铀的活化迁移能力

如题所述

第1个回答  2020-01-18

含矿岩系伊敏组中的铀元素来源于盆地边缘的蚀源区,蚀源区母岩中的铀元素主要是通过两种途径迁移到盆地中沉淀富集的:①在盆地沉积演化过程中,由于区域构造抬升的影响,持续隆起的蚀源区不断地遭受风化剥蚀,大量的铀元素便随同蚀源区碎屑物颗粒在流体等相关介质的作用下迁移到盆地中,在沉积地层中沉淀、富集,即所谓的预富集方式;②铀元素从蚀源区母岩的矿物中活化、分离出来,这些活化的铀元素通过地表或者地下氧化水以渗入的方式迁移到含矿地层中,并逐渐的富集成矿,即所谓的后生富集形式。

在盆地构造演化的后期,由于汗乌拉隆起的区域整体抬升作用的影响,使盆地西部地层掀斜而形成单斜构造,致使西部的伊敏组长时期出露于地表。在这样的区域构造条件下,从蚀源区母岩中活化出来的铀元素就很容易被迁移到伊敏组中有利的岩性-岩相和地球化学障地段而沉淀下来,并最终富集成矿。由此,蚀源区母岩中铀的活化能力在一定程度上决定了盆地沉积地层中铀富集程度,因而研究和探索铀的活化和迁移能力具有重要意义。

在研究铀的活化和迁移能力中,活性铀是研究铀元素的活性程度、迁出和迁入量的主要指标。根据活性铀的计算公式:Hu=UiGu(其中,Ui为每个样品现测铀含量,Gu为古铀量;古铀量公式为Gu=U/Th×Thi,其中U/Th为铀钍比值的均值,是一常数,Thi为每个样品现测钍含量)可知,如果UiGu为正值则认为因后期叠加而富集铀;反之,如为负值则认为后期有丢失铀量。古铀这一参数可大致代表各单元地质体原始的铀含量,主要依据钍元素的稳定性来计算。

查干诺尔盆地西部和北部蚀源区古铀含量较高,一般均在2.4×106~3.0×106eU左右,最高可达5.2×106eU,这与盆地西侧蚀源区大面积分布的中酸性火山岩是密不可分的。盆地沉积区的古铀含量分布极不均匀,变化很大。总体上,是由盆地西侧蚀源区到盆地中部地段古铀含量逐渐降低的趋势,而且这一总体趋势十分明显。查干诺尔盆地西部构造单斜区的古铀量较低、活性铀含量较高,而盆地西侧蚀源区的古铀含量较高、活性铀偏低,这显示出蚀源区的活性铀有较多的迁出。

在查干诺尔盆地西侧蚀源区内,其岩石取样测试结果显示出蚀源区岩石中活性铀含量偏低的特征,基本上为0.2×106~1.0×106eU之间,因而蚀源区活性铀较为丰富,并有大量铀元素的丢失和迁出,所以蚀源区的母岩,尤其是中酸性火山岩系为后生砂岩型铀成矿作用提供了丰富的铀源。另外,在野外地质调查中也发现,盆地西侧蚀源区地表基底岩石破碎松散,表征其物理化学剥蚀作用较为强烈,而且风化剥蚀物堆积厚度可达几米,这样十分有利于蚀源区中稳定性铀的转化活性铀,并以含铀氧化水作为载体而向盆地内迁移。而在盆地西部构造斜坡带的沉积盖层中(主要是伊敏组),活性铀含量总体上表现为高值,一般0.6×106~0.8×106eU,最高可达1.2×106eU,因而表明构造斜坡带沉积地层中有明显的铀元素富集现象(图4-4)。

图4-4 查干诺尔盆地活性铀平面等值线(106eU)分布图

从活性铀高值晕圈的展布方向分析,铀的迁移形式主要是随地下水沿构造斜坡带从西向东迁移,而在排泄区一带表现为低场特征。实际上,活性铀高值晕圈主要分布于径流区,表明铀的后生富集带发育在径流区内,排泄区呈低值则表明该处是地下水渗出的主要聚集地,铀的这种迁移形式也证明了地下水的化学类型是较好的溶铀体。显而易见,蚀源区活性铀较为丰富,并且具有较强的氧化能量,可以使稳定性的铀元素转化为活性铀,进而导致岩石中的部分活性铀迁出到盆地内运移、沉淀、聚集。

铀元素后生富集信息的提取,是把铀元素的弱信息进行增强,突出铀元素后生富集的有用信息,降低和压制干扰信息,目的是分析铀元素后生富集的规律。总的来看,查干诺尔盆地西部构造斜坡区后生铀富集明显,通常为0.6×106~1.0×106eU,而且晕圈的分布范围大致与盆地西部地下水径流区相吻合(图4-5),这一地段的活性铀显示也偏高。盆地的中东部为地下水排泄区,大体上分布于北东向展布的准那尔图断裂和道劳乃花断裂一带,这一地段显示为由铀元素偏高区转化为偏低区,铀元素含量通常为小于0.4×106eU;在盆地沉积盖层与西侧蚀源区接壤地带,铀元素含量大致为0.4×106~0.6×106eU。上述铀元素的分布规律进一步表明,蚀源区岩石中的铀元素以活化铀的形式发生迁移,并在径流区东部的沉积岩层中而沉淀、富集。

综上所述,铀元素的迁移规律、迁移方式、沉淀富集地带,均与地下水补给-径流-排泄的水动力机制,以及古气候条件有着内在的联系。查干诺尔盆地自补给区(蚀源区)活性铀低值到径流区(西部构造斜坡带)活性铀高值,再到排泄区(准那尔图断裂和道劳乃花断裂一带)活性铀偏高值这一宏观、总体上的铀含量分布趋势是比较明显的,铀元素的这种迁移活动和分布规律对于盆地中的铀成矿作用是十分有利的。另外,在成矿目的层沉积之后,即晚白垩世以来本区主要表现为半干旱、干旱的古气候特点,这对含铀氧化水的形成是十分有利的,从而可以使母岩中的活化铀元素发生迁移,并在有利的地球化学障部位沉淀和富集,因而造成了蚀源区铀的丢失、径流区铀的富集,以及排泄区铀含量偏低的现象。所以,从铀的活化、迁移、富集特征可以反映出,研究区内不仅有丰富的铀源,而且还发生了铀的后生富集现象,进一步证明了本区铀成矿作用存在的现实,尤其为“盆地西部构造斜坡带是具有一定铀成矿潜力的远景地带”的看法提供了科学的依据。

图4-5 查干诺尔盆地铀元素后生富集平面等值线(106eU)分布图

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