鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿叠合成矿模式

文章阐述了鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿成矿地质背景和矿床的基本特征;从铀的来源、迁移和沉淀富集等方面论述了鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿成矿机理,认为该矿床形成的铀源、成矿流体和成矿作用具有多元性和复杂叠置性,提出了该铀矿床形成的“叠合铀成矿模式”。     

鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿成矿机理和叠合成矿模式

文章从铀的来源、迁移和沉淀富集等方面论述了鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿成矿机理，提出了该铀矿化氧化还原-油气还原-热改造多重作用叠加的“叠合铀成矿模式”。     

鄂尔多斯盆地东胜地区砂岩型铀矿成因探讨

鄂尔多斯盆地是一个铀、煤、油、天然气共存的沉积盆地。通过电子探针、流体包裹体测温、扫描电镜、偏反光显微镜、煤的微量元素等方法综合分析,认为盆地北部东胜地区的侏罗系砂岩型铀矿属于与天然气还原有关的低温热液型铀矿床,其证据有:1铀石主要分布于充填在孔隙中或微裂缝内的黄铁矿晶体中,其次充填在伊/蒙混层中和钾长石溶孔内的黄铁矿中。2铀石中UO2约占70%,SiO2约为18%,另有极少量的Fe、Ca、Se、Pb、Cr、Ti等伴生元素。3包裹体流体势显示盆地中部的天然气向北东方向运移并大量散失,出现大量被漂白的砂岩;盆地内主砂体展布方向与流体运移方向一致。4天然气包体中见石盐子晶,砂岩胶结物和矿物表面见较多细小盐粒,次生包裹体温度多在140～170℃。5富含黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等低温热液矿物;具有水热蚀变现象(碳酸盐化、硅化、水云母化、黄铁矿化等)。6燕山运动期间岩层进入表生成岩阶段,利于富氧的地表水和来自地层深部的低温热液进入砂岩中,可见褐铁矿溶蚀、重晶石充填于钾长石溶蚀孔现象。     

鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿床成因和叠合成矿模式

从铀源、迁移和沉积方面详细论述了鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿床的成矿模式,由于成矿过程复杂而建立了油-气还原和热改造叠合的叠合成矿模式。     

鄂尔多斯盆地东胜地区地浸砂岩型铀矿成矿模型

地浸砂岩型铀矿床是一种具有重要经济价值的铀矿类型,受到世界各国地质勘探部门的高度关注。近年来,鄂尔多斯盆地在石油和天然气勘查取得重大进展的同时,于盆地东胜地区也发现大规模地浸砂岩型铀矿床,标志着中国该类型铀矿勘查取得重要突破。该文应用地球化学综合分析研究,获得成矿流体的温度、盐度条件和同位素地球化学参数。含铀砂岩中碳酸盐胶结物C-O同位素测试结果表明,胶结物中的碳属于地幔碳、生物有机体和沉积的碳酸盐混合成因。通过流体包裹体H-O同位素分析,表明成矿流体可能是原生的岩浆水上涌和大气降水混合形成的建造水,其中一部分有机质加入到成矿作用中来,这对于铀的还原具有重要的意义。结合盆地的演化特点,建立了这种砂岩型铀矿的成矿地球化学模型。笔者认为,其铀矿的形成机制可以分为两个过程,一是氧化过程,二是还原过程,成矿过程伴随各种微量元素和气液相分子的氧化、还原和迁移过程。该成矿模型的建立对认识盆地铀矿质的沉淀和富集规律以及在类似盆地寻找此类铀矿床,具有理论和现实意义。     

鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿微量和稀土元素地球化学特征

鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿的微量和稀土元素能为铀矿勘查提供地球化学标志。以东胜铀矿层位侏罗系及其中铀矿化为对象,针对砂岩型铀矿石、铀矿化砂岩和围岩几类地质体进行元素地球化学对比研究。东胜砂岩型铀矿微量元素地球化学特征表明,Pb、Mo与U关系极为密切,它们在铀矿石中最富集,铀矿化砂岩中次富集,砂质和泥质围岩中不富集;Pb和Mo可以作为东胜铀矿床矿化的指示元素,Pb、U和Mo蛛网图上构成的"W"式样可作为东胜地区砂岩铀矿化的指示模型。铀矿石、铀矿化砂岩、砂岩以及泥岩表现出相似的REE地球化学特征和配分模式,推断其具有统一的物源、沉积环境和构造背景。部分铀矿石明显富集HREE,显然在沉积成岩后期经历了(热液)改造作用。东胜铀矿化经历了沉积成岩和热液改造作用两个成矿阶段。     

鄂尔多斯盆地东胜砂岩型高岭土矿特征及成因机制

东胜砂岩型高岭土矿床位于鄂尔多斯盆地东北部,含矿层为延安组。经薄片鉴定、扫描电镜、X-衍射、全岩主要元素分析（XRF）以及稀土元素地球化学分析,对矿层白色砂岩与红色原岩的岩石地球化学特征进行了对比。结果表明,原岩为基质被铁质浸染的以碎屑片状高岭石和伊利石为主的红色砂岩,而矿层则为褪色的以粒度粗细不一的高岭石胶结为主的白色砂岩。矿层砂岩的分布与盆地北部油苗位置具有很好的对应关系。综合区域地质特征、岩石学、岩石化学以及天然气运散的信息,认为砂岩型高岭土矿层的形成是由于研究区以南气田中的上古生界天然气向北运移散失过程中,将红色原岩中的氧化铁胶结物还原成易于运移的Fe²⁺,从而使其褪色变白;同时酸性流体使长石溶蚀形成高岭石,后期的风化淋滤作用使砂岩中的高岭石含量进一步提高,进而形成目前较大规模的高岭土矿床。     

鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿中铀矿物的电子显微镜研究

鄂尔多斯盆地东胜铀矿是我国一个重要的大型砂岩型铀矿床。通过电子显微技术,对该铀矿床中铀矿物的种类、产出特征进行详细的研究。研究确定东胜砂岩型铀矿床中铀矿物主要为铀石和水硅铀矿,两者紧密共生,它们均为表生铀矿物。铀矿物的颗粒十分细小,一般粒度均为微米级。铀石和水硅铀矿往往呈板状、不规则微粒状产出,铀矿物的表面溶蚀现象明显,有的还具纳米级的溶蚀孔。铀矿物的产出与蚀变黑云母、蚀变黄铁矿密切相关,也见到微脉状铀矿物集合体穿切碎屑石英等现象。研究表明在表生作用下,该铀矿床中的铀元素存在溶解(迁移)-沉淀(富集)的反复过程。     

鄂尔多斯盆地东胜-黄龙地区砂岩型铀矿铀矿物赋存状态研究

砂岩型铀矿床是一种具有重要经济价值的铀矿类型,受到世界各国地质勘探部门的高度关注。本文应用电子探针和高分辨分析型电镜联合研究鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿铀的赋存状态;对砂岩中铀、钍及稀土含量的分布进行了线扫描分析,观察到铀矿物微粒主要分布在砂岩的主要造岩矿物裂隙中及其胶结物中。铀矿物主要存在形式是以铀石微粒（UO2）的形式存在, 以微粒吸附形式存在（小于1 微米）。铀物微粒一般富集砂岩中的钾长石、微斜长石、白云母裂隙和解理缝或胶结物中,分析数据显示氧化铀的含量可达1～3.46％,在石英和方解石颗粒裂隙或解理缝中比较低。应用高分辨的电镜还观察到少数呈较大铀石微粒集合体形式存在, 最大可达200 微米。从电子探针分析数据上看,UO2 含量可以从0～几个百分含量,一般来说含铀高的部位,其对应的稀土元素、ThO2含量也较高。本文的研究对含油气盆地的铀矿质的沉淀、运移和富集的认识具有重要意义,同时对鄂尔多斯盆地铀矿开发过程的选冶工艺的确定,具有借鉴价值。     

鄂尔多斯盆地南部砂岩型铀矿成矿预测

鄂尔多斯盆地是我国北方重要的产铀盆地之一,但其南部地区的铀矿地质工作相对比较薄弱。笔者从铀源、构造、沉积建造、沉积相、层间氧化作用及物化遥等方面总结了鄂尔多斯盆地南部地区的铀矿预测要素特征,在GIS平台上采用MRAS软件和特征分析法,圈定并优选出Ⅰ、Ⅱ级远景区各1处;认为店头-瑶曲地段、彬县-旬邑地段是盆地南部砂岩型铀矿找矿的有利地区。     

鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿地球化学研究进展

叙述了元素地球化学、同位素地球化学和有机地球化学等方面在鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿的研究新进展。该区的研究成果丰硕。从元素地球化学的研究明确了矿石及其围岩的岩石地球化学特征,讨论了铀成矿的地质环境,围岩与铀成矿的关系。利用同位素地球化学的方法厘定了铀的成矿时代,利用裂变径迹的研究构建了该区的地质热力学演化历史,推测了成矿时代与构造演化历史之间的联系。综合同位素地球化学,有机地球化学和地质热力学演化等多方面的观点讨论了铀源和成矿流体的来源及有机质在铀成矿中发挥的作用。     

鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿床成矿水化学过程探讨

为了研究鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿成矿水化学过程,利用光薄片、电子探针、X射线衍射、扫描电镜和化学分析等方法对比分析了氧化带无矿化样品、氧化还原过渡带中低矿化及高铀样品的矿物学和地球化学特征。矿物学研究表明:①所有样品中斜长石均表现出强烈粘土化和绢云母化的特征;②铀矿物主要为铀石,呈胶状吸附在矿物颗粒(部分为炭屑)表面、粒间或裂隙中;③相对氧化带,氧化还原过渡带往往含有更多的炭屑和碳酸盐胶结物。稀土元素地球化学研究表明,氧化带无矿化样品和过渡带低矿化样品表现出较平坦的低分异的稀土配分模式;而过渡带高铀含炭屑样品表现出MREE富集的配分模式,高铀富碳酸盐胶结物的样品表现出轻稀土强烈左倾、重稀土平坦的配分模式。对比分析上述差异后认为,铀成矿与水化学作用密切相关,且成矿水溶液中无机络阴离子以CO32-为主,倾向于络合UO22+和HRE3+;而阳离子主要为斜长石的粘土化释放的Ca2+和SiO44-。当水溶液从盆地边缘向中心运移时,物化环境从氧化及酸性环境向还原及碱性环境转变,此时发生铀酰离子的还原并与SiO44-沉淀形成铀石、Ca2+与CO32-沉淀形成碳酸盐以及HREE的沉淀富集。     

鄂尔多斯盆地双龙地区砂岩型铀矿富集、迁移和成矿机制

铀是一个国家经济发展和国防建设重要的矿产资源,鄂尔多斯盆地分布着数十个重要的砂岩型铀矿,是我国重要的产铀基地之一,然而关于砂岩型铀矿的富集、迁移和成矿机制仍然存在很大争议。本文以鄂尔多斯盆地研究程度相对较低的双龙地区砂岩型铀矿为研究对象,从构造背景、矿物蚀变特征和地球化学等方面入手,探讨其成矿机制。矿物蚀变特征表明,岩心样品自上至下在氧化带、过渡带(矿化位置)和还原带分别发育不同的蚀变类型。微量元素地球化学特征显示U与Th、Pb、Mo、Zr、Hf和REE等元素正相关性明显。对黄铁矿的研究表明,热液成因黄铁矿与铀的富集关系密切。过渡带样品中石英次生加大边的流体包裹体中主要成分为H₂O、CO₃ ^2-、HCO₃^-和CH₄等,表明成矿与碳酸盐热液有关。过渡带样品方解石C、O同位素特征(δ¹³C_V-PDB=-12.4‰～-8.3‰,δ¹⁸O_V-SMOW=13.0‰～15.1‰)和...     

鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿成矿作用和前景分析

鄂尔多斯盆地为我国大型油气、煤炭和铀多种能源矿产产出盆地。新世纪以来铀矿成矿理论技术研究和勘查取得了系列重大突破,对推进砂岩型铀矿找矿具有重要意义。文章概要分析了鄂尔多斯盆地的构造沉积演化9大阶段、基本特征及其区域控矿作用;从全盆尺度论述了砂岩型铀矿的时空分布特征;阐述了盆地东北部地区、西缘宁东地区、西南部国家湾地区、东南部店头地区的铀矿化特征,在此基础上提出了该4片地区砂岩型铀矿的成矿模式,对找矿实际发挥了重要的指导作用;最后,基于矿床模型综合地质信息预测技术,对全盆地不同找矿层位的铀成矿远景进行了定量预测,为后续找矿提供了依据。     

鄂尔多斯盆地西南缘砂岩型铀矿赋矿地层及矿化特征

通过对鄂尔多斯盆地西南缘泾源-华亭一带的地质调查和资料综合分析,笔者重点研究了该区砂岩型铀矿的成矿地质背景、含矿层及铀矿化的基本特征,认为下白垩统六盘山群是区内的主要赋矿层位,可分为上、下两个含矿层;铀矿化与有机质、黄铁矿、黄铜矿等含量关系密切,铀以沥青铀矿或残余铀黑、硅钙铀矿、钙(铜)铀云母等矿物形式为主,部分呈分散吸附状,与Cu、 Pb、 Mn、V、 Ni、 Co等呈正相关关系。这些特征显示,研究区具有较好的砂岩型铀矿找矿前景,值得进一步开展工作。     

鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿成矿有利空间

正近年来,我国砂岩型铀矿的勘查取得了较大的进展,在我国北方相继发现了多个中-大型的砂岩型铀矿床(张金带,2016)。其中,鄂尔多斯盆地东北部东胜地区砂岩型铀矿资源量丰富。随着勘查力度的不断加大,继皂火壕铀矿床后,相继发现了纳岭沟、大营两个砂岩型铀矿床。本文在前人研究成果的基础上,研究新发现铀矿床的成矿特征,总结铀成矿有利空间,并指明了该区下一步找矿方向。     

鄂尔多斯盆地南缘砂岩型铀矿找矿潜力分析

鄂尔多斯盆地铀资源丰富,但其南缘的铀矿工作程度较低。笔者在总结近年来该地区的铀矿勘查工作成果基础上,通过对区内新发现的双龙铀矿床及建庄、焦坪等铀矿(化)点的产出地质特征进行研究,认为该地区的铀成矿条件十分有利,具备发现大型砂岩型铀矿床的找矿潜力。     

鄂尔多斯盆地流体动力学过程及其砂岩型铀矿化

鄂尔多斯盆地是我国重要能源基地,近年来砂岩型铀矿勘查进展明显。盆地形成演化中的流体动力学及其铀矿化是能源矿产勘查的基础依据,因而备受关注。运用Basin2TM软件数值模拟了鄂尔多斯盆地构造-沉积过程中流体的温度场、压力场、流动方向、流动速率和地热梯度等。伴随盆地的形成和演化,沉积体内流体温度和压力不断增高,流动逐步定向,速率逐渐增大,早白垩世盆地流体的温度达250℃,压力至(700~800)×101.33kPa,地热梯度38.3℃/km,并从盆地中西部沉降中心沿东部斜坡向盆地东部边缘大规模长距离渗出流动,它是砂岩型铀矿化主体在盆地边部形成的重要机制。盆地流体在砂岩中发生铀矿化时,伴随大量方解石蚀变矿物的形成,其δ13CV-PDB变化于-2.7‰~-14.0‰,δ18OV-SMOW介于18.4‰~20.0‰,反映铀矿化盆地流体中CO32-类或CO2主要是沉积有机质脱羟基产物,少部分为海相碳酸盐岩溶解产物,盆地流体中碳酸铀酰是铀元素的主要存在形式。铀矿化低温蚀变成因高岭石的δ18OV-SMOW介于12.6‰~13.7‰,流体包裹体的δDV-SMOW变化于-116‰~-133‰,H、O同位素组成指示盆地流体是经中生界沉积演化的大气降水,具有沉积建造水的性质。环盆地边部是砂岩型铀矿的重要找矿方向。     

鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿成矿地质条件和关键控矿要素分析

鄂尔多斯盆地是我国北方重要的产铀盆地之一, 具有优越的成矿地质条件和找矿前景。本文通过总结该盆地的砂岩型铀矿调查研究成果, 系统梳理铀矿成矿地质条件, 探讨关键控矿要素和找矿潜力。结果表明, 鄂尔多斯盆地外部蚀源区铀源丰富, 北部造山带地质体的Th/U比值和ΔU铀迁移量相对最大, 对盆内的铀源贡献率最高; 盆缘斜坡带发育的微隆起带构造控制了铀矿床的空间定位, 断裂构造对盆地西缘和西南缘地区的铀成矿发挥了控制和改造作用; 古气候、沉积环境决定了由盆地东南部向西北部地区, 含铀层位由直罗组下段下亚段逐渐演变成直罗组下段上亚段, 表现了明显的迁移规律性; 直罗组下段的煤线和碳质泥岩发育特征制约了铀矿层的空间分布; 铀矿体主要发育在辫状河主河道边部和辫状河三角洲分流河道, 优先富集于有机质丰富、非均质性强、岩性多变的部位。在此基础上, 建立了6个关键控矿要素和相关找矿判别指标, 针对盆内5个铀矿(矿化)集中区分析了砂岩型铀矿的找矿潜力, 提出了下一步找矿方向