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。

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。

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。

相山铀矿田邹家山矿床碱交代型矿石地球化学特征及其成矿意义

邹家山铀矿床碱交代蚀变广泛发育,与铀成矿作用关系极为密切。笔者通过野外宏观地质调查和室内岩相学、电子探针分析、常量及微量元素化学分析等方法,初步查明该矿床碱交代型矿石的矿物交代蚀变顺序为钠交代、钾交代、硅质交代。碱性成矿热液先是富Na,而后富K,且两者成分相似,但富K热液更利于铀成矿。与正常碎斑熔岩相比,碱交代型矿石SiO2含量减少,K2O或Na2O、Al2O3、Fe2O3、MgO、P2O5、CaO和U、Th、Zr、Hf、Sm、Ti及REE含量明显增高。与钾交代型矿石相比,钠交代型矿石Rb和REE含量较少,稀土分异强。碱交代作用有利于副矿物蚀变并释放铀,有利于对地层中铀的萃取,有利于铀的稳定迁移。

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。

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。

相山铀矿田邹家山矿床流体包裹体研究

笔者对相山铀矿田邹家山矿床铀矿石中的流体包裹体进行研究,结果表明该矿床的均一温度分布范围较广,为122～360℃。矿床形成温度有两个阶段,分别是高温阶段213～360℃(平均值为263.1℃)和低温阶段122～185℃(平均值为142.7℃),属于中低温热液铀矿床。高温阶段盐度变化范围为(1.74～7.31)wt%(平均值为3.77wt%),低温阶段盐度变化范围为(0.88～2.57)wt%(平均值为1.64 wt%)。矿床成矿溶液高温段的平均密度0.78g/cm3,成矿压力204.57×105 Pa,成矿深度0.68km;低温段的平均密度0.92g/cm3,成矿压力96.08×105 Pa,成矿深度0.32km。据此推测,邹家山铀矿床的成矿流体来源主要是岩浆期后热液,同时伴有大气水热液。

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碱交代矿化蚀变岩地球化学

相山矿田邹家山铀矿床成矿作用与碱交代关系密切。钠、钾的带入和带出极大地影响铀成矿作用过程,钠交代和钾交代对铀成矿的影响差异明显。本文以邹家山铀矿床中典型的钠化和钾化矿体为研究对象,通过比较两矿体剖面的地球化学特征,研究其异同,探讨钠交代、钾交代与铀成矿作用关系,得出以下认识：（1）与矿体两侧的围岩相比,钠交代和钾交代矿石中都富U和Mo,而Ba含量明显降低;（2）钠交代对原岩化学成分的改变不强。除了钠含量明显增高、钾含量明显降低、钠钾摩尔比M（Na2O/K2O）明显增大外,矿石与原（或围）岩的化学成分相差不大,总碱摩尔数M（Na2O＋K2O）几乎不变;（3）钾交代对原岩的矿物及化学成分改变很大。除钾高、钠低等含量变化外,强烈去Si和Na,M（Na2O＋K2O）有20%~30%的减少,而且许多微量（成矿）元素含量明显增加,特别是稀土元素明显增高,且重稀土增加更快;（4）两类碱交代中行为反差最大的组分是Na2O、K2O、Si O2和REE。钠交代过程中,Na2O和Si O2增加,K2O和REE减少,M（Na2O/K2O）明显增大;而钾交代过程正相反;（5）在相山铀成矿过程中,仅有钠交代时铀的含量较低,强钾交代是形成富铀矿的必要条件。

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。

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。

邹家山铀矿床中伴生稀土元素的地球化学特征及酸浸实验研究

研究了邹家山铀矿床原始矿石中的稀土元素含量特征及其在酸浸过程中的行为。结果表明:(1)该矿床矿石中伴生的稀土元素总含量很高,∑REE平均含量达3231.55×10-6,其中HREE达2933.39×10-6,属珍贵的重稀土元素富集型,具有负Eu异常、Ce无异常的特征。(2)在强酸及氧化剂浸泡条件下,轻、重稀土元素的浸出行为明显不同。重稀土元素更易被浸出,其浸出率是轻稀土元素的2倍左右。在强酸或强酸加氧化剂浸泡下,随原子序数的增加,轻稀土元素(La^Eu)的浸出率较明显增加,而重稀土元素(Gd^Lu-Y)的浸出率则小幅度递减;15种稀土元素中Gd的浸出率最高,La的浸出率最低。(3)初步获得邹家山铀矿床伴生稀土元素酸法浸出的最佳硫酸浓度和氧化剂用量,即在硫酸浓度为30g/L的条件下,100mL的浸泡液中含有2mL30%的过氧化氢时,稀土元素浸出率可达到最高值。

江西乐安邹家山—居隆庵地区三维地质模型的构建

邹家山—居隆庵地区位于相山火山岩盆地铀矿田的西部,是中国典型的火山岩型铀矿床。随着铀矿床勘探方法及技术的不断提高,运用现代计算技术对该铀矿床的地质成矿过程及已知矿体的地下三维空间结构进行三维模型建设,有利于进一步开展深部找矿工作。收集并分析了研究区的可控源音频大地电磁测深、矿体钻探等获得的多元地质-地球物理数据,运用GOCAD及Map GIS、Coredraw、Auto CAD等软件,利用钻孔-CSAMT勘探线-钻孔联孔剖面构建区内断裂构造及地层界面,并按照地质体之间的新老关系构建了邹家山—居隆庵地区三维地质模型。模型中不同地质界面平滑美观,清晰地表达了目标地质体的空间几何形态以及地层相互之间的接触关系,三维地质模型在直观性、可视性以及三维计算分析方面体现了较大的优势。

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。

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。

邹家山铀矿床2、3号带三维地质模型构建及应用

为查明相山矿田邹家山铀矿床2、3号带深部地质结构特征、圈定深部成矿有利部位和增加相山矿田深部资源量,在GOCAD软件平台中,运用地质图、钻孔、勘探线剖面图、中段平面图等多源数据构建了邹家山矿床2、3号带三维地质模型。通过模型查明了研究区内深部地质结构特征,各地质体的空间展布和穿切、复合关系,以及铀矿的空间分布特征,圈定了1处成矿有利部位。三维地质模型与巷道模型相结合,在设计钻孔时可有效避开巷道,提高了钻探的安全性;还可以通过模拟钻孔孔迹线快速验证钻孔设计的可行性,为优化钻孔设计提供了技术参考,较大程度上提高了钻孔见矿率。