El depósito de uranio de Lanjie es uno de los depósitos de uranio ultragrandes de fama mundial. Se encuentra en el tramo superior del río East Aligate en el norte de Australia, en las llanuras de Magra, a unos 225 kilómetros al este de Darwin, con una altitud de unos ++20 m. Las coordenadas de latitud y longitud son 132 55' de longitud este y 12 40' ~ 12 43' de latitud sur. Está compuesto principalmente por el tramo minero 1 y el tramo minero 3.
Los predecesores dividieron la ubicación geotectónica del depósito en el área geosinclinal de Paine-Creek. Según la teoría de la depresión, las propiedades geotectónicas de los depósitos en esta etapa deberían clasificarse como un área de depresión, que pertenece al área de depresión de Ananda en los cinturones de depresión norte y sur de la corteza australiana (Figura 5-19). El área de depresión se formó a principios del Mesoproterozoico, en la etapa pregeosinclinal del Eón Arcaico, en la etapa geosinclinal del Proterozoico (2500 ~ 1700 Ma), y puede haber una breve etapa de plataforma desde el final del Proterozoico hasta el comienzo del Mesoproterozoico (1700 ~ 1650 Ma), y luego pasó a la etapa de depresión en el Mesoproterozoico temprano. La mineralización de uranio industrial de este depósito se formó principalmente entre el Neoproterozoico y el Paleozoico temprano (900 ~ 500 Ma), y se limitó a las etapas media y tardía de la depresión. Según el grado de activación tectónico-magmática, la Depresión de Anandi es una depresión de activación vulcano-tectónica y tiene fuertes características de desarrollo vulcano-tectónico. La mineralización de uranio está relacionada con la activación vulcano-tectónica en el tiempo y el espacio, pero el depósito no se produce en rocas volcánicas y es un depósito de uranio discordante unido a capas.
Figura 5-19 Mapa de ubicación geotectónica del depósito
1. Zonas de depresión norte y sur; 2. Área de depresión de Anandi b. c. área de Mount-Issatiwa; d. que cubre aproximadamente el área de Diwa; e. área de Diwa en la zona de la depresión de Adelaide; ④ depósito de uranio Blue Jet; Depósito de Olympic Dam
El depósito fue descubierto por Geopeko Co., Ltd. en las tierras bajas de las montañas Brockman a principios de 1969. Primero se delinearon 6 anomalías radiactivas y luego se realizaron proyectos de perforación en las anomalías 1 y 3, con un total de 13 sondeos. Como resultado, se descubrió mineralización de uranio en 200 lugares de la superficie y en profundidad. Hasta principios de 1980, fueron identificados como yacimientos No. 1 y No. 3 dentro de las anomalías No. 1 y No. 3 respectivamente. La ley promedio estimada del yacimiento No. 1 es 0,33% U3O8 y las reservas de uranio son 52.878 Tu3O8. La ley promedio del yacimiento No. 3 es 0,20% U3O8 y las reservas son 58.000 tU3O8. Por lo tanto, las reservas totales del yacimiento superan los 110.000 u3o 8, con una ley promedio de 0,26%, y los yacimientos son concentrados y de gran escala. El mineral está asociado con oro, con una ley promedio de 1,3g/t y una reserva de oro de 2,5t.
G.S. Oypen y B.T. Williams estudiaron por primera vez la sección de mineral Lanjie 1, G.R. Ewers, J. Ferguson, R.S Needham, T.H. . Hay dos puntos de vista principales diferentes sobre el origen de los depósitos minerales. Una es la visión de la deposición singenética y la posmineralización. Se cree que el uranio se formó durante el período de deposición de rocas del Proterozoico y migró y se volvió a enriquecer durante procesos tectónicos y metamórficos posteriores. La otra es la visión de la mineralización de posgeneración, que cree que el granito arcaico tiene un alto contenido de uranio, y que el uranio volvió a migrar bajo procesos tectónicos y metamórficos, y entró en buenos cinturones de brechas para enriquecer los depósitos industriales, lo que no tiene nada que ver con la sedimentación proterozoica y metamorfismo de la roca. H.11. Ravilov, сф. Después de estudiar los depósitos de uranio del norte de Australia, Winokulov propuso la idea de múltiples mineralizaciones superpuestas y enriquecidas.
El autor de este libro ha consultado y estudiado los datos geológicos relevantes del depósito basándose en la teoría de Diwa y su teoría de mineralización compuesta de múltiples factores, así como los últimos datos recopilados por el ingeniero senior Wang Zhicheng. En 1993, cree que el depósito de uranio de Lanjie es un depósito de uranio poligénico típico, el geosinclinal de Pai-Crick se formó en el Paleoproterozoico y se transformó en la depresión de Anam desde el Mesoproterozoico.
2. Características geológicas de los yacimientos minerales y su base multifactorial.
1) Estratos mineros y rocas circundantes que contienen minerales
Los afloramientos en el área minera son extremadamente limitados. Los estratos expuestos artificialmente incluyen el Complejo Nanambu, que está compuesto de esquistos arcaicos y gneis. y granito, la Formación Cahill, que consta de esquistos de clorito, carbonatos, pedernal y esquistos de grafito del Proterozoico, y la Formación Kembolji, que consta de areniscas y conglomerados del Mesoproterozoico.
Los estratos Paleoproterozoicos se inclinan hacia el este, con un ángulo de inclinación de 35° a 550°, y el grado de metamorfismo se encuentra entre la fase de esquisto verde y la fase de anfibolita de bajo grado. La mineralización de uranio ocurrió en la Formación Cahill Paleoproterozoica (Figura 5-20).
Superpuesta al Complejo Nanambu se encuentra la Formación Cahill, que está cubierta por la discordancia, y la Formación Mesoproterozoica Kembolji está cubierta por la discordancia. La edad isotópica del granito gneísico en el Complejo Nanambu es 2,8 ~ 2,4 ga.
La serie de rocas que contienen mineral pertenece al miembro inferior de la Formación Cahill, y la secuencia correspondiente de secciones estratigráficas de abajo hacia arriba es: serie de rocas de la pared inferior → serie de rocas que contienen mineral inferior → serie de rocas que contienen mineral superior serie de rocas de rodamiento → roca de pared de pie El sistema consta de cuatro partes. La serie de rocas de la pared inferior se compone principalmente de esquistos de mica y gneis de sericita que hicieron época. Fue causada por un intenso metamorfismo hace aproximadamente 1800 Ma, y la edad de la roca puede clasificarse como Neoarqueana. La serie inferior de rocas portadoras de mineral se encuentra en la base de la Formación Cassirer, la formación rocosa más antigua del Paleoproterozoico. Se compone de estratos de magnesita masiva media-fina, mármol de dolomita, esquisto de clorita sericita, mármol de dolomita y pedernal, con un espesor total de 250 metros. La mineralización de uranio se distribuye en la parte media del esquisto de clorita sericita de unos 20 metros de espesor. . El sistema superior de rocas portadoras de mineral consiste en esquistos de biotita-feldespáticos sintéticos, mármol de dolomita y esquistos de biotita en las partes media e inferior de la Formación Cahill, que contienen grafito. El espesor es de unos 150 m y la roca está casi totalmente cloritizada. El esquisto de feldespato cloritizado que contiene biotita grafítica es la principal roca mineral de este depósito. El sistema de roca de la pared inferior está compuesto por esquistos de mica-feldespato-cuarzo de grano grueso y esquistos de sericita-clorita de grano grueso, mezclados con magnetita, granate fresco y feldespato potásico, con un espesor de 10 m. No se ha encontrado mineralización de uranio industrial en la serie de rocas de la pared inferior (Figura 5-21).
La característica común de la serie de rocas mineralizadas es que es rica en minerales carbonosos, piritas y carbonatos. Pertenece a la fase marina poco profunda, la zona intermareal y el ambiente sedimentario supramareal, y su contenido de uranio original alcanza. 34g/t, 9 veces superior al valor Clark medio de la corteza terrestre. El valor de abundancia de uranio de los estratos generales en el área minera también alcanza 12 ~ 13 g/t, lo que muestra que la serie de rocas que contienen mineral tiene el enriquecimiento original de uranio en la etapa original de deposición-diagénesis, lo que refleja las características obvias controladas por capas de mineralización de uranio. El uranio en la etapa de depósito de la serie de rocas que contienen mineral proviene del granito gneis en el Complejo Arcaico de Nananbu en esta área. Su contenido medio de uranio es de 9,6 g/tonelada. No se encuentra mineralización de uranio en las areniscas y conglomerados de Komboji del Mesoproterozoico.
2) Forma estructural y estructura de mineralización del depósito
La estructura regional del depósito es un sinclinal compuesto de norte a sur, y el depósito de uranio de Lanjie está ubicado en el lado este de el sinclinal compuesto. El área minera en sí es una estructura monoclínica (Figura 5-22). Las capas de roca se inclinan suavemente hacia el este, con un ángulo de inclinación mayoritariamente de alrededor de 30°. Son parte de la estructura de pliegue secundario. Según datos anteriores, la serie profunda de rocas que contienen mineral en el centro de la sección de depósito-mineral está en contacto de falla con el gneis arcaico. Según las observaciones del núcleo de perforación de Wang Zhicheng, la serie de rocas que contienen mineral está en contacto conformable o pseudoconformable, y las capas litológicas debajo de ella pueden pertenecer a gneis formados por el metamorfismo de la arenisca proterozoica en lugar de gneis arcaicos. Puede haber capas de arenisca del Grupo Kakadu en lo profundo del depósito. Las estructuras de pliegues regionales y sedimentarios se formaron principalmente durante el período de retorno del geosinclinal al final del Proterozoico.
La ubicación de los depósitos de uranio y yacimientos minerales está limitada en primer lugar por la zona de contacto oriental de la cúpula de gneis de granito de Nanambu. Además, también está controlado por la estructura de discordancia entre el basamento del pliegue Proterozoico cercano a la superficie y el Mesoproterozoico metamórfico, así como las zonas de falla con tendencia este-oeste, norte-sur y noroeste o zonas de fractura densa. El yacimiento está ubicado en el cinturón de brechas, inmediatamente debajo de la discordancia entre el Proterozoico y el Mesoproterozoico, lo que indica que la mineralización de uranio tiene una transformación epigenética obvia y características de enriquecimiento superpuestas. Los principales yacimientos 1 y 3 del depósito están enterrados bajo la superficie moderna a poca profundidad, lo que concuerda con la discordancia del Paleoproterozoico y el Mesoproterozoico (Figura 5-23). La mineralización de uranio se produce directamente en la zona de fractura o zona de brecha de la estructura de falla, que no solo se convierte en un canal para la solución formadora del mineral, sino que también proporciona un espacio favorable para el enriquecimiento de pechblenda y clorita. Las brechas están cementadas con clorita, anhidrita y hematita, uranio cristalizado, pechblenda, sulfuros metálicos y minerales carbonatos. Según el análisis de las características estructurales y litológicas de la brecha, existen al menos dos tipos de brecha y dos tipos de cemento clorito. Se especula que la brecha se formó primero después del retorno del geosinclinal Paleoproterozoico, y luego se activó significativamente durante la etapa de depresión, produciendo brecha secundaria y cementación por cloritización.
Figura 5-20 Mapa geológico del campo de uranio del río Aligate en el norte de Australia
(Según R.S. Needham et al.)
1. 2. Construcción de Kompolji; 3. Traquita de Osbel; 4. Granito orogénico, complejo de Nim Boigues; 5. Grupo del río Fennessy: Fisher-; Creek Siltstone, South Alligator Group; 11. Kepalge Construction Company; 12. Kulpin Construction Company, Maonte-Palthe Ricky Group; 13. limolita de Weltmann, roca contigua a Naurj. 16. Edificios Mason y Cahill; 17. Grupo Cahill Kadu; 18. Complejo Nanambu; 19. Fallas y sus nombres: ①Kif-Acer, ②Naul Jilian, ③Kin-Kin, ④Ranjie, ⑤Macera, ⑦Beat Liejie, ⑦ Superficie Boer; Nombre del depósito de uranio: ⅰ. Jabiluka II. guardabosques, iii. Kungala IV. Nabalek; 21. Actitud de la roca; 22. Anticlinal; 23. Sinclinal; 24. Anticlinal invertido; 26. Presencia de roca invertida
Figura 5-21 Plano geológico azul del depósito de uranio checo; /p>
1. Formación Kombolgi; 2. Zona de corte de la pared inferior; 7. Pegmatita; esquisto de pared superior; 8. Roca carbonatada recristalizada; 9. Esquistos y gneis de pared inferior; 10. Visualización superficial de mineralización de uranio; 5 a 9 son la Formación Cahill;
Figura 5-22 Perfil geológico completo de la Sección 3 del depósito Lanjie
(Según R.S. Needham et al.)
1. esquistos de cuarzo de mica en la serie de rocas de base; 3. Esquistos de clorita-biotita en la serie de rocas minerales superiores; 4. Esquistos de rocas de base y gneis de la serie; 6. Yacimientos de uranio y sus límites
3) Rocas magmáticas en el área minera
Las rocas magmáticas en el área minera son relativamente simples, con solo una pequeña cantidad de granito, pegmatita y traquitas se distribuyen y atraviesan los estratos paleoproterozoicos, metamorfoseando y brechando aún más las rocas de la Formación Cahill en el área minera. La edad del granito es de 1755 a 1732 Ma, y la edad del basalto de grano grueso es de 1680 Ma y 13 Ma. El basalto de grano grueso en la zona minera se produce principalmente en forma de diques y diques, que es la última actividad magmática en la zona minera. El basalto de grano grueso irrumpe en la Formación Kenborji mesoproterozoica y su edad es de aproximadamente 65438 ± 0390 ma medida por el método K-Ar. Además, a 40 kilómetros al sureste de la zona minera, nuevo basalto cortado se introdujo en la arenisca de Kombolgi, con una edad K-Ar de 522 Ma. También hay flujos de lava y basalto de grano grueso en la arenisca estacional roja en el fondo de Kenborji, cuyas edades son 1680 Ma y 1650 Ma respectivamente.
La dolerita en el área minera está relacionada con la cloritización, y la cloritización está estrechamente relacionada con la mineralización de uranio. Puede proporcionar energía térmica y fuentes de energía para la mineralización de uranio en el depósito. Tanto el feldespato como la traquita en la pegmatita del yacimiento están estructuralmente fragmentados y completamente destruidos por la cloritización. Las pegmatitas se caracterizan por la ausencia de mineralización de uranio, excepto en las zonas de cizalla estructural y las zonas de mineralización secundaria.
4) Morfología del cuerpo mineral y alteración de la roca circundante cerca de la mina
La sección 1 del depósito de uranio de Lanjie tiene la forma de una lente de capa de inmersión hacia abajo, y la sección 3 está en la forma de un cuerpo de lente suavemente inclinado. Los principales yacimientos de las dos secciones mineras están enterrados a poca profundidad, cerca de 35 metros debajo de la superficie, y se extienden verticalmente por unos 200 metros. El volumen de mineral está concentrado, con una ley promedio de uranio de 0,26%, y el yacimiento es grande. en escala. Las reservas del tramo minero 1 y del tramo minero 3 están por encima de las 50.000tU3O3 respectivamente.
Figura 5-23 Sección geológica de la sección 1 del depósito Lanjie en el norte de Australia
(Según R.S. Needham, 1979; H.п.
Ravilov, 1988)
1. Zona de oxidación superficial; 2. Roca gruesa; 3. Esquisto de clorita; 7. Evidencia de esquisto de clorita; 9. Recristalización de rocas carbonatadas; 10. Carbonato en el proceso de cloritización; 11. Base cristalina arcaica, esquistos cristalinos, escamas de Neisseria y migmatitas; 13. Estructuras de falla. 15. Ubicaciones de discordancias previstas
La alteración de la roca circundante está muy desarrollada cerca del depósito, especialmente la cloritización, está estrechamente relacionada con la mineralización de uranio. Los yacimientos de uranio se distribuyen en halos de alteración dominados por la cloritización. En la serie de rocas minerales inferiores, el feldespato de la pegmatita granítica se ha erosionado hasta formar clorita y el basalto de grano grueso se ha cloritizado. La mineralización industrial del uranio siempre se produce con clorita. La clorita es criptocristalina a escamosa y es el origen de minerales como la biotita, el anfíbol o la moscovita. Hay muchas generaciones de clorito y la mineralización de uranio está más estrechamente relacionada con la clorita. La edad isotópica de la clorita en las rocas circundantes cercanas a la mina se midió utilizando el método Rb-Sr y fue de 1650 a 1600 Ma, lo que es consistente con la edad de activación tectónico-magmática durante el período de depresión en el área, es decir, consistente con la edad de las rocas volcánicas básicas del Mesoproterozoico. La cloritización del magnesio pertenece a la alteración hidrotermal durante el período de mineralización. Cuanto más fuerte es el grado de cloritización del magnesio, mayor es el grado de mineralización del uranio, lo que indica que la mineralización del uranio está relacionada con el metasomatismo del magnesio.
La distribución y ubicación de los depósitos de uranio también está relacionada con el adelgazamiento o ausencia de dolomita o magnesita en capas masivas. Dentro del rango de mineralización, debido a estructuras de fallas extremadamente desarrolladas y a una intensa alteración hidrotermal, el espesor de las capas de rocas carbonatadas es significativamente más delgado o inexistente, el grado de fragmentación y brechación del yacimiento aumenta en consecuencia, y las rocas carbonatadas metasomáticas de pedernal son comunes. Esto se debe a que la silicificación en la intersección de las estructuras de falla reduce el volumen de las rocas carbonatadas, lo que luego provoca el colapso y forma una brecha estructural de colapso, que se convierte en un espacio y un sitio de enriquecimiento para la mineralización de uranio. Desde la perspectiva de la mineralización kárstica, el depósito está relacionado con la brecha estructural del colapso kárstico preexistente. Se le puede llamar depósito kárstico de uranio. Se puede observar que la silicificación ocurre principalmente antes de la mineralización y es una alteración hidrotermal en la etapa temprana de la mineralización.
5) Estructura del mineral y composición del material
La estructura del mineral es principalmente veta, diseminada y brecha, y la pechblenda se produce en veta, diseminada o brecha cementada. La pechblenda dispersa es particularmente común. Los minerales de brecha suelen ser brechas cementadas con clorita, hematita, pechblenda, grafito y otros minerales.
La composición del mineral de uranio es relativamente simple, principalmente pechblenda, con una pequeña cantidad de mineral de uranio cristalizado, mineral de uranio, ilmenita y mineral de hidrocarburos de torio y uranio, así como mineral de pirita, calcopirita y galena, ilmenita. , hematita y pequeñas cantidades de oro natural. Los minerales no metálicos incluyen clorita, apatita, grafito, sericita y carbonato. La presencia de sulfuro no tiene nada que ver con el enriquecimiento de uranio y la galena es radiactiva. Dado que el yacimiento de mineral de uranio se produce a una profundidad de 35 m cerca de la superficie, la mayor parte del mineral de uranio cristalino y el mineral de asfalto en la zona de oxidación se oxidan, por lo que también hay minerales de uranio secundarios como anfíboles de uranio, boronita y mica de uranio en la zona de oxidación. zona de oxidación. El mineral es rico en tierras raras, especialmente tierras raras pesadas. Además, también contiene mercurio, cobre, niobio, molibdeno, bario y oro, que tiene un valor de utilización asociado y es un depósito de oro y uranio.
La mineralización de uranio en el depósito de Lanjie tiene las características importantes de intervalos de múltiples etapas y la coexistencia de múltiples valores de edad de mineralización de uranio. Según la investigación de G.R. Ewers y J. Ferguson, los cubos de uranio cristalizado se reemplazan gradualmente por clorito desde el interior hacia el exterior, y el uranio se activa en diferentes etapas. Según la determinación de la edad isotópica de los minerales en el yacimiento, el mineral más antiguo tiene 1700 Ma, el mineral más abundante tiene 900 Ma y algunos minerales tienen 500 Ma. Combinado con el análisis geológico, se infiere que la principal edad de mineralización de este depósito es de 900 Ma, el cual pertenece al Proterozoico Tardío. La coexistencia de múltiples valores de edad del mineral indica que la formación del depósito tiene las características de superposición y enriquecimiento de múltiples etapas, y la principal mineralización del depósito es la mineralización hidrotermal. Se utilizó el método K-Ar para determinar la edad de la moscovita en las rocas alteradas y en las rocas inalteradas de la Formación Cahir en el área minera, lo que indica que la formación del depósito ocurrió después del metamorfismo regional de 65,438±0,800 Ma. Los depósitos minerales, o metamorfismo, no son la mineralización primaria del depósito.
6) Características geológicas de los isótopos
Como se mencionó anteriormente, mediante la medición de isótopos de uranio y plomo del mineral de uranio cristalino de grano fino y galena en el mineral, se obtuvo el mineral de uranio empobrecido más antiguo. obtenido Es 1700 ~ 1600 Ma, el mineral rico es 900 Ma y la edad del mineral es 500 Ma.
La roca circundante que contiene mineral es la Formación Cassirer Paleoproterozoica, con una edad de capa de 2200-2000 ma, lo que indica que existe una diferencia de tiempo significativa entre el mineral y la roca. Además, independientemente de su grado de alteración, la moscovita de la Formación Cassirer tiene una edad de 1800 Ma, lo que indica que la mineralización de uranio se produjo después de un metamorfismo regional en el retorno geosinclinal.
Se estudiaron los isótopos de azufre de la pirita sulfurada en capas en el esquisto de grafito de la Formación Cassirer que contiene mineralización de uranio empobrecido, y se obtuvieron δ34SCDT=+2‰ y 1‰. El δ34SCDT de los sulfuros en forma de vetas y cuevas en los minerales de uranio en el cinturón de brechas es de -6‰ ~+14‰. El primero está muy cerca del δ34SCDT=+2‰ del azufre del manto, lo que demuestra que el área minera contiene capas. Mineralización de sulfuros de uranio empobrecido El azufre del material proviene del manto profundo, es decir, la formación de sulfuros puede provenir de fluidos hidrotermales volcánicos. Este último está estrechamente relacionado con la reducción de sulfato de bacterias relacionadas con la materia orgánica traídas por las aguas subterráneas.
Además, se realizaron mediciones de isótopos de oxígeno en las rocas carbonatadas en capas (principalmente dolomita) que contienen mineralización de uranio empobrecido en el depósito, y se encontró que el δ18OSMOW era de 13 ‰ ~ 19 ‰. Este valor es significativamente menor que el δ18OSMOW de los carbonatos marinos del Paleoproterozoico informado en la literatura, lo que puede indicar la presencia de rocas carbonatadas recristalizadas en el agua subterránea. El valor de carbonato δ18OSMOW en el mineral de uranio en la zona de brecha es +7 ‰ ~ +20 ‰, y el valor δ13CPDB es -20 ‰ ~ 0 ‰. Los valores de δ13C y δ18O de los carbonatos en los minerales antes mencionados varían mucho, lo que indica que al menos parte de los carbonatos son causados por la recristalización provocada por el CO2 de la materia orgánica y el agua subterránea. El estudio de los datos de isótopos estables anteriores muestra que la mineralización de uranio no es una única fuente mineral, ni es una característica compleja de los depósitos actuales causada por una sola etapa de mineralización y un solo origen.
3. Condiciones de formación del depósito
En el depósito y su área, el enriquecimiento de uranio del depósito original en la Formación Cahill de la serie de rocas portadoras de mineral es de 34 g/t, y el enriquecimiento de uranio en la Formación Cahill de la serie de rocas que contienen mineral es de 34 g/t. El contenido de uranio de la roca es de 12 ~ 13 g/t. El espesor de la serie de rocas que contiene mineral superior en el área minera es de aproximadamente 150 m. y el espesor de la serie de rocas que contienen minerales es de aproximadamente 250 m. El espesor total de la serie de rocas que contienen minerales alcanza los 400 m · m, por lo que la serie de rocas que contienen minerales en sí puede usarse para la transformación supergénica y la transformación de. mineralización, proporcionando una rica fuente de uranio para la mineralización. Además, el complejo Archean Nanambu cerca de la zona minera también tiene un alto contenido de uranio de 9,6 g/t, y el gneis de granito de biotita contiene minerales accesorios de uranio cristalino, que no sólo proporcionaron los depósitos para el geosinclinal paleoproterozoico de Cahill en la zona minera. proporciona la principal fuente de uranio y también proporciona una fuente epigenética de uranio para la mineralización de activación tectónico-magmática en el período de retorno geosinclinal y la etapa de depresión.
Las rocas magmáticas de las etapas geosinclinal y de depresión y sus procesos hidrotermales asociados también pueden proporcionar algunas fuentes de uranio. Según las pruebas, el contenido de uranio de los granitos y rocas eruptivas del Proterozoico tardío es seis veces mayor que el valor mundial. Dado que en la zona minera no se desarrolla magmatismo, el uranio no proviene principalmente de rocas ígneas y sus fluidos hidrotermales asociados. La principal fuente de uranio para la mineralización del depósito proviene principalmente de la serie de rocas portadoras de mineral de la propia Formación Cahill y del Complejo Archean Nanambu.
Las condiciones físicas y químicas para la mineralización de los depósitos minerales se refieren a las condiciones durante el principal período de mineralización del uranio en el Neoproterozoico antes de los 900 Ma. La alteración de las rocas circundantes cerca del yacimiento de mineral de uranio está dominada por la clorita, y hay mucha pechblenda en el mineral, así como los datos de isótopos estables mencionados anteriormente, todo indica que la temperatura de formación del mineral es relativamente baja. alrededor de 100 a 220°C.
La profundidad de mineralización y la presión son pequeñas. Debido a la formación de brechas de falla y su evolución como brechas de colapso kárstico antes de la mineralización, la relación de porosidad entre clastos y brechas es alta, a veces hasta del 50%. La profundidad de extensión vertical del yacimiento de mineral de uranio no es grande y la profundidad desde la superficie actual está entre 35 y 250 metros. La mineralización de uranio se produce sobre capas impermeables de suave pendiente. Sin embargo, la comunicación entre la estructura de la falla y la capa profunda muestra que la solución de mineralización no solo penetra de arriba a abajo, sino que también se mezcla con la solución de mineralización desde la profundidad.
Las proporciones U/Th en los yacimientos son todas superiores a 500, lo que indica que el uranio migra en forma hexavalente. El valor U/Th en granito es inferior a
1,1 y en granito pegmatita es de aproximadamente 12,5.
Se estima que el valor de pH del líquido mineral es débilmente alcalino, con un valor de pH de alrededor de 8. Debido al fuerte desarrollo del clorito de magnesio, que está estrechamente relacionado con la mineralización del uranio, en el mineral de uranio predomina la pechblenda. Du Letian (1996) creía que la mineralización metasomática máfica es sólo un fenómeno superficial. La cloritización, la epididimización y la carbonatación no son alteraciones independientes. Son las segundas e inseparables etapas del metasomatismo alcalino-mesomatismo neutro-mesomatismo ácido en el metasomatismo alcalino temprano o profundo. .
La mineralización ocurre en la cola ácida o en la tercera etapa del metasomatismo ácido, justo después del metasomatismo máfico, y la mineralización de uranio siempre se superpone fácilmente a ella, por lo que existe una estrecha dependencia espacial. La mineralización de uranio se lleva a cabo bajo la premisa del metasomatismo alcalino, por lo que el líquido del mineral es débilmente alcalino.
El espacio de mineralización de este yacimiento es muy favorable y suficiente. Las discordancias estratigráfico-tectónicas Paleoproterozoicas y Mesoproterozoicas en el área minera están obviamente desarrolladas. La litología en la intersección de las estructuras de fallas norte-sur, noroeste y este-oeste está rota y las fracturas derivadas están densamente distribuidas, lo que es un buen canal para solución de formación de minerales y espacio de almacenamiento de minerales. Las grandes fallas regionales norte-sur desempeñan un papel destacado en la localización de depósitos minerales. La falla aparece en la forma de una zona estructural de falla normal, con un ángulo de inclinación hacia el este de aproximadamente 30° a 400°. A lo largo de esta zona de falla se encontraron carbonatos y esquistos de la Formación Cahill, que se produjeron directamente en el Complejo Arcaico de Nanambu (Figura 5-24). La zona de falla tiene 50 metros de ancho y está marcada por el desarrollo de fuertes zonas de brechas estructurales y milonitas y una fuerte alteración de cloritización, con silicificación local. La silicificación se distribuye principalmente en la serie inferior de rocas mineralizadas y en el complejo Arcaico de Nanambu.
El espacio de almacenamiento para el depósito es especial y amplio. Dentro del propio sistema de roca que contiene mineral, hay una zona de fractura estructural fracturada cerca del lecho. La serie de rocas que contienen mineral corre de norte a sur y se inclina hacia el este con un ángulo de inclinación de 30° a 40°, lo que está cerca de la ocurrencia de la principal falla norte-sur en el área minera. La zona de fractura del lecho en la serie de rocas portadoras de mineral es el producto de la estructura de falla principal en el área minera. Además, hay una gran cantidad de diques estrechos de pegmatita y diques de traquita en la serie de rocas portadoras de mineral, la mayoría de los cuales se caracterizan por la producción de capas de corte. Además de las estructuras de fallas de norte a sur, también hay fallas de fuerte buzamiento con orientación este-oeste y noroeste, de las cuales se deriva una zona densa de estructuras de fallas de fuerte buzamiento.
Figura 5-24 Etapas de evolución metalogénica del depósito de uranio de Lanjie
Ⅰ. Enriquecimiento de uranio primitivo en el geosinclinal durante la etapa sedimentaria-diagenética Ⅱ. metamorfismo Mineralización y enriquecimiento de uranio; Ⅲ. Mineralización y enriquecimiento de la industria del uranio en las etapas de depresión e hidrotermal; IV. Superposición y enriquecimiento de la mineralización de uranio y oro en las etapas de depresión y hidrotermal; serie de rocas de la Formación Cahill; 3. Complejo Nanambu; 4. Estructura de falla; 5. Brecha de origen complejo; 7. Subsidencia o levantamiento de la corteza terrestre; 10. Mineralización de uranio empobrecido; u dirección de migración; 11. Dirección de migración de uranio, oro y mercurio
Todo el depósito de uranio tiene una estructura de bloque de fallas, con una dirección norte-sur ligeramente inclinada Restringido por una combinación de fallas y una fuerte inclinación hacia el noroeste. y fallas este-oeste. Toda el área mineralizada no sólo tiene litología fracturada y vetas magmáticas desarrolladas, sino que también presenta extensas alteraciones hidrotermales como cloritización y silicificación. En resumen, muestra que el área minera ha experimentado múltiples períodos y etapas de fragmentación estructural, que en conjunto crearon este espacio estructural de buena mineralización.
Las condiciones de la fuente de calor y de la fuente de energía de la mineralización del uranio se refieren al período principal de mineralización. A través de la discusión, se puede ver que los depósitos de uranio se formaron principalmente antes de los 900 Ma, seguidos de una mineralización reindustrial antes de los 500 Ma. Esta edad es consistente con el final violento del magmatismo tectónico desde la etapa de depresión neoproterozoica hasta la etapa residual. Por lo tanto, se cree que las fuentes de calor y energía de la mineralización están estrechamente relacionadas con la activación tectónico-magmática en la etapa de depresión. Sin embargo, no se ha encontrado que la distribución de la mineralización del uranio esté directamente relacionada con las rocas magmáticas, por lo que se considera como la principal fuente de calor y energía. Como se mencionó anteriormente, el medio de mineralización es una solución de agua caliente y la solución acuosa proviene principalmente de agua superficial. Una pequeña porción puede provenir de la penetración hidrotermal profunda en la corteza después de haber sido calentada por actividad tectonomagmática. Hay lava y basalto de grano grueso formados entre 1370 y 1200 Ma en la arenisca roja Burgui de Kyoto Electronics Industry Co., Ltd. en Japón, lo que es una fuerte evidencia de la fuente de calor y energía de la mineralización de uranio.
4. Evolución de la mineralización de uranio
1) Evolución estructural de la zona minera
La corteza de la zona minera ha experimentado una historia de evolución tectónica particularmente larga y compleja. , la más importante de las cuales es Hay etapas pregeosinclinales, geosinclinales y de depresión, con una breve etapa de plataforma después de la etapa geosinclinal.
En la zona minera se formó un conjunto de esquistos cristalinos Arcaicos, gneis, granito de gneis, diorita metamórfica y migmatita, formando el Complejo Nanambu. En el esquisto se encuentran cuarcitas de hierro bandeadas. La edad isócrona Rb-Sr del granito gneis en esta área es 2468 Ma, y la edad del método U-Pb es 2550 Ma. Por lo tanto, se infiere que el Complejo Nanambu se formó en el Neoarqueano. Constituye el basamento cristalino del geosinclinal Paleoproterozoico Paine-Crick en la zona minera. A partir del análisis de la etapa de evolución tectónica cortical, debe clasificarse como etapa pregeosinclinal. Las características estructurales de la etapa pregeosinclinal necesitan más estudios.
La zona minera se encontraba en la etapa geosinclinal durante la Era Proterozoica (2400 ~ 1700 Ma).
Durante el hundimiento geosinclinal, se formó la Formación Cahill, un conjunto de series de rocas que contienen uranio (2200-2000 mA). La litología es de roca carbonatada y esquisto carbonoso que contiene pirita, carbono y materia orgánica, que pertenece a la zona intermareal o zona intermareal, zona submareal y depósitos de facies marinas someras. Está cubierta por cuarcita y esquisto, y los sedimentos clásticos terrígenos todavía se clasifican como la Formación Cassirer, pero no como la serie de rocas que contienen uranio. Más tarde, la serie de rocas que contienen uranio y el resto de la Formación Cassirer experimentaron un intenso metamorfismo regional y tectónica de fallas plegadas durante el período de retorno geosinclinal (1900 ~ 1700 Ma), formando una capa estructural geosinclinal de fases tectónicas de fallas plegadas.
Después de que regresó el geosinclinal, la corteza en el área minera volvió a hundirse, formando el conglomerado de arena roja mesoproterozoica Kongbolji, que contenía parcialmente rocas volcánicas. Su tiempo de formación fue alrededor de 1650 ~ 1370 Ma. Este conjunto de conglomerados de arena roja se encuentra expuesto en la parte sur del área minera y el lado este de la periferia exterior del área minera, pero ha sido completamente desnudado en las secciones del depósito 1 y 3, por lo que se forman los conglomerados de arena roja mesoproterozoica. y los conglomerados de arena roja Paleoproterozoico y Mesoproterozoico ya no se pueden ver en la sección La discordancia entre el Proterozoico. En cuanto a la naturaleza geotectónica de la Formación Kembolji, se discutió en detalle en el depósito de Jabiluka en el norte de Australia, y primero la clasificamos en la etapa de depresión. Si la sedimentación de la etapa de plataforma ocurrió en el área minera después del regreso del geosinclinal, o si la etapa de plataforma fue de corta duración, el espesor del sedimento no fue grande y no hubo residuos después del levantamiento y la denudación, todo lo cual requiere más estudios en el futuro. .
Tras la formación del conglomerado arenoso fluvial Mesoproterozoico Kenborji, la corteza de la zona minera volvió a elevarse, activando las fallas preexistentes en las direcciones norte-sur, este-oeste, noroeste y noreste, y luego erosionó y desnudó las capas medias de la mayoría de las áreas del conglomerado de arena roja proterozoica. Aún mantiene las características de una estructura de depresión en la que la corteza terrestre se eleva lentamente.
2) Evolución de la mineralización de uranio
De lo anterior se puede observar que la mineralización de uranio de este depósito ha experimentado el enriquecimiento de mineralización de uranio original y la deposición geosinclinal durante el geosinclinal Empobrecido. mineralización y enriquecimiento de uranio en la etapa metamórfica, mineralización y enriquecimiento de uranio industrial en la etapa hidrotermal Neoproterozoica de Diwa, y mineralización y enriquecimiento de uranio-oro superpuestos en la etapa hidrotermal de Diwa del Paleozoico Temprano (Figura 5-24, Tabla 5-7).
El enriquecimiento original de uranio en la etapa sedimentaria-diagenética geosinclinal (2200-1900 Ma) alcanzó 30-40 g/t Dado que el basamento cristalino del geosinclinal es el Complejo Arcaico de Nananbu, su contenido de uranio es. 9g/t Hubo abundantes fuentes de uranio en el área de erosión geosinclinal durante el período de deposición. En el ambiente deposicional marino somero y lacustre de marea donde se encontraba la corteza de la zona minera paleoproterozoica en el periodo de frecuente hundimiento geosinclinal, se formó un conjunto de series de rocas portadoras de uranio con finas capas de roca arcillosa y dolomita ricas en carbono y pirita, a saber, series de rocas que contienen uranio en la parte inferior de la Formación Cahill. El espesor de la serie de rocas que contienen uranio supera los 400 metros, lo que proporciona la base de las capas fuente de uranio y condiciones litológicas de formación de mineral favorables para la mineralización superpuesta para diversas transformaciones y transformaciones posteriores.
El enriquecimiento de la mineralización de uranio empobrecido durante la etapa geosinclinal del metamorfismo plegado (1900 ~ 1700 Ma) fue acompañado por la formación de la corteza en el área minera durante la orogenia plegada y el metamorfismo regional. En las capas que contienen uranio de la Formación Cahill en el área minera, la edad del isótopo de uranio-plomo del uranio cristalizado disperso y la galena se determinó en 1700 Ma, y la edad de la moscovita de la Formación Cahill fue de 1800 Ma, lo que puede utilizarse como buena evidencia. El sistema de rocas portadoras de mineral se desarrolló a través de orogenia plegada y sus fallas regionales norte-sur asociadas y fallas este-oeste, noreste y noroeste, y quedó parcialmente expuesta en la superficie. En el área de distribución original de la capa intermedia de dolomita, las cuevas se formaron por superficie. Disolución de agua y aguas subterráneas. Además de los fragmentos de brechas de series de rocas que contienen minerales, en la cueva también hay materiales insolubles como mica, clorita, arcilla y grafito. Con el tiempo, la cueva colapsó naturalmente para formar una brecha de colapso o, debido a la silicificación temprana, el volumen de roca carbonatada se hizo más pequeño, formando una estructura de colapso. Esto es particularmente evidente en áreas donde las estructuras de fallas atraviesan dolomita. Los poros entre los fragmentos de roca y la brecha se desarrollan, a veces hasta un 50%, proporcionando un espacio de mineralización favorable y un entorno de roca circundante favorable para la mineralización del uranio después de la transformación.
Tabla 5-7 Tabla de evolución metalogénica del depósito de uranio de Lanjie
En el período hidrotermal (900 ~ 800 Ma), el enriquecimiento industrial de uranio en la etapa de depresión se produjo en el Mesoproterozoico. agujero Después de la formación del conglomerado arenoso rojo de Borgi y la capa estructural de depresión compuesta por las discordancias Proterozoica y Mesoproterozoica. Como resultado de una nueva activación tectónico-magmática de la corteza en la zona minera, las vetas de basalto de grano grueso penetraron la discordancia e invadieron el conglomerado arenoso de Kemborgy. La corteza en el área minera fue levantada nuevamente por bloques de falla, activando las estructuras de falla originales, formando así una sección de brecha donde se superponen y superponen estructuras de hundimiento más grandes y estructuras de falla en diferentes direcciones. Además, las rocas carbonatadas de la serie de rocas minerales sufren silicificación y se vuelven más pequeñas, lo que también promueve la formación de brechas estructurales de colapso.
El agua subterránea calentada por activación tectónico-magmática y los fluidos hidrotermales profundos forman juntos fluidos hidrotermales de origen mixto que contienen uranio. Bajo la acción de fuerzas impulsoras tectónicas, ingresan a secciones de brechas estructurales de múltiples etapas y sufren precipitación, metasomatismo y mineralización de relleno. La cloritización de magnesio está muy desarrollada en la distribución de yacimientos, como lo demuestran las brechas cementadas con pechblenda con una edad isotópica de 900 Ma.
El enriquecimiento superpuesto de la mineralización de uranio y oro en la etapa hidrotermal del período Diwa (570 ~ 500 Ma) es la activación retectónico-magmática de la corteza en el área minera después de que el depósito está básicamente finalizado. , pero su grado de activación es más débil que el de la mineralización de uranio industrial temprana. En la periferia del depósito hay vetas gruesas con una edad isotópica de 522 Ma, y en la zona minera aparece pechblenda con una edad isotópica de 500 Ma. Además del uranio, los minerales formados durante este período también contienen oro y mercurio, que no pueden alcanzar grados de utilización industrial independientes. Todo lo anterior puede usarse como evidencia de que el área minera ha experimentado la segunda activación y superposición de mineralización, pero la intensidad y escala de la mineralización son más débiles y menores que las del período de mineralización principal de 900 Ma.