铀的活化迁移能力 成矿铀源条件
含矿岩系伊敏组中的铀元素来源于盆地边缘的蚀源区，蚀源区母岩中的铀元素主要是通过两种途径迁移到盆地中沉淀富集的：①在盆地沉积演化过程中，由于区域构造抬升的影响，持续隆起的蚀源区不断地遭受风化剥蚀，大量的铀元素便随同蚀源区碎屑物颗粒在流体等相关介质的作用下迁移到盆地中，在沉积地层中沉淀、富集，即所谓的预富集方式；②铀元素从蚀源区母岩的矿物中活化、分离出来，这些活化的铀元素通过地表或者地下氧化水以渗入的方式迁移到含矿地层中，并逐渐的富集成矿，即所谓的后生富集形式。
在盆地构造演化的后期，由于汗乌拉隆起的区域整体抬升作用的影响，使盆地西部地层掀斜而形成单斜构造，致使西部的伊敏组长时期出露于地表。在这样的区域构造条件下，从蚀源区母岩中活化出来的铀元素就很容易被迁移到伊敏组中有利的岩性-岩相和地球化学障地段而沉淀下来，并最终富集成矿。由此，蚀源区母岩中铀的活化能力在一定程度上决定了盆地沉积地层中铀富集程度，因而研究和探索铀的活化和迁移能力具有重要意义。
在研究铀的活化和迁移能力中，活性铀是研究铀元素的活性程度、迁出和迁入量的主要指标。根据活性铀的计算公式：Hu=UiGu（其中，Ui为每个样品现测铀含量，Gu为古铀量；古铀量公式为Gu=U/Th×Thi，其中U/Th为铀钍比值的均值，是一常数，Thi为每个样品现测钍含量）可知，如果UiGu为正值则认为因后期叠加而富集铀；反之，如为负值则认为后期有丢失铀量。古铀这一参数可大致代表各单元地质体原始的铀含量，主要依据钍元素的稳定性来计算。
查干诺尔盆地西部和北部蚀源区古铀含量较高，一般均在2.4×106～3.0×106eU左右，最高可达5.2×106eU，这与盆地西侧蚀源区大面积分布的中酸性火山岩是密不可分的。盆地沉积区的古铀含量分布极不均匀，变化很大。总体上，是由盆地西侧蚀源区到盆地中部地段古铀含量逐渐降低的趋势，而且这一总体趋势十分明显。查干诺尔盆地西部构造单斜区的古铀量较低、活性铀含量较高，而盆地西侧蚀源区的古铀含量较高、活性铀偏低，这显示出蚀源区的活性铀有较多的迁出。
在查干诺尔盆地西侧蚀源区内，其岩石取样测试结果显示出蚀源区岩石中活性铀含量偏低的特征，基本上为0.2×106～1.0×106eU之间，因而蚀源区活性铀较为丰富，并有大量铀元素的丢失和迁出，所以蚀源区的母岩，尤其是中酸性火山岩系为后生砂岩型铀成矿作用提供了丰富的铀源。另外，在野外地质调查中也发现，盆地西侧蚀源区地表基底岩石破碎松散，表征其物理化学剥蚀作用较为强烈，而且风化剥蚀物堆积厚度可达几米，这样十分有利于蚀源区中稳定性铀的转化活性铀，并以含铀氧化水作为载体而向盆地内迁移。而在盆地西部构造斜坡带的沉积盖层中（主要是伊敏组），活性铀含量总体上表现为高值，一般0.6×106～0.8×106eU，最高可达1.2×106eU，因而表明构造斜坡带沉积地层中有明显的铀元素富集现象（图4-4）。
图4-4 查干诺尔盆地活性铀平面等值线（106eU）分布图
从活性铀高值晕圈的展布方向分析，铀的迁移形式主要是随地下水沿构造斜坡带从西向东迁移，而在排泄区一带表现为低场特征。实际上，活性铀高值晕圈主要分布于径流区，表明铀的后生富集带发育在径流区内，排泄区呈低值则表明该处是地下水渗出的主要聚集地，铀的这种迁移形式也证明了地下水的化学类型是较好的溶铀体。显而易见，蚀源区活性铀较为丰富，并且具有较强的氧化能量，可以使稳定性的铀元素转化为活性铀，进而导致岩石中的部分活性铀迁出到盆地内运移、沉淀、聚集。
铀元素后生富集信息的提取，是把铀元素的弱信息进行增强，突出铀元素后生富集的有用信息，降低和压制干扰信息，目的是分析铀元素后生富集的规律。总的来看，查干诺尔盆地西部构造斜坡区后生铀富集明显，通常为0.6×106～1.0×106eU，而且晕圈的分布范围大致与盆地西部地下水径流区相吻合（图4-5），这一地段的活性铀显示也偏高。盆地的中东部为地下水排泄区，大体上分布于北东向展布的准那尔图断裂和道劳乃花断裂一带，这一地段显示为由铀元素偏高区转化为偏低区，铀元素含量通常为小于0.4×106eU；在盆地沉积盖层与西侧蚀源区接壤地带，铀元素含量大致为0.4×106～0.6×106eU。上述铀元素的分布规律进一步表明，蚀源区岩石中的铀元素以活化铀的形式发生迁移，并在径流区东部的沉积岩层中而沉淀、富集。
综上所述，铀元素的迁移规律、迁移方式、沉淀富集地带，均与地下水补给-径流-排泄的水动力机制，以及古气候条件有着内在的联系。查干诺尔盆地自补给区（蚀源区）活性铀低值到径流区（西部构造斜坡带）活性铀高值，再到排泄区（准那尔图断裂和道劳乃花断裂一带）活性铀偏高值这一宏观、总体上的铀含量分布趋势是比较明显的，铀元素的这种迁移活动和分布规律对于盆地中的铀成矿作用是十分有利的。另外，在成矿目的层沉积之后，即晚白垩世以来本区主要表现为半干旱、干旱的古气候特点，这对含铀氧化水的形成是十分有利的，从而可以使母岩中的活化铀元素发生迁移，并在有利的地球化学障部位沉淀和富集，因而造成了蚀源区铀的丢失、径流区铀的富集，以及排泄区铀含量偏低的现象。所以，从铀的活化、迁移、富集特征可以反映出，研究区内不仅有丰富的铀源，而且还发生了铀的后生富集现象，进一步证明了本区铀成矿作用存在的现实，尤其为“盆地西部构造斜坡带是具有一定铀成矿潜力的远景地带”的看法提供了科学的依据。
图4-5 查干诺尔盆地铀元素后生富集平面等值线（106eU）分布图
影响铀迁移和聚集的主要因素~
1.Eh值和pH值
铀及其化合物或矿物在水溶液中的溶解度和存在形式对于表生环境中Eh值和pH值的变化极为敏感（刘金辉，2004；李子颖等，2006；吴伯林等，2006）。铀属两性元素，在酸性溶液中大多呈络阳离子，当溶液pH值增高时，铀则趋向于形成各种络阴离子。铀在酸性介质中形成和UO2OH+。在缺乏络离子配位体的条件下，随着介质pH值的增高，U4+和发生水解，分别以氢氧化物U（OH）4 和UO2（OH）2 形式沉淀。
铀和伴生元素在迁移沉淀过程中，由于其在地球化学性质上的差异，常在不同的Eh值环境中沉淀，形成一定的地球化学分带。例如在砂岩型铀矿床中，U与Se、Mo等元素经常伴生，但硒沉淀的Eh值偏高，硒常在Eh为正值的含氧水中先于铀沉淀下来。钼则相反，其沉淀的Eh值较铀为低，因而钼分布在沿层间氧化带的倾向分布的铀矿体下方，分布范围甚广，距离铀矿体可达1.5km左右（余达淦等，2003）。
2.吸附作用
吸附作用系指一种物质将周围介质的分子、原子或离子吸着黏附到自身表面以降低其表面自由能的作用。通常称具有吸附能力的物质为吸附剂，被吸附的物质叫吸附质。铀呈吸附状态赋存于表生带的岩石和矿物中，这是铀地球化学的一个重要特点。吸附作用主要是一种表面现象，吸附剂比表面积的大小对吸附能力的影响很大，各种矿物、岩石对铀的吸附能力很大程度上取决于它们的物质组分，各种沉积岩及矿物吸附铀的能力按以下顺序递减：褐煤＞磷块岩＞褐铁矿＞黏土＞灰岩＞砂岩。
3.扩散作用
在静止介质中，各种粒子（原子、离子、分子、胶粒等）的无序热运动使一些粒子从浓度较高部位向浓度较低方向迁移，至体系中粒子的浓度最终趋向均一，这种运动叫扩散作用。UO2+的扩散作用是通过氧化还原作用进行的，富含有机质和黏土质的沉积物在成岩过程中，由于有机物分解产生的强还原环境以及黏土矿物的吸附作用，一部分铀得以沉淀下来，造成孔隙溶液中铀的浓度降低，形成一定浓度差。扩散作用使得周围沉积物（岩石）孔隙溶液中的铀不断地朝此方向扩散并聚集在富含有机质的岩层中。
4.铀与有机物质和微生物的关系
铀在土壤中主要聚集在有机质含量偏高的腐殖土层之中，有时可形成局部的放射性异常（耿海波等，2005；薛伟等，2009；杨斌虎等，2006；陈宏斌等，2007；李细根等，2004；王士艳等，2008）。沉积岩的铀含量常与有机碳含量呈正消长关系，遍布全球的黑色页岩、炭板岩（包括石煤）以及部分褐煤的铀含量普遍偏高，达n×10-5，局部甚至可达n×10-4～n×10-3。铀在部分动植物残体中显著富集。据报道，苏格兰泥盆系砂岩中鱼骨残体的铀含量高达15×10-4，苏联曾发现由含铀鱼骨化石层组成的工业铀矿床；含铀沥青的分布相当广泛，在美国安布罗西亚湖的巨型铀矿床中，铀与沥青密切共生。
成矿铀源（以下简称铀源）是形成任何一种铀矿床的前提条件。对多因复成矿床而言，成矿铀源具有多源性特点，即含矿主岩层为基准的上部浅成铀源、地壳深部铀源（含地幔层铀源）及含矿层本身的侧向铀源，简化称之为上浅源、下深源和旁侧源。如黑色页岩建造内的多因复成铀矿床，其成矿铀源有来自地壳浅部风化淋积叠加成矿的铀源，有黑色页岩原始沉积－成岩富集的铀源，还有来自地壳深部的热液铀源。因此多因复成铀矿床的成矿铀源常常是多种铀源叠加组成，而成矿铀源的划分，已在第二章第六节中作过论述。
有时为研究方便起见，还以含矿主岩时代为准，早于含矿主岩生成的铀源称之为先成铀源，晚于含矿主岩生成的铀源称之为后成铀源，与含矿主岩同时代形成的铀源称之为同生铀源。如石英卵石砾岩建造内的多因复成铀矿床，其先成铀源是产于地盾的太古宙结晶片岩、片麻岩、富钾花岗岩、花岗闪长岩等岩石中的铀。在上述岩石内有较多铀矿物和含铀矿物，在古元古代风化剥蚀作用下，以陆源碎屑形式搬运和迁移，在当时古元古代（2.5～2.2Ga）大气缺氧条件下沉积富集。因而造成矿床内部分铀矿物和含铀矿物的年龄，大于古元古代的含矿层位年龄，成为先成铀源。同样，元古宙不整合型铀矿床，或以其含矿主岩归之为石墨片岩型的多因复成铀矿床，其先成铀源是太古宙富钾的花岗岩体或花岗杂岩体内的铀。同生铀源是古元古代石墨质片岩和含石墨的泥质片麻岩等含矿主岩层位内的铀。后成铀源是来自地壳深处，其年龄远远晚于含矿主岩层位的热液或热水铀源。
应着重指出，先成岩体或岩层内的铀，远非全部能够成为成矿铀源。这里取决于铀在岩石或矿物内的存在形式及成矿前和成矿期对岩体和岩层内的铀所进行的活化作用。对岩石内呈分散和吸附形式，及以独立铀矿物形式存在的铀，经地壳构造－岩浆活化作用易于浸出的铀，我们称其为活动铀，而以类质同像形式存在于含铀矿物内的铀，一般难于活化成活动铀，取名为非活动铀。因此，先成岩体或岩层内的铀含量高（或放射性强度高），不完全等于有丰富的成矿铀源。在研究和评价区域铀成矿远景时，应对铀在岩体和岩层中的存在形式，以及成矿演化史中的构造－岩浆活动对先成铀的活化作用程度加以具体分析和评述。通常是成矿前构造－岩浆活化越强烈，使先成岩体或岩层内的铀产生活化迁移也随之强烈。在成矿期内即开始转入相对稳定的构造环境时，先前已活化出来的铀在此转折的有利环境下开始沉淀，并富集成矿。长期的构造活动区和长期的构造稳定区，均不利铀成矿富集，前者不利于铀沉淀富集，后者不利使先成铀活化参与成矿。
岩石的变质程度深浅，与其含铀性密切相关。通常是岩石的变质程度越深，岩石的含铀性越差，因铀在变质过程中不断发生活化，使岩石的铀含量随变质程度加深而降低。澳北和加拿大阿萨巴斯卡盆地的一些超大型铀矿床，附近作为成矿铀源的太古宙基底岩石，其变质程度大都较浅，属绿片岩相至角闪岩相。据K.S.海尔及J.A.S.亚当斯（1965）对挪威兰居岛变质岩含铀性研究结果，变质程度为浅变质角闪岩相的浅色片麻岩，其铀含量为5g/t（5个样品），而浅变质角闪岩相的片麻岩，铀含量却是1.22g/t（3个样品），深变质麻粒岩相的片麻岩铀含量为0.88g/t（5个样品），深变质麻粒岩相的二长岩铀含量为0.61g/t（3个样品），深变质麻粒岩相的带状片麻岩铀含量为0.22g/t（4个样品），也同样说明变质岩的变质程度低，有利于提供成矿铀源。
古老地台太古宙基底岩石的成熟度或岩石分异演化程度，与成矿铀源层体的形成有着时空和成因上的联系。据K.C.康迪研究，太古宙是地球最原始陆壳形成阶段，随着陆壳的增厚，太古宙硅铝物质逐渐向地壳上部迁移。在太古宙早期（3.0Ga以前）硅铝物质在基底花岗岩－绿岩带形成过程中，在褶皱前和同褶皱期间，往往富钠，形成奥长花岗岩、云英闪长岩和灰色片麻岩，相当于地幔早期分异产物。在太古宙晚期（3.0～2.5Ga）为绿岩带褶皱后期则富钾，形成花岗闪长岩、二长花岗岩和钾长花岗岩，相当于地幔晚期分异作用的产物。富钾花岗岩的形成，标志着太古宙地壳演化阶段的结束，并首次出现放射性元素的U、Th、K的富集，铀富集达5～6g/t，甚至大于10g/t。从而形成太古代宙的，也是地壳最早的原始铀地球化学异常场。在澳大利亚、加拿大等铀矿区，均把太古宙钾质花岗岩出露的多寡，作为评价太古宙基底岩石成熟度的主要标志，同时也看成是元古宙及其后铀成矿富集作用的重要铀源体。
应特别指出的是，现时岩体或岩层内的铀含量，不能代表矿床形成时及岩石形成时的古铀含量。尤其是元古宙形成的岩石或矿床，距今有亿万年漫长的地质时间，在此长久的地质时期内，岩石和矿石的铀含量可能会发生很大变化。如我国东北太古宙连山关岩体，通过铀－铅同位素测得原始铀含量为18g/t，现今铀含量却只有5.5g/t，铀的迁出率竟达70%。因此，在评价成矿铀源层体时，现今的铀场仅仅只能作为参考数值使用，最好确定岩石成岩时的原始铀含量（又称古铀含量）。王正邦对美国西部怀俄明盆地蚀源区各岩体原始铀含量（U0）和现今铀含量（U）作了对比研究（表8-1）。如果仅用现今铀含量评价铀源区，几个隆起蚀源区现今铀含量都小于8g/t，而只有猫头鹰漆山的现今铀含量为11.79g/t，可认为此山为较好的铀源区，但通过成矿时铀含量测定，却得出花岗岩山的原始铀含量（U0）为20～50g/t，而猫头鹰漆山的原始铀含量反而比现今铀含量低，只有5～10g/t。表明猫头鹰漆山的岩石成岩以来，不仅没有丢失，相反却有微量的增加。花岗岩山原始铀含量及Th/U值都较高的数据，表明它是真正的铀源区。
表8-1 怀俄明盆地铀矿床铀源区岩体的原始铀含量
（据王正邦，1984）
化学迁移
答：化学迁移是地壳中最常见、最主要和最复杂的一种迁移形式。化学迁移的本质是元素在外界物理化学条件发生变化时由原来相对比较稳定的状态变为不稳定状态，即元素发生了活化。活化了的元素活动性大大增强，容易迁移，元素从活化到富集之前的过程就是元素的化学迁移，化学迁移往往伴随着元素性质的变化。如铁在黄...
黄金是怎么形成的
答：金子的形成原因：大约在二十六亿年前的太古代，火山喷发把大量的金元素，从地核中沿着裂隙，带到地幔和地壳中来，后经海洋沉积和区域变质作用，形成最初的金矿源．大约在一亿年前的中生代，因受强大力的作用，地壳变形褶，褶露出海面，金物质活化迁移富有集，形成金矿田，即我们所说的岩金。在岩金富集...
动态成矿作用分析
答：矿物流体包裹体成分分析显示，无论是磁黄铁矿、黄铁矿和闪锌矿等硫化物矿物，还是石榴子石和石英等硅酸盐和氧化物矿物样品，流体包裹体液相成分中 浓度都大于或远大于其他阴离子，表明 是成矿热液中硫迁移的重要形式，而当热液中 的含量占主导时，多数亲铜元素和过渡元素的迁移能力将大大增强，因此有...
成矿演化与矿床空间定位机理
答：当流体在热液对流系统中向浅部运动时，随着氧逸度的增高，热液中的含硫组分逐渐以SO2－4占主导，导致围岩中金与多数亲铜元素和过渡元素的活化和迁移能力大大增强，在氧化性较强的区域，由于存在MnO2、O2、Fe3+、Cu2+等比H+更强的氧化剂，围岩中的Au0会氧化成Au3+溶解在酸中。在胶东的一些金矿区，...
金子是什么形成的
答：据科学的测定与推断，大约在二十六亿年前的太古代，火山喷发把大量的金元素，从地核中沿着裂隙，带到地幔和地壳中来，后经海洋沉积和区域变质作用，形成最初的金矿源．大约在一亿年前的中生代，因受强大力的作用，地壳变形褶，褶露出海面，金物质活化迁移富有集，形成金矿田，即我们所说的岩金．在岩金...
改造作用中元素的活化
答：改造作用中元素的活动规律是很复杂的。简言之，元素的活动规律就是元素在活化—迁移—定位这一改造作用过程中的演变。改造作用中元素的来源主要是矿源层（岩）。除部分沉积改造矿床和复合型改造矿床外，改造之前不存在元素的工业富集。只有当元素从矿源岩（层）中活化出来，再经迁移、沉淀富集才有可能...
活化包括迁移和侵袭么
答：不包括。根据相关公开信息查询到，活化又称激发，能使分子、原子的化学性质变得更为活泼、能量更大，可以促进细胞侵袭和转移；而迁移与侵袭主要与细胞骨架和黏附相关，两者定义并不相关，不属于包含关系。
元素在水溶液中的迁移
答：如Fe,Mn,Cu,Eu,Ti等弱碱性元素在低价状态易于在水溶液中迁移,它们的高价离子具两性,迁移能力弱,因此还原条件(不含H2S)有利于这类元素迁移,氧化作用导致沉淀。而另一类元素,如U,Mo,V,S,As等低价离子具两性,易于水解沉淀,高价状态则形成易溶解于水的酸根络离子迁移,因此氧化作用导致这类元素迁移活化。S是典型...
银山矿床动态成矿作用分析
答：由于来自地表的大气水中富含游离氧，因此浅部对流热液具有更强的氧化性，导致围岩发生氧化作用，围岩中的Fe2＋氧化成为Fe3＋，硫化物则发生氧化并形成酸性渗透溶液，热液中的含硫组分以 占主导，因此多数亲铜元素和过渡元素的迁移能力将大大增强，岩体与地层中的成矿金属元素发生活化并主要以硫酸盐形式迁...
异常研究
答：异常研究主要包括3方面内容:①异常基本属性特征的描述,包括异常真实性,异常元素种类、含量、组合、分布形态、面积、浓集中心、分带、衬度,以及异常元素存在形态、活化迁移和聚积规律及其影响或控制因素,等等;②异常成因分析,确定异常为原生异常、地表次生异常还是人为污染异常,是异常研究的重要任务。异常成因分析主要根据...
