鄂爾多斯盆地北部砂巖型鈾礦原位微區(qū)穩(wěn)定同位素特征及其地質(zhì)意義

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1、分類號(hào)：Ｐ６１１．２學(xué)校代碼：１０６９７密級(jí)：公開學(xué)號(hào)：２０１５２１０４４馨碩士字拉論文ＭＡＳＳＴＥＲＳＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ鄂爾多斯盆地北部砂巖型鈾礦原位微區(qū)穩(wěn)定同位素特征及其地質(zhì)意義學(xué)科名稱：能源地質(zhì)學(xué)作者：龐康指導(dǎo)老師：吳柏林教授西北大學(xué)學(xué)位評(píng)定委員會(huì)二〇＿八年TheCharacteristicsofin-situstableisotopesandtheirgeologicalsignificanceaboutsandstoneu

2、raniumdepositsinNorthernOrdosBasinAthesissubmittedtoNorthwestUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinEnergyGeologyByPangkangSupervisor:BolinWuProfessorJune2018摘要鄂爾多斯盆地北部砂巖型鈾礦原位微區(qū)穩(wěn)定同位素特征及其地質(zhì)意義摘要近十幾年來，在鄂爾多斯盆地北部伊盟隆起東勝-杭錦旗一帶，

3、相繼發(fā)現(xiàn)了東勝-杭錦旗-大營等系列大型-特大型砂巖鈾礦，迄今已成為我國最大的砂巖型鈾礦基地。前期已有學(xué)者從地質(zhì)學(xué)特征的角度對(duì)礦床成因作過部分工作,得出了相關(guān)的一些認(rèn)識(shí)。認(rèn)為礦床的主要特征是礦體受直羅組砂巖綠色蝕變帶控制；同時(shí)，從容礦層及其附近伴生的砂巖白色化、碳酸鹽化及黃鐵礦化等后生蝕變現(xiàn)象入手，從穩(wěn)定同位素方面對(duì)礦床成因進(jìn)行研究。這部分工作的不足之處是穩(wěn)定同位素的測試工作均是采用全巖或混合礦物的質(zhì)譜分析方法，不能區(qū)分蝕變礦物的期次、類型和性質(zhì)等，所得認(rèn)識(shí)在一定程度上受到相關(guān)方面的局限性。本次工

4、作則以上述盆地北部杭錦旗-大營鈾礦區(qū)為對(duì)象，以鈾的富集及黃鐵礦化、砂巖白色化、碳酸鹽化等成礦現(xiàn)象與成巖蝕變內(nèi)容為紐帶，拋棄過去全巖或混合單礦物同位素分析方法，首次應(yīng)用原位微區(qū)穩(wěn)定同位素（黃鐵礦S、Pb，碳酸鹽C、O等）測定方法來示蹤礦床各主要蝕變形成的成因特點(diǎn)和識(shí)別標(biāo)志；從而有望準(zhǔn)確識(shí)別蝕變礦物的期次和性質(zhì)，在提高測試精度及更加精準(zhǔn)地認(rèn)識(shí)砂巖鈾礦成礦規(guī)律及礦床成因方面是一次有益的嘗試；所得結(jié)果有望為該區(qū)砂巖型鈾礦的形成過程及成因認(rèn)識(shí)提供新的信息、認(rèn)識(shí)和科學(xué)依據(jù)。對(duì)黃鐵礦電子顯微鏡下礦物形態(tài)觀察和

5、fs-LA-ICP-MS原位微區(qū)S、Pb同位素的測試，判斷了砂巖鈾礦中黃鐵礦的類型、期次和成因。鏡下成礦期黃鐵礦與鈾礦物相互穿插分34布，表明是同時(shí)形成，本區(qū)多數(shù)膠狀和草莓狀黃鐵礦屬于這一情況；其δS基本為負(fù)值。成巖期黃鐵礦與鈾礦物兩者界限清晰，常見鈾礦物圍繞著黃鐵礦生長，多數(shù)塊狀和環(huán)帶34狀黃鐵礦屬于這一情況；其δS既有較大的負(fù)值、又有較大的正值，沒有確定的規(guī)律。206204207/204本區(qū)成巖期黃鐵礦Pb/Pb及PbPb受后生流體影響較小，表現(xiàn)為較小的正常值；206204207/204而成

6、礦期黃鐵礦受后生流體或成礦作用影響較大，其Pb/Pb及PbPb可達(dá)正常值數(shù)十倍，明顯表現(xiàn)為異常，區(qū)分特征十分明顯。因此，將形態(tài)觀察和S、Pb同位素?cái)?shù)據(jù)結(jié)合起來可以更加準(zhǔn)確地判斷黃鐵礦的類型和期次。34分析黃鐵礦fs-LA-ICP-MS原位微區(qū)S、Pb同位素發(fā)現(xiàn)，成礦期與成礦后期黃鐵礦δS具有較大的的負(fù)值，說明具有有機(jī)質(zhì)來源和微生物作用的特征；進(jìn)一步將成礦期黃鐵礦34δS與盆地內(nèi)各類有機(jī)硫同位素進(jìn)行比較，認(rèn)為與上古生界煤系烴源巖的S同位素特征I西北大學(xué)碩士學(xué)位論文相似，流體成礦作用與上古生界天然氣

7、耗散作用有關(guān)。成巖期黃鐵礦Pb同位素特征表明，容礦層物源主要來自于造山帶大青山，與上古生界花崗巖關(guān)系密切；成礦物質(zhì)來源于地殼。對(duì)后生碳酸鹽化進(jìn)行的SIMS方解石C、O同位素研究，表明它的形成主要是含有機(jī)質(zhì)的流體作用提供了C源；O同位素則表明流體相水主要來源于大氣降水；由鈾礦物類型知流體水具有低溫作用特點(diǎn)。進(jìn)一步與盆地內(nèi)各有機(jī)質(zhì)源區(qū)的C同位素?cái)?shù)值進(jìn)行對(duì)比后，發(fā)現(xiàn)本區(qū)后生碳酸鹽化其C質(zhì)來源于上古生界的氣源巖，而不是來自于中生界石油、煤或下古生界的油、氣源巖層，其成因與上古生界天然氣耗散作用有關(guān)。利用

8、本次原位微區(qū)S、Pb、C、O穩(wěn)定同位素的工作成果，結(jié)合砂巖白色化和鈾礦化的H、O、Si同位素研究，以及礦床的基本特征和地質(zhì)背景，綜合分析了本區(qū)砂巖鈾礦的形成和成因特點(diǎn)，認(rèn)為鈾礦化流體為以大氣水為主要組份的低溫?zé)嵋?，并含有有機(jī)質(zhì)的成份和作用；該有機(jī)質(zhì)來源于盆地上古生界天然氣大規(guī)模向北的耗散作用。而這種含天然氣-水的混合低溫?zé)嵋毫黧w是本區(qū)鈾礦化得以還原保存及后期疊加富集形成大規(guī)模礦床的關(guān)鍵因素。本次工作為盆地北部砂巖鈾礦成因的這一基本成因認(rèn)識(shí)提供了高精度原位微區(qū)穩(wěn)定同位素方面的證據(jù)。關(guān)鍵詞：原位微區(qū)