鄂尔多斯盆地店头-双龙地区金属硫化物赋存状态及其与铀成矿关系

孙钰函, 焦养泉, 吴立群, 秦拯纬, 荣辉. 2024. 鄂尔多斯盆地店头-双龙地区金属硫化物赋存状态及其与铀成矿关系. 华南地质, 40(4): 619-632. doi: 10.3969/j.issn.2097-0013.2024.04.002
引用本文: 孙钰函, 焦养泉, 吴立群, 秦拯纬, 荣辉. 2024. 鄂尔多斯盆地店头-双龙地区金属硫化物赋存状态及其与铀成矿关系. 华南地质, 40(4): 619-632. doi: 10.3969/j.issn.2097-0013.2024.04.002
SUN Yu-Han, JIAO Yang-Quan, WU Li-Qun, QIN Zheng-Wei, RONG Hui. 2024. The Occurrence State of Metal Sulfides and Its Relationship with Uranium Mineralization in Diantou-Shuanglong Area, Ordos Basin. South China Geology, 40(4): 619-632. doi: 10.3969/j.issn.2097-0013.2024.04.002
Citation: SUN Yu-Han, JIAO Yang-Quan, WU Li-Qun, QIN Zheng-Wei, RONG Hui. 2024. The Occurrence State of Metal Sulfides and Its Relationship with Uranium Mineralization in Diantou-Shuanglong Area, Ordos Basin. South China Geology, 40(4): 619-632. doi: 10.3969/j.issn.2097-0013.2024.04.002

鄂尔多斯盆地店头-双龙地区金属硫化物赋存状态及其与铀成矿关系

  • 基金项目: 中国地质大学(武汉)构造与油气资源教育部重点实验室开放基金(TPR-2024-06)、国家自然科学基金项目(42172128、42202091)
详细信息
    作者简介: 孙钰函(1994—),女,博士,主要从事沉积矿产的地质调查、矿产勘查及地质科研工作,E-mail:syhqq@cug.edu.cn
    通讯作者: 焦养泉(1963—),男,教授,主要从事沉积盆地分析与能源矿产研究的教学与科研工作,E-mail:yqjiao@cug.edu.cn
  • 中图分类号: P619.14

The Occurrence State of Metal Sulfides and Its Relationship with Uranium Mineralization in Diantou-Shuanglong Area, Ordos Basin

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  • 在砂岩型铀矿勘查中,除了黄铁矿以外还识别出其他种类丰富的金属硫化物,但目前对于其复杂的矿物种类、微观形态、赋存特征以及和铀矿物关系缺少系统性研究。本文以店头-双龙地区中侏罗世直罗组赋矿岩层为研究对象,利用光学显微镜、扫描电镜以及配备的能谱仪和全反射X射线荧光光谱等方法识别出大量金属硫化物,以黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿和方铅矿为主;并在含矿砂岩的过渡带发现金属硫化物呈现出残留的氧化痕迹并被铀矿物所取代。通过对古层间氧化带不同分带中金属硫化物的含量进行统计,由高到低依次为过渡带的含矿砂岩>还原带的灰色不含矿砂岩>二次还原的绿色砂岩≥氧化的红色砂岩;不同类型硫化物含量由高到底依次为黄铁矿>闪锌矿>黄铜矿≥方铅矿。氧化带酸性或偏酸性的地下水以及存在的Fe3+为金属硫化物的氧化提供有利条件。铀酰离子伴随着金属硫化物氧化形成的离子络合物随氧化流体在铀储层砂体中运移,随着还原介质占主导地位,金属离子在过渡带重新富集沉淀形成成矿期金属硫化物。与此同时,过渡带的金属硫化物氧化形成的$ {\text{SO}}_{\text{4}}^{{2-}} $可被还原为H2S,而H2S对铀酰离子具有很强的还原能力。因此,金属硫化物和铀矿物紧密伴生,说明除了黄铁矿以外,其他类型的金属硫化物也可充当还原剂来参与铀的富集沉淀,这对其他砂岩型铀矿床无机还原介质的研究提供一定的借鉴。

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  • 图 1  鄂尔多斯盆地构造单元划分图(a)及鄂尔多斯盆地南缘地质结构与铀矿化特征简图(b)

    Figure 1. 

    图 2  店头-双龙地区铀矿床后生蚀变作用与铀矿化关系

    Figure 2. 

    图 3  金属硫化物占比统计示意图

    Figure 3. 

    图 4  店头-双龙地区黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、方铅矿矿物学特征

    Figure 4. 

    图 5  店头-双龙地区铀矿床古层间氧化带不同分带中金属硫化物占比(a)和全硫含量(b)柱状图

    Figure 5. 

    图 6  店头-双龙地区金属硫化物与铀矿物的赋存关系

    Figure 6. 

    图 7  砂岩型铀矿床金属硫化物与铀成矿相互作用机理模式图

    Figure 7. 

    表 1  研究区金属硫化物在探针片中所占比例

    Table 1.  The proportion of metal sulfides in the thin sections of the study area

    岩性 样品号 金属硫化物占比(%) 总占比(%)
    闪锌矿 黄铁矿 黄铜矿 方铅矿
    红色+黄色砂岩(n=6)ZK319-05-8/0.0340.00240.00610.0425
    ZK2402-6//0.049/0.049
    ZK127-09-2/0.063//0.063
    ZK319-05-5/////
    ZK257-01-1/////
    ZK175-03-50.600.200.020.0140.834
    总占比(%)0.600.2970.07140.020.99
    平均值(%)0.10.050.0120.0030.17
    绿色砂岩(n=5)ZK127-07-2/0.001//0.001
    ZK31-08-2/0.058//0.058
    ZK127-07-5/0.232//0.232
    ZK127-07-1/0.3360.1720.0020.51
    ZK31-08-5/0.12//0.12
    总占比(%)/0.7470.1720.0020.92
    平均值(%)/0.150.0340.00040.18
    灰色不含矿砂岩(n=8)ZK159-09-10.313.730.02/4.06
    ZK323-01-30.233.40.010.0133.65
    ZK323-01-10.240.9/0.0261.17
    ZK159-14-2/2.11//2.11
    ZK003-32/2.03//2.03
    ZK143-02-30.221.23//1.45
    ZK143-02-60.11.980.02/1.982
    ZK159-09-20.321.36//1.68
    总占比(%)1.4216.740.050.03918.13
    平均值(%)0.182.090.0060.0052.28
    含矿砂岩(n=8)ZK159-09-42.950.540.0030.0363.53
    ZK159-09-50.055.220.1635.43
    ZK159-09-73.827.910.040.00511.78
    ZK159-09-82.794.180.0090.0086.99
    ZKZ159-09-93.832.850.0366.72
    ZK175-03-15.23.00.020.098.31
    ZK175-03-22.581.560.030.0044.17
    ZK175-03-62.352.950.0030.0295.33
    总占比(%)23.5728.210.1050.37152.26
    平均值(%)2.953.530.010.056.54
    注:/代表百分比小于0.001,可忽略不计.
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出版历程
收稿日期:  2024-08-31
修回日期:  2024-10-30
刊出日期:  2024-12-20

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