗漏流体的主要还原性成分为CH_4,其次为H2S;在流体-岩石相互作用过程中,泥岩中红色的Fe^(3+)被还原为无色的Fe^(2+),从而导致了漂白现象的出现。Fe^(2+)以胶体的形式随流体运移至别处或以铁结核的形式重新沉淀;漂白过程中U含量的升高、Ga和Sc含量的降低,与U、Mo、V和Ni含量在纵向上的规律性变化均和流体的还原性有关;在泥岩盖层中,还原性流体主要在浮力的驱动下发生纵向运移,且地层抬升可导致其水位降低;天然气田(藏)泥岩盖层中微量元素的规律性变化具有指示还原性流体流动路径和方向的意义。

准噶尔盆地西北缘深部烃类流体与表生氧化流体叠合铀成矿作用

为查明准噶尔盆地西北缘中、下侏罗统砂岩铀矿化成因及其与烃类流体间的关系。通过对目的层油砂提取物碳同位素和Re-Os同位素测试,得出目的层中的烃类主要是深部油气藏在晚侏罗世-早白垩世时期(155±51 Ma)遭受构造破坏逸散后充注的,初始来源于玛湖坳陷下二叠统风城组烃源岩。结合野外地质调查、岩心宏观及镜下微观鉴定,得出目的层砂岩在烃类流体充注前后分别遭受过后生氧化作用。前期古氧化作用程度强,发育赤铁矿化,成矿潜力大;而后期氧化为近现代氧化,强度偏弱,以褐铁矿化为主,时代新,成矿规模小。最终,建立了该区中、下侏罗统砂岩烃类流体还原与后生氧化耦合的四阶段铀成矿模式:(1)八道湾组-西山窑组期间为原生还原性含矿建造形成期;(2)头屯河组-齐古组期间为古层间氧化带及其古铀矿床形成期;(3)齐古组晚期-新近纪末为烃类流体充注还原与泥岩超覆掩盖期;(4)第四纪以来为近现代层间氧化带及其铀矿体形成期。该模式的提出对含油气盆地内砂岩型铀矿找矿具有指导意义。

还原性斑岩型Cu与Mo-Cu矿特征与形成机制

还原性斑岩型Cu矿是近年新识别的一类斑岩型矿床,以岩浆阶段发育大量磁黄铁矿和成矿流体富CH4为主要特征。成因上,还原性斑岩型Cu矿与钛铁矿系列I型花岗岩伴生,形成于俯冲环境或者后碰撞环境。成矿流体为岩浆流体。岩浆阶段磁黄铁矿的结晶沉淀将导致岩浆中成矿元素Cu进入硫化物相而贫化,不利于成矿元素在流体中富集,结果导致还原性斑岩型Cu矿的矿化和蚀变规模较小。对比研究发现西准噶尔宏远Mo-Cu矿也具有还原性斑岩型矿床的特征,可能为还原性斑岩型矿床的新类型。

鄂尔多斯盆地北东部纳岭沟铀矿床红色蚀变矿石成因及其地质意义

鄂尔多斯盆地北东部纳岭沟铀矿床是近年来发现的大型砂岩型铀矿床。与国内外典型层间氧化带型铀矿床明显不同,纳岭沟铀矿床不仅矿体呈板状、似层状产出,受单层灰绿色古氧化砂体与下伏灰色砂体的交界面控制,且远离顶底板,部分含矿岩石在宏观上表现为红色含炭屑矿石,微观上出现铀石-赤铁矿(针铁矿)-黄铁矿等特殊矿物共生组合。在综合岩矿鉴定、电子探针分析、酸解烃分析等成果认识的基础上,结合前人流体障铀成矿理论的实验和数学模拟结果认为,纳岭沟铀矿床是含氧含铀水与深部还原性流体相互作用的产物,且矿体形成过程中含氧含铀水和深部还原性流体的界面变化是红色蚀变矿石形成的关键原因,而持续强的含氧含铀水和较弱的深部还原性流体作用是形成板状矿体的主要因素。

内蒙古二连盆地铀与油、煤的时空分布及铀的成矿作用

二连盆地是我国铀、石油和煤3种能源矿产共存的大型盆地之一,研究它们之间的时空和成因关系,对于盆地的综合找矿有着重要现实意义。研究结果表明,铀矿产于侏罗纪、白垩纪和古近纪的粗碎屑岩中,油气田主要产于侏罗纪、白垩纪的细碎屑岩中。产煤的小凹陷就是有利的产铀凹陷,产煤层位就是找铀的目的层位。石油、煤产生的还原性流体对砂岩型铀矿的成矿作用为:(1)还原性流体沿着断裂向上迁移扩散,对上部岩石产生了强烈的还原作用,大大增强了岩石的还原能力,铀在还原性的岩石中富集;(2)来自地表的含铀含氧水与来自下部上升的还原性流体相遇混合,使溶液中的U6+还原为U4+而沉淀;(3)深部还原性流体可携带一部分成矿物质进入容矿砂体而卸载,从而造成铀的初步富集或叠加富集。由于它们有空间上和成因上的联系,建议对于产有铀、石油和煤3种能源矿产的沉积盆地,需采用综合找矿的工作思路,充分挖掘石油、煤炭和铀矿3个部门已有的钻探资料和成果,进行二次开发,有利于快速开展盆地铀矿勘查和矿产资源评价。