鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床绿泥石特征及地质意义

纳岭沟铀矿床位于鄂尔多斯盆地北部,具有明显的后期热液作用的特征,矿体空间展布主要受控于绿色-灰色砂岩的过渡界面,与绿泥石化的蚀变砂岩关系密切。通过对纳岭沟铀矿床不同颜色砂岩中的绿泥石进行详细的岩相学研究和电子探针化学成分分析,依据绿泥石的成因与共生矿物的关系,识别出绿泥石主要的3种类型:填隙物型绿泥石,片状与黄铁矿共生型绿泥石以及黑云母蚀变型绿泥石;同时通过绿泥石的Fe-Si图解确定了纳岭沟铀矿床不同颜色砂岩中的绿泥石主要为铁镁绿泥石和密绿泥石。根据Al/(Fe+Mg+Al)-Mg/(Fe+Mg)的关系图解确定出不同颜色砂岩中的绿泥石具有铁镁质流体和泥质两种来源,通过绿泥石中主要阳离子与镁的关系图解和计算得出的绿泥石形成温度共同确定出绿泥石是多期次的中低温热液流体作用的产物。综合研究表明,纳岭沟铀矿床的绿泥石形成至少经历了温度稍高的还原性流体和温度稍低的氧化性流体等两个期次的流体作用,稍高温的还原性流体与成矿关系更为重要。与绿泥石形成有关的热液流体作用不仅带入了部分铀,还促进了铀的活化和运移。

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床目的层岩石学及铀存在形式

中侏罗统直罗组下段下亚段是纳岭沟铀矿床的主要含矿层位,该层段发育辫状河沉积体系,砂体连通性、渗透性好,富炭屑、黄铁矿等还原质,具有良好的铀成矿条件。本文通过显微镜下观察、X射线衍射分析、扫描电镜等分析测试手段,对纳岭沟铀矿床直罗组下段下亚段砂岩岩石学特征进行研究,观察含铀矿目的层砂岩中的蚀变现象及蚀变矿物特征,探究黏土矿物、黑云母等矿物的蚀变转化关系。通过α蚀刻径迹、电子探针实验等分析测试手段,对纳岭沟铀矿床铀矿物的成分类型和存在形式进行探究。探讨含铀矿层砂岩岩石学特征与铀矿物存在形式之间的关系,发现纳岭沟铀矿床铀的富集、赋存形式、成分类型与含矿砂岩中的矿物蚀变转化中的物质交换密切相关,纳岭沟铀矿床铀成矿是受古层间氧化带控制,叠加了后期热液流体改造作用的结果。

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床铀矿物特征与形成机理

纳岭沟铀矿床位于鄂尔多斯盆地北东部,是我国近年发现的一个特大型砂岩铀矿床,铀矿体赋存于中侏罗统直罗组下段河流相砂体中,受古层间氧化带控制,呈板状。铀矿物主要为铀石、沥青铀矿和钛铀矿,其中铀石是最主要的铀矿物。沥青铀矿中w(CaO)较高;铀石中w(UO_2)偏低、w(SiO_2)偏高,w(UO_2)/w(SiO_2)达到1:1.29,远低于正常值;钛铀矿则呈现U低Ti高的特点。根据各铀矿物的形成、富集机理,认为纳岭沟铀矿床在古层间氧化发育阶段赋矿砂体属于酸性环境,SiO_2活度较低,形成铀矿物主要为沥青铀矿。始新世晚期及以后,氧化作用不发育,赋矿砂体被二次还原,岩石地球化学环境由酸性转变为弱碱性,SiO_2活度增大,使早期阶段形成的沥青铀矿转变为铀石。钛铀矿主要是在氧化—还原作用下由含铀溶液中的铀(UO_2^(2+))交代重矿物—钛铁矿中的Fe2+而形成。

鄂尔多斯盆地东北部纳岭沟铀矿床元素地球化学特征及其地质意义

纳岭沟铀矿床位于鄂尔多斯盆地北部,是我国目前已发现的可地浸砂岩型铀矿床之一。其受古层间氧化带控制,呈板状产于中侏罗统直罗组下段辫状河砂体中。笔者从元素地球化学分析入手,通过对不同蚀变砂岩的地球化学特征进行对比,认为蚀变砂岩主要化学成分的变化受成岩作用、水-岩作用,以及油气二次还原作用等影响,并且有机碳含量在矿化砂岩中较高,说明铀矿化与有机质关系密切。矿化砂岩中的微量元素相对富集或亏损明显,可能与成岩后期(热液)的改造作用有关。蚀变砂岩均表现出壳型花岗岩的微量和稀土元素特征,LREE相对富集,说明盆地北部的阴山、大青山古陆壳富铀花岗岩体是直罗组的主要物源。此外,δEu和δCe特征也表明纳岭沟铀矿床是在弱氧化-弱还原过渡性环境下形成。这些特征可作为找矿勘探的重要指示或标志。

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床板状矿体形成机制:来自含矿层黏土矿物研究的制约

纳岭沟铀矿床是近年来在鄂尔多斯盆地北部发现的一个大型铀矿床。与典型层间氧化带砂岩型铀矿不同,纳岭沟铀矿床具有矿体呈板状、似层状产出与铀矿物以铀石为主等特点。文章通过扫描电镜与X衍射等方法对含矿层不同地球化学分带砂岩黏土矿物组合类型、相对含量的变化开展了系统的研究,为该区铀成矿模式与板状矿体的形成机制提供依据。研究结果表明,含矿层砂岩中黏土矿物以呈蜂窝状、片絮状产出的蒙脱石为主,其次为呈片状、书页状及蠕虫状产出的高岭石与呈叶片状、花朵状集合体产出的绿泥石,局部可见伊利石与蒙脱石向绿泥石转化而成的绿蒙混层;从二次还原绿色带→矿带与原生带,呈现蒙脱石、绿泥石明显减少,高岭石含量与w(TOC)、CH4明显增加的趋势,说明二次还原绿色带与矿带之间存在Eh-pH突变界面;含矿层经历了弱碱性大气降水(含铀含氧)、酸性流体(有机酸与煤成气)、中-低温碱性热液油气与富Na+、Ca2+的弱碱性流体(盆地卤水)的共同作用,其中弱碱性大气降水与中-低温碱性热液混合而成的碱性-氧化成矿热液与下伏延安组煤系地层演化产生的酸性-还原流体(有机酸与煤成气)在相互接触面上因Eh-pH突变而造成铀石的沉淀,并在Eh-pH突变界面上形成板状矿体。

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床矿（化）体岩石地球化学特征

纳岭沟铀矿床是我国近年发现的可地浸砂岩型铀矿床之一，其铀矿体产于中侏罗统直罗组下段辫状河砂体中，受古层间氧化带控制，呈板状。通过对该矿床的矿石和围岩进行岩石地球化学分析表明：矿床的含矿砂岩成分成熟度低，铀矿化与砂岩中的有机质含量关系密切；围岩中 FeO、Al2O3、CaO、Na2O 含量均稍高于矿石，而 Fe2O3、MgO 含量偏低。造成这种差异的原因是与本区的还原性蚀变组合有关。铀矿石中 Se、Mo、V 含量均随着 U含量的增高而增高，呈正相关；Re 含量与 U 含量呈线性相关；Sc 含量随 U 含量变化不明显。直罗组砂岩表现出壳型花岗岩的微量和稀土元素特征，说明阴山古陆富铀花岗岩体是区内直罗组下段沉积的重要物源，同时也是后期铀成矿的重要铀源。

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。

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床后生蚀变成因及其与铀成矿的关系

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床是中国近期落实的又一特大型铀矿床,为古层间氧化带砂岩型铀矿床。根据蚀变作用与成矿作用的关系,建立了新的古层间氧化带砂岩型铀矿床后生蚀变分类方法,即将其划分为控矿蚀变、成矿蚀变和保矿蚀变3类。分别从垂向上和平面上分析了后生蚀变的空间分布规律,剖面自下而上整体表现为保矿蚀变-成矿蚀变-控矿蚀变的垂向序列;平面上重点分析了氧化砂体厚度、氧化砂体百分率、氧化砂体底埋深、氧化砂体底标高等参数特征。

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床成矿流体来源及与铀成矿关系:来自含矿层碳酸盐胶结物C-O同位素的约束

近年来,随着铀矿勘查与研究程度的深入,在鄂尔多斯盆地北缘发现了皂火壕、纳岭沟、大营、东胜等一系列大型—特大型砂岩型铀矿床。大量学者对这些铀矿床的成矿环境、成矿年龄、铀源和成矿流体来源及有机质在铀成矿中的作用、成矿模式等方面做了非常系统的研究,但是关于成矿流体来源方面不同的学者具有不同的观点。一部分学者认为该区铀矿富集所需的还原剂主要来自下伏古生界地层的天然气(冯乔等,2006;吴柏林等2014),也有学者认为铀矿富集除与油气有关外,还与低温热液流体的充注有关(肖新建,2004;李子颖等,2009;张龙等,2015),同样还有少数人认为深部地幔流体参与铀成矿过程(李荣西,2006;杨晓勇,2008)。虽然上述学者对该区成矿流体来源做了非常详细的研究,但依然存在争议。

鄂尔多斯盆地北东部纳岭沟铀矿床不同蚀变带绿色砂岩特征

在鄂尔多斯盆地北东部砂岩型铀矿找矿中，一般将绿色蚀变砂岩作为古层间氧化带的识别标志。笔者通过对纳岭沟铀矿床绿色砂岩空间分布规律、铀矿化产出特征、矿物蚀变组合特征、岩石地球化学环境指标等因素进行综合分析，认为该铀矿床中的绿色蚀变砂岩不仅仅代表了古氧化环境，在古氧化带、氧化还原过渡带、原生带中均可出现不同色调的绿色砂岩。因此，正确识别不同蚀变带中的绿色砂岩，对盆地北东部砂岩型铀矿找矿工作具有现实指导意义。

纳岭沟铀矿床局部隔水层分布样式及对铀矿开发的影响

纳岭沟砂岩型铀矿是鄂尔多斯盆地重要的铀矿床之一,具有含矿含水层厚、岩矿比大的特点。通过详细研究该矿床局部隔水层的空间分布特征,将其总结为3种类型:完整型、残缺型和天窗型,并细分为11种亚类型。详细分析了局部隔水层的空问分布对铀矿开发的影响,不同的局部隔水层空间发育样式,控制着浸出液的不同分布模式。以完整型的同顶不同底亚类和残缺型的双边缺底板亚类进行了动态注采模拟分析,将整个模拟过程分为反应前阶段、初始反应阶段、反应中阶段、浸出液连通阶段、见矿阶段和稳定阶段,对该矿床的下一步有效开采将具有很好的借鉴意义。

鄂尔多斯盆地北东部纳岭沟铀矿床成矿作用特征及成矿模式

通过对纳岭沟铀矿床地质特征、成矿作用地球化学特征的研究，认为纳岭沟铀矿床为典型的古层间氧化带砂岩型铀矿床。该矿床定位的构造条件是受新构造运动影响而形成的泊江海子断裂及其派生断裂的直接控制；铀成矿作用主要表现为古层间氧化带蚀变作用。从古氧化作用早期的酸性蚀变、古氧化期后的弱碱性蚀变到晚期还原弱碱性蚀变，整个演变过程直接控制了纳岭沟铀矿床铀的后生改造、富集成矿。赋矿岩石的还原性组分特征和其它砂岩型铀矿床一样，主要是含有机碳、黄铁矿、硫（S2）等，铀的富集与其有着密切的关系。成矿作用历经了沉积铀预富集、古层间氧化作用成矿、后期层间氧化作用改造成矿和晚期弱碱性还原作用保矿等4个阶段。矿床形成年龄为84±1Ma、61.7±1.8Ma 和38.1±3.9Ma。文章在总结矿床地质特征、成矿作用地球化学特征的基础上，建立了纳岭沟铀矿床的成矿模式。

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床岩石学、矿物学特征及其对铀成矿作用的指示意义

对砂岩型铀矿床各地球化学分带中砂岩的岩石学、矿物学特征进行对比分析,对于探索铀成矿过程具有重要意义。前人对纳岭沟铀矿床砂岩的矿物学特征做了一定的研究,但是对铀成矿过程中各伴生矿物之间的相关关系及其地质意义的认识相对薄弱。本文通过对鄂尔多斯盆地北东部纳岭沟铀矿床不同地球化学分带中砂岩进行岩相学分析、X衍射分析以及碳酸盐C-O同位素分析,建立了各矿物之间的相关关系,根据矿物之间的相关关系来反演成矿过程中目的层砂岩地球化学环境变化的过程。镜下鉴定结果表明纳岭沟铀矿床砂岩主要为长石岩屑砂岩;全岩碳酸盐胶结物的碳同位素组成范围为-20.6‰^-3.8‰,根据碳酸盐胶结物的氧同位素反演的碳酸盐胶结物形成时期的流体为大气降水和海水,表明碳酸盐胶结物的形成与有机质、大气降水中以及深部海相碳酸盐的溶解有关;矿物之间的相关关系表明在成矿过程中目的层砂岩经历了三个阶段的地球化学环境的变化:层间氧化过程中的酸性氧化环境阶段、氧化还原过渡带的碱性弱还原环境阶段以及晚期的碱性强还原环境阶段。本文的研究对深入认识铀成矿过程中地球化学环境的变化具有重要的意义。

鄂尔多斯盆地东北部纳岭沟铀矿床黏土矿物特征

鄂尔多斯盆地东北部纳岭沟铀矿床是近年来发现的大型砂岩型铀矿床。矿床黏土蚀变强烈,与铀成矿关系密切。本文通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析测试,重点研究了纳岭沟铀矿床不同地球化学分带砂岩中的黏土矿物含量、类型及黏土矿物之间相互转化的关系,探讨了各地球化学分带的黏土矿物特征。研究发现,纳岭沟铀矿床各地球化学分带中黏土矿物以蒙脱石为主,高岭石次之,其次为绿泥石和伊利石;各地球化学分带的黏土矿物在总量上虽然相差不大,但是对具体黏土矿物的含量而言却差异明显;纳岭沟铀矿床黏土矿物对铀的吸附能力主要体现在蒙脱石,高岭石含量的变化可以反映流体环境的变化。

浅谈γ测井曲线峰型特征对铀矿找矿的指导意义——以纳岭沟铀矿床为例

γ测井是勘探放射性矿床的一种基本的地球物理方法。γ测井曲线形态反映的地质现象是铀矿勘查的基本途径和重要方法,本文通过研究赋矿砂体后生蚀变特征与铀矿化的关系,分析了赋矿砂体后生蚀变特征对γ测井曲线峰型特征的影响,认为铀矿体产出于绿色砂岩与灰色砂岩过渡部位的灰色砂岩中,且在过渡部位的钙质砂岩中,γ测井曲线形态有明显的增高显示,且γ测井曲线峰型特征对找矿方向的选择和工程部署具有积极的指导意义。

鄂尔多斯盆地东北部纳岭沟铀矿床黏土特征及其与铀成矿的关系

对鄂尔多斯盆地东北部纳岭沟铀矿床铀含量明显不同的两种灰色砂岩进行了岩心观察、薄片镜下鉴定、扫描电子显微电镜以及X-射线衍射等分析,讨论了不同灰色砂岩中黏土含量的变化及其变化机制,最后总结了纳岭沟铀矿床的黏土特征及其与铀矿化的关系。研究表明纳岭沟铀矿床的黏土矿物主要为高岭石和蒙皂石,绿泥石和伊利石含量较低,未见伊利石-蒙皂石混层和绿泥石-蒙皂石混层。伊利石多以薄膜状包裹在碎屑颗粒表面,高岭石多呈蠕虫状、书叶片状分布在碎屑颗粒表面及颗粒之间,蒙皂石多以片絮状、蜂窝网状存在于碎屑颗粒之间和碎屑颗粒表面。黏土总量和绿泥石在两种灰色砂岩中相差不大,高岭石和伊利石在矿化灰色砂岩中含量高,在原生灰色砂岩中含量低,而蒙脱石与之相反。含氧含铀层间水对原生灰色砂岩的改造引起长石的溶解,促进了高岭土的形成。纳岭沟铀矿床的铀并不是主要赋存在黏土矿物中,而更有可能主要赋存在有机质当中,为该铀矿床进一步研究开发提供技术支撑。

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床铀赋存状态及铀矿物工艺矿物学研究

铀的赋存状态直接影响在地浸过程中铀的浸出率,通过铀矿物的工艺矿物学特征能反映铀矿物与浸矿剂的接触情况,因此研究矿床中铀赋存状态及铀矿物工艺矿物学特征对地浸开采具有重要意义。本研究运用扫描电镜(SEM)以及综合矿物分析仪(TIMA)等方法对纳岭沟铀矿床铀的赋存状态及铀矿物的工艺矿物学特征(包括铀矿物粒度、解离度、连生矿物占比)进行研究。结果表明:(1)纳岭沟铀矿床铀存在形式以独立铀矿物(主要为铀石)为主,还包括少量含铀矿物(锆石,独居石等)以及吸附态铀。(2)铀矿物粒度基本都处于0~160μm范围内,占比90.07%,其中大部分铀矿物粒度小于50μm(60.92%),少量(9.93%)的铀矿物粒度大于200μm。(3)铀矿物与有机质、绿泥石、石英、黑云母、正长石等矿物连生关系密切,其占比分别为21.46%、16.48%、13.76%、11.56%、10.45%,指示铀矿物大部分与矿物连生。本研究有效查明了纳岭沟铀矿床铀矿物的空间嵌布关系,其主要赋存在有机质内部及其表面,除此之外也分布在绿泥石与黑云母的层间裂隙中。因有机质的疏水性以及绿泥石与黑云母的层状结构难以破坏,最终会导致铀的浸出率降低。纳岭沟铀矿床铀赋存状态表明,大部分铀矿物能被浸出,但在实际地浸过程中,部分铀矿物会因难以与溶浸液接触导致铀的浸出率下降。