甘肃龙首山芨岭铀矿床矿化特征、蚀变矿化机制 及控矿构造研究

芨岭铀矿床为甘肃省龙首山分布的典型铀矿床,对其进行深入研究有利于指导区内其他地区的找矿勘查工作。本文结合区内多年勘查工作取得的研究成果和资料,系统总结了芨岭矿床的铀矿化特征,在此基础上,对分带岩矿石的岩石地球化学以及控矿构造进行了综合分析,以探讨成矿流体的蚀变矿化机制与构造控矿机制。研究结果表明,芨岭矿床赋存于受马路沟断裂控制的岩体接触带附近,从岩体到矿体具有从斑状花岗岩-无矿化钠交代岩-异常钠交代岩-矿化钠交代岩-含矿化钠交代岩的分带现象,矿石发育钠长石化-赤铁矿化-碳酸盐化-绿泥石化为主的蚀变组合,成矿作用主要经历了两期热液蚀变,即早期的岩浆-热液自交代蚀变矿化与晚期叠加的外循环流体成矿富集蚀变,并分别以钠长石化和赤铁矿化为典型蚀变特征。矿体在空间上受到马路沟断裂及其次级断裂的控制作用,针对马路沟断裂的复杂性,通过大量深部钻孔查证,目前认为马路沟断裂受到古元古界白家咀子组大理岩残留体的影响分为两条大致平行的F 101和F 105断裂,两条断裂在深部残留体尖灭部位合二为一条陡倾断裂。综合分析认为马路沟断裂的次级断裂为赋矿断裂构造,主、次断裂构造夹持区是铀成矿的最有利部位,也是下一步找矿勘查工作的重点靶区。

甘肃龙首山芨岭矿区构造作用与铀成矿的关系

为研究甘肃龙首山地区的构造演化与铀成矿之间的关系,系统地收集了甘肃龙首山地区相关地质资料,并在此基础上结合资料对龙首山的区域构造演化进行了分析,同时开展了矿区典型构造节理应力方向及典型矿床构造期次分析,大致查明了龙首山地区构造特征及矿床的构造期次,并探讨了构造对铀成矿的控制作用。通过构造演化与铀成矿作用关系的研究,结合相关资料,分析认为,龙首山地区矿床主要分为花岗岩、白岗岩、碱交代岩3种类型;龙首山地区主要的应力方向有NW-SE向及NE-SW向;芨岭地区构造活动划分为5期。

龙首山芨岭铀矿床含矿主岩特征及铀矿床成因讨论

龙首山岩浆活动带是以典型碱交代矿床为特点的铀成矿带,大型矿床往往是以发育大型碱交代作用为前提。芨岭铀矿床属于加里东—华力西期与俯冲作用有关的岩浆热液组合。该区加里东早期和华力西期花岗岩,分别是祁连洋向北俯冲及陆内俯冲的产物。笔者经长期野外研究,通过大量显微镜下观察、常量、微量元素和同位素测定等室内分析与综合,对芨岭铀矿床花岗岩含矿主岩主要特征及铀矿床成因作一初步总结。

芨岭地区铀矿地质—地球物理特征研究

通过对龙首山铀成矿带芨岭岩体铀矿床进行研究,认为该地区不同类型铀矿化,虽然含矿主岩不同,但是矿床形成过程具有类似性,即都属于断裂构造控矿,并经历了岩浆分异、岩体边缘富集、热液活动等地质过程,铀元素分异、迁移及富集机理也具有相似性。矿床所处的地球物理场亦可进行类比,通过深入研究对比3类典型铀矿床(硅质脉型、隐爆角砾岩型、碱性杂岩型)的地球物理特征,发现铀矿床一般位于强弱磁异常过渡地带偏弱磁异常一侧,电阻率断面图中多位于高低阻梯度变化带或中低阻区,电阻率平面图中多位于中低阻过渡带偏低阻一侧,认为电、磁强弱异常过渡地带偏弱场区可以作为地球物理找矿标志。

芨岭岩体马路沟断裂地球物理特征及其与铀成矿关系

研究区位于芨岭岩体南带,属于龙首山铀成矿带。为了探测控矿构造马路沟断裂带在深部的发育情况,开展了音频大地电磁测量(AMT)和地面高精度磁法测量。根据物探资料,总结了芨岭岩体马路沟断裂的地球物理特征,确定了断裂的位置、产状及深部延伸情况,厘清了马路沟断裂与其次级断裂之间的关系。结果表明,马路沟断裂发育于西岔-芨岭地段北部,走向近北西,总体倾向南西,中部被北东向F_(201)断裂所错断,倾角70°左右,切割深度大于700m。在北西段倾向北东,至南东段总体倾向南西,产状具复杂多变特征。根据区域铀成矿规律及碱交代型铀矿成矿特点,预测了铀成矿有利地段,为下一步地质找矿提供了借鉴。

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。

龙首山芨岭复式岩体岩石地球化学特征及构造环境探讨

芨岭复式岩体位于甘肃龙首山拱断带中段,产有芨岭等我国最为典型的碱交代型铀矿床,为揭示其成因意义,并初步探讨其构造环境,对芨岭复式岩体进行了地球化学研究。地球化学及岩石学研究表明,芨岭复式岩体岩石属于低硅(47.09%~73.71%)、低钾高钠(K2O/Na2O平均值<1)、准铝质高钾钙碱性系列岩石。微量元素相对富集Ba,Rb,Th,U等大离子亲石元素(LILE)且相对贫Ta,Nb,Zr,Hf,Ti,P等高场强元素(HFSE)。具有明显的Th,U富集,La,Ce正异常,Zr,Hf弱亏损,Sr,P,Ti强烈亏损特征。稀土元素含量较高且表现出轻稀土元素(LREE)富集,重稀土元素(HREE)较为平坦特征。应用微量元素构造判别图解,并结合前人对该区构造-岩浆演化的长期研究,认为芨岭复式岩体很可能形成于碰撞后构造背景。

甘肃芨岭铀矿床围岩蚀变特征及其与铀矿化的关系

以芨岭地区铀矿床碱交代蚀变岩石为研究对象,对该区碱交代作用蚀变的特征进行详细研究。结果表明:芨岭钠交代岩型铀矿床属断裂碱交代型铀矿床,矿床蚀变种类繁多,主要有钠长石化、绿泥石化、碳酸盐化、赤铁矿化、绢云母化和硅化等。蚀变组合及分布特征较明显,并与铀矿化关系密切。

芨岭岩体铀成矿条件及找矿方向

龙首山成矿带位于华北地块西南缘,受加里东运动改造,南部祁连裂谷在强大的挤压作用下向北推挤,发生了多次中酸性岩浆的侵入活动,形成了一系列由花岗岩体组成的北西向岩浆岩带,芨岭岩体便是其中之一。

龙首山芨岭岩体南带铀成矿地质条件及找矿方向

芨岭岩体位于我国西北地区重要的龙首山铀多金属成矿带中段,铀矿化信息丰富,已探明数个矿床和大量铀矿化点。在阐述芨岭岩体南带成矿地质背景、铀源条件、铀矿化特征的基础上,结合岩石地球化学研究成果,系统分析了断裂构造、钠交代岩以及热液蚀变对铀矿化的作用,总结了铀矿床所处的地球物理场特征。在找矿方向上,认为钠交代型是今后勘查的重点,空间上应以花岗岩与闪长岩的混染接触带、花岗岩与大理岩接触构造破碎带以及钠交代岩发育区域为主要探索目标。

甘肃芨岭铀矿床空、地物探异常特征分析

铀矿体作为物性特征较为特殊的金属矿体,难以实现深部直接找矿,而研究典型铀矿体的物探异常特征,探索深部铀矿体的识别技术,可以为下一步铀矿找矿指明方向。芨岭矿床是龙首山成矿带较为典型的碱交代岩型铀矿床,文章以芨岭矿床29号勘探线为例,综合分析了航空、地面磁测、电磁法及钻孔揭露结果,总结了芨岭铀矿床空、地综合物探资料异常特征。研究结果表明:铀矿体在航空物探异常上表现为直立低阻、弱磁性特征;在地面物探异常中表现为团块状低阻,维度上具有明显的三维片状特征,在反演电阻率剖面上呈团块状低阻特征,并根据该特征预测了深部铀成矿远景区,为下一步铀矿找矿工作提供了方法参考。

甘肃芨岭岩体主要控矿构造地电结构特征研究

甘肃芨岭岩体已发现的三个铀矿床和众多铀矿化(异常)点,均沿NW—NNW向断裂带分布,铀矿化作用总是产于一定的构造部位,因此,加强对芨岭岩体控矿构造研究具有重要意义。通过对芨岭岩体主要控矿断裂构造(马路沟断裂、革命沟断裂、绿草沟断裂以及牛角沟断裂)进行地质、地球物理勘查,获取了主要控矿断裂的地电场结构分布特征,基本厘清了各控矿断裂的地表延伸及深部发育情况等信息,指出了对成矿有利的构造部位。研究表明该地区控矿断裂电性特征一般表现为舌状低阻带、高低阻区分界线或电阻率等值线密集带,认为这种强弱电性异常过渡带可以作为地球物理找矿标志。

龙首山芨岭岩体南部牛角沟断裂深部发育特征

通过对龙首山成矿带牛角沟地段7条音频大地电磁测深(以下简称AMT)资料反演处理,并结合区内地质资料及部分钻探资料的综合分析,大致查明了牛角沟断裂的深部发育特征。分析表明:该断裂发育于变质岩与岩体的接触带,走向NW,倾向NE,倾角75°~80°,切割深度超过850 m,为一条高角度的压扭性逆断层,控制了区内铀异常、点、带的分布。

龙首山芨岭地区基性岩脉地球化学特征及其地质意义

以甘肃省龙首山芨岭地区基性岩脉为研究对象,在研究基性岩脉地球化学特征基础上,探讨其岩浆源区特征及演化过程。该区基性岩脉SiO_2为47.09%~51.13%;具有高Al(Al_2O_3为14.56%~15.97%)、富Na(Na_2O为3.35%~3.69%)、低K(K_2O为0.347%~1.23%)的特征。稀土总量较低(105.7×10^(-6)~186.97×10^(-6)),稀土配分模式为右倾轻稀土富集型((La/Yb)N=4.50~9.63)。富集元素Ba、U、Pb、P、Ti,亏损元素Rb、Th、K,属拉斑玄武岩系列。基性岩脉形成于板内拉张环境,经历了以橄榄石、单斜辉石、Ti-Fe氧化物为主的分离结晶作用;岩浆上升过程中基本未受到地壳物质的混染。其原岩岩浆是地幔岩部分熔融后,经地幔交代作用形成的熔体。基性岩脉岩浆产生于过渡型地幔源区,源区为尖晶石+石榴子石二辉橄榄岩地幔。

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。

甘肃省龙首山芨岭铀矿床成矿热液流体特征研究

芨岭铀矿是中国北方最典型的钠交代型铀矿床之一,文章通过对芨岭矿床ZKJ9-4钻孔深部所见含矿蚀变闪长岩、近矿蚀变闪长岩、远矿蚀变闪长岩、闪长岩原岩地球化学特征和组分迁移计算及矿体中心部位的淡粉红色方解石脉流体包裹体特征、均一温度、盐度和激光拉曼光谱研究,认为芨岭钠交代型铀矿床的成矿流体含有大量碳酸铀酰络合物[UO_2(CO_3)_2]^(2–)和[UO_2(CO_3)_2]^(4–)的同时还含有丰富的SiO_2、Na^+、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Fe^(2+)、Mn^(2+)、∑REE、U、Th、Ga、Sr、Zr、Ba、Rb、Nb、Mo、Cd、Sn、Hf、Ti、Ta、CO_2、H_2S和CH_4等组分,成矿流体具有较强的还原性,并对MnO、K_2O、Cr和Co具有较强的交代溶蚀作用。成矿流体是起源于岩浆演化晚期的再平衡岩浆水,热液温度为(300±20)℃,盐度为2.99 wt%~4.57 wt%NaCl,密度为0.75~0.77 g/cm^3。流体沸腾是芨岭钠交代型铀矿成矿物质的早期卸载机制,晚期成矿流体中加入了大量的大气降水,流体混合作用进一步促进了成矿物质的卸载。

甘肃省龙首山成矿带芨岭岩体闪长岩特征及其与铀成矿关系

芨岭岩体是龙首山铀成矿带加里东期岩浆岩,其闪长岩侵位于加里东早期,是芨岭岩体主要岩石类型之一。闪长岩主要有两期侵入,分别为早期灰色、深灰色中粒闪长岩以及晚期深灰色细粒闪长岩,且出露面积较小,集中分布于新水井、芨岭地区。采用LA-ICP-MS方法对研究区内中粒闪长岩进行锆石U-Pb测年,得到年龄值为(485.6±1.4)Ma。研究表明,闪长岩对后期铀成矿起重要作用:破碎蚀变闪长岩作为一种优质赋矿岩石,为含矿热液提供了卸载空间,蚀变后矿物成分主要为钠长石、绿泥石、方解石、赤铁矿等蚀变矿物,同时随着U含量的增加蚀变闪长岩中Si O_2含量略有增加,Na_2O明显增加,K_2O、Fe O和P_2O_5有下降的趋势,CO_2含量先增后减。综合研究分析认为,闪长岩本身是钠交代型铀矿的有利赋矿岩石,而其与花岗岩的接触面为花岗岩内接触带铀矿富集提供了物理化学环境突变的成矿结构面。

龙首山芨岭地区中粗粒花岗岩地质特征及其地质意义

为了探讨芨岭地区的肉红色中粗粒花岗岩与铀成矿的关系,通对龙首山芨岭地区的肉红色中粗粒花岗岩进行锆石U-Pb同位素测年,测得其侵位于426.4±2.0 Ma,形成时代为晚奥陶世。岩石地球化学数据分析表明,主量元素中SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、Na_(2)O和CaO含量偏高,Fe_(2)O_(3)和K_(2)O含量较低;微量元素中富集大离子亲石元素,亏损高场强元素;稀土元素配分曲线呈右倾型,轻、重稀土元素分馏较为明显,岩石为准铝质、碱性I型花岗岩。通过构造环境研究表明早古生代祁连山-龙首山造山作用进入非造山板内活动阶段。结合勘查成果查明,中粗粒花岗岩亦为芨岭地区含矿岩性之一,其与中粗粒似斑状花岗岩、闪长岩的侵入界线是成矿有利部位之一。

甘肃龙首山成矿带芨岭地区断裂构造解析及变形序列

龙首山成矿带芨岭地区以发育钠交代热液型铀矿床而备受瞩目,区内断裂构造控矿特征明显。通过大比例尺构造剖面和钻探查证,对芨岭地区断裂构造要素进行了详细分析;依据其相互截切关系及构造组合特征,识别出4期断裂构造变形,建立了龙首山成矿带芨岭地区的断裂构造相对变形序列;结合区域地质演化资料,进一步厘定了4期断裂构造变形时限,为钠交代热液型铀矿地质找矿工作提供了新的构造依据。

甘肃龙首山地区芨岭铀矿床隐爆角砾岩发现及成因探讨

钠交代岩型铀矿是甘肃龙首山地区主要的铀成矿类型之一,研究表明该类型铀矿的含矿主岩为热液隐爆钠交代角砾岩,其分布总体上受近东西向断裂及其分支断裂控制,呈带状分布,构成不规则状的隐爆钠交代角砾岩带。在剖面上,隐爆钠交代角砾岩呈筒状或漏斗状,其控制了钠交代岩型铀矿体的分布。文章认为它是由花岗质岩浆房产生的富气富钠热液运移至压力骤减部位时,发生爆腾形成隐爆钠交代角砾岩,碳酸铀酰络合物([UO2(CO3)]4-)分解卸载成矿物质成矿,同时对围岩产生了钠长石化、绿泥石化、碳酸盐化、赤铁矿化、泥化和硅化。指出按隐爆钠交代角砾岩型找矿模式对该区下一步找矿工作具有较大的指导意义。