流体混合对砂岩型铀矿成矿作用的影响

探讨不同类型盆地中不同来源、不同组成、不同性质的流体混合对砂岩型铀矿成矿的影响。流体混合不但改变流体的物理化学条件,更重要的是改变流体的化学组成,导致流体化学平衡的破坏,引起流体卸载成矿。不同构造背景下形成的盆地、流体特征及其对砂岩型铀矿成矿的影响不同。铀一油一煤共存盆地中,浅表层含铀氧化性流体与油气有关的有机还原性流体相互作用对铀成矿起重要的控制作用;挤压构造环境下的盆地,在形成过程中造山带流体与盆地深源流体混合对成矿的影响很大;而伸展背景下的断陷盆地或裂谷盆地,往往伴随有深部岩浆和热流体的活动,应重视热液对砂岩型铀矿的改造、叠加富集的作用。     

流体混合对砂岩型铀矿成矿作用的影响

探讨不同类型盆地中不同来源、不同组成、不同性质的流体混合对砂岩型铀矿成矿的影响。流体混合不但改变流体的物理化学条件,更重要的是改变流体的化学组成,导致流体化学平衡的破坏,引起流体卸载成矿。不同构造背景下形成的盆地、流体特征及其对砂岩型铀矿成矿的影响不同。铀—油—煤共存盆地中,浅表层含铀氧化性流体与油气有关的有机还原性流体相互作用对铀成矿起重要的控制作用;挤压构造环境下的盆地,在形成过程中造山带流体与盆地深源流体混合对成矿的影响很大;而伸展背景下的断陷盆地或裂谷盆地,往往伴随有深部岩浆和热流体的活动,应重视热液对砂岩型铀矿的改造、叠加富集的作用。     

流体混合对砂岩型铀矿成矿作用的影响

探讨不同类型盆地中不同来源、不同组成、不同性质的流体混合对砂岩型铀矿成矿的影响。流体混合不但改变流体的物理化学条件,更重要的是改变流体的化学组成,导致流体化学平衡的破坏,引起流体卸载成矿。不同构造背景下形成的盆地、流体特征及其对砂岩型铀矿成矿的影响不同。铀—油—煤共存盆地中,浅表层含铀氧化性流体与油气有关的有机还原性流体相互作用对铀成矿起重要的控制作用;挤压构造环境下的盆地,在形成过程中造山带流体与盆地深源流体混合对成矿的影响很大;而伸展背景下的断陷盆地或裂谷盆地,往往伴随有深部岩浆和热流体的活动,应重视热液对砂岩型铀矿的改造、叠加富集的作用。     

试论砂岩型铀矿成矿机制和成矿作用动力学问题

文章初步讨论了我国北方表生、后生、渗入型砂岩型铀矿的成矿机制和成矿作用动力学问题。成矿作用包括了氧化-还原作用、有机质作用、水-岩相互作用、有机-无机作用和流体动力学等地球化学过程动力学,尤其是水-岩相互作用的流体输运-化学反应过程动力学和有机-无机作用过程。砂岩型铀矿成矿中地球化学障的形成和铀的富集是这些过程多重耦合的结果。识别这些地球化学过程的动力学机制有利于理解矿床成因和确立勘查目标。     

四川盆地北部砂岩型铀矿成矿作用与成矿模式及对找矿方向的启示

四川盆地北部是中国重要的砂岩型铀矿成矿带之一。虽然大量学者对已探明铀矿成矿作用等方面开展了研究,但砂岩型铀矿成因至今仍存在较大的分歧。此外,现阶段对与铀成矿有关的热液性质与来源、如何造成铀的叠加富集等方面研究不足,尤其是对红色含铀方解石脉形成机制及红色铀矿石中铀矿物与赤铁矿、方解石的内在成因关系仍有待深化认识。因此,文章全面收集前人研究资料,系统总结了川北砂岩型铀矿化特征与主要控矿因素,在沉积成岩富集成矿的基础上,提出与铀成矿有关的热液为富CO₂的含烃盆地热卤水,当其通过断裂及不整合面运移时,随着热液pH值上升及Eh值的增高,容易造成CaCO₃、Fe(OH)₃先后沉淀与铀酰离子卸载,形成含铀红色方解石脉与红化铀矿石,进而建立了川北砂岩型铀矿沉积成岩铀重新分配与热液叠加改造两阶段成矿模式,指出干旱-半干旱背景下的局部相对潮湿环境下的河道沉积建造与断裂构造叠合位置是富矿形成的有利部位,为该区砂岩型铀矿找矿提供方向。     

非线性铀成矿作用--以上第三系砂岩型铀矿为例

本以滇西上第三系陆相砂岩铀矿为例研究非线性铀成矿作用。与铀矿化有关的参数可分为矿化参量和控制参量,矿化参量以及矿化在控制参量中的分布均遵从对数正态分布,控制参量(温度、压力和地球化学条件)的耦合作用对铀矿化的概率和平均品位的控制作用是非线性的,铀矿化在控制参量构成的相空间中的变化轨迹是一复杂的超曲面。非线性铀成矿作用具分形特征。     

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。     

试论油气运移对砂岩型铀矿成矿作用的影响

以油气成藏动力系统和砂岩型铀矿成矿动力系统为单元，分析了砂岩型铀矿床与油气藏沉积体系、矿床（藏）聚集带特征及不同矿集带之间的联系。认为油气多次运移促使砂岩型铀矿成矿是一种普遍地质作用，指出油气运移成藏过程中散失部分对砂岩型铀矿成矿促进性表现形式为油气成分使铀矿化预富集或使层间氧化带型铀矿化中止与矿体封存，油气成藏后三次运移（微渗）使红色砂层中铀富集成矿。依据油气对砂岩型铀矿还原作用的结果初步建立了3种油气与砂岩型铀矿共存的基本模式，丰富了砂岩型铀矿成矿理论，为多能源综合开发提供参考。     

中国北方砂岩型铀矿大规模成矿作用

近年来,天津地质调查中心铀矿团队依托于一系列调查评价项目和科学研究项目,在中国北方砂岩型铀矿大规模成矿作用方面取得了一些新认识.中国北方具备优越的砂岩型铀成矿地质背景,砂岩型铀矿体多产在红黑岩系过渡的河流相、三角洲相、湖滨相等灰色砂体中,垂向分布、耦合产出的红-黑岩系为大规模砂岩型铀矿的形成提供了先决背景.砂岩型铀...     

中国北方砂岩型铀矿成矿作用与油气关系研究

油气与砂岩型铀矿的相互作用关系日益受到地质、特别是铀矿地质学者的重视,单个能源矿产的成矿理论已日趋成熟,但相互作用关系研究却十分薄弱,是亟需探究和解决的关键科学问题之一。本文通过中国北方典型砂岩型铀矿与油气时空分布特征分析、镜下微观分析、化学计算,表明油气主要通过吸附作用、还原作用、供铀作用和保铀作用促使铀的富集成矿。其中,油气的裂解产物沥青、有机酸层对铀有强烈的吸附作用;油气的还原作用主要是通过强还原气体(H_2、CH_4、CO、H_2S等)将高价、活化的铀离子还原成四价、稳定的铀矿物;油气与硫酸根离子相互作用生成的有机酸能够通过酸溶、萃取和金属-有机络合作用将途经围岩的部分铀富集并在成矿部位释放,从而叠加改造铀成矿作用,增加铀的来源;油气逸出的强还原气体H_2、CO能使地层产生酸化,形成高岭土化,从而使氧化带呈弱碱性、成矿带呈弱酸性特征。砂岩型铀成矿作用与油气的关系对砂岩型铀矿含矿目的层的厘定、铀矿床定位、补充完善砂岩型铀成矿理论、"烟囱效应"指导找油气等具有重要启示意义。     

中国北方砂岩型铀矿深部探测新发现及其意义

在充分利用油气勘探钻井和地震资料的基础上,结合中国北方砂岩型铀矿调查工程,北方砂岩型铀能源矿产基地深部探测技术示范项目在中国北方系列盆地获得了砂岩型铀矿深部探测新发现,实现了新区、新层位找矿突破。在鄂尔多斯盆地西南缘,700～2000m深白垩系洛河组风成沉积体系内新发现了铀矿(化)体。在准噶尔、塔里木、柴达木、酒泉、松辽等盆地新发现多处深部铀异常区。这些深部铀矿(化)体和铀异常区的发现,有效拓展了砂岩型铀矿的研究领域和找矿空间,将对砂岩型铀矿的理论研究和勘查产生深远的影响。系列研究表明,中亚铀成矿带和中国北方具有相似的铀成矿地质背景,赋矿地层普遍具有红层控矿的特点。相对于早期重视在还原性地层中研究氧化砂体及其成矿机理,本次工作中新发现的铀矿(化)体或铀异常多位于红色氧化环境中,而后期还原性含烃流体的灌入对于铀成矿具有重要控制作用。因此,氧化地层(红层)中还原性砂体(褪色蚀变)的研究应引起更大的关注。中国北方具有优越的成矿地质背景和古气候条件,包括丰富的铀源、大规模的砂体、后期的构造挤压(反转)形成的断裂和构造圈闭等,为流体提供了迁移通道和聚集场所。构造活动触发了地表含氧含铀流体和深层含...     

滇西新生代盆地与砂岩型铀矿成矿

滇西新生代盆地内蕴藏着丰富的铀资源,现已探明8个中、小型砂岩型铀矿床,是中国重要的砂岩型铀矿成矿带之一。本文在收集研究前人施工钻孔资料1200个,施工钻孔25个的基础上,编制岩性-岩相-地球化学剖面图66张,研究了滇西新生代盆地与砂岩型铀矿成矿。认为滇西地区存在2种类型的新生代盆地,其盆地沉积演化、火山活动、地貌景观等不同,砂岩型铀矿成矿条件亦存在差异,成矿的专属性体现在于盆地的差异性。砂岩型铀矿成矿最有利的是北部腾冲地区找矿目的层上覆地层发育了区域性隔水层、存在火山活动、深切割低山-丘陵-河谷阶地地貌的新生代盆地。     

地浸砂岩型铀矿成矿年代学研究

本文提出用铀矿石样品U-Ra平衡系数修正样品的铀含量,再进行U-Pb等时线拟合,从而获得产铀盆地中地浸砂岩型铀矿的成矿年龄。通过对中国北方主要产铀盆地砂岩型铀矿成矿年代学研究,发现砂岩型铀矿的成矿作用具有“幕式”及多阶段性特征。不同构造单元的盆地铀成矿时代有差异,表明了铀的成矿作用与盆地构造抬升的演化历史及古气候关系密切。     

内蒙古二连盆地中部古河道型铀矿床中烃类流体特征与铀成矿关系

通过对二连盆地中部下白垩统赛汉组上段古河道型铀矿床砂岩中的酸解烃特征进行分析,探讨了酸解烃中烃类气体组成特征、成因及来源,并结合该区铀矿分布富集的地质特征初步探讨了该区油气与砂岩型铀成矿关系。结果表明,赛汉组上段古河道砂体中CH_4及C_2~+含量与铀含量呈正比,且在氧化带、氧化还原过渡带和还原带内烃类含量具明显的分带性。酸解烃气体组成特征参数C_1/ΣC、C_1/C_2+、C_2/iC_4、C_2/C_3、iC_4/nC_4、iC_5/nC_5、ln(C_1/C_2)、ln(C_2/C_3)表明,研究区赛汉组上段古河道砂体中的烃类气为有机成因的油型气,烃类气主要处于成熟-高成熟阶段,主要为原油伴生气和原油裂解气。根据研究区烃源岩地球化学特征及生排烃史分析认为,该区下白垩统赛汉组上段古河道型铀矿床中烃类气主要来源于下白垩统阿尔善组(K_1ba)湖相腐泥型或偏腐泥型烃源岩,其次为腾一段(K_1bt~1)低熟-成熟阶段的湖相烃源岩。研究区深大断裂、不整合面、主砂体或裂隙是该区深部油气向上逸散的主要通道,深大断裂及不整合面附近应是该区砂岩型铀矿找矿的重点方向;油气在该区古河道砂岩型铀成矿作用过程中具有吸附作用、还原作用和保矿作用,区内砂岩型铀成矿期次、油气聚散史明显受控于晚白垩世末—古新世期的反转构造作用。     

数值模拟在砂岩型铀矿流体运移机制研究中的应用

砂岩型铀矿是一种主要赋存于盆地砂岩中的后生铀矿床。流体的运移在铀成矿过程中起到关键作用,是铀活化、迁移和富集的主要介质,因此流体运移机制的研究对于建立成矿模型具有重要意义。文章首先阐述了盆地流体的一般运移机制,再梳理了国内外数值模拟在砂岩型铀矿流体运移机制中的研究现状,最后通过数值模拟实例分析,研究盆地在隆升过程中对流体运移的影响。研究表明,流体动力学数值模拟是研究砂岩型铀矿流体运移机制的有效手段,能够为成矿规律的研究提供技术支持。     

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。     

铀储层——砂岩型铀矿地质学的新概念

中国大规模的砂岩型铀矿勘查起始于20世纪90年代,这期间适逢层序地层、沉积体系、砂体内部构成单位和等级界面等技术的成熟与完善时期,这为沉积学家研究砂岩型铀矿床带来了新的切入点.在吐哈盆地和鄂尔多斯盆地的勘查实践发现,结构和规模适中的大型骨架砂体是砂岩型铀矿的储层(简称铀储层),它不仅能提供铀成矿流体的运移空间(输导通道),同时也为铀矿的储存提供了空间.铀储层研究的主要内容包括铀储层的识别、铀储层的空间定位与形态描述、铀储层的内部特征结构与品质评价、铀储层的成因分析以及沉积作用控制下的铀成矿机理等.沉积盆地分析和砂岩型铀矿地质学是铀储层研究的重要理论支撑点,其中层序地层分析、沉积体系分析、砂体内部构成分析是铀储层分析的关键技术.由于铀储层是砂岩型铀矿勘查和开发的目标层,所以针对铀储层的研究将能更好地服务于砂岩型铀矿的勘查预测与地浸开发.     

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。     

准噶尔盆地北部新生代构造活动特征及其对砂岩型铀矿的控制作用

准噶尔盆地北部顶山地区是我国寻找地浸砂岩型铀矿远景区段之一。本文在野外实地考察的基础上,结合遥感卫片解译分析,发现本区新生代构造活动主要表现为基底逆冲断裂的复活,致使地表呈现张性破裂,形成了洼地、峡谷等特殊的构造地貌形态;并根据擦痕、节理的测量统计,结合电子自旋共振测年分析,推断本区在上新世—更新世期间存在两期构造活动:早期为近似南北向的挤压作用为主,晚期(0.14~0.43Ma)为北东北东东的挤压作用;根据盆地新生代沉积物质充填规律和新生代构造特征,结合区域资料分析,恢复了盆地北部新生代构造演化历史,认为新生代构造活动控制了区域的构造地貌演化和地下水流向的改变,进而控制了地浸砂岩型铀矿成矿作用,并由此指出了三个泉斜坡带为有利的区域找矿远景区段。