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开鲁盆地砂岩型铀矿目的层沉积相与铀成矿作用研究

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开鲁盆地砂岩型铀矿目的层沉积相与铀成矿作用研究

作者：刘茜茜东华理工大学

学位级别：硕士

开鲁盆地位于松辽盆地西南部,其构造背景、沉积演化过程受控于松辽盆地整体构造作用和应力场的作用。目前区内已发现钱家店和宝龙山铀矿床,赋矿目的层为上白垩统姚家组。近年来,许多学者对该区盆地构造、砂体特征、铀存在形式、铀源以... 详细信息

开鲁盆地位于松辽盆地西南部,其构造背景、沉积演化过程受控于松辽盆地整体构造作用和应力场的作用。目前区内已发现钱家店和宝龙山铀矿床,赋矿目的层为上白垩统姚家组。近年来,许多学者对该区盆地构造、砂体特征、铀存在形式、铀源以及流体环境等做了深入研究,但是对沉积相与铀成矿作用等方面研究成果甚少。在铀成矿理论的指导下,本文通过系统的野外调查、岩心编录、粒度分析、分析测试实验、综合编图等工作,重点探讨开鲁盆地白垩系姚家组沉积相与铀成矿作用。得到以下几点结论:(1)目的层沉积相特征表明,研究区砂岩红色与灰色岩系旋回互层,表明晚白垩世期多个干旱—湿热的古气候旋回。粒度特征显示姚家期受源区控制,为水动力中等至强的典型河道沉积。姚家组上下段沉积相的演变过程受控于松辽盆地的构造演化,沉积相平面展布特征为:盆地长轴方向发育的沉积体系依次过渡为冲积扇-河流-三角洲-湖泊,盆地短轴方向发育的沉积体系依次过渡为冲积扇—河流。(2)通过姚家组赋矿砂岩岩石学特征的分析,判断出母岩类型以岩屑砂岩和长石质岩屑砂岩为主,赋矿砂岩成熟度较低,近物源沉积。碎屑沉积物来自于岩浆弧物源区,源区存在中酸性火山岩,有发育强烈岩浆活动的可能。成岩作用以溶蚀作用和碳酸盐胶结作用为主,反映研究区经历过后期流体改造作用。(3)电子探针和能谱测试结果显示,铀矿物类型主要为沥青铀矿、铀石、含钛铀矿物,铀赋存形式以独立铀矿物和吸附态(黄铁矿、黏土、炭屑吸附)为主,也反映研究区经历不同期流体改造作用。其中,与铀共伴生的矿物主要为黄铁矿,不仅有草莓状、立方体晶型、不规则状及胶状,还具有多重金属硫化物环带结构,即黄铁矿结核,说明沉积地层在成矿期为强还原性的硫化环境。(4)沉积作用对铀成矿过程的控制作用主要表现在三方面。(1)沉积成岩阶段提供物质基础:目的层物源主要来源于岩浆弧物源区中酸性火山岩,富铀基底、盖层、深部热流体为铀的预富集提供铀源。(2)控流体和氧化带发育规模:渗透率较好的“泛连通”式辫状河沉积砂体有利于含铀含氧流体运移,进而制约层间氧化带发育规模。(3)控矿体产出状态:砂体的非均质性导致流体消散,最终决定铀矿化的空间定位。热流体活动改造成矿的物理化学环境,造成了铀的沉淀。炭屑、黄铁矿、油气等起还原剂作用。综上,这些因素的耦合导致了铀矿体的最终定位。

关键词：开鲁盆地姚家组砂岩型铀矿沉积相特征铀成矿作用

塔里木盆地北缘秋里塔格地区新构造运动及铀成矿作用阶段划分——来自不整合的约束

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铀矿地质 2023年第4期39卷 595-605页

作者：王元元王强强吕俊维杨小强陈瑞李秋实核工业二一六大队新疆乌鲁木齐830011

秋里塔格构造带为新构造运动的产物,构造变形复杂且强烈,然而对其构造变形时间和变形过程的认识仍存在争议,同时对第四纪以来的构造变形过程刻画较少,制约了铀成矿过程的研究。文章以秋里塔格构造带不整合为研究对象,在探讨不整合构造... 详细信息

秋里塔格构造带为新构造运动的产物,构造变形复杂且强烈,然而对其构造变形时间和变形过程的认识仍存在争议,同时对第四纪以来的构造变形过程刻画较少,制约了铀成矿过程的研究。文章以秋里塔格构造带不整合为研究对象,在探讨不整合构造意义的基础上进行新构造运动过程研究;以上新统库车组下段为主要研究层位,探讨其赋矿砂体、层间氧化带等两大成矿要素特征及其与新构造运动的关系,进而进行铀成矿作用过程研究。研究表明,秋里塔格构造带不整合包括下更新统西域组下伏不整合、中更新统乌苏群下伏不整合、上更新统新疆群下伏不整合,分别显示为削截低角度不整合、超覆平行-高角度不整合、削截平行-高角度不整合。秋里塔格构造带新构造运动阶段可划分为3个阶段:平缓背斜发育阶段(N_(2)^(1)-Qp_(1))、箱式背斜发育阶段(Qp_(1)-Qp_(3))、构造突破阶段(Qp_(3)-今)。上新统库车组铀成矿过程可划分为3个阶段:同生沉积预富集阶段(N_(2)^(1)-N_(2)^(2)),时限为5.5~4.3 Ma;褶皱期层间氧化阶段(N_(2)^(2)-Qp_(2)),时限为4.3~0.12 Ma;剥蚀突破期改造-氧化阶段(Qp_(2)-今),时限为0.12 Ma~今。

关键词：秋里塔格库车组新构造运动铀成矿作用

塔木素铀矿床巴音戈壁组沉积环境和层序地层与铀成矿作用的关系

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铀矿地质 2022年第6期38卷 1043-1056页

作者：郝朋郭煦劼童勤龙叶发旺刘波核工业二〇八大队内蒙古包头014010 核工业北京地质研究院遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室北京100029

巴音戈壁盆地塔木素铀矿床为典型的扇三角洲层间氧化带型,主要目的层为下白垩统巴音戈壁组上段,为扇三角洲-滨浅湖沉积。沉积特征及层序地层对铀成矿的制约尚不清楚,影响下一步的找矿预测工作。文章通过矿床的目的层层序、体系域的划分... 详细信息

巴音戈壁盆地塔木素铀矿床为典型的扇三角洲层间氧化带型,主要目的层为下白垩统巴音戈壁组上段,为扇三角洲-滨浅湖沉积。沉积特征及层序地层对铀成矿的制约尚不清楚,影响下一步的找矿预测工作。文章通过矿床的目的层层序、体系域的划分、层序界面的识别、沉积体系域的重建及其与铀成矿的关系研究,分析扇三角洲-滨浅湖沉积与成矿的时空关系,建立其层序-沉积与成矿模型,探讨铀成矿规律。低位体系域扇三角洲平原分流河道和扇三角洲前缘水下分流河道砂体发育,与上覆湖侵体系域湖相泥岩构成有利的地层结构(泥-砂-泥),有利于含铀含氧水的运移。扇三角洲砂体中赋存的有机质和黄铁矿、扇三角洲湖沼泥岩和分流间湾暗色泥岩等为铀成矿提供了还原介质。矿体主要位于低位体系域扇三角洲平原分流河道砂体中,部分位于扇三角洲前缘水下分流河道砂体中。建立层序-沉积与成矿模型,可以为后续勘查及扇三角洲型铀矿找矿预测提供理论基础。

关键词：巴音戈壁组层序地层扇三角洲铀成矿作用塔木素铀矿床

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纳米比亚白岗岩型铀成矿作用评述

世界核地质科学 2023年第4期40卷 889-907页

作者：陈金勇范洪海何德宝耿瑞瑞王生云陈东欢陈旭核工业北京地质研究院中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室北京100029 东华理工大学核资源与环境国家重点实验室江西南昌330013 中核地矿科技集团有限公司北京100013

纳米比亚铀矿资源十分丰富,被誉为“战略金属储备库”,其中白岗岩型铀矿更是铀矿中最主要的类型,成矿潜力巨大,主要受构造、岩性和地层控制,部分矿床还受后期热液活动的叠加改造。在6类白岗岩及Salem型等花岗岩中,赋铀白岗岩仅为D型和E... 详细信息

纳米比亚铀矿资源十分丰富,被誉为“战略金属储备库”,其中白岗岩型铀矿更是铀矿中最主要的类型,成矿潜力巨大,主要受构造、岩性和地层控制,部分矿床还受后期热液活动的叠加改造。在6类白岗岩及Salem型等花岗岩中,赋铀白岗岩仅为D型和E型两种白岗岩,主要是由于非矿化白岗岩或花岗岩形成于D_(3)期间或之前,而矿化白岗岩是由富铀基底深部重熔而形成的,产于D_(3)构造变形及穹隆构造之后,两者的物质来源不同。千岁兰深大断裂是白岗岩型铀矿活化迁移的通道,穹隆、NNE向韧性剪切带及褶皱等构造膨大变异部位为矿化白岗岩的侵入提供了充足的就位空间。另外,赋铀白岗岩常以网脉状、脉状侵入罗辛组大理岩和可汗组片麻岩、卡里毕比组大理岩和卡塞布组黑云母片岩,在侵入过程中,岩浆与罗辛组或卡里毕比组大理岩发生脱碳反应,致使二氧化碳含量增加,岩浆易于沸腾,促进铀沉淀富集。就后期热液而言,在靠近断裂破碎带等部位,矿化白岗岩明显发生强烈的热液蚀变,使得铀矿化品位显著增高,可见局部存在后期热液的叠加富集。因此,白岗岩型铀矿的成矿作用大体划分为原始岩浆的结晶分异作用、后期热液的叠加富集作用和表生氧化淋积作用3个期次。

关键词：白岗岩型铀矿铀成矿作用成矿机理达马拉造山带纳米比亚

鄂尔多斯盆地南缘彬县地区水文地球化学及铀成矿作用特征

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地质通报 2017年第4期36卷 503-510页

作者：张字龙范洪海贺锋刘红旭贾立城衣龙升杨梦佳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北京100029

水文地质作用是砂岩型铀矿成矿过程中不可缺少的重要作用之一。通过陕西彬县地区水文地质条件和水文地球化学环境分析,将中新生代地层地下水划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水和碎屑岩类裂隙水3种类型。根据地下水的补给、径流... 详细信息

水文地质作用是砂岩型铀矿成矿过程中不可缺少的重要作用之一。通过陕西彬县地区水文地质条件和水文地球化学环境分析,将中新生代地层地下水划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水和碎屑岩类裂隙水3种类型。根据地下水的补给、径流、排泄条件,划分出水交替强烈带、水交替缓慢带和水交替滞缓带3个不同的水动力分带。不同类型地下水的含铀性、不同分带铀的运移和富集特征,以及酸、碱性地下水对围岩蚀变与铀成矿的作用表明,中侏罗统直罗组砂岩含矿含水层中铀成矿主要经历了沉积成岩时期铀的预富集作用、古地下水的后生改造叠加成矿作用和深部油田水的还原成矿作用,铀成矿作用为复合成因类型。

关键词：水文地质砂岩型铀矿地球化学铀成矿作用

巴音戈壁盆地构造演化对砂岩型铀成矿作用的制约

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矿物岩石 2019年第4期39卷 41-48页

作者：田玉川中国地质大学(北京)地球科学与资源学院内蒙古矿业(集团)有限责任公司

巴音戈壁盆地为中国北方重要的中新生代产铀盆地,盆地内发现多个铀矿床。通过研究发现,盆地构造演化与盆地内铀成矿作用的关系密切。盆地的构造演化可划分为早白垩世巴音戈壁-苏红图断陷期,该期形成盆地铀成矿的主要目的层巴音戈壁组上... 详细信息

巴音戈壁盆地为中国北方重要的中新生代产铀盆地,盆地内发现多个铀矿床。通过研究发现,盆地构造演化与盆地内铀成矿作用的关系密切。盆地的构造演化可划分为早白垩世巴音戈壁-苏红图断陷期,该期形成盆地铀成矿的主要目的层巴音戈壁组上段,主要为扇三角洲-湖泊沉积,垂向上具有泥-砂-泥的储层结构,有利于层间氧化的发育;早白垩世银根期为断坳转换期,晚期转为坳陷期,主要为河流相沉积,盆地内保存有限;晚白垩世乌兰苏海期,主要为坳陷期,主要发育曲流河-冲积平原沉积。在古近纪盆地发生大规模反转抬升,形成区域剥蚀窗口,有利于成矿流体的运移和后生氧化。盆地内已发现铀矿床的成矿作用与主要的构造热事件密切相关,主要有三期,第一期早白垩世中晚109.7±1.5 Ma^115.5±1.5 Ma,第二期为晚白垩世晚期-古近纪45.4±0.6 Ma^70.9±1.0 Ma和第三期为新近纪12.3±0.2 Ma^2.5±0.0 Ma。矿床成矿作用整体表现为同沉积预富集,后期具有叠生铀成矿的特点。通过构造演化与铀成矿作用关系的研究,对盆地内铀成矿潜力进行了初步评价。

关键词：构造演化铀成矿作用巴音戈壁组巴音戈壁盆地

龙首山成矿带红石泉矿床多期次铀成矿作用探讨

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西北地质 2021年第2期54卷 157-165页

作者：王贵王伟王刚李涛刘涛核工业二○三研究所陕西咸阳712000

红石泉矿床在中国是最为典型的伟晶岩型铀矿床。近几年,通过系统工作,发现红石泉矿床具有多期次铀成矿的特点,不同成矿期形成了不同的矿石、铀矿物和蚀变特征。分别对不同铀成矿作用的拆分研究发现,在中条晚期花岗质岩浆演化到后期形成... 详细信息

红石泉矿床在中国是最为典型的伟晶岩型铀矿床。近几年,通过系统工作,发现红石泉矿床具有多期次铀成矿的特点,不同成矿期形成了不同的矿石、铀矿物和蚀变特征。分别对不同铀成矿作用的拆分研究发现,在中条晚期花岗质岩浆演化到后期形成了富含晶质铀矿的浅肉红色伟晶花岗岩矿石,基本无蚀变,矿体集中于伟晶花岗岩体核部;在海西期含矿热液沿伟晶花岗岩与黑云母斜长片岩接触破碎带发生钠交代成矿作用,形成紫红色伟晶花岗岩矿石,形成沥青铀矿物;矿石发育钠长石化、赤铁矿化、碳酸盐化和绿泥石化等蚀变。因此,伟晶花岗岩体核部以及伟晶花岗岩与片岩接触破碎带可以作为重要的找矿部位。

关键词：铀成矿作用岩浆演化钠交代红石泉矿床

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西南地区黑色岩系铀成矿作用及成因模式探讨

地球科学进展 2012年第10期27卷 1035-1042页

作者：倪师军徐争启张成江宋昊罗超成都理工大学地球化学与核资源工程系四川成都610059 地学核技术四川省重点实验室四川成都610059

西南地区广泛分布黑色岩系,主要分布于上震旦统—下寒武统、志留系、二叠系和三叠系,其中以上震旦统—下寒武统为主,次为志留系。西南地区黑色岩系中分布有众多的铀矿床、铀矿点和铀矿化点,但铀矿床相对较少。西南地区黑色岩系中典型的... 详细信息

西南地区广泛分布黑色岩系,主要分布于上震旦统—下寒武统、志留系、二叠系和三叠系,其中以上震旦统—下寒武统为主,次为志留系。西南地区黑色岩系中分布有众多的铀矿床、铀矿点和铀矿化点,但铀矿床相对较少。西南地区黑色岩系中典型的矿床有四川若尔盖铀矿床(510)、贵州白马硐铀矿床(504)和广西大新铀矿床(373)。这3个富大铀矿床具有许多相似的特点,与深大断裂有关,也与岩性有关,同时还与岩浆—流体活动有关。西南地区黑色岩系沉积和成岩期初步富集较高含量的铀,是西南地区黑色岩系铀成矿的前奏。后期改造作用和叠加成矿的方式及规模,是西南地区黑色岩系中铀矿大矿和富矿形成的必要条件。西南地区黑色岩系中形成富大铀矿需要经过"三部曲":①前奏:沉积作用形成铀含量高值区(铀异常),②改造:浅源流体改造形成铀的再富集(出现铀矿点、小型或中型矿床),③叠加:深源流体叠加和改造形成富大矿(大型铀矿床)。

关键词：矿床成因铀成矿作用重大地质事件黑色岩系西南地区

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花岗岩铀成矿作用的模拟实验

地学前缘 2009年第1期16卷 99-113页

作者：刘正义刘红旭核工业北京地质研究院北京100029

根据花岗岩铀成矿作用的"铀预富集系"和沉淀等理论进行一系列实验模拟。对华南产铀花岗岩及其母岩进行"部分熔融实验",可知其寒武系等下古生界是形成产铀花岗岩重要母岩之一。实验表明,岩浆温度下产铀花岗岩流体(f)与共存相熔体(m)铀分... 详细信息

根据花岗岩铀成矿作用的"铀预富集系"和沉淀等理论进行一系列实验模拟。对华南产铀花岗岩及其母岩进行"部分熔融实验",可知其寒武系等下古生界是形成产铀花岗岩重要母岩之一。实验表明,岩浆温度下产铀花岗岩流体(f)与共存相熔体(m)铀分配系数Kf/m测定值明显铀强烈趋向熔体,不断重熔会使花岗岩更富铀。岩浆结晶过程中流体(f)与结晶熔体(c)铀分配系数Kf/c随结晶作用加强而增长,说明对形成热液铀矿床有利。岩浆结晶过程中晶体与晶体共存相间铀的分配系数中,以含铁物质与铀矿物共存相间铀的分配系数为最大。此结果与产铀花岗岩含晶质铀矿,黄铁矿含铀较高,黑云母结晶捕获一定量铀的地质事实相一致。成矿前的"前提蚀变"阶段的铀活化实验得出,黑云母在白云母化时铀释出约达3%～30%;花岗岩白云母化过程中,全岩将有30%～60%的铀释出。在花岗岩白云母化时锆石迁出铀可达1.4%～21%。晶质铀矿在花岗岩白云母化时发生崩解和部分溶蚀,实验得出转入溶液的w(U)为(1.04～1.30)×10-6。大量水-岩反应的热液实验表明,在封闭体系统的溶液中,随压力(pH2O)降低,产铀花岗岩中的铀溶解增加(最高可增达2～3个数量级),从而打破了"压力降低铀沉淀"的一般传统说法。对热液铀矿成矿机理进行多次实验取得如下新认识:(1)适度脱碳酸(或脱CO2)对铀沉淀有利;也可使铀-硅-碳酸盐体系中的"铀-硅分离"沉淀;(2)成矿溶液"pH显著降低(落差)"是铀沉淀几大因素中的关键。这些实验结果证实和发展了"地层、岩石等预富集系"理论,并有重要找矿意义。

关键词：花岗岩铀成矿作用部分熔融分配系数活化迁移成矿机理模拟实验