湘西北凤凰地区黑色岩系地球化学特征及地质意义

震旦系留茶坡组-寒武系牛蹄塘组在湘西北地区广泛分布,是重要的铀多金属富集层。文章通过微量元素分析与扫描电子显微镜相结合的技术手段,对凤凰地区黑色岩系微量元素与铀存在形式进行了分析,结果表明:Ni、Mo、V等多金属富集层位基本相同,且多与铀异常层重叠。V/(V+Ni)值为0.66~0.97,U/Th值为3.31~144.75,V/Sc值为28.62~4155.05,V/Cr值为1.54~25.15,δU值为1.82~2.00,均指示缺氧-硫化环境;凤凰地区Ni-Co-Zn三角图解显示出热水沉积特征,稀土元素分析显示Eu正异常(δEu值为1.12~1.39)和Ce负异常(δCe值为0.32~0.77),Sr/Ba值小于1,样品发育较多重晶石,结合微量元素特征与重晶石成因,认为沉积过程有海底喷流作用的参与。化学与生物化学作用使得铀多金属初步富集,海底喷流作用带来大量成矿物质,并对前期预富集的矿物溶蚀、萃取,在晶粒间或微裂隙重结晶,形成钛铀矿、紫硫镍矿和辉钼矿等独立矿物,同时在有机质作用下吸附各种多金属元素,形成钒系水云母矿物、硫钼矿集合体和针镍矿等多金属矿物(集合体),最终固结成岩形成铀多金属矿化层。

华南3110铀矿床的大地构造成矿特征与成矿模型

本文运用“多因复成矿床”的基本理论和方法,对华南3110铀矿床的地质矿化特点及其成矿规律进行了深入的解剖。从区域地质构造的时空演化与成矿作用之间的内在联系,探讨了该矿床的成生与发展过程,以及成矿的物质来源和成矿条件,重新厘定了该矿床的成因,并建立一个具有“层控”、“构控”、“时控”等特点的“多因复成铀矿床”的成矿模式,为进一步找矿勘探提供了新的思路。

中国非常规铀资源

中国非常规铀资源主要包含黑色岩系型和盐湖型。其中与黑色岩系有关的含铀黑色岩系型、含铀磷块岩型、铀多金属磷块岩型是对中远期保障我国铀资源可持续供给有重要意义的类型。陆缘裂谷、陆缘裂陷环境是中国黑色岩系非常规铀资源最重要、最有利的成矿环境,形成U-Cd型、U-V-Mo型、U-V-Re型、U-V-Ni-Mo型和U-V-Ni-Mo-Re-Tl型等地球化学组合。中国黑色岩系非常规铀资源铀成矿作用受控于陆缘裂谷、陆缘裂陷环境下伴随海底喷流作用和海底火山喷发而沉积的由热水沉积硅质岩、硅质磷块岩和碳硅泥岩组成的富铀海相黑色岩系,热水沉积作用或喷气-沉积是形成中国黑色岩系非常规铀资源或发生大规模铀成矿作用的成矿机制。

湘西北黑色岩系非常规铀资源成矿地质特征及成矿时代

湘西北黑色岩系非常规铀资源主要包括:铀多金属磷块岩型、含铀磷块岩型、含铀黑色岩层型,其中铀多金属磷块岩型叠加含铀黑色岩层型的矿化组合,主要发育在扬子陆块东南缘的慈利断陷盆地中;3种类型共同叠加的矿化组合,主要发育在扬子陆块东南缘的晓平坳陷中。通过对湘西北地区黑色岩系非常规铀资源成矿时代的研究,获得两组成矿年龄分别为(718±87)Ma和(503±29)Ma,结合矿化地层发育特征,认为两组年龄中形成较早的含铀磷块岩型非常规铀资源是晚期铀多金属磷块岩型的成矿预富集阶段。

扬子陆块东南缘黑色岩系铀多金属成矿体系和成矿机制

扬子陆块东南缘发生过大规模的铀多金属成矿作用是不争的事实。该区硅质岩和磷块岩样品Fe/Ti、(Fe+Mn)/Ti、Al/(Al+Fe+Mn)等含量比值和微量元素Ni-Co-Zn三角图解表明,硅质岩、硅质磷块岩主要为热水沉积作用的产物。磷块岩在La/Yb-REE图解中,投影点处于玄武岩区,显示其成矿物质来源与深部地质作用有关。稀土元素配分模式落在已知的典型热水沉积物上、下限之间,而在正常沉积物之外。笔者认为,该区发生的大规模铀多金属成矿作用受控于陆缘裂陷成矿环境,陆缘裂陷热水沉积作用或喷气-沉积作用是扬子陆块东南缘发生大规模铀成矿作用的重要机制。

修武盆地下寒武统黑色岩系铀矿物赋存特征及富集机理

通过野外地质调查、岩相学、地球化学和电子探针等分析方法，初步查明了修武盆地下寒武统黑色岩系中的铀矿物主要为磷钙铀矿和含磷钙钛铀矿，且多数以独立矿物形式存在，矿物颗粒微小，约1～3μm，少量与钛矿物共生；黑色岩系沉积受海底热液影响，其物源来自陆地和海底热水沉积物，由两者混合组成，且以陆源为主；铀的富集与碳、磷等元素关系密切。

中国黑色岩系非常规铀资源及其开发利用前景

与黑色岩系有关的非常规铀资源主要包括含铀黑色岩系型、含铀磷块岩型、铀多金属磷块岩型,它是保障我国铀资源可持续供给的主要类型。中国黑色岩系非常规铀资源铀成矿作用受控于陆缘裂谷、陆缘裂陷环境下伴随海底喷流作用和海底火山喷发而沉积的富铀海相黑色岩系。陆缘裂谷、陆缘裂陷环境是中国黑色岩系非常规铀资源最重要、最有利的成矿环境。挖掘和利用非常规铀资源的巨大潜力将具有远大的发展前景,非常规铀资源开发利用的瓶颈一旦突破,将保证我国在中远期内有充分的预备铀资源,并可满足不断增长的铀资源需求,其意义深远。

湘西北晓坪坳陷黑色岩系铀多金属矿物赋存特征及指示意义

湘西北晓坪坳陷位于湘西北铀多金属成矿带的北部,是整个成矿带上有用元素种类和矿物类型最为丰富的地区,通过对研究区系统的采样分析,结果表明,主要的矿化元素中U含量介于(1.50~210.30)×10^(-6)、V含量变化范围为(26.32~17812.13)×10^(-6)、Ni含量变化范围为(18.32~6634.10)×10^(-6)、Mo含量变化范围为(2.70~12406.41)×10^(-6),与上地壳相比,这几种主要的矿化元素浓集系数,均达到了几十倍至上千倍。通过电镜观察和探针测点发现晓坪坳陷中发现的铀矿物以晶质铀矿和沥青铀矿为主,铀石相对较少,Ni主要以含镍黄铁矿、辉砷镍矿等独立的矿物形式存在,Mo主要以胶硫钼矿的形式存在,V主要以黏土吸附和类质同象形式存在,没有发现钒的独立矿物,同时发现少量方铅矿和闪锌矿。在晶质铀矿和铀石中发现了元素Y,在赋矿岩石气泡孔洞中发现晶质铀矿+辉砷镍矿+闪锌矿的高温矿物组合,以上发现指示晓坪坳陷黑色岩系成矿作用,与海底喷流过程中不断上涌的深源高温含矿热水关系密切。统计发现晓坪坳陷黑色岩系矿物赋存位置可以分为气泡孔洞、溶蚀孔洞、沉积物裂隙、矿物间隙四种类型,其中最主要的矿物赋存位置为气泡孔洞和溶蚀孔洞。

黔北凤冈地区碳酸盐型铀矿成矿物质来源探讨

黔北凤冈地区是贵州省碳酸盐岩型铀矿的矿(化)集中区,矿床(点)主要分布于轴向南北的凤冈-琊川倒转向斜东翼和艾坝背斜中。矿石呈角砾状构造,铀矿物与有机质、黄铁矿紧密共生于碳酸盐岩角砾边缘或裂缝中。为探讨区内铀成矿物质来源,在野外地质调查基础上,以黔北凤冈地区沙坪矿点为主要研究区,进行了区域地层含铀性对比,矿石中胶结物和方解石脉微量、稀土元素分析,黄铁矿硫同位素分析,围岩和矿石方解石脉碳-氧同位素分析。经地层含铀性对比,发现寒武系黑色岩系含铀性普遍偏高,为大陆地壳铀丰度值的10~20倍,矿石中的胶结物、方解石脉中富集的微量元素与寒武系黑色岩系具有一定可比性,稀土元素配分曲线也显示出相似的变化趋势且具有明显的Eu负异常;碳-氧同位素研究表明成矿作用过程中成矿流体与围岩发生水-岩反应,方解石脉来源于围岩海相碳酸盐岩的溶解作用;硫同位素研究表明硫源可能是下部沉积岩和变质岩基底,但不排除生物成因硫也做出一定贡献的可能。综合认为深部流体在向上运移过程中萃取了寒武系黑色岩系中的铀,在有利成矿部位富集成矿,寒武系黑色岩系为最主要的矿源层,其次深部沉积地层中的硫或生物硫也可能参与了成矿作用。

黔东南某向斜黑色岩系铀矿化特征与找矿远景

三穗向斜位于贵州省黔东南州,赋矿地层为寒武系下统牛蹄塘组,为黑色薄层硅质岩夹黑色炭质粉砂岩,矿体产出严格受地层控制,含矿层位稳定,矿体厚度和品位变化不大。铀矿化主要分布在向斜的两翼,呈北东向展布,铀与Al2O3、LOI、CaO、MgO呈明显的正相关关系,而与SiO2、FeO、MnO为负相关。通过勘查表明,铀矿(化)体沿走向和倾向均具有较好的延伸,该地区具有较好的找矿前景。

黑色岩系稀土元素地球化学特征及地质意义

贵州铜仁坝黄一带牛蹄塘组底部黑色岩系中蕴藏具有工业价值的富铀磷质岩。为了探讨赋矿岩系源区性质及古海洋的氧化还原环境,本文进行了岩石稀土地球化学研究。结果显示,稀土元素地球化学数据未受到成岩作用和分析方法的明显影响,能够利用该参数进行成岩成矿地质意义的探讨。Ceanom值揭示从陡山沱组过渡到牛蹄塘组时,氧化还原环境总体从还原环境向不断波动的次氧化环境转变,直到牛蹄塘组富含多金属页岩沉积时,环境才逐渐向弱还原转变。Ce异常值表明在新远古代末期到早寒武世水体深度处于动态变化中,并经历过一次明显的海侵-海退过程。LREE/HREE比值、稀土配分模式、Y/Ho与Y图解、Er/Nd比值、(La/Sm)N值等,均说明研究区除磷质岩海水化学沉积特征明显外,(含)硅质白云岩、(灰质)白云岩、黑色页岩、富含多金属页岩、含铁泥质硅质岩以及黏土质磷质岩均受到了不同程度陆源碎屑物质的污染。此外,“帽型”的分配曲线、Ce/La比值、较高的Eu异常以及La/Yb-REE图解指示富含多金属页岩和(黏土质)磷质岩还存在热液的输入,表明早寒武世研究区磷和多金属元素富集时热水喷流作用较强烈而活跃。

贵州三穗龙湾大型铀矿床铀的赋存状态和地球化学研究

贵州三穗县龙湾铀矿床是近年勘查发现的大型铀矿床,矿体呈层状、似层状产于震旦-寒武系老堡组黑色岩系中。前人对该矿床开展了矿床地质和地球化学研究,但铀的赋存状态、成矿物质来源和成矿环境尚不明确。本文选取龙湾矿床南部的老棚剖面为研究对象,开展矿物学和全岩元素地球化学研究。研究结果表明铀主要以沥青铀矿和钛铀矿等的独立铀矿物形式存在于磷灰石矿物边缘、裂隙及孔洞处,部分以类质同象形式赋存于磷灰石的晶格中。全岩地球化学分析结果显示样品Y/Ho值为16.3~63.2(均值为40.3),Zr/Hf值为33.6~79.3(均值为42.3),靠近上地壳的值;样品具有相对平坦的稀土元素配分模式,显示无-弱Eu正异常(δEu为0.27~1.19,均值为0.82);硅质岩Ge/Si值为1.23×10^(-6)~0.15×10^(-6)(均值为0.47×10^(-6)),均接近现代海水平均值,表明龙湾铀矿床成岩成矿物质来源主要为陆源风化碎屑物质,受到海底热水作用的影响小。样品V/(V+Ni)值为0.43~0.98(均值为0.80),Ni/Co值为1.80~58.0(均值为12.7),具有明显Ce负异常(δCe值为0.31~0.81,均值为0.60),表明龙湾铀矿床形成于还原沉积环境中。综合研究表明,在新元古代晚期-晚古生代早期,黔东地区大陆风化作用为海洋提供了铀,在还原条件下形成龙湾黑色岩系型铀矿床。

西南地区黑色岩系铀成矿作用及成因模式探讨

西南地区广泛分布黑色岩系,主要分布于上震旦统—下寒武统、志留系、二叠系和三叠系,其中以上震旦统—下寒武统为主,次为志留系。西南地区黑色岩系中分布有众多的铀矿床、铀矿点和铀矿化点,但铀矿床相对较少。西南地区黑色岩系中典型的矿床有四川若尔盖铀矿床(510)、贵州白马硐铀矿床(504)和广西大新铀矿床(373)。这3个富大铀矿床具有许多相似的特点,与深大断裂有关,也与岩性有关,同时还与岩浆—流体活动有关。西南地区黑色岩系沉积和成岩期初步富集较高含量的铀,是西南地区黑色岩系铀成矿的前奏。后期改造作用和叠加成矿的方式及规模,是西南地区黑色岩系中铀矿大矿和富矿形成的必要条件。西南地区黑色岩系中形成富大铀矿需要经过"三部曲":①前奏:沉积作用形成铀含量高值区(铀异常),②改造:浅源流体改造形成铀的再富集(出现铀矿点、小型或中型矿床),③叠加:深源流体叠加和改造形成富大矿(大型铀矿床)。

赣北修武地区下寒武统黑色岩系地球化学特征与沉积环境判别

通过野外地质调查、常量及微量地球化学分析等方法,初步查明修武地区下寒武统黑色岩系尤其是石煤中富集钒铀等多金属元素;稀土特征为轻稀土相对富集,轻重稀土分馏程度较高,Ce、Eu均为负异常;黑色岩系是在大陆边缘沉积,沉积环境为干燥气候的还原环境,物源应为陆源和海底热水沉积物两者混合组成,且以陆源为主。