發(fā)布時(shí)間：2020-07-20 20:39

【摘要】：鈾是一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)重要的礦產(chǎn)資源,根據(jù)國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)報(bào)道,全世界已探明的鈾資源產(chǎn)量中,砂巖型鈾礦礦產(chǎn)資源量僅次于不整合帶型鈾礦,居于世界第二位。近年來在鄂爾多斯盆地發(fā)現(xiàn)一系列的砂巖型鈾礦,極大地解決了我國鈾資源短缺的問題。然而關(guān)于砂巖型鈾礦成礦機(jī)理研究尚不成熟,主要爭議集中在成礦物質(zhì)來源、鈾遷移和富集成礦機(jī)制等諸多方面。本文選取鄂爾多斯盆地研究程度相對(duì)較低的雙龍地區(qū)砂巖型鈾礦為研究對(duì)象,從構(gòu)造背景、礦物蝕變特征、地球化學(xué)等方面入手,探討物質(zhì)來源、熱液來源及遷移機(jī)制、沉淀機(jī)制、礦物組合成因和元素遷移、分異過程,并統(tǒng)計(jì)全球砂巖型鈾礦的時(shí)空分布和成礦規(guī)律,結(jié)合全球氣候環(huán)境的變化,揭示砂巖型鈾礦的成因。主要取得以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí):1.鑒于前人對(duì)砂巖型鈾礦成礦物質(zhì)來源問題研究較為薄弱,本文建立了一套完整的追蹤沉積碎屑和成礦物質(zhì)來源的分析方法,并可通過模擬計(jì)算分析物源區(qū)供源能力,本方法有推廣性和通用性。研究表明鄂爾多斯盆地南部雙龍地區(qū)砂巖型鈾礦成礦物質(zhì)來源可能并非前人的推測來自于盆地南部秦嶺巖體,而是來自于盆地西北部阿拉善地塊,該地區(qū)有較強(qiáng)的供鈾能力。2.通過對(duì)不同類型黃鐵礦的S同位素以及Co、Ni微量元素的分析表明熱液成因黃鐵礦與鈾的富集有密切關(guān)系,該礦床為熱液成因礦床;通過對(duì)全巖微量元素研究,鈾的遷移很可能為碳酸鹽熱液,這與過渡帶流體包裹體的主要成分為CO_3~(2-)、HCO_3~-等的特征相吻合,表明該期流體為礦化熱液;通過收集前人的研究數(shù)據(jù),流體包裹體H、O同位素表明熱液的來源為大氣降水與巖漿后期熱液的混合,顯微測溫結(jié)果表明熱液為80-200℃的低溫?zé)嵋?熱液pH范圍約束鈾的遷移形式為[(UO_2(CO_3)_3]~(4-)。因此熱液來源及鈾的遷移機(jī)制為:高氧逸度的大氣降水混入了巖漿后期熱液,形成了高氧逸度碳酸鹽質(zhì)低溫?zé)嵋?低溫?zé)嵋簩O_2~(2+)以及賦存在礦物中的U氧化為[(UO_2(CO_3)_3]~(4-),并攜帶這些U遷移。3.過渡帶中方解石C、O同位素特征(-12.4-8.3‰和13.0-15.1‰)和含CH_4油氣包裹體證據(jù)表明,碳酸鹽富鈾低溫?zé)嵋菏艿接袡C(jī)質(zhì)的還原作用,研究表明有機(jī)質(zhì)對(duì)鈾的沉淀起到了關(guān)鍵性作用:(1)有機(jī)質(zhì)自身反應(yīng)和烯烴等物質(zhì)氧化還原反應(yīng)過程產(chǎn)生大量的CO_2,有利于鈾的活化;(2)有機(jī)質(zhì)本身以及反應(yīng)產(chǎn)物CH_4、NH_3、H_2、H_2S等氣體都能將六價(jià)鈾還原為UO_2沉淀;(3)有機(jī)質(zhì)對(duì)鈾有較強(qiáng)的吸附作用,提供了鈾的預(yù)富集,為鈾的緩慢反應(yīng)提供了源源不斷的供給;(4)熱液流體停止之后,有機(jī)質(zhì)仍源源不斷的散逸,即使在地表強(qiáng)氧化的條件下也能為鈾的礦化提供還原環(huán)境,形成鈾礦化的天然屏障。4.在鈾礦形成的過程中,由于大氣降水、熱液流體、有機(jī)質(zhì)、地下水等多重流體的作用導(dǎo)致了氧化帶、過渡帶和還原帶中元素遷移和分異,并形成新的礦物組合,這些變化直接或間接地對(duì)鈾礦的形成起到了一定的作用。5.通過全球統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)砂巖型鈾礦成礦時(shí)間的規(guī)律與地球大氧化事件和生物大滅絕等重大地質(zhì)事件有密切的相關(guān)性:在2.3 Ga大氧化事件之前,由于低的氧氣濃度,鈾無法被氧化遷移,因此無法形成可觀的礦床。2.3 Ga之后,大氣中O_2含量達(dá)到可以活化鈾的條件,這時(shí)控制砂巖型鈾礦的主要因素轉(zhuǎn)變?yōu)檫�原條件,在500 Ma之前,由于地球上生命活動(dòng)較為微弱,地球上很難導(dǎo)致區(qū)域性還原環(huán)境,因此這個(gè)階段砂巖型鈾礦也很少。進(jìn)入500 Ma之后,地球上有機(jī)質(zhì)含量大幅度升高,特別是幾次生物大滅絕事件,導(dǎo)致地球生物遺體的大規(guī)模沉降,同時(shí)生物滅亡造成水體中氧含量降低,這就為鈾的沉淀提供了良好的環(huán)境條件,導(dǎo)致鈾在這個(gè)時(shí)期大規(guī)模成礦。中生代開始,鄂爾多斯盆地發(fā)育封閉的湖盆體系,自盆地西北部鈾背景值較高阿拉善巖體,提供了鈾的來源;此時(shí)地球處于第二次大氧化事件之后,大氣中含有較高含量的O_2,且這個(gè)時(shí)期整個(gè)華北處于干旱-半干旱的環(huán)境中,剝蝕區(qū)處于強(qiáng)烈的物理風(fēng)化條件下,這些因素都利于鈾的活化;中生代晚期燕山運(yùn)動(dòng)造成的深部的碳酸鹽熱液沿?cái)嗔亚秩氲降貙又腥?與大氣降水混合形成高氧逸度低溫?zé)嵋?攜帶六價(jià)鈾遷移;在三疊系晚期大滅絕事件中,地層沉積了大量的生物遺體,形成廣泛沉積的有機(jī)質(zhì)層,白堊系這些有機(jī)質(zhì)沿構(gòu)造裂隙自下而上的運(yùn)移導(dǎo)致了鈾的富集;地表水等的流體動(dòng)力導(dǎo)致含鈾熱液與有機(jī)質(zhì)不斷混合反應(yīng),將六價(jià)鈾還原成四價(jià)鈾,并在直羅組地層沉淀富集成礦。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P619.14
【圖文】：

我國仍是一個(gè)鈾短缺國家，那就勢必需要我們地質(zhì)學(xué)的工作者繼續(xù)努力，爭取在勘查鈾礦這一領(lǐng)域這一領(lǐng)有新的突破，而砂巖型鈾礦因其勘查和研究程度并不高，首當(dāng)其沖是我們的首選目標(biāo)。鄂爾多斯盆地是我國重要的能源基地之一，其豐富的油、氣、煤、鈾資源為中國近些年來的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。鄂爾多斯盆地有數(shù)十個(gè)以上的大型砂巖型鈾礦，特別是在盆地東北緣東勝鈾礦，是鄂爾多斯盆地著名的鈾礦，引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，并針對(duì)其構(gòu)造背景、巖石礦物、地球化學(xué)、同位素等多個(gè)方面進(jìn)行了研究，總結(jié)得出了很多結(jié)論，但仍有一些問題沒有得到解決。目前較為廣泛被接受的模型如下（圖 1.1），大氣降水通過剝蝕地表，攜帶盆地周圍高鈾花崗巖提供的鈾，進(jìn)入地層在合適的位置還原成礦。但其中尚存在很多未解決的問題，如高鈾花崗巖能否提供足夠的鈾源，大氣降水是什么性質(zhì)的流體，為什么可以攜帶鈾遷移等。

圖 2.1 鄂爾多斯盆地演化改造與主要地質(zhì)事件以及成礦作用時(shí)序綜合對(duì)比圖（據(jù)劉池洋 等，2006 修改） 2.1 Comprehensive comparison diagram of Ordos Basin evolution and transformation with major geological events and mineralization time series (maccording to Liu et al.，2006)

第 2 章 雙龍地區(qū)成礦地質(zhì)背景及礦床地質(zhì)特征其中最主要的三和四階段，這一階段是盆地接受沉積最主要的階段，對(duì)盆地的形成有重要的影響。從寒武世早期到奧陶世，鄂爾多斯盆地沉積了淺海相碳酸鹽巖和潮坪沉積物，形成了白云巖，鮞粒泥晶灰?guī)r和細(xì)粒碎屑沉積巖，厚度約 300－600 米（Yanget al.，2005）。從中奧陶系晚期開始，鄂爾多斯盆地開始發(fā)生一系列的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，由于華北地臺(tái)加里東運(yùn)動(dòng)，盆地發(fā)生了構(gòu)造隆升。

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5 張振強(qiáng);松遼盆地南部上白堊統(tǒng)地浸砂巖型鈾礦成礦條件研究[D];東北大學(xué);2006年

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