鄂尔多斯盆地彭阳地区洛河组砂岩褪色蚀变特征及对铀成矿流体的指示作用

【研究目的】红层含铀岩系褪色蚀变与还原蚀变作用密切相关,褪色蚀变特征及其成因流体分析对深入认识铀成矿流体和成矿机理具有重要意义。【研究方法】基于彭阳地区洛河组砂岩褪色蚀变现象及其与铀异常的密切关系,通过岩心编录、元素地球化学测试、高分辨率电镜扫描、电子探针分析、岩心XRF荧光及红外光谱扫描等手段,开展洛河组砂岩沉积特征和褪色蚀变特征分析。【研究结果】洛河组不同颜色砂岩碎屑含量高,且成分以石英为主,具有典型沙漠相与风成沉积特点;洛河组典型褪色蚀变砂岩一般具有铀矿物、黄铁矿及石膏富集而三价铁氧化物含量低的特点,且铀与硫元素含量明显较高。【结论】洛河组砂岩主体形成于氧化条件的风成沉积,其颜色、Fe_(2)O_(3)/FeO、Th/U及Cu/Zn反映了随砂岩褪色程度增强,环境发生了由氧化向还原状态的转变;洛河组褪色蚀变与铀矿成矿作用在空间、矿物组合及氧化还原状态的一致性暗示了二者成因与同一还原性流体有关。

鄂尔多斯盆地西南缘彭阳铀矿地质特征、成矿规律及找矿标志

彭阳铀矿位于鄂尔多斯盆地西南缘,是全球首例在风成沉积环境中发现的大型砂岩型铀矿,具有含矿层位深、砂体厚度大、铀矿品位高等特点。通过对彭阳铀矿地质特征、物源、铀源、铀矿物赋存状态、蚀变矿物、烃类流体参与成矿等方面进行研究,结合前人研究成果,系统总结了彭阳铀矿的成矿规律。综合研究表明,研究区深大断裂发育、拥有厚大砂体及稳定的“泥-沙-泥”结构,对铀成矿极为有利。同时,盆地西缘岩体可提供稳定铀源,浅层富氧含铀流体顺层流动、下渗,深部烃类流体沿断裂上升至洛河组,导致红色砂岩褪色蚀变,为铀成矿提供还原剂。中新世到更新世,构造活动引发了富氧含铀流体和深层含烃流体的耦合作用,形成了完整的“补-径-排”流体成矿系统,最终导致铀成矿。通过分析彭阳铀矿的成矿和控矿要素,进而建立了成矿模式,对鄂尔多斯盆地西南缘砂岩型铀矿找矿及其它地区相似地质条件下找矿勘查与研究具有重要指示意义。

鄂尔多斯盆地西南部彭阳铀矿床下白垩统洛河组铀的赋存状态初探

彭阳铀矿床位于鄂尔多斯盆地西南部天环坳陷南端,是我国在风成沉积中发现的第一个大型砂岩型铀矿。其含铀岩系为下白垩统洛河组,为一套沙漠相为主的沉积岩系,盆地边缘地区则发育有部分冲积扇及河流相沉积。铀矿体主要赋存于洛河组风成砂岩中,砾岩中也发育有少量矿体。本文在野外地质调查研究的基础上,通过薄片鉴定、扫描电镜及能谱分析和逐级化学提取实验等手段,开展岩石学特征、矿物共生组合及铀赋存状态的初步研究。结果表明,铀矿物大多为沥青铀矿,其共伴生矿物以新生组分锐钛矿、黄铁矿、磷灰石、粘土矿物为主,也有少量铀矿物赋存于石英长石等原生颗粒的边缘或裂隙中。逐级化学提取实验分析显示,彭阳铀矿床中铀的赋存状态主要为碳酸盐态、残渣态和有机质及硫化物结合态,其中以铀矿物形式赋存的铀含量平均约为四分之三,吸附态铀含量约为四分之一。上述研究为铀沉淀富集规律研究和地浸采矿应用提供基础资料。

基于近红外岩心光谱扫描技术研究鄂尔多斯盆地彭阳铀矿床矿物分布特征

砂岩型铀矿作为一种以表生流体作用为主的后生矿床,发育较多低温矿物。甘肃省彭阳铀矿是近年来新发现的一处深部砂岩型铀矿床,具有砂体规模大、铀矿化面积广、厚度大、等特点。在含矿层及周边发育方解石、石膏、黄铁矿、黏土矿物等低温成因矿物,研究矿物的空间分布特征及其与铀矿物的关系,对判别成矿流体的主要来源、性质以及对铀成矿的控制作用具有重要意义。近红外岩心光谱扫描技术可无损、快速、批量地识别出岩心中的层状硅酸盐矿物(如高岭石、蒙脱石、绢云母等),硫酸盐矿物(如石膏、明矾石等),碳酸盐矿物(如方解石、白云石等)等矿物信息,本文基于该技术对彭阳铀矿床的矿物类型及其组合进行研究。结果表明:洛河组发育高岭石、蒙脱石、伊利石(伊/蒙混层)、绿泥石、碳酸盐、石膏、铁氧化物等矿物,铀矿段的矿物组合为“伊利石(伊/蒙混层)+石膏+碳酸盐”,局部可见高岭石。根据矿物组合特征反演流体作用,洛河组含铀矿段矿在沉积期主要是一套碱性环境,成矿期存在还原性酸性流体的注入。

鄂尔多斯盆地西南部下白垩统洛河组灰色砂岩的两种成因及其含铀性

为了查明鄂尔多斯盆地西南部下白垩统洛河组灰色砂岩的成因,深化铀矿富集规律,定位砂岩型铀矿体产出部位,利用岩矿鉴定、XRD和元素地球化学分析等方法,对洛河组砂岩进行精细研究.结果显示研究区灰色砂岩有两种不同的成因:(1)洛河组下部砂岩具有典型的风成沉积特征,碎屑颗粒分选性和磨圆度较好,石英含量较高,粘土矿物总量较低,孔隙度大,具备较好的流体运移通道,经受后期还原流体的改造程度较高,为主要的富铀砂体;(2)洛河组上部砂岩为辫状河河道、河道边缘和泛滥盆地沉积,碎屑颗粒分选性和磨圆度中等‒较差,石英含量较低,粘土矿物总量较高,孔隙度低,经受还原改造程度较弱或基本未被改造.两种成因灰色砂岩元素地球化学特征总体一致,部分元素有所差异,在U含量富集部位,主量元素中CaO、P_(2)O(5)和MnO含量升高,Fe_(2)O_(3)/FeO降低,风成灰色砂岩中δEu既有正异常又有负异常,δCe以负异常为主,河流沉积灰色砂岩中δEu和δCe均为负异常.研究得出,洛河组河流沉积砂岩以还原环境为主,为原生沉积砂岩,风成沉积砂岩则可能经受了由氧化向还原环境的转变,为蚀变改造砂岩.铀矿多产出于风成沉积的灰色砂岩中,U含量的增高伴随有P、Ca和ΣREE的相对富集,风成沉积灰色砂岩的生成以及铀矿的富集与烃类流体的蚀变作用紧密相关.