相山铀矿田成矿综合模式研究
卷(Volu m e)35,期(Numb er)2,总(S UM )129页(Pages)249~258,2011,5(M ay ,2011)
大地构造与成矿学
Geotecton ica etM eta ll o genia
收稿日期:2010 02 02;改回日期:2010 04 30
项目资助:中国核工业地质局 相山、大洲地区火山岩型铀成矿系列、勘查模式及找矿预测研究 生产性科研项目(项目编号:05)资助。第一作者简介:张万良(1962-),男,博士,研究员,地质学专业,主要从事遥感及G IS 在铀资源评价中的应用研究。Em i a:l Z W L270@https://www.wendangku.net/doc/1514259333.html,
相山铀矿田成矿综合模式研究
张万良,余西垂
(核工业270研究所,江西南昌县330200)
摘 要:成矿综合模式由成矿模式和成矿后的变化改造因素构成。江西相山矿田是我国目前品位较高、矿量丰富的火山-侵入杂岩中的热液脉型铀矿田,成矿综合模式研究具有重要实践意义。根据相山矿田铀成矿地质特征、成矿条件分析,探讨了成矿作用机制和成矿后的隆升剥露,建立了相山铀矿田成矿综合模式。此模式表明,矿田东南部的铀矿遭受了强烈剥蚀,矿田西北部是找矿预测的靶区。关键词:成矿综合模式;找矿预测;相山矿田
中图分类号:P 612 文献标志码:A 文章编号:1001 1552(2011)02 0249 10
笔者认为,成矿模式与成矿综合模式具有不同的概念和应用。成矿模式(m eta llogenic m odel)是矿床学研究的基本内容,是对矿床形成机理和过程所进行的模拟和假设,其意义在于对矿床形成作用有较全面的了解和认识(梁新权和温淑女,2009),可以不涉及到矿床形成后的变化和改造。而成矿综合模式(integra ted m eta llogen ic m ode l)则是在成矿模式研究的基础上,通过成矿后的变化改造因素分析,而建立的矿床形成及形成后变化全过程的模拟和假设,对矿产勘查具有重要的实践意义。
相山矿田在过去的矿床学研究中,多侧重于矿床的形成过程或成矿模式的研究,如陈肇博(1985)提出的双混合成因模式;邵飞等(2008)建立的铀成矿模式强调了火山岩成岩过程是成矿物质的富集过程,火山岩浆期后成矿热液系统演化孕育了相山火山盆地50M a 的成矿过程,流体降温、浓缩、混合等成矿机制的耦合,促使了铀沉淀、成矿。对于相山矿田的形成后的变化改造以及成矿综合模式研究则鲜有涉及。笔者通过收集资料,在前人研究成果的基础上,通过矿床成矿地质特征、成矿条件、成矿作用以及矿床形成后的变化改造因素分析,建立了相山
矿田的成矿综合模式。
1 矿田地质概况
江西相山铀矿田受相山火山-侵入杂岩控制,
产于E W 向、NE 向等多组基底构造的复合部位,杂岩体平面形态呈椭圆形,东西长约26k m,南北宽
16km,面积约316km 2
(图1)。杂岩体由晚侏罗世-早白垩世酸性火山碎屑岩夹沉积岩、酸性熔岩及中酸性浅成-超浅成侵入岩组成,岩浆活动从喷发开始、火山侵出为主、浅成-超浅成岩浆侵入而结束(张万良,2005)。
浅成-超浅成侵入体(主要是花岗斑岩或斑状花岗岩和流纹英安斑岩)形态各异,花岗斑岩岩体露头规模在南部较大,呈岩株状,矿物粒度较粗,也有斑状花岗岩之称;由东部到北部,露头渐小,呈岩墙、岩脉状;至西部,露头少而小,为分散的岩滴状。流纹英安斑岩主要分布在西或西北部(张万良和李子颖,2007;何观生等,2009)。这种斑岩体分布特征与相山地区的铀矿床主要分布在北或西北部的事实可能有内在的成因联系。
矿田断裂构造发育,主要有NE 向、NNW 向、
250
第35卷
1.第四系黏土、砾石;
2.上白垩统南雄组红色砂岩砂砾岩;
3.下白垩统鹅湖岭组碎斑熔岩;
4.下白垩统打鼓顶组紫红色砂岩、熔结凝灰岩;
5.上三叠统石英砂岩、页岩和震旦系片岩、千枚岩;
6.流纹英安斑岩;
7.花岗斑岩;
8.燕山早期花岗岩;
9.断裂;10.铀矿床。
图1 相山铀矿田地质略图
Fig .1 D istribution of th e u ran iu m deposits in the X iangs han f i e l d
NWW 向、SN 向和E W 向5组线性断裂构造,它们具明显的新构造运动或多期活动的特征,其中E W 向构造对火山岩浆喷发和侵出具有重要的意义(邱爱金,2001),不同产状和规模的裂隙构造(带)是矿体定位的空间。
2 成矿地质特征
矿田内发现矿床20多个,矿点矿化点30多个,矿床密集分布在矿田北部和西部,东部只有1个矿床(628矿床),而相山中部和南部至今尚未落实矿床,仅稀疏分布一些小矿点。按含矿岩性的不同,大致可划分熔岩脉型、次火山岩(斑岩)型、爆发角砾岩筒型3种矿床类型。2.1 含矿岩性
相山矿田含矿岩性较复杂,远不止上述三种。含矿岩性与火山侵入杂岩体各岩层(体)规模大小有一定关系,主要含矿岩性有碎斑熔岩、花岗斑岩、流纹英安斑岩、基底变质岩、火山碎屑岩、砂岩、隐爆角砾岩等,碎斑熔岩中的铀矿储量约为相山矿田铀
矿总储量的41%,其他各含矿岩性的含矿量所占百分比见表1。我们知道,分布广、规模大的岩层或岩体,接受构造破碎、热液作用及矿化的机会就多,各矿床往往具有多种含矿岩性,因此认为相山矿田铀矿化对岩性的选择性不大。2.2 矿体形态、规模
矿田内绝大多数矿体受断裂或裂隙控制,矿体多呈脉状或群脉状,产状较陡立,而产于隐爆角砾岩中的矿体则受隐爆角砾岩筒的形态控制,矿体呈似
表1 不同岩性含矿量统计表
T ab le 1 Re s ource p roport i on s hosted i n the d ifferen t rocks
含矿岩性分布面积(km 2)
含矿量(%)
震旦系变质岩
9打鼓顶组*砂岩及火山碎屑岩
4.54鹅湖岭组碎斑熔岩
21241花岗斑岩3930流纹英安斑岩1015隐爆角砾岩
<0.01<1
*打鼓顶组有的文献中称如意亭组,参见:江西省地质矿产厅.1997.江西省岩石地层.武汉:中国地质大学出版社:267.
第2期张万良等:相山铀矿田成矿综合模式研究251
柱状。
矿脉与矿脉之间平行排列,也常见侧列,如剖面上斜列、垂深上侧伏现象(王灿林,1980 )。单条矿脉规模一般都较小,通常长20~50m,宽度与长度相近,厚度一般1m左右,呈薄板状,由1~2条或3 ~4条平行矿化裂隙所控制,平行矿化裂隙间距一般30c m左右,裂隙间距较大时,单裂隙控制的矿脉经常因厚度太薄而不能构成工业矿体,但当裂隙密集发育构成裂隙带或破碎带时,则可控制富大矿体,如邹家山矿床4号带C 502号矿体。近年在邹家山矿床深部发现的缓产状富大矿体也是受裂隙密集带控制的。
受断裂破碎带控制的矿体规模较大,如赋存在邹石断裂带中的邹家山矿床3号带内的C2 302号矿体,走向长359m,倾向延伸145m,平均厚度2.61m,平均品位0.305%。
2.3 矿石特征
矿石类型主要有铀-磷灰石型、铀-绿泥石型、铀-方解石型、铀-水云母型、铀-萤石型,矿田西部以铀-萤石型、铀-水云母型矿石为主,东部或北部以铀-磷灰石型和铀-绿泥石型为主。成矿年龄88~135M a(Zhang and L,i2005),成矿作用是一个相对连续的过程。
矿石矿物有含Th沥青铀矿、沥青铀矿、钛铀矿、铀钍矿、铀石、钍石、磷钍矿、含U胶磷矿、含U锐钛矿、赤铁矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿、黄铜矿等,脉石矿物有钠长石、磷灰石、绿泥石、方解石、白云石、萤石、水云母、微晶石英等。
铀主要以独立矿物形式而存在,有的铀以类质同像形式含于铀钍石等矿物中,或吸附于水云母、萤石、绿泥石等矿物的表面或空隙中。
矿石化学成分表现为:与围岩相比,S i O2含量大大减少,Ca O、P2O5含量有较大的增高,这与矿石强烈磷灰石化、碳酸盐化、萤石化是相互对应的。但不同的矿石类型,其化学成分的变化也较大。
围岩蚀变强烈,北部和东部成矿前蚀变主要为钠长石化,西部为水云母化,成矿期蚀变有赤铁矿化、水云母化、萤石化、绿泥石化、黄铁矿化等。北部和东部铀矿化以单铀型为主,西部则以铀钍混合型为其特征。3 成矿条件分析
3.1 区域背景条件
相山铀矿田位于扬子地块与华夏地块的结合带附近,是北东向赣杭火山岩铀成矿带与北北东向大王山-于山花岗岩型铀成矿带的交汇叠加部位。区域上近E W向基底深断裂、北东向遂川深断裂、北北东向宜黄-安远深断裂交接复合,在中生代发生了大规模的中-酸性火山喷发和岩浆浅成侵入活动,形成了相山火山-侵入杂岩体。
紧随这期火山侵入活动之后,区域上发生了明显白垩纪-古近纪的伸展减薄活动,除形成一系列NE NNE向的断陷盆地外,并引发了大规模的铀成矿作用,相山铀矿田即是在这样一种区域背景条件下形成的。
3.2 构造条件
控矿构造主要为断裂或裂隙构造,由于主干断裂的多次活动,使这些次级构造或裂隙经受了多次改造与复合,形成较为复杂的裂隙群带。单条裂隙一般延伸规模不大,而多条裂隙平行侧列或呈小的锐角相交所构成的裂隙带,则宽度可达几米,甚至十几米,长度一般为100~200m。裂隙性质为张性、张扭性。
按展布方向,有以下几组断裂或裂隙构造与铀成矿关系最密切。
NE向构造
邹家山矿床的控矿构造,主要是NE向的邹-石构造带,它是由一系列平行的呈雁行排列的断裂所组成。主断裂面平直光滑,见透镜体状角砾、构造泥及近水平擦痕等,显示剪切特点。3号带直接产于主断裂构造带内,其他矿带则受与邹-石构造平行侧列的NE向断裂控制(图2)。矿体则受NE向断裂旁侧的北西向、南北向等方向的次级构造或裂隙带控制,它与主断裂具有成生联系。裂隙性质为张性或张扭性。
NW向构造
石洞矿床容矿构造为3条北西向断裂裂隙带,矿化产于北西向断裂内及其上盘的裂隙密集带中,这些北西向断裂表现为张扭性质,见棱角状、次棱角状构造角砾,断层上盘呈阶梯状断落20~80m,角砾被断层泥胶结,带内发育绿泥石化、赤铁矿化、萤石化、钠长石化、硅化等蚀变现象。
王灿林.1980.相山矿田脉群型铀矿床的构造特征及其形成机制(内部资料).
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图2 邹家山矿床地质略图
F i g.2 Sk etch geo l ogica lm ap of th e Zou jias han deposit
近SN向构造
云际矿床受近SN向主断裂控制,该主断裂全
长3000m,纵贯矿区南北,沿倾向方向大约在250m
标高处与云际-上谙断裂相交。断裂呈弧形展布,
走向从南到北由北北东逐渐转为北北西向,倾向
西,倾角50 ~60 ,上部较陡,下部变缓。属平移正
断层性质。
该主断裂旁侧的含矿裂隙构造有3组: 走向
10 ~35 ,倾向北西(个别倾向南东),倾角65 ~
85 ,该组裂隙延伸较长、平直,呈扭性; 走向330
~350 ,倾向南西,倾角65 ~85 ,延伸较短,呈张扭
性; 走向南北的裂隙。
菱形块体构造
北东向邹-石断裂、小陂-芜头断裂与北西向
的书塘-济河口断裂、小陂-石洞断裂构成了相山
地区最特征的菱形块体(居隆庵菱形块体),这些断
裂是这一地区主要导矿构造,由于受这四条断层活
动的影响,菱块内发育一系列近等间距走向340 ~
20 裂隙构造,正是这些构造控制了这一地区矿体的
分布。
近南北向控矿构造的力学性质也完全受制于四
条边界断裂,如NNE向F14表现为压扭性,构造控制
的矿化深度一般较浅,如书塘矿床矿体赋存标高多
在190m以上,主要分布在350m左右。NNW向的
F21、F7则表现为张扭性,规模大,破碎带宽度一般为
5~10m,深切基底,这些构造控制的矿化垂幅达
1000m,如居隆庵矿床,矿体主要赋存在360~
-630m标高。受邹-石构造强烈走滑影响,规模较
小的裂隙平面上则呈左行侧列,规模较大的F21、F7
等张裂构造在深部撒开呈 帚状 。
3.3 小岩体条件
本文把相山火山-侵入杂岩晚期形成的浅成-
超浅成侵入体统称为小岩体,如斑状花岗岩、花岗斑
岩、流纹英安斑岩、斜长花岗斑岩等。小岩体在相山
地区呈小岩株、岩墙、岩滴、岩脉、岩枝产出,从北、
东、南三面围绕相山分布,组成一个较典型的半环状
构造,这些小岩体控制了众多矿床矿体的产出,是相
山矿田铀成矿的重要先决条件。
小岩体与铀矿化空间关系非常密切,相山北部
所有矿床几乎都有小岩体或隐伏小岩体存在,绝大
部分矿体均赋存在小岩体内部及其接触带附近。外
接触带中的矿体一般富集在接触带附近几十米的范
围内,极个别远离接触带200m,而岩体上覆岩层中
的矿体多数位于岩体顶部之上约200m,少数达
400m以上。
上覆岩层中的矿体、矿带多与深部隐伏岩体有
关,即上部有矿体、矿带,深部一般也有隐伏岩体存
在,北部各矿床几乎无一例外,西部邹家山、河元背、
居窿庵等矿床深部也发现了隐伏小岩体。而且上覆
岩层中的富矿地段与隐伏岩体中的矿体富集部位上
下相对应,隐伏岩体的展布方向与上覆岩层中矿带
分布方向往往相关联。
小岩体接触带附近构造发育,如花岗斑岩与
K1d粉砂岩之间的接触面附近即是成矿有利的空间
(图3)。这两种岩石在化学成分上有差异,在物理
性质上也不同,前者致密,后者空隙度较高,同时接
触面附近构造发育,从深部或侧面来源的含铀热液,
在接触面附近相遇容易引起溶液的分解沉淀。
小岩体或岩墙内部的纵节理也是重要的控矿构
造,如沙洲岩体内部发育的NWW向裂隙带控制了
沙洲矿床,控矿裂隙带沿走向延伸近2000m,延深
400m以上,是在花岗斑岩岩墙纵节理基础上发育
起来的(图4),走向为208 ~330 ,倾向南(西),倾
角40 ~80 。
小岩体形态复杂,其产状、厚度变异部位往往是
矿体聚集的有利部位。如岩管的膨大部位, 7 字
型岩体顶部和拐弯部位,岩体分支和舌形体的接合
部位,两组岩体相交部位,弧形岩体的内弧部位等,
都是有利于矿体的富集部位。
花岗质小岩体与铀矿化具有密切的空间关系,
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而且形成时间也是接近的,斑状花岗岩或花岗斑岩单颗粒锆石U Pb 年龄为135.4M a (陈小明等,1999),斜长花岗斑岩(英安斑岩)的单颗粒锆石U Pb 年龄为(129.5 2.0)M a ,煌斑岩单颗粒锆石U Pb 年龄为(125.1 3.1)M a (范洪海等,2005)
。铀
图3 横涧(611)矿床170m 中段矿体呈带状展布F i g .3
B elt shap ed orebod ies i n 170m sec ti on of the H engjian d
eposit
图4 沙洲(615)矿床矿体受发育于沙洲岩体中的NWW 向
裂隙带控制F i g .4
O re con troll ed N WW fissure b elt in the Shazhou granite porphyry body
矿化的同位素年龄为88~135M a (Zhang and L,i 2005)。
3.4 爆发角砾岩筒条件
爆发角砾岩,是火山岩地区极为常见的一种构造形式,而且也是一种重要的控矿构造。巴泉矿床就是爆发角砾岩筒控制的铀矿床的一个相当典型的实例(图5)。该矿床矿化集中,整个岩筒是一个大矿体,易于勘探和开采,具有重要的工业意义。
根据勘探和开采资料,铀矿化与角砾岩筒在空间分布上和成因上都有密切的关系,具有典型的爆发角砾岩构造的矿化特征。铀矿体与岩筒产状相同,铀矿化范围和形态与角砾岩筒基本一致,呈同心筒状。铀矿化按岩筒的分带,可分为两种赋存形式。一种在岩筒内部角砾岩带中,矿化主要赋存在角砾之间胶结物和小角砾中(40c m 以下)。这与岩石破碎程度有关,一般说来,岩石破碎程度越高,角砾越小,胶结物越多,矿化就越好,反之矿化则较差。所以胶结物中矿化较富,工业品位可达0.3%以上,小角砾中矿化品位一般0.05%~0.3%,大角砾只在其边缘表面形成皮壳状工业矿化层,角砾内部矿化较差。角砾岩带自中心至边缘、上部到下部矿化逐渐变贫,上部坑道层的平均品位0.166%,下部钻孔中品位较低,平均0.053%。
另一种矿化赋存在岩筒外侧裂隙带中,矿化主要沿裂隙充填交代成网脉状、细脉状,范围大致超出角砾岩带几米至十几米,一般品位0.02%~0.05%,
个别裂隙矿化特富。在远离岩筒的围岩 变质岩中,断断续续分布有铀矿化,但分散、变化大,规模小,一般无工业意义。
爆发角砾岩筒成因机制是(刘学斌等,1980
):在次火山岩浆活动晚期,深部英安玢岩岩浆侵入后,
由英安玢岩岩浆本身或深部岩浆源分异出一些高温
图5 巴泉矿床剖面图(据刘学斌等,1980 )F i g .5 Sch e mat i c geo l ogica l section of th e Baquan
deposit (after L iu et a.l ,1980)
刘学斌,张学权,王烂林,谢佑新.1980.巴泉爆发角砾岩筒铀矿床.核工业北京地质研究院1980年年报.
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流体,这些高温流体在高压下,沿着次火山岩浆上升的通道或基底断裂通道迅速上升(在上升过程中,可能有被气化的围岩水份不断加入),当上升到被推复体覆盖在下面的已裂隙化的花岗斑岩岩枝时,由于进入高裂隙地段,高压气体突然减压而引起爆炸。这种爆炸可能不止一次,每次爆炸后,上部裂隙更为发育,随后上升气体不断地反复进行爆炸,逐步地把花岗斑岩体都爆炸成碎块。(如果没有上部推复体封闭,高压气体将冲出地表而成为一个气火山。)这些岩石碎块在高压气体的推动下互相磨擦,致使棱角有些磨圆,形成大大小小的角砾。而围岩变质岩显柔性,裂隙不发育,英安玢岩侵入较花岗斑岩晚,它除了一部分原生裂隙外,其他裂隙少,因而它们只有在岩筒顶部和底部以及接触产状变异部位才被爆炸成角砾。
4 成矿作用
虽然相山矿田按不同的赋矿岩性(部位)可分为熔岩脉型、次火山岩(斑岩)岩以及爆发角砾岩筒型矿床,但它们的成矿机制是相似的,是在同一成矿系统作用下形成的不同形式、不同赋矿空间的矿床。
4.1 成矿物质来源
碎斑熔岩、花岗斑岩、流纹英安斑岩均具有很高的相近的 18O值,夏林圻等(1992)测试的数据是:碎斑熔岩(碎斑流纹岩)11.32 ~12.00 ,花岗斑岩(黑云母二长花岗斑岩)11.54 ,流纹英安斑岩(黑云母石英二长斑岩)11.28 。反映它们都是由地壳物质重熔形成,其源区以上部陆壳富黏土质的沉积变质岩为主。
邹家山矿床矿石中U与Th的关系很密切,呈正消长关系,常构成铀钍混合型矿石。Th含量一般比U低,但局部可达1%以上。空间上无U、Th分带现象。由于U、Th在表生热液中是趋于分离的,U、Th的共生富集规律,表明它们来源于深部的岩浆体系,而且都是以氟化物形式共同迁移上来的(陈肇博等,1980 )。
成矿期萤石的87Sr/86Sr=0.71327,碎斑熔岩钾长石87Sr/86Sr=0.7124 。由于成矿期萤石成矿年龄要比碎斑熔岩的成岩年龄晚,成矿热液中的Sr同位素组成会有一定的增长,因而它们的87Sr/86Sr是基本一致的。
成矿期水云母的 18O为14.13 ~10.88 ,其 18O H
2O
为1.83 ~1.42 ,矿后期方解石的 18O为
5.20 ,其 18O H
2O
为-9.14 。根据云际和巴泉矿
床的资料,以钠长石化为主的碱交代热液的 18O H
2O 为1.54 ~5.16 (核工业华东地质局270研究所等,1995 )。
从成矿期到成矿后,成矿热液的 18O H
2O
值是逐渐降低的,这与许多岩浆热液矿床的成矿热液 18O H
2O
的变化规律一致(张理刚,1985),即成矿早期或前期,成矿流体主要以岩浆水为主,之后,岩浆水不断与地下水或大气降水混合, 18O H
2
O逐渐降低,至成矿后期大气降水是主要组分。
成矿物质与围岩如碎斑熔岩、花岗斑岩等一样,都是深部岩浆过程的产物,都来源于深部的岩浆体系,即成矿物质、斑岩、火山岩具有相同的来源(张万良和李子颖,2005)。
4.2 成矿物质迁移和沉淀
根据蚀变矿物的共生组合关系,围岩蚀变可明显划分为二期,早期为以钠长石化为特征的碱交代,形成温度范围为110 ~330 ;晚期为以水云母化、萤石化为特征的酸蚀变,形成温度范围为86 ~200 。早期的碱交代蚀变除钠长石化外,还有磷灰石化、赤铁矿化、碳酸盐化、绿泥石化、硅化,碱交代蚀变相对较弱,分布仅局限于较深部位,形成的是一些单铀低品位的铀矿化,热液呈碱性,阳离子以Na+和C a2+为主,阴离子主要是C O2-3、H PO2-4,其次是C l-。U迁移的存在形式为[UO2(CO3)2]2-和[UO2H PO4]0,沥青铀矿是在含矿热液的性质发生变化如温度、p H降低的过程中而形成的。晚期的酸性蚀变形成的萤石化和水云母化常共生在一起,并伴随强烈铀矿化以及黄铁矿化和少量金属硫化物,有时也伴生硅化。矿化蚀变以沿裂隙充填为主,同时对两侧岩石进行交代。热液呈弱酸-酸性,阳离子以K+和C a2+为主,阴离子有F-、SO2-4、CO2-3、H2PO-4、C l-等,U在含矿热液中的迁移形式可能是[UO2F3]-、[UO2F4]2-、[UO2H2PO4]+、
[UO
2
(SO
4
)]0、[UO
2
(CO
3
)
2
]2-,沥青铀矿是在富含碳酸盐、氟化物、多硫、中等盐度以及热液性质向中性演化过程中沉淀的。
陈肇博,季树藩,仇本良,张绍明,朱有根.1980.相山矿田主要铀钍矿物及铀钍的地球化学特征.核工业北京地质研究院内部资料.
核工业华东地质局270研究所,261大队,266大队.1995.邹家山富大铀矿床成矿地质条件及富集因素研究.国防科工委 八 五 重点科技攻关项目49 5 1成果报告.
第2期张万良等:相山铀矿田成矿综合模式研究255
源于较深部的富U的高化学能量热流体,初始性质呈碱性,温度大于300 ,阳离子主要是Ca2+、N a+,而阴离子则包括CO2-3、PO3-4、SO2-4、S i O4-4、F-等,当其与围岩发生反应时,围岩中碱性较弱的阳离子如Ca2+、M g2+、Fe2+以及部分K+被置换出来进入流体,造成岩石的强钠长石化和溶液组分的不断变化;随着Na+的大量消耗,溶液的p H降低了,并逐渐向弱碱性至中性演化及U不断富集并开始沉淀,C a2+与溶液中的PO3-4结合生成磷灰石,形成U 磷灰石型矿石,当PO3-4消耗完之后,多余的Ca2+又与溶液中的CO2-3化合生成方解石,形成U 方解石型矿石,M g2+、Fe2+与溶液中的S i O4-4结合生成绿泥石,形成U 绿泥石型矿石。随着溶液中的S i O4-4、CO2-3、PO3-4的不断消耗,溶液向弱酸性至酸性演化,溶液中的强酸性组分SO2-4,F-等逐渐增多,其中S2-增多到一定程度时,则与溶液中的Fe2+及其他金属离子结合生成黄铁矿等金属硫化物,这种偏酸性的溶液或沿裂隙充填交代早先形成的碱交代岩或矿体,或沿裂隙继续运移,并与围岩发生化学反应,如长石的分解,生成大量水云母或萤石,形成U 萤石水云母型矿石,并与少量磷结合形成磷灰石。此时,溶液中除S i之外的阴离子或阳离子逐渐消耗殆尽,溶液向富S i的酸性溶液转化,最后形成矿后期的硅化带。
5 矿床形成后的隆升剥露
矿床是地质作用的历史产物,矿床形成后又经历了各种变化和改造:一些矿床的组成和产状显著改变,一些矿床经强烈剥蚀而消失,一些矿床则有幸被保存下来(翟裕生等,2000)。矿床所在位置的侵蚀深度与矿床形成后保存状态密切相关,是提高矿床预测能力的重要研究内容。
相山矿田遥感影像图显示的NE向、NN W向、SN向、NWW向及E W向线性构造均具有多期次活动的特点,是晚新生代构造运动导致的古构造复活的产物,即它们具有新构造的性质(张万良等, 2005)。以隆升、掀斜运动为特征的新构造运动,使相山矿田西北部和东南部具有不同的侵蚀程度。主要表现在(张万良,2007):
(1)西北部线性影像发育,交织成网,形成菱形断块状山体;东南部线性影像稀疏,沟谷宽缓,以高大或低缓圆状山为主,圆状山体应比断块状山体经历了较长时间的侵蚀夷平。
(2)花岗斑岩是浅成或超浅成岩石,而似斑状花岗岩的形成深度无疑要大一些,相山东南部现代地表露出的规模较大的似斑状花岗岩体曾处于地下较深部位置,西北部地表露出的规模较小、形态较复杂的花岗斑岩体曾处于地下较浅部的位置,相山东南部比西北部侵蚀程度较大。
(3)东南部碎斑熔岩的密度小于西北部,而风化潜力系数大于西北部,较小的密度和较大的风化潜力系数表明东南部碎斑熔岩具有较强的风化程度,并产生了较强的侵蚀作用。
(4)硅化是相山矿田成矿后的一种浅成低温热液蚀变,主要发育在西北缘的1号构造带,向南东方向逐渐减弱,邹-石构造以东各矿化地段,基本见不到硅化现象。杜乐天(2001,2005)认为,在垂向上,硅质有向上向浅处迁移集中沉淀的趋势,碱交代向上排硅是普遍现象。邹家山矿床具有典型的矿化蚀变分带规律,从上至下,Fe2O3,Fe O,M gO,P2O5含量明显增加,磷灰石化、绿泥石、方解石化逐渐增强。上酸下碱以及碱交代型铀矿位于萤石-水云母型铀矿之下是已业总结的重要铀矿成矿规律。
从矿田东南部到西北部,萤石-水云母型铀矿越来越发育,碱交代型铀矿从出露于地表到隐伏于地下深部,无疑反映了从矿田东南部到西北部侵蚀深度渐小的变化特征。相山矿田从西北到东南侵蚀程度有不断增强的趋势。
6 成矿综合模式
根据相山矿田的成矿地质背景、铀矿化特征及成矿条件分析,可将熔岩脉型、次火山岩(斑岩)型、爆发角砾岩筒型铀矿床的形成及形成后的变化过程概括成如图6所示的成矿综合模式。
(1)燕山早期,太平洋板块向欧亚板块的俯冲作用,产生玄武岩浆的底侵垫托和热点作用(李子颖,2006),致使地壳物质发生部分熔融,形成巨量的中酸性、酸性富铀火山岩浆。
燕山晚期(早白垩世-),E W向、NE向区域性深大断裂的交叉复合,导致深部火山岩浆以溢流或喷溢-侵出的方式就位:首先,深部酸性岩浆沿区域构造结点上侵喷发形成打鼓顶组火山碎屑岩系地层;其后,深部的中酸性岩浆沿着早期的火山通道上升并侵出地表,形成 蘑菇状 的碎斑熔岩体。
(2) 蘑菇状 的碎斑熔岩体形成之后,深部残余岩浆沿着环状或其他方向断裂或薄弱地带继续上
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第35卷
图6 相山矿田成矿综合模式图
F ig .6 T he m e tall ogenic model of th e X i angshan field
升侵入形成浅成-超浅成侵入岩,局部隐爆形成爆发角砾岩筒,从而形成了面积数百余平方公里的相
山火山-侵入杂岩。
紧随浅成-超浅成侵入岩之后,由于区域性深大断裂、基底断裂的持续活动,在不同岩性界面的薄弱地带如浅成侵入岩体的内、外接触带以及主干断裂与次级断裂的夹持区派生出一系列张性-张扭性裂隙群,从而构成半开放、半屏蔽的成矿空间。深部岩浆房的富含成矿物质的残余热液,得以开启上升运移,当富铀的热液贯入到有利的成矿空间时,温度下降,压力降低,CO 2、H 2O 、F 等气相组份逸出,含矿热液与围岩相互作用,产生物质的带进与带出,从而改变了含矿热液的物理化学条件,铀酰络合物分解,
铀矿物沉淀富集。
同时,矿前隐爆作用、大规模的钠长石化及水云
母化,大大地增加了赋矿围岩的有效孔隙度,创造了更有利的铀成矿空间。
当富铀热液在碎斑熔岩、流纹英安斑岩中发育的裂隙中运移和沉淀富集时,可形成熔岩脉型即邹家山式铀矿床,当富铀热液在花岗斑岩内或内外接触带中的裂隙中运移和沉淀富集时,即形成次火山岩型或斑岩型铀矿床,当富铀热液在爆发角砾岩筒内运移和沉淀富集时,即形成爆破角砾岩筒型即巴泉式矿床。
(3)早白垩世末,地壳上升,侵蚀剥蚀作用强烈,火山-侵入杂岩及铀矿化可能遭受到了一定程
第2期张万良等:相山铀矿田成矿综合模式研究257
度的剥蚀作用,晚白垩世地块开始沉陷,沉积了巨厚的上白垩统-古近系红层。
(4)新近纪-第四纪,地块掀斜隆升,相山火山-侵入杂岩遭受了相当的侵蚀剥蚀作用,而且从西北向东南,剥蚀深度逐渐加大,从而形成了现在的相山矿田。
7 结 语
江西相山矿田是我国目前品位较高、矿量丰富的火山-侵入杂岩中的热液脉型铀矿田,经过40多年的地质勘查和地质研究,探明了大量的铀资源。但是,探明的资源大多处于地表或地下较浅的部位,深部的资源潜景及其深部找矿方向尚未取得完全一致的认识。
通过成矿条件、成矿作用以及成矿后的变化改造因素分析,建立了相山矿田的成矿综合模式,如图6所示,该成矿综合模式由4层小图所表达,下三层小图实际上是相山矿田的成矿模式的表达。成矿综合模式=成矿模式+成矿后的变化改造因素。按照成矿模式,相山矿田的东南部和西北部都有成矿潜力,找矿预测的肓目性较大;若按成矿综合模式,则可知矿田东南部的铀矿可能已剥蚀了,矿田西北部是找矿预测的靶区。
致谢:承蒙邵飞研究员和另一位审稿人的认真审阅,为本文提出了许多切实的修改意见和建议,作者在此深表感谢!
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A Study of I ntegratedM etallogenicM odel for
t he X i angs han Urani u m Fiel d
ZHANG W anliang and YU X ichui
(270R esearch Institute of CNNC,N anchang330200,J iangx i,China)
Abst ract:The X iangshan fie l d is a hydrother m al ve i n type uraniu m ore field.The deposits occur i n the X iangshan vo lcanic intrusive co m p lex and periphery areas.The deposits are asy mm etrica l d istri b u ted,m ostly concentrated i n t h e northern and w estern parts of t h e field,only one i n t h e eastern par,t and s m a ll ore occurrences in the centra l secti o n and southern par.t A fter the for m ati o n o f t h e ore fie l d,the deposits under w ent a variety of epigenetic de f o r m ations,inc l u d i n g the c hanges of spatial locati o n.The earlier researches of o re m i n eralogy m a i n l y focused on the for m ati o n of t h e deposits and the m etallogen ic m ode,l but the late stage changes and i n tegrated m eta ll o genic mode l are rarely involved.In order to i n crease the pred ictive capability of deposits,w e shou l d st u dy no t only t h e ore for m ati o n pr ocesses,but also the m ain post ore changes,m od ifications,preserv i n g conditi o ns and the integ rated m et allogen ic m ode.l Based on t h e geolog ical characteristics of uran i u m m i n eralizati o n and ana lysis of o re for m i n g condi ti o ns,t h is article researched the ore for m ing m echan is m and the post ore uplifti n g and exhum ation,and a integ rat ed m eta llogenic m odel has been established.The integ rated m eta llogenic m ode l inc l u des the m eta llogenic mode l and the post ore change factors.Th is study sho w s that the uran i u m deposits at the sout h easter n part of ore fie l d have subjected to str ong er osions,and the northw estern part o f ore field is a plausible prospecti n g tar get area.
K eywords:explorati o n m ode;l m eta llogenic prognosis;X iangshan uran i u m ore field
相山铀矿田成矿综合模式研究
卷(Volu m e)35,期(Numb er)2,总(S UM )129页(Pages)249~258,2011,5(M ay ,2011) 大地构造与成矿学 Geotecton ica etM eta ll o genia 收稿日期:2010 02 02;改回日期:2010 04 30 项目资助:中国核工业地质局 相山、大洲地区火山岩型铀成矿系列、勘查模式及找矿预测研究 生产性科研项目(项目编号:05)资助。第一作者简介:张万良(1962-),男,博士,研究员,地质学专业,主要从事遥感及G IS 在铀资源评价中的应用研究。Em i a:l Z W L270@https://www.wendangku.net/doc/1514259333.html, 相山铀矿田成矿综合模式研究 张万良,余西垂 (核工业270研究所,江西南昌县330200) 摘 要:成矿综合模式由成矿模式和成矿后的变化改造因素构成。江西相山矿田是我国目前品位较高、矿量丰富的火山-侵入杂岩中的热液脉型铀矿田,成矿综合模式研究具有重要实践意义。根据相山矿田铀成矿地质特征、成矿条件分析,探讨了成矿作用机制和成矿后的隆升剥露,建立了相山铀矿田成矿综合模式。此模式表明,矿田东南部的铀矿遭受了强烈剥蚀,矿田西北部是找矿预测的靶区。关键词:成矿综合模式;找矿预测;相山矿田 中图分类号:P 612 文献标志码:A 文章编号:1001 1552(2011)02 0249 10 笔者认为,成矿模式与成矿综合模式具有不同的概念和应用。成矿模式(m eta llogenic m odel)是矿床学研究的基本内容,是对矿床形成机理和过程所进行的模拟和假设,其意义在于对矿床形成作用有较全面的了解和认识(梁新权和温淑女,2009),可以不涉及到矿床形成后的变化和改造。而成矿综合模式(integra ted m eta llogen ic m ode l)则是在成矿模式研究的基础上,通过成矿后的变化改造因素分析,而建立的矿床形成及形成后变化全过程的模拟和假设,对矿产勘查具有重要的实践意义。 相山矿田在过去的矿床学研究中,多侧重于矿床的形成过程或成矿模式的研究,如陈肇博(1985)提出的双混合成因模式;邵飞等(2008)建立的铀成矿模式强调了火山岩成岩过程是成矿物质的富集过程,火山岩浆期后成矿热液系统演化孕育了相山火山盆地50M a 的成矿过程,流体降温、浓缩、混合等成矿机制的耦合,促使了铀沉淀、成矿。对于相山矿田的形成后的变化改造以及成矿综合模式研究则鲜有涉及。笔者通过收集资料,在前人研究成果的基础上,通过矿床成矿地质特征、成矿条件、成矿作用以及矿床形成后的变化改造因素分析,建立了相山 矿田的成矿综合模式。 1 矿田地质概况 江西相山铀矿田受相山火山-侵入杂岩控制, 产于E W 向、NE 向等多组基底构造的复合部位,杂岩体平面形态呈椭圆形,东西长约26k m,南北宽 16km,面积约316km 2 (图1)。杂岩体由晚侏罗世-早白垩世酸性火山碎屑岩夹沉积岩、酸性熔岩及中酸性浅成-超浅成侵入岩组成,岩浆活动从喷发开始、火山侵出为主、浅成-超浅成岩浆侵入而结束(张万良,2005)。 浅成-超浅成侵入体(主要是花岗斑岩或斑状花岗岩和流纹英安斑岩)形态各异,花岗斑岩岩体露头规模在南部较大,呈岩株状,矿物粒度较粗,也有斑状花岗岩之称;由东部到北部,露头渐小,呈岩墙、岩脉状;至西部,露头少而小,为分散的岩滴状。流纹英安斑岩主要分布在西或西北部(张万良和李子颖,2007;何观生等,2009)。这种斑岩体分布特征与相山地区的铀矿床主要分布在北或西北部的事实可能有内在的成因联系。 矿田断裂构造发育,主要有NE 向、NNW 向、
毕业论文松辽盆地白兴吐地段砂岩型铀矿矿床成矿规律研究引言
松辽盆地白兴吐地段砂岩型铀矿矿床成矿规律研究 1引言 1.1选题依据与研究目的意义 1.1.1选题依据 我国已发现的铀矿主要包括花岗岩型、火山岩型、砂岩型和碳硅泥岩型四大类型，其中砂岩型铀矿在铀资源中占有极其重要的地位，主要赋存在中国北方的中生代产铀盆地中，如松辽盆地、二连盆地、鄂尔多斯盆地、伊犁盆地等。砂岩型铀矿找矿工作在鄂尔多斯盆地和二连盆地先后得到突破，最近在松辽盆地的钱家店和白兴吐地段也发现了相当规模的砂岩型铀矿化。然而与面积相当的鄂尔多斯盆地相比松辽盆地的砂岩型铀矿确有自己的特点，主要有以下三点： （1）目的层不同。鄂尔多斯盆地目的层为中侏罗统直罗组，它形成于潮湿的气候条件下；松辽盆地目的层为上白垩统姚家组，它形成于干旱气候条件下。 （2）还原介质及来源不同。由于中侏罗统直罗组形成于潮湿的古气候条件下，成矿砂体自身发育炭化植物碎屑等还原物质，含原生二价铁的硫化物，所以自身还原剂容量充足，不需要借助外来还原剂作用；而上白垩统姚家组是形成于干旱气候条件下的红层沉积，本身还原剂容量小，需要外来还原物质的加入才能形成灰色层，进而提供有利成矿砂体。 （3）成矿作用方式不同，它直接反映在矿体形态上。鄂尔多斯盆地直罗组铀矿体发育卷头矿体，与典型的层间氧化带型砂岩铀矿相类似，铀矿体是由具有承压性质的层间含氧含铀水作用形成；松辽盆地姚家组发现的铀矿化体（铀矿体）呈板状，赋存于层间氧化带之下的灰色层内，铀矿化体（铀矿体）是含氧含铀水与深部流体及热事件相互作用的产物。所以松辽盆地的砂岩型铀矿找矿和预测工作，不能盲目的套用国外或国内不同地区建立的找矿模式，而需要在分析盆地铀成矿条件的基础上，研究出本地区砂岩型铀矿床的成矿规律，建立适合自身的找矿模式。 目前为止，松辽盆地南部已经发现了钱家店铀矿床以及白兴吐铀矿床，显示了较好的成矿潜力，预示着良好的找矿前景。近年来通过对白兴吐铀矿床的研究明确了本地区砂岩型铀矿的找矿目的层为上白垩统姚家组，同时通过对矿石矿物组成及铀矿化特征的研究，发现本地区的铀成矿与我国北方其他的中生代产铀盆地所发现的铀矿床具有显著的区别，不同于传统的层间氧化成矿，本地区砂岩型铀矿床流体活动和热液蚀变作用广泛发育，具有内生和外生成因的特点，且内生成因更显著，这些矿床成因上的新认识将会为松辽盆地南部砂岩型铀矿的找矿提供新的思路。但同时以上的这些认识还没有得到很好地归纳总结，而且松辽盆地白兴吐地段的砂岩型铀矿的成矿规律研究也没有系统的展开，所以论文以“松辽盆地白兴吐地段砂岩型铀矿矿床成矿规律研究”为题，在成矿
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某铀矿成矿因素及找矿远景浅谈 王 * （********任公司，浙江 ** ******） 摘要：根据《核工业十一五规划》提出的建设要求，为了促进我国铀矿采矿事业的可持续发展，某铀矿床列入持续开发计划项目当中。矿床位于**地区某山I类远景区内，有着优越的成矿地质背景和较丰富的铀资源。而且在该远景区内还发现了某3矿床和某2矿点以及其他一系列的异常点，所以，摸清某矿床的成矿条件及找矿远景对该矿床的开发利用和在同一远景区其他矿床、矿点的进一步找矿勘查都有着深远的意义。 关键词：铀矿；成矿因素；找矿远景；深远意义 A Uranium Mineralization Factors And Prospecting Vision Discussion Abstract: According to the construction requirement proposed by “The nuclear industry 11 planning”, in order to promote our country uranium mining enterprise's sustainable development, a uranium deposits has included in the sustainable development of the project. Deposit is located in one class vision region of the Luzong Kunshan area ,it has superior geological background and rich uranium resources. And a three deposits and a two mine sites and a host of other outliers have been found from the vision in the area, therefore, finding out the conditions of a deposit mineralization and mine Vision to the developmental use of a deposit ,and further prospecting of the same vision of other deposits and mining point, have far-reaching significance. Keywords: Uranium; Forming factors; Prospecting; Far-reaching significance 一、区域地质背景 庐枞地区位于扬子准地台、秦岭地槽褶皱系和中朝准地台三大构造单元的交汇部位，属于扬子准地台下扬子台拗中的次级构造单元。郯庐断裂和长江构造带在本区相交。某铀矿床产于庐枞火山岩盆地东南缘黄梅尖岩体外带中侏罗统罗岭组砂岩中（见图1）。 本区地层以中新生界为主。上三迭统、中下侏罗统为一套巨厚的海陆交互相和陆相含煤碎屑岩沉积建造。上侏罗统和下白垩统发育一套巨厚的中偏碱性火山岩系,使得区域内岩浆岩极为发
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桂北711矿床外围铀矿地质特征及成矿远景浅析 发表时间：2019-11-26T14:08:02.150Z 来源：《中国西部科技》2019年第22期作者：王桂峰 [导读] 桂北711矿床外围铀矿化普遍发育，成矿条件良好。通过对本区铀矿地质特征、矿床成因进行初步研究，认为铀矿体主要赋存于北东向构造与北西向构造交汇部位，红色玉髓脉、紫黑色萤石细脉、方解石细脉与铀矿物关系密切，放羊岭地段、牧牛岭地段、三马坪地段具有较好成矿远景。 王桂峰 广西壮族自治区三一〇核地质大队 摘要：桂北711矿床外围铀矿化普遍发育，成矿条件良好。通过对本区铀矿地质特征、矿床成因进行初步研究，认为铀矿体主要赋存于北东向构造与北西向构造交汇部位，红色玉髓脉、紫黑色萤石细脉、方解石细脉与铀矿物关系密切，放羊岭地段、牧牛岭地段、三马坪地段具有较好成矿远景。 关键词：桂北；铀矿；地质特征；找矿远景 1. 引言 区域铀源丰富，成矿条件优越，形成了苗儿山铀矿田，范围集中苗儿山岩体中段，由北部的荣平水至南部枫木岭，西部大坪里至东部的福竹。已知大、中、小型铀矿多处，这些矿床空间上具北西向排列的特点，成矿条件以北东向构造与北西向构造交汇复合成矿为主。区内地质条件与区域上铀矿床成矿条件工极为相似。鉴于此，本文通过区内地质条件及矿床成因进行初步研究，进而初步选定成矿远景，对下一步找矿具有指导意义。 2. 地质背景 本区位于扬子陆块之桂北地块龙胜褶皱带[1]。区域内出露地层有青白口系、南华系、震旦系、寒武系、奥陶系、泥盆系、白垩系及第四系。构造以断裂最为发育，加里东运动形成以北北东向为主的紧密线状褶皱带和初期的同生断裂，印支运动是又一次极其强烈的褶皱造山运动，并伴随基底断裂构造的复活，使扬子、南华两个板块碰撞、拼合。燕山运动以块断运动为特征，造成基底断裂再次复活，同时产生了以北北东向为主导的断裂构造，次为北西向、近南北向、近东西向断裂构造。 3．成矿特征 3.1 构造特征 区内断裂构造发育，主要有北北东（北东向）及近南北向构造，由西至东依次可见F700、F600、F500、F400、F300、F200、 F100、F25、F26、F27带组，以北东走向为主，其中F700、F600带组倾向以南东为主，F400、F300、F200、F100 、F25、F26、F27带组主要倾向北西，F500带组近直立。构造岩岩性主要有碎斑花岗岩、碎裂花岗岩、轻碎花岗岩，局部可见后期石英脉、玉髓脉穿插。另外工作区内还见有北西向构造，这些构造与北北东向构造的夹持复合部位往往形成铀矿床及矿点。 3.2围岩蚀变 常见的围岩蚀变种类有硅化、黄铁矿化、赤铁矿化、钾长石化、水云母化、紫黑色萤石化、碳酸盐化、高岭土化等。与铀矿化关系较为密切的围岩蚀变主要是有中等硅化、黄铁矿化、赤铁矿化、钾长石化、碳酸盐化、紫黑色萤石化等。 4．矿床地质特征 4.1 矿体特征 矿体形态较复杂，主要呈透镜状、脉状及扁豆状，产状和空间形态受构造带控制，埋深均在300m以浅。现将主要矿体描述如下： 矿体Ⅰ[5]：赋存于北东向F300含矿带下盘次级带F333中。矿体呈脉状产出，产状与构造带一致，倾向296°，倾角74°，属隐伏矿体，最小埋深78m，最大埋深174m。含矿岩性为蚀变碎裂花岗岩，主要见钾长石化、赤铁矿化、水云母化、硅化、萤石化；矿化与紫黑色萤石化关系密切，紫黑色萤石主要以细脉状发育，脉宽1～15 mm；围岩主要为碎裂花岗岩、轻碎花岗岩，蚀变与含矿岩性相似，只是未见紫黑色萤石化、硅化。 矿体Ⅱ[5]：赋存于北东向含矿带F300上盘次级带F309断裂带中。矿体呈脉状，产状与构造带一致，倾向275°～300°，倾角58°～62°。含矿岩性为赤铁矿化、硅化碎斑花岗岩、碎裂花岗岩，裂隙充填肉红色玉髓脉，局部可见蛋黄色硅钙铀矿和黄绿色钙铀云母。 矿体Ⅲ[5]：分布在工作区北部放羊岭地段，赋存于北东向含矿带F600上盘次级带F602中。产状与F602含矿带一致，倾向295°，倾角63°。含矿岩性为赤铁矿化、钾长石化、硅化碎斑花岗岩、碎裂花岗岩。 4.2 矿石特征 区内各矿体矿石矿物主要为硅钙铀矿、钙铀云母、铜铀云母等次生铀矿物。脉石矿物有石英、长石、黑云母、白云母、萤石、赤铁矿以及方解石等。矿石构造以细脉状构造、浸染状构造为主。 铀矿石均为氧化矿石，根据矿石矿物共生组合、铀在矿石中的存在形式、分布特征、结构、构造、赋矿岩性等特征将矿石分为：钾长石化赤铁矿化碎裂花岗岩矿石、赤铁矿化硅化碎斑花岗岩矿石、赤铁矿化硅化萤石化碎裂（碎斑）花岗岩矿石等自然类型矿石。矿石的工业类型为特征性矿物含量低的铀酰磷酸盐、高硅酸盐铀矿石及富含萤石的高硅酸盐铀矿石。 5．矿床成因与成矿远景浅析 5.1控矿因素 根据矿体的形态、产状，矿石矿物的共生组合和近矿围岩蚀变等情况综合分析，本区控矿因素主要有： 1.富铀岩体控矿 大量的铀源供给是形成有一定规模的铀矿床的首要条件。苗儿山岩体出露面积大，属硅铝壳层经重熔改造形成的复式岩体。区内燕山早期、加里东期花岗岩岩石当量铀含量高，伽马异常晕大面积发育，说明多期多阶段的岩浆活动，促使地壳铀元素活化与迁移，在岩体中产生铀的预富集，为铀成矿提供了物质基矗 2.构造控矿 区内经历多期次、多阶段构造运动，北东向断裂带组是区内主要含矿构造，已知铀矿床均受北东向断裂带控制，矿体主要赋存在这些
相山铀矿田成矿机理研究_范洪海
第19卷2003年 第4期7月铀 矿 地 质Uranium Geology Vol.19Jul. No.42003 相山铀矿田成矿机理研究 1 范洪海1 ,凌洪飞2 ,王德滋2 ,刘昌实2 ,沈渭洲2,姜耀辉 2 (11核工业北京地质研究院,北京 100029;21南京大学地球科学系,江苏 南京 210093) [摘要]本文重点研究了相山铀矿田的成矿时代及成矿环境,并剖析了典型矿床在垂向上物质成份的变化规律。研究结果表明:相山矿田主要经历了两期铀矿化作用,第一期为铀O 赤铁矿化阶段,成矿年龄为115?016M a;第二期为铀O 萤石O 水云母化阶段,成矿年龄为99?6M a 。两期成矿作用分别形成于不同的地质环境,第一期成矿作用主要与大规模火山塌陷及次火山岩侵位有关,第二期成矿作用则主要与因太平洋板块的松弛作用而形成的区域性伸展、裂解及中基性脉岩的活动有关。相山矿田的热液蚀变类型不仅在平面上存在东碱、西酸的演化趋势,而且在垂向上还存在上酸、下碱的演化规律。通过对相山矿田成矿机理的深入探讨,认为相山矿田是成矿元素多阶段富集、成矿热液多期叠加以及多种地质因素共同作用的产物。 [关键词]成矿时代;成矿环境;垂向分带;成矿机理;相山铀矿田[文章编号]1000-0658(2003)04-0208-06 [中图分类号]P611 [文献标识码]A 1本文得到了/9730项目(编号G 1999043211)和南京大学成矿作用国家重点实验室开放基金的资助。[收稿日期]2002-09-28 [作者简介]范洪海(1963-),男,高级工程师(研究员级),1984年毕业于南京大学地质系,2001年获南京大学博士学位。 相山铀矿田是我国目前已发现的火山岩型铀矿田之一。前人对其成矿热液、成矿物质来源及成矿模式进行了较为深入细致的研究[1~5],但对成矿时代的研究还不够系统,有关其成矿环境及典型矿床垂向物质成份的变化规律也少有文献报道。本文针对上述薄弱环节开展了补充性的研究工作,以期进一步探讨相山矿田的成矿机理。 1 矿田地质特征 相山铀矿田受大型塌陷式火山盆地控制, 已发现的铀矿床均赋存在火山机构内部特定部位。就整个盆地而言,铀矿床的分布极不均匀,北部和西部矿床密集,而南部仅稀疏地分布一些矿点。北部的铀矿床多定位于北东向区域性断裂与环状或弧形火山构造的复合部位,矿体赋存于岩枝、岩墙状的次火山岩内及其外接触带,只有巴泉铀矿床的矿体产于爆发角砾岩筒内。由于推覆构造作用,致使形成/三盲0,即:盲构造、盲岩体、盲矿床。西部的铀矿床主要受近东西向的河元背O 凤岗基底断陷带与北东向的区域性断裂或与菱形块体以及
吐哈盆地西南部层间氧化带型砂岩铀矿成矿条件与成矿规律
CNIC-01560 BRIUG-0059 吐哈盆地西南部层间氧化带型 砂岩铀矿成矿条件与成矿规律METALLOGENIC CONDITION AND REGULARITY OF INTERLAYERED OXIDATION ZONE-TYPE SANDSTONE URANIUM DEPOSIT IN SOUTHWESTERN PART OF TURPAN-HAMI BASIN, NORTHWESTERN CHINA (In Chinese) 中国核情报中心 China Nuclear Information Centre
CNIC-01560 BRIUG-0059 吐哈盆地西南部层间氧化带型 砂岩铀矿成矿条件与成矿规律 向伟东陈肇博陈祖伊尹金双 （核工业北京地质研究院，北京，100029） 摘要 对吐哈盆地西南部层间氧化带型砂岩铀矿的成矿条件和成矿规律进行了系统研究。通过研究吐哈盆地的地质构造演化特征和盖层充填沉积特征，划分了盆地的演化阶段和类型，并从盆地的基本构造、古气候演化、水文地质和铀源四个方面论述了该区层间氧化带型砂岩铀矿的成矿条件。对吐哈盆地西南部砂岩铀矿的矿物学、岩石学和地球化学进行了系统的分析研究。并通过铀－铅同位素和成矿年代学研究，证实铀成矿具有长期性、阶段性和脉动性特点。对含矿岩系中的有机质的系统研究表明，有机质属腐殖型有机质，其成熟度很低，处于热演化作用的褐煤阶段。作者认为，在氧化带有机质被氧化破坏，形成可溶性的铀腐殖酸络合物淋滤进入地下水，在过渡带以腐殖酸盐的形式沉淀下来，并造成过渡带矿石中有机碳含量的增高。最后将吐哈盆地西南部以及伊犁盆地南缘的铀矿与世界上典型的砂岩型铀矿区的成矿条件进行了对比，并对在吐哈盆地和天山造山带及其两侧进一步寻找可地浸砂岩型铀矿的前景作了展望。 1
国内北方砂岩型铀矿成矿模式
国内北方砂岩型铀矿成矿模式 国内砂岩型铀矿的成矿模式通常认定为山盆构造基础上的后生水氧化理论。在我国北方中新生代盆地将砂岩型铀矿看成是“造山一造盆”作用后的结果[[26]，其中铀的成矿演化与成矿作用经常受到造盆过程的控制。同时，造盆过程也会控制着铀、煤、盐、油、气共存的成矿系统。陈戴生[[27」认为铀矿成矿可分为后生改造型和沉积 成岩型2种类型。其中后生改造型还可再次划分成潜水氧化带型与层间氧化带型。 在鄂尔多斯盆地中成矿大致可分为潜水氧化板状矿体形成阶段、层间氧化作用卷状矿体形成阶段、油气还原保矿阶段、晚期铀矿体改造叠加阶段4个阶段。对于东胜砂岩型铀矿的形成模式国内又有了新的解释。李子颖等[[28」认为东胜铀矿经过了构造“动一静”祸合、油气与热流体改造、潜水氧化与层间演化作用的叠加等过程，这一系列的成矿模式可称为“叠合成矿模式”。铀是通过络合物形式搬运。含铀体的物化条件会随着有机质的还原作用、酸化作用和吸附作用而改变。这些变化导致络合物不稳定最终形成卸载沉淀成矿。于文斌[[29」将松辽盆地钱家店铀矿成矿阶段分为富铀基底建造形成阶段、还原流体烃源岩系发育阶段、含矿主岩形成及铀预富集阶段、 层间渗入氧化主成矿阶段、铀叠加成矿阶段和油气扩散还原保护阶段6种阶段。对于我国北方砂岩型铀矿的时期界限推断，含矿的砂体沉积要比铀矿成矿年龄大很多。 夏毓亮等[[30」认为这些铀矿都是后生的，成矿时代大部分集中在上
世纪以后的古近纪和新近纪。这一结论与当时干旱地质环境背景相一致。 国内砂岩型铀矿模式试举如下两例(图4.2,图4.3。图4.2表示传统层间氧化 带砂岩型铀矿成矿观点模型图。图4.3表示砂岩型铀矿氧化还原分带模型图。通过两张图的比较可以发现，图4.2并没有详细的表明宏观分带，只显示出层间氧化带的理论分带。通过图4.3可知铀矿与盆地环境是呈关联的。图4.3不仅表示有成矿物的储藏、运输及源头，同时，也表示有萃矿层和储矿层。除此之外，图4.3显示了沉积环 境的颜色呈水平分带特征。图4.3中也显示了铀源不仅来自山区深部也有来自于山区剥蚀，相对于盆地短轴61的挤压方向63为长轴的延伸方向。
甘肃金矿成矿规律和成矿区带的划分
甘肃金矿成矿规律和成矿区带的划分 (2007-12-23 15:16:31) 分类：能源矿产与环保 标签： 知识/探索 基金工程:国家重大自然科学基金资助工程(90102003)。中国科学院知识创新工程重大工程基金资助工程(KZCX210203) 作者简介:苏建平(19702),男,甘肃甘谷人,甘肃省地勘局第三地质矿产勘查院高级工程师,博士研究生,从事区域地 质及环境地质研究. 第9卷第3期 2003年9月 甘肃金矿成矿规律和成矿区带的划分 苏建平1 ,2,张翔2 ,3 (11中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,甘肃兰州730000 。21甘肃省地勘局第三地质矿产勘查院, 摘要:甘肃地域广阔,北山,祁连,秦岭造山带都经历了长期而复杂的地
质构造演化,形成了众多不同背景,不同类型,不同特征,不同规模的金矿床.甘肃金矿受特定的地层,岩性及岩浆,构造,变质作用的控制,可划分为北山(北山北带和南带成矿带),祁连(带),西秦岭(北秦岭,中秦岭,南秦岭成矿带)和摩天岭4个成矿区7个岩金成矿带. 控矿因素 111 矿源层 甘肃已发现的岩金矿床(点),在元古—早古生代,晚古生代,中生代等地层中均 有分布,按其规模和拥有资源量首推南秦岭微细粒浸染型金矿和热水溶滤热泉型金矿,赋矿地层分别为早三叠世晚期局限碳酸盐岩台地相高水位体系域及早,中三叠世台地斜坡相低水位体系域类复理石建造与早古生代海槽型含C泥质硅质岩建造和火山沉积建造.前者如南秦岭寒武—志留纪黑色岩系Au2U组合的微细粒金矿,后者如北祁连变质火山岩型,火山沉积变质型铜2金矿点(石居里沟,青羊沟)及火山沉积再造型金 矿(北祁连寒山,鹰咀山,肮脏沟,青分岭和北山地区南金山,马庄山等金矿).其他 如西秦岭地区印支—燕山期深—浅成中酸性岩浆岩外接触带热晕型金矿及北山南带以小西弓金矿为代表的古元古代与韧性剪切带有关的构造蚀变岩型金矿等也具一定规模.大陆边缘尤其是活动大陆边缘,火山活动强烈而广泛,上地幔及中下地壳中的Au及有用组分随火山活动被带到地表(近地表)并富集形成火山沉积型矿床,或分散在火山
矿床成矿地质条件及勘探潜力分析
矿床成矿地质条件及勘探潜力分析 摘要]钱家店铀矿床赋存于开鲁盆地上白垩统姚家组辫状河流相沉积体系中,论文经过对矿床铀矿化特征、成矿地质条件及成因机理的研究,论文认为其成矿类型归属于层间氧化带砂岩型。该矿床铀源丰富,有适宜的水文地质条件,平缓西倾的单斜地层和贯通的深大断裂,以及发育良好的辫状河流相砂体,这些都为铀矿床的形成提供了良好条件。姚家组地层中还原组分含量相对较高,局部形成了有利于铀富集的地球化学障。泥-砂-泥岩石组合及油气提供的还原环境,对铀矿床的形成及保矿起到一定作用。近期,在钱家店凹陷北段和中部地区又有新的铀矿化发现,极大提升了该区的勘探潜力,已成为矿床今后勘探的重点区块。 [关键词]开鲁盆地;钱家店铀矿床;成矿地质条件;成矿机理;勘探潜力Geological setting and exploration potentialof Qianjiadian uranium deposit in Kailu basin Abstract:Qianjiandian uranium deposit occurs in the sediments of braided river system inYaojia forma-tion of Upper Cretaceous in Kailu basinResearches on mineralization features, metallogenic geology andgenesis found that the deposit falls into interlayer oxidazed sandstone typeThe deposit was formed withrichful uranium source, suitable hydrologic condition, monocline strata gently tilted westward, deeplypenetrated fault and well devoloped sandbody of braided river facesDue to the high content reductant inYaojia formation, local geochemical barrier was formed to foster uranium mineralizationAquifer of mud-stone-sandtone-mudstone combination and reductant environment caused by oil-gas play an positive role tothe formmation and reservation of uranium mineralizationRecent discovery in the north and centre part ofQianjiadian depression has greatly increased the exploration potential in this area.
四川盆地砂岩型铀矿远景预测及找矿方向 地质论评 2016
第62卷 增刊 V ol. 62 Supp. 地 质 论 评 GEOLOGICAL REVIEW 四川盆地砂岩型铀矿远景预测及找矿方向* 邓祖林，晏中海，林洋，庄景遗，张亮 核工业二八〇研究所，四川广汉，618300 * 注：本文为中国核工业局项目（编号：201365）资助的成果。 收稿日期：2016-07-10；改回日期：2016-09-20；责任编辑：章雨旭。 Doi ：10.16509/j.georeview.2016.s1.014 作者简介：邓祖林，男，1984年生。工程师，主要从事铀矿地质勘查工作。Email:512347088@https://www.wendangku.net/doc/1514259333.html, 。 关键词：四川盆地；砂岩型铀矿；远景预测；找矿方向 砂岩铀矿主要指形成于层间氧化还原过渡带的层间氧化型砂岩铀矿（王正邦，2002），一般产于中新生代盆地内，具品位低、储量大的特点（侯惠群等，2015）。四川盆地是西南地区最大的中生代盆地，铀矿成矿地质条件优越，其找矿前景备受关注，其基底由上、下两部分组成，下部为前震旦纪结晶基底或褶皱基底，上部为震旦纪—中三叠世上扬子陆表海相碳酸盐岩和碎屑岩沉积建造，和盆地周边的火山岩、侵入岩组成了盆地的基底和蚀源区，广泛出露于盆地周边。前人曾在四川盆地内开展过大量的基础地质及矿产地质工作，以石油、煤炭工作程度较高，而铀矿地质工作程度较低。总体来说，铀矿勘查工作以四川盆地北部研究多，南部研究少；盆缘研究多，盆中研究少；局部研究多，全盆研究少；沉积相研究多，构造研究少；矿床研究多，成矿带研究少；矿床工作多，外围工作少。近年来，随着技术进步、工作手段及研究手段的丰富，对四川盆地、川北砂岩型铀矿的成矿理论有新的认识（巫声扬，1989；张金带，2005；荣建锋，2009；黄昌华，2015）。目前较为流行的观点认为，川北砂岩铀矿化经历了沉积成岩和热液改造富集两个阶段，在某种程度上肯定后生成矿作用的重要性。上述这些研究为在四川盆地开展砂岩型铀矿找矿工作中提供了信息，为四川盆地砂岩型铀矿远景预测及找矿方向提供了新的找矿思路。 1 地质背景 四川盆地及邻区主要存在扬子准地台、松潘甘孜地槽褶皱系、秦岭地槽褶皱系、三江地槽褶 皱系四个一级构造单元。调查区主要位于扬子准地台之四川台坳上，区内铀矿床主要分布在四川台坳之川北台陷上。四川盆地及邻区各时代地层发育齐全。以龙门山—菁河断裂为界，东、西两地区的地层特征差异明显。东部地层发育齐全，西部缺失侏罗系—白垩系。四川盆地及邻区岩浆岩比较发育，花岗岩类占70%以上，集中分布于龙门山、攀西和川西高原地区。元古代及其以早的岩浆岩，大致自康定—攀枝花一线向两侧有时代逐渐变新的趋势，古生代以来的岩浆岩，大致平行于金沙江呈带状分布。 四川盆地内岩浆岩出露极少，仅分布在盆缘南江县以北大巴山一带，龙门山一带也有零星出露。大巴山一带，侵入岩多呈岩基、岩株、岩脉状产出，侵入于元古界火地垭群中，为基性—中基性—中酸性—酸性的岩浆杂岩体，表现为地槽型特征。火山岩主要为一套变钾质火山岩、火山碎屑岩及变凝灰质大理岩，常为变英安质角砾岩—安山晶质凝灰岩—变凝灰质大理岩。 四川盆地及周边构造发育，盆地内则以断裂构造为辅，褶皱构造为主，广泛发育背向斜；盆地周边则仅见断裂构造。四川盆地是扬子准地台之上发育的大型陆相中新生代盆地，中条运动、晋宁运动、澄江运动、加里东运动、印支运动、燕山运动、喜马拉雅运动在盆地内均存在明显的构造运动痕迹，以晋宁运动、印支运动、喜山运动最为强烈。 2 找矿目的层及类型的确定 砂岩型铀矿主要是外生后成的，其找矿目的层应选择区域上发育稳定，最好是河流—三角洲
相山铀矿田磷灰石与富矿形成的关系_温志坚
第15卷 第4期铀 矿 地 质V ol.15 N o.4 1999年 7月U ranium Geolo gy Jul. 1999 相山铀矿田磷灰石与富矿形成的关系 温志坚 杜乐天 刘正义 (核工业北京地质研究院 北京 100029) 本文系统研究了相山火山热液型铀矿田磷灰石与富铀矿床形成之间的关系。研究表明:该区 富矿石中铀含量与五氧化二磷含量呈正相关关系;电子探针揭示富铀矿体中铀矿物周围有大量磷 灰石存在,磷灰石在富铀矿石中以两种形式产出:一种是结晶自纯的晶体磷灰石;另一种是胶体磷 灰石,后者与铀矿化关系密切。笔者在调研了磷、铀地球化学性质相似性及磷灰石沉淀的物理化学 条件的基础上提出:胶体共沉淀是导致本区富铀矿形成的主要原因。 关键词 相山火山热液型铀矿田 磷灰石 富铀矿 胶体共沉淀 相山火山热液型铀矿田位于江西省相山盆地内,是我国火山热液型铀矿田的典型代表。在勘探、开采及科研40多年的发展过程中,该矿田已经历了数次大规模的、比较系统的研究,但多局限于矿床近地表铀矿化作用研究。随着矿山向深处开采、掘进,进一步揭露了矿体在深部的富矿化特征,因此,及时对被揭露矿体所昭示的铀矿化特征进行系统研究,这对于弥补早期平面式研究的不足是十分必要的。众所周知:矿体是一个三维地质体,地表或近地表的研究只能准确表征矿体在这一层位的特征。由于矿体在纵深范围内的分布及演化存在着一定的不均一性,以及近地表属于大气氧化带范围,地表矿体所揭示的规律可能与深部矿体的实际情况存在较大差异,所以,深入研究富铀矿体的成矿作用具有重要的理论和实际意义。 1 相山矿田主要铀钍矿物特征及铀成矿规律 相山矿田有两种主要类型的工业铀矿床:(1)主脉型铀矿床。这类矿床内矿体数量相对较少,两、三个主矿体的储量占整个矿床的70%左右,甚至达90%。(2)群脉型矿床。矿床内矿体数量很多,可以是几百条乃至上千条,一般是中小矿体,规模都不大,是本区的主要类型。根据铀成矿过程中主要热液蚀变作用,本区矿床又分为两大类型:(1)碱交代型;(2)萤石-水云母型。含矿主岩主要有碎斑流纹岩、流纹英安岩、次花岗斑岩。此外有变质岩和火山碎屑沉积岩。 温志坚 男,31岁,北京大学地质系毕业,现为博士生,导师杜乐天高级工程师(研究员级)。 收稿日期1998年12月2日
相山铀矿田铅锌银成矿地质特征及找矿方向探讨
相山铀矿田铅锌银成矿地质特征及找矿方向探讨 相山铀矿田位于赣杭构造火山岩成矿带南西段乐安-东乡成矿亚带内的相山中心式火山塌陷盆地中，当前是中国最大的火山岩型铀矿田，几十年来由于单一找矿的计划经济模式，相山矿田多金属找矿没有得到重视并投入勘查研究工作，本文利用前人的资料及近几年牛头山及马口地区找矿的成果，阐述了该矿田有利的成矿地质背景、矿田地质特征、铅锌银矿化特征，并提出了下一步的铅锌银找矿方向。 标签：相山铀矿田地质特征铅锌银矿矿化特征找矿方向 0引言 相山铀矿田是我国业已发现的最大规模火山岩型铀矿田，其勘查研究工作历经半个多世纪，相继发现了邹家山、沙洲、居隆庵、李家岭等富大铀矿床，提交大中小型铀矿床近30个，在我国铀矿地质领域占有重要地位，现列为国家整装勘查区。在过去铀矿勘查过程中，发现了一些铅锌银矿化现象，但一直没有得到重视并投入勘查研究工作。近年来，在矿田牛头山地区发现了垂深近400米的铅锌银多金属矿化蚀变现象，并有较好的工业矿体，但尚未查明规模，这表明此矿田除了放射性矿产外，还存在铅锌银多金属矿的找矿前景，开展该地区铅锌银成矿地质特征及找矿方向研究具有重要意义。 1地质背景 赣杭构造火山岩成矿带位于钦杭成矿带的北东段，处在扬子准地台与华南褶皱系的过渡部位，相山矿田位于赣杭构造火山岩成矿带南西段乐安—东乡成矿亚带内的相山中心式火山塌陷盆地中，是北东向的赣杭火山岩成矿带与北北东向展布的大王山—于山花岗岩成矿带的交汇处，北东向遂川—抚州深断裂与北北东向宜黄—安远深断裂交汇部位。 该区域火成岩和构造的形成受深部地球动力学和板块俯冲动力学的双重影响，同时形成了一系列NE向展布的压扭性构造，改变了东亚前侏罗纪EW向构造格局。紧随这期事件，东亚陆缘区发生了明显白垩纪-早第三纪的伸展减薄活动，其地球动力学背景可能是地幔柱活动引起的（李子颖，2006），在东亚陆缘火山岩带形成了一系列NE-NNE向的断陷盆地群和火山杂岩体。铀多金属矿床的分布与这类断陷盆地的空间关系非常密切。 相山矿田所在的区域多个火山盆地发现了铀矿床及铅、锌、银多金属矿床，具有相同的成矿地质背景，与我国东部中生代陆相火山活动的火山喷气-热液作用有关。特别是與江西贵溪冷水坑铅锌银矿田同处钦杭成矿带东段，同处中生代火山盆地，火山盆内沉积了侏罗系上统打鼓顶组（J3d）和鹅湖岭组（J3e）的火山岩系，北东向及其配套断裂和燕山中期的花岗斑岩均有发育，花岗斑岩侵位于火山岩中，与金属矿化存在明显的空间关系。
江西相山铀矿田成矿地质条件分析
第1章引言 1.1 选题依据及意义 铀资源是一种军民两用的、高度敏感的战略资源，除作为核武器填料之外，也是核潜艇和核电站所需的基本原料，是发展核电的基础。能源是人类赖以生存的五大要素之一，核能作为一种清洁、高效、经济的能源，是当今世界能源供应的重要组成部分，发展核电对缓解我国能源短缺，改善环境和能源结构不合理情况，实现社会-经济-自然和谐发展更具现实重大意义。根据国家核电发展目标，2020年核电装机容量将占全国总装机容量的约4%，达到4000万千瓦。核电的大发展必然带来天然铀需求的极大增长。 充足的铀资源供给和储备是保障国家战略安全的需要，是发展经济、提高综合国力、保障我国核电可持续发展的物质基础。因此，加强铀矿资源勘查，确保天然铀的安全供应对顺利实施我国核电发展战略非常重要。加速铀矿找矿勘查和科研工作，寻找新的铀资源基地，确保天然铀的安全供应，是我国铀矿地质战线面临的十分紧迫的战略任务。 相山铀矿田位于中生代赣-杭火山岩带相山火山盆地内，是赣-杭火山岩构造带中最重要的铀矿田。相山矿田是我国火山岩型铀矿床的典型代表，所包含的矿床不仅数量多、储量大，而且矿化类型也比较复杂。近几年由于基础工作和科研工作的加强，矿田地质勘查取得了令人瞩目的进展，一批新矿床被发现，老矿床不断扩大，其中邹家山矿床已跨入超大型铀矿床的行列，表明相山矿田具有较大的找矿潜力，所以对其成矿作用特征的研究对以后的找矿工作意义重大。 1.3 相山铀矿田研究现状 相山铀矿田是我国目前最大最富的火山岩型铀矿床，该矿床所处的相山大型塌陷式火山盆地座落在区域性南北向长期活动的赣中南花岗岩隆起带与北东向的赣杭火山岩拗陷带复合的巨型大地构造带上。地处扬子板块与华南加里东褶皱带的结合部位[1-3]。 四十多年来，对相山地区进行全面深入的地质研究工作主要有三次。第一次
层间氧化带砂岩型铀矿床形成机理_以伊犁盆地南缘为例
收稿日期:2003-06-12;修订日期:2004-02-16 第一作者简介:刘陶勇(1973-),男,广西博白人,地质工程师,1997年毕业于华东地质学院地球科学系,从事铀矿地质勘查工作 X 马克西莫娃 M φ,夏同庆译.层间渗入成矿作用.核工业203研究所科技情报室,1996 Y 别列里曼.夏同庆译.水成铀矿床.核工业203研究所科技情报室,1996 层间氧化带砂岩型铀矿床形成机理 ——以伊犁盆地南缘为例 刘陶勇 (核工业216大队,新疆 乌鲁木齐 830011) 摘 要:通过分析铀迁移、沉淀、富集的成矿特点,结合伊犁盆地南缘铀矿床中铀矿石成分研究,分析了砂岩型铀矿成矿机理.指出在层间氧化带砂岩型铀矿床中,铀主要以碳酸铀酰络合物形式迁移,在富含有机质、硫化物、硫化氢等有效还原剂的条件下,形成强烈的地化反差还原地球化学障环境,铀还原沉淀,最后富集成矿.为指导普查找矿、开展铀矿床矿石成分研究提供参考依据. 关键词:铀迁移;铀沉淀富集;铀成矿机理 近年来,我国在层间氧化带砂岩型铀矿找矿方面,已成功地在伊犁盆地南缘、吐哈盆地等发现了层间氧化带砂岩型铀矿床.该类型矿床埋藏浅,采用地浸开采工艺,开采成本仅有传统方法的40%左右,而且环境污染小,具有很好的经济和社会效益. 1 铀的活化迁移 自然界中,层间氧化带发育最好的地区是具有干旱、半干旱气候条件的沙漠、半沙漠、干旱草地等自然地貌景观地区.此种条件下,土壤及潜水中有机质含量极低,腐植层很薄或缺乏,保证了大气中氧气与露头区富含U 的岩石、成岩期形成的富U 地层中的固态U 发生作用.该环境下形成的水溶液具正的氧化还原电位值,U 强烈不饱和,U 元素不断地从固态转变成易于迁移的离子态U,形成U 的络合物,反应方程式为: 2UO 2(固)＋O 2＋4CO 2＋2H 2O →2UO 2(CO 3)22-＋2H 2O 液 据统计,在层间氧化带发育的前部,水溶液中U 含量变化很大,从0.7×10-6~3.90×10-4 g/L,在干旱地区含氧地下水中,U 含量多为n ×10-5 g/L,比潮湿地区高1~2个数量级X .层间氧化作用的发育是由于含水层中氧化剂对地层逐渐氧化的结果,氧化作用使固态U 转变成易于迁移的6价U,形成U 的络合物;在地下水中U 可以形成6价离子(U 6+)、铀酰离子(UO 22+),或形成稳定的络合物形式,如UO 2(CO 3)22-和UO 2(CO 3)34-等. 通过对伊犁盆地南缘库捷尔太矿床、扎吉斯坦矿床、乌库尔其矿床地下水样分析,结果表明(表1): 伊犁盆地南缘铀矿床层间水pH 值为6.45~8.23,水质 类型为HCO 3 SO 4、SO 4 HCO 3时,6价U 以UO 2(CO 3)2 2-络合物为主的形式随层间水迁移,其次为UO 2(CO 3)34-形式.而水中U 含量变化较大,相差2个数量级,与层间水氧化作用的强弱有关. 2 层间含水层中铀的还原沉积 根据对不同成分水的计算结果,确定了U 氧化物还原时,当pH 为 6.5~8.5时,从层间中沉积的界限:Eh max =(0.40~0.059)pH 和Eh min =(0.045~0.03)pH.要使U 6+在一定地质环境中沉淀富集,须有充足的还原剂,在地下水中形成强烈的地化反差条件,形成相反的Eh 值,使U 产生沉淀再富集Y .即U 从层间水中沉淀的充要条件是层间水的氧化-还原电位降低到同UO 2-UO 2.25系列氧化物平衡的Eh 值.并且发现U 的络合离子越牢固、层间水中U 含量越低,U 从溶液中沉淀所需的Eh 值越低. 但是,含U 层间水同围岩互相作用并不都能导致 表1 水质类型与铀存在形式关系 Tabel 1 Relationship between water type and mode of uranium 项目 库捷尔太矿床 扎基斯坦矿床 乌库尔其矿床 pH 值 7.31~8.23 7.10~7.50 6.45~7.83 矿化度(g/L) 0.21~0.63 0.56~0.98 0.47~1.02 水质类型 HCO 3、SO 4 HCO 3 SO 4 HCO 3 HCO 3 SO 4、 SO 4 HCO 3 水铀含量 9.0~390.0 0.70~100.0 1.42~29.40 水中U 存在形式以UO 2(CO 3)22-为主，次为UO 2(CO 3)34-
江西相山铀矿田成矿地质条件分析
第 1 章引言 1.1 选题依据及意义 铀资源是一种军民两用的、高度敏感的战略资源，除作为核武器填料之外，也是核潜艇和核电站所需的基本原料，是发展核电的基础。能源是人类赖以生存的五大要素之一，核能作为一种清洁、高效、经济的能源，是当今世界能源供应的重要组成部分，发展核电对缓解我国能源短缺，改善环境和能源结构不合理情况，实现社会-经济-自然和谐发展更具现实重大意义。根据国家核电发展目标，2020年核电装机容量将占全国总装机容量的约4%，达到4000 万千瓦。核电的大发展必然带来天然铀需求的极大增长。 充足的铀资源供给和储备是保障国家战略安全的需要，是发展经济、提高综合国力、保障我国核电可持续发展的物质基础。因此，加强铀矿资源勘查，确保天然铀的安全供应对顺利实施我国核电发展战略非常重要。加速铀矿找矿勘查和科研工作，寻找新的铀资源基地，确保天然铀的安全供应，是我国铀矿地质战线面临的十分紧迫的战略任务。 相山铀矿田位于中生代赣-杭火山岩带相山火山盆地内，是赣-杭火山岩构造带中最重要的铀矿田。相山矿田是我国火山岩型铀矿床的典型代表，所包含的矿床不仅数量多、储量大，而且矿化类型也比较复杂。近几年由于基础工作和科研工作的加强，矿田地质勘查取得了令人瞩目的进展，一批新矿床被发现，老矿床不断扩大，其中邹家山矿床已跨入超大型铀矿床的行列，表明相山矿田具有较大的找矿潜力，所以对其成矿作用特征的研究对以后的找矿工作意义重大。 1.3 相山铀矿田研究现状 相山铀矿田是我国目前最大最富的火山岩型铀矿床，该矿床所处的相山大型塌陷式火山盆地座落在区域性南北向长期活动的赣中南花岗岩隆起带与北东向的赣杭火山岩拗陷带复合的巨型大地构造带上。地处扬子板块与华南加里东褶皱带的结合部位[1-3]。