鄂尔多斯盆地西南缘镇原地区砂岩型铀矿元素地球化学特征及地质意义
发布时间：2021-12-17 03:39
通过分析鄂尔多斯盆地西南缘镇原地区下白垩统洛河组含铀砂岩的主、微量元素特征,初步探讨了该区砂岩型铀成矿条件及成矿规律。研究结果表明,研究区下白垩统洛河组铀矿石主要为沥青铀矿（UO2）,含铀砂岩可能来自古老沉积地体或克拉通/再旋回造山带的石英岩沉积物源区。含铀砂岩富集轻稀土（LREE）,亏损重稀土（HREE）,且具明显的Eu负异常,一致的稀土元素特征表明该区成矿围岩具有统一的物源、沉积环境和构造背景。含铀砂岩的V/Cr、Ni/Co、U/Th、V/（V+Ni）比值特征说明,该区铀矿化主要发育于弱氧化—弱还原的过渡环境;其δEu和δCe值均随U含量的增加而增大,反映U元素的富集成矿经历了由氧化向还原环境转化的过程,砂体颜色由浅红色褪色蚀变为灰白色。含铀砂岩中Th、Sc、Co、Mo含量与U含量呈正相关关系,认为Th、Sc、Co、Mo可作为研究区洛河组砂岩型铀矿富集的指示元素。研究区砂岩型铀矿的形成与深部向上逸散的还原性油气流体作用关系密切,油气流体的侵入增加了砂体的还原容量,有利于含铀含氧水中铀离子在氧化—还原过渡带发生沉积富集,形成洛河组大面积的铀异常。
【文章来源】：现代地质. 2020,34(06)北大核心CSCD
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
研究区地质简图(修改自1∶25万平凉幅地质图)
由表2可知,含铀砂岩稀土总量(ΣREE)为42.79×10-6～195.29×10-6,轻稀土含量(LREE)为31.84×10-6～145.11×10-6,重稀土含量(HREE)为9.83×10-6～50.18 ×10-6。稀土元素由于其化学性质相似,在成岩和变质作用过程中基本不分异,分配模式仍与源岩相似,因而可以示踪沉积物物源[26]。球粒陨石标准化稀土元素配分曲线显示(图6(a)),含铀砂岩的稀土配分模式总体较一致,富集轻稀土(LREE),亏损重稀土(HREE),LREE/HREE为2.50～4.56(平均3.57)。样品的δEu值均小于1(0.67～0.98),δCe值均接近于1(0.92～1.05),且具明显的Eu负异常,可推断整个成矿围岩具有统一的物源、沉积环境和构造背景。原始地幔标准化蛛网图显示含铀砂岩总体分布特征基本一致,具有明显的Pb、U正异常和Cr、Ni负异常,以及微弱的Ba正异常和Eu负异常(图6(b))。U含量变化范围较大(13.6×10-6～1 000×10-6)(表3),集中分布于67.4×10-6～400×10-6之间。Th含量为2.07×10-6～11.3×10-6,Th/U值为0.01～0.42。与U伴生富集的元素有Pb(10.9×10-6～45.2×10-6)、Ba(169×10-6～464×10-6)、Mo(0.6×10-6～2.1×10-6)、Co(1.71×10-6～15.7×10-6)、Th(2.07×10-6～11.3×10-6)和Sc(0.3×10-6～8.1×10-6),其中U和Th、Sc、Co、Mo含量具有明显的正相关关系,且当U>100×10-6时正相关关系尤为明显(图7)。图6 鄂尔多斯盆地西南缘镇原地区砂岩型铀矿含铀砂岩稀土元素(a)、微量元素(b)蛛网图(标准化数据自文献[27])
鄂尔多斯盆地目前已发现的砂岩型铀矿赋矿层位包括三叠系刘家沟组、和尚沟组、纸坊组、延长组;侏罗系延安组、直罗组、安定组;白垩系华池组、泾川组[28]。镇原地区铀矿为首次发现于下白垩统洛河组的砂岩型铀矿,主要铀矿石为沥青铀矿(UO2),共生矿物有石英、钾长石、方解石、黄铁矿[15]。沉积岩的地球化学特征是推断沉积阶段古环境和古气候较好的指示剂[13],其中包含一些溶解度明显受氧化还原条件影响的敏感元素及其比值。V/Cr、Ni/Co、U/Th值通常作为最可靠指标来判别沉积环境中底层水体氧化—还原状态。V/Cr、Ni/Co、U/Th值分别为>4.25、>7、>1.25时指示还原环境;<2、<5、<0.75时指示氧化环境;介于二者之间时指示贫氧—次富氧环境[13,29-30]。V/(V+Ni)值可用来判断沉积物底部水体分层程度,该比值小于0.84时指示强烈分层和缺氧环境,0.6～0.84时指示中等分层和富氧—次富氧环境,0.4～0.6指示弱分层和氧化环境[13,31]。洛河组含铀砂岩的V/Cr、Ni/Co、U/Th、V/(V+Ni)值分别为1.02～17.12(平均3.54)、2.82～5.48(平均3.84)、2.39～136.36(平均45.02)、0.6～0.82(平均0.73);分别对应了贫氧—次富氧环境、氧化环境、还原环境、富氧—次富氧环境。另外,含铀砂岩的Fe3+/Fe2+值介于0.55～3.08之间,平均为1.49,反映弱氧化的沉积环境;S2-为0.31×10-6～22.64×10-6,平均为5.12×10-6,低价态硫含量偏低,反映一个弱的还原环境。综合洛河组钻孔岩性组合特征及上述各项环境参数指标分析认为,研究区下白垩统洛河组含铀砂岩的沉积环境为弱氧化—弱还原的过渡环境。图8 鄂尔多斯盆地西南缘镇原地区砂岩型铀矿含铀砂岩U-ΣREE、U-δEu、U-δCe图解
【参考文献】：
期刊论文
[1]鄂尔多斯盆地西南缘白垩系洛河组砂岩型铀矿床铀赋存特征及铀成矿作用浅析[J]. 胡永兴,张翔,胡妍,杨涛,欧扬剑,刘子锐. 地质找矿论丛. 2020(04)
[2]The First Discovery of a Large Sandstone-type Uranium Deposit in Aeolian Depositional Environment[J]. MIAO Peisen,JIN Ruoshi,LI Jianguo,ZHAO Hualei,CHEN Lulu,CHEN Yin,SI Qinghong. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2020(02)
[3]二连盆地川井坳陷构造演化对砂岩型铀矿成矿作用的约束[J]. 彭云彪,刘波,秦彦伟,颜小波. 地质与勘探. 2018(05)
[4]内蒙古二连盆地中部古河道型铀矿床中烃类流体特征与铀成矿关系[J]. 赵兴齐,秦明宽,范洪海,刘武生,康世虎,张字龙,周飞,蔡亚,史清平. 地球学报. 2019(03)
[5]Genesis of tuff interval and its uranium enrichment in Upper Triassic of Ordos Basin, NW China[J]. Shamim Akhtar,Nosheen Sahir,Xiaoyong Yang. Acta Geochimica. 2018(01)
[6]鄂尔多斯盆地纳岭沟地区铀矿物赋存形式研究及其地质意义[J]. 陈路路,冯晓曦,司马献章,李建国,郭虎,陈印,赵华雷,汤超,王贵,刘忠仁,李曙光. 地质与勘探. 2017(04)
[7]鄂尔多斯盆地东胜区直罗组砂岩中烃类流体特征与铀成矿关系[J]. 赵兴齐,李西得,史清平,刘武生,张字龙,易超,郭强. 地质学报. 2016(12)
[8]鄂尔多斯盆地北缘侏罗纪延安组、直罗组泥岩微量、稀土元素地球化学特征及其古沉积环境意义[J]. 张天福,孙立新,张云,程银行,李艳锋,马海林,鲁超,杨才,郭根万. 地质学报. 2016(12)
[9]鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿常量元素地球化学特征及地质意义[J]. 刘晓雪,汤超,司马献章,朱强,李光耀,陈印,陈路路. 地质调查与研究. 2016(03)
[10]腾格尔坳陷砂岩型铀矿控矿成因相特征及远景预测[J]. 刘波,杨建新,乔宝成,张锋. 地质与勘探. 2015(05)
本文编号：3539341
【文章来源】：现代地质. 2020,34(06)北大核心CSCD
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
研究区地质简图(修改自1∶25万平凉幅地质图)
由表2可知,含铀砂岩稀土总量(ΣREE)为42.79×10-6～195.29×10-6,轻稀土含量(LREE)为31.84×10-6～145.11×10-6,重稀土含量(HREE)为9.83×10-6～50.18 ×10-6。稀土元素由于其化学性质相似,在成岩和变质作用过程中基本不分异,分配模式仍与源岩相似,因而可以示踪沉积物物源[26]。球粒陨石标准化稀土元素配分曲线显示(图6(a)),含铀砂岩的稀土配分模式总体较一致,富集轻稀土(LREE),亏损重稀土(HREE),LREE/HREE为2.50～4.56(平均3.57)。样品的δEu值均小于1(0.67～0.98),δCe值均接近于1(0.92～1.05),且具明显的Eu负异常,可推断整个成矿围岩具有统一的物源、沉积环境和构造背景。原始地幔标准化蛛网图显示含铀砂岩总体分布特征基本一致,具有明显的Pb、U正异常和Cr、Ni负异常,以及微弱的Ba正异常和Eu负异常(图6(b))。U含量变化范围较大(13.6×10-6～1 000×10-6)(表3),集中分布于67.4×10-6～400×10-6之间。Th含量为2.07×10-6～11.3×10-6,Th/U值为0.01～0.42。与U伴生富集的元素有Pb(10.9×10-6～45.2×10-6)、Ba(169×10-6～464×10-6)、Mo(0.6×10-6～2.1×10-6)、Co(1.71×10-6～15.7×10-6)、Th(2.07×10-6～11.3×10-6)和Sc(0.3×10-6～8.1×10-6),其中U和Th、Sc、Co、Mo含量具有明显的正相关关系,且当U>100×10-6时正相关关系尤为明显(图7)。图6 鄂尔多斯盆地西南缘镇原地区砂岩型铀矿含铀砂岩稀土元素(a)、微量元素(b)蛛网图(标准化数据自文献[27])
鄂尔多斯盆地目前已发现的砂岩型铀矿赋矿层位包括三叠系刘家沟组、和尚沟组、纸坊组、延长组;侏罗系延安组、直罗组、安定组;白垩系华池组、泾川组[28]。镇原地区铀矿为首次发现于下白垩统洛河组的砂岩型铀矿,主要铀矿石为沥青铀矿(UO2),共生矿物有石英、钾长石、方解石、黄铁矿[15]。沉积岩的地球化学特征是推断沉积阶段古环境和古气候较好的指示剂[13],其中包含一些溶解度明显受氧化还原条件影响的敏感元素及其比值。V/Cr、Ni/Co、U/Th值通常作为最可靠指标来判别沉积环境中底层水体氧化—还原状态。V/Cr、Ni/Co、U/Th值分别为>4.25、>7、>1.25时指示还原环境;<2、<5、<0.75时指示氧化环境;介于二者之间时指示贫氧—次富氧环境[13,29-30]。V/(V+Ni)值可用来判断沉积物底部水体分层程度,该比值小于0.84时指示强烈分层和缺氧环境,0.6～0.84时指示中等分层和富氧—次富氧环境,0.4～0.6指示弱分层和氧化环境[13,31]。洛河组含铀砂岩的V/Cr、Ni/Co、U/Th、V/(V+Ni)值分别为1.02～17.12(平均3.54)、2.82～5.48(平均3.84)、2.39～136.36(平均45.02)、0.6～0.82(平均0.73);分别对应了贫氧—次富氧环境、氧化环境、还原环境、富氧—次富氧环境。另外,含铀砂岩的Fe3+/Fe2+值介于0.55～3.08之间,平均为1.49,反映弱氧化的沉积环境;S2-为0.31×10-6～22.64×10-6,平均为5.12×10-6,低价态硫含量偏低,反映一个弱的还原环境。综合洛河组钻孔岩性组合特征及上述各项环境参数指标分析认为,研究区下白垩统洛河组含铀砂岩的沉积环境为弱氧化—弱还原的过渡环境。图8 鄂尔多斯盆地西南缘镇原地区砂岩型铀矿含铀砂岩U-ΣREE、U-δEu、U-δCe图解
【参考文献】：
期刊论文
[1]鄂尔多斯盆地西南缘白垩系洛河组砂岩型铀矿床铀赋存特征及铀成矿作用浅析[J]. 胡永兴,张翔,胡妍,杨涛,欧扬剑,刘子锐. 地质找矿论丛. 2020(04)
[2]The First Discovery of a Large Sandstone-type Uranium Deposit in Aeolian Depositional Environment[J]. MIAO Peisen,JIN Ruoshi,LI Jianguo,ZHAO Hualei,CHEN Lulu,CHEN Yin,SI Qinghong. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2020(02)
[3]二连盆地川井坳陷构造演化对砂岩型铀矿成矿作用的约束[J]. 彭云彪,刘波,秦彦伟,颜小波. 地质与勘探. 2018(05)
[4]内蒙古二连盆地中部古河道型铀矿床中烃类流体特征与铀成矿关系[J]. 赵兴齐,秦明宽,范洪海,刘武生,康世虎,张字龙,周飞,蔡亚,史清平. 地球学报. 2019(03)
[5]Genesis of tuff interval and its uranium enrichment in Upper Triassic of Ordos Basin, NW China[J]. Shamim Akhtar,Nosheen Sahir,Xiaoyong Yang. Acta Geochimica. 2018(01)
[6]鄂尔多斯盆地纳岭沟地区铀矿物赋存形式研究及其地质意义[J]. 陈路路,冯晓曦,司马献章,李建国,郭虎,陈印,赵华雷,汤超,王贵,刘忠仁,李曙光. 地质与勘探. 2017(04)
[7]鄂尔多斯盆地东胜区直罗组砂岩中烃类流体特征与铀成矿关系[J]. 赵兴齐,李西得,史清平,刘武生,张字龙,易超,郭强. 地质学报. 2016(12)
[8]鄂尔多斯盆地北缘侏罗纪延安组、直罗组泥岩微量、稀土元素地球化学特征及其古沉积环境意义[J]. 张天福,孙立新,张云,程银行,李艳锋,马海林,鲁超,杨才,郭根万. 地质学报. 2016(12)
[9]鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿常量元素地球化学特征及地质意义[J]. 刘晓雪,汤超,司马献章,朱强,李光耀,陈印,陈路路. 地质调查与研究. 2016(03)
[10]腾格尔坳陷砂岩型铀矿控矿成因相特征及远景预测[J]. 刘波,杨建新,乔宝成,张锋. 地质与勘探. 2015(05)
本文编号：3539341
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