巴音戈壁盆地塔木素铀矿床紫红色铀矿石矿化特征

巴音戈壁盆地塔木素铀矿床是我国北方特大型砂岩型铀矿床,但矿化特征特殊,具有品位高、矿层多等特征,其矿床成因一直存在争议,亟需新的证据来破解铀矿化成因机制。项目组野外地质调查中,发现产于氧化带内的紫红色铀矿石,具有明显的热液改造的痕迹,是一种新类型的铀矿化。笔者通过岩矿鉴定、蚀刻径迹、电子探针等实验,系统分析了该地区紫红色铀矿石的矿物蚀变特征,并探讨了铀的富集成因。研究认为,塔木素紫红色铀矿石与热液蚀变关系密切,其蚀变带可划分为萤石脉带,紫红色含萤石胶结物带和灰白色高岭石化带;铀矿物主要呈分散吸附状与胶磷矿范围分布一致。该类型铀矿石是深部还原性富U、P热流体上移进入含矿目的层与氧化带弱碱性流体相互作用的产物,pH、Eh条件的改变造成U、P同时沉淀和富集。结合矿体地质特征分析,认为塔木素矿床为表生氧化流体和深部热流体相互作用下形成的具复合成因砂岩型铀矿床,表生氧化流体造成蚀源区和地层中的铀迁移并在氧化还原过渡界面富集沉淀,而热流体携带了深部铀源进入氧化带内形成富磷型铀矿石,这是造成塔木素矿床铀品位高且矿体多层的主要原因。     

巴音戈壁盆地南部塔木素铀矿床水岩作用特征及其与铀成矿关系研究

在较封闭的环境中,塔木素铀矿床高矿化度(平均矿化度为35.4 g/L)NaCl型地下水中的Na+替换了斜长石中的Ca2+,使斜长石由更长石(An≈13)转变为钠长石(An≈1),被替换出的Ca_2+(以CaO计,约占斜长石总质量的4.5%)与地下水中的HCO_3~-、CO_3~(2-)及Mg~(2+)等结合形成了白云石等碳酸盐胶结物。在此过程中发生了脱碳作用,促使地下水中以[UO_2(CO_3)_3]~(4-)、[UO_2(CO_3)_3]~(2-)等碳酸铀酰络合离子及Mg CO_3·Na_2UO_2(CO_3)_2复盐发生分离而形成了铀的沉淀,并受扩散作用影响,水中的铀趋向于向水岩作用相对强烈地段迁移,从而促使铀在特定的层位集中、富集。同时,斜长石因水岩作用(溶解、溶蚀等),在解理面及表面形成了次生的缝隙及孔洞等,为铀沉淀提供了空间。成岩后,含SO_4~(2-)等的酸性地表水沿层间下渗,溶解了砂岩中碳酸盐胶结物而形成了溶洞,为后期再次迁移的铀提供了沉淀空间,并形成了铀的进一步叠加、富集。     

巴音戈壁盆地塔木素地区砂岩型铀矿预测及找矿方向

从塔木素典型铀矿床的剖析入手,厘定了巴音戈壁盆地塔木素地区层间氧化带型铀矿的预测要素。根据预测要素构置了区域预测变量,基于GIS平台,应用MRAS软件,采用特征分析法,对该地区层间氧化带型铀矿进行了预测,指出了该地区的铀矿找矿方向,认为塔木素地段、银根-本巴图地段是铀矿找矿的有利地区。     

巴音戈壁盆地构造演化及其对砂岩型铀矿成矿的控制作用

巴音戈壁盆地位于哈萨克斯坦、西伯利亚、塔里木与中朝板块交接部位,受长期活动的走滑断裂构造控制。笔者将巴音戈壁盆地中生代以来的构造演化分为三叠纪-侏罗纪拉分盆地发生、早白垩世拉分盆地全面发展、晚白垩世沉降拗陷和第三纪以来挤压抬升等4个阶段。以塔木素砂岩型铀矿为例,讨论了该盆地构造演化与铀成矿的关系,指出其断陷盆地构造格局控制着沉积相带的发育,构造反转有利于控矿断裂的形成,有利于层间氧化带发育和铀的活化迁移。在此基础上,指出了下一步的找矿方向。     

塔木素铀矿床下白垩统巴音戈壁组含铀砂岩成岩特征及其与铀矿化关系研究

位于巴音戈壁盆地南部的塔木素铀矿床为典型的硬砂岩型铀矿床,这种特殊硬砂岩型铀矿与我国北方其他典型砂岩铀矿床最主要的不同就是表现在成岩特征上.运用岩石学、岩相学、岩石地球化学、阴极发光、扫描电子显微镜等对塔木素铀矿床下白垩统巴音戈壁组上段(K1b2)含铀砂岩成岩特征及其与铀矿化的关系进行了研究.结果表明含铀砂岩碎屑物主要...     

内蒙古巴音戈壁盆地塔木素地区砂岩型铀矿控制因素与成矿模式

巴音戈壁盆地塔木素地区位于哈萨克斯坦、西北利亚、塔里木、中朝四大板块的拼合部位,砂岩型铀矿成矿构造背景、矿体形态和目的层岩石学特征独特。以野外岩心观察、钻孔对比分析、镜下微观研究和同位素分析测试等为手段,从构造、铀源、古气候、沉积砂体特征和氧化流体活动等方面分析了矿床的成矿控制条件,认为丰富的铀源、含矿层形成后的构造反转、辫状三角洲前缘互连通砂体、古气候转变和层间氧化带的发育等为砂岩型铀矿的成矿提供了有利的条件,后期热液活动促使铀矿化的富集。根据矿体形态与空间分布、矿石组成成分等特征探讨了矿床成因,并在此基础上初步总结了成矿模式,认为塔木素地区铀成矿以层间氧化作用为主,后期热液改造叠加使矿化进一步富集;同时推断在南部层间氧化带尖灭的地方,应该存在富大矿体。     

巴音戈壁盆地塔木素地区流体改造与铀成矿

内蒙古巴音戈壁盆地塔木素地区的铀矿化与中国北方其他盆地的层间氧化带砂岩型和泥岩型铀矿化明显不同。在该地区的铀矿化岩石中,砂岩和泥岩几乎各占一半,并且出现不同类型的后期改造。笔者通过野外露头、岩心观察和室内微观分析,发现该地区的矿化岩石发育赤铁矿化、褐铁矿化、黄钾铁矾化、碳酸盐化、石膏化和绿泥石化等多种蚀变。在查明各蚀变带特征的基础上,讨论了巴音戈壁组上段蚀变带的期次及与铀矿化的关系。研究认为,以赤铁矿化、褐铁矿化、黄钾铁矾化为标志的红色、黄色岩石氧化作用发育时间较早,而碳酸盐化、石膏化和绿泥石化较晚;铀矿化分布受氧化作用控制,而灰绿色蚀变所代表的后期热流体叠加作用,使铀矿化进一步富集。     

内蒙古塔木素地区砂岩型铀矿床热活动与铀矿化之间关系

巴音戈壁盆塔木素地区砂岩型铀矿目的层普遍固结,矿体多层但连续性差,分布不规律,后生改造特征明显。本文通过野外露头调查、岩芯观察和微观分析,发现该地区普遍发育穿层脉状石膏或方解石、热液金属硫化物矿物、矿物重结晶与新生胶结物等,出现硫酸盐-金属硫化物共生矿物和S同位素分馏,指示存在后生热流体活动。通过对矿体、矿石特征及铀矿物成因的分析,初步认为热改造对成矿控制主要发生在层间氧化作用后期,温度升高造成碳酸钙和硫酸钙沉淀、重结晶,破坏含矿溶液中碳酸铀酰络合物的平衡,造成U的沉淀,促使铀矿化进一步富集。     

镇原地区下白垩统成岩作用与铀成矿前景预测

以铀成矿前景预测为目的，笔者采用野外研究和室内分析相结合的方法，对鄂尔多斯盆地镇原地区下白垩统砂岩的岩石学特征、成岩作用演化和铀成矿条件进行了分析研究，认为本区下白垩统砂岩岩石成熟度中等，成岩作用强度较弱，成岩演化经历的同生成岩、早成岩和表生成岩3个阶段均与铀矿化有关。铀成矿条件分析表明，本区下白垩统浅层不利因素多。铀异常的发现和氧化一还原过渡带的展布特征指示铀矿勘探应向深部转移。     

鄂尔多斯盆地南部店头地区直罗组砂岩成岩演化与铀成矿

通过鄂尔多斯盆地南部店头地区含矿砂岩的普通薄片观察、薄片染色、阴极发光、扫描电镜及能谱分析、电子探针、全岩及粘土矿物X衍射、流体包裹体等分析,对研究区直罗组含矿砂岩成岩作用进行了较全面的研究,探讨了成岩演化与铀成矿的关系。研究认为,直罗组砂岩成岩环境经历了由酸性到碱性再到酸性、由同生期氧化→浅埋期弱还原→短暂抬升期弱氧化→深埋期还原增强→大幅度抬升期氧化还原过渡的演化过程,该过程控制着铀离子的迁移、聚集以及最终的定位。该砂岩型铀矿形成于盆地埋藏成岩作用晚期（相当于表生作用阶段）相对埋藏较浅的氧化一还原过渡带。     

Sequence Stratigraphy of the Lower Cretaceous Uraniferous Measures and Mineralization of the Sandstone-hosted Tamusu Large Uranium Deposit, North China

The Bayingobi basin is the Mesozoic-Cenozoic basin in North China in which the Tamusu uranium deposit is located.The ore-target layer of the deposit is the Lower Cretaceous Bayingobi Formation,which developed as a fan deltashallow lacustrine deposit.The distributary channel sand body of the fan delta plain and the underwater distributary channel sand body of the fan delta front formed a favorable uranium reservoir,so the study of sequence stratigraphy is extremely important to understanding the genesis of uranium deposits.On the basis of field investigation and a large number of borehole logs,the high resolution sequence stratigraphy of the Lower Cretaceous is divided and the system tracts of different periods are established.The relationship between deposition,interlayer oxidation and uranium enrichment is discussed.The Lower Cretaceous Bayingobi Formation can be divided into two fourth-order sequences(Sq1 and Sq2).The lower member of the Bayingobi Formation is referred to as Sq1,which is composed of a falling-stage system tract(FSST)on top.On the other hand,the upper member of the Bayingobi Formation is referred to as Sq2,which is composed of a lowstand system tract(LST),transgressive system tract(TST)and highstand system tract(HST).The lowstand system tract forms a favorable stratigraphic structure(mud-sand-mud formation)with the lacustrine mudstone of the overlying transgressive system tract,that is conducive for the migration of uranium-bearing oxygen water.The organic matter and pyrite in the fan delta sand body,as well as the dark mudstone in the distributary bay,provided a reducing medium for uranium mineralization.The ore body mainly occurs in the distributary channel,underwater distributary channel or the mouth bar of the fan delta.As a result of the moderate thickness,high permeability,favorable barrier and rich reducing medium,the rich ore body mainly occurs in the underwater distributary channel and mouth bar sand body of the delta front.Based on study of the sequence stratigraphy,the model of the sequence,sedimentation and mineralization of the uranium deposit is established,which enriches uranium metallogenic theory and provides a reference for exploration of the same type of uranium deposits.     

成岩作用与油气侵位对砂岩铀成矿的约束--以准南硫磺沟地区头屯河组砂岩铀成矿为例

为了解准噶尔盆地南缘硫磺沟地区中侏罗统头屯河组砂岩成岩-流体演化与铀成矿响应,进而客观评价其成矿潜力。通过光薄片鉴定、X衍射、扫描电镜分析得出:目的层主要为岩屑细砂岩,依次经历了浅埋藏、深埋藏和表生-热液成岩阶段,遭受较强的机械压实、胶结及溶蚀作用。其黏土矿物以高岭石为主,碳酸盐矿物有细亮晶和泥晶两类,硅质胶结微弱,局部见细晶黄铁矿及其褐铁矿氧化产物。成岩环境可能经历了由酸性到弱碱性再到酸性,由同生期氧化-浅埋期还原-短暂抬升期氧化还原过渡-缓慢沉降期还原增强-快速抬升期氧化的演化过程。砂岩中存在较多油气包裹体;酸解总烃为5.72~449.14 μL/kg,以CH₄为主;方解石脉δ13C_V-PDB为-25‰~-6.7‰,δ18O_V-SMOW为11.1‰~18.9‰;结合野外调查认为目的层存在一期中等偏弱的后生油气侵位,从而影响了砂体的Eh及pH值。以上成岩过程及烃类流体活动使得目的层早期形成了小型层间氧化带型铀矿并得以局部保存,晚期形成了一定规模的地表潜水氧化带型铀矿体。     

钱家店铀矿床表生含氧含铀流体与深层酸性含烃流体的耦合成矿作用——来自岩心蚀变矿物填图的证据

以岩心光谱蚀变矿物填图为主要研究手段,结合野外地质编录、偏光显微镜、扫描电镜、电子探针能谱分析、氢氧同位素测试等方法,对开鲁盆地钱家店砂岩型铀矿床85个有效钻孔岩心开展了系统的蚀变矿物填图和矿物学研究。结果表明:①主要含矿层上白垩统姚家组蚀变矿物主要有黏土矿物(高岭石、蒙脱石、伊利石、伊/蒙混层及局部绿泥石)、铁的三价氧化物、黄铁矿、碳酸盐(方解石、白云石、铁白云石)等,它们呈现明显的分带特征:氧化带为高含量的"高岭石+Fe³⁺氧化物"组合、过渡带为中等含量的"高岭石+蒙脱石(伊/蒙混层)"+高含量的"黄铁矿+铁白云石"组合;还原带则主要为高含量的"蒙脱石(伊/蒙混层)+伊利石+黄铁矿"组合,矿体主要分布在氧化-还原过渡带和高岭石变化的梯度带上,并见有明显的高岭石、黄铁矿、铁白云石富集。②含氧含铀流体主要来自于WS、WN方向,其次为ES方向(也可能是WS向流体的分支),酸性含烃流体主要来自于NE向的断裂构造,流体温度介于40～120℃,两种不同性质流体的耦合作用是该地区的主成矿作用。③主成矿事件应发生在白兴吐"天窗"构造隆升之后,构造天窗在成矿系统中主要承担着还原...     

从沉积到成岩两种截然不同的地质环境——吐哈盆地砂岩型铀矿研究实例

砂岩型铀矿床的形成既需要适当的沉积环境做准备, 又与成岩环境关系密切.通过宏观沉积学和泥岩元素地球化学分析探讨了吐哈盆地西南缘水西沟群的沉积介质环境, 利用砂岩样品的流体包裹体及激光拉曼光谱分析阐明了成岩环境.研究发现, 从沉积期到成岩期研究区的水西沟群具有2种截然不同的地质环境: 沉积期泥岩矿物中Sr/Ba比值小于0.3, B平均值为46.35×10-6, 同时具有淡水动物化石组合, 显示为温暖潮湿的贫氧、淡水介质环境, 但到成岩期却演化为具有有机质参与的中低温(156.1℃)、超盐度(7.4%)成岩环境, 现今环境(地下水盐度为7.8%)恰好与成岩环境相似.值得注意的是, 研究区铀成矿的年龄(104± 1)Ma、(24± 1)Ma、(7± 0)Ma与成岩期基本吻合, 表明具有有机质参与的中低温、超盐度环境也可能是砂岩型铀矿的成矿环境.      

尼日尔特吉达地区砂岩中铀的热流体成矿作用

通过野外详细地质调查、钻孔观察、岩芯编录、地质现象素描等方法, 结合室内工作及前人的研究成果, 对尼日尔特吉达地区的铀矿化的研究成果显示, 特吉达地区砂岩中铀主要为热流体成矿, 与前人的氧化带成矿作用认识完全不同。区内主要含矿目的层(白垩世早期阿萨乌阿组)为中粒—中粗粒石英砂岩、长石石英砂岩, 多数含砾。根据阿萨乌阿组砂岩的磨圆、分选好和发育向上变粗序列以及冲洗交错层理等特征确定, 阿萨乌阿组形成于湖滨浅湖砂坝沉积。电子探针成分和背散射电子图像分析表明: 铀矿物主要为沥青铀矿、铀石、吸附铀等, 沥青铀矿和铀石常紧密共生, 呈粒状、微脉状或浸染状, 伴有较强的铜矿化。热流体蚀变形成的方解石、棕色方沸石、绢云母等大量出现, 它们与铀成矿关系密切。成岩期的菱铁矿在后来的氧化中形成赤铁矿/针铁矿(褐铁矿)化。根据与方解石共生的白云石的摩尔数计算的方解石的形成温度表明, 最高温度为385℃, 最低为178℃, 平均为251～300℃。     

隆起对砂岩型铀矿成矿的控制及找矿启示

沉积盆地古隆起对油气成藏起到明显控制作用,对砂岩型铀矿成矿的制约也不可忽视。砂岩型铀矿通常就位于盆地边缘构造斜坡带和盆地内部隆起附近。隆起对砂岩型铀矿成矿的控制具体体现在:控制地下水补-径-排体系、控制层间氧化作用、控制沉积相带发育、伴生断裂促进物质输运以及为成矿供给铀等。中国北方沉积盆地中新生代以来经历复杂的构造活动,盆地域内非均衡发展而多形成隆起,因此我国铀矿找矿尤其需要重视隆起对铀成矿的控制。其中,盆地内部找矿应重点关注被大幅抬升的隆起,而盆地边缘构造斜坡带上找矿需重视微隆起以及基底上覆地层的褶皱。将隆起作为关键控矿要素,优选适用的攻深找盲方法,精细刻画盆地基底隆升形成的背斜、褶皱及伴生断裂,可有效提高铀矿找矿效率并拓展铀矿找矿空间。     

Geological and Geochemical Characteristics of the Zhiluo Formation in the Bayinqinggeli Uranium Deposit, Northern Ordos Basin: Significance for Uranium Mineralization

The Bayinqinggeli deposit in the northern Ordos Basin, northwestern of China, is a recently discovered sandstone-type uranium deposit. The uranium (U) orebodies are generally hosted in the lower member of the Jurassic Zhiluo Formation (Fm.), and are primarily tabular or irregular in shape. In the study area, 23 sandstone samples were collected from the Zhiluo Fm. and analyzed for major, trace, and rare earth elements (REEs). The geochemical characteristics of these sandstones are used to evaluate the factors controlling U mineralization. The source rocks of the Zhiluo Fm. sandstones are mainly volcanic and felsic magmatic rocks formed in continental arc and active continental-marginal arc environments, and they provided the material required for the mineralization. The index of compositional variability ranges from 1.02 to 3.29 (average1.38), indicating that the Zhiluo Fm. sandstones are immature and composed of first-cycle sediments. The corrected chemical index of alteration averages 56, suggesting that the source rocks underwent weak chemical weathering. The ore host rocks are loose, providing favorable conditions for epigenetic oxidation and U precipitation and enrichment. Ferrous iron in minerals such as chlorite, biotite, ilmenite, and pyrite might have played a role either in adsorbing or reducing the uranium.     

新疆三塘湖盆地基底特征及砂岩型铀矿的铀源条件

通过对三塘湖盆地基底地层，特别是其中火山岩岩石组合及其形成的构造环境进行的研究，认为盆地基底主要由岛弧系列的火山岩及火山碎屑岩、正常碎屑岩组成，在早石炭世处于岛孤环境。通过分析与对比．认为盆地的铀源条件局部较好。