巴音戈壁盆地南部塔木素铀矿床水岩作用特征及其与铀成矿关系研究
塔木素铀矿床是一种特殊的“硬”砂岩型铀矿床,具有地下水矿化度高、岩(矿)石碳酸盐胶结程度高、致密、砂体渗透性差、铀矿床埋深大(500 m)、成因特殊等特点,这些特点明显有别于我国北方典型可地浸砂岩铀矿床。以塔木素矿床为代表的“硬”砂岩型铀矿床在区域上分布较广,如巴音戈壁盆地内的测老庙、本巴图、苏红图铀矿床(点)及鄂尔多斯盆地内的孙家梁铀矿床等,其中塔木素铀矿床、孙家梁铀矿床等已达到大型矿床规模,显示该类型具有良好的成矿潜力。
法国农业部正在采取行动,要求农药零售商向农民提供36种杀虫剂替代品,以鼓励更环保的做法。例如,经销商不会仅仅只兜售杀虫剂,可能同时还会推荐某种间种作物,或者推荐使用性信息素诱捕器来迷惑雄性昆虫,干扰害虫的繁殖等来杀死害虫。农业部给他们定下的目标是到2021年减少20%的农药用量,达不到目标的经销商将面临处罚。
众所周知,现阶段我国建立了以氧化—还原作用为核心的砂岩铀矿成矿理论,但运用该理论在解释诸如塔木素等这类特殊的“硬”砂岩型铀矿床成因时遇到以下困难:一是砂体具有良好的渗透性才能促使氧化—还原作用的发生,而塔木素矿床含铀砂岩为硬砂岩,渗透性较差,显然二者存在自相矛盾现象。二是塔木素铀矿床地下水为高矿化度的水,与地表水体无论是在矿化度上,还是在水化学类型上均有明显的差异,显示地下水与地表水并未进行过广泛的交换(王凤岗等,2015)。三是塔木素矿床铀矿体主要呈近水平板状。四是我国北方砂岩型铀矿化产出的层位具有专属性,绝大多数发育有氧化—还原作用的层位并无铀矿化,甚至无明显铀富集。
矿体品位:对资源量最大的品位区间为1.5~3.0×10-6,占总量63%;其次为5.5~8.5×10-6,占总量22%。各品位区间出现频率1.5~3.0×10-6为51%,5.5~8.5×10-6为22%,出现频数较大的品位对应贡献了最大的资源量,显示资源量与品位具有明显的正相关关系(图2F)。
不同地区、不同类型的砂岩型铀矿床由于地质背景、沉积环境、成岩特征等各异,以致于铀的富集机制、控矿因素等也不尽相同(张金带等,2010)。与世界其它地区砂岩型铀矿相比,我国砂岩型铀矿的成矿机理具有特殊性(张金带,2016),因此在研究砂岩铀矿时要结合矿床实际地质情况,而不是一味套用某种固有模式。对于塔木素铀矿床而言,铀矿化明显受水岩作用控制,且具有一定的规律性,主要表现为:①铀矿化形成的范围内均发生了强烈的水岩作用,而无铀矿化产出的层位均未发生水岩作用。②在铀矿化产出的层位,碳酸盐胶结物以白云石系列(铁白云石、含铁白云石及白云石)为主,而无铀矿化产出的层位主要以方解石系列胶结物为主。③铀集中富集的程度与水岩作用的强度及生成的白云石系列等碳酸盐胶结物的含量总体呈正相关关系。
前人在研究砂岩储层中对水岩作用有所论述,重点研究成岩特征及水岩作用与储层孔隙度关系等方面(刘四兵等,2014;远光辉等,2013;曾溅辉,2001;李汶国等,2005;史基安等,1994;杨桂芳等,2002;Boles,1978;Morad et al.,1990;Ramseyer et al.,1992),而在砂岩铀矿研究领域却至今未见提及,尚属首次发现,因此,塔木素铀矿床水岩作用的发现具有开创性,而且是符合客观实际的,该认识不仅对塔木素铀矿床,而且对我国北方具有高碳酸盐含量的砂岩型铀矿床成矿过程的再认识及区域铀资源潜力评价等同样具有重要的理论价值和实践意义。
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图1 巴音戈壁盆地构造分区图 Fig.1 The structural zoning map of Bayin Gobi Basin
1 矿床地质特征
1.1 区域地质背景
塔木素铀矿床位于巴音戈壁盆地南部因格井坳陷东段北缘。在区域构造位置上,因格井坳陷属苏亥图坳陷的次级构造单元。因格井坳陷北缘为宗乃山—沙拉扎山隆起,南缘为巴彦诺尔公隆起,均受区域深大断裂控制,南缘为巴丹吉林断裂,北缘为宗乃山—沙拉扎山南缘断裂(图1)。
1.2 矿床地质特征
1.2.1 地层
由基底和盖层两部分组成。
基底地层时间跨度较大,主要有:太古界斜长角闪片麻岩、浅粒岩、透辉大理岩、变粒岩。古元古界片岩、结晶灰岩、混合岩、片麻岩及大理岩。古生界石炭系阿木山组大理岩、安山岩、流纹质凝灰岩及灰白色、黄褐色砾岩、砂岩。古生界二叠系褐黄、灰色砂砾岩、英安质流纹岩、玄武岩等。
(5)柱体高度H和直径D之比小于2,不仅比国外规格的煤用浮选柱(如美国VPI浮选柱H∶D=3)短,而且比相似规格的喷射式浮选槽的安装高度还小。
本研究采用问卷调查法,通过方便抽样,对广东某高校的创新创业实践教学体系进行调查。问卷分为学生问卷和教师问卷两类,共发放学生问卷400份,回收381份,回收率为95.3%。教师问卷主要对象为创新创业授课教师,共发放60份,回收53份,回收率为88.3%。问卷含人口学资料、25道选择题、1道主观附加题。问卷主要聚焦对目前高校创新创业教育课程体系的态度和教师创新创业教学能力评价。从师生两个角度的互评中揭示创新创业教育的现实并且根据数据分析发现教学体系存在的不足。
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图2 塔木素矿区地质简图 Fig.2 Geological sketch of the Tamusu deposit
中—下侏罗统地层(J1-2):主要呈零星状分布于矿区的南西部和北东部,为一套以含煤碎屑岩为主的火山-沉积地层。岩性主要为砾岩、砂砾岩夹细砂岩、泥页岩、泥灰岩及煤线,上部为灰色、黑色凝灰岩夹火山角砾岩、流纹岩、英安质晶屑岩屑凝灰岩、粉砂岩,厚度大于1000 m。
下白垩统巴音戈壁组下段(K1b1):分布于矿区的北西缘,由一套红色碎屑岩组成,即红色砾岩、砂砾岩、砂质泥岩夹粉砂质泥岩,局部发育灰色粉砂质泥岩,为干热古气候环境沉积的产物,厚度大于300 m。该岩性段含铀性较差,其平均铀含量为2.6×10-6。
下白垩统巴音戈壁组上段(K1b2):主要出露于塔木素的南西部,厚度大于900 m,地表以细碎屑岩沉积为主,泥岩具有水平层理。局部见页理构造。砂岩层主要出现在该层中—下部,砂体粒度较粗,胶结较致密,岩性主要为灰色砂砾岩、砂岩、含炭粉砂质泥岩、含炭砂质泥岩、含黄铁矿泥岩夹泥灰岩、灰岩和石膏薄层,为湿热-干旱古气候环境沉积的产物,该岩性段的平均铀含量达11.9×10-6,钻孔岩性化学分析铀含量也偏高,灰色炭质泥岩达12.6×10-6~64.2×10-6,灰色砂岩铀含量达5.2×10-6~36.6×10-6,反映了明显的铀预富集特征,该岩性段是本区铀矿的主要找矿目的层。
上白垩统乌兰苏海组(K2w):主要分布于矿区的南部,该组上部为砖红色泥质粉砂岩、泥岩、钙质砂岩、含砾砂岩,局部夹石膏层,下部为砖红色含砾砂岩、泥质砂砾岩、砾岩,厚度大于100 m。
1.2.2 构造
矿区北西部和南东部较浅,总体表现为一NE向展布的向斜,倾角在10°~20°之间。断裂构造以NE向为主,分别为F1、F2、F3。F1断裂相当于区域上的乌兰铁布科断裂,倾向NW,倾角70°~85°,表现为逆冲断层特点。F2距F1断裂1~3.5 km,倾向NW,倾角70°~87°,表现为正断层特点。F3断裂倾向SE,倾角为57~73°,表现为正断层特点。3条断裂延伸均在40km以上,NE向断裂形成于燕山期,在喜马拉雅期仍有活动。
1.2.3 岩浆岩
区内岩浆岩从志留纪—三叠纪均有,以二叠纪最为发育,主要分布于工作区西北部,少量东南部,总体呈北西向展布。岩性主要为斑状黑云母花岗岩、二长花岗岩、斜长花岗岩、正长花岗岩及英云闪长岩、花岗闪长岩。
2CaCO3 + C+ Mg2+
Mg Ca(CO3)2+Ca2+
铀矿化主要产在下白垩统巴音戈壁组上段(K1b2)中,巴音戈壁组上段的总厚度大于900 m,并进一步可分为3个岩段:第一岩段(K1b2-1)岩性主要为泥岩,属湖泊相中的浅湖相,该岩段中见少量铀矿化。第二岩段(K1b2-2)是塔木素矿区主要的含铀矿层,岩性主要为黄色、褐色、灰色及黑色含砾砂岩、砂岩、粉砂岩、泥岩等,属扇三角洲、辫状三角洲相平原亚相或前缘亚相的河流沉积(李西得,2010;吴仁贵等,2008)。第三岩段(K1b2-3)主要为灰色泥灰岩、钙质粉砂岩为主,属湖泊相浅湖沉积亚相,泥岩中见铀矿(化)体。
目前我国退役运动员的安置体系在政策方面存在问题。缺乏有效的部门合作机制,法律法规及保险制度不全面,不能为运动员提供医疗伤病保障;部分地区运动员安置补偿金额较低,难以维持生计;更多的是着眼于运动员当下的就业安置,而较少考虑运动员长远的职业发展需求。随着经济的快速发展,由于受到外部环境变化的影响,组织安置政策受到冲击,政策性安置的渠道变窄,安置的难度增大[16-21]。
铀矿石主要有砂岩型、泥灰岩型和混合型3种,其中以砂岩型为主。砂岩铀矿石为石英长石砂岩,胶结物主要为白云石(平均含量为7.33%)、含铁白云石(平均含量为9.70%)、铁白云石(平均含量为9.33%)及石膏(平均含量为12.75%),铀矿矿物主要为沥青铀矿。
2 水岩作用特征
2.1 水岩作用发现
王凤岗等(2015)运用电子探针测定砂岩铀矿石中矿物组分过程中发现,铀矿石中的斜长石基本不含钙,为纯的钠长石,并且,进一步研究发现,矿石中的斜长石表面发育有很多孔洞,且斜长石解理也有明显后期增宽现象,矿石中的部分沥青铀矿即产在斜长石表面的孔洞及解理面内。由上述迹象推断,砂岩铀矿石中的斜长石不像“原生”的斜长石,而是在后期经受了明显的“改造”。上述现象被给予了充分的重视,继而对塔木素铀矿床主要工业钻孔内的砂岩铀矿石中的斜长石进行了全面测定,测定结果一致,均为较纯的钠长石。同时,为了便于对比研究,对工业钻孔内由砂岩铀矿石—矿化砂岩—无矿正常砂岩中的斜长石进行了配套的研究。除部分钻孔因含矿段岩芯缺失外,测定范围基本覆盖大部分工业钻孔,其中16个工业钻孔形成有了效数据,测试结果发现,确实存在斜长石被改造的现象,从而确定在塔木素铀矿床存在水岩作用。
2.2 水岩作用阶段
根据水岩作用表现形式及作用时间的不同,初步将塔木素铀矿床水岩作用划分为两个阶段:第一阶段主要表现为高矿化度地下水与围岩发生的水岩作用,推测该阶段主要形成于沉积成岩阶段。第二阶段主要发生与成岩后,表现为地表水在局部与岩石发生的水岩作用。
2.3 水岩作用特征
2.3.1 第一阶段特征
对塔木素地区蚀源区花岗岩及巴音戈壁组上段内的正常砂岩、矿化砂岩、砂岩铀矿中的斜长石开展了成分测定,分析结果分别见表1,为了便于对比,将分析结果的平均值列于表2。
蚀源区花岗岩中斜长石(表1)SiO2=60.76%~68.94%,平均为62.75%;Al2O3=19.04%~23.93%,平均为22.98%;CaO=0.14%~6.14%,平均为4.73%;Na2O=8.90%~12.13%,平均为8.74%;斜长石号码An=0.33~16.7,平均An=13.03,总体以更长石为主。
矿化砂岩中斜长石(表1)SiO2=63.98%~69.29%,平均67.95%;Al2O3=18.73%~23.29%,平均19.81%;CaO=0~3.16%,平均0.54%;Na2O=9.74%~12.29%,平均11.13%;斜长石号码An=0~8.7,平均1.2,为钠长石。
正常砂岩中斜长石(表1)SiO2=59.41%~65.18%,平均62.21%;Al2O3=21.30%~25.69%,平均23.15%;CaO=3.03%~7.08%,平均4.90%;Na2O=7.14%~9.68%,平均8.53%;斜长石号码An=7.9~21.6,平均13.8,与蚀源区花岗岩基本一致,总体以更长石为主。
网络形式是企业引进新型财务管理模式的中心,且网络支付是创新需要考虑的首要因素。网络环境也并非如想象般安全,潜在的很多不安定因素将会给企业创新带来大量的问题。例如,不完善的网络管理制度,将会给黑客等不法分子提供可乘之机,对网络安全造成极其恶劣的影响。此外,企业网络方面的优秀人才和过硬的软件管理技术的匮乏也将可能提高网络环境的危险程度。更为严重的是,在中国没有制定相应的网络法律条文,在法制时代下,没有法律的约束,企业财务管理所面临的危险将大大提高。所以,企业需要创新网络财务管理制度,着重提高网络技术,雇佣相应的网络技术人才。国家也需要尽快建立专门的网络法律法规约束不法分子,加强对网络的保护。
在实际配电网中,单纯利用配电自动化技术并不一定能达到配电区域可靠性要求,此时配电自动化配置需要考虑用户减少的停电损失S,即
表1 巴音戈壁盆地南部塔木素地区不同岩石中斜长石电子探针分析结果 Table 1 The electronic probe analysis results of plagioclase from different rocks in Tamusu area,southern of Bayin Gobi Basin
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测点SiO2TiO2Al2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OP2O5FCl总量An塔木素地区宗乃山蚀源区花岗岩中斜长石162.03-23.050.10--5.108.550.52---99.3514.2261.50-23.840.10--4.988.620.300.08-0.0199.4313.8362.59-23.160.080.04-4.858.520.400.03--99.6713.5461.320.0423.270.17-0.024.908.240.45--0.0198.4214.1561.28-23.180.18--5.198.260.30---98.3914.8661.380.1523.660.180.03-5.098.050.34---98.8814.9762.720.0723.280.10--4.508.810.19--0.0199.6812.4860.590.0723.790.14--5.438.510.17--0.0498.7415.0962.40-23.290.20--5.148.720.270.03--100.0514.01060.94-23.930.10--5.437.960.26--0.0398.6515.91161.15-23.770.11-0.035.388.130.450.03--99.0515.51260.81-23.590.15--5.317.950.47--0.0198.2915.61362.05-24.030.12--5.318.460.25---100.2214.81461.59-23.870.08--5.138.190.240.04-0.0299.1614.71561.410.0823.790.12-0.025.378.580.17--0.0199.5514.71661.36-23.890.03--5.188.430.22---99.1114.51761.49-23.610.12--5.448.510.23---99.4015.01860.76-24.170.09--5.647.670.32--0.0198.6616.91962.43-23.380.14--4.788.480.25---99.4613.52063.130.1022.460.170.03-4.848.490.29---99.5113.62163.64-22.590.09-0.024.329.280.210.03-0.03100.2111.42263.48-22.710.220.03-4.888.810.23--0.07100.4313.32362.68-23.090.17--5.088.650.21---99.8814.02463.400.0522.400.180.04-4.458.880.340.05--99.7912.22568.940.0419.040.07--0.1412.130.020.04--100.420.332665.39-21.27-0.06-3.0010.000.20---99.927.72763.38-22.330.07--4.458.500.23---98.9612.62864.050.0622.020.16--4.029.600.14---100.0510.42962.400.0723.150.14--5.228.460.42---99.8614.63061.85-22.890.16--5.298.210.47--0.0598.9215.13161.92-23.070.13--5.658.410.41--0.0599.6415.73261.59-23.320.15--5.878.190.23--0.0199.3616.53362.020.0722.930.10--5.348.490.42--0.0299.3914.83461.15-23.930.11--6.148.460.34---100.1316.73562.95-23.040.07--5.089.080.37--0.03100.6213.43661.290.0723.280.14--5.408.250.36---98.7915.33763.33-22.570.19--4.808.560.340.04-0.0399.8613.43862.90-23.01---5.188.710.24---100.0414.13962.37-23.090.14--4.789.180.150.07--99.7812.64062.48-22.500.22--4.678.670.25--0.0298.8113.04162.34-22.560.170.05-5.388.610.17---99.2814.74264.30-22.690.22--3.869.170.21--0.02100.4710.44364.39-22.600.05--3.919.200.070.040.140.02100.4210.54466.32-21.680.050.04-2.849.710.090.07-0.02100.827.54563.92-22.910.11--4.039.140.290.04-0.01100.4510.94664.57-22.490.09--3.869.100.13---100.2410.54763.63-22.860.150.03-4.128.770.25--0.0199.8211.54863.36-22.92---4.709.210.18---100.3712.44962.83-23.650.11--5.028.780.130.05--100.5713.75065.59-21.97---3.079.170.05---99.858.55164.820.0622.270.100.04-3.899.290.270.03--100.7710.4平均62.750.0722.980.130.040.024.738.740.260.040.140.0299.6413.03塔木素铀矿床正常砂岩中斜长石161.640.0522.920.07--5.668.050.160.07-0.0198.6316.3
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测点SiO2TiO2Al2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OP2O5FCl总量An262.70-22.160.08--4.228.970.180.090.050.0298.4711.5363.97-21.620.220.050.023.489.400.36---99.129.3464.42-21.510.19--3.989.220.45--0.0199.7810.6563.60-21.300.21-0.053.649.230.170.04--98.249.8664.48-21.260.10--3.489.580.35--0.0199.269.1763.45-21.410.10--3.769.500.14---98.369.9862.240.0521.880.08--4.128.800.230.050.080.0297.5511.5963.07-23.220.05--4.398.720.390.050.05-99.9412.21062.38-23.22---4.328.550.240.03--98.7412.11163.05-23.110.13--4.459.090.36---100.1911.91262.89-23.090.08-0.034.288.610.230.04-0.0199.2612.11363.36-23.170.05--4.268.790.42--0.02100.0711.81459.81-25.690.14--6.567.420.34---99.9619.61559.99-24.630.11--5.977.680.320.05--98.7517.71661.51-24.580.04-0.025.768.170.19-0.15-100.4216.31765.18-22.390.04--3.039.680.02--0.02100.367.91860.80-24.030.14-0.025.308.320.19--0.0198.8115.01960.49-25.410.19-0.073.807.261.69--0.0198.9212.62062.11-23.630.13--5.238.260.23---99.5914.92162.01-23.760.08--5.517.920.14---99.4216.12261.49-24.400.14-0.025.778.520.21---100.5515.82360.67-25.070.080.04-6.337.830.15--0.01100.1818.32459.73-25.130.09--6.977.230.200.03--99.3821.02562.91-22.060.15--4.308.880.30--0.0198.6111.82663.00-22.610.09--4.768.890.27-0.08-99.7012.92762.980.0422.200.15--4.278.840.37---98.8511.82863.49-22.010.06--4.299.540.240.05--99.6811.02962.70-22.580.09-0.024.588.610.24--0.0298.8412.83061.59-23.190.03--5.398.450.170.05--98.8715.03159.41-24.600.050.03-6.877.200.19---98.3520.93261.410.0923.290.04--5.918.350.26-0.09-99.4416.43361.75-23.260.22--5.408.200.18---99.0115.53463.940.0421.800.08--4.009.400.34-0.04-99.6410.63562.02-23.040.16-0.025.238.510.19--0.0299.1914.63659.730.0824.340.09--7.087.140.19--0.0198.6621.63761.820.0422.810.080.050.024.988.710.21---98.7213.7平均62.210.0623.150.110.040.034.908.530.280.050.080.0199.2313.8塔木素铀矿床矿化砂岩中斜长石169.29-19.46---0.0211.970.02---100.760.0268.45-19.210.05--0.0210.970.05--0.0498.790.1368.72-19.310.06---11.550.03---99.670.0466.23-20.390.07--1.0010.880.26--0.0398.862.5567.41-20.270.090.03-0.8210.710.28--0.0299.632.1666.71-20.35-0.05-0.8210.660.240.05--98.882.1768.64-19.450.02--0.1411.420.04--0.0399.740.4867.96-19.570.05--0.2211.100.07--0.0298.990.5969.04-19.45---0.0211.620.03--0.02100.180.11068.710.0819.35---0.1511.64----99.930.41168.490.0819.57---0.2311.240.04---99.650.61269.12-19.33-0.040.010.0911.780.02--0.01100.400.21367.94-19.520.09---11.450.03--0.0999.120.01465.42-20.890.03--1.7310.600.070.05--98.794.31567.69-19.55-0.03-0.4611.900.250.060.100.10100.141.11668.490.0919.880.05-0.020.3511.430.11--0.04100.460.81769.09-19.430.04--0.1211.230.08-0.050.02100.060.31868.83-18.950.05-0.030.0311.300.06-0.070.0299.340.1
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测点SiO2TiO2Al2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OP2O5FCl总量An1968.83-19.42----11.320.03--0.0299.620.02069.11-19.58---0.0112.020.02--0.02100.760.02163.98-23.290.11-0.023.019.360.730.05-0.05100.608.22264.95-22.030.07-0.023.169.810.25--0.02100.318.22365.23-22.000.11--2.959.890.16---100.347.62465.79-21.140.21-0.170.199.771.29--0.0198.570.52568.11-20.550.10--0.6210.680.22---100.281.62669.23-19.37---0.2211.51---0.02100.350.52769.16-19.170.05---11.520.05--0.0299.970.02868.77-19.62---0.0311.520.03--0.03100.000.12969.15-19.35---0.0411.160.03--0.0299.750.13068.890.0419.66---0.0311.510.140.04--100.310.13167.60-20.140.20-0.100.1010.840.77--0.0299.770.23268.120.0619.530.08-0.05-11.140.46--0.0599.490.03369.18-19.83---0.2211.510.05---100.790.53468.230.0619.220.04--0.1011.170.250.05-0.0299.140.33568.620.0519.510.060.040.030.0211.200.120.030.100.0199.790.13664.22-21.980.08-0.060.159.782.26--0.0198.540.43768.590.0718.91---0.2111.430.050.07-0.0199.340.53866.48-20.40---1.7310.520.05--0.0199.194.43968.74-18.91---0.4611.600.06---99.771.14068.43-19.11---0.6311.580.06--0.0199.821.54167.96-18.730.06-0.020.2611.730.050.07-0.0498.920.64268.800.0818.750.04--0.1811.390.14--0.0299.400.44369.01-18.800.05--0.1411.310.170.010.040.0399.560.34468.350.1118.900.060.04-0.4411.170.06--0.0299.151.1平均67.950.0719.810.070.040.050.5411.130.220.050.070.0399.701.2塔木素铀矿床矿石中斜长石169.30-18.660.080.070.020.0611.670.07-0.05-99.980.2269.10-18.68---0.0211.850.050.05-0.0299.770.1369.570.0718.52---0.0311.980.080.03-0.01100.290.1469.12-18.810.020.03-0.0211.800.02---99.820.0568.98-19.020.04-0.020.1411.290.06---99.550.3669.73-18.79---0.0812.020.04---100.660.2768.64-19.220.05--0.3411.470.030.07-0.0299.840.8868.81-18.96---0.3111.950.07--0.02100.120.7968.930.0719.33---0.5511.530.050.05-0.02100.531.31069.080.0518.82---0.0411.880.04--0.0299.930.11169.28-18.760.050.03--11.890.050.05--100.110.01268.95-18.600.08--0.0211.990.07--0.0399.740.01368.02-18.360.06--0.1411.570.120.03-0.0798.370.31468.58-18.550.13--0.1111.910.06---99.340.31567.88-18.740.050.03-0.1111.520.16--0.0698.550.31669.89-18.590.07---12.100.040.05--100.740.01768.610.0418.630.060.04--11.660.05---99.090.01869.41-18.490.08--0.0511.460.060.05--99.600.11968.69-18.560.06--0.0211.68---0.0399.040.02068.690.0518.880.10--0.3111.690.080.13--99.930.72169.24-18.65---0.2811.670.050.09-0.0199.990.72269.52-18.490.09-0.020.0411.650.09---99.900.12368.310.0619.080.100.05-0.1112.080.05---99.840.22468.82-18.970.070.030.020.1212.030.050.04-0.02100.170.32569.040.0418.53---0.0411.540.05-0.040.0299.300.12665.90-21.050.10-0.022.8510.400.130.03--100.487.12769.59-18.750.06--0.0311.420.10--0.0199.960.12868.57-19.11---0.1511.240.050.04-0.0199.170.4
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测点SiO2TiO2Al2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OP2O5FCl总量An2969.32-18.540.06--0.2011.550.13---99.800.53068.69-18.640.04--0.2712.030.040.23--99.940.63165.58-20.850.04--3.0010.100.18---99.757.63264.62-21.530.06--3.349.740.35--0.0299.668.73367.820.0418.78--0.020.2910.633.85--0.02101.450.753468.92-18.580.10--0.0211.680.02---99.320.043569.06-18.46---0.0311.980.050.05--99.630.063668.52-18.80-0.030.020.0211.590.08--0.0299.080.053769.65-18.72----12.130.02--0.01100.5303869.14-18.80--0.02-11.540.03--0.0199.540.033968.69-19.010.06--0.0512.110.04--0.0399.990.114069.25-18.69-0.030.030.0212.290.090.03--100.430.064168.81-18.85-0.06-0.0211.580.030.04--99.390.044269.200.0318.600.04--0.3211.710.050.09-0-100.040.744368.97-18.560.06--0.0811.490.06---99.220.204469.42-18.45----11.900.04---99.810.014567.97-19.86--0.021.2210.820.200.03-0.02100.143.024668.430.0819.230.06--0.4011.360.09--0.0199.660.974769.32-19.01---0.0611.790.03---100.210.144869.060.1219.020.06--0.0911.490.08---99.920.224968.36-19.490.080.03-0.1511.320.13---99.560.375068.36-18.650.04---11.850.040.03--98.970.025166.35-18.090.05-0.020.0611.090.05--0.0295.730.16平均68.660.0618.920.070.040.020.3511.580.150.060.050.0299.720.76
注:① 样品由核工业北京地质研究院分析测试所测定。②“-”表示在检测限以下。
铀矿石中斜长石(表1)SiO2=69.89%~64.62%,平均68.66%;Al2O3=18.36%~21.53%,平均18.92%;CaO=0~3.34%,平均0.35%;Na2O=9.36%~11.97%,平均为11.58%;斜长石号码An=0~8.7,平均0.76,基本为较纯的钠长石。
表2 巴音戈壁盆地南部塔木素地区不同岩石中斜长石成分对比表 Table 2 Composition comparison of the plagioclase from different rocks in Tamusu area,southern of Bayin Gobi Basin
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蚀源区花岗岩中的斜长石(51)正常砂岩中的斜长石(37)矿化砂岩中的斜长石(44)砂岩铀矿中的石斜长石(51)SiO262.7562.2167.9568.66TiO20.070.060.070.06Al2O322.9823.1519.8118.92FeO0.130.110.070.07MnO0.040.040.040.04MgO0.020.030.050.02CaO4.734.90.540.35Na2O8.748.5311.1311.58K2O0.260.280.220.15P2O50.040.050.050.06F0.140.080.070.05Cl0.020.010.030.02总量99.6499.2399.799.72CaO+Na2O13.4713.4311.6711.93An13.0313.81.20.76
注:① 样品由核工业北京地质研究院分析测试所测定。②“-”表示在检测限以下。
从表2可以看出,塔木素地区不同岩石中斜长石成分变化的规律十分明显,蚀源区花岗岩中的斜长石与正常砂岩中的斜长石二者在成分上十分相近,矿化岩石中的斜长石与矿石中的斜长石在成分总体也比较接近,但蚀源区花岗岩中的斜长石、正常砂岩中的斜长石与矿化岩石中的斜长石及矿石中的斜长石在成分上却具有显著的差异。由蚀源区花岗岩、正常砂岩→矿化砂岩、矿石,斜长石在成分上主要表现为CaO含量急剧减少(分别由4.73%、4.90%减少到0.54%、0.35%)和Na2O含量急剧增加(分别由8.74%、8.53%增加到11.13%、11.58%),斜长石号码也急剧降低(分别由An=13.03、An=13.80转变为An=1.20、An=0.76),由更长石转变为较纯的钠长石。更长石转变为钠长石的过程实质是斜长石中的钙长石部分转变为钠长石,该过程(式1)中SiO2含量明显的增加(分别由62.75%、62.71%到67.95%、68.66%),而Al2O3含量则明显的减少(分别由22.98%、23.15%减少到19.81%、18.92%)。由于转变过程中钠离子与钙离子是等数量交换的,因离子间质量差异,(CaO+Na2O)总含量在转变过程中也降低(分别由13.47%、13.43%降低到11.67%、11.93%)。
造成上述现象的原因,推测是与本地区地下水有关。王凤岗等(2013)通过矿床内5个水文钻孔运用特制采样设备对距地表510 m主铀矿体层位地下水进行了定深采样(其中对ZKH52-12水文孔距地表120 m处铀矿化层位也进行了定深采样),样品覆盖范围大致为东西1200 m左右,南北超过800 m。样品送核工业北京地质研究院分析测试所开展了水化学特征分析,分析结果见表3。
盖层主要为:中下侏罗统、下白垩统巴音戈壁组下段、下白垩统巴音戈壁组上段、上白垩统乌兰苏海组及新近系地层(图2)。
由表3可知,塔木素铀矿床地下水具有砂岩型铀矿床中极其罕见的高矿化度地下水特征,矿化度范围为17.18~49.65 g/L,平均为35.4 g/L,偏碱性。地下水中阳离子以Na+为主,其次为Ca2+、Mg2+,K+最少。地下水中阴离子有以Cl-为主。地下水化学类型主要为Cl—Na型。同时,通过地下水与地表水同位素分析显示,二者间的δD值和δ18O值差异较大,推断塔木素铀矿床地下水并未与地表水进行过广泛交换,仅部分接受周边的地表水补给(王凤岗等,2015)。
2.3.2 第二阶段特征
砂岩形成后,受构造、地层等方面影响,地表水沿层间下渗,地表水为酸性的氧化水,在下渗过程中,水中的S与碳酸盐胶结物发生化学反应,溶解、交代了碳酸盐胶结物,同时形成了石膏等新的胶结物,由于溶蚀,在胶结物中形成了较多、较大的“溶洞”,增加了岩石有效孔隙度,有利于地表水进一步流通及氧化—还原作用的进行,同时,也为铀沉淀提供了空间。
3 讨论
3.1 水岩作用形成条件
事实上,在含Na+的砂岩孔隙水中,斜长石中钙长石组分中的Ca2+会与水中的Na+发生交换,促使钙长石以方程式(1)的形式转化为钠长石(于兴河,2013;马艳萍等,2003)。
CaAl2Si2O8 + 2Na++ 4SiO2 2NaAlSi2O8 +Ca2+
(1)
表3 巴音戈壁盆地南缘塔木素地区水质分析结果 Table 3 The Composition of the groundwater in Tamusu area,southern of the Bayin Gobi Basin
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编号取样位置pHCa2+Mg2+Na+K+Cl-SO2-4HCO-3U(μg/L)TDS(μg/L)水化学类型ZKH52-12-1钻孔52-12深120 m处8.2298850717381.676.622430828757.60.1449.73 Cl-NaZKH52-12-2钻孔52-12深510 m处7.8710584771677810720970812638.31.6047.55 Cl-NaZKH36-32钻孔36-32深510 m处6.78911.1433.19637-1146865121265.3529.09 Cl -NaZKH58-44钻孔58-44深510 m处7.17881.4464.812775.6-15949855910814.0038.74 Cl-NaZKH64-40钻孔64-40深510 m处7.10863.5431.79767.2-120427046903.9330.24 Cl -NaZKH32-12钻孔32-12深510 m处7.955212455644.121.1621244877273.1017.20 Cl -Na平 均7.52870.5426.411997.334.11484571658218.6035.40
注:样品由核工业北京地质研究院分析测试所测试,仪器型号为DIONEX-500 离子色谱仪,METROHM 全自动滴定仪器。
目前,在鄂尔多斯盆地延长组地层中(黄思静等,2009;李荣西等,2012),四川盆地三叠系须家河组地层中(黄思静等,2009),松辽盆地白垩系砂岩地层中(邢顺洤,1990;卓胜广等,1992;杨桂芳等,2003),塔里木库车坳陷中新生界砂岩中(叶瑛等,1999),大港油田古近系—新近系湖相混积岩(马艳萍等,2003)等地层中也发现有上述现象存在。因以离子替换的形式转变的斜长石在外形上与原斜长石在外形上区别不大,因此这种变化在研究中很容易被忽略,由此推断这种现象应该更广泛存在。
相对于砂岩中钾长石、石英等主要矿物,斜长石的稳定性相对较差,容易发生变化,通常在沉积成岩早期就可发生(卓胜广等,1992;杨桂芳等,2003)。
卓胜广等(1992)和杨桂芳等(2003)通过热动力学计算,分别计算出在标准状态下斜长石转化为钠长石吉布斯自由能△G0=﹣35463.4 J/mol和△G0=﹣35446.4 J/mol。通过自由能推断,这种作用较容易发生。
以上表述的水岩作用过程及热动力学计算结果是基于理想状态下得出的,由于地质作用的复杂性,实际地质作用过程中要复杂得多,结合塔木素铀矿床水岩作用特征及前人资料,认为以下几方面因素对水岩作用的形成也至关重要。
(1)地下水介质中Na+的溶度及水中其他阳离子类型:水中Na+浓度低,不利于水岩作用的发生,或即使发生水岩作用,其发育程度也十分有限。此外,受同离子效应影响,如果地下水中含有大量不利于Ca2+进入到地下水中的其他阳离子时,也会影响水岩作用的顺利进行。
(2)地下水pH值:由式(1)可知,水岩作用需要SiO2加入才能实现。因SiO2在碱性的环境中溶解,在酸性的环境中沉淀。而碳酸盐矿物正好相反,是在碱性的环境中沉淀,在酸性的环境中溶解。塔木素铀矿床水岩作用结果有碳酸盐胶结物生成(见下文),因此,只有在碱性的地下水介质条件(pH值>7)下才能实现。
(3)相对封闭、稳定的地质环境:因水岩作用是一个长期、漫长的过程,因此,只有在相对封闭、稳定的地质环境中水岩作用才能充分进行。
(3)民营企业决策不科学。在民营企业经营管理中,通常是资历较深的管理者拥有决策权,先进科学的管理方式和管理理念都要让步于“资历”或“辈分”,管理者依赖于自己的经验,不会聆听员工的声音来适时改变管理对策,导致企业的发展决策缺少科学性与民主性。在民营企业初期发展阶段,采取一刀切式管理方法或许能够提升管理效率,但是若企业规模变大,仍然采取老旧的决策方式极易造成管理效率的损失。企业的决策应有一定的程序性与科学性,单纯依赖于经验决策,难免有失公允。
(4)一定的温压条件:关于砂岩中斜长石向钠长石转变的温度和压力还有争议,通常认为在较低的温度条件下即可发生,温度主要集中在100~150℃(卓胜广等,1992;杨桂芳等,2003),且随深度的增加,斜长石转变为钠长石的现象更为明显,达到一定深度,斜长石可基本变为钠长石(楼章华,1998;邢顺洤,1990;杨桂芳等,2002)。
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3.2 水岩作用与碳酸盐胶结物
在富含碳酸根的水体中,水中各组分以方程式(2)的形式形成动态平衡:
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(2)
式(2)中,CO2+H2O=H++HC的离解常数lgKd=-6.364,而
的离解常数lgKd=-10.33。水岩作用的结果使斜长石中的Ca2+进入到地下水中,释放的Ca2+优先以碳酸盐的形式沉淀(马艳萍等,2003)。经计算,塔木素地区约4.5%的CaO(实际上是Ca2+)释放到地下水溶液中,对于整个含矿的砂体来说,释放出的钙无疑是巨量的,可明显增加地下水中Ca2+的活度,并与Mg2+、C
一起生成塔木素铀矿床砂岩中的白云石(包括含铁白云石、铁白云石)胶结物。前人对砂岩中的白云石等碳酸盐矿物的生成有过详细的论述,赫云兰等(2010)认为离子在地下水溶液中可按方程式(3)直接生成白云石。
2C + Ca2+ + Mg2+
Mg Ca(CO3)2
(3)
黄思静等(2010)在研究四川盆地东北部三叠系白云岩形成环境时提出了相对开放和封闭两个白云石化体系,在开放的环境中,以方程式(4)的形式形成白云石,而在封闭的环境下,以方程式(5)的形式形成白云石。
CaCO3 + C+ Mg2+
Mg Ca(CO3)2
综上所述,在市场营销的模式下,企业的经济管理虽然存在着多种多样的问题,但是也不可以忽视其在企业运行中的作用。企业一定要改进经济管理模式,不断的调整和进步。最后希望我国企业能在市场竞争的环境下,提高自身的综合实力,既能够高效合理的进行经济管理,又提高经济效益。
(4)
1.2.4 铀矿化特征
(5)
由于塔木素铀矿床地下水处于相对封闭的状态,根据前人研究成果推断,塔木素铀矿床白云石矿物更有可能是按方程式(3)或方程式(5)的方式生成。
水岩作用过程中的Na+替换Ca2+是一个长期、缓慢的过程,因此碳酸盐胶结物形成也是长期、缓慢的过程。
阿替普酶溶栓治疗急性脑梗死致休克1例 … ……………………………………… 杨晓玲,李飞,冯佳梁 263
3.3 水岩作用与铀矿化关系
为了研究水岩作用与铀矿化之间的联系,运用茜素红S及铁氰化钾对碳酸盐进行染色,并结合阴极发光、偏光显微镜等对不同类砂岩中碳酸盐胶结物类型等进行了综合研究,发现铀矿化—水岩作用—碳酸盐类型之间具有严格的耦合关系,水岩作用控制了铀矿化的形成。
3.3.1 地下水中铀存在形式
现代信息技术已经渗透到各个领域当中,使得人们的工作效率以及生活质量得到了很大的提高。旅游行业要想在现代社会背景下得到更好的发展,与信息技术相融合是一条重要的路径。实现旅游管理信息化建设不仅是时代发展的必然要求,也与其行业本质之间存在一定的联系。因此,旅游管理的相关部门应该充分认识到信息化建设的重要性,并采用合适的方式完成这项工作。
砂岩铀矿床中地下水中铀的存在形式与水中离子类型、pH值、Eh值等因素有关。通常,在偏碱性的地下水中,铀主要以[UO2(CO3)3]4-、[UO2(CO3)2]2-等碳酸盐络合物的形式存在(史维浚,1990;杨解,1991;刘英俊等,1984;张景廉等,2005;Donald Langmuir,1978)。在pH>8的地下水中,铀的主要存在形式为[UO2(CO3)3]4-,在pH=8±~5±地下水中,水中HC含量控制水中铀的存在形式,当地下水中HC
≥3±2 mg/L,铀主要以[UO2(CO3)n]2-2n(n=1,2)形式存在,且当水中Mg2+的含量较高时,铀酰碳酸盐络合物可与Mg2+生成非常稳定的MgCO3
Na2UO2(CO3)2复盐,并可在水中迁移(杨解,1991)。
塔木素铀矿床地下水中的铀也具有相同的规律,主要以[UO2(CO3)2]2-、[UO2(CO3)3]4-形式存在(王强,2009;高俊义,2009),由于铀与白云石系列矿物在空间上具有密切的联系,故推断塔木素铀矿床地下水中部分铀是以MgCO3Na2UO2(CO3)2复盐形式存在。
3.3.2 脱碳酸根作用与铀沉淀
在白云石等碳酸盐胶结物形成过程中,无论是按方程式(3)、(5)中的哪种方式进行,都会消耗地下水中的碳酸根,由于碳酸根的消耗,造成了铀酰离子和复盐形式存在的铀与碳酸根分离,即脱碳酸根作用,从而析出铀矿物。脱碳酸根作用过程中,铀分别以式(6)~(8)的形式沉淀,并分别对上述式中反应的热力学参数及反应的临界浓度条件参数进行了计算(杨解,1991)。
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(6)
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(7)
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(8)
其中,式(6)中铀平衡常数lgK=-21.41,离解常数为lgKd=-4.42。式(7)中铀平衡常数lgK=-16.98,离解常数为lgKd=-6.91,式(8)中铀平衡常数lgK=-21.41,离解常数为lgKd=-10.07。地下水中[UO2(CO3)3]4-临界浓度为10-4.42,[UO2(CO3)2]2-临界浓度为10-6.91,[UO2(CO3)]0临界浓度为10-10.07。
由上述关系可知,碳酸铀酰的稳定性与水中C浓度有关,当C
浓度大于某形式碳酸铀酰的临界浓度值时,该碳酸铀酰在水中处于稳定状态;反之,该形式的碳酸铀酰将离解,从而形成铀沉淀。同理,水中HC
浓度对白云石的形成起主要作用(彭阳等,2000),由式(2)可知,水中C
及HC
是一种动态平衡的关系,二者同步变化,因此,铀沉淀过程也是白云石系列矿物生成的过程,这种变化关系可能是塔木素地区矿石中铀含量与水岩作用强度及白云石系列矿物含量总体呈正比的主要原因。
3.3.3 铀源
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图3 沥青铀矿沉淀位置 Fig.3 The place where uranium precipitate (a)斜长石(Pl)表面微洞中沉淀的沥青铀矿(U),具“原生”钠长石净边(红色虚线外缘)未发生水岩作用,故无微洞及铀矿物,电子探针背散射图像;(b)斜长石因水岩作用转变为钠长石(Ab),并在解理中沉淀的沥青铀矿(U),扫描电子显微镜图像;(c)铀矿石溶洞内的球粒状及薄膜状沥青铀矿(亮白色),扫描电子显微镜图像 (a)uraninite(U)precipitates in micro holes on the surface of plagioclase(Pl),there is no uraninite in primary albite rim(outer edge of red dotted)where no water—rock interaction is occurred.BSE image of electron probe.(b)plagioclase is converted to albite(Ab)since as water—rock interaction and uranium(U)deposit in cleavages.SEM image.(c)chondrules and thin-film uranium(bright white)deposits in cavities in uranium ore.SEM image
铀主要来源于地下水,并且地下水中的铀与古气候关系密切,在白垩纪,古气候由湿热向干旱转变,致使水体大量蒸发浓缩,导致水中的铀等浓度急剧增加,且浓缩后的水域面积局限于某一特定的区域或层位,形成了铀的初步集中,为后期水岩作用的发生及铀矿化的形成提供了有利条件。王凤岗等(2015)对塔木素地区地表盐湖水取样分析表明,盐湖水中铀的浓度可达1134μg/L,Na+的浓度可达137751 mg/L,Mg2+的浓度可达4048 mg/L,HC的浓度可达600 mg/L,C
的浓度可达1324 mg/L等,其中盐湖水中的铀含量是塔木素铀矿床现阶段地下水中铀的67.5倍,说明在蒸发浓缩过程中铀可在水中显著富集,并可为铀矿化提供充裕的铀源以及与水岩作用有关的
等。
3.3.4 水岩作用与铀集中富集
铀矿体深度距地表约500 m处,铀矿体呈近水平的板状、透镜状,具多层分布特征。
水岩作用对铀集中富集的因素主要有三个:水岩作用的强度、扩散作用及铀的再叠加。
(1)水岩作用强度:因受岩性、粒度、孔隙度等因素影响,导致水岩作用强烈程度不同,有些地段水岩作用强烈,有些地段作用较弱,有些地段甚至不发生水岩作用。水岩作用强烈处,生成的碳酸盐胶结物及沉淀的铀矿物多,水岩作用弱则形成铀沉淀少,未发生水岩作用则无铀沉淀。
根据单因素实验结果,选取冬凌草与麸皮比A、固液比B和接种量C为影响因素,以纤维素酶活力Y为响应值,采用Box-Behnken实验设计[7],进行三因素三水平的响应面分析,确定最优固态发酵条件参数,如表1所示。
(2)扩散作用:水岩作用强的地段,在生成白云石、沥青铀矿等过程中,导致该处地下水中相应的Ca2+、Mg2+、[UO2(CO3)3]4-、[UO2(CO3)2]2-等离子浓度降低,在扩散作用影响下,周边未发生水岩作用或水岩作用相对较弱处浓度高的离子向水岩作用强烈的地区定向迁移,此过程周而复始,循环进行,最终,在特定的层位中形成了铀富集或铀矿化,其他未发生水岩作用的地段铀富集少或未发生富集。
(3)铀的再叠加:第二阶段水岩作用过程中,由于含S的地表水与碳酸盐胶结物发生化学反应,从而促使早前沉淀的铀发生再迁移、再沉淀,并在局部形成了铀的叠加,在叠加部位形成了塔木素地区最富的铀矿化,最高品位可达1%左右。
3.3.5 铀空间定位
根据形成条件,可分为原生沉积场所和次生沉积场所。
(1)原生沉积场所:指与原生成矿作用有关的场所,主要形成于沉积成岩期。水岩作用导致斜长石表面形成小的微洞,铀呈薄膜状、球粒状沉淀其中,而斜长石边缘具有“原生”性质的钠长石未发生水岩作用,从而未形成微孔及铀的沉淀(图3a)。水岩作用导致部分斜长石解理面形成了微裂隙,铀呈薄膜状沉淀其中(图3b)。
(2)次生沉积场所:指受后生改造作用形成的场所,后生改造作用不仅可以影响岩石的孔隙度,同时还影响原生沉积的铀发生再迁移、再沉积。如受后期层间氧化渗透的影响,岩石中的白云石等胶结物发生改造,形成较大的孔隙空间,形成次生沉积场所。塔木素铀矿床次生沉积场所主要为溶洞,铀呈球粒状、薄膜状沉淀其中(图3c)。
4 结论
塔木素铀矿床水岩作用主要有两个阶段:第一阶段主要形成于沉积成岩期,主要表现为高矿化度地下水中的Na+替换了斜长石中的Ca2+,使斜长石由更长石转变为较纯的钠长石,该阶段的水岩作用是地下水条件、围岩条件、pH值条件、温压条件等各种条件综合作用的结果。从热力学参数等推断,该作用可在较低的温度下即可发生。第二阶段水岩作用主要表现为成岩后,富含S的酸性地表水沿层间下渗,溶解了碳酸盐等胶结物,并生成石膏。
塔木素地区铀矿化明显受水岩作用控制。水岩作用被替换的Ca2+(以CaO计约占斜长石总量的4.5%)与地下水中的C及Mg2+等形成碳酸岩胶结物,在此过程中消耗了地下水中的碳酸根离子浓度,促使地下水中[UO2(CO3)3]4-、[UO2(CO3)2]2-等碳酸铀酰因脱碳作用而发生分解,形成了铀沉淀。水岩作用控制着铀沉淀的速度,并因水岩作用强度不同及受扩散作用影响,促使铀趋向于在水岩作用强烈地段富集。成岩后,在地表水沿层间下渗的影响下促使早先沉淀的铀发生了再迁移、再沉淀,并在局部叠加形成富矿。
水岩作用使斜长石表面及解理产生微洞、微裂隙,并在碳酸盐胶结物中形成溶洞,为铀沉淀提供了空间场所。
沉积成岩期的铀主要来源于地下水中溶解的铀,而成岩后叠加的铀则主要来自岩石。地下水中的碳酸根离子浓度控制着碳酸铀酰在水中的稳定状态。
(The literature whose publishing year followed by a “&” is in Chinese with English abstract;The literature whose publishing year followed by a “#” is in Chinese without English abstract)
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