不整合面型铀矿床的成矿作用——地下水流和热迁移模型

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2、w.verylib.com.cn本次文章生成时间：2010-1-79:11:47文章内容从第二页开始！请将本站向您的朋友传递及介绍！第2O卷第3期世界核地质科学Vo1．2ONo．32003燕9月W0ddNuclearGcoscienceSept．2003不整合面型铀矿床的成矿作用——地下水流和热迁移模型以加拿大Athabasca盆地和澳大利亚McArthur盆地为例，通过建立盆地的概念模型、数学模型，研究了不整合面型铀矿床成矿的水文地质、地球化学和热液作用等过程的复杂耦合，从而进一步论述了该类型铀矿的成矿

3、机制。关键词不整合面型铀矿流体模型1引言(2)成矿年龄主要在1300—1600Ma；(3)有切穿基底的断裂构造，基底有富含石中元古代的不整合面型铀矿床已占到世界墨的层位；探明铀储量的25％以上。1968年首次发现该类(4)矿体全部位于基底岩石中或上覆盆地矿床，并被广泛地称作“不整合面型”。大多数砂岩中，或在两者中都有(即不以地层界限为不整合面型铀矿床都产于加拿大Athabasca盆界)；地和澳大利亚北Territory地区的McArthur盆(5)原生铀矿物为晶质铀矿，矿床品位高，地。矿床位于太古代一早元

4、古代变质基底和上最高达12％(重量百分比)；覆中元古代砂岩的不整合接触面及其附近。(6)矿化周围有强烈的热液蚀变晕，典型的太古代到元古代的过渡以稳定大陆板块的有绿泥石化、赤铁矿化和绢云母化；抬升、上地幔对流模式的变化和沉积岩中铀的(7)矿化作用时间比盆地沉积要晚5O富集、Th／U、KO／NmO比值的升高以及主要稀250Ma；土元素的减少为标志。在元古代期间，1800Ma(8)流体包裹体数据显示其成矿流体为热和1000Ma的2次主要地壳变形和岩浆活动卤水，其温度为110—240~C，盐度25％是一段很长的大

5、陆快速增长期。稳定克拉通里35％。接受了上地壳连续的沉积岩和火山岩沉积，形然而，关于它们的成因仍没有一致的意见。成了包括加拿大的Athabasca盆地和澳大利亚主要是由于缺乏关于在成矿期起作用的有效的McArthur盆地在内的一系列盆地。研究表明，在地质背景和水文地质系统的知识，许多地质学2000—2300Ma期间，最初的大气氧的产生使家偏向于采用热液一成岩模型，按照这个模型，地壳中铀发生氧化，以致后来形成巨大不整合盆地的热卤水在盆地中循环时遇到不整合面上面型铀矿床。的或其附近的还原环境，便形成了这些矿床

6、。不整合面型铀矿床在形成年代、岩石组合成矿作用被认为在盆地厚度最大时与成岩峰期和演变历史上具有独特性。该类矿床的共同之同时发生，与最初盆地沉积有关的强烈热液蚀处和它们独特的全球构造、沉积作用和地球化变和测定的成矿时代相一致。学事件组合都得到了很好的研究。对所有这类关于沉积岩型矿床，长期以来，不仅注重对矿床来说，它们具有以下共同特点：地球化学环境与温度的研究，而且开始重视对(1)位于风化的沉积变质基底与上覆厚的水文地质条件等作为形成矿床的必要条件的研砂岩地层之间的不整合面上或附近；究。近15a来，数学与数字

7、模型的发展，使研究收稿日期：2o02一lO—O8世界核地质科学2003矩水文地质、地球化学和热液作用等过程的复杂平行基底的水动力传导率较低，为=50耦合成为可能。m·a(而穿过基底的水动力传导率更低，为建立关于流体流动、热迁移的重要模型是0．5m·a)，但已经足以在厚的砂岩含水层中必要的。盆地里发生的过程包括了盆地规模的深达3—6km的巨大对流单元中使卤水以每年流体循环、成岩作用、热迁移和物质迁移等。在数米的速度流动。控制卤水流动的最重要的因这些背景下，物质的流动和迁移的定量模型能素是：盆地的几何形态、含

8、水层厚度和地层分层观察到控制盆地演化的过程。另外，模型也使程度。把整个盆地厚度减少至3km以下，自由那些慢得无法观测的地质作用过程得以在野外对流系统就会关闭，基底砂岩含水层的渗透性或实验室里研究和观察。根据盆地的实际情大小和不均匀性就会成为控制流体流速和对流况，也许这些模型是研究古老地质年代和巨大单元大小及形态的最主要因素。数字实验也显规模地质过程的惟一可行方法。示，基底渗透率和热传导率的不均匀性对盆地有关研究提出了盆地地下水