毕业论文松辽盆地白兴吐地段砂岩型铀矿矿床成矿规律研究引言

松辽盆地白兴吐地段砂岩型铀矿矿床成矿规律研究

1引言

1.1选题依据与研究目的意义

1.1.1选题依据

我国已发现的铀矿主要包括花岗岩型、火山岩型、砂岩型和碳硅泥岩型四大类型，其中砂岩型铀矿在铀资源中占有极其重要的地位，主要赋存在中国北方的中生代产铀盆地中，如松辽盆地、二连盆地、鄂尔多斯盆地、伊犁盆地等。砂岩型铀矿找矿工作在鄂尔多斯盆地和二连盆地先后得到突破，最近在松辽盆地的钱家店和白兴吐地段也发现了相当规模的砂岩型铀矿化。然而与面积相当的鄂尔多斯盆地相比松辽盆地的砂岩型铀矿确有自己的特点，主要有以下三点：

（1）目的层不同。鄂尔多斯盆地目的层为中侏罗统直罗组，它形成于潮湿的气候条件下；松辽盆地目的层为上白垩统姚家组，它形成于干旱气候条件下。

（2）还原介质及来源不同。由于中侏罗统直罗组形成于潮湿的古气候条件下，成矿砂体自身发育炭化植物碎屑等还原物质，含原生二价铁的硫化物，所以自身还原剂容量充足，不需要借助外来还原剂作用；而上白垩统姚家组是形成于干旱气候条件下的红层沉积，本身还原剂容量小，需要外来还原物质的加入才能形成灰色层，进而提供有利成矿砂体。

（3）成矿作用方式不同，它直接反映在矿体形态上。鄂尔多斯盆地直罗组铀矿体发育卷头矿体，与典型的层间氧化带型砂岩铀矿相类似，铀矿体是由具有承压性质的层间含氧含铀水作用形成；松辽盆地姚家组发现的铀矿化体（铀矿体）呈板状，赋存于层间氧化带之下的灰色层内，铀矿化体（铀矿体）是含氧含铀水与深部流体及热事件相互作用的产物。所以松辽盆地的砂岩型铀矿找矿和预测工作，不能盲目的套用国外或国内不同地区建立的找矿模式，而需要在分析盆地铀成矿条件的基础上，研究出本地区砂岩型铀矿床的成矿规律，建立适合自身的找矿模式。

目前为止，松辽盆地南部已经发现了钱家店铀矿床以及白兴吐铀矿床，显示了较好的成矿潜力，预示着良好的找矿前景。近年来通过对白兴吐铀矿床的研究明确了本地区砂岩型铀矿的找矿目的层为上白垩统姚家组，同时通过对矿石矿物组成及铀矿化特征的研究，发现本地区的铀成矿与我国北方其他的中生代产铀盆地所发现的铀矿床具有显著的区别，不同于传统的层间氧化成矿，本地区砂岩型铀矿床流体活动和热液蚀变作用广泛发育，具有内生和外生成因的特点，且内生成因更显著，这些矿床成因上的新认识将会为松辽盆地南部砂岩型铀矿的找矿提供新的思路。但同时以上的这些认识还没有得到很好地归纳总结，而且松辽盆地白兴吐地段的砂岩型铀矿的成矿规律研究也没有系统的展开，所以论文以“松辽盆地白兴吐地段砂岩型铀矿矿床成矿规律研究”为题，在成矿

地质条件的宏观背景下通过对后生蚀变、铀矿物组成和同位素地球化学深入研究来揭示白兴吐地段砂岩型铀矿成矿过程、成矿机理及建立成矿模式，总结成矿规律。具有重要的理论意义和现实意义。

1.1.1研究目的意义

铀成矿规律的研究对于砂岩型铀矿找矿工作来说具有非常重要的指导意义，在论文相关研究中主要通过对矿床形成的宏观和微观特点的综合研究来揭示铀成矿作用的规律。宏观方面主要从成矿大地构造活动背景、构造及基性岩浆活动对铀成矿的影响、与成矿有关的沉积相和沉积体系以及产铀砂体的特征等方面来展开研究。通过对本地区铀矿床形成的宏观地质特点的研究，能够理清构造活动、沉积相、基性岩浆活动等与砂岩型铀成矿密切相关的因素对白兴吐地区砂岩型铀矿成矿的影响。而微观方面的特征则主要通过对矿石中后生蚀变类型、蚀变矿物共生组合及铀矿物组成特征、等方面的研究来揭示。后生蚀变是砂岩型铀矿中的重要成矿条件和找矿标志，其与铀矿化具有密切的成因联系，铀元素及铀矿物在矿石中的赋存状态及物质组分，不仅关系铀矿质的沉淀和富集规律的系统认识，而且是衡量铀矿石可利用性和经济价值的重要指标之一，同时，两者也都是对铀成矿过程的直接反映，是对成矿作用的良好指示。因此，通过对后生蚀变、成矿流体的同位素地球化学特征及铀矿物组成的深入研究来揭示白兴吐地段砂岩型铀矿成矿过程及成矿控制因素进而总结铀成矿规律，具有重要的理论意义和现实意义。

归纳起来本文的目的意义主要有以下三个方面：

1）通过对矿石物质组成的研究，掌握铀在矿石中的赋存状态及铀矿物组成，有利于揭示研究区铀成矿规律，为找矿工作的深入及区域进一步找矿提供依据，并为扩大该区域外围的铀矿找矿和追索对比，提供参考。同时，铀的存在形式的研究也为后期地浸采矿工作的开展奠定了基础；

2）开展包括构造、沉积相、岩浆活动、流体作用、氧化因数等在内的控矿因素研究，探讨矿床成因，建立成矿模式，总结成矿规律。

3）本论文的研究具有理论和实践双重意义，一方面，论文研究是对我国北方盆地地浸砂岩型铀矿成矿规律研究的深入，对于完善砂岩型铀成矿理论，构建“松辽式”的砂岩型铀成矿模式具有重要意义。另一方面，本研究能够为生产实践服务，解决找矿工作中亟待解决的实际问题，指导外围砂岩铀矿的找矿，具有重要的实际意义。

1.2研究现状

1.2.1国外研究现状

世界上对砂岩型铀矿的研究以美国和前苏联最为详细、深入，并在60—80年代达到高峰。

20世纪50年代以来，前苏联在中亚地区发现了数十个大型、超大型砂岩型铀矿床，它们全部产在受印度板块向欧亚板块挤压而导致的喜马拉雅造山运动期发育起来的天山造山带和年青的土伦地台夹持的次造山带内。至70年代，前苏联铀矿地质学家就对

该地区铀矿床的成矿环境、形成机理及矿床的时空分布规律和找矿识别标志进行了大量而卓有成效的研究，在不断的生产实践中，形成了一套完整的层间渗入成矿理论及其判别标志。同时，在研究层间氧化带砂岩型铀矿形成的大地构造背景过程中，提出了著名的“次造山带”控矿的理论。另外，俄罗斯专家对在俄罗斯和蒙古境内广泛发育的古河道型砂岩型铀矿的成因机制方面做了大量的研究工作，提出古河谷型渗入潜水—层间水氧化作用成因的理论。

美国的地质学家对砂岩铀矿的研究集中在60—70年代。由于美国众多的砂岩型铀矿床分布在怀俄明盆地、科罗拉多高原和得克萨斯海岸平原，所以研究工作主要是针对上述三个地区进行的，随着工程的加密和研究的深入，铀矿地质工作者逐渐认识到砂岩型铀矿独特的成矿条件和控制因素，并提出和完善了怀俄明式、科罗拉多式和得克萨斯式等几种不同类型砂岩型铀矿的找矿模式和判别依据，建立了世界最著名的卷型铀矿床的矿床模式和成矿理论。

迄今为止，砂岩型铀矿总资源量已跃居世界铀矿类型的第二位，仅次于在澳大利亚、加拿大两国占统治地位的不整合面型铀矿，其在世界铀资源总量中占据重要的地位（王振邦，2002）。

国内外学者从理论和实践等多方面探讨了铀元素及其矿床的形成条件（FinchWI，1996；MikakeS，etal.，2000；SpirakisCS，1996；）。美国和前苏联不仅对砂岩型铀矿床的研究起步早，而且研究程度也较高。在砂岩铀矿的发现和勘查过程中，美国学者对砂岩型铀矿的成矿物质来源、矿床成因、地质识别判据等进行了深入的研究和系统总结，并建立了“卷状铀矿床（即典型的层间氧化带型砂岩铀矿床）”的成矿模式（GrangerHC，etal.，1961，1974；HarshmanEN，1970；RackleyRI，1975）；前苏联学者出版了大量有关外生铀矿床方面的论著，逐步建立了比较完善的“层间渗入成矿理论”、“水成铀矿床成矿理论”以及“次造山带控矿理论”等。这些理论的发展和完善对于我国砂岩型铀矿找矿工作的兴起和发展具有重要的指导意义。

1.2.2国内研究现状

砂岩型铀矿床也是我国重要的工业铀矿化类型之一，我国的砂岩型铀矿勘查起步较早，始于上世纪50年代，50-80年代，主要是利用航空伽玛测量、地面放射性测量和地表浅部勘探、追索等手段，进行地表找矿，虽然发现了一定规模和数量的矿床，但由于地浸采矿工艺在我国尚未得到应用，大多数不适于地浸方法开采。80年代中期开始至今，由于地浸法开采试验的成功及注重开采铀资源的经济效益，已把可地浸砂岩铀矿作为主攻方向，并在若干大型、大中型盆地发现一批砂岩型铀矿床，诸如伊犁盆地南缘、吐哈盆地南缘、鄂尔多斯盆地东北部及二连盆地、巴音戈壁盆地等，松辽、准噶尔、海拉尔等盆地的找矿工作也正在积极探索中（陈戴生等，2003）。与此同时，配合生产对产铀盆地区域地质背景条件、砂岩型铀矿的矿化特征及控矿因素、成矿机理及成矿模式等方面也开展了较为深入的研究，并取得了大量的研究成果，反映了中国层间氧化带砂岩型