若尔盖铀矿床铀的矿物学及地球化学特征

【作者】 张呐； 施泽明； 邹承杰； 朱英海； 侯赟；

【机构】 成都理工大学地球与行星科学学院； 地学核技术四川省重点实验室；

【摘要】 若尔盖地区的碳硅泥岩型铀矿田是我国重要的铀开采区,其中的碳硅泥岩型铀矿具有铀品位较高,赋存形式复杂,且伴生多种金属元素的特点。铀的赋存状态研究是探索铀富集规律和成因的基础,也是选择铀矿选矿和冶炼方法的重要指标。该矿床的矿体主要赋存于志留系硅质岩破碎带与硅灰岩透镜体中,铀矿物多为沥青铀矿,含有少量的铀黑。在本研究中,利用XRD、SEM和LA-ICP-MS Mapping结合化学分析方法研究了矿石和围岩的矿物学和地球化学特征、沉积环境、矿物共生和铀赋存状态。根据XRD分析结果,矿石、围岩中的主要矿物为石英、方解石、闪锌矿等。SEM-EDS显示矿石中铀主要为沥青铀矿,共生矿物及赋存形式主要有以下特征:U_Ⅰ:呈粒状赋存在不同矿物颗粒的间隙或填隙部位,粒径主要集中在5～10μm,最大可达15～20μm,主要为沥青铀矿,含少量的钙铀云母,充填在石英、方解石矿物,暗示铀矿化与硅化、方解石化关系密切;U_Ⅱ:呈星点状、不规则粒状包裹在闪锌矿和石英等颗粒内部、边缘,该类型沥青铀矿颗粒较为细小,显微粒径一般仅有1～2μm表明闪锌矿、石英与沥青铀矿同期或稍晚形成,与富矿石中表现出来的硫化物化围岩蚀变特征相一致;U_Ⅲ:呈絮状体分布在不同矿物颗粒的边缘部位,此类型铀矿物极为细小（<1μm）,这些絮状铀矿物主要赋存在闪锌矿、石英等矿物边缘的碳质集合体上,显示出碳质集合体对铀的吸附作用。LAICP-MS-Mapping结果显示围岩中铀呈不规则细脉状、网脉状充填于方解石脉中,该类型的铀以超显微（纳米级）铀矿物存在以方解石、金属硫化物、碳质集合体紧密共生。矿石的地球化学分析显示矿石、围岩中的Th/U比值极低,说明当时沉积的环境远离大陆的还原环境;δCe为负异常,δEu为负异常,在海洋环境中低温沉积且受陆源物质影响;MgO/Al₂O₃比值在0.16-0.24之间,表明其沉积环境为极少陆缘物质参与的高盐度海水沉积环境。铀矿物沉淀在闪锌矿的空隙中或石英、方解石周围,密切共生。方解石和石英中的U与Co、Ba、Ni、Zn、Zr呈显著的正相关,反映U与这些元素具有高度的同源性,成岩后期多次热液活动对局部铀矿化产生了一些影响,导致了铀的再次富集。铀与重金属元素关系密切反映了成矿物质可能源自地幔或与地幔物质相关的流体。本研究梳理了铀与大量共（伴）生元素及矿物相互间的成因联系、赋存状态、共存关系等问题,为评价风化作用对围岩中铀的赋存形式的影响机制及对环境的潜在危害提供了基础。更多还原