相山铀矿岩芯HySpex成像高光谱数据蚀变矿物提取及其地质意义

成像高光谱遥感具有图谱合一的优势,能够根据光谱特征直接识别地物,是遥感领域的前沿方向。本文使用江西省相山铀矿田岩芯HySpex成像高光谱数据,采用基于专家知识的MTMF和波段运算方法开展了蚀变矿物填图,提取了赤铁矿、伊利石、绿泥石和方解石4种蚀变矿物,制作了铀矿岩芯高光谱蚀变矿物分布图。通过分析高光谱蚀变矿物类型、组合和分布规律,在岩芯中划分出中心蚀变带、近矿蚀变带和矿旁蚀变带,中心蚀变带蚀变矿物为赤铁矿+伊利石+绿泥石+方解石,近矿蚀变带为伊利石+方解石,矿旁蚀变带为零星分布的伊利石+方解石。其中,岩芯高光谱遥感提取出的绿泥石第二吸收峰位于2270 nm,光谱特征分析显示属于富铁绿泥石,与前人得出的与铀矿化密切相关的绿泥石主要为富铁绿泥石的结论一致。铀矿岩芯HySpex岩芯成像高光谱数据应用实践表明该数据在地质领域具有较好的应用效果和广泛前景。     

相山铀矿化蚀变矿物组合的成像光谱特征识别

蚀变矿物组合对热液型铀矿勘探具有重要的指示意义。相对于航空或航天成像光谱,地面成像光谱在小范围矿床尺度的蚀变精细识别方面更具优势。为研究江西相山铀矿化热液蚀变组合特征,利用HySpex地面成像光谱仪获取可见光-近红外-短波红外波段的钻孔岩心成像光谱数据,针对铀矿化的两种基本类型——水云母-萤石型和碱交代型,分别从蚀变单矿物和蚀变矿物组合两个角度分析和提取他们的诊断性光谱特征,建立了光谱识别标志。发现伊利石具有光谱多型特征,按特征波长位置分为Ⅰ型和Ⅱ型两类。水云母-萤石型铀矿化蚀变组合包含高岭石、高岭石+地开石、蒙脱石和Ⅰ型伊利石,碱交代型铀矿化蚀变组合包含绿泥石、碳酸盐、绿蒙混层、赤铁矿和Ⅱ型伊利石;基于光谱匹配模型和岩心填图结果对两类铀矿化段蚀变结构进行了分析,铀矿化中心由近及远分别具有蒙脱石→Ⅰ型伊利石→高岭石+地开石→高岭石和碳酸盐→赤铁矿+绿泥石→绿蒙混层→Ⅱ型伊利石的分布特征,均存在流体的叠置改造作用;通过岩心成像光谱编录及三维建模表明,两类伊利石具有空间上的上、下分带特点,这预示着两种铀矿化亦具有相似的空间分布特征。上述研究为相山地区进一步找矿勘探提供了一定参考。     

皖东地区毛山金矿蚀变矿物特征及其地质意义

毛山金矿属于中小规模金矿山。通过对矿体两侧的黄铁绢英岩进行热分析与透射电镜观察研究以及对绢云母的热分析及其化学成分研究，认为水热蚀变、硅化及矿化程度均较高，成矿热液可能来自矿区南部和深部，该地区是寻找隐伏矿体的靶区。黄铁绢英岩中出现微细石膏，反映在成矿过程中可能出现过氧化阶段，是出现富矿的显示。进而提出乳白色石英脉中出现石膏晶体是寻找金矿化的新的找矿标志。     

基于HySpex成像光谱数据的钻孔岩心蚀变矿物提取及其地质意义

利用遥感技术提取找矿信息主要是提取地质构造信息、特殊岩性段(包括矿化蚀变段)信息等。以湖南省秀才洞热液型铀矿区的钻孔岩心HySpex成像光谱数据为例提取矿化蚀变信息,建立了一种以成像光谱数据处理为基础的矿物信息识别流程,识别出高岭石、蒙脱石、伊利石、方解石、白云母5种蚀变矿物。通过研究岩心中蚀变矿物的类型、组合及其分布规律,总结出研究区的矿化蚀变岩心以伊利石和蒙脱石为主,并伴有高岭石化,推断研究区的赋矿围岩花岗岩发生了酸性交代并产生了泥岩化蚀变现象,而且研究区的构造演化较复杂,岩浆具有多期次、多阶段侵入的特点,蒙脱石比高岭石蚀变强烈反映出成矿环境主要以碱性环境为主。     

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。     

植被覆盖区高光谱蚀变矿物信息提取

在植被覆盖严重地区,基于综合光谱信息模型,开展了高光谱遥感典型蚀变矿物信息提取研究.以河北省承德市大营子地区为例,利用Hyperion数据,在植被覆盖度大于70%的地区,根据蚀变矿物与背景地物波谱特征的差异,提取了该区绿泥石、斜绿泥石、方解石和白云石蚀变矿物分布信息,与已知地质矿产资料及野外检查结果一致.最后依据蚀变矿...     

新疆白杨河铀矿床钻孔岩芯蚀变分带特征及地质意义

钻孔岩芯高光谱技术是获取岩芯地学信息与研究的新方向。新疆白杨河铀矿床钻孔岩芯蚀变发育,对其开展蚀变研究有助于对白杨河矿床深部铀矿勘探提出更好的找矿认识。本次研究利用Field Spec4可见光-短波红外地面非成像光谱仪对新疆白杨河铀矿床8个钻孔进行光谱测试与分析,研究发现钻孔岩芯热液蚀变矿物组合垂向上具有明显的"上低下高中过渡"的三分带特征:即上部为低铝绢云母+少量赤铁矿与少量褐铁矿+少量蒙脱石,中部为中铝绢云母+低铝绢云母+少量蒙脱石+少量碳酸盐、赤铁矿与褐铁矿,下部为高铝绢云母+绿泥石+碳酸盐;绢云母Al-OH吸收峰位置变化规律反映出矿床的热液活动具有深部相对高温、高压、偏酸性,浅部相对低温、低压、偏碱性的特征。蚀变三分带特征以及热液活动特征表明白杨河铀矿床具有明显的热液成矿背景,同时,铀矿化总体处于3分带特征中的中部以中铝绢云母为主的蚀变带与下部以高铝绢云母为主的蚀变带之间的过渡带中,该过渡带是铀成矿的有利部位,同时也是可能的热液/矿化中心;过渡带中发育赤铁矿,中铝绢云母和高铝绢云母,此3种蚀变矿物可能与铀成矿关系密切。这些可以为白杨河铀矿床深部铀矿勘探提供借鉴与参考。     

相山铀矿田典型蚀变矿物地面光谱特征研究

利用光谱特征进行岩石矿物分析受到了国内外研究者的广泛关注,大多数蚀变矿物如赤铁矿、水云母等在可见光-近红外-短波红外波段具有诊断性强的波谱特征。因此,利用典型岩石矿物光谱特征可为矿产资源勘查与评价提供一种新的手段和方法。本文对相山铀矿田蚀变矿物进行光谱测量,经数据处理获得了不同典型蚀变岩石矿物的反射率光谱曲线。通过对这些光谱曲线特征的分析研究,提出了影响岩石矿物反射率的因素,探讨了水云母、萤石、赤铁矿等典型蚀变岩石的反射率曲线特征,并建立了相应的典型蚀变矿物光谱识别模型。     

植被覆盖区高光谱遥感影像上蚀变岩与蚀变矿物信息的提取

在高光谱遥感找矿应用中,从影像上提取的蚀变信息经常包含了很多对找矿无用的信息。为了避免这些无用信息,本研究选取植被覆盖的云南普朗斑岩铜矿区作为研究区,使用该区高光谱遥感数据分别提取蚀变岩和蚀变矿物的信息,分析它们对找矿的有用性。提取蚀变矿物信息使用的是从影像上提取的矿物端元参考光谱,光谱匹配采用的是光谱角方法;提取蚀变岩信息使用的是野外蚀变岩参考光谱,光谱匹配不仅考虑光谱的整体形态,而且考虑吸收谷位置形态。在蚀变岩识别图上,4个典型蚀变岩点的野外验证表明:识别结果与实地地物基本一致。但是,在蚀变矿物信息图中,这4个圈定点无任何信息。这表明:这些点的蚀变岩信息较其表面蚀变矿物信息更丰富,因而能被有效提取出。通过比较蚀变岩、蚀变矿物的信息分布图,发现:一些粘土矿物(比如硬石膏和高岭石)的大量信息分布在沉积岩区,因而可能是假的蚀变信息。这表明:通过蚀变岩光谱获取的蚀变信息比通过蚀变矿物光谱获取的蚀变信息更可靠。在蚀变岩信息提取中,比较吸收谷位置识别前后的结果表明:考虑光谱整体和局部形态比仅考虑整体形态的识别结果具有更高的可靠性。     

基于高光谱岩心扫描系统研究城门山铁路坎铜矿床的蚀变特征

铜矿床蚀变围岩与伴生矿体有着密切的成因与空间关系,通过分析铜矿床蚀变特征,可获得成矿时物理化学条件,热液中成矿元素的迁移、富集以及演化规律,最终指示铜矿床矿化富集程度以及矿体赋存位置。本文通过对城门山铜矿床外围铁路坎矿区的代表性岩心进行高光谱岩心扫描系统快速分析,结果显示在ZKJ9-7典型钻孔中,0~350m处以蒙脱石和碳酸盐典型光谱曲线为主;350~578m处以高岭土和白云母典型光谱曲线为主。通过矿物解译,自地表向下,城门山铁路坎矿区的矿物变化规律为：蒙脱石+高岭石→碳酸盐+蒙脱石→碳酸盐→白云母+高岭石+蒙脱石→白云母+高岭石+绿泥石。矿区浅部区域主要受花岗闪长斑岩体与碳酸盐类围岩之间的接触带构造控制;深部区域主要经历矽卡岩化和硅化,部分有绿泥石化,这些蚀变过程有利于铜矿的形成与富集。钻孔深部接触带两侧的岩石发生成分置换而形成矽卡岩,上升溶液沿着碳酸盐类接触面流动时,碳酸盐中的CaO通过粒间溶液,以上升溶液为媒介向硅铁质岩和硅铝质岩石方向扩散。相反,硅铁质岩和硅铝质岩中的FeO、Al₂O₃和SiO₂以同样的方式向灰岩方向扩散,从而接触带两侧的岩石发生成分置换而形成矽卡岩。富铜矽卡岩型矿床的形成与溶液和岩石间的组分交换密切相关,组分的浓度差所引起的扩散作用在其中发挥了重要作用。     

相山李家岭铀矿床热液蚀变作用地球化学特征

李家岭铀矿床是最近几年在相山西部发现的一个铀矿床。矿床热液蚀变特别发育并存在明显的蚀变分带现象,在对钻孔岩心样详细的野外和室内岩相学观测基础上,将李家岭铀矿床铀矿化段分为矿化中心带、矿旁蚀变带、近矿蚀变带和远矿蚀变带,其热液蚀变强度依次减弱。运用标准化Isocon图解法表明,热液蚀变带中,CaO、FeO、Fe₂O₃、Na₂O明显增加,这与发育赤铁矿化、钠长石化、碳酸盐化相一致;K₂O明显降低,这是由于钠长石交代钾长石造成K的大量迁出;而MnO、MgO在各蚀变带中呈现“此消彼长”的特征,显示出热液蚀变交代过程中并不是简单地扩散渗滤交代,可能存在对流平衡的元素迁移方式。Th、Y、Zr、Hf等微量元素变化与铀含量一致,对铀矿化具有很好地指示作用。HREE与铀矿化关系密切,随着蚀变程度增强,HREE明显增加,显示成矿流体富含HREE,并具有深源性。     

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。     

十红滩地浸砂岩铀矿层间氧化带蚀变矿物群

十红滩砂岩型铀矿床是我国大型层间氧化带型砂岩铀矿床之一。层间氧化带型砂岩铀矿含矿砂层在含氧含铀水的渗入径流过程中,由于水介质性状的变化,在与砂体发生水岩作用时形成了完全氧化带、不完全氧化带、还原带和原生带等不同地球化学亚带及其相对应的蚀变矿物群,即完全氧化带为褐铁矿(针铁矿、水针铁矿)、伊利石、蒙脱石、少量黄钾铁矾的蚀变矿物群;不完全氧化带为褐铁矿(针铁矿、水针铁矿)、黄钾铁矾、蒙脱石、伊利石、少量绿泥石、高岭石的蚀变矿物群;还原带为沥青铀矿、黄铁矿、高岭石、绿泥石、少量蒙脱石、伊蒙混层粘土、伊利石和碳酸盐等新生蚀变矿物群;原生带的新生蚀变矿物群以黄铁矿、绿泥石、高岭石为主,有时出现少量碳酸盐、蒙脱石和伊利石等。     

鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿伴生矿物组合及其地质意义

特征矿物是地质作用的直接记录,研究铀矿物伴生组合类型和特征为探讨铀矿床成因提供直接信息.本文以鄂尔多斯盆地东北部杭锦旗-纳岭沟地区含铀岩系中侏罗统直罗组为研究对象,通过岩心观察、显微观察、扫描电镜和电子探针分析等,系统研究了含铀砂岩中铀矿物种类、赋存特征及典型矿物伴生组合类型,在此基础上,结合铀成矿过程中流体作用探讨了...     

东胜砂岩型铀矿后生蚀变地球化学性质及其成矿意义

东胜砂岩型铀矿具有大规模控矿绿色蚀变和漂白蚀变带、其氧化蚀变仅为蚀变残留等特征而与国内吐哈、伊犁盆地南缘等铀矿明显不同,从而引起人们的关注。本文通过对研究区该主要后生蚀变相关的地球化学研究,探讨了东胜矿床形成的特殊性:早期形成铀矿化的古层间氧化带在强还原性环境下,经二次还原作用改造形成了控矿的绿色蚀变带,二者皆具有低有机碳,低ΣS,高Th/U值的特征。铀矿化蚀变有机碳、δD、δ18O含量在各蚀变阶段中最高,Th/U值最低。分布于延安组顶部的漂白蚀变是表生氧化岩石在还原性环境下经还原改造形成,其Th/U值高,TFe含量低。总之,东胜矿床各种蚀变地球化学指标指示的矿床成因信息是,绿色蚀变和漂白蚀变及铀矿化的形成处于一种相对较强的还原性环境。在成岩作用,古氧化蚀变、漂白蚀变、绿色蚀变以及铀矿化的序列演化中,流体作用的物理化学性质或环境的过渡性转变出现在铀矿化阶段。对黄铁矿硫同位素以及砂岩碳酸盐胶结物碳、氧及其包裹体氢、氧同位素的分析,认为流体主要由大气降水、来自下部的煤成气以及与含矿目的层有机质脱羧基作用有关的有机酸混合组成。因而,东胜矿床的形成是无机—有机流体相互作用的结果。     

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。