一、砂岩型铀矿床概况

第九章砂岩型铀矿床 一、砂岩型铀矿床概况二、砂岩型铀矿床成矿地质条件三、砂岩型铀矿床矿化特征四、砂岩型铀矿类型划分及其特点

一、砂岩型铀矿床概况 概念：砂岩型铀矿床是指工业铀矿化主要产于砂岩（包括含砾砂岩、粉砂岩、泥岩）中的铀矿床。矿床一般属后生成因，是世界最早发现的铀矿类型之一，也是世界上分布最广的铀矿床类型，具极大的工业意义。据国际原子能机构（1996）对全球528个成型的铀矿床统计（截止2009年矿床数是1370个），砂岩型铀矿250个，占总数的42.90%，主岩时代（砂岩的形成时代）跨度大，从中元古代一直延续到新生代，其中以中、新生代为主，占82%，前寒武纪和古生代矿床总数占2%和14%。

分布：砂岩型铀矿的分布遍及世界各地，以中亚（哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦）、美国、加蓬、尼日尔等最为突出。俄罗斯、蒙古、澳大利亚和法国等国家也有产出。砂岩型铀矿床是我国重要的工业铀矿化类型，早在1955年新疆伊犁盆地侏罗纪含煤地层中就发现该类型铀矿床。但大规模的发现是在上世纪60－70年代期间，本世纪初是地浸型砂岩铀矿发现的集中时期。砂岩型铀矿床25% ；

工业意义： 矿石质量好，品位中等，一般在0.1%－0.2%左右，产状稳定。易于开采和选冶，矿石胶结程度较差时可采用溶液采矿法（即地浸采矿），矿石品位可从“三五指标即工业品位0.05% 以上，边界品位0.03%以上 ”大大降低至0.01% 。

岩石固结好，不宜地浸 巴音戈壁盆地：铀矿化产于粉砂质泥岩中

松辽盆地：地浸砂岩铀矿石（松散）

鄂尔多斯盆地：地浸砂岩铀矿矿石(松散)

鄂尔多斯 地浸砂岩铀矿采矿工艺

二、成矿地质条件 1、大地构造背景条件 2、产铀盆地条件 3、岩相古地理条件 4、赋矿砂岩的沉积相和沉积体系条件 5、古气候条件 6、水文地质条件 7、层间氧化与潜水氧化作用条件 8、断裂构造条件 9、铀源条件

1、大地构造背景条件 盆地形成的大地构造背景：多数以稳定克拉通盆地和介于相对活动褶皱造山带之间的克拉通边缘活动带。如地槽褶皱带与地台相邻近的中生代盆地，褶皱带前缘的次级断陷或凹陷中，以及在大型盆地边缘。如美国科罗拉多高原砂岩型铀矿及怀俄明地区众多盆地，我国华北地台北缘、西缘的一系列产砂岩型铀矿的中生代盆地。

形成砂岩型铀矿床的构造背景特点： 从构造活动程度看，砂岩型铀矿床的有利地质构造背景包含两方面的涵义即：主岩沉积时相对稳定的构造背景和成矿时相对活动的构造背景（构造活化）。该类活化区常处于高幅度造山与稳定地区之间的过渡部位。俄罗斯学者称之为次造山环境，即断块运动垂幅在200—2000m之间的造山运动。

2、产铀盆地条件 砂岩铀矿床的产出都与沉积盆地有关。盆地由基底与盖层两部分组成。其中，盆地基底类型有大陆型、海洋型和过渡型三类，砂岩型铀矿一般是位于大陆型地壳，区域上一般位于古老基底的发育区之上，这些古老基底出露区往往发育有富铀岩层和富铀岩体。铀矿化多产于邻近基底的中、新生代盆地之中。

（1）盆地的类型 按盆地产出的大地构造部位可划分为： ①内克拉通盆地； ②前陆盆地； ③活动带内盆地；以克拉通和活动带内盆地相对较佳。

按盆地的沉积建造可分为： ①红盆-由红色碎屑岩建造构成盆地盖层（问题：形成的古气候环境？）； ②煤盆-由暗色碎屑岩建造（含煤系地层）构成盆地盖层（问题：形成的古气候环境？）； ③火盆-由火山岩、火山沉积碎屑岩建造构成盆地盖层。三种类型的盆地都存在铀矿化，其中火盆对铀成矿有其特殊之处，它不仅提供铀源，而且由于火山作用可造成局部高热异常场，使地下水受热形成热水，使铀成矿作用变得多成因而复杂。

（2）盆地构造类型及转化 盆地构造类型的原型不但与砂岩型铀矿规模有关，而且与砂岩型铀矿产出的矿化类型也密切相关。卷状亚型：主要产于中、新生代活动的内克拉通沉降盆地和沉陷盆地；板状亚型：主要产于板块之间活动带内的火山弧盆地；底河道亚型：主要发生在内克拉通沉降盆地边缘，或是地台边部中、新生代活动带内的河流沉积地段及中、新生代火山弧盆地。

卷状亚型砂岩铀矿形成的两个阶段： 对于砂岩型铀矿，特别是卷状亚型铀矿，铀成矿必须具备两个阶段：早期赋矿砂体的形成→晚期活化构造产生→层间氧化带形成。盆地动力学条件往往有个转制过程，常表现为：早期弱伸展（主岩沉积时期）→晚期转为弱挤压（成矿时期），即盆地动力学构成上的盆地双层结构。砂岩型铀矿盆地动力学条件的转制过程与热液铀矿床（如火山岩型铀矿）正好相反！

3、岩相古地理条件 砂岩型铀矿化的岩相古地理主要是河流相，滨湖三角洲相和滨海三角洲相，重要矿化多数产于河流相中。（1）河流相及其含铀特点河流按形态可分为辫状河、曲流河、网状河和平直河，矿化多分布于辫状河所形成的岩层中。河流的形态特征如下图：

河流蛇曲—曲流河

河流沉积特点：一般都由河道沉积和洪泛沉积两部分构成。河流沉积特点：一般都由河道沉积和洪泛沉积两部分构成。（1）河道沉积，水动力较强，杂基含量少，结构以颗粒支撑为主，透水性好，岩性以粗碎屑的砂砾岩、砂岩为主。辫状河砂体存在较好的连通性、渗透性和成层性；曲流河沉积砂体彼此孤立，连通性、渗透性及成层性均较差。

（2）洪泛沉积，水动力弱，主要沉积一套细碎屑的粉砂或泥，孔隙度小，渗透性差，相对不透水，有时还含有较多细小的有机质碎屑；洪泛沉积岩层的存在将使含铀地下水局限富集于一定的地段而不至于流散（具隔水层的作用），有利于成矿物质的积聚和保存。

辫状河沉积相模式

辫状河沉积的泛连通层状砂体

表现为多河道沉积的叠置，单河道沉积以前积为特征表现为多河道沉积的叠置，单河道沉积以前积为特征辫状沉积的河道砂体辫状砂体呈“泛连通层状”出现

曲流河沉积相模式

曲流河沉积的透镜状砂体

辫状河沉积与曲流河沉积的砂体特征比较 泥包砂砂包泥

河流沉积时的含铀特点： ①河水的铀含量普遍较低，河水中铀含量变化范围为（0.01-30）×10-6g/L，且随气候条件变化而异。 ②河流水浅流急，流通性好。 ③沉积速度快，表层沉积物经受“陆解”作用的时间短，在成岩早期以至整个成岩过程中均难以形成大规模高品位的铀矿化；绝大多数河流相地层的铀背景值不高，平均铀含量较低，只有在少数局部环境中，在成岩作用的影响下，可能形成一些稍高品位的铀富集。

沉积砂体所具有的特性对含铀成矿溶液的迁移、储存以及铀的沉淀和富集都有重要的影响，但这种影响不是在沉积阶段，而是在成岩阶段，特别是在后生阶段发生的。沉积砂体所具有的特性对含铀成矿溶液的迁移、储存以及铀的沉淀和富集都有重要的影响，但这种影响不是在沉积阶段，而是在成岩阶段，特别是在后生阶段发生的。沉积阶段主要处于氧化环境、水中铀含量低，不利于铀的沉淀。在成岩阶段，在脱硫细菌和有机质作用下，不仅可使成岩阶段沉淀的铀含量重新活化转移，而且可从外部带入大量铀而在有利砂体中富集成矿。

（2）滨湖三角洲（包括辫状三角洲）在面积较大的湖泊的河流入口处附近，大量的碎屑物迅速堆积，往往形成三角洲。在三角洲的形成过程中，河流带来丰富的有机质，并且迅速沉积和埋藏进而在成岩作用过程中形成各种还原性气体，造成有利于铀沉淀的还原环境（判断氧化环境与还原环境有哪些识别标志？），可使铀得到初步富集。三角洲中良好的砂岩、泥岩互层结构或透镜状结构，有利于地下水的汇集和矿化的形成，矿化主要产在砂岩中。（2）滨湖三角洲（包括辫状三角洲）在面积较大的湖泊的河流入口处附近，大量的碎屑物迅速堆积，往往形成三角洲。在三角洲的形成过程中，河流带来丰富的有机质，并且迅速沉积和埋藏进而在成岩作用过程中形成各种还原性气体，造成有利于铀沉淀的还原环境（判断氧化环境与还原环境有哪些识别标志？），可使铀得到初步富集。三角洲中良好的砂岩、泥岩互层结构或透镜状结构，有利于地下水的汇集和矿化的形成，矿化主要产在砂岩中。

三角洲的类型

吉尔伯特型三角洲 顶积——前积——底积三角洲平原、三角洲前缘、前三角洲

三角洲前缘 1-水下分流河道砂体；2-席状砂

三角洲前缘 辫状三角洲沉积（HZK48－0,480m±）（箭头方向显示浅水方向） 1、分流河道砂体；2、分流河道间湖相泥岩辫状三角洲沉积（HZK48－0,450m±） 1、分流河道砂体；2、分流河道间湖相泥岩；3、河口砂坝砂体；4、席状砂体

（3）滨海三角洲相 滨海三角洲的形成有多种方式，有的以河流作用为主，有的以海浪作用为主，而有的则以潮汐作用为主。在整个三角洲范围内，沉积环境复杂多变，岩性岩相多种多样，海陆沉积交替穿插，其中某些部分富含有机质，并发育有与泥岩互层的透镜状砂体。从岩性组合特点和有机质分布情况来看，以河流作用为主的三角洲对铀成矿较为有利。

河控三角洲沉积相模式

4、赋矿砂岩的沉积相和沉积体系条件 沉积体系研究引入砂岩铀矿领域对于盆地砂岩铀矿找矿具有里程碑式的突破！砂岩型铀矿的赋矿砂体形成有多种沉积环境，但对于以后生成矿作用为主体的砂岩型铀矿而言，必须考虑以下条件：砂体的规模；砂体的渗透性；砂体间的连通性；砂体的成层性。

（1）河流沉积体系是后生砂岩铀矿有利的沉积体系之一。（1）河流沉积体系是后生砂岩铀矿有利的沉积体系之一。辫状沉积的砂体具有较好连通性、渗透性和较好的成层性，由于多砂体的叠加，通常具有一定的规模；曲流河砂体虽然在剖面上曲流沉积常显示二元结构特征，但实际上砂体间的连通性很差，砂体常被洪泛沉积的细碎屑岩所隔，呈透镜体产出，不利于后生成矿过程含铀含氧地下水的渗透运移，单砂体的规模有限。

（2）三角洲沉积体系也是形成后生砂岩型铀矿化的主要沉积体系。（2）三角洲沉积体系也是形成后生砂岩型铀矿化的主要沉积体系。其主要原因在于三角洲体系中发育席状砂体、分流河道砂体和河口砂坝砂体，这种砂体的渗透性、连通性和成层性均较好，虽然在三角洲沉积环境中形成的砂体常缺乏有机质和还原物质，但深部油气的二次还原作用弥补了自还原能力的不足。

从铀的成矿条件分析，有利于后生砂岩型铀矿化形成的砂体类型必须是有一定规模的并且连通性和渗透性好的层状砂体、或席状砂体、或似层状砂体、或带状砂体。从铀的成矿条件分析，有利于后生砂岩型铀矿化形成的砂体类型必须是有一定规模的并且连通性和渗透性好的层状砂体、或席状砂体、或似层状砂体、或带状砂体。从沉积相和沉积体系来看，能形成这种砂体的沉积体系有：辫状河流沉积体系；辫状三角洲沉积体系；扇三角洲沉积体系（局限于其中辫状沉积砂体部分）；滨湖三角洲沉积体系和滨海三角洲沉积体系等。

5、古气候条件 古气候对成矿有多方面的影响。它影响岩石风化的强度、性质、风化壳的形成和深度，影响沉积岩层的成分与性质，特别是其中有机质的数量和分布，影响到铀的表生迁移和富集、地下水的性质和铀浓度等。导致在不同的气候区(期)内成矿的可能性及矿化成因类型都有很大的差别。例如，在高纬度(一般大于60º)的寒冷气候和极地气候带，常年低温少雨，物理风化是主要的，化学风化微弱，极不利于铀的浸出和化学迁移。

一、砂岩型铀矿床概况

一、砂岩型铀矿床概况

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