磷和铀都是至关重要的战略矿产资源,而开发富铀磷矿床的潜力巨大。然而,该领域的研究相对较少。中国贵州省东部八黄地区下寒武统黑色岩系因其高浓度的磷、铀和有机质而尤为突出,成为典型的富磷矿床。本研究以八黄矿床为案例,探讨了微生物有机质在富铀磷矿床中磷和铀矿化过程中的作用。本研究进行了全面的地质调查,综合运用了岩相分析、主元素和微量元素测试、稀土元素分析、总有机碳(TOC)含量分析和气相色谱-质谱(GC-MS)分析,系统研究了含矿岩系中有机质的地质特征、元素地球化学性质和生物标志化合物。结果表明,八黄富铀磷矿床中的主要矿石矿物为胶磷矿、沥青铀矿和晶质铀矿。沥青铀矿被有机质吸附,而晶质铀矿主要沿石英边缘和裂缝分布,表明其热液成因。有机质主要分布在胶磷矿富集区,与磷和铀的空间分布紧密相关。这些有机质主要来源于低级真核水生生物,如藻类,且处于成熟至高度成熟阶段,表现出显著的降解作用。因此,矿石的TOC含量降低,其与磷和铀含量的相关性较弱。磷和铀的富集不仅受有机质含量的影响,还受沉积环境、热液活动和有机质成熟度等因素的影响。含矿岩系形成于次还原至还原条件下,受热液过程显著影响。成矿物质主要来源于热液流体对大陆裂谷玄武岩(碱性玄武岩和拉斑玄武岩)的萃取,其次为正常海水的贡献。磷和铀的矿化过程分为三个阶段:海底喷气活动,作为磷和铀的来源;海平面上升,促进这些元素的上升;环境缺氧,使磷和铀得以沉淀。在这些阶段中,有机质通过多种方式影响磷和铀的迁移和沉淀:磷被低级海洋生物(如藻类)吸收,并以磷酸盐胶体的形式迁移,在硫细菌还原作用下沉淀;UO22+被有机质降解过程中形成的有机酸胶体吸附和运输,或通过与有机胶体的离子交换形成铀酰络合物;铀通过与有机质降解过程中产生的还原气体的反应而沉淀。