【正文】 某某白興吐地段砂巖型鈾礦床成礦規(guī)律研究畢業(yè)論文1引言我國(guó)已發(fā)現(xiàn)的鈾礦主要包括花崗巖型、火山巖型、砂巖型和碳硅泥巖型四大類型，其中砂巖型鈾礦在鈾資源中占有極其重要的地位，主要賦存在中國(guó)北方的中生代產(chǎn)鈾盆地中，如松遼盆地、二連盆地、鄂爾多斯盆地、伊犁盆地等。砂巖型鈾礦找礦工作在鄂爾多斯盆地和二連盆地先后得到突破，最近在松遼盆地的錢家店和白興吐地段也發(fā)現(xiàn)了相當(dāng)規(guī)模的砂巖型鈾礦化。然而與面積相當(dāng)?shù)亩鯛柖嗨古璧叵啾人蛇|盆地的砂巖型鈾礦確有自己的特點(diǎn)，主要有以下三點(diǎn)：（1）目的層不同。鄂爾多斯盆地目的層為中侏羅統(tǒng)直羅組，它形成于潮濕的氣候條件下；松遼盆地目的層為上白堊統(tǒng)姚家組，它形成于干旱氣候條件下。（2）還原介質(zhì)及來源不同。由于中侏羅統(tǒng)直羅組形成于潮濕的古氣候條件下，成礦砂體自身發(fā)育炭化植物碎屑等還原物質(zhì)，含原生二價(jià)鐵的硫化物，所以自身還原劑容量充足，不需要借助外來還原劑作用；而上白堊統(tǒng)姚家組是形成于干旱氣候條件下的紅層沉積，本身還原劑容量小，需要外來還原物質(zhì)的加入才能形成灰色層，進(jìn)而提供有利成礦砂體。（3）成礦作用方式不同，它直接反映在礦體形態(tài)上。鄂爾多斯盆地直羅組鈾礦體發(fā)育卷頭礦體，與典型的層間氧化帶型砂巖鈾礦相類似，鈾礦體是由具有承壓性質(zhì)的層間含氧含鈾水作用形成；松遼盆地姚家組發(fā)現(xiàn)的鈾礦化體（鈾礦體）呈板狀，賦存于層間氧化帶之下的灰色層內(nèi)，鈾礦化體（鈾礦體）是含氧含鈾水與深部流體及熱事件相互作用的產(chǎn)物。所以松遼盆地的砂巖型鈾礦找礦和預(yù)測(cè)工作，不能盲目的套用國(guó)外或國(guó)內(nèi)不同地區(qū)建立的找礦模式，而需要在分析盆地鈾成礦條件的基礎(chǔ)上，研究出本地區(qū)砂巖型鈾礦床的成礦規(guī)律，建立適合自身的找礦模式。目前為止，松遼盆地南部已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了錢家店鈾礦床以及白興吐鈾礦床，顯示了較好的成礦潛力，預(yù)示著良好的找礦前景。近年來通過對(duì)白興吐鈾礦床的研究明確了本地區(qū)砂巖型鈾礦的找礦目的層為上白堊統(tǒng)姚家組，同時(shí)通過對(duì)礦石礦物組成及鈾礦化特征的研究，發(fā)現(xiàn)本地區(qū)的鈾成礦與我國(guó)北方其他的中生代產(chǎn)鈾盆地所發(fā)現(xiàn)的鈾礦床具有顯著的區(qū)別，不同于傳統(tǒng)的層間氧化成礦，本地區(qū)砂巖型鈾礦床流體活動(dòng)和熱液蝕變作用廣泛發(fā)育，具有內(nèi)生和外生成因的特點(diǎn)，且內(nèi)生成因更顯著，這些礦床成因上的新認(rèn)識(shí)將會(huì)為松遼盆地南部砂巖型鈾礦的找礦提供新的思路。但同時(shí)以上的這些認(rèn)識(shí)還沒有得到很好地歸納總結(jié)，而且松遼盆地白興吐地段的砂巖型鈾礦的成礦規(guī)律研究也沒有系統(tǒng)的展開，所以論文以“松遼盆地白興吐地段砂巖型鈾礦礦床成礦規(guī)律研究”為題，在成礦地質(zhì)條件的宏觀背景下通過對(duì)后生蝕變、鈾礦物組成和同位素地球化學(xué)深入研究來揭示白興吐地段砂巖型鈾礦成礦過程、成礦機(jī)理及建立成礦模式，總結(jié)成礦規(guī)律。具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。鈾成礦規(guī)律的研究對(duì)于砂巖型鈾礦找礦工作來說具有非常重要的指導(dǎo)意義，在論文相關(guān)研究中主要通過對(duì)礦床形成的宏觀和微觀特點(diǎn)的綜合研究來揭示鈾成礦作用的規(guī)律。宏觀方面主要從成礦大地構(gòu)造活動(dòng)背景、構(gòu)造及基性巖漿活動(dòng)對(duì)鈾成礦的影響、與成礦有關(guān)的沉積相和沉積體系以及產(chǎn)鈾砂體的特征等方面來展開研究。通過對(duì)本地區(qū)鈾礦床形成的宏觀地質(zhì)特點(diǎn)的研究，能夠理清構(gòu)造活動(dòng)、沉積相、基性巖漿活動(dòng)等與砂巖型鈾成礦密切相關(guān)的因素對(duì)白興吐地區(qū)砂巖型鈾礦成礦的影響。而微觀方面的特征則主要通過對(duì)礦石中后生蝕變類型、蝕變礦物共生組合及鈾礦物組成特征、等方面的研究來揭示。后生蝕變是砂巖型鈾礦中的重要成礦條件和找礦標(biāo)志，其與鈾礦化具有密切的成因聯(lián)系，鈾元素及鈾礦物在礦石中的賦存狀態(tài)及物質(zhì)組分，不僅關(guān)系鈾礦質(zhì)的沉淀和富集規(guī)律的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)，而且是衡量鈾礦石可利用性和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的重要指標(biāo)之一，同時(shí)，兩者也都是對(duì)鈾成礦過程的直接反映，是對(duì)成礦作用的良好指示。因此，通過對(duì)后生蝕變、成礦流體的同位素地球化學(xué)特征及鈾礦物組成的深入研究來揭示白興吐地段砂巖型鈾礦成礦過程及成礦控制因素進(jìn)而總結(jié)鈾成礦規(guī)律，具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。歸納起來本文的目的意義主要有以下三個(gè)方面：1）通過對(duì)礦石物質(zhì)組成的研究，掌握鈾在礦石中的賦存狀態(tài)及鈾礦物組成，有利于揭示研究區(qū)鈾成礦規(guī)律，為找礦工作的深入及區(qū)域進(jìn)一步找礦提供依據(jù)，并為擴(kuò)大該區(qū)域外圍的鈾礦找礦和追索對(duì)比，提供參考。同時(shí)，鈾的存在形式的研究也為后期地浸采礦工作的開展奠定了基礎(chǔ)；2）開展包括構(gòu)造、沉積相、巖漿活動(dòng)、流體作用、氧化因數(shù)等在內(nèi)的控礦因素研究，探討礦床成因，建立成礦模式，總結(jié)成礦規(guī)律。3）本論文的研究具有理論和實(shí)踐雙重意義，一方面，論文研究是對(duì)我國(guó)北方盆地地浸砂巖型鈾礦成礦規(guī)律研究的深入，對(duì)于完善砂巖型鈾成礦理論，構(gòu)建“松遼式”的砂巖型鈾成礦模式具有重要意義。另一方面，本研究能夠?yàn)樯a(chǎn)實(shí)踐服務(wù)，解決找礦工作中亟待解決的實(shí)際問題，指導(dǎo)外圍砂巖鈾礦的找礦，具有重要的實(shí)際意義。世界上對(duì)砂巖型鈾礦的研究以美國(guó)和前蘇聯(lián)最為詳細(xì)、深入，并在60—80年代達(dá)到高峰。20世紀(jì)50年代以來，前蘇聯(lián)在中亞地區(qū)發(fā)現(xiàn)了數(shù)十個(gè)大型、超大型砂巖型鈾礦床，它們?nèi)慨a(chǎn)在受印度板塊向歐亞板塊擠壓而導(dǎo)致的喜馬拉雅造山運(yùn)動(dòng)期發(fā)育起來的天山造山帶和年青的土倫地臺(tái)夾持的次造山帶內(nèi)。至70年代，前蘇聯(lián)鈾礦地質(zhì)學(xué)家就對(duì)該地區(qū)鈾礦床的成礦環(huán)境、形成機(jī)理及礦床的時(shí)空分布規(guī)律和找礦識(shí)別標(biāo)志進(jìn)行了大量而卓有成效的研究，在不斷的生產(chǎn)實(shí)踐中，形成了一套完整的層間滲入成礦理論及其判別標(biāo)志。同時(shí)，在研究層間氧化帶砂巖型鈾礦形成的大地構(gòu)造背景過程中，提出了著名的“次造山帶”控礦的理論。另外，俄羅斯專家對(duì)在俄羅斯和蒙古境內(nèi)廣泛發(fā)育的古河道型砂巖型鈾礦的成因機(jī)制方面做了大量的研究工作，提出古河谷型滲入潛水—層間水氧化作用成因的理論。美國(guó)的地質(zhì)學(xué)家對(duì)砂巖鈾礦的研究集中在60—70年代。由于美國(guó)眾多的砂巖型鈾礦床分布在懷俄明盆地、科羅拉多高原和得克薩斯海岸平原，所以研究工作主要是針對(duì)上述三個(gè)地區(qū)進(jìn)行的，隨著工程的加密和研究的深入，鈾礦地質(zhì)工作者逐漸認(rèn)識(shí)到砂巖型鈾礦獨(dú)特的成礦條件和控制因素，并提出和完善了懷俄明式、科羅拉多式和得克薩斯式等幾種不同類型砂巖型鈾礦的找礦模式和判別依據(jù)，建立了世界最著名的卷型鈾礦床的礦床模式和成礦理論。迄今為止，砂巖型鈾礦總資源量已躍居世界鈾礦類型的第二位，僅次于在澳大利亞、加拿大兩國(guó)占統(tǒng)治地位的不整合面型鈾礦，其在世界鈾資源總量中占據(jù)重要的地位（王振邦，2002）。國(guó)內(nèi)外學(xué)者從理論和實(shí)踐等多方面探討了鈾元素及其礦床的形成條件（FinchWI，1996；MikakeS，etal.，2000；SpirakisCS，1996；）。美國(guó)和前蘇聯(lián)不僅對(duì)砂巖型鈾礦床的研究起步早，而且研究程度也較高。在砂巖鈾礦的發(fā)現(xiàn)和勘查過程中，美國(guó)學(xué)者對(duì)砂巖型鈾礦的成礦物質(zhì)來源、礦床成因、地質(zhì)識(shí)別判據(jù)等進(jìn)行了深入的研究和系統(tǒng)總結(jié)，并建立了“卷狀鈾礦床（即典型的層間氧化帶型砂巖鈾礦床）”的成礦模式（GrangerHC，etal.，1961，1974；HarshmanEN，1970；RackleyRI，1975）；前蘇聯(lián)學(xué)者出版了大量有關(guān)外生鈾礦床方面的論著，逐步建立了比較完善的“層間滲入成礦理論”、“水成鈾礦床成礦理論”以及“次造山帶控礦理論”等。這些理論的發(fā)展和完善對(duì)于我國(guó)砂巖型鈾礦找礦工作的興起和發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。砂巖型鈾礦床也是我國(guó)重要的工業(yè)鈾礦化類型之一，我國(guó)的砂巖型鈾礦勘查起步較早，始于上世紀(jì)50年代，5080年代，主要是利用航空伽瑪測(cè)量、地面放射性測(cè)量和地表淺部勘探、追索等手段，進(jìn)行地表找礦，雖然發(fā)現(xiàn)了一定規(guī)模和數(shù)量的礦床，但由于地浸采礦工藝在我國(guó)尚未得到應(yīng)用，大多數(shù)不適于地浸方法開采。80年代中期開始至今，由于地浸法開采試驗(yàn)的成功及注重開采鈾資源的經(jīng)濟(jì)效益，已把可地浸砂巖鈾礦作為主攻方向，并在若干大型、大中型盆地發(fā)現(xiàn)一批砂巖型鈾礦床，諸如伊犁盆地南緣、吐哈盆地南緣、鄂爾多斯盆地東北部及二連盆地、巴音戈壁盆地等，松遼、準(zhǔn)噶爾、海拉爾等盆地的找礦工作也正在積極探索中（陳戴生等，2003）。與此同時(shí)，配合生產(chǎn)對(duì)產(chǎn)鈾盆地區(qū)域地質(zhì)背景條件、砂巖型鈾礦的礦化特征及控礦因素、成礦機(jī)理及成礦模式等方面也開展了較為深入的研究，并取得了大量的研究成果，反映了中國(guó)層間氧化帶砂巖型鈾礦找礦進(jìn)展，形成了我國(guó)層間氧化帶砂巖型鈾礦成礦地質(zhì)理論體系。由于蘇聯(lián)1967年在砂巖型鈾礦地浸實(shí)驗(yàn)取得成功，我國(guó)鈾礦找礦的主攻對(duì)象逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)在中生代盆地中經(jīng)濟(jì)可采的地浸砂巖型鈾礦。中國(guó)北方中新生代盆地地質(zhì)背景與烏茲別克斯坦、哈薩克斯坦等國(guó)相似成為大型、超大型地浸砂巖型鈾礦的主攻勘查目標(biāo)，并取得重大成果，在伊犁盆地南緣發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)大型砂巖型鈾礦床；吐哈盆地南緣提交了萬噸級(jí)的鈾礦基地。與此相比，中國(guó)東部中新生代盆地的砂巖型鈾礦工作進(jìn)展緩慢。但是，隨著砂巖型鈾礦工作力度的加強(qiáng)和工作程度的深入，一批產(chǎn)鈾中新生代盆地（如遼西—冀北建昌盆地、二連盆地、測(cè)老廟盆地、鄂爾多斯盆地）初露端倪，獲得了具有一定儲(chǔ)量的鈾礦床。在此基礎(chǔ)上，廣大鈾礦地質(zhì)工作者通過對(duì)典型砂巖型鈾礦床的解剖，對(duì)盆地演化過程中地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境、古氣候、巖相古地理、鈾源、水動(dòng)力和層間氧化帶發(fā)育狀況對(duì)砂巖型鈾礦形成的影響等進(jìn)行了深入研究，先后建立了“伊犁式”、“吐哈式”、“東勝式”砂巖型鈾礦成礦模式，進(jìn)而建立了我國(guó)陸相盆地層間氧化帶型砂巖鈾礦成礦模式、找礦標(biāo)志和預(yù)測(cè)準(zhǔn)則，提出了我國(guó)砂巖型鈾礦研究必須抓住三個(gè)基本成礦地質(zhì)條件和“六位一體”的判別準(zhǔn)則。后生蝕變是指在沉積成巖階段之后，由表生地下水將一些組分(離子和化合物)帶出和帶入，致使巖石的化學(xué)成分和礦物組分發(fā)生的重大變化（АИ?jiǎng)e列里曼主編，熊福清等譯，1995），而造成這種變化的主要因素則是盆地流體。盆地流體是指在沉積盆地演化過程中活動(dòng)并參與了沉積物的各種成巖—后生變化的復(fù)雜流體相，包括盆地內(nèi)部沉積物壓實(shí)和相變所釋放出的流體，以及主要由盆地邊緣大陸隆起區(qū)補(bǔ)給的下滲大氣降水（劉建明等，1997），盆地流體活動(dòng)隨著盆地構(gòu)造動(dòng)力條件變化而演變，并廣泛參與沉積物的成巖、后生、成油和成礦過程，使盆地中形成深埋作用、滲出和滲入三大成礦系統(tǒng)（王正邦，2002）。滲出和滲入型成礦系統(tǒng)控制著砂巖型鈾礦的形成和礦床內(nèi)后生蝕變作用的發(fā)育。由盆地邊緣大陸隆起區(qū)補(bǔ)給的下滲含鈾含氧水沿滲透性較好的砂巖滲透運(yùn)移，并在氧化—還原界面附近沉淀成礦，構(gòu)成砂巖鈾礦滲入型成礦系統(tǒng)，伴隨成礦的同時(shí)，發(fā)育的后生氧化作用則是使鈾遷移、富集的重要條件。盆地深部形成的含油氣等還原物質(zhì)的還原水和富含多種元素的熱鹵水等流體，在靜水壓力和構(gòu)造動(dòng)力的驅(qū)使下，由盆地深部沿滲透層或切層斷裂等通道向淺部運(yùn)移，從而形成一系列的金屬、非金屬礦化和油氣田，構(gòu)成滲出成礦系統(tǒng)，其在砂巖型鈾礦形成過程中也占據(jù)著重要地位，尤其是盆地深部油氣等還原性流體在砂巖型鈾成礦作用中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，其與原生還原劑一起形成了砂巖型鈾礦所必須的地球化學(xué)障條件，我國(guó)北方主要砂巖型鈾礦的形成基本都有油氣作用的參與（張如良等，1994，2004；王駒等，1995；孫曄等，2004；李勝祥等，2006；馮喬等，2006；吳柏林等，2006a，2006b，2007；張景廉等，2006；彭云彪等，2007；權(quán)建平等，2007；蔡春芳等，2008；張振強(qiáng)等，2008，2009；林錦榮等，2009），與此同時(shí)，研究表明砂巖型鈾礦床中也存在低溫?zé)嵋毫黧w成礦作用（肖新建等，2004b；丁萬烈，2003；張復(fù)新等，2006；柳益群等，2006；潘家永等，2009）。然而，伴隨著盆地深部油氣等流體向上運(yùn)移活動(dòng)，則在淺部含礦目的層及砂巖型鈾礦床中產(chǎn)生了一系列后生蝕變作用，即宏觀上所見到的灰綠色、綠色砂巖，漂白砂巖等褪色蝕變帶和微觀上存在的各種蝕變礦物共生組合現(xiàn)象（丁萬烈等，2001，2003；彭新建等，2003；肖新建等，2004a；祝民強(qiáng)等，2004；蔡根慶等，2006；吳柏林等2006b，2007；馬艷萍等，2007；龐雅慶等，2007，2010；李子穎等，2007），鈾礦化的形成則與這些后生蝕變現(xiàn)象具有密切的成因聯(lián)系。相應(yīng)的利用各種現(xiàn)代分析測(cè)試方法和手段對(duì)于盆地和砂巖鈾礦床中流體性質(zhì)、作用和蝕變礦物特征及其與鈾礦化關(guān)系和礦床地球化學(xué)性質(zhì)的研究也不斷展開（王果等，2000；王金平等，2003，2005a，2005b；朱西養(yǎng)等，2003，2004；吳柏林等，2006b，2007；歐光習(xí)等，2006；樊愛萍等，2006；李榮西等，2006；陳友良等，2007；楊曉勇等，2006，2007,2008），一系列研究成果共同指示了砂巖型鈾成礦是由無機(jī)—有機(jī)流體，淺部—深部流體相互作用的共同結(jié)果，而伴隨隨流體活動(dòng)所產(chǎn)生的一系列蝕變作用及其所形成的蝕變礦物與鈾礦物共生組合特征則是對(duì)鈾成礦過程和成礦機(jī)理的良好詮釋。同時(shí)，對(duì)于這種同盆共生的多能源礦產(chǎn)，即油、氣、煤和砂巖型鈾礦在盆地內(nèi)富集成藏（礦）規(guī)律及彼此間密切的內(nèi)在聯(lián)系，已引起學(xué)者們的廣泛關(guān)注（陳剛等，2005；潘愛芳等，2005；張景廉等，2006，劉池洋等，2006），并有專著出版（劉池洋，2005）。研究表明，在盆地演化和后期改造過程中，油、氣、煤、鈾等沉積礦產(chǎn)同盆成生共存、相互作用、各自成藏（礦