CN112462031A

CN112462031A - 一种确定盆地砂岩型铀矿主成矿阶段的方法

Info

Publication number: CN112462031A
Application number: CN202011253295.5A
Authority: CN
Inventors: 黄少华; 秦明宽; 刘章月; 张玉燕; 郭强; 贾立城; 东艳; 耿英英
Original assignee: Beijing Research Institute of Uranium Geology
Current assignee: Beijing Research Institute of Uranium Geology
Priority date: 2020-11-11
Filing date: 2020-11-11
Publication date: 2021-03-09
Anticipated expiration: 2040-11-11
Also published as: CN112462031B

Abstract

本发明属于盆地内砂岩型铀矿技术领域，具体涉及一种确定盆地后生氧化带砂岩型铀矿主成矿阶段的方法。本发明包括以下步骤：步骤1、盆地砂岩型铀矿勘查区和含矿目的层选取；步骤2、在上述步骤1中铀矿勘查工作区采集目的层矿石样品，综合厘定后生氧化‑铀成矿年龄；步骤3、确定每期沉积间断阶段上部岩层的地层年龄；步骤4根据上述步骤2和3中获得的年龄数据进行判别和统计，计算后生氧化‑铀成矿的持续时间；步骤5是对上述步骤4的时间进行从大到小排序，最大值即为主要的成矿阶段。本发明能够科学评价工作区铀成矿潜力和找矿前景，较准确预测主矿体的部位，指导找矿部署。

Description

一种确定盆地砂岩型铀矿主成矿阶段的方法

技术领域

本发明属于盆地内砂岩型铀矿技术领域，具体涉及一种确定盆地后生氧化带砂岩型铀矿主成矿阶段的方法。

背景技术

盆地外生型砂岩铀矿是构造隆升导致目的层抬升剥蚀并遭受浅部含氧含铀水贯入后发生氧化还原的产物，具有多期多阶段叠加成矿的典型特征；沉积间断面是指地质历史中由于构造运动导致沉积作用中断，地层抬升遭受剥蚀而造成的沉积记录(地层)缺失，上下地层不连续。可见，铀成矿与后期沉积间断具有密切关系，两者在时间上常相互对应，具有近同步性。然而，盆地内并不是整个沉积间断期间内均在持续成矿，只有在该期间内目的层被抬升剥蚀出露地表接受后生氧化时，成矿才能得以发生，直到目的层重新被上覆盖层泥岩超覆阻隔地下水的渗入，成矿作用才终止。在时间上，成矿作用相对于沉积间断而言具有一定的滞后性。因此，综合沉积间断面时间及成矿年龄来准确厘定出盆地铀矿勘查区或矿区砂岩铀成矿的主要阶段，不仅能够科学评价区内成矿潜力，而且能较准确圈定主矿体的发育部位，此外还能合理预测下一步的找矿方向，提高找矿成功率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种确定盆地砂岩型铀矿主成矿阶段的方法，科学评价工作区铀成矿潜力和找矿前景，较准确预测主矿体的部位，指导找矿部署。

本发明所采用的技术方案是：

一种确定盆地砂岩型铀矿主成矿阶段的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1盆地砂岩型铀矿勘查区和含矿目的层选取；

步骤2在上述步骤1中铀矿勘查工作区采集目的层矿石样品，进行U-Pb同位素定年，并结合前人获取的年龄数据，综合厘定后生氧化-铀成矿年龄：t_矿1、t_矿2、…、t_矿n；

步骤3在上述步骤1中确定铀矿勘查区在含矿层形成以来的地层沉积间断面发育期，确定每期沉积间断阶段上部岩层的地层年龄：t_地1、t_地2、…、t_地m；

步骤4根据上述步骤2和3中获得的年龄数据进行判别和统计，计算后生氧化-铀成矿的持续时间：△t_i＝t_矿n-t_地mi、m、n三个数值并不一一对应；

步骤5是对上述步骤4的△t_i进行从大到小排序，最大值即为主要的成矿阶段。

所述的步骤1中铀矿勘查区含矿目的层，需要发育铀矿化信息：为后生氧化带型，非沉积成岩型，且能够采集到目的层矿石样品。

所述的步骤2中在步骤1工作区采集含矿目的层铀矿石样品，至少3件，通过室内矿石U-Pb同位素定年，并统计前人已有的年龄数据，根据含矿层地层时代排除同沉积成矿年龄数据，综合厘定出后生氧化-铀成矿的年龄数据：t_矿n。

所述的步骤3中在步骤1中的铀矿勘查区，根据区域构造-沉积充填演化史，得出工作区自含矿目的层形成之后地层沉积间断面发育的期次，并根据区内各地层初始沉积时的距今时间，厘定出每期沉积间断上部地层的年龄t_地m。

所述的步骤4中将步骤2中的成矿年龄数据t_矿n分别放置于对应的步骤3中沉积间断面区间内，并将成矿年龄减去对应的该沉积间断上部岩层的地层年龄，最终计算得出每期成矿的持续时间：△t_i＝△t_i＝t_矿n-t_地m。

i、m、n三者并不一一对应。

所述的步骤5中将步骤4中的成矿持续时间△t_i进行由大到小排序，最大值即为该区砂岩型铀矿的主成矿阶段。

本发明的有益效果是：本发明提供一种确定盆地砂岩型铀矿主成矿阶段的方法，不管对于沉积盆地铀矿勘查区还是已发现铀矿床的采矿区，准确确定出含矿层的主成矿阶段，可以科学客观评价其成矿潜力、矿体规模和下一步的找矿前景，能为圈定主矿体大致部位和钻孔合理布置等提供重要参考，明确找矿方向，提高找矿成功率，一定程度上节省勘探和采矿成本。

附图说明

图1为本发明所提供的一种确定盆地砂岩型铀矿主成矿阶段的方法流程图；

图2为松辽盆地南部构造-沉积地层-铀成矿的综合柱状图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1，2所示，本发明所提供的一种确定盆地砂岩型铀矿主成矿阶段的方法，该方法具体包括如下步骤：

步骤1、为铀矿勘探区或产矿区及其目的层选取；具体步骤如下：

1.1、在某一沉积盆地选择一找矿部位或矿区作为研究对象；

1.2、确定主要的含矿目标层，要求目标层砂岩发育后生氧化带型铀矿化，并能采集到矿石样品。

例如，选择松辽盆地南部开鲁坳陷为研究对象，以上白垩统姚家组为含矿矿目标层，该层位是区内的主要产矿层位和主攻找矿目的层，且已发现了钱家店铀矿床，具有明显的后生氧化现象。

步骤2、在步骤1中的勘探区确定含矿层主要的后生氧化铀成矿年龄t_矿n；具体步骤如下：

2.1、采集勘探区目标层铀矿石样品，至少3件，进行铀铅同位素定年，获取成矿年龄；

2.2、收集整理前人已有的成矿年龄数据；

2.3、排除与含矿目的层沉积年龄相近的成矿年龄，选取后生氧化的铀成矿年龄t_矿n。

例如，本次采集了开鲁坳陷钱家店矿床中的3件姚家组铀矿石样品，进行铀铅同位素定年得出了一期成矿年龄为41±4Ma，且前人已获得的年龄数据有96±14Ma、87±12Ma、67+5Ma、53±3Ma、40±3Ma、7±0Ma。由于姚家组地层的沉积年龄大致在90-84Ma间，因此，96±14Ma和87±12Ma为铀同沉积预富集的年龄，67+5Ma、53±3Ma、41±4Ma、40±3Ma、7±0Ma为后生氧化的成矿年龄，大致可分为3期。

步骤3、是对上述步骤1中工作区含矿目的层自形成以来沉积间断进行划分，得出每期沉积间断上部地层的初始沉积年龄t_地m；具体步骤包括：

3.1、根据区域构造演化史，划分工作区自含矿层形成之后的主要沉积间断阶段；

3.2、根据盆地的地层年代谱，得出每期沉积间断上覆盖层的地层初始沉积年龄t_地m。

例如，松辽盆地南部自姚家组形成之后主要经历了4期沉积间断-不整合阶段，分别为嫩江组-四方台组(K₂n/K₂s)、四方台组-明水组(K₂s/K₂m)、明水组-大安组(K₂m/N₂d)、泰康组-第四系(N₂t/Q)；并得出K₂s的初始沉积地层年龄为73Ma，K₂m的初始沉积地层年龄为65Ma，N₂d的初始沉积地层年龄为23Ma，Q的初始沉积地层年龄为1.8Ma。

步骤4、将上述步骤2的后生氧化成矿年龄和上述步骤3沉积间断上覆盖层初始沉积年龄进行排序，得出各期主要的后生氧化铀成矿持续的时间△t_i＝t_矿n-t_地m。

例如，将区内姚家组砂岩主要的后生氧化铀成矿年龄67Ma、53Ma、41Ma、40Ma、7Ma与姚家组形成之后的K₂s组、K₂m组、N₂d组、Q的初始沉积地层年龄73Ma、65Ma、23Ma、1.8Ma进行排序，计算得出第一阶段的成矿持续时间△t₁为2Ma(67-65)，第二阶段的成矿持续时间△t₂为30Ma(53-23)、18Ma(41-23)、17Ma(40-23)，第三阶段的成矿持续时间△t₃为5.2Ma(7-1.8)。

步骤5、中对上述步骤4的各期成矿持续时间进行由大到小排序，得出主成矿阶段。

例如，松辽盆地南部开鲁坳陷姚家组的成矿阶段主要有3期，持续时间有2Ma、5.2Ma、17Ma、18Ma、30Ma，主要成矿持续时间达30Ma，落在第二成矿阶段；因此，该区古近纪期间为主成矿阶段，四方台到明水期间为初始弱成矿阶段，新近纪第三阶段为铀的叠加改造阶段，而嫩江期至四方台期沉积间断阶段并未发生铀成矿作用，可能是初次弱的构造抬升并没有使得目的层被剥露，无法接受后生氧化改造。

本发明能够广泛用于国内伊犁、吐哈、鄂尔多斯、二连等产铀盆地中，能较准确厘定出盆地含矿目的层砂岩的主要后生氧化铀成矿阶段，为客观评价铀成矿潜力和矿床规模提供重要参考，也可用于合理构建铀成矿模式和指明找矿方向，直接服务于实际生产需求，具有重要的理论意义和实际应用价值；对盆地内其它相似类型(沉积型铁、铜、铅锌矿)矿床的找矿钻孔布置也具有重要的借鉴意义。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一定的变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有成熟的技术。

Claims

1.一种确定盆地砂岩型铀矿主成矿阶段的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤(1)盆地砂岩型铀矿勘查区和含矿目的层选取；

步骤(2)在上述步骤(1)中铀矿勘查工作区采集目的层矿石样品，进行U-Pb同位素定年，并结合前人获取的年龄数据，综合厘定后生氧化-铀成矿年龄：t_矿1、t_矿2、…、t_矿n；

步骤(3)在上述步骤(1)中确定铀矿勘查区在含矿层形成以来的地层沉积间断面发育期，确定每期沉积间断阶段上部岩层的地层年龄：t_地1、t_地2、…、t_地m；

步骤(4)根据上述步骤(2)和(3)中获得的年龄数据进行判别和统计，计算后生氧化-铀成矿的持续时间：△t_i＝t_矿n-t_地m(i、m、n三个数值并不一一对应)；

步骤(5)是对上述步骤(4)的△t_i进行从大到小排序，最大值即为主要的成矿阶段。

2.根据权利要求1所述的一种确定盆地砂岩型铀矿主成矿阶段的方法，其特征在于：所述的步骤(1)中铀矿勘查区含矿目的层，需要发育铀矿化信息：为后生氧化带型，非沉积成岩型，且能够采集到目的层矿石样品。

3.根据权利要求2所述的一种确定盆地砂岩型铀矿主成矿阶段的方法，其特征在于：所述的步骤(2)中在步骤(1)工作区采集含矿目的层铀矿石样品，至少3件，通过室内矿石U-Pb同位素定年，并统计前人已有的年龄数据，根据含矿层地层时代排除同沉积成矿年龄数据，综合厘定出后生氧化-铀成矿的年龄数据：t_矿n。

4.根据权利要求3所述的一种确定盆地砂岩型铀矿主成矿阶段的方法，其特征在于：所述的步骤(3)中在步骤(1)中的铀矿勘查区，根据区域构造-沉积充填演化史，得出工作区自含矿目的层形成之后地层沉积间断面发育的期次，并根据区内各地层初始沉积时的距今时间，厘定出每期沉积间断上部地层的年龄t_地m。

5.根据权利要求4所述的一种确定盆地砂岩型铀矿主成矿阶段的方法，其特征在于：所述的步骤(4)中将步骤(2)中的成矿年龄数据t_矿n分别放置于对应的步骤(3)中沉积间断面区间内，并将成矿年龄减去对应的该沉积间断上部岩层的地层年龄，最终计算得出每期成矿的持续时间：△t_i＝△t_i＝t_矿n-t_地m。

6.根据权利要求5所述的一种确定盆地砂岩型铀矿主成矿阶段的方法，其特征在于：所述的步骤(5)中将步骤(4)中的成矿持续时间△t_i进行由大到小排序，最大值即为该区砂岩型铀矿的主成矿阶段。

7.根据权利要求5所述的一种确定盆地砂岩型铀矿主成矿阶段的方法，其特征在于：i、m、n三者并不一一对应。