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Minerals：中国科学院地球化学研究所——绿泥石的形成机制及其对铀成矿的制约

已有 246 次阅读 2026-11-8 16:27 |个人分类:学术软文|系统分类:论文交流

文章导读

铀作为重要的战略性矿产资源，在能源、医疗和军事等诸多领域发挥着不可或缺的重要作用。近年来，在鄂尔多斯盆地彭阳风成砂岩沉积区发现特大型砂岩型铀矿，实现了砂岩型铀矿找矿的重要突破，但对于该类型铀矿床中蚀变矿物绿泥石的形成与铀成矿作用之间的联系尚不明确。针对这一疑问，中国科学院地球化学研究所的骆金诚副研究员团队，针对鄂尔多斯盆地西南缘彭阳铀矿区洛河组地层中的绿泥石开展精细的矿物学和地球化学分析，并将相关结论发表在Minerals 期刊。该研究揭示了鄂尔多斯盆地彭阳风成砂岩沉积区、含铀的氧化性流体主要来自层间的渗入，对进一步限制研究区铀成矿过程具有重要意义。

研究过程与结果

本次工作的样品来自于彭阳地区白垩系洛河组地层中的灰绿色砂岩，本研究主要根据样品铀含量分为含矿层与不含矿层两个层位砂岩中的绿泥石开展。在不同类型绿泥石矿相学识别的基础上，使用SEM、EMPA、TEM等测试方法，取得如下认识：

(1) 彭阳铀矿区的绿泥石主要有五种赋存状态：蚀变型、孔隙衬里型、团块型、充填型和与铀矿物密切共生型。不含矿层绿泥石主要为团块型、孔隙衬里型和蚀变型；含矿层则常见蚀变型、团块型和充填型，与铀矿物密切共生型绿泥石中铀矿物分布于绿泥石间的缝隙中或绿泥石边界。本研究针对与铀矿物密切共生型绿泥石进行了详细的透射电镜观察，显示针状或长条状纳米尺度的绿泥石和铀矿物的密切共生关系，可能表明与铀矿物密切共生型绿泥石与铀矿物为同期形成。

(2) 彭阳铀矿区的绿泥石形成温度范围较广，整体形成温度介于130~250℃之间，其中含矿层温度整体偏高，但与铀矿物密切共生的绿泥石形成温度较低，在130~170℃之间，这可能代表砂岩型铀矿真正的成矿温度。这一认识与砂岩型铀矿体形成于相对较低的成矿温度相吻合。

(3) 彭阳铀矿区砂岩经过后期热液流体改造，且绿泥石是多期次热液活动形成的，其中含矿层绿泥石整体指示较强的还原环境，而与铀矿物相关的绿泥石指示较低温的氧化性流体。

图1.彭阳地区含矿层砂岩与不含矿层砂岩中不同类型的绿泥石BSE图片。(1) 团块型绿泥石与周围矿物紧密接触 (a, b)；(2) 孔隙衬里型绿泥石，呈针状、叶片状 (c, d)；(3) 云母蚀变为绿泥石 (e,f)；(4) 绿泥石充填在石英长石颗粒的溶蚀坑中 (g, h)；(5) 铀矿物赋存于绿泥石的缝隙中 (i, j) 1.Chl-绿泥石；2.Kln-高岭石；3.Qtz-石英；4.Kfs-钾长石；5.Ab-钠长石；6.Dol-白云石；7.Bt-黑云母8.U-铀矿物。

图2.彭阳地区纳米尺度绿泥石与沥青铀矿密切接触的透射电镜照片 (a,b)。Chl-绿泥石；U-沥青铀矿。

图3. 彭阳地区洛河组绿泥石形成温度直方图。

图4.不同类型铀矿床中绿泥石形成温度直方图。

研究总结

本研究针对砂岩型铀矿中的绿泥石开展了精细的矿物学分析，并精确识别出与铀矿物密切相关绿泥石类型。同时，针对不同类型绿泥石的形成温度计算和流体来源分析表明成矿流体为较低温的氧化性流体，这指示成矿流体可能主要为大气降水。这一结论为风成沉积体系下砂岩型铀矿成矿理论提供重要约束，有助于该区域砂岩型铀矿成矿理论进一步发展。

阅读英文原文：https://www.mdpi.com/2075-163X/16/6/633

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