邹家山矿床超常富集铀矿石Ti的赋存特征及其铀成矿意义

邹家山矿床位于赣杭构造火山岩铀成矿带与大王山-于山花岗岩型铀成矿带的复合叠加部位。矿体产于下白垩统鹅湖岭组上段碎斑熔岩和打鼓顶组上段流纹英安岩中,呈脉状、细脉状,主要受NE向邹家山-石洞断裂带控制。围岩蚀变主要为萤石化、伊利石化、黄铁矿化、绿泥石化、碳酸盐化等。文章通过野外地质调查、地球化学分析、电子探针分析及矿物自动定量分析等方法,对该矿床超常富集铀矿石中Ti的赋存特征展开研究,结果表明,超常富集铀矿石中w(TiO2)和w(U)特征与前人研究的w(TiO2)和w(U)呈非线性正相关的结果不同。超常富集铀矿石中平均w(TiO2)仅是围岩的1.90倍,而平均w(U)却是围岩的565倍,TiO2与U相比富集程度并不高。元素相关性研究发现超常富集铀矿石中w(TiO2)与w(U)呈中度负相关,与易形成络阴离子的F、S、P2O5含量关系不明显,而w(U)与F、S、P2O5含量呈正相关,说明成矿环境中U与Ti物理化学性质差别较大,物质来源可能不同。超常富集铀矿石中Ti主要赋存于钛铀矿中。钛铀矿呈自形-半自形,大小约1~75μm,大量分布于白云石、铁白云石等边缘。钛铀矿既包裹着早期的沥青铀矿,又被晚期的沥青铀矿包裹。经研究分析认为,铀矿石中Ti主要来源于赋矿围岩中的黑云母蚀变,胶体TiO2矿物对U的强吸附性有利于钛铀矿的形成,并促使U在地球化学障处超常富集。但铀成矿后期,热液中Ti几乎耗尽,钛铀矿不再新增,伴随成矿环境的改变,部分钛铀矿缓慢溶蚀以及被新形成的沥青铀矿交代,引起Ti流失,导致超常富集铀矿石中w(U)与w(TiO2)为中度负相关。

相山铀矿田邹家山矿床钛铀矿赋存特征及成因

随着开采深度的不断增加,邹家山铀矿床深部矿化的钛铀矿含量明显高于浅部。以铀矿石特征为研究重点,通过野外地质调查、岩相学、电子探针和化学分析等方法,初步查明钛铀矿的赋存特征:(1)钛铀矿包裹沥青铀矿;(2)围绕黄铁矿和二氧化钛矿物边缘生长;(3)钛铀矿在伊利石、磷灰石、萤石边缘产出;(4)少量沥青铀矿充填于钛铀矿中。钛铀矿空间分布特征为:在横向上集中于含矿断裂中,垂向上随深度增加而有含量增多的趋势。钛与铀的含量呈正相关关系,钛铀矿矿化仅有1期,而沥青铀矿则为两期。钛铀矿成因主要为沥青铀矿交代含钛矿物。

相山铀矿田邹家山矿床成矿流体特征

通过流体包裹体的岩相学研究、显微测温和激光拉曼探针测试,探讨了邹家山铀矿床成矿流体特征、演化及矿质沉淀方式。研究结果表明,该矿床的成矿流体为中低温热液,碳氢化合物对铀的富集具有不可忽视的作用,流体持续的沸腾作用是矿质沉淀的主要因素。

相山矿田邹家山矿床和山南矿床流体包裹体特征对比

对相山铀矿田中两个重要铀矿床邹家山矿床和山南矿床,在已有工作研究基础上,选取矿石中流体包裹体特征比较。结果表明两者均存在两个峰值区间,其中邹家山矿床低温阶段122～162℃、高温阶段242～298℃;山南低温阶段220.5～240℃、高温阶段261.7～298.2℃,其对应盐度变化范围邹家山2.98～3.28wt%、3.88～4.18wt%;山南5.97～7.97wt%、9.97～10.97wt%,均一温度与盐度呈正相关关系。邹家山矿床成矿流体密度为0.65～0.95g/cm3;山南矿床成矿流体密度为0.64～1g/cm3;两者密度较为一致。经过计算邹家山矿床成矿压力340.3×105Pa、204.57×105Pa,成矿深度为1.132km、0.68km;山南矿床成矿压力506.8×105Pa、781.8×105Pa,成矿深度1.6km、2.6km。其气相组分主要为H2,成矿环境均为还原环境。两矿床成矿流体具有同源性,且成矿期次有所重叠,邹家山矿床主要受后期构造叠加影响较大。

邹家山矿床蚀变碎斑熔岩地化特征及意义

热液交代蚀变是热液矿床中普遍存在的地质现象,研究交代蚀变过程中元素的带入、迁出及富集对了解矿床成因起到指示作用。以邹家山铀矿床为研究对象,系统采集了新鲜和蚀变碎斑熔岩样品,其中蚀变样品分为以钠长石化为主、以钾长石化为主和以绢云母化为主。通过对不同蚀变样品全岩元素地球化学以及蚀变作用过程中元素迁移特征的研究,得出以下认识:①新鲜碎斑熔岩样品为高钾钙碱性,属弱过铝质-强过铝质火山岩;②Th、Zr、Hf等微量元素含量与铀含量变化一致,重稀土元素含量与铀富集关系密切;③以钠长石化为主的样品Si、Mn、Mg、K、Ca、P、Rb、U为强活动性元素,U的ΔC/C^o均值为69.56;④以钾长石化为主的样品Mn、Mg、Ca、Na、P、U、Th和重稀土元素为强活动性元素,U的ΔC/Co均值为18.53;⑤以绢云母化为主的样品Si、Al、Mn、Na、K、P、U、Th和大部分稀土元素都属于强活动性元素,U的ΔC/Co均值为159.70。由此得,以绢云母化为主的酸性蚀变是形成富铀矿的必要条件。

相山铀矿田邹家山矿床英安斑岩脉锆石U⁃Pb年代学、地球化学、Hf同位素组成及其地质意义

对首次在相山铀矿田邹家山矿床发现的英安斑岩脉开展了岩石地球化学、锆石U⁃Pb年代学和Hf同位素地球化学研究.LA⁃ICP⁃MS锆石U⁃Pb年龄测试结果表明:两个英安斑岩脉样品年龄加权平均值分别为122.4±0.5 Ma和126.5±1.4 Ma,晚于相山大规模火山侵入活动时间(132~137 Ma).该岩脉具有明显的轻重稀土分馏、负Eu异常的特征,大离子亲石元素明显富集,Nb、Ta显示明显的负异常,锆石εHf(t)值为−22.0~0.2,且大多数集中在−6~−10之间,两阶段Hf模式年龄tDM2为1.17~2.58 Ga.相山英安斑岩脉的地球化学特征与相山火山岩、次火山岩具有一定相似性.微量元素和锆石Hf同位素分析结果显示,英安斑岩脉主要为硅铝质地壳物质的部分熔融形成,但不排除有地幔物质的混入.邹家山英安斑岩脉以及同时期的中基性脉岩很可能形成于早中白垩世时期的太平洋俯冲板片持续后撤引起的岩石圈伸展环境,是典型张性构造应力体制的产物.

江西邹家山铀矿床成矿特征及物质来源

邹家山矿床是一个典型的热液脉型铀矿床,产于江西中部相山火山—侵入杂岩体的西部。受邹家山—石洞断裂带及其派生的一系列张性—张扭性裂隙群(带)控制,脉状、透镜状矿体成群成带,围岩蚀变包括早期的以钠长石化为特征的碱交代和晚期的以水云母化、萤石化为特征的酸蚀变。从早期到晚期含矿热液的酸度逐渐降低、1δ8O逐渐变小的演化特征与典型的岩浆热液矿床类似。U、Th密切共生,沥青铀矿、矿石的稀土配分模式与碎斑熔岩和花岗斑岩近一致,反映了其成矿物质与碎斑熔岩和花岗斑岩一样,都来源于深部的岩浆体系,具有相同的来源。

相山矿田邹家山铀矿床外围找矿方向初论

邹家山铀矿床位于相山铀矿田的西部(图1),在矿山服役的近四十年间,为新中国的原子能事业从无到有、从弱变强,供给了宝贵的铀矿资源,但近年来开采难度加大与产量萎缩的问题日益突显,所以地质工作者十分有必要为矿山的下一步开采提供依据指明方向;华南地区作为我国热液型铀矿的集中产地,目前已发现大批花岗岩型和火山岩型铀矿床,但目前大多数矿床的开发深度在300米以内,随着近年来'深源成矿论'和'热点铀成矿'等理论的发展(李子颖,2006),在理论带动实践的基础之上。

邹家山铀矿床流体包裹体研究

对相山铀矿田西部的邹家山矿床矿石中的萤石进行了系统的流体包裹体研究，结果表明取自邹家山矿床-130m和206m标高样品流体包裹体的均-温度平均值分别为266．1℃和159．9℃，盐度平均值分别为11．61wt％和13．16wt％，密度平均值分别为0．88g／cm^3和1．00g／cm^3。流体包裹体均-温度与盐度之间的关系呈抛物线型，密度与均-温度呈明显的负相关关系，而密度与盐度成正相关关系。计算获得邹家山矿床-130m和206m标高铀的平均成矿深度分别是553m和65m，表明矿床形成后遭受一定程度的剥蚀，其剥蚀深度大约在65～150m。

江西相山邹家山、沙洲矿床蚀变特征对比及其对成矿热液来源的启示

结合矿床的蚀变特征,对相山铀矿田邹家山矿床和沙洲矿床不同标高的赋矿围岩及矿石样品进行了常量和微量元素地球化学分析,以制约成矿物质和成矿流体的来源。典型常量元素的变化趋势研究表明,相山矿田垂向蚀变分带明显,邹家山矿床浅部出露的蚀变岩以“碱性”蚀变为主,而沙洲矿床出露的蚀变岩以“酸性”蚀变为主,证实了相山地区蚀变“北碱西酸”的特征。对邹家山和沙洲两个矿床的微量元素进行了相关分析和Q型聚类分析,结果表明两个矿床的地球化学特征相似,Mo、Sr、Th、Tl、U、V、La、Ba是与成矿作用密切相关的元素,微量元素相关分析、Q型聚类分析及正交因子载荷关系分析说明两个矿床成矿热液来源于同一深部流体;正交因子载荷关系分析还表明,流纹英安岩与矿石有极强的相关性,暗示成矿物质最可能来源于流纹英安岩岩浆。

江西相山铀矿田邹家山铀矿床蚀变特征及热液来源

对江西相山铀矿田邹家山矿床不同标高的赋矿围岩及矿石样品进行了主量元素、微量元素和稀土元素地球化学分析。结果表明,邹家山矿床不同中段的矿石经历了碱性—酸性—碱性的蚀变过程,在-85 m中段酸性蚀变达到最强,随深度增加碱性蚀变呈增强的趋势;微量元素的Q型聚类分析、不同中段U含量分析和稀土元素的配分模式表明,成矿物质可能并不来源于赋矿围岩,而是来源于流纹英安岩岩浆。进一步根据与成矿关系密切的13种元素的R型聚类分析,将邹家山矿床成矿热液系统划分为高温成矿热液系统和中低温成矿热液系统。

相山矿田邹家山铀矿床成矿热事件的锆石裂变径迹年龄响应

文章以相山矿田邹家山铀矿床为研究对象,探索应用锆石裂变径迹法限定铀成矿热事件时代的可行性。通过对铀矿化蚀变碎斑流纹岩开展锆石裂变径迹峰值年龄拟合解析,获得邹家山矿床碱交代型铀成矿热事件时代为118.8~113Ma,酸交代型铀成矿热事件时代为103.2~99.4Ma,均与两期沥青铀矿U-Pb等时线年龄基本一致。认为热液型铀矿锆石裂变径迹年龄(或峰值年龄)可以限定铀成矿时代。

邹家山铀矿床含矿裂隙系统研究

邹家山铀矿床位于相山铀矿田西部,是相山铀矿田最重要的矿床,该矿床属于受断裂裂隙构造控制的脉状中-低温热液矿床,以规模大、品位高而著称。对邹家山铀矿床露天采场含矿构造的详细调查显示,含矿裂隙系统由许多弧形小断层及其所夹持的透镜状岩块构成;含矿裂隙主要为北北东向和北北西向,次为其他方向;含矿裂隙是由"X"剪节理基础上发展起来的,经过持续变形而形成;矿液充填交代时NNE向断裂具有一定的左行特点,近南北向裂隙往往是矿脉膨胀部位;成矿流体压力比较大,具有明显的水压致裂作用,形成同一露头上多个方向弧形和不规则铀矿脉,并且有从高一级裂隙向低级别裂隙、微裂隙边矿化边扩展的特点。邹家山铀矿床矿带(矿体群)呈斜列状分布,平面上呈左列式,单体北东走向,轴线北东东走向;剖面上单体中-陡倾角,轴线中-低倾角倾向西。矿带(矿体群)的空间分布与邹家山-石洞断裂带明显不一致,反映出矿带可能受一组走向北东东(50°~65°)、中-缓倾角(30°~45°)倾向北西的隐性构造控制,而不是受陡倾角的北东向邹家山-石洞断裂带控制。就邹家山铀矿区而言,进一步找矿方向在现有矿带的南西西方向深部。

邹家山铀矿床伴生重稀土元素的赋存特征

初步研究发现,相山矿田邹家山矿床中伴生有较高的重稀土元素,回收这些珍稀的资源和探索其成因具有重要的意义,而查明这些伴生稀土在铀矿床中的赋存特征是前期基础性工作。为此本文采用电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱分析了邹家山铀矿床中稀土元素的赋存状态。结果显示:该矿床稀土矿物主要为独居石、氟碳钙铈矿和磷钇矿;独居石、氟碳钙铈矿的LREE/HREE>1,为轻稀土富集型;而磷钇矿的LREE/HREE<1,为重稀土富集型。沥青铀矿、钛铀矿、铀钍石、铀石、钍石、锆石等铀钍矿物的稀土特征为重稀土富集型;铀钍矿物稀土总量(∑REE+Y)较高,为(3 805.78~65 307.00)×10^(-6),LREE/HREE<1,为0.01~0.80,平均为0.29。其他伴生矿物磷灰石、钾长石为轻稀土富集型,萤石为轻、重稀土富集型两类都有,而伊利石、黄铁矿的轻重稀土无明显相对富集。重稀土在磷钇矿和铀钍矿物中以类质同象形式存在,少量赋存于伴生矿物。

相山矿田邹家山铀矿床围岩蚀变地球化学特征

在邹家山地表、-170 m中段和-210 m中段各选取了一个典型剖面,采用穿过矿体的方式系统采样,对蚀变岩及矿石分别做了常量、微量和稀土元素的化学分析测试,研究结果显示邹家山铀矿床围岩蚀变分带现象明显,从围岩至矿化中心,随着U含量的增高,SiO2,CaO明显降低,而TiO2,U,S,P2O5,Al2O3,MgO及烧失量明显增高,K2O与Na2O的含量大致呈负相关关系,且地表矿石K2O含量较低,而Na2O含量较高,与井下矿石正好相反。Rb,Nd,Zr,Tb,Er,Yb,Lu等元素明显富集,而Nb,Ta,P,Ti等元素相对亏损。从横向上来看,围岩到矿石ΣREE,LREE和HREE均有明显增高,(La/Yb)N、LREE/HREE降低,蚀变岩和矿石均有较明显的铕负异常。从纵向上来看,越往深部ΣREE、LREE、(La/Yb)N、LREE/HREE含量降低,HREE富集。

相山矿田邹家山铀矿床钛铀矿地球化学特征及其成矿意义探讨

相山矿田邹家山铀矿床发育细小板柱状半自形-自形钛铀矿。应用显微镜、电子探针、LA-ICP-MS等分析手段,对邹家山矿床铀矿石中的钛铀矿开展化学成分特征研究,结果认为:钛铀矿具有较为稳定的U、Ti含量和Ti/U比值,钛铀矿的发育表明酸性成矿流体存在中高温阶段;钛铀矿富集U、Ti、K、Fe、Al、Ca、Pb、Zr、F、Y、Th、Yb、REE等元素,尤其富集Th、REE和Y,显示REE、Th、Y等元素与钛铀矿共沉淀,为钛铀矿快速结晶所形成,REE以类质同像形式赋存于钛铀矿中;钛铀矿稀土配分型式为轻稀土略富集、重稀土富集的平坦型,Eu中等负异常,指示铀成矿流体富含Cl、F、CO_2等挥发份,REE、U、Th、Y等元素主要以碳酸盐、氯化物和氟化物型络合物形式迁移;钛铀矿中稀土元素含量、配分型式与围岩存在显著差异,表明REE、U、Th、Y等元素不是来源于相山火山岩或其岩浆分异热液,也不是由基底变质岩、基性岩脉浸出,而主要来源于深部富铀地质体在地幔岩浆、热流体作用下部分熔融所形成的岩浆和(分异)热液,不排除部分来源于地幔。

相山矿田邹家山铀矿床矿石中磷灰石的矿物学特征及其铀成矿意义

邹家山铀矿床矿石有大量的磷灰石,含量与铀呈正相关性。系统研究磷灰石矿物学特征,并探讨其与铀成矿的关系,可以完善铀矿成矿原理,并为铀矿找矿提供一定的地球化学信息。本文对邹家山铀矿石及围岩开展了化学成分测试、电子探针分析和矿物自动分析(MAL)等研究,结果显示:①邹家山铀矿床P2O5含量与U、ΣREE、HREE、CaO、TiO2、烧失量呈显著正相关性,与SiO2、Al2O3、MgO、Na2O、K2O、LREE/HREE呈显著负相关性,与Fe2O3、MnO、LREE相关性不明显。②磷灰石占铀矿石总重量的2.18%,其颗粒相对铀矿物较大,为自形‒半自形晶结构。磷灰石分为2种:一种晶体破碎,有铀矿物伴生(粒径>10μm,主要为10~50μm,裂隙发育,矿物边缘呈港湾状);另一种磷灰石晶体自形且较完整,无铀矿物伴生(粒径>50μm,表面和边缘平整)。③磷灰石‒铀矿物连生体占总矿物的7.58%,磷灰石以氟磷灰石和氟碳磷灰石为主。磷灰石的Ca和P主要来源于围岩中的斜长石和黑云母;磷灰石形成矿物时消耗络阴离子,破坏铀酰络合物的平衡,同时磷灰石对(UO2)2+较强的吸附性促使铀矿物的形成。

断裂构造发育过程与控矿构造形成演化———以邹家山铀矿床为例

热液脉状矿床主要受断裂控制,控制矿脉就位的含矿(赋矿)构造绝大多数是规模比较小的次级断裂或裂隙,而主干断裂普遍被认为是导矿构造或配(运)矿构造,但往往不含矿,甚至没有一点与矿化有关的蚀变痕迹、或成矿流体经过的痕迹。从岩石力学破裂准则看,是最先形成有微孔隙或缺陷存在的微破裂,微破裂逐渐扩展形成小断裂,最后贯通形成主断裂;相关模拟实验也证实存在基底断裂的情况下,盖层破裂的发育过程是最先出现R裂隙、其次是P裂隙、再是D裂隙,最后贯通成具辫状结构的主断裂带。邹家山铀矿床含矿构造是在“X”剪节理基础上发展起来并经持续(递进)变形而形成的“弧形断层面夹透镜状岩块”组合,控制矿带或矿体群的构造是北东东走向、倾向北北西中偏缓倾角、具有左行正断的隐性断裂带。含矿裂隙经历初成、成型和成矿三个阶段演化,成矿后经历邹家山-石洞主断裂贯通和隆升剥露两个阶段演化,最终形成目前的保存状态。

邹家山铀矿床深部隐爆角砾岩成因机制及其与铀矿化关系

系统的野外地质调查、分析测试及流体包裹体研究表明,邹家山富大铀矿床深部发现的隐爆角砾岩与次火山岩具有密切的成因联系,隐爆角砾岩内存在多相(即气相、液相、固相)、富气相及富液相共存的包裹体群,反映沸腾作用的存在。按形成温度可将流体包裹体划分为三期:第一期的形成温度为338~416℃,明显高于相山矿田成矿期的温度,属隐爆作用的产物;第二期为215~248℃,属成矿期的产物;第三期为171~187℃,是矿后脉体活动的产物。隐爆角砾岩在时空分布上与富铀矿化具有很好的一致性,隐爆作用不仅可以致使铀产生明显的富集,而且还为铀成矿提供了良好的赋矿空间及有利的地球化学环境。

邹家山铀矿床3号矿带3DMine三维地质模型的构建及应用

三维建模技术是国内外地矿领域研究和开发的热点之一,逐步替代传统的资源评价手段和采矿管理模式进入到各地矿企业。在前人研究成果的基础上,利用建模的基本理论,以钻孔、勘探线剖面、采掘工程平面图等资料为依据,基于3DMine建模平台探索了邹家山铀矿床3号矿带的建模机理,简要分析了三维地质模型在储量估算、资源评价及成矿预测方面的应用,对推进我国矿山的信息化建设具有重要现实意义。