CN112379073A - 一种砂岩型铀矿主成矿期的间接厘定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铀矿技术领域，具体公开一种砂岩型铀矿主成矿期的间接厘定方法，该方法包括：资料收集；采集砂岩型铀矿区含矿层砂岩样品；砂岩样品中重矿物磷灰石的挑选；将述挑选出来的磷灰石裂变径迹反演砂岩型铀矿区含矿层构造演化史；根据上述得到的磷灰石裂变径迹反演砂岩型铀矿区含矿层构造演化史，厘定研究区砂岩型铀矿成矿的主成矿期。本发明的方法能够准确的厘定砂岩型铀矿的主成矿年龄，避免砂岩铀矿成矿过程的开放体系与获得的成矿年龄数据带来的干扰，从而提取主成矿阶段的控矿要素，用于指导研究区后期铀矿勘查工作。
Description
技术领域
本发明属于铀矿技术领域，具体涉及一种砂岩型铀矿主成矿期的间接厘定方法。
背景技术
自20世纪80年代，我国引入美国卷状砂岩型铀矿成矿理论与前苏联层间渗入型铀矿成矿理论及找矿勘查技术以来，先后在伊犁、鄂尔多斯、吐鲁番-哈密、二连、松辽与巴音戈壁等多个盆地发现了一大批大中型乃至特大型砂岩型铀矿床。随着砂岩型铀矿勘查与研究的不断深入，发现砂岩型铀矿成矿具有多阶段成矿与多期叠加富集的特点，即主成矿期后，砂岩型铀矿遭受了后期构造或热液事件的改造。此外，现阶段国内主要是应用U-Ra平衡系数校正的全岩U-Pb等时线定年的方法来测得砂岩型铀矿的成矿年龄，多数铀矿床在成矿年龄数据上呈现多阶段成矿的特点，大量学者结合含矿层埋藏演化史与获得的成矿年龄数据来阐述砂岩型铀矿成矿的多阶段成矿过程，并根据获得成矿年龄出现的概率来厘定铀成矿的主成矿阶段。但是，砂岩型铀矿成矿过程属于开放体系及常遭受后期构造或热液事件的改造，往往使得应用U-Ra平衡系数校正的全岩U-Pb等时线定年的方法测得年龄数据偏年轻，或记录多数是主成矿期矿体遭受改造后的年龄，而主成矿阶段年龄的数据则记录较少，常致使学者将砂岩型铀矿后期改造阶段当成主成矿阶段。
针对上述问题，依据砂岩型铀矿成矿所需的必要的构造条件，即含矿层形成后必须经历适度构造抬升，并保持一段相当长的稳定期，其中构造抬升的掀斜作用使含矿层接近于地表接受含氧水体的渗入，而抬升后稳定期则是大规模层间氧化带发育时期，且稳定期时间长短则决定铀矿规模大小，亟需设计一种砂岩型铀矿主成矿期的间接厘定方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种砂岩型铀矿主成矿期的间接厘定方法，该方法用于解决现有技术中简单的依据测得的成矿年龄数据出现概率来确定主成矿阶段，常常导致把后期改造阶段当成主成矿阶段的问题；能够准确的厘定砂岩型铀矿的主成矿年龄，避免砂岩铀矿成矿过程的开放体系与获得的成矿年龄数据带来的干扰，从而提取主成矿阶段的控矿要素，用于指导研究区后期铀矿勘查工作。
本发明的技术方案如下：
一种砂岩型铀矿主成矿期的间接厘定方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤一：资料收集；
步骤二：采集砂岩型铀矿区含矿层砂岩样品；
步骤三：砂岩样品中重矿物磷灰石的挑选；
步骤四：将所述步骤三中挑选出来的磷灰石裂变径迹反演砂岩型铀矿区含矿层构造演化史；
步骤五：根据上述步骤四中得到的磷灰石裂变径迹反演砂岩型铀矿区含矿层构造演化史，厘定研究区砂岩型铀矿成矿的主成矿期。
所述的步骤一中资料收集包括收集研究区砂岩型铀矿已有的成矿年龄数据及其研究区构造事件与不整合面的资料。
所述的步骤二中砂岩样品为中-粗砂岩。
所述的步骤三中砂岩样品经粗碎、细碎、筛分、淘洗、磁选、重液分选过程，然后在挑选出磷灰石单矿物。
所述的步骤四中砂岩型铀矿区含矿层构造演化史反演的具体步骤包括：将所述步骤三中挑选出来的磷灰石进行制靶、抛光、蚀刻、辐射与云母蚀刻操作，进行磷灰石自发、诱发径迹统计、反射光下Dpar长度测量，拟合出一条裂变径迹最佳温度—时间曲线图，反演砂岩型铀矿含矿层形成以后所经历的构造演化史。
所述的步骤四中采用低温热年代学理论和方法，结合砂岩型铀矿区区域构造演化分析，将磷灰石进行制靶、抛光、蚀刻、辐射与云母蚀刻操作。
所述的步骤四中采用HeFTy软件进行长度测量和裂变径迹最佳温度—时间曲线图拟合。
所述步骤五中综合分析的具体步骤包括：通过将上述步骤四中得到的磷灰石裂变径迹反演砂岩型铀矿区含矿层构造演化史，厘定构造抬升剥蚀事件与构造相对稳定期，结合砂岩型铀矿成矿所需的必要的构造条件，初步把构造相对稳定期当成铀成矿主阶段，并以研究内含矿层形成以后的不整合面为约束条件，进一步精确厘定砂岩型铀矿的主成矿年龄。
所述步骤五中砂岩型铀矿成矿所需的必要的构造条件包括含矿层形成后必须经历适度构造抬升，并保持一段相当长的稳定期。
所述步骤五中构造抬升的掀斜作用使含矿层接近于地表接受含氧水体的渗入，而抬升后稳定期则是大规模层间氧化带发育时期，且稳定期时间长短则决定铀矿规模大小查明构造抬升剥蚀事件与铀成矿的关系。
本发明的有益技术效果是：本发明所提供的一种砂岩型铀矿主成矿期的间接厘定方法，该方法涵盖室内资料收集→野外地质观察采样→室内分析测试与数据分析三个阶段，以砂岩型铀矿研究过程简单的依据U-Ra平衡系数校正的全岩U-Pb等时线定年测得的成矿年龄数据出现概率来确定主成矿阶段，导致把后期叠加改造阶段当成主成矿阶段的问题为切入点，抓住砂岩型铀矿成矿所需的必要的构造条件，即含矿层形成后必须经历适度构造抬升，并保持一段相当长的稳定期，稳定期时间长短则决定铀矿规模大小；结合磷灰石裂变径迹反演构造演化史与研究区不整合面发育情况来准确的厘定砂岩型铀矿的主成矿年龄，避免砂岩铀矿成矿过程的开放体系与获得的成矿年龄数据带来的干扰，并提取主成矿阶段的控矿要素，可用于指导研究区后期铀矿勘查工作。
附图说明
图1为本发明所提供的一种砂岩型铀矿主成矿期的间接厘定方法的流程图；
图2为本发明实施例中伊犁盆地南缘砂岩型铀矿含矿层砂岩中磷灰石裂变径迹温度—时间模拟构造演化图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明提供的一种砂岩型铀矿主成矿期的间接厘定方法作详细说明。
一种砂岩型铀矿主成矿期的间接厘定方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤一：资料收集；
所述步骤一中资料收集包括收集研究区砂岩型铀矿已有的成矿年龄数据及其研究区构造事件与不整合面的资料；
步骤二：采集砂岩型铀矿区含矿层砂岩样品；
所述步骤二中砂岩样品为中-粗砂岩，重量>5kg，例如，重量为5Kg-10Kg。
步骤三：砂岩样品中重矿物磷灰石的挑选；
所述步骤三中砂岩样品经粗碎、细碎、筛分、淘洗、磁选、重液分选过程，然后在双目镜下挑选出磷灰石单矿物(>100粒)。
步骤四：将所述步骤三中挑选出来的磷灰石进行裂变径迹反演砂岩型铀矿区含矿层构造演化史；
所述步骤四中砂岩型铀矿区含矿层构造演化史反演的具体步骤包括：采用低温热年代学理论和方法，结合砂岩型铀矿区区域构造演化分析，将所述步骤三中挑选出来的磷灰石进行制靶、抛光、蚀刻、辐射与云母蚀刻操作，然后应用HeFTy软件完成磷灰石自发、诱发径迹统计、反射光下Dpar(指与结晶C轴平行的，与抛光面相交的裂变径迹蚀象的最大直径)长度测量工作，将所得数据导入HeFTy软件，最后拟合出一条裂变径迹最佳温度—时间曲线图，反演砂岩型铀矿含矿层形成以后所经历的构造演化史。
步骤五：根据上述步骤四中得到的磷灰石裂变径迹反演砂岩型铀矿区含矿层构造演化史，厘定研究区砂岩型铀矿成矿的主成矿期。
所述步骤五中综合分析的具体步骤包括：通过将上述步骤四中得到的磷灰石裂变径迹反演砂岩型铀矿区含矿层构造演化史，厘定构造抬升剥蚀事件与构造相对稳定期；结合砂岩型铀矿成矿所需的必要的构造条件，即含矿层形成后必须经历适度构造抬升，并保持一段相当长的稳定期；其中构造抬升的掀斜作用使含矿层接近于地表接受含氧水体的渗入，而抬升后稳定期则是大规模层间氧化带发育时期，且稳定期时间长短则决定铀矿规模大小查明构造抬升剥蚀事件与铀成矿的关系；初步把构造相对稳定期当成铀成矿主阶段，并结合研究内含矿层形成以后的不整合面来约束砂岩型铀矿的主成矿年龄，避免砂岩铀矿成矿过程的开放体系与获得的成矿年龄数据带来的干扰，并提取主成矿阶段的控矿要素，可用于指导研究区后期铀矿勘查工作。
实施例1
如图1所示，以伊犁盆地南缘砂岩型铀矿为例，本发明设计的一种砂岩型铀矿主成矿期的间接厘定方法，包括室内资料收集、野外地质观察采样与室内分析测试与数据分析三个阶段，具体步骤如下：
步骤一：资料收集
例如，结合收集的含矿层形成后的地层沉积、地层接触关系、褶皱、断裂、野外露头、察布查尔山裂变径迹等资料，伊犁盆地自含矿层形成后主要遭受了燕山晚期构造运动与喜马拉雅山构造运动的影响。其中燕山晚期构造运动使得天山地区挤压隆升与察布查尔山微抬，后续伊犁盆地整体抬升夷平，并形成J/K2、E/N之间区域性不整合面；受喜马拉雅山构造运动的影响，印度板块与欧亚板块碰撞拼接远程效应，造成察布查尔山发生强烈隆升，盆地周边山系急剧隆升并向盆地内逆掩，伊犁盆地南缘在东西方向上表现出明显的构造差异，其中伊犁南缘西段构造变形较弱，始终保持为一个缓倾的构造斜坡带；盆地南缘东段构造变形较强，在南缘东段形成了的一系列逆冲断层组和复杂的断裂褶皱变形，如达拉地向斜、苏阿苏向斜、察布查尔背斜等。
收集前人应用U-Ra平衡系数校正的全岩U-Pb等时线定年的方法测得的伊犁盆地南缘砂岩型铀矿年龄数据，表明铀矿成矿作用具有明显的阶段性和继承性，其持续时间长(中生代到新生代)，具有多期成矿、叠加富集的特点，具体的铀成矿年龄如表1，由于盆地南缘东西段构造活动的差异，导致东西段铀矿床成矿年龄存在差异，中-西段砂岩型铀矿成矿年龄可分为158～153Ma、108～60.5Ma、55～15Ma，12～0.3Ma四期，而盆地东段铀成矿年龄比较新，为7.8～5.5Ma之间。此外，所得铀成矿年龄多集中在12Ma之后，如果按照成矿年龄数据的概率来厘定铀成矿主成矿期，那么12Ma之后的时间则为主成矿阶段。
表1伊犁盆地南缘典型砂岩型铀矿床铀成矿年代表
Table 2 the table about metallogenic age of sandstone-type uraniumdeposits in the southern margin area of Ili basin
步骤二：采集砂岩型铀矿区含矿层砂岩样品；
例如，伊犁盆地南缘砂岩型铀矿含矿层为中-下侏罗统水西沟群，采取钻孔含矿层中-粗砂岩5样品，其中盆地南缘西段3个(编号Y-01，Y-02，Y-03)，东缘2个(编号Y-04，Y-05)，一个样品大约重量为5Kg-10Kg；
步骤三：砂岩样品中重矿物磷灰石的挑选；
例如，将采集样品经粗碎、细碎、筛分、淘洗、磁选、重液分选过程，然后在双目镜下挑选出磷灰石单矿物(>100粒)。
步骤四：通过磷灰石裂变径迹反演砂岩型铀矿区含矿层构造演化史；
例如，将步骤三中挑选出来的磷灰石进行制靶、抛光、蚀刻、辐射与云母蚀刻操作，然后应用相应软件完成磷灰石自发、诱发径迹统计、反射光下Dpar(指与结晶C轴平行的，与抛光面相交的裂变径迹蚀象的最大直径)长度测量工作，将所得数据导入HeFTy软件，最后拟合出一条裂变径迹最佳温度—时间曲线图，反演伊犁盆地南缘砂岩型铀矿区含矿层形构造演化史(图2)。
伊犁盆地南缘含矿层形成之后遭受了2期强烈的隆升-剥蚀事件：①晚侏罗纪-早白垩纪，导致了伊犁盆地南缘大范围缺失上侏罗统和下白垩统；②中新世至今，盆地周边山系急剧隆升并向盆地内逆掩，伊犁盆地南缘在东西方向上表现出明显的构造差异，其中伊犁南缘西段构造变形较弱，始终保持为一个缓倾的构造斜坡带；盆地南缘东段构造变形较强，在南缘东段形成了的一系列逆冲断层组和复杂的断裂褶皱变形，如达拉地向斜、苏阿苏向斜、察布查尔背斜等。
步骤S5：综合分析，厘定研究区砂岩型铀矿成矿的主成矿期。
依据砂岩型铀矿成矿所需的必要的构造条件，即含矿层形成后必须经历适度构造抬升，并保持一段相当长的稳定期，其中构造抬升的掀斜作用使含矿层接近于地表接受含氧水体的渗入，而抬升后稳定期则是大规模层间氧化带发育时期，且稳定期时间长短则决定铀矿规模大小。根据磷灰石裂变径迹反演砂岩型铀矿区含矿层构造演化史，伊犁盆地南缘含矿层形成之后遭受了2期强烈的隆升-剥蚀事件与1期构造相对稳定期：①晚侏罗纪-早白垩纪(145-100Ma，构造抬升-剥蚀事件)，对应燕山晚期构造运动，造成盆缘地层抬升掀斜，含矿层逐渐出露地表并遭受剥蚀及淋滤改造，并造成下白垩统(K1)乃至上侏罗统(J3)在盆缘地段大面积缺失，形成J3/K2之间区域性不整合面，可作为主成矿阶段开始的标志；②晚白垩纪-中新世早期(100-12Ma，构造相对稳定期)，上白垩统与古近系覆盖于中下侏罗统之上，期间来自南部蚀源区的含铀含氧承压水渗入到层间砂体中，形成大规模层间氧化带，因此认为抬升后较长时间的稳定期为主成矿期，时间大概在100～12Ma之间，与测得铀矿年龄108～60.5Ma、55～15Ma是相对应；③中新世晚期至今(12～0Ma，构造抬升-剥蚀事件)，对应喜马拉雅构造运动，造成盆地周边山系急剧隆升并向盆地内逆掩，形成伊犁盆地南缘在东西方向上表现出明显的构造差异，其中伊犁南缘西段构造变形较弱，始终保持为一个缓倾的构造斜坡带，此时的铀成矿作用属于弱构造背景下的继承性叠加富集成矿，早期形成的铀矿化在蚀源区含铀含氧水的改造作用下，不断向盆地内部迁移改造，在局部残留矿体以及层间氧化带前锋线附近形成富大矿体，与测得的12～0.3Ma铀矿年龄向对应；盆地南缘东段构造变形较强，在南缘东段形成了的一系列逆冲断层组和复杂的断裂褶皱变形，如达拉地向斜、苏阿苏向斜、察布查尔背斜等，在一定程度上阻隔了蚀源区含氧含铀水对含矿目的层的渗入改造，造成铀成矿停止，此外，含矿层大幅度强烈抬升剥蚀，可能造成伊犁盆地南缘东段前期已形成的矿体遭受剥蚀，形成富铀地下水向盆地中运移，被煤层吸附还原可形成煤岩型铀矿，如达拉地煤岩型铀矿床，这也与7.8～5.5Ma成矿年龄是对应。
结合前期收集伊犁盆地南缘主要发育J/K2、E/N之间区域性不整合面，其中K2～E之间则为相对稳定区沉积的地层，故将主成矿期年龄100～12Ma约束在K2(96Ma)～E(23Ma)，与应用U-Ra平衡系数校正的全岩U-Pb等时线定年的方法厘定的伊犁盆地南缘砂岩型铀矿主成矿期在12Ma之后是不同的。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。
Claims (10)
1.一种砂岩型铀矿主成矿期的间接厘定方法，其特征在于：该方法具体包括以下步骤：
步骤一：资料收集；
步骤二：采集砂岩型铀矿区含矿层砂岩样品；
步骤三：砂岩样品中重矿物磷灰石的挑选；
步骤四：将所述步骤三中挑选出来的磷灰石裂变径迹反演砂岩型铀矿区含矿层构造演化史；
步骤五：根据上述步骤四中得到的磷灰石裂变径迹反演砂岩型铀矿区含矿层构造演化史，厘定研究区砂岩型铀矿成矿的主成矿期。
2.根据权利要求1所述的一种砂岩型铀矿主成矿期的间接厘定方法，其特征在于：所述的步骤一中资料收集包括收集研究区砂岩型铀矿已有的成矿年龄数据及其研究区构造事件与不整合面的资料。
3.根据权利要求2所述的一种砂岩型铀矿主成矿期的间接厘定方法，其特征在于：所述的步骤二中砂岩样品为中-粗砂岩。
4.根据权利要求3所述的一种砂岩型铀矿主成矿期的间接厘定方法，其特征在于：所述的步骤三中砂岩样品经粗碎、细碎、筛分、淘洗、磁选、重液分选过程，然后在挑选出磷灰石单矿物。
5.根据权利要求4所述的一种砂岩型铀矿主成矿期的间接厘定方法，其特征在于：所述的步骤四中砂岩型铀矿区含矿层构造演化史反演的具体步骤包括：将所述步骤三中挑选出来的磷灰石进行制靶、抛光、蚀刻、辐射与云母蚀刻操作，进行磷灰石自发、诱发径迹统计、反射光下Dpar长度测量，拟合出一条裂变径迹最佳温度—时间曲线图，反演砂岩型铀矿含矿层形成以后所经历的构造演化史。
6.根据权利要求5所述的一种砂岩型铀矿主成矿期的间接厘定方法，其特征在于：所述的步骤四中采用低温热年代学理论和方法，结合砂岩型铀矿区区域构造演化分析，将磷灰石进行制靶、抛光、蚀刻、辐射与云母蚀刻操作。
7.根据权利要求6所述的一种砂岩型铀矿主成矿期的间接厘定方法，其特征在于：所述的步骤四中采用HeFTy软件进行长度测量和裂变径迹最佳温度—时间曲线图拟合。
8.根据权利要求7所述的一种砂岩型铀矿主成矿期的间接厘定方法，其特征在于：所述步骤五中综合分析的具体步骤包括：通过将上述步骤四中得到的磷灰石裂变径迹反演砂岩型铀矿区含矿层构造演化史，厘定构造抬升剥蚀事件与构造相对稳定期，结合砂岩型铀矿成矿所需的必要的构造条件，初步把构造相对稳定期当成铀成矿主阶段，并以研究内含矿层形成以后的不整合面为约束条件，进一步精确厘定砂岩型铀矿的主成矿年龄。
9.根据权利要求8所述的一种砂岩型铀矿主成矿期的间接厘定方法，其特征在于：所述步骤五中砂岩型铀矿成矿所需的必要的构造条件包括含矿层形成后必须经历适度构造抬升，并保持一段相当长的稳定期。
10.根据权利要求9所述的一种砂岩型铀矿主成矿期的间接厘定方法，其特征在于：所述步骤五中构造抬升的掀斜作用使含矿层接近于地表接受含氧水体的渗入，而抬升后稳定期则是大规模层间氧化带发育时期，且稳定期时间长短则决定铀矿规模大小查明构造抬升剥蚀事件与铀成矿的关系。
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| CN107895216A (zh) * | 2016-09-30 | 2018-04-10 | 核工业北京地质研究院 | 一种快速圈定油气掩盖区古层间氧化前锋线位置的方法 |
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