北萨斯喀彻温的地质和铀矿床

概述本文的目的是提供一些有关北萨斯喀彻温阿萨巴斯卡盆地的地质和矿床背景资料。论述问题包括:①矿床位置和见矿年代顺序;②北萨斯喀彻温的地质概况;③不整合型矿床的成因和研究的成因模式;④阿萨巴斯卡盆地矿床的地质背景、勘探历史、矿化、控矿因素、规模和开拓计划。重点是拉比特湖、科林斯湾和凯湖矿床。     

世界铀矿之最

目前世界上已查实的铀矿床(规模>500 t,品位>0.03%)为692个,其中最富的铀矿产于加拿大阿萨巴斯卡盆地的雪茄湖和麦克阿瑟河。雪茄湖矿床,为一个与不整合面有关的硬岩型铀矿床。找矿工作始于1969年,1981年查证、落实。有2个毗邻的矿体,其中一个平均品位为19.06%,铀储量有89 128 t;另一个平均品位为     

加拿大萨斯喀彻温阿萨巴斯卡盆地中的铀矿勘查——克赖斯蒂湖地区的一个应用实例

动力反应堆和核燃料发展有限公司(PNC)积极地参与了在加拿大萨斯喀彻温阿萨巴斯卡盆地中的若干铀矿勘查计划。阿萨巴斯卡盆地中有许多大的、高品位铀矿床。这些矿床一般无地表显示,均产于和海利克群(Pt)的砂岩和阿菲布群(Pt_1)含石墨的变质沉积作用的基底之间有关的不整合面中。露头出露稀少,地球物理测量,尤其是时间域电磁测量(TDEM),对探测勘探钻孔中导电的岩性是必不可少的方法。     

加拿大不整合面型矿床模式:成矿研究、勘探和矿产资源评价中一个重要组成部分

加拿大不整合面型铀矿床具有世界上最大、高品位的铀矿石。根据对阿萨巴斯卡盆地成矿省的研究,发展了2种模式:区域成矿模式和矿床模式。区域成矿模式是从西茄湖—凯湖和拉比特—伊格尔岬成矿带及Carswell构造得出的,它包括大阿萨巴斯卡内克拉通盆地中的特定岩性和构造控制。矿床在空间上与太古代花岗岩穹隆有关,例如Swanson、科林斯湾和多米尼克—彼得,其两翼为下元古变质沉积岩系,其中含静海沉积岩层。这些基岩被风化层覆盖。它们被阿萨巴斯卡组未受构造变动的沉积岩层不整合覆盖。阿萨巴斯卡组岩石遭受了高温前进成岩作用,接着是退化蚀变。矿床模式是在西茄湖、P2 North、凯湖、科林斯湾和克拉夫湖矿床上观测得到的,推测是高盐度的卤水在氧化-还原前峰沉淀形成的金属和伴生脉石矿物。铀以六价形式迁移,由于还原成四价形式被沉淀。矿化作用主要发生在阿萨巴斯卡不整合面上,部分矿化产在距不整合面不远的基底岩石或盖层中。目前,这些模式已用于成矿研究中,其目的是为了圈定新的勘探靶区:也用于阿萨巴斯卡盆地未勘探地区的矿产远景评价。     

西加湖铀矿床的发现和基本特征

北萨斯喀彻温阿萨巴斯卡地区的西加湖铀矿床是加拿大Cogema有限公司在1981年5月发现的。该矿床没有直接地表显示,位于下元古界(阿菲比亚期)沃拉斯顿群变质沉积岩和中元古界(赫利基亚期)阿萨巴斯卡砂岩之间的不整合面,在地表下410—450m深处。     

1972年的南北美洲铀矿普查简况

在加拿大萨斯喀彻温省的克拉夫湖地区,根据漂砾的线索找到一个高品位的沥青铀矿床。该矿床与阿萨巴斯卡砂岩基底的不整合面有着密切关系。在这方面,它与加拿大的拉比特湖矿床,澳大利亚澳北区的矿床很相似。因此,有着重要的普查意义。在巴西米纳斯日赖斯州的贝洛奥里松特地区,找到了产于元古代基底石英砾岩中的铀矿床。这个重要类型铀矿床的发现,使巴西的大片面积领土成为找铀远景区。     

阿萨巴斯卡盆地的铀矿勘查—以Christie湖区为例

动力炉核燃料事业团(PNC)积极地参与了加拿大萨斯喀彻温州阿萨巴斯卡盆地几个铀矿勘查计划。阿萨巴斯卡盆地有几个大型的高品位铀矿床。这些矿体在地表通常没有显示,空间上同海利克期砂岩和阿菲布期含石墨变质沉积基底的不整合面有关,露头非常稀少。因此,为确定钻孔位置应用了地球物理测量,特别是时间域电磁测量(TDEM)探测传导性岩层是必不可少的,在大于500m厚度的砂岩区成功地圈定出了与铀成矿作用有关的电磁导体。本文介绍了TDEM方法在PNC制定的阿萨巴斯卡盆地东部Christie湖计划中的成功应用。     

阿萨巴斯卡铀矿地质及其与加拿大其他元古代盆地的比较

阿萨巴斯卡盆地自六十年代末经历了大规模的勘探,由此确定该区是世界上重要的含铀区之一。阿萨巴斯卡群是赫利基亚期的,不整合地覆盖在阿菲比亚和太古代的变质岩之上。大多数铀矿床与不整合面、石墨质变质沉积岩、北东向构造、盆地边缘等有着密切的空间关系。关于最后一点,某些Cluff湖矿床是例外。下伏于阿萨巴斯卡群的前赫利基亚岩石划分为6个岩石构造区,已知的铀矿床集中在盆地东南部的Wollaston和Mudjatik。矿体通常在不整合面以下有一个狭窄的高含量带,在上覆砂岩中有一个较宽的低含量的浸染带,所有品位的平均值>1％U_3O_8,已知储量总数超过4亿磅U_3O_8。一些矿床有高含量的其他元素,包括Ni,As,Co,Au。矿体的特征是普遍见有绿泥石和粘土蚀变。对年代相似并具有与阿萨巴斯卡相同地质背景的加拿大其他元古代盆地,还未引起足够的注意。虽然在这些盆地中,已知铀矿化很少与赫利基亚不整合面有关,但是它们可能成为勘探类似于阿萨巴斯卡那样的矿床的远景区。     

加拿大阿萨巴斯卡盆地Maybelle河与Sue C铀矿床特征对比

Maybelle河与Sue C铀矿床分别位于加拿大阿萨巴斯卡盆地两、东部,铀矿化受区域性不整合面和构造控制,蚀变强烈,铀矿化具有明显热液成矿的特征,而且成矿年龄相近.最新的勘查开发结果和研究显示,虽同属于不整合面型矿床大类,但二者存在明显差异.Maybelle河铀矿床基底绿泥石化强烈,矿体正位于不整合面之上;而Sue C矿床Cu含量高于V,且矿体位于不整合面之下,矿体受构造控制更为明显.这些异同点对于进一步认识不整合面型铀矿的特点,并指导勘探实践意义重大,且其差异性又丰富了不整合面型铀矿的成矿模型,开阔了寻找该类型矿床的勘查思路.     

加拿大萨斯喀彻温北部与元古代金、铀和稀土元素伴生的流体事件

加拿大萨斯喀彻温北部元古代阿萨巴斯卡盆地地区拥有世界上最大、最富的铀矿床。铀矿床产在赫德森时期断裂带与阿萨巴斯卡群砂岩和阿菲布群变质沉积岩、太古代片麻岩的不整合面的交接部位上。盆地中氧化的、盆地含铀卤水和沿断裂带上涌的还原的基底流体相混合,约于200℃温度下形成铀矿。根据薄层中观察     

麦克莱恩铀矿床地质

麦克莱思(McClean)铀矿床位于加拿大北萨斯喀彻温省拉比特湖矿山西北11km处(图1),是一个隐伏矿床。它产于阿萨巴斯卡群底部和结晶基底上的风化层中,由七个不同品位和矿物组合的荚状矿体组成。主要矿物相有硫化物、砷化物、“褪色矿物”和赤铁矿相;主要铀矿物有铀石、晶质铀矿和沥青铀矿。     

加拿大萨斯喀彻温P2北铀矿床

P2北铀矿床位于阿萨巴斯卡盆地东南,凯湖铀矿山东北70km处。1988年发现该矿床。初步计算地质储量U_3O_8约为11.8万吨,其平均品位是5％。矿石矿物由晶质铀矿及少量的次生铀矿物、方铅矿、黄铁矿和黄铜矿组成。缺少其他不整合面型矿床常见的钴-镍亚砷酸盐矿物,原生矿化的U/Pb年龄为1521±8Ma,再活化年龄为1348±16Ma。 P2北是典型的不整合面型矿床,矿化产出在同断层石墨基岩单元有关的阿萨巴斯卡不整合面中或附近。然而在具有强烈硅化、缺失粘土蚀变,单铀型高品位矿化方面,该矿床是独一无二的。     

《铀矿普查、勘探实例》第四、五辑计划于1985年出版

加拿大地调局最近出版了“加拿大萨斯喀彻温阿萨巴斯卡盆地铀矿勘探”(Uranium Exploration in Athabasca Basin,Saskatchewan,Canada)一书,由Eion M.Cameron编辑。该书是根据加拿大地调局1979-1982年在核能机构/国际原子能机构阿萨巴斯卡试验区及其附近地区研究的成果编写的。为了研究寻找铀矿床的     

萨斯喀彻温省北部Cigar湖铀矿床的水文地球化学和铀的固定作用

1981年由COGEMA公司发现的13亿年的Cigar湖铀矿床是萨斯喀彻温北部阿萨巴斯卡砂岩内由晶质铀矿-沥青铀矿和硅铀矿构成的大而富的铀矿化。矿化产于450m深度处的砂岩与下伏基底高品位岩石的不整合接触带上。砂岩,特别是它的基底部分为区域含水层,并且由于大范围的裂隙所造成的渗透性,在矿床的所有部位都有地下     

加拿大铀矿床的研究概况

据报道,加拿大对近几年发现的一些铀产地和铀矿床进行了野外和实验室研究。对几个主要铀矿床的矿化过程和成矿的地质环境作了如下的综述: (1)萨斯喀彻温西加湖矿床矿化过程与已报道的麦克莱思湖矿床的矿化过程相类似; (2)最近发现的与类Thelon不整合有关的Boom-rang 湖矿床产出的地质环境与类阿萨巴斯卡不整合有关的矿床的赋存环境相类似; (3)另外一些与安大略省Black Sturgeon湖相类似的矿化产地被限制在受Keweenawan热液活动影响的含铁的变质火山岩区附近的含铀火成岩地区 (4)拉布拉多地槽Otish盆地、拉布拉多中央矿     

加拿大萨斯喀彻温省麦克阿瑟河铀矿床的发现

麦克阿瑟河(McArthur River)P2 North铀矿床位于阿萨巴斯卡盆地东南部,距凯湖铀矿山北东方向70km处。矿化产于阿萨巴斯卡砂岩和经过逆冲的基底石墨变沉积岩中,矿体埋深为500—600m,构造上受座落于石墨质基底岩石上的一个区域性北东向断层控制。在1521Ma的铀矿化事件前后发生了几期热液蚀变,包括硅化、伊利石化、高岭石化、绿泥石化和镁电气石化蚀变。可能与基底石英岩有关的早期硅化作用减少了砂岩的渗透性,并限制了粘土蚀变晕的发育。矿化由晶质铀矿组成,不含其他一些与不整合面有关的铀矿床中常见的钻-镍-砷化物矿物。铀含量大于1×10~(-6)的岩石形成一条通往基岩表面的示踪通道。1980年此地区的矿化砂岩漂砾引起人们注意,在1984—1986年用物探方法固定了区域性电导体,1986年钻探工作在矿床西南4.5km处见到了次经济矿化。在本区继续进行工作确定了与断层崖有关的矿化特征,沿构造部位的进一步钻探,导致1988年下半年发现了P2North矿床。采用了各种物探技术来圈定电导带,并帮助勾画出蚀变分布和基底地质情况,蚀变分布、构造观察和砂岩的岩石地球化学特征也有助于钻孔的布置。沿矿床1700m长大约打了30个直孔,孔距为50—100m,对其进行了验证。1990年底的初步估算表明,矿床储量为90800t,平均品位4％U_3O_8。     

加拿大不整合面型铀矿勘查研究新进展

不整合面型铀矿床是加拿大主要的铀矿勘查类型,其资源产量位居世界铀总产量前列。以加拿大阿萨巴斯卡盆地不整合面型铀矿床为对象,介绍近年来加拿大铀资源勘查概况与研究进展,主要包括成矿流体、含矿构造、蚀变矿物组合、还原沉淀机制和铀成矿年龄等相关结论,希望对国内铀资源勘查工作有所启发。     

加拿大拉比特湖铀矿床中石英和白云石包果体盐水的化学分析

曾经用原子吸收、比色法、中子活化等方法分析拉比特湖铀矿床中自形石英、白云石包果体中组成盐水的离子比例。这些盐水基本上都是成矿溶液,来自阿萨巴斯卡砂岩,由于盐水与基底围岩反应而发生变化。拉比特湖铀矿床位于阿萨巴斯卡砂岩盆地的东部,以前曾对此矿床作过详细描述。尼平(H.D.Knipping)曾发表了拉比特湖石英和白云石气液包果体做为微温度计的研究结果。石英由于含CO_2和碳氢化合物的盐水(相当于30％NaCl重量)溶液,是在160℃及700巴压条件下形成的。晚期的白云石是含不可溶的CO_2气泡的盐水(相当于28％NaCl重量)溶液,在较低的温度(但不低于130℃)条件下形成的。     

加拿大萨斯喀彻温铀矿勘查和开发进展(1992—1993年)

加拿大萨斯喀彻温的铀储量和产量在世界上占有重要地位,目前已探明的铀储量约400 000t,铀生产量约8 500t/a。近年的勘查无重要的世界级发现。麦克阿瑟河的P2N矿床储量由77 000t增加到100 000t,而伊格尔岬矿床的储量则由47 000t减少为25 000t。由于国际铀市场疲软,勘查投入削减,但仍在继续,铀矿开发也在加快,麦克阿瑟河P2N、伊格尔岬,麦克莱恩湖、西茄湖、中西湖和克拉夫湖等矿床将先后在本世纪末以前投产。     

世界著名铀企业——Cameco铀矿地勘新动向

Cameco是世界著名的铀(金)探、采、冶联合企业,公司是最早参与投资与开发举世闻名的加拿大萨斯喀彻温省阿萨巴斯卡盆地中的雪茄湖与麦克阿瑟河铀矿。 自1994年起,Cameco开始热衷于原地浸出铀矿的勘查与生产工作。在1994—1996年连续3a参与美国著名地浸产铀地怀俄明盆地中的多项钻探找矿计划。此外,Cameco的子公司—Geomex也积极参与美国内布拉斯加及其周边地区中的若干地浸铀矿的勘查与开发工作,年获得较好的回报。 CrowButte铀矿是位于美国内布拉斯加州西北面的典型卷状砂岩型铀矿。铀矿卷埋深距地表80—250m