【摘要】：近十幾年來(lái),在鄂爾多斯盆地北部伊盟隆起東勝-杭錦旗一帶,相繼發(fā)現(xiàn)了東勝-杭錦旗-大營(yíng)等系列大型-特大型砂巖鈾礦,迄今已成為我國(guó)最大的砂巖型鈾礦基地。前期已有學(xué)者從地質(zhì)學(xué)特征的角度對(duì)礦床成因作過(guò)部分工作,得出了相關(guān)的一些認(rèn)識(shí)。認(rèn)為礦床的主要特征是礦體受直羅組砂巖綠色蝕變帶控制;同時(shí),從容礦層及其附近伴生的砂巖白色化、碳酸鹽化及黃鐵礦化等后生蝕變現(xiàn)象入手,從穩(wěn)定同位素方面對(duì)礦床成因進(jìn)行研究。這部分工作的不足之處是穩(wěn)定同位素的測(cè)試工作均是采用全巖或混合礦物的質(zhì)譜分析方法,不能區(qū)分蝕變礦物的期次、類(lèi)型和性質(zhì)等,所得認(rèn)識(shí)在一定程度上受到相關(guān)方面的局限性。本次工作則以上述盆地北部杭錦旗-大營(yíng)鈾礦區(qū)為對(duì)象,以鈾的富集及黃鐵礦化、砂巖白色化、碳酸鹽化等成礦現(xiàn)象與成巖蝕變內(nèi)容為紐帶,拋棄過(guò)去全巖或混合單礦物同位素分析方法,首次應(yīng)用原位微區(qū)穩(wěn)定同位素(黃鐵礦S、Pb,碳酸鹽C、O等)測(cè)定方法來(lái)示蹤礦床各主要蝕變形成的成因特點(diǎn)和識(shí)別標(biāo)志;從而有望準(zhǔn)確識(shí)別蝕變礦物的期次和性質(zhì),在提高測(cè)試精度及更加精準(zhǔn)地認(rèn)識(shí)砂巖鈾礦成礦規(guī)律及礦床成因方面是一次有益的嘗試;所得結(jié)果有望為該區(qū)砂巖型鈾礦的形成過(guò)程及成因認(rèn)識(shí)提供新的信息、認(rèn)識(shí)和科學(xué)依據(jù)。對(duì)黃鐵礦電子顯微鏡下礦物形態(tài)觀察和fs-LA-ICP-MS原位微區(qū)S、Pb同位素的測(cè)試,判斷了砂巖鈾礦中黃鐵礦的類(lèi)型、期次和成因。鏡下成礦期黃鐵礦與鈾礦物相互穿插分布,表明是同時(shí)形成,本區(qū)多數(shù)膠狀和草莓狀黃鐵礦屬于這一情況;其δ~(34)S基本為負(fù)值。成巖期黃鐵礦與鈾礦物兩者界限清晰,常見(jiàn)鈾礦物圍繞著黃鐵礦生長(zhǎng),多數(shù)塊狀和環(huán)帶狀黃鐵礦屬于這一情況;其δ~(34)S既有較大的負(fù)值、又有較大的正值,沒(méi)有確定的規(guī)律。本區(qū)成巖期黃鐵礦~(206)Pb/~(204)Pb及~(207)Pb~(/204)Pb受后生流體影響較小,表現(xiàn)為較小的正常值;而成礦期黃鐵礦受后生流體或成礦作用影響較大,其~(206)Pb/~(204)Pb及~(207)Pb~(/204)Pb可達(dá)正常值數(shù)十倍,明顯表現(xiàn)為異常,區(qū)分特征十分明顯。因此,將形態(tài)觀察和S、Pb同位素?cái)?shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)可以更加準(zhǔn)確地判斷黃鐵礦的類(lèi)型和期次。分析黃鐵礦fs-LA-ICP-MS原位微區(qū)S、Pb同位素發(fā)現(xiàn),成礦期與成礦后期黃鐵礦δ~(34)S具有較大的的負(fù)值,說(shuō)明具有有機(jī)質(zhì)來(lái)源和微生物作用的特征;進(jìn)一步將成礦期黃鐵礦δ~(34)S與盆地內(nèi)各類(lèi)有機(jī)硫同位素進(jìn)行比較,認(rèn)為與上古生界煤系烴源巖的S同位素特征相似,流體成礦作用與上古生界天然氣耗散作用有關(guān)。成巖期黃鐵礦Pb同位素特征表明,容礦層物源主要來(lái)自于造山帶大青山,與上古生界花崗巖關(guān)系密切;成礦物質(zhì)來(lái)源于地殼。對(duì)后生碳酸鹽化進(jìn)行的SIMS方解石C、O同位素研究,表明它的形成主要是含有機(jī)質(zhì)的流體作用提供了C源;O同位素則表明流體相水主要來(lái)源于大氣降水;由鈾礦物類(lèi)型知流體水具有低溫作用特點(diǎn)。進(jìn)一步與盆地內(nèi)各有機(jī)質(zhì)源區(qū)的C同位素?cái)?shù)值進(jìn)行對(duì)比后,發(fā)現(xiàn)本區(qū)后生碳酸鹽化其C質(zhì)來(lái)源于上古生界的氣源巖,而不是來(lái)自于中生界石油、煤或下古生界的油、氣源巖層,其成因與上古生界天然氣耗散作用有關(guān)。利用本次原位微區(qū)S、Pb、C、O穩(wěn)定同位素的工作成果,結(jié)合砂巖白色化和鈾礦化的H、O、Si同位素研究,以及礦床的基本特征和地質(zhì)背景,綜合分析了本區(qū)砂巖鈾礦的形成和成因特點(diǎn),認(rèn)為鈾礦化流體為以大氣水為主要組份的低溫?zé)嵋?并含有有機(jī)質(zhì)的成份和作用;該有機(jī)質(zhì)來(lái)源于盆地上古生界天然氣大規(guī)模向北的耗散作用。而這種含天然氣-水的混合低溫?zé)嵋毫黧w是本區(qū)鈾礦化得以還原保存及后期疊加富集形成大規(guī)模礦床的關(guān)鍵因素。本次工作為盆地北部砂巖鈾礦成因的這一基本成因認(rèn)識(shí)提供了高精度原位微區(qū)穩(wěn)定同位素方面的證據(jù)。
【圖文】：

接收電感耦合等離子體質(zhì)譜（fsLA-MC-ICPMS）硫、鉛同位素測(cè)試石進(jìn)行二次離子質(zhì)譜（SIMS）碳氧同位素分析；結(jié)合前人成果和認(rèn)不同期次蝕變的特征和性質(zhì)，，判定成巖成礦物質(zhì)來(lái)源，為礦床成因和供新的信息和理論依據(jù)。整體研究思路和方法如圖 1-1 所示。

總面積達(dá)到 36 萬(wàn)平方公里（圖 2-1）。中生代鄂爾多斯盆 二疊紀(jì)華北克拉通內(nèi)盆地之上，由于沒(méi)有發(fā)生強(qiáng)烈的構(gòu)造變形或重上、下盆地之間沉積間斷時(shí)間較短，疊合程度高，因此除了盆地邊部外，上下盆地以整合 假整合相接觸，將這類(lèi)疊合盆地稱(chēng)之為易延疊，2006）。根據(jù)地下巖石的磁性、電性、密度等物理性質(zhì)的不同，將單元，即西緣逆沖帶、陜北斜坡、伊盟隆起、晉西繞褶帶、天環(huán)坳陷造單位。
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：P619.14;P597

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本文編號(hào)：2602120