华南花岗岩型铀矿成矿元素运移及沉淀机理研究综述

对热液成因脉型矿床为主的华南花岗岩型铀矿床成矿地质特征、含铀热液的流体来源、铀的迁移及沉淀机理研究状况进行了综述。含铀热液的大气降水是主要来源,次为幔源流体;铀的迁移形式和过程与铀在自然界的赋存状态有关,在含铀热液中铀主要以碳酸铀酰络合物和氟化铀酰络合物形式迁移,在氧逸度低的幔源流体中,铀可能以四价卤素元素络合物形式迁移;铀的沉淀与含铀热液物理-化学条件的改变有关,主要沉淀机制包括:温度和压力的快速降低、含铀热液浓缩作用及流体混合作用、幔源物质加入。对华南某一类型花岗岩型铀矿而言,可能是某一种沉淀机制发挥了主导作用,但这种沉淀机制不是惟一的,往往是多种沉淀机制相互叠加作用的结果。     

铀矿地质样品的稳定同位素组成测试方法

介绍了铀矿地质进行稳定同位素组成分析时,所需样品的种类和用量,以及测定C、H、O、S、N、Si同位素组成的离线方法和连续流(在线)方法。利用稳定同位素组成研究岩石、矿物成因及物质来源时,样品应选择无后期改造的适量矿物或岩石。利用矿物对研究成岩、成矿温度时,样品要选择同一时代的共生矿物对,样品新鲜且无后期改造。离线方法分析的同位素组成测试种类包括:不含氧矿物包裹体中水、硅酸盐、氧化物、硫酸盐中氧、硫化物及硫酸盐、全岩中硫,碳酸盐矿物中碳、氧,不含碳的矿物包裹体中碳,硅酸盐或含硅矿物中硅。在线方法分析的同位素组成测试种类包括:石英包裹体中氢,水的氢、氧,碳酸盐及碳酸盐胶结物中碳、氧,溶解无机碳中碳,有机质中碳、氮,水中硝酸盐氮,烃类样品中碳、氢。     

韩国Youngdong地区Samhwanghak侏罗纪中温热液金矿化:论成矿热流体地球化学条件

Youngdong地区的Samhwanghak侏罗纪(166±2Ma)脉状金矿床是韩国中温热液金矿床的一个实例。矿床由含金的、但相对贫硫的块状石英脉组成,产出在前寒武纪的含石墨副片麻岩的剪切带中。 通过对先于金、硫化物沉淀的脉石英流体包裹体研究,划分出三种流体包裹体类型:(1)CO_2-CH_4流体;(2)低盐度的H_2O-CO_2—CH_4流体;(3)含少量CO_2的水溶液流体。第二类包裹体主要为原生包裹体,并代表了由大量流体分离形成的早期不混溶流体,其形成温度为480～220℃,压力大于2×10~8Pa,初始热液流体在温度410～480℃时接近临界状态,成分上是均匀的,其X_(co_2)+CH_4=0.45,(Xco_2:=0.14),盐度=9wt%当量NaCl。第三类包裹体明显是次生的,代表了在温度降低(低于 370℃),压力下降(=1xl0~8,Pa),第二类流体大量分离形成的流体,但也包含深循环大气降水。 热力学计算表明热液流体演化是:在接近黄铁矿一磁黄铁矿硫化物曲线处,硫逸度随温度降低而 逐渐降低;氧逸度主要受石墨一流体相互作用的控制;pH值接近中性;温度和氧逸度关系表明热液流 体最初来自附近S型岩浆——中侏罗世的Kimcheon花岗岩。金在340一240℃时从后来的水溶液中 沉淀,是热液体系冷却和硫活度减小所致。 热液硫的护4S接近2%。表明热液硫主要来自钦铁     

缺氧沉积岩——PGE富集的重要环境

近几年来,缺氧沉积岩和变质岩已作为铂族元素(Platinum Group Elements,PGE)富集的容矿环境。在许多文章中报道了中国、加拿大和波兰海相富金属黑色页岩中PGE的大量工业富集,含矿层厚度很薄,但有时在横向上分布很广,与陆内裂谷的构造演化有联系,但无任何岩浆活动。根据分析,作者提出了PGE的复杂组合形式。研究表明,缺氧沉积岩中的PGE富集特征与其他热液PGE矿床的特征具有很多共同点。 然而,捷克和芬兰两地产于火山裂谷中的海相富金属黑色页岩中的PGE含量较低,矿化层厚度大,但水平延伸不远,表明其与火山活动中心有密切联系。低Ni/Cu比值和(PGE+Au)的球粒陨石标准化模式与某些镁铁质、超镁铁质岩中的岩浆PGE矿床类似。 在裂谷和火山裂谷中,有机质对富金属黑色页岩中PGE的富集起了很重要的作用。     

中国铀矿床同位素地球化学特征(英文)

中国铀矿床大多产于地槽褶皱带和活化区地质背景中,以热液铀矿床占主导地位。铀矿床的成矿时代集中于中生代末、新生代初,即白垩-第三纪时期,在时间和空间分布上具有相对集中的特点。根据铀-铅同位素体系演化原理论证了铀的活化成矿观点;根据地质体中铀的丢失和异常初始铅判别铀源及评价成矿远景。轻稳定同位素地球化学研究,表明成矿溶液中硫、碳同位素组成与含矿岩石的性质有关,“就地取材”特征表现非常明显;氢、氧同位素地球化学表明中国热液脉型铀矿的成矿溶液来源有三种情况,即岩浆热液和大气降水相混合,主要来源于大气降水及变质水和大气水相混合。     

俯冲作用与铀矿省

板块构造在铀矿地质中的作用可以从铀的循环得到证实。随着洋壳俯冲下去的铀比通过俯冲地壳的部分重熔而重新得到偿还的铀要多得多。铀循环的这种逆转,大约发生在2 500Ma以前,即从太古代到元古代的转变时期,是随着上地幔循环对流(板块构造活动)的开始而发生的。这种逆转已被许多地球化学和同位素的证据所证实。铀矿省就在同一时期开始形成。据认为,地幔中过剩的铀和大离子亲石元素伴随着积存在俯冲板块上部地幔楔中的地幔分异流上涌而释放到地表。这种作用导致地幔上窿,在地幔上窿的地壳就是主要的铀成矿省。许多铀成矿省的构造格局符合此种模式。意大利中部的富铀金属成矿省同更新世过钾火山岩伴生,它对研究铀矿省的形成过程是一个很好的实例。在这种成矿省中,可以对交代供给地幔的元素,以及由于地幔交代流的上涌而提供给浅部岩浆房和主岩的元素进行计算。铀、钍、铷、铯、锂、轻稀土、钼、锶、钡、锑、汞、硼、砷等被富含C-F-Cl-S成分的水流体带到上部地壳,形成大量的元素富集。只有这些元素出现在过碱火山岩带切割特有组份的地幔穹部位时,才形成金属成矿省。铀矿床富集在火山-沉积盆地,明显受浅部的含水层所控制。它们的成因曾被认为是表生的砂岩型矿床,矿石通常具单矿物低品位的特点,与泥质岩层中的白铁矿伴生。但在有些情况下,它同高含量的Ni,Cu,Cr,Co,As伴生。这些组合是典型的元古代《不整合脉型》,《层状》和《层控型》矿床的特征。本文将讨论这些矿床与意大利更新世矿床之间的构造类比。     

粤北棉花坑铀矿床深部矿体矿化剂CO_2来源探讨

棉花坑铀矿床是我国华南重要的大型花岗岩型铀矿床,该矿床碳酸盐化与铀矿化关系密切,本研究对棉花坑铀矿床深部矿体不同期次的方解石进行碳、氧同位素分析。该矿床矿前期、成矿期、矿后期都发育方解石,从早到晚,方解石的δ~(13)C_(PDB)值有明显降低的趋势,而δ~(18)O_(SMOW)值矿前期最低,成矿期与矿后期方解石的δ~(18)O_(SMOW)值变化范围与平均值相似。棉花坑矿床矿前期方解石δ~(13)C_(PDB)为-4.9‰~-6.0‰,平均值为-5.5‰,与幔源的CO_2的碳同位素变化范围和平均值相似,而成矿期与矿后期由于CO_2发生脱气作用引起同位素分馏而降低,表明该矿床成矿流体中的碳来自地幔去气作用,方解石的δ~(13)C_(PDB)-δ~(18)O_(SMOW)组成呈负相关关系,进一步证实棉花坑铀矿床成矿流体中CO_2矿化剂由地幔去气作用形成。     

相山矿田邹家山铀矿床钛铀矿地球化学特征及其成矿意义探讨

相山矿田邹家山铀矿床发育细小板柱状半自形-自形钛铀矿。应用显微镜、电子探针、LA-ICP-MS等分析手段,对邹家山矿床铀矿石中的钛铀矿开展化学成分特征研究,结果认为:钛铀矿具有较为稳定的U、Ti含量和Ti/U比值,钛铀矿的发育表明酸性成矿流体存在中高温阶段;钛铀矿富集U、Ti、K、Fe、Al、Ca、Pb、Zr、F、Y、Th、Yb、REE等元素,尤其富集Th、REE和Y,显示REE、Th、Y等元素与钛铀矿共沉淀,为钛铀矿快速结晶所形成,REE以类质同像形式赋存于钛铀矿中;钛铀矿稀土配分型式为轻稀土略富集、重稀土富集的平坦型,Eu中等负异常,指示铀成矿流体富含Cl、F、CO_2等挥发份,REE、U、Th、Y等元素主要以碳酸盐、氯化物和氟化物型络合物形式迁移;钛铀矿中稀土元素含量、配分型式与围岩存在显著差异,表明REE、U、Th、Y等元素不是来源于相山火山岩或其岩浆分异热液,也不是由基底变质岩、基性岩脉浸出,而主要来源于深部富铀地质体在地幔岩浆、热流体作用下部分熔融所形成的岩浆和(分异)热液,不排除部分来源于地幔。     

西秦岭南亚带的碳硅泥岩型铀矿

西秦岭南亚带的碳硅泥岩型铀矿是我国内地发现的矿化独特且很有发展远景的铀矿类型。矿化沿一定层位分布,产于硅岩层和硅灰岩透镜体中。矿体呈似层状、透镜体状和不规则脉状,受断裂构造的制约。矿石分为块状和砂状两种,且具有不同的矿物组成和元素组合特征。研究表明,成矿物质主要来源于含矿地层本身。成矿环境具有中低温、浅成特点。成矿作用历经了含矿层沉积成岩形成铀的初步富集;多次构造活动伴随地下热液作用形成铀的工业富集;矿体经氧化剥蚀及淋滤作用而被改造,局部发生次生富集的三个阶段,矿床在成因上属于以地下热水溶液成矿为主导的复成因,主要成矿时期发生在燕山晚期和喜山期。根据地质构造条件和矿床保存条件,提出了在研究区进一步深入找矿的方向。     

气成岩型金矿床

金可以产在氧化物、碳酸盐或硫化物相含铁建造中。气成成因的矿床含有大量的金。沿表生沉积带含有一种“流矿”,是含金似硅华物质,代表喷气作用形成的脉体,分布于条带状含铁建造层内。热卤水能够把大量的金和其他金属呈可溶的络离子搬运到地面上去,循环液可以在沉积后不久从条带状含铁建造中淋滤出金。在脉体附近使金再次沉淀下来或者把它带到海底。在任何地质事件中,金和带状含铁建造总是具有相关性。     

乌克兰地盾的金矿床

乌克兰前寒武纪金矿床可以划分为三种成因类型,第一种是近第聂伯流域中部所特有的类型,与绿岩构造的形成和改造有关;第二种分布于乌克兰地盾中部,与晚太古代-早元古代碎屑岩层中金的再分配有关;第三种产于波布热中部,形成于地壳-上地幔分界线处的早-晚元古代成矿构造中。 矿床的成矿作用具有多期的特征,发生在很宽的温度(500～50℃)范围和压力(260～60MPa)条件下。在再分配作用(2900～400Ma)中,金产生自纯并提高了成色。金的聚集是不连续的,与构造-交代活化作用密切相关。 在自然金和含金矿物(硫化物、石英、角闪石)中的杂质矿物有辉铋矿、赤铜矿、自然铜、辰砂、辉银矿、螺状硫银矿、雌黄、辉铁镍矿、金红石、磁铁矿、硒铊银铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉铜矿、磁黄铁矿、辉锑矿、斜磁黄铁矿、白铁矿、毒砂、银和铀矿物——水磷铀矿和钛铀矿。矿物和气液包体的硫、氧、氢同位素研究说明流体起源于变质-岩浆成因的热液。 综合地质、地球化学、矿物学和同位素-地球化学的研究,拟定了一个金矿成因的理论模式,提出了前寒武纪各种构造-地质环境中金的找矿准则,并预测可能出现新的成因类型。地质普查工作的成果表明,在乌克兰地盾地质建造的含金性高,可望扩大金矿物原料基地。     

流体的混合和沸腾对浅成热液矿床石英和方解石同位素组成的影响

在含金银的浅成热液脉状矿床中,热水的混合和沸腾导致溶液温度下降和溶质离子浓度的变化,被认为是这种矿床矿物沉淀的一个基本机制。根据沉淀矿物的同位素组成可以判断热水的来源、溶液的化学性质和矿物的形成温度。沸腾的热流体温度高于100℃时,热流体氧同位素的变化是不明显的。沉淀矿物的同位素组成分晶效应也小。深部热流体与低温浅成水混合,由于热水的~(13)O/~(16)O比值降低,δ~(18)O值也下降。溶液温度降低同位素分馏效应增大。尽管流体δ~(18)O值因为混合而降低,而沉淀矿物的δ~(18)O值随着温度降低而增加。从串木野矿床所见到的浅成热液矿脉矿物δ~(18)O值来看,不排除流体沸腾的可能性或流体的混合。方解石的碳同位素组成由溶液中含碳组分和温度控制。在近中性和pH值较低条件下,流体沸腾可使沉淀的方解石δ~(13)C突然增加。从串木野矿床的脉状方解石δ~(13)C值可以表明它是在pH值为6—7的条件下沉淀的。     

我国铀矿床类型和地质矿化特征

本文共分三部份,第一,簡述了我国鈾矿找矿的认识过程,第二,比較詳細地描述我国发现的鈾矿类型及其地质矿化特征,鈾矿床类型以花崗岩型、火山岩型、砂岩型和碳硅泥岩型为主。分析了鈾矿床的形成在时間上和空間上与白堊-第三系紅层的密切关系。华南花崗岩鈾矿床其形成是与白堊-第三系古地理气候和燕山运动产生的断块构造有关,使富鈾层位中的鈾产生活化,迁移,而于有利的部位再沉积;第三,把我国已发現的鈾矿床类型,同世界土鈾矿床相比較。我国鈾矿床以花崗岩型和火山岩型热液脉状矿床为主,含鈾层位主要是中新生代、古生代,最老的为震旦亚界的頂部层位,鈾矿化年龄一般小于100百万年。而世界上鈾矿床类型很多,含矿层位有老有新,而尤以前塞武系变質岩最为重要。世界上最著名的石英卵石砾岩型、不整合脉型以及斑岩鈾矿型等均賦存在此层位中。从对比中启示我們今后应加强地質成矿規律的研究,注意同国外已知类型进行类比,积极扩大已知类型的远景,探索新类型,以扩大我国鈾矿资源。     

日本核废物处理技术有新发展

【《科技日报》 1 999年 4月 1 4日东京报道】　最近日本原子能研究所发布消息说 ,他们利用碳热还原法在世界上首次将镅的氧化物直接还原成氮化镅 ,把处理核废物的技术大大向前推进了一步。核反应堆使用的燃料一般为铀或钚 ,在它们燃烧后的乏燃料中有大量高辐射物质。其中半衰期在 1 0 0 0年以上的主要是镅、镎等所谓的超铀元素 (TRU) ,所以开发有效处理TRU的技术便成了关键。日本原子能研究所的科研人员使用碳热还原法 ,在氧化镅中加入过量的碳 ,然后在氮气流中加热到 1 30 0℃ ,成功地还原为氧残留量极少的氮化镅。超铀元素镅具有极强…