二连盆地西缘隆起区卫境岩体抬升剥蚀与盆内铀成矿耦合机理研究

项目来源

国家自然科学基金(NSFC)

项目主持人

聂逢君

项目受资助机构

东华理工大学

立项年度

2017

立项时间

未公开

项目编号

41772068

研究期限

未知 / 未知

项目级别

国家级

受资助金额

75.00万元

学科

地球科学-地质学-矿床学

学科代码

D-D02-D0205

基金类别

面上项目

关键词

抬升剥蚀 ; 二连盆地 ; 卫境岩体 ; 铀成矿作用 ; 盆山耦合 ; Uplifting and exhumation ; Basin and mountain coupling ; Uranium mineralization ; Weijing granite ; Erlian basin

参与者

姜美珠;严兆彬;张成勇;张鑫;蒋乐;于雅岑;胡永蓁

参与机构

东华理工大学

项目标书摘要:本项目契合了盆缘构造演化对盆内铀成矿影响的关键科学问题开展盆地铀矿床综合研究,该研究成果将对正在二连盆地进行的铀矿勘查和铀成矿理论的创新具有重要意义。本项目以前期研究提出的二连盆地“同盆多类型”铀矿成果为基础,以西缘卫境岩体和盆内乌兰察布坳陷为主要研究区,以构造控岩、控矿为主线,运用高精尖技术—ZFT/AFT、SIMS-ISD、SHRIMP/La-ICPMS-U/Pb、(U-Th)/He,结合传统技术—EMP、SEM、ICP-MS、地层回剥、显微镜等,系统研究卫境岩体特征与物源、铀源,盆内铀矿化时空分布规律,恢复盆地西缘隆起区抬升剥露事件与盆内沉降—沉积历史,确定构造隆升剥露、赋矿沉积体与铀矿化的耦合关系,并在控矿因素研究基础上,建立盆内不同类型铀矿化的成矿模型,探索北方盆地铀成矿研究新方法、新理论,为在类似盆地中找寻铀矿进行立典研究,为北方乃至东北亚盆地铀资源潜力预测提供可靠的理论支撑。

Application Abstract: Study on the mechanism of coupling of Exhumation of the Weijing granite of western Erlian basin uplift and basin Interior uranium mineralization catches the key problem of response of basin uranium mineralization to marginal tectonic evolution.The achievements from this study will be of great importance to ongoing uranium exploration in Erlian basin and uranium mineralization fundamental theory.Based upon the previous achievements for“basin multi-uranium deposits”and taking tectonic evolution as main research clue,we choose western marginal Weijing granite and Wulanchabu subbasin as major study area.Combining modern advanced tools--ZFT/AFT,SIMS-ISD,U/Pb dating of SHRIMP/La-ICP-MS,and(U-Th)/He with traditional methods—EMP,SEM,ICP-MS,stratigraphical back-stripping and microscope,we systematically study characteristics of Weijing granite,sediment and uranium sources,temporal-spacial distribution within the basin and restore the exhumation of western marginal uplift and subsidence-sedimentation history.The coupling of exhumation and ore-bearing depositional bodies with uranium mineralization,and different type of mineralization models for uranium deposits will be established.The new method and theory created from this study will play a key role in typical uranium deposit and potential resource prediction for the north China and northeastern Asia.

项目受资助省

江西省

项目结题报告(全文)

二连盆地是中国北方砂岩型铀矿的重要基地,盆地西缘隆升与盆地伸展下沉耦合研究对铀成矿作用及进一步找矿有重要的现实意义。本次研究与核工业208大队的合作,通过资料收集,野外地质调查,在盆地的西缘、中部苏尼特隆起区和卫境岩体地区进行了露头剖面观察30余条,采取了所需要的样品30件;钻孔岩心观察70口井,取样129件;测试分析AFT样品11件,Pb同位素17件,锆石U-Pb年龄12件,Sr同位素10件,薄片鉴定82片,探针打点120点。AFT模拟表明,卫境岩体的磷灰石裂变径迹年龄介于76.7~53.8 Ma之间,晚白垩世经历了一次快速的剥露事件,剥露速率约为0.1~0.2mm/a。卫境岩体晚白垩世的构造热事件对应于其周边早白垩世断陷盆地内(如二连盆地、海拉尔盆地等)下白垩统和上白垩统之间的角度不整合,该不整合代表了一次构造反转事件,该事件与Izanagi板块快速向东亚之下快速俯冲有重要关系。盆地含矿目的层沉积相与微相研究证实,下白垩统腾格尔组(K1bt)目的层沉积于扇三角洲与湖相环境,赛汉组(K1bs)沉积环境主要为辫状河、曲流河、湖沼、小型冲积扇等环境,而控制砂岩型铀矿化的是辫状河、曲流河心滩和边滩。二连组目的层主要沉积于干旱盐湖环境。铀成矿作用研究得出,盆地中铀矿化有四种类型:含煤泥(砂)岩型(道尔苏式)、侧向层间氧化型(巴彦乌拉式)、垂向氧化型(赛汉高毕式)、湖相泥(砂)岩型(努和廷式)铀矿。盆地中砂岩型铀矿的铀矿化U源来自西边的卫境岩体,因为岩体古铀含量U0平均为15.17ppm,平均求丢失率45.47%,而且卫境岩体地表风化剥蚀强烈,目前达到准平原化程度。砂岩型铀矿是我国目前铀矿勘查中的主要类型,其形成条件和控矿因素研究对扩大找矿有重要影响。本研究从控制砂岩型铀矿形成的三个主要因素——构造抬升、沉积体系和铀源来研究卫境岩体二连盆地耦合对铀成矿的影响,所建立的成矿模型不但丰富了铀成矿的理,同时对进一步找矿有重要的指导作用。

  • 排序方式:
  • 5
  • /
  • 1.开鲁盆地宝龙山地区姚家组物源及铀源分析:来自地球化学特征及碎屑锆石U-Pb年代学证据

    • 关键词:
    • 开鲁盆地 姚家组 地球化学特征 U-Pb年龄 铀源 基金资助:国家自然科学基金项目(批准号U2244205U206720241772068); 专辑:基础科学 工程科技Ⅰ辑 专题:地质学 矿业工程 分类号:P619.14 中国知网独家网络首发,未经许可,禁止转载、摘编。 手机阅读
    • 陈梦雅;聂逢君
    • 2023年
    • 期刊

    开鲁盆地位于松辽盆地西南部,是中国北方砂岩型铀矿勘查的重点地区。自钱家店铀矿床发现以来,盆地内上白垩统姚家组中相继发现了一系列具有工业价值的铀矿床,显示其勘探潜力。为查明研究区目的层砂岩的沉积物源和铀源特征,本文对开鲁盆地宝龙山地区姚家组砂岩进行了碎屑组分、全岩地球化学和碎屑锆石LA-ICP-MS定年分析。结果表明:研究区砂岩主要为岩屑砂岩,成分成熟度低,具有近物源,沉积较快的特征。样品轻稀土元素(LREE)含量为80.27×10-6~ 184.67×10-6,平均119.21×10-6;重稀土元素(HREE)的含量为11.38×10-6至23.31×10-6(平均15.02×10-6),LREE/HREE为6.91~8.93(平均7.92),表明轻稀土富集,重稀土亏损,轻重稀土高度分馏。稀土元素球粒陨石标准化曲线具有明显的右倾及负Eu异常(δEu=0.49~0.84,平均0.57)。CIA指数(58.41~74.80)及CIW指数(74.52~95.74)指示姚家组母岩经历了中等至强烈的风化蚀变。物源主要形成于上大陆地壳活动大陆边缘环境。碎屑锆石U-Pb年龄为126~2501 Ma,具有两个主要的年龄范围:126~155 Ma和245~276 Ma,此外还有少量早古生代及古元古代的锆石。通过区域对比分析,明确了姚家组碎屑物质主要来自大兴安岭南段,少量来自燕山造山带的贡献。母岩主要为物源区广泛出露的长英质火成岩,并混合有少量变质岩组合。除了为研究区提供碎屑物质外,源区富含铀的长英质火成岩还提供了长期、稳定和良好的铀源,表明研究区的铀矿勘探潜力巨大。

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  • 2.Roles of Multisourced Fluids in the Formation of Sandstone-Hosted Uranium Deposits in the SW Songliao Basin, NE China

    • 关键词:
    • sandstone-hosted uranium deposit; hydrothermal fluid; uraniummineralization; Songliao Basin; kaolinite; carbonate minerals;NORTHEAST CHINA; CRETACEOUS STRATIGRAPHY; CLAY-MINERALS; YILI BASIN;MINERALIZATION; ORIGIN; GEOCHRONOLOGY; CONSTRAINTS; NONMARINE; PETROLOGY
    • Feng, Zhibing;Nie, Fengjun;Jiang, Li;Xia, Fei;Cai, Jianfang;Zhang, Bocheng;Lu, Yayun;Zhang, Liangliang
    • 《JOURNAL OF EARTH SCIENCE》
    • 2023年
    • 34卷
    • 1期
    • 期刊

    The sandstone-hosted uranium deposits in the SW Songliao Basin differ from typical sandstone-hosted uranium deposits in terms of the geological features of the ore-deposits, including the geometry of the orebodies, mineral assemblage and petrography. Detailed drill core and microscopic observations, scanning electron microscopy (SEM), electron microprobe analysis (EMPA), heavy mineral concentrates, and fluid inclusion studies of the Upper Cretaceous Yaojia Formation, i. e., the uranium-bearing layer, were integrated to investigate the roles of hydrothermal fluids in the formation of these uranium deposits. We found that the kaolinite alteration is developed in the mineralized zones, but it is less common in the peripheral areas. The fluid inclusions are hydrothermal fluids with a medium-low temperature (67 to 179 degrees C) and a high salinity (5.9 wt.% to 20.1 wt.%). According to the analyses, three kinds of hydrothermal fluids, i.e., the acid fluid, the groundwater heated by the mafic magma, and the alkaline fluid rich in Ca2+ and CO32-, were identified. The fluids might have low U content, but they have participated in the formation of the uranium deposits successively. Kaolinite formed by the acid-hydrothermal fluid absorbed large amounts of uranium. Subsequently, the thermal energy from the hydrothermal fluids changed the intrastratal redox environment and increased the solubility of the uranium minerals in the fluid. The alkaline-hydrothermal fluid rich in Ca2+ and CO32- facilitated the formation of stable Ca-U(VI)-CO3 complex, which led to the enrichment of soluble uranium in solution, and final precipitation as pitchblende, brannerite and Ti-bearing uranium minerals in the uranium ores.

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  • 3.松辽盆地北部地区四方台组沉积相与铀成矿关系的研究

    • 关键词:
    • 松辽盆地;铀成矿;构造特征;层序地层学;沉积相
    • 王东旭
    • 指导老师:东华理工大学 聂逢君
    • 学位论文

    松辽盆地是我国北方大型陆相沉积盆地,是寻找砂岩型铀矿主攻盆地之一。本文旨在结合前人资料的基础上对松辽盆地北部四方台组沉积相与铀成矿之间的关系进行研究。通过结合野外露头、钻孔岩心和室内显微岩石学特征研究等方法,对该地区的目的层沉积相、铀源、构造等铀成矿控制因素进行分析,并在此基础上对研究区内铀成矿作用进行探讨,并得出以下结论:在松辽盆地泰康隆起带四方台组识别出两种主要沉积相类型,分别是曲流河三角洲和湖泊相沉积。其中曲流河三角洲主要发育三角洲平原与三角洲前缘亚相,分布于研究区西部、东部及北部地区;湖泊相分为滨浅湖和半深湖-深湖亚相,广泛分布于中南部。本文识别出研究区内四方台组层序边界特征,确定了区内四方台组层序划分方案。将四方台组划分为两个三级层序,自下而上为层序一和层序二,进而对体系域进行划分,建立起研究区四级层序地层格架。并通过应用层序地层学的理论,完成了对研究区四方台组平面沉积相演化的恢复。松辽盆地北部四方台组砂岩类型以岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩为主,沉积物表现为近物源的特征。物源构造属性主要为混合源区,其次为切割型岛弧,表现了目的层沉积物的多元物源性。另外,区内目的层砂岩成岩程度较高,部分砂岩内可见热流体改造现象。研究区四方台组形成于盆地挤压萎缩期,其上覆明水组地层沉积末期盆地又一次在局部形成了反转构造,地层接受剥蚀形成构造天窗,有利于含铀含氧流体水的长期流入,是铀成矿的有利条件。而且,研究区西侧与北侧隆起带上出露大量的花岗岩,基底地层中可见少量的火山岩屑,这些岩石都是砂岩铀矿的重要铀源。经对松辽盆地北部构造与砂岩型铀矿成矿作用的研究,认为盆地基底断裂与反转构造与区内铀矿化关系密切。铀成矿受制于构造叠加作用引起的烃类还原性流体上移对目的层的改造,其对目的层所发育的沉积相无较强的选择性。

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  • 4.开鲁盆地钱家店凹陷辉绿岩的时代、地球化学特征及其对区域构造演化的制约

    • 杨东光;聂逢君;夏菲;严兆彬;陈梦雅;宁君;王海涛
    • 《首届全国矿产勘查大会》
    • 中国安徽合肥
    • 会议

    <正>砂岩型铀成矿作用与盆地所遭受的伸展-挤压-伸展的多阶段构造演化过程密切响应,以往多关注由伸展到挤压正反转背景下表生渗入流体低温氧化作用形成的铀矿化,由挤压到伸展的负反转作用及其热流体对铀矿化的叠加改造,由于较难识别,常被忽视。前人研究表明,开鲁盆地钱家店-宝龙山铀矿床可能受到深部热流体的叠加与改造作用的影响(聂逢君等,2017)。然而热流体活动的时间及地球动力学背景仍不明确,区域广泛分布的辉绿岩(图1c),使得钱家店凹陷成为研究热流体活动的重要场所。本文以钱家店凹陷广泛发育的辉绿岩为研究对象,通过辉绿岩的时代及地球化学特征的研究,探讨热流体叠加改造的时间及地球动力学机制。

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  • 5.二连盆地西部隆起区卫镜岩体铀丢失与盆内铀矿成矿关系探讨

    • 《地球学报》
    • 2022年
    • 期刊

    二连盆地在近20年已探明多个砂岩、泥岩型铀矿床,是我国重要的产铀盆地。位于二连盆地边缘西北部隆起区的卫镜岩体,是一个多期次(海西—燕山期)的复式岩体。其分布面积广(>1000km^2 )且有多个铀矿床围绕分布。为查明卫镜岩体与盆地内铀成矿之间的关系,开展了详细地野外地质调查,采取了卫镜岩体出露地表、钻孔中揭露的岩石以及盆地内含矿目的层砂岩样品。露头观察和镜下鉴定结果表明,卫镜岩体主要为中粗粒黑云母似斑状花岗岩。其在地表已被强烈风化、剥蚀乃至夷平。含矿目的层砂岩中主要碎屑颗粒为石英、长石(斜长石与钾长石),部分为花岗岩岩屑,它们主要来自花岗岩岩体。卫镜岩体和哈达图铀矿床目的层(赛汉组)砂岩样品稀土元素及其参数对比表明,含矿层砂岩物质成分来自于卫镜岩体。卫镜岩体与赛汉组砂岩样品Pb同位素分析结果表明,卫镜岩体原始铀含量(U 0 )较高,平均达15.17×10^–6 ,丢失的铀含量平均达到–45.47%。赛汉组氧化带砂岩中铀明显丢失,平均铀的丢失率为–41.42%,而还原带砂岩中铀多为获得,平均铀获得率达66.80%。由此可知,目的层铀矿化中铀的来源有2方面:一是富含铀的卫镜岩体,二是含矿目的层砂岩(其物源来自卫镜岩体)本身。磷灰石裂变径迹模拟结果揭示,包括卫镜岩体在内的二连盆地西部隆起区快速抬升始于晚白垩世,止于始新世(76.7~53.8Ma),这一结果与盆地中砂岩、泥岩型铀矿化时代基本一致。因此,抬升作用诱发了二连盆地外生铀矿床的形成。

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  • 9.二连盆地西部隆起区卫境岩体铀丢失与盆内铀矿成矿关系探讨

    • 关键词:
    • 铀源;铀丢失;PB同位素;卫境岩体;二连盆地
    • 聂逢君;夏菲;严兆彬;姜美珠;何剑锋;杨东光;封志兵;张成勇;张鑫;吕永华;胡鉴
    • 《地球学报》
    • 2022年
    • 5期
    • 期刊

    二连盆地在近20年已探明多个砂岩、泥岩型铀矿床,是我国重要的产铀盆地。位于二连盆地边缘西北部隆起区的卫境岩体,是一个多期次(海西—燕山期)的复式岩体。其分布面积广(>1000km~2)且有多个铀矿床围绕分布。为查明卫境岩体与盆地内

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  • 排序方式:
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