碱交代型铀矿地质地球化学特征及成矿规律

碱交代型铀矿床是一类低品位、大吨位的重要铀矿床类型,在国际原子能机构的15种铀矿分类中位列第四,具有重要的经济价值和研究意义。通过梳理总结世界主要超大型碱交代型铀矿区/矿床相关资料,较为系统地介绍了乌克兰地盾中部铀矿省、巴西拉戈雷尔矿区、澳大利亚艾萨山矿区、俄罗斯艾尔肯矿区和加拿大中央成矿带内碱交代型铀矿区/床地质地球化学特征;从成矿时代与构造背景、成矿特征共性及差异等多个方面总结了碱交代型铀成矿规律,初步提出该类矿床成因上是一类与造山运动相关的热液型矿床,同一成矿系统内既可发育早期中高温铀矿化,也可有晚期低温铀矿化形成;总结了该类矿床在构造、蚀变、特征矿物组合、物探异常和水化学异常等5方面的找矿标志,最后概略展望了我国碱交代型铀矿找矿方向,以期为我国碱交代型铀矿勘查评价提供有益借鉴,推动国内碱交代型铀矿的找矿新突破。

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。

粤北石土岭铀矿床碱交代作用成因探讨

粤北石土岭铀矿床碱交代作用十分发育,矿区范围内围岩蚀变强烈,主要发育有白云母化、钾长石化、绿泥石化、绢云母化等蚀变类型。它们多呈面状展布,与铀成矿关系十分密切。本文根据含矿主岩、碱交代岩、辉绿岩与沥青铀矿在形成时间上的对比,以及碱交代岩的地球化学特征研究,认为石土岭铀矿床的碱交代作用主要是地幔流体沿深层次伸展构造上升过程中产生的交代作用形成的。

华南诸广山复式岩体中段花岗岩的碱交代蚀变

诸广山复式花岗岩体中段某大型铀矿田中的部分花岗岩广泛发育碱交代蚀变作用。据对３１３个碱交代蚀变花岗岩样品的岩石化学分析资料及岩相学研究结果表明，该地碱交代蚀变是以钠长石化为主的多阶段钾、钠叠加交代（即混合交代），蚀变强度大多较弱，局部可较强并生成二长石岩、钠长石岩等交代蚀变岩。测得该碱交代蚀变岩石的Ｒｂ－Ｓｒ等时线年龄为１３２．１±５．８Ｍａ，在时序上它与主体侵入的似斑状黑云母花岗岩（Ｒｂ－Ｓｒ等时线成岩年龄为２１５．２±６．３Ｍａ）、补体侵入的细粒少斑黑云母花岗岩（测得Ｒｂ－Ｓｒ等时线成岩年龄为１５５．２±５．４５Ｍａ）构成一连续演化序列，推测碱质可能源自该产铀花岗岩岩浆演化钠转折分异阶段的产物；该蚀变岩属铀成矿前已遭剥蚀的钨、锡矿化矿根相，成为随后工业铀矿化（Ｕ－Ｐｂ法测得成矿年龄为１０３．２±０．６Ｍａ）的有利围岩。

相山矿田邹家山铀矿床碱交代矿化蚀变岩地球化学

相山矿田邹家山铀矿床成矿作用与碱交代关系密切。钠、钾的带入和带出极大地影响铀成矿作用过程,钠交代和钾交代对铀成矿的影响差异明显。本文以邹家山铀矿床中典型的钠化和钾化矿体为研究对象,通过比较两矿体剖面的地球化学特征,研究其异同,探讨钠交代、钾交代与铀成矿作用关系,得出以下认识：（1）与矿体两侧的围岩相比,钠交代和钾交代矿石中都富U和Mo,而Ba含量明显降低;（2）钠交代对原岩化学成分的改变不强。除了钠含量明显增高、钾含量明显降低、钠钾摩尔比M（Na2O/K2O）明显增大外,矿石与原（或围）岩的化学成分相差不大,总碱摩尔数M（Na2O＋K2O）几乎不变;（3）钾交代对原岩的矿物及化学成分改变很大。除钾高、钠低等含量变化外,强烈去Si和Na,M（Na2O＋K2O）有20%~30%的减少,而且许多微量（成矿）元素含量明显增加,特别是稀土元素明显增高,且重稀土增加更快;（4）两类碱交代中行为反差最大的组分是Na2O、K2O、Si O2和REE。钠交代过程中,Na2O和Si O2增加,K2O和REE减少,M（Na2O/K2O）明显增大;而钾交代过程正相反;（5）在相山铀成矿过程中,仅有钠交代时铀的含量较低,强钾交代是形成富铀矿的必要条件。

甘肃龙首山碱交代型铀矿床绿泥石特征及意义

绿泥石化是龙首山铀矿床重要的蚀变类型之一。通过对龙首山碱交代型铀矿床的绿泥石等蚀变矿物进行的岩相学和电子探针成分分析研究,确定了龙首山地区绿泥石的化学类型主要为铁镁绿泥石,少数为蠕绿泥石。依据绿泥石成因或与共生矿物的关系,绿泥石可被划分为黑云母蚀变型、长石蚀变型、沥青铀矿共生型和副矿物共生型等4种类型。泥质岩是本区绿泥石的主要原岩类型,是多期次地质作用形成的产物。研究认为,龙首山地区碱交代型铀矿床的成矿过程可表述为矿前期在相对较高温度的热液流体作用下,黑云母发生绿泥石化蚀变,随后热液继续交代长石,形成长石蚀变型绿泥石,进而在成矿期热液温度相对较低的条件下形成与沥青铀矿紧密共生的绿泥石。绿泥石在铀成矿过程中不但活化了花岗岩里的铀,而且还给铀矿化供应了相对良好的积淀环境。

粤北诸广矿区碱交代岩岩石化学和矿物化学特征及其与铀成矿关系

诸广矿区与铀矿化关系密切的碱交代作用广泛发育,碱交代岩与围岩(正常花岗岩)对比,Na2O、K2O明显增高,Al2O3、Fe2O3也增高;SiO2明显降低,FeO、MgO、CaO也降低,表明K2O和Na2O被带入。矿物化学成分分析得出诸广碱交代岩的长石主要为钠长石与钾长石;绿泥石主要属铁镁绿泥石和蠕绿泥石;黄铁矿有的含铀量较高,据Fe/S值属硫亏损型,据S/Se值属岩浆热液矿床范畴;云母属白云母及少量铁白云母;铀矿物和含铀矿物的UO2含量以沥青铀矿较高,钍石较低,铀矿石的蚀变矿物和造岩矿物有的也含微量铀。碱交代作用既释放矿质又为矿质沉淀创造空间,碱交代岩既提供铀源又是一种有利的成矿围岩。

相山铀矿田邹家山矿床碱交代型矿石地球化学特征及其成矿意义

邹家山铀矿床碱交代蚀变广泛发育,与铀成矿作用关系极为密切。笔者通过野外宏观地质调查和室内岩相学、电子探针分析、常量及微量元素化学分析等方法,初步查明该矿床碱交代型矿石的矿物交代蚀变顺序为钠交代、钾交代、硅质交代。碱性成矿热液先是富Na,而后富K,且两者成分相似,但富K热液更利于铀成矿。与正常碎斑熔岩相比,碱交代型矿石SiO2含量减少,K2O或Na2O、Al2O3、Fe2O3、MgO、P2O5、CaO和U、Th、Zr、Hf、Sm、Ti及REE含量明显增高。与钾交代型矿石相比,钠交代型矿石Rb和REE含量较少,稀土分异强。碱交代作用有利于副矿物蚀变并释放铀,有利于对地层中铀的萃取,有利于铀的稳定迁移。

居隆庵铀矿床酸碱交代叠合成矿特征

坑道地质观测和取样研究表明,居隆庵铀矿床不仅发育酸交代型铀矿化,也普遍存在碱交代型铀矿化,而且碱交代早于酸交代,酸、碱交代型铀矿化在空间上叠合形成富矿。碱交代型矿化蚀变矿物组合为钠长石-赤铁矿-绿泥石-碳酸盐;酸交代型矿化蚀变矿物组合为萤石-伊利石-绿泥石-磷灰石。碱交代型矿石铀主要以分散吸附状态存在;酸交代型矿石铀主要存在于沥青铀矿中,少量存在于钛铀矿、铀(钍)石中。碱交代型矿石具有富Na、低K含量和LREE>HREE等特点,矿化指示元素组合为U、Sr、W、Y、LREE、Yb、Th;酸交代型矿石有富F、S、P,HREE>LREE等特点,矿化指示元素组合为U、P、Sb、W、Yb、Lu、Th、Y、HREE、Mo、Cd、Pb。

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。

乌克兰地盾超大型碱交代型铀矿床特征及热点深源成矿模式

碱交代型铀矿床是乌克兰最主要的铀矿床类型,文章分析了乌克兰地盾地质构造作用,认为研究区是一个元古宙时期长期多期次岩浆热液活动中心,并与深部壳幔热物质隆升有关,是一个较典型的元古宙热点作用区,总结了热点作用早期、中期和晚期特点;较系统地介绍了米丘林、谢维林、新康士坦丁诺夫、瓦图津、黄水和五一(超)大型钠交代型铀矿床的地质特征,从铀矿化含矿主岩具多样性和相对独立性、交代作用的统一性、成矿物质的深源性和成矿时代的相近性等多方面阐明了矿床的成矿机理,建立了乌克兰地盾中部铀成矿省元古宙热点深源钠交代型铀成矿模式,乌克兰地盾中部铀矿省不同类型矿床形成于统一的热点作用区,较好地解释了其产出空间相对集中性、时间相对一致性和成因上相似性的特点,对实际找矿预测具有重要意义。

利用裂变径迹方法研究碱交代作用中铀赋存状态的变化

本文介绍了采用裂变径迹方法研究碱交代作用中铀在岩石主要矿物中的赋存状态的变化 ,结果表明 ,经碱交代作用 ,岩石中主要造岩矿物的铀含量明显降低 ;含铀副矿物大部分消失 ,铀被带出 ;裂变径迹方法可以直观、定量地用于成矿元素在矿物中迁移的研究。

几个铀矿床碱交代作用中重砂矿物变化的研究

本文通过对碱交代作用前后岩石中重砂矿物──晶质铀矿、锆石、榍石和含铁氧化物等的研究，得出如下结论：在碱交代作用中，含铀副矿物由于在碱性热液中不稳定而大量减少，残留副矿物的铀含量也比交代前减少，其释放出的铀遂成为热液中的铀源之一；碱交代热液呈氧化性质，致使碱交代岩由于高价铁氧化物含量增高而普遍发生“红化”；一些硅酸盐矿物，如石榴石、角闪石、黑云母、榍石等也由于在碱性热液中不稳定而分解。

海拉尔—塔木察格盆地凝灰质储层次生孔隙及碱交代作用

海拉尔—塔木察格盆地凝灰质储层次生孔隙成因为碱交代作用和流体致裂作用.碱交代作用以大规模碱性流体碱解和碱交代为核心特征;流体致裂作用包含构造流体压裂作用、流体泵压、引张溶蚀非平衡动力学作用.该地区经过多年勘探未发现常规砂岩储层,但在主体勘探目的层南屯组以下发现凝灰质类储层,在1 400~1 900m的次生孔隙储集空间主控油气藏,次生孔隙比例为40%~80%,在2 000m以下的次生孔隙比例大于90%,储集作用及空间格局与常规砂岩储层完全不同,溶蚀格局在常规砂岩中未见.伴随次生孔隙形成,凝灰质储层中发生大规模碱性溶解和交代现象,形成大量碱性成因标型矿物组合,如柯绿泥石、钠板石、碳钠铝石、方沸石、绿磷石、铈褐帘石、铁绿泥石等,呈现大规模碱性作用的次生孔隙成因控制格局,与此同时,发生天然构造流体致裂作用形成微裂缝.

石油天然气藏幔汁加氢和碱交代成因的再认识

油气成因问题争论已有多年。本文在过去的无机成因论的基础上,现在再增加一些自己工作和国内外新进展进一步论证石油天然气藏的热液作用成因。此热液是地幔流体(HACONS简称幔汁)在玄武岩事件中沿盆地底部深断裂上涌减压降温的相变产物,通过加氢和碱交代作用形成油气矿藏。

新疆可可塔勒铅锌矿床海相火山岩碱交代作用研究

通过野外调查、岩相学、矿物化学和岩石地球化学研究，认为泥盆纪以酸性海相火山岩为主的含矿岩系下部富钠和上部富钾是交代变质作用的产物；通过碱交代作用的热力学计算，初步认为：在对流循环成矿模式中，下降的海水被加热时由于温度的升高发生钠交代作用，成矿流体在运移和喷出过程中由于温度的降低而发生钾交代作用。

诸广南部铀矿区碱交代岩特征及同位素年代学研究

碱交代作用的发育对于铀矿床的形成具有极为重要的意义,碱交代岩的特征与时代问题一直是铀地质工作者十分关注的关键问题。对诸广南部201矿床、361矿床、302矿床以及坪下水矿床的碱交代岩进行了室内外观测与鉴定并分别对采集的四个样品采用钾氩法直接测定碱交代岩的钾长石的年龄,测得其年龄分别为:201矿床(93.13±1.42)Ma,361矿床(75.46±1.47)Ma,302矿床(81.96±1.76)Ma,坪下水矿床(51.86±1.36)Ma。测年结果显示碱交代岩年龄比围岩年龄小得多,比矿床附近的中基性岩墙年龄也小,碱交代岩年龄与铀成矿年龄比较接近。

新疆塔斯特花岗岩的碱交代及其地质意义的探讨

通过对新疆塔斯特花岗岩体岩石结构和地球化学的研究,提出该岩体曾遭受范围较广,强度不大的碱交代作用和碱质深源的新认识,并认为碱作用及其强度是该区金富集规模的控制因素之一。该区地槽褶皱晚期局部松弛的拉张对塔斯特岩体的成岩、分布和碱作用起着控制作用。

下庄铀矿田碱交代钾长石Ar-Ar定年研究

下庄铀矿田位于赣南粤北地区贵东岩体内，矿田内分布有希望、大帽峰、竹山下、石土岭等矿床，在这些矿床中普遍发育碱性交代岩，它是由花岗质围岩蚀变而来，其特征表现为岩石呈鲜红色，具有巨大的钾长石或钠长石变斑晶，与原岩相比，石英含量有明显减少。

水泉沟含金碱性杂岩体的剪切变形与碱交代成矿特征

在印支－燕山期，冀西北水泉沟碱性杂岩体角闪二长岩遭受了强烈的韧性剪切变形和复杂的碱交代作用，逐步演化出角闪二长糜棱岩类→碱交代正长岩类→钾长花岗岩类，以及东坪、黄土梁、小营盘等几十处石英脉钾—质蚀变岩型金矿床，形成独特的含金碱性杂岩体，揭示了冀西北崇礼—赤城含金剪切带重要的碱交代成岩成矿机制。