本文關(guān)鍵詞：鄂爾多斯盆地砂巖型鈾礦建造　出處：《中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2016年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：鈾礦資源的勘察一直是全球礦業(yè)領(lǐng)域的一個(gè)重點(diǎn)和熱點(diǎn)領(lǐng)域。鈾是地殼中常見(jiàn)的化學(xué)元素,也是一種放射性元素,通常作為原子能和核武器的原料,為世界各地政府部門(mén)所重視。鈾具有原生和次生的礦物載體,常見(jiàn)的有鈾石(U02)和瀝青油礦(U3O8).根據(jù)寄主巖石、沉積構(gòu)造控制及礦物學(xué)特征,鈾礦類(lèi)型可以分為不同類(lèi)型。砂巖型鈾礦屬于陸相沉積沉積類(lèi)型的鈾礦資源,占有全球鈾礦供應(yīng)需求量的30%。中國(guó)南北各地成礦省擁有不同的鈾礦資源。砂巖型鈾礦在1990年代開(kāi)始勘察,特別是在伊犁盆地、吐哈盆地及鄂爾多斯盆地出現(xiàn)了良好的成礦前景。本文工作重點(diǎn)在鄂爾多斯盆地的砂巖型鈾礦。鄂爾多斯盆地是中國(guó)的第二大油氣盆地,含有油氣煤鈾等多種資源與能源,被稱(chēng)為一個(gè)“能源盆地”。砂巖型鈾礦主要集中在東勝、隴縣、黃陵地區(qū),主要有東勝礦床、郭家灣礦床及店頭礦床。新發(fā)現(xiàn)的東勝礦床及店頭礦床都賦存在侏羅系直羅組地層中,東勝鈾礦是盆地中儲(chǔ)量最大品位最高的一個(gè)。地質(zhì)-地球化學(xué)研究表明,鈾礦來(lái)源及富集于侏羅系直羅組內(nèi)。巖相學(xué)研究表明中下侏羅統(tǒng)直羅組系有粗中粒長(zhǎng)石砂巖組成,礦物分析顯示該砂巖由石英、長(zhǎng)石和巖屑組成,鈾礦賦存的砂巖為膠結(jié)疏松的次長(zhǎng)石砂巖,具有中等的分選度。由于巖石普遍含碳質(zhì),顏色呈現(xiàn)黑色。薄片分析顯示綠泥石化和絹云母化是巖石的常見(jiàn)蝕變。綠泥石化在直羅組地層內(nèi)主要產(chǎn)生綠色蝕變,是由于綠泥石代替黑云母的過(guò)程,從而使的原來(lái)的白色砂巖變?yōu)榫G色砂巖,高含量的綠泥石使巖石有白色轉(zhuǎn)化為綠色。在此之前經(jīng)歷了一個(gè)強(qiáng)烈的氧化過(guò)程,對(duì)于鈾礦的富集至關(guān)重要。絹云母化是白云母替代鉀長(zhǎng)石的過(guò)程,這是一個(gè)水化的過(guò)程。掃描電鏡發(fā)現(xiàn)一種載鈾礦物-水硅鈾礦[(USiO4)1-x(OH)4x]內(nèi)部具有十分特殊的構(gòu)造特征。能譜分析檢測(cè)顯示這些特殊的顯微構(gòu)造礦物相屬于水硅鈾礦。高分辨的掃描電鏡填圖給出了不同元素的分布情況。鈾礦標(biāo)本的元素特征顯示,具有富集輕稀土,虧損重稀土且具有Ce的異常。Ce的負(fù)異常顯示鈾元素富集的環(huán)境屬于還原氛圍,鈾為正四價(jià)陽(yáng)離子狀態(tài)。而Ce的正異常顯示鈾元素的屬于氧化環(huán)境,為正六價(jià)陽(yáng)離子狀態(tài),剛好有利于鈾元素的遷移。此外Pb,Mo和Ba顯示和U元素呈正相關(guān)關(guān)系,這些元素有可能作為鈾礦尋找和勘探的指示元素。穩(wěn)定同位素可以示蹤自生礦物形成的地球化學(xué)環(huán)境以及成因機(jī)制。為了找到東勝鈾礦的白云石和黃鐵礦這些膠結(jié)物的源區(qū),對(duì)其進(jìn)行了C、S同位素測(cè)定,結(jié)果顯示δ13C的值變化在-2.2‰到-26.7‰之間,大部分都大于-10‰,顯示很大的有機(jī)碳的來(lái)源。球狀黃鐵礦的634S變化于-3.2‰到-25.2‰,直羅組中的自形-半自形黃鐵礦的634S在4.5‰到10.2‰之間,低于有機(jī)成因的634S。C和S同位素說(shuō)明了細(xì)菌硫酸鹽參與的還原氛圍。在三疊紀(jì)延長(zhǎng)組的泥灰?guī)r地層中發(fā)現(xiàn)了高的伽馬異常,我們推測(cè)這些高放射性異常可能屬于地層中U和Th元素引起,本文對(duì)這些富集鈾的凝灰?guī)r也開(kāi)展了主微量元素測(cè)定。主量元素顯示SiO2/Al2O3比值在3.28-6.11之間,平均值是3.74,TiO2/Al2O3變化在0.037-0.201之間,平均值是0.061,指示凝灰?guī)r源自長(zhǎng)英質(zhì)巖漿巖。Harker圖解也證實(shí)Si02與Al,K呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。稀土元素特征顯示富集輕稀土虧損重稀土的特征,并且具有Eu的負(fù)異常,指示U元素富集的還原環(huán)境。Si02和Ti02關(guān)系圖解顯示大部分凝灰?guī)r樣品源自巖漿巖區(qū),說(shuō)明這些凝灰?guī)r來(lái)自火山噴出巖,根據(jù)大地構(gòu)造背景分析,應(yīng)該源自三疊紀(jì)的秦嶺造山帶火山噴發(fā)。侏羅紀(jì)地層中的富集鈾元素的流體向下運(yùn)動(dòng)遇到還原性氣體的在凝灰?guī)r中富集成礦。據(jù)此,我們根據(jù)盆地中各種地質(zhì)因素建立了鄂爾多斯盆地砂巖型鈾礦富集的氧化-還原模型。模型顯示,鈾礦的富集是由于盆地的有機(jī)質(zhì)和富集細(xì)菌的硫酸鹽以及構(gòu)造活動(dòng)的水力梯度共同作用,把早先在地層流體中搬運(yùn)的U6+還原成U4+的鈾礦石。還原過(guò)程是次生的鈾礦富集的最重要的過(guò)程。氧化-還原過(guò)程在鈾礦成礦過(guò)程中扮演著主要作用。由于砂巖的疏松和多空隙以及膠結(jié)松散低較低的成巖作用的特點(diǎn),具有特別好的滲透性,對(duì)于鈾元素搬運(yùn)十分有利,也造就了鈾礦成礦的環(huán)境。這個(gè)鈾礦成礦模型很好地揭示了鄂爾多斯盆地侏羅紀(jì)直羅組長(zhǎng)石砂巖地層及三疊紀(jì)延長(zhǎng)組凝灰?guī)r組鈾礦富集沉淀成礦的一般規(guī)律。
[Abstract]:Uranium is a common chemical element in the earth ' s crust and is a kind of radioactive element , usually used as a raw material for atomic energy and nuclear weapons . It is a kind of sandstone type uranium deposit in Ordos Basin . In this paper , we have established an oxidation - reduction model for sandstone - type uranium deposits in Ordos basin .

【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：P619.14
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本文編號(hào)：1402470