伊犁盆地南缘乌库尔其-蒙其古尔地区砂岩铀矿地质特征与成因分析

论文摘要

伊犁盆地是我国第一个发现砂岩型铀矿、也是最早成功进行地浸采铀的矿区。自上世纪90年代以来在盆地南缘相继发现了512、511、513、510等一系列大型铀矿床。目前已成为我国最重要的砂岩铀矿基地之一。矿化赋存于中下侏罗统水西沟群含煤碎屑岩建造中,最主要赋存于V旋回中。二十多年来,关于该区铀矿特征、成矿规律等方面已做了较多的工作,基本上认为与中亚砂岩铀矿特征相似,属于局部层间氧化带型。近几年来重点勘探和发现了伊犁盆地南缘乌库尔其隆起阔斯加尔地区VII2新层系铀矿,规模较大;它是否与以前发现的V旋回等层位的铀矿特征一致或是一种新类型?因此,在这种背景下,重点以阔斯加尔地区VII2新层系铀矿为对象,适当兼顾蒙其古尔地区其它层系进行了相关研究。在分析铀矿床分布时空特征的基础上,针对层间氧化带开展岩石学、元素地球化学、包裹体地球化学及动力学、稳定同位素地球化学等方面的测试和工作,旨在揭示盆地南缘砂岩型铀矿化的基本特征,探讨其成因。（1）研究了铀矿床的基本特征,认为其为典型的层间氧化带矿化类型。矿化层位为西山窑组的第VII旋回上段（VII2）,分布于氧化-还原过渡带中、受氧化带前锋线控制;氧化带规模有限,为局部层间氧化带型。氧化带砂岩显氧化的黄色或部分红色调,主要蚀变为褐铁矿化;地球化学特征是高Th/U和Fe3+/Fe2+比值,低有机碳（orgC）和总硫（∑S）。过渡带特点是有机碳（orgC）、总硫（∑S）含量较高,尤其是U含量最高;且富Re、Mo、V、Co、Zn等微量及伴生有益元素;发育碳酸盐化、粘土化、黄铁矿化等蚀变,铀矿物主要是沥青铀矿。还原带以正常沉积的灰色砂岩为主,其有机碳（orgC）、总硫（∑S）含量较高且Fe3+/Fe2+比值较低。上述认识,基本上确认了阔斯加尔地区VII2新层系铀矿与盆地南缘V旋回等以前主要层系铀矿化相比,无论从氧化带的空间分布、蚀变矿物分带还是特征地球化学指标等方面,均具有明显的相似性。这说明盆地南缘系列铀矿化（509、511、512等）成因和特征相同,只不过是层系不同。也说明了伊犁盆地南缘砂岩铀矿具有多层系特点,因而具有较大的勘探潜力。（2）研究了成矿流体作用的性质和特点。由方解石胶物及石英裂缝增生边中包裹体的测试可知,流体作用以低温为主、少部分中低温为特征;通过中PH、EH值的测试和计算,结合蚀变矿物特征,认为氧化带流体性质主要是酸性氧化、过渡带为还原和弱酸-弱碱性、还原带则为正常的还原性流体作用主。因此,可以认为矿化的基本机制应该是一个氧化-还原的地球化学原理。（3）充分应用了目前较为先进的原位微区分析技术进行稳定同位素示踪及测年,深化了流体性质和成矿机制的认识。原位微区黄铁矿观察发现研究区含矿目的层中发现铀-黄铁矿伴生关系主要有自形立方体状或胶状、颗粒状或草莓状、矿物颗粒溶蚀坑内的黄铁矿、颗粒孔隙间呈胶状的黄铁矿等产状类型。黄铁矿原位微区S同位素测试,成矿期δ34S以明显的负值为特征;非成矿期δ34S分布范围较广,从-36.16‰51.19‰均有分布;S同位素的这种分布特征指示成矿作用与生物作用及有机质流体作用有关。沥青铀矿的原位微区SIMS年龄表明,该区成矿年龄较新,主要为中新世中期（13.8±3.0Ma）,其次为更新世（1.678±0.35Ma）;与盆地南缘新构造运动有较好的耦合性。（4）综合分析研究了本区铀矿床的基本形成过程和成因特点。在铀矿床基本特征、流体作用、盆地南缘构造演化、矿化时代、以及蚀变产物流体的H-O同位素和原位微区黄铁矿S同位素示踪等基础上,认为盆地南缘斜坡带形成以及中新世、上新世末-早更新世、中更新世等时期的差异性隆升剥蚀,携带蚀源区铀源的大气降水层间地下水进入侏罗系水西沟群目的层中,这种含铀含氧及常温-低温为主的地下水流体作用形成了层间氧化带;在地层中微生物作用、煤屑有机质、部分油气还原剂的作用下,形成了本区的层间氧化带型铀矿床。因此,本区铀矿床基本成因特点为层间氧化带型,基本成矿机制以常温-低温地下水流体作用及微生物等有机质作用为特色。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 选题依据与意义
•   1.2 研究现状及存在问题
•     1.2.1 砂岩型铀矿研究现状
•     1.2.2 研究区铀矿床研究现状
•   1.3 研究思路与内容和方法
•     1.3.1 研究思路
•     1.3.2 研究内容与方法
•   1.4 完成工作量
•   1.5 取得的主要认识与成果
• 第二章 区域地质背景
•   2.1 大地构造背景
•   2.2 盆地演化和构造单元
•     2.2.1 盆地演化
•     2.2.2 构造单元划分
•   2.3 区域地层
•     2.3.1 基底
•     2.3.2 盖层
• 第三章 矿区地质概况
•   3.1 地质背景
•   3.2 铀矿化特征
•   3.3 多种能源成藏（矿）特征
• 第四章 铀矿床地质特征
•   4.1 容矿地层及沉积环境
•     4.1.1 容矿地层
•     4.1.2 沉积环境及物源
•   4.2 矿石物质成分
•     4.2.1 岩石学特征
•     4.2.2 微量元素特征
•     4.2.3 矿石矿物特征
•   4.3 层间氧化带地球化学分带特征
•     4.3.1 空间分带性及伴生元素
•     4.3.2 特征地球化学指标
•     4.3.3 砂岩粘土蚀变
• 第五章 铀矿床成因分析
•   5.1 流体作用及其地球化学性质
•     5.1.1 流体的后生蚀变作用
•     5.1.2 流体包裹体特征
•     5.1.3 流体组分及性质
•   5.2 原位微区黄铁矿S同位素
•   5.3 矿床成因综合分析
•     5.3.1 中新生代构造变动
•     5.3.2 矿床成矿年代学
•     5.3.3 矿床成因讨论
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 程相虎

导师: 吴柏林

关键词: 砂岩型铀矿,伊犁盆地,新层系,流体,稳定同位素,矿床成因

来源: 西北大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,矿业工程

单位: 西北大学

分类号: P619.14

总页数: 88

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