砂岩型铀矿床中氧化成矿流体演化与铀成矿机制：来自柴达木盆地冷湖地区的启示

• 系统分析了氧化还原带的矿物学和地球化学数据。 • 阐明了单期成矿过程中的铀迁移与富集机制。 • 强酸性或氧化性流体促进铀的溶解与迁移。 • 生物成因 H 2 S 和黄铁矿控制了铀石和沥青铀矿的形成。理解砂岩型铀矿床的多期成矿机制仍是矿床地质学中的一项重大挑战。为解决这一问题，我们对柴达木盆地冷湖矿床不同氧化还原带的 101 个钻孔岩心样品进行了全面的矿物学（SEM-EDS 和 XRD）和地球化学（碳-硫含量、C–O–S 同位素、铀价态及铀形态）分析。结果揭示了单期古氧化流体成矿系统的演化过程。研究结果表明，有机质和矿物通过三个不同阶段对流体演化做出响应：(1) 成矿前阶段：在氧化带中，有机质被氧化并溶解（TOC 损失 17.78 %），而在过渡带中，强酸沉淀导致 TOC 富集（388.63 %），并伴随高岭石化、铁氧化物蚀变和方解石溶解。(2) 成矿阶段：铀最初被吸附（83.68 % 与有机质或黄铁矿结合），随后被还原（80.29 % 为 U 4+ ），主要在有机质中形成铀石，其次在草莓状黄铁矿周围形成沥青铀矿。(3) 成矿后阶段：过渡带中方解石（258.69 % TIC）和黄铁矿（938.03 % TS）的富集表明流体活动的停止。黄铁矿中显著的 δ 34 S 负偏移（–47.8 ‰ 至 –12.2 ‰）以及方解石中的 δ 13 C 负偏移（–19.70 ‰ 至 –10.70 ‰）表明，铀的富集发生在微生物介导的还原环境中，而非通过直接的生物还原。成矿流体的演化可分为四个阶段，铀沉淀发生在弱酸性和弱还原条件下的第三阶段。低温（<50 °C）地下水与含煤碎屑岩之间的相互作用促进了有机结合铀的长距离运移和高浓度富集。本研究阐明了复杂的地球化学相互作用，并突出了有机、无机和微生物过程的协同作用，为理解类似矿床的多期成矿提供了参考框架。