西南地区铀资源勘查过程中,围绕地质找矿和生产的各个阶段,广泛开展了科研工作。研究内容涵盖了找矿方法、勘查手段、成矿规律与找矿方向、分析测试方法等。西南地区铀矿科研工作可分为“九·五”以前就矿找矿、地表找矿和“九·五”以后攻深找盲两个阶段。前者科研工作主要围绕找矿方法、矿床勘查手段,以及不同类型铀矿床特征、成矿规律与矿床扩大开展;后者科研工作围绕主要成矿带(矿田)成矿规律与找矿方向开展。
1.2.1.1 主要成矿区(带)研究现状
(1)滇西新生代盆地
1962年,云南省队通过对滇西新生代盆地进行调查,提出了含铀盆地与不含铀盆地的地质区别和铀成矿需具备的七个前提条件,尤以花岗岩为基底的新生代盆地是最重要的成矿条件。撰写的《论第三系山间盆地含铀煤矿床成因问题》一文,第一次从区域地质特点阐述盆地的形成历史,探讨了铀成矿的地质条件和规律,对勘查滇西新生代山间盆地含铀煤矿床起到了重要指导作用。
1971年,云南九队初进龙川江盆地381矿区。首先在Ⅰ、Ⅱ号矿段开展钻探普查,结果Ⅰ号段施工落空,Ⅱ号段仅见几个表外孔,加密钻也不理想,只圈出几个小矿体。通过地质填图和古地理编图,提出盆地边缘凹陷、古冲沟与主河道交汇的喇叭口是有利成矿部位。于是重新调整设计,在“靠边近底”的部位,采用大网度钻探普查,迅速控制了四个远景地段,并在50号矿段发现了盲矿体。
1981年,二○九大队一分队在腾冲盆地开展放射性水化学概查,发现了水映寺B-372水异常,接着开展放射性水化学普查,在该地区圈出水异常面积3km2。经对水化学成果进行综合分析,认为水异常的形成可能与深部存在的隐伏铀矿体有关。后经钻探揭露,将该水化学异常片落实成了小型铀矿床。
1995年,核工业西南地质局二八○研究所在滇西新生代盆地已探明铀矿床上方开展了综合物探方法试验。发现铀矿床上方存在低磁异常、自然电位处于“零值”线附近的特点,并系统总结了滇西新生代盆地砂岩型铀矿找矿的有效物探方法组合,为后续在滇西开展砂岩型铀矿区调物探方法选择提供了依据。
1995~1996年,先后有乌克兰、俄罗斯专家来滇西新生代盆地现场考察,同时,核工业西南地质局也选送了部分科技人员赴俄罗斯、中亚地区学习地浸砂岩型铀矿找矿经验。通过对俄罗斯外贝加尔地区维季姆高原上的古河道砂岩型铀矿床现场考察,认为滇西新生代盆地内砂岩型铀矿可与之类比,于是提出在滇西新生代盆地内开展古河道砂岩型铀矿的找矿思路。
1996年以来,一些学者(陈友良,1998;蔡煜琦等,2002;朱西养等,2004;孙泽轩等,2004,2006,2007)对滇西新生代盆地盖层沉积体系和层序地层、盆地沉积演化与盆山耦合、氧化带发育特征、铀矿化特征等开展了系列研究。认为滇西地区存在两种类型的新生代盆地,其盆地沉积演化、火山活动、地貌景观等不同,砂岩型铀矿成矿条件亦存在差异;提出滇西新生代盆地砂岩型铀矿是发育于冲积扇沉积体系上的潜水层间氧化带类型,初步建立了潜水层间氧化带砂岩型铀矿成矿模式。
(2)四川盆地北缘砂岩型铀矿成矿带
1974年,川北砂岩专题组开展了川北白垩系岩相古地理编图,研究了白垩系剑门关组冲积相特征、冲积相类型、古河流类型和岩相带划分、冲积岩相与铀矿化聚集条件等规律,指导川北砂岩型铀矿地质找矿工作,为探明川北砂岩型铀矿床发挥了重要作用。
1975年,在南江县花台寺三○三地区勘探中,六四二团开展了以径迹测量为主的多方法综合找矿,编制了径迹密度趋势图和剩余图。发现径迹密度总趋势与矿带的展布方向一致,总结出“总趋势反映成矿带,复合场晕反映矿化带,鞍部剩余值反映矿化体(群)”的径迹找矿规律。经钻探验证,在径迹趋势图的过渡开阔部位见到厚4.83m、品位0.292%的富矿体,取得了径迹测量方法在该地区找矿的成功经验。
1983年、朱觉人等研究了四川盆地北部中生代砂岩型铀矿床矿化特征与成因。通过对含矿建造的岩性岩相特征及铀矿化特征研究,提出砂岩中铀矿化的分布明显地受地层层位和岩性岩相控制,具有多层、多韵、多部位的特点。
1995年,陈友良研究了川北砂岩型铀矿床成矿条件及成矿模式。提出川北砂岩型铀矿为受古地形、岩相、构造、地球化学环境及热水改造等多因素控制的层控矿床,并对成矿模式进行了探讨。
2004年,朱西养等研究了川北砂岩型铀矿稀土元素特征及铀成矿作用。通过研究围岩、矿石、方解石脉和铀矿物的稀土元素组成,提出川北砂岩型铀矿具有热液(水)改造成矿作用的稀土元素地球化学特点,铀矿化经历了沉积成岩和热液改造富集两个阶段。
(3)西秦岭铀成矿带
1966~1977年,中国科学院地球化学研究所先后完成了《西秦岭火山硅岩型铀矿成矿特征》(1972)、《西秦岭构造运动特征及其与铀矿化关系》(1976)、《南秦岭西段与铀有关的硅灰岩体》(1977)成果报告。他们从围岩特征及构造角度对矿床的形成规律进行了研究。
1968~1975年,中国地质科学院矿床地质研究所及地质力学研究所提交了《510矿区一矿段成矿控制因素及矿床成因》(1976)、《南秦岭西段志留纪地层中淋积型铀矿及成矿特征》(1973)、《512矿段铀矿床的矿化特征和成矿条件》(1973)、《南秦岭地下水铀矿床成矿条件和找矿方向》(1975)研究报告,主要从表生改造作用角度探讨了铀矿床的成因。
1975~1982年,核工业部北京铀矿地质研究所完成了《512矿床地质特征》(1975)、《利用U-P b 同位素体系对南秦岭西段硅灰岩型铀矿床成矿机理的初步研究》(1979)、《南秦岭西段志留系硅灰岩透镜体成因及与铀矿化的关系》(周德安等,1980)、《512矿区三矿段硅岩型矿石和灰岩型矿石物质成分特征》(1981)、《南秦岭西段硅灰泥岩型铀矿床形成机理的探讨》(1981)、《南秦岭西段志留系铀成矿的主要控制因素》(周德安,1982)、《五一二铀矿床铅、硫、氧、碳同位素特征》(张待时,1982)、《南秦岭西段地区中志留统硅灰岩及其与铀矿化关系》(陈一峰,1982)、《罗君沟矿床矿石成分特征及矿床成因》(季洪芳等,1982)等。分别从地层、同位素组成及矿石成分特征等角度探讨了矿床的成因。
1982~1987年,川西北地质大队科研队毛裕年等人研究了《西秦岭硅灰泥岩型层控铀矿成矿条件》,并于1989年,在该科研成果报告基础上整理出版了《西秦岭硅灰泥岩型铀矿》专著。探讨了含矿地层形成的岩相古地理环境,铀在矿源层基础上富集成矿机理,铀矿床的保存条件,建立了“塔式累积成矿概念模式”。认为铀矿床的形成是在矿源层基础上,通过“自生自储”方式逐渐富集,累积成矿。
1991~1994年,金景福、何明友等对川西北成矿带铀矿床进行详细研究后,提出了与以往完全不同的成因观点——构造-岩浆活化成矿论(金景福,1994;何明友,1993)。认为铀矿床的形成,既不是外生也不是层控,而是内生成矿作用产物;铀源为中酸性侵入体,铀主要由隐伏中酸性岩提供,而不是地层;水介质来自粒间溶液,而不是大气降水或由大气降水成因的地下水;矿化剂主要为 CO2、CO,来源与粒间溶液同源。赵兵博士(1994)则详细研究了铀矿田的地球化学特征,并提出成矿介质溶液为以深部循环为主的混合水,降压沸腾引起的快速共沉淀是铀成矿的主要机理。
2006~2007年,核工业二八○研究所与成都理工大学合作研究了若尔盖铀矿田富大矿体定位条件和扩大方向。在总结和深入分析前人已有大量资料的基础上,以具有代表性的510-1矿床为重点研究对象,详细研究了矿床蚀变矿物组合,提出矿床蚀变矿物组合存在“上酸下碱”的垂直分带规律(陈友良,2008)。通过对与成矿作用密切相关的热液矿物(方解石、石英、黄铁矿等)的微量元素、稀土元素、稳定同位素的特征进行分析和对比,认为距当今地表约200m深度为“酸碱分离”的地球化学界面,是多种微量元素的富集地带(陈友良,2008),亦是铀发生突发成矿作用并形成高度富集的部位。流体、矿化剂(ΣCO2)和热源主要来源于壳幔混合流体和地幔,成矿过程主要为富ΣCO2、富铀的成矿热液上升至压力突然降低的部位,产生减压沸腾而突发沉淀形成铀矿床(王正其等,2007;陈友良,2008),并建立了矿床的地幔流体成矿模式。
(4)黔中成矿带
1957年,对白马洞矿床的初勘中,开始在北北东向断裂带上施工,但大部分钻孔落空,探矿效果不好。在这种情况下,通过对资料进行综合分析研究,认为铀矿化与中上寒武统中的蚀变岩、蚀变岩与白云岩接触带、白云岩破碎带关系密切,并提出以中上寒武统高台组页岩为界,将矿区分为上、下两个破碎蚀变带,矿化受层间蚀变控制。根据这一认识布置一批钻孔,在深部找到了富、厚的铀矿体,并在下部蚀变带中圈出了规模大,矿化连续的主矿体。
1985~1988年,206大队对黔中成矿带三十多年来的地质、物探、水文资料进行了综合整理,编制了铀矿物化探工作程度图、成果图等重要图件,提交了《贵州省铀矿物化探工作程度图说明书》、《贵州省铀矿物化探工作成果图说明书》、《贵州省黔中地区沉积岩相及其与铀矿化关系研究报告》、《贵州省黔中地区地质构造特征及其与铀矿化关系》、《贵州省黔中地区铀异常矿化特征》、《黔中地区铀矿资源评价报告》等研究报告。
(5)康滇地轴
1991年,核工业西南地勘局在昆明市召开了康滇地轴铀成矿远景评价研讨会。会议以“地轴攻关突破”为主题,总结交流了多年来康滇地轴铀矿地质科研成果,广泛讨论了铀成矿条件及远景、主攻类型、远景靶区、突破的途径和方法。会议认为,主要找矿地区在地轴中、南段,主攻方向是中、上元古界不整合型兼顾碱交代型。初步归纳了找矿的主要地质判据。会议提出“研究环境,查明判据,攻深找盲,顽强实践”的指导原则,制定了区域研究、重点地区和深部探索三个层次的攻关方案,按照“模式—靶区—方法—验证”的思路开展找矿工作(戴杰敏等,1992)。
1990~1993年,成都理工大学李巨初、王剑锋等承担核工业总公司“康滇地轴中南段铀(金、铜)矿床成矿条件研究”科研课题。研究了康滇地轴中南段地质演化、主要铀成矿类型和成矿条件。
1992年,胥德恩、陈友良研究了康滇地轴铀矿物的年龄及地质意义。提出康滇地轴沥青铀矿及晶质铀矿脉,生成于晋宁运动之后,集中在澄江期、泥盆纪、印支-燕山三个造陆时期。铀矿化期都处于地壳拉张减压阶段,并伴有断块活动及岩浆活动。
1996年,李巨初等探讨了康滇地轴中南段元古宙主要铀矿化类型及其成矿远景。将康滇地轴中南段元古宙主要铀矿化类型划分为四个主要类型七个亚类,初步总结了元古宙铀成矿的基本特征,提出铀矿化是晋宁-澄江运动的产物(960~600Ma),与该区同层位中铜矿化改造富集时期一致。
2007~2008年,核工业二八○研究所与成都理工大学合作研究了康滇地轴中南段铀矿找矿方向。重点研究了康滇地轴新元古代晋宁-澄江期Rodinia超大陆构造地质事件及其与铀成矿的关系。提出在铀资源战略选区上,以晋宁-澄江期地质构造演化重大转折事件与铀多金属成矿的关系作为研究重点,并建议将安宁河断裂带两侧杂岩-花岗岩体的混合-交代带作为铀资源勘查的重点探索地带。
2010~2011年,核工业二八○研究所与成都理工大学合作研究了康滇地轴中南段米易-元谋地区结晶基底岩系混合-交代作用与铀矿化。系统地研究了攀枝花大田505地区混合岩化特征;确定了与混合-交代作用有关的铀矿化类型和主要控制因素;初步研究和提出了米易垭口-海塔地区华力西晚期-印支早期花岗岩边缘韧-脆性剪切带铀成矿作用。
(6)西藏地区
2006年,核工业二八○研究所研究了西藏冈底斯构造带铀矿成矿条件和找矿方向。在资料收集、综合整理与编图的基础上,开展了针对性地野外地质、物化探查证,探讨了西藏冈底斯构造带的铀成矿条件和找矿方向。
2009~2010年,核工业二八○研究所与成都理工大学合作研究了藏东三江北段热液型铀矿成矿条件和找矿前景。在系统收集研究区内不同部门大量基础性成果资料的基础上,以D-95、根多铀矿点等典型铀矿点为研究重点,以热液型铀矿成矿条件为研究主线,确定了区内热液型铀矿化的主攻类型,指出了热液型铀矿找矿的远景地区。
1.2.1.2 综合研究现状
2004年,陈友良研究了西南地区铀资源现状与找矿前景。在分析西南地区铀资源现状,以及滇西、川西高原、川北、黔中四个铀成矿区基本特征的基础上,提出了“扩大老矿区,开辟新基地”的找矿思路,并对西南地区的找铀前景进行了展望。
2009年,张成江等研究了西南地区铀及其相关元素异常特征及找矿方向。在收集大量化探资料的基础上,分析了西南地区铀、钍、钼、磷四种元素的地球化学异常特征,提出西南地区铀地球化学异常高值区主要分布在:川西茂汶、巴塘-九龙以及若尔盖北,滇西腾冲-瑞丽、滇南临沧-景洪,贵州-云南东部三个区域,并根据异常特征对今后铀矿找矿方向进行了初步分析。
2009~2010年,倪师军等研究了西南地区铀矿成矿作用与找矿方向。系统研究了西南地区地质演化与铀成矿事件、西南地区晚震旦世-早寒武世黑色岩系中的铀成矿特征,分析了川西花岗岩铀成矿潜力,提出了下一步找矿思路及找矿方向。
2009~2012年,孙泽轩等研究了西南地区铀资源勘查思路与突破方向。在研究西南地区已探明铀矿床、矿田成矿环境、控矿因素及矿化成因的基础上,根据区域铀成矿特点和控制区域构造单元的级别,结合铀矿床、矿(化)点的集中程度等,将西南地区划分为冈底斯-腾冲、三江、川西北、川北、黔中五个铀成矿带以及冈底斯,昌都,昌台-稻城和康滇地轴四个铀成矿远景带。提出下一步铀资源勘查基本思路是,加大区域地质调查力度,优选一批成矿有利地区;加快区域评价步伐,逐步实施重点地区铀资源预查工作,做好铀资源与勘查基地储备。突破方向是,扩大老矿区,开辟新基地,探索新类型,提高非常规铀资源综合利用价值。
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