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江西相山火山岩型铀矿床构造‒流体动力学数值模拟研究

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大地构造与成矿学 2024年第2期48卷 338-351页

作者：黄沁怡李增华许德如郭福生邓腾吴志春周万蓬韦晓艳郭世超张衡中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室广东广州510640 中国科学院大学北京100049 东华理工大学核资源与环境国家重点实验室江西南昌330013 东华理工大学地球科学学院江西南昌330013

相山铀矿床是中国最大的火山岩型铀矿床,矿体的空间分布主要受断裂构造控制,但构造对流体运移的具体影响,以及对成矿的控制机制尚未明确。本文基于FLAC3D软件,运用数值模拟方法对相山地区的构造‒流体‒成矿系统进行研究。首先通过总结分... 详细信息

相山铀矿床是中国最大的火山岩型铀矿床,矿体的空间分布主要受断裂构造控制,但构造对流体运移的具体影响,以及对成矿的控制机制尚未明确。本文基于FLAC3D软件,运用数值模拟方法对相山地区的构造‒流体‒成矿系统进行研究。首先通过总结分析前人研究资料得到模拟所需的地质模型,然后设置模型中的物性参数、边界条件和初始条件,并在此基础上进行相山铀矿床成矿过程数值模拟中应力场和流体场的耦合模拟计算,最后得到了不同构造背景下的体积应变率、流体流速和流动模式等。模拟结果显示,坡度的存在为浅部流体下渗提供了一定的驱动力,在挤压构造环境下,流体趋向于通过断层向上流入红层,体积应变率最大的区域位于红层中;在拉张构造环境下,流体趋向于通过断层向下流入基底,体积应变率最大的区域位于火山岩层中的断层内。因此,构造拉张作用有利于浅部氧化性流体的下渗,并且构造拉张环境下的断层活化能够形成有利于成矿的空间。

关键词：数值模拟构造作用流体运移机制

鄂尔多斯盆地西北部下白垩统物源定量分析研究

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地学前缘 2024年第3期31卷 80-99页

作者：刘持恒李子颖贺锋张字龙李振成凌明星刘瑞萍核工业北京地质研究院中核集团铀资源勘查与评价重点实验室北京100029 核工业北京地质研究院核工业地质分析测试研究中心北京100029 东华理工大学核资源与环境国家重点实验室江西南昌330013 核工业二〇八大队内蒙古包头014010

下白垩统是鄂尔多斯盆地晚中生代的一个重要构造层,同时也是近年来新发现砂岩型铀矿的重要层位。恢复该时期的源汇系统对认识燕山运动晚期在华北克拉通西部的构造沉积响应、古气候转变和盆地内砂岩铀矿的富集规律均有较大的帮助。本文... 详细信息

下白垩统是鄂尔多斯盆地晚中生代的一个重要构造层,同时也是近年来新发现砂岩型铀矿的重要层位。恢复该时期的源汇系统对认识燕山运动晚期在华北克拉通西部的构造沉积响应、古气候转变和盆地内砂岩铀矿的富集规律均有较大的帮助。本文通过对鄂尔多斯盆地西北部下白垩统进行古流向测量、不同层位碎屑锆石U-Pb测年,优化周缘潜在物源区锆石U-Pb年龄数据集的汇编方案,定量计算出各物源区对盆内的碎屑贡献比例,恢复了鄂尔多斯盆地西北部早白垩世的源汇系统。研究结果表明,鄂尔多斯盆地西北部下白垩统中碎屑锆石具有1.79~1.64 Ga、2.02~1.82 Ga和2.58~2.45 Ga 3个稳定的前寒武纪年龄峰值,以及336~257 Ma和476~425 Ma两个稳定的显生宙年龄峰值。定量的物源分析结果表明,阴山、狼山、桌子山贺兰山和阿拉善地区以不同的贡献比例为研究区提供物源,具多物源同时供给的特征。阴山在整个早白垩世一直是主要的物源供给区,与狼山共同向盆地内部提供河流相沉积。阿拉善地区则通过原地风蚀将物质从桌子山北部和贺兰山顶以风沙搬运的方式带入鄂尔多斯盆地,在洛河罗汉洞沉积期共同构成了研究区风成与水成交替的沉积特征。

关键词：鄂尔多斯盆地碎屑锆石U-Pb年龄物源分析古流向砂岩型铀矿源汇系统

柴西缘英东地区上油砂山组黄铁矿与砂岩型铀矿化关系研究

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大地构造与成矿学 2024年

作者：李强赵兴齐陈擎陈云杰陈斌荣骁赵旭康利刚时志浩李天石龚奇福核工业二〇三研究所中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室核工业北京地质研究院

英东地区砂岩型铀矿是近年在柴达木盆地西缘古–新近系中新发现的具有工业价值的砂岩型铀矿。为了查明赋矿地层中黄铁矿成因及形成机理,探讨其与铀矿化之间关系,本文对含矿砂岩中黄铁矿与铀矿物矿物学特征、黄铁矿微量元素和硫同位素开... 详细信息

英东地区砂岩型铀矿是近年在柴达木盆地西缘古–新近系中新发现的具有工业价值的砂岩型铀矿。为了查明赋矿地层中黄铁矿成因及形成机理,探讨其与铀矿化之间关系,本文对含矿砂岩中黄铁矿与铀矿物矿物学特征、黄铁矿微量元素和硫同位素开展综合研究。结果表明:（1）上油砂组山含矿砂岩中黄铁矿主要以胶状和粒状形式存在,多与铀矿物相伴生,稀土元素配分模式具有一致性,表明其具有相似的物质来源。微量元素As显著富集且Co/Ni比值较低,表明黄铁矿形成于低温沉积环境。（2）上油砂组山含矿砂岩中黄铁矿δ34SCDT分布范围1.2‰～14.1‰,平均值为7.9‰,极差为12.9‰,表明硫的分馏程度较低,岩石中硫的来源比较单一,认为黄铁矿的形成与有机物热解作用密切相关,其硫源主要为油气和沉积硫化物。（3）综合研究区铀成矿地质条件,认为英东地区上油砂山组含矿砂岩中黄铁矿为铀成矿提供了必要的还原剂,增加了目的层砂体还原容量,有利于砂岩型铀矿的形成。

关键词：黄铁矿硫同位素砂岩型铀矿上油砂山组柴达木盆地

陕西小秦岭地区碳酸岩时空分布、地球化学特征及其与铀稀土成矿作用的关系

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地质力学学报 2024年第1期30卷 147-167页

作者：康清清陈正乐潘家永李鹏刘玉龙李雷江宏君高成东华理工大学核资源与环境国家重点实验室江西南昌330013 中陕核工业集团二二四大队有限公司陕西西安710024 中国地质科学院地质力学研究所北京100081 中国科学院广州地球化学研究所广东广州510640 中陕核工业集团二一四大队有限公司陕西西安710100

碳酸岩作为一种岩浆成因的岩石类型,是铀、稀土等矿产的重要含矿母岩。陕西小秦岭地区广泛分布着碳酸岩,呈大脉状、群脉状、网脉状沿断裂构造侵入太古代变质基底、长城系熊耳群火山沉积岩及蓟县系高山河群碎屑岩中。基于野外穿插关系,... 详细信息

碳酸岩作为一种岩浆成因的岩石类型,是铀、稀土等矿产的重要含矿母岩。陕西小秦岭地区广泛分布着碳酸岩,呈大脉状、群脉状、网脉状沿断裂构造侵入太古代变质基底、长城系熊耳群火山沉积岩及蓟县系高山河群碎屑岩中。基于野外穿插关系,结合碳酸岩主要矿物组合特征,将小秦岭碳酸岩划分为5个阶段,由老到新分别为:霓辉石正长岩阶段、霓辉石碳酸岩阶段、钾长石碳酸岩阶段、石英碳酸岩阶段和含沸石碳酸岩阶段,碳酸岩由早期铁碳酸岩向晚期钙碳酸岩演化。在空间上碳酸岩大致以近东西向小河断裂为界,南北部碳酸岩脉的主要类型存在明显的差异;在时间上碳酸岩总体形成于晚三叠世,但不同地段不同类型碳酸岩存在较为明显的时间差异性。碳酸岩地球化学特征显示高硅、富碱、低镁、高钡锶−稀土元素的特征,以及异常高的钾钠比值;CaO含量、TiO_(2)含量、Al_(2)O_(3)含量、铁镁质含量、全碱含量、稀土元素总量及分馏程度均有自早期碳酸岩到晚期碳酸岩逐渐降低的趋势;MnO含量与重稀土元素含量变化相反,且两者呈线性相关特征;与国内其他地区碳酸岩地球化学特征具有明显的差异性。不同类型碳酸岩具有显著的成矿专属性:早期的霓辉石正长岩、霓辉石碳酸岩、钾长石碳酸岩主要富集铀(铌),钾长石碳酸岩还富集钼;晚期的石英碳酸岩主要富集钼、重稀土元素。碳酸岩的侵入致使围岩发生了普遍的霓长岩化作用,由此导致的钾钠元素的迁移可能是碳酸岩成矿专属特征的重要指标和原因。研究结果为小秦岭地区碳酸岩型铀、稀土等多金属矿的区域勘探提供了有价值的信息。

关键词：陕西小秦岭碳酸岩类型划分地球化学成矿指示

柴达木盆地与周缘铀矿特征及砂岩型铀矿找矿方向分析

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东华理工大学学报（自然科学版） 2024年第3期47卷 228-245页

作者：赵如意张熊陈擎李凯旋陈云杰冷成彪邵恒博陈斌石煜龚奇福李强东华理工大学核资源与环境国家重点实验室江西南昌330013 广东省大宝山矿业有限公司广东韶关512127 核工业二〇三研究所陕西咸阳712000

铀是中国的关键性能源金属和战略矿产资源之一。柴达木盆地与周缘虽然取得了一些铀矿找矿成果,但与之广袤的面积相比仍显不足。在简要介绍柴达木盆地区域铀矿地质背景的基础上,整理并分析了该区典型铀矿床(点)特征和主要中酸性岩浆岩的T... 详细信息

铀是中国的关键性能源金属和战略矿产资源之一。柴达木盆地与周缘虽然取得了一些铀矿找矿成果,但与之广袤的面积相比仍显不足。在简要介绍柴达木盆地区域铀矿地质背景的基础上,整理并分析了该区典型铀矿床(点)特征和主要中酸性岩浆岩的Th、U含量及锆石U Pb年龄数据等资料。结果表明,柴达木盆地与周缘铀矿化类型多样、种类齐全,主要为碱性岩(脉)型、花岗伟晶岩型、花岗岩(内带、外带、碱交代)型、火山岩型、层间氧化砂岩型、层间氧化油气还原砂岩型等。柴达木盆地与周缘“全位”铀成矿模式涵盖了该区可能存在的16种铀矿化类型。铀成矿时代从加里东晚期(436~401 Ma)直至现代。柴达木盆地北缘、南阿尔金和东昆仑构造带在区域地质演化和铀成矿作用的时间上具有一定的一致性,但是由于构造带的抬升剥蚀差异,柴北缘富铀岩浆岩和铀矿化保存最好,其次为南阿尔金,最差的是东昆仑构造带。结合盆缘成矿物质(源)、成矿流体场(运)、山前成矿空间(储)、盆内还原障(保)等成矿条件分析,指出柴达木盆地北部以侏罗系为目标层位的层间氧化砂岩型铀矿远景区有5个,南部和西部以新近系与更新统为目标层位的层间氧化油气还原砂岩型铀矿远景区有6个。

关键词：铀成矿作用成矿规律砂岩型铀矿找矿方向柴达木盆地

锂硼同位素MC-ICP-MS分析中的记忆效应研究

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岩矿测试 2024年第2期43卷 201-212页

作者：唐清雨陈露田世洪胡文洁龚迎莉字艳梅东华理工大学地球科学学院江西南昌330000 东华理工大学核资源与环境国家重点实验室江西南昌330000 清华大学能源与动力工程系北京100084

锂(Li)和硼(B)同位素是地质作用过程中良好的示踪剂,被广泛应用于岩石起源、矿床成因和环境演化等领域。但锂、硼在MC-ICP-MS仪器分析中的“记忆效应”明显,不同实验室已报道的MC-ICP-MS分析中锂、硼背景占信号比变化范围大(0.01%~5%),... 详细信息

锂(Li)和硼(B)同位素是地质作用过程中良好的示踪剂,被广泛应用于岩石起源、矿床成因和环境演化等领域。但锂、硼在MC-ICP-MS仪器分析中的“记忆效应”明显,不同实验室已报道的MC-ICP-MS分析中锂、硼背景占信号比变化范围大(0.01%~5%),所采用的背景控制方法和效果也各不相同,因此给锂、硼同位素的准确测定带来困难。为研究MC-ICP-MS锂、硼同位素记忆效应及其抑制方案,提高测试的稳定性,本文参考前人研究成果,设计不同背景清洗方案,并对各种国际标样(IRMM-016、JG-2、ERM-AE121、ERM-AE122、NASS-7)和实验室内部标准(Alfa Li、Alfa B)进行长期测试,检验实验方案的长期重现性。结果表明:仅使用0.3%氯化钠溶液清洗背景可以显著降低锂背景信号,从20mV下降至4mV,并保证7Li背景值在24h内低于5mV,实验室内部标准溶液Alfa Li的δ^(7)Li长期测试外精度为0.13‰(2SD,n=73)。氟化钠、氨水等清洗液并不能显著降低本研究所使用仪器的硼背景,因此选择使用灵活的空白扣除方法来保证数据稳定性。实验室内部标准溶液Alfa B的δ^(11)B长期测试外精度为0.19‰(2SD,n=60)。本文锂、硼同位素国际标样的测试结果与前人数据在误差范围内一致,证明了实验结论的可靠性。

关键词：记忆效应锂同位素硼同位素 MC-ICP-MS 0.3%氯化钠溶液空白扣除

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粤北地区琶江铀矿床沥青铀矿原位微区年代学和元素分析:对铀成矿作用的启示

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地学前缘 2024年第2期31卷 270-283页

作者：李海东田世洪刘斌胡鹏吴建勇陈正乐东华理工大学核资源与环境国家重点实验室江西南昌330013 核工业二九○研究所广东韶关512029 中国地质调查局花岗岩成岩成矿地质研究中心湖北武汉430205 中国地质科学院地质力学研究所北京100081

琶江铀矿床处于桃山—诸广铀成矿带南段,位于佛冈岩体南西部,是佛冈岩体内发现的唯一一个铀矿床。铀矿化严格受断裂构造控制,是典型的花岗岩型铀矿。本文采用岩相学、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)及原位激光剥蚀电感耦合技术(LA-ICP-... 详细信息

琶江铀矿床处于桃山—诸广铀成矿带南段,位于佛冈岩体南西部,是佛冈岩体内发现的唯一一个铀矿床。铀矿化严格受断裂构造控制,是典型的花岗岩型铀矿。本文采用岩相学、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)及原位激光剥蚀电感耦合技术(LA-ICP-MS)对琶江铀矿床矿石矿物沥青铀矿及黄铁矿进行了矿物学、微区地球化学及年代学研究。结果表明:沥青铀矿LA-ICP-MS U-Pb定年结果为(49.70±0.1)Ma,为晚白垩世,位于华南区域主成矿时代(75~50 Ma)范围内,表明琶江铀矿床与区域成矿时代一致,属于区域性成矿事件。该铀矿床沥青铀矿稀土元素总量为(311.5~368.3)×10^(-6),U/Th比值为17067~26524,显示中低温热液成因,结合稀土元素TE 1,3为0.95~1.01,具类四组分效应特征,指示成矿流体富F。此外,琶江铀矿床黄铁矿Co/Ni比值介于5~26,暗示其为热液成因。根据以上分析,认为该矿床为中低温热液型矿床。

关键词：沥青铀矿黄铁矿年代学地球化学琶江铀矿床

伴生放射性稀土渣资源化过程铀与钍的浸出特性及风险评估

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东华理工大学学报(自然科学版) 2024年

作者：罗明标董云雅康长安李烨玲刘星宇徐小江东华理工大学核资源与环境国家重点实验室

我国伴生放射性稀土废渣大量堆存,所含放射性源头U、Th易释放进入生态系统,隐患巨大,废渣的综合利用研究迫在眉睫。以江西某稀土冶炼厂堆存的伴生放射性稀土酸溶渣为研究对象,将部分废渣用作水泥生料,再烧制成熟料,分析稀土渣和水泥熟... 详细信息

我国伴生放射性稀土废渣大量堆存,所含放射性源头U、Th易释放进入生态系统,隐患巨大,废渣的综合利用研究迫在眉睫。以江西某稀土冶炼厂堆存的伴生放射性稀土酸溶渣为研究对象,将部分废渣用作水泥生料,再烧制成熟料,分析稀土渣和水泥熟料中放射性U、Th的浸出特性及产生的环境风险。结果表明,酸溶渣中U、Th浸出毒性超标,对环境危害大,制成熟料后,U、Th的浸出毒性满足国标《稀土工业污染物排放标准》限值。BCR形态提取结果表明,高温烧制有利于U、Th的形态向残渣态转化,迁移性显著降低。U、Th的浸出含量随浸提剂酸度增大、浸泡时间延长而增加,在浸提剂pH值为2.0时,酸溶渣中U、Th浸出质量浓度远高于国标规定的限值,而熟料中的浸出质量浓度则远小于国标限值。地累积指数和潜在生态风险指数结果表明,酸溶渣中U、Th产生混合极重度污染,风险水平为高风险,掺渣比例≤1.5%的熟料中U、Th浸出含量小,潜在生态风险水平较低,内外照射指数皆小于1。

关键词：稀土酸溶渣资源化铀钍环境风险评估

一株硫酸盐还原菌脱硫固铀性能及其固铀稳定性研究

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有色金属（冶炼部分） 2024年第6期 154-162页

作者：陈新刘亚洁陈宏亮赵贝刘淼孙占学陈箭光徐屹群东华理工大学核资源与环境国家重点实验室南昌330013 东华理工大学水资源与环境工程学院南昌330013 中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083 北京市昌平区河湖生态环境服务中心北京102200 新疆中核天山轴业有限公司新疆伊宁835000

从某铀矿山周边土壤中富集分离出一株硫酸盐还原菌A1_(S)XC21Q,研究了该菌株在不同pH、温度、SO_(4)^(2-)浓度下的脱硫和固铀性能,及其固铀产物的稳定性。结果表明:pH升高有利于该菌对SO_(4)^(2-)和铀的去除,初始pH为5.5~7.0条件下,SO_(... 详细信息

从某铀矿山周边土壤中富集分离出一株硫酸盐还原菌A1_(S)XC21Q,研究了该菌株在不同pH、温度、SO_(4)^(2-)浓度下的脱硫和固铀性能,及其固铀产物的稳定性。结果表明:pH升高有利于该菌对SO_(4)^(2-)和铀的去除,初始pH为5.5~7.0条件下,SO_(4)^(2-)和铀的去除率均可达到95%以上;初始SO_(4)^(2-)浓度增加会降低菌株对SO_(4)^(2-)和铀的去除率,但在SO_(4)^(2-)浓度为2000 mg/L条件下,SO_(4)^(2-)和铀的去除率仍可达到75.42%和50.57%;温度升高可显著加速SO_(4)^(2-)和铀的去除,25~35℃条件下,SO_(4)^(2-)和铀的去除率均达到95%左右;A1 S XC21Q菌株可将富集于其表面的铀转移到细胞内部并形成多个“核状”磷酸铀酰络合物,形成的固铀产物稳定。从A1 S XC21Q菌脱硫固铀效果及其固铀产物稳定性来看,该菌有望用于后续酸法地浸铀矿山退役采区地下水生物修复技术试验研究中。

关键词：硫酸盐还原菌脱硫固铀固铀产物稳定性含铀地下水