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。

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。

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。

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。

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。

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。

岌岭铀矿床绿泥石特征与地质意义

岌岭铀矿床位于龙首山铀成矿带中段,是我国典型的碱交代型铀矿床之一。绿泥石化在岌岭铀矿床中广泛出现,是重要的蚀变类型和找矿标志之一。前人在绿泥石方面的研究主要通过绿泥石地质温度计来估算成矿相关温度及讨论成矿环境。本文对岌岭铀矿床矿化岩中绿泥石开展了岩相学研究和电子探针化学成分分析,划分了绿泥石类型,估算了绿泥石形成温度和相关特征值,讨论了绿泥石与铀成矿的关系。得出以下几点认识:1)岌岭铀矿床绿泥石主要包含4类,即裂隙充填型、浸染分布型、黑云母蚀变型及长石蚀变型,其中裂隙充填型和浸染分布型绿泥石与铀成矿相关,而黑云母蚀变型和长石蚀变型与铀成矿无关;2)根据绿泥石(Fetotal/Fe+Mg)/Si分类图解确定了岌岭铀矿床绿泥石均属于辉绿泥石;3)采用半经验地质温度计估算了岌岭铀矿床绿泥石形成温度,与铀成矿无关绿泥石形成温度介于129~297℃,平均值为242℃,与铀成矿相关的绿泥石形成温度介于112~264℃,平均值为190℃,属中低温范畴;4)与铀矿物无共生关系的绿泥石化热液活动使围岩物理化学性质发生改变,同时活化黑云母中富铀副矿物中的铀。在与铀矿物有关的绿泥石化热液活动中,Fe、Mg从热液中迁出形成绿泥石,导致流体化学性质变化,破坏了流体的稳定性,促使铀从流体中富集沉淀。

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。

流体包裹体特征及其地质意义——以甘肃省芨岭铀矿床为例

为确定芨岭铀矿成矿流体的性质,对成矿期碳酸盐脉开展了详细的流体包裹体研究。包裹体岩相学和显微测温结果表明,碳酸盐脉主要发育气相包裹体、液相包裹体和纯液相包裹体;包裹体均一温度为141~295℃(峰值分别为170~180℃、240~250℃),盐度为2.09%~7.69%Na Cleqv(峰值5%~6%NCleqv),属于低-中温、低盐度铀矿床。激光拉曼和群体包裹体成分分析结果显示:成矿流体气相成分以CH_4、H_2为主,H_2S、N_2、CO_2次之,液相成分富H_2O和CH_4,成矿流体属于NaCl-H_2O±CH_4±CO_2体系。结合C、O同位素组成,δ^(13)C_(VPDB)值在-1.50‰^-6.33‰之间,δ^(18)O_(SMOW)值为-2.577‰~5.051‰,成矿热液的水源主要为岩浆热液与大气降水混合特征,且以大气降水形成为主。结合成矿流体特征,流体不混溶或沸腾作用导致相分离产生铀沉淀,以及流体脱气(CO_2)作用导致铀矿质沉淀、富集,是芨岭铀成矿的主要成因。

甘肃龙首山芨岭铀矿区A型似斑状花岗岩地质特征及其地质意义

似斑状花岗岩是芨岭岩体重要的侵入单元,研究其特征可为钠交代型铀矿化的成因机制研究提供依据。本文通过对芨岭铀矿区外围似斑状花岗岩的岩石学、同位素年代学、地球化学研究,认为其具有低硅、富铝、贫铁和镁、低钙和较高TFe O/Mg O值的岩石化学特征,其轻稀土分馏强烈、重稀土分馏较弱,具铕中等负异常,相对富集Rb、Th、U、La、Ce、Hf、Sm、Gd,而相对亏损Ba、Nb、Ta、Sr、Ti等元素,且(Zr+Nb+Ce+Y)含量和Ga/Al值明显高于Ⅰ型和S型花岗岩均值。上述地球化学特征表明它是铝质A型花岗岩,说明早古生代(458.3±2.3Ma)祁连山-龙首山造山作用已进入晚期的后碰撞伸展环境。芨岭铝质A型似斑状花岗岩既是钠交代型铀矿的主要铀源,又为矿体定位提供充足的容矿空间。

龙首山芨岭岩体北带正长岩型铀矿的矿化特征及成矿规律

龙首山成矿带芨岭岩体北带广泛出露加里东晚期形成的正长岩,前人对及其与铀矿化关系研究程度偏低。通过对芨岭岩体北带正长岩及其围岩黑云母石英片岩的岩石学、地球化学和铀矿化特征进行综合研究,认为区内正长岩具有准铝质碱性A型花岗岩特征,在晚志留世—早泥盆世祁连山—龙首山造山运动晚期进入伸展环境下形成。根据形成的铀矿物以及发育的蚀变组合,认为存在两个阶段的铀成矿作用:第一个阶段主要在正长岩内部形成钍石、铀方钍石等铀矿物;第二阶段在正长岩与黑云母石英片岩接触带两侧均形成了沥青铀矿为主的铀矿物。正长岩与黑云母石英片岩接触破碎部位为含矿热液减压区,形成了高反差的地球化学还原环境,为铀矿沉淀的有利部位。

甘肃省龙首山地区碱交代蚀变岩的遥感识别研究

甘肃省龙首山地区位于华北板块西南缘的阿拉善地块南缘,是祁连山—龙首山铀成矿带的主要组成部分之一。区内的芨岭铀矿田中发育了大量的铀矿床、矿(化)点,成矿条件得天独厚,成矿潜力巨大。通过对芨岭地区的蚀变信息的提取,解译出两条碱交代蚀变岩带,即北带和南带,尤其是北带工作程度相对较低,下一步工作中可以加强北带的调查研究工作。通过遥感技术在铀矿勘查中的综合应用效果的初步研究,表明其对发现铀矿找矿新线索,评价铀矿找矿靶区具有一定的意义。

活性炭吸附测氡在钠交代热液型铀矿勘查中的应用——以龙首山成矿带芨岭地区为例

龙首山成矿带芨岭铀矿床是我国北方较为典型的钠交代热液型铀矿床之一。为验证活性炭吸附测氡法在钠交代热液型铀矿勘查中的有效性,在芨岭地区开展了系统的活性炭氡气剖面测量,通过已知矿区与未知矿区剖面分析、对比,对区内控矿断裂构造和铀矿化进行了深入研究。结果表明,氡浓度曲线能够较好地反映控矿断裂构造和铀矿化,异常极值和曲线形态受矿体的埋深、规模和断裂构造产状影响较大。芨岭外围和马路沟地段具备较好的成矿潜力,但铀矿化规模较芨岭矿床有逐渐变小的趋势。活性炭吸附测氡法能有效识别铀矿化信息,在钠交代热液型铀矿勘查中具有较好的指导意义。

甘肃省龙首山芨岭钠交代型铀矿床地质特征与成因

芨岭钠交代型铀矿床是中国西北部的重要铀矿床.在总结矿床地质特征的基础上,通过流体包裹体、绿泥石温度计、同位素和地球化学特征等研究,认为该矿床形成于早古生代后碰撞阶段.矿床的形成经历了5个阶段,自矿体中心向外分为6个蚀变组合带;成矿流体起源自花岗质岩浆演化晚期,经与围岩交代、反应形成再平衡混合的岩浆水.它是温度为295℃左右、盐度为2.99%~4.57%NaCleqv、密度为0.75~0.77 g/cm3的流体,其中富含U6+、Na+、CO32-等组分,对SiO2、Fe2+、Mn2+、K+和Rb、Sr、Mo、Ga、Zr、Ba等组分有较强的溶蚀或交代能力.流体沸腾是成矿物质的主要卸载机制,pH、Eh值的变化促进了成矿物质的进一步卸载.