第九章   砂岩型铀矿床
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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 。.

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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




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。


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


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!


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


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。

(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。





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


曲流河沉积相模式表现为多河道沉积的叠置,单河道沉积以前积为特征


曲流河沉积的透镜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


曲流河沉积的透镜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


辫状河沉积与曲流河沉积的砂体特征比较表现为多河道沉积的叠置,单河道沉积以前积为特征

泥包砂

砂包泥


河流沉积时的含铀特点:表现为多河道沉积的叠置,单河道沉积以前积为特征

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表现为多河道沉积的叠置,单河道沉积以前积为特征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。


表现为多河道沉积的叠置,单河道沉积以前积为特征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。


三角洲的类型表现为多河道沉积的叠置,单河道沉积以前积为特征


吉尔伯特型三角洲表现为多河道沉积的叠置,单河道沉积以前积为特征

顶积——前积——底积

三角洲平原、三角洲前缘、前三角洲


三角洲前缘表现为多河道沉积的叠置,单河道沉积以前积为特征

1-水下分流河道砂体;2-席状砂


三角洲前缘表现为多河道沉积的叠置,单河道沉积以前积为特征

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


表现为多河道沉积的叠置,单河道沉积以前积为特征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表现为多河道沉积的叠置,单河道沉积以前积为特征


二、成矿地质条件表现为多河道沉积的叠置,单河道沉积以前积为特征

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


4表现为多河道沉积的叠置,单河道沉积以前积为特征、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。


表现为多河道沉积的叠置,单河道沉积以前积为特征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。


表现为多河道沉积的叠置,单河道沉积以前积为特征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,表现为多河道沉积的叠置,单河道沉积以前积为特征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。


二、成矿地质条件表现为多河道沉积的叠置,单河道沉积以前积为特征

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


5表现为多河道沉积的叠置,单河道沉积以前积为特征、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。


潮湿的气候条件一般不利于形成后生铀矿床。表现为多河道沉积的叠置,单河道沉积以前积为特征

赤道附近的热带雨林气候,常年高温多雨,虽然有利于岩石的化学风化和铀的浸出,但植被和粘土矿物发育,铀在搬运途中易被吸附或局部还原而分散,水中铀含量低(n×10-6-n×10-7g/L甚至n×10-8g/L ),地下水位高,含铀溶液进入地下水的较少,大部分带入江河湖海。

但在潮湿气候条件下形成的富含有机质或低品位矿化的还原性岩层,是形成后生铀矿床的有利前提,其中的还原障和高含铀性能促使成矿时铀在其中的沉淀和富集。


炎热干旱、半干旱的交替气候有利于后生铀矿床的形成。炎热干旱、半干旱的交替气候有利于后生铀矿床的形成。

岩石在旱季强烈机械风化,形成松散层,有利于地表水的淋滤,而且植被发育较差,粘土矿物较少,水中的铀免于分散,加上地下水位较低,氧化作用和水的淋滤作用加强,大量铀转入地下水中,并能以较稳定的铀酰碳酸络合物形式进行较大距离的迁移和渗入较大的深度。

蒸发作用使水中铀含量不断提高,可达n×10-5g/L,甚至更高。这样高铀含量的水溶液,进入上述潮湿气候条件下形成的或其他富含还原剂和吸附剂的岩层,经过较长时间的持续作用,就能形成一定规模的后生铀矿床。


二、成矿地质条件炎热干旱、半干旱的交替气候有利于后生铀矿床的形成。

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


6炎热干旱、半干旱的交替气候有利于后生铀矿床的形成。、水文地质条件

1)从水动力条件分析,地下水的交替存在两种水动力环境区:

渗出方式和渗入方式。

渗出方式表现为:层间水的运动在剖面上为上升式,在平面上则为离心式。自流盆地下陷最深部位是形成水头的地方,而盆地的边缘地区则为排泄区。在渗出的水动力条件下,水的运动是由地静压力作用或受构造挤压而从压实的岩石中挤出来,或从地壳深部沿断裂进入而发生的。


渗入方式表现为:炎热干旱、半干旱的交替气候有利于后生铀矿床的形成。层间水的运动在剖面上以向下运动为主,在平面上表现为向心的运动方式。供水区为自流盆地连接基底露头的边部隆起区,排泄区则为较低标高的含水层出露处,或者是作为水流通道的断裂构造。盆地边缘最高部位和排泄区水头之差导致了水的流动,地下水量的补充来自大气降水和水自由交替圈水的渗入作用。

地浸砂岩铀矿只存在于渗入方式的成矿类型中。


形成环境:炎热干旱、半干旱的交替气候有利于后生铀矿床的形成。

渗出方式-可出现于不同的地质构造环境中,包括从地槽和地台到后地槽和后地台造山区。

渗入方式-只存在于一种后地台次造山大地构造环境里,这主要取决于上升与下降水间的压力比,即压力面处于平衡的位置。


2炎热干旱、半干旱的交替气候有利于后生铀矿床的形成。)渗入水的成矿其地质条件必须具备:

(1)透水岩层或构造破碎带处于开启状态(砂体处于剥露或不存在上部隔水岩层)。这样的透水岩层或构造破碎带可以接受大面积的含铀含氧地表水的渗入,且利于地下水与流经的岩石充分作用。


炎热干旱、半干旱的交替气候有利于后生铀矿床的形成。2)成矿盆地处于相对缓慢上升过程。一个地区在不同运动状态下,其风化状况是很不相同的,地下水的运动状况也是这样。盆地只有在缓慢上升时,才较有利于含铀地下水的下渗,有利于岩石中铀的活化转移和形成较为稳定的氧化还原界面,促使铀的不断富集成矿。


炎热干旱、半干旱的交替气候有利于后生铀矿床的形成。3)存在蓄水构造和滞水构造。如果含铀地下水进入单一的大厚度透水岩层或大构造带(或厚大砂体),它将四处渗流,而且流速较大,不能汇集,也不能与岩石中的还原剂和吸附剂进行充分的互相作用,因而不能成矿。含铀地下水要能够适当地减速并逐渐汇集起来,必须有适宜的蓄水构造和滞水构造。


受顶底板隔水层限制的透水层炎热干旱、半干旱的交替气候有利于后生铀矿床的形成。(如砂岩层);

次级向斜构造;

不透水层内的顺层构造带;

河道相砂岩及砾岩透镜体,河床低洼、拐弯或分支汇合处的砂砾岩透镜体;

河道相砂岩、砾岩与河漫相泥质粉砂岩及粉砂岩的过渡带;

河湖三角洲的砂岩透镜体;

冲积扇中的含砾粗砂岩向泥岩的过渡带;

不整合面,冲刷面,陆相煤层与砂岩的相邻部位;

断陷构造,某些裂隙构造带,裂隙构造的交叉与收敛部位,岩墙穿插透水层的旁侧部位等。


二、成矿地质条件炎热干旱、半干旱的交替气候有利于后生铀矿床的形成。

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


7炎热干旱、半干旱的交替气候有利于后生铀矿床的形成。、层间氧化与潜水氧化作用条件

层间氧化对于形成后生铀矿床,特别是砂岩型铀矿床具有特别重要的意义。

如美国、前苏联及其他一些国家都发现了层间氧化带砂岩型(卷型)矿床。

潜水氧化一般发生在成岩期或紧随其后,但在盖层沉积覆盖之前。目前很多底河道型砂岩铀矿具有潜水氧化成因特点。


1炎热干旱、半干旱的交替气候有利于后生铀矿床的形成。)层间氧化带的形成及其分带

(1)层间氧化带的形成 由于含氧地下水沿透水性较好的浅色砂岩渗透运移,其中的还原剂,如黄铁矿、有机质等受到氧化。在氧化的过程中,水的氧化还原电位(Eh值)由于氧的消耗而降低,黄铁矿变为褐铁矿、水针铁矿等,氧化作用逐渐减弱,在深处由于氧的完全消耗,岩石不再受到氧化。如果下渗的含氧水中含铀,它将在氧化还原界面附近沉淀富集成矿。这种氧化作用发育的深度较一般地表氧化延深要大得多,可达几百米甚至更大,结果形成顺层的层间氧化带。


炎热干旱、半干旱的交替气候有利于后生铀矿床的形成。2)层间氧化带的分带 层间氧化带之上通常发育有地表氧化带,地表氧化带直接发育在岩层出露地区,呈面状分布,其特征是Eh值很高,常达+0.3-+0.5v,带内岩石中的铁质矿物均被氧化成针铁矿、水针铁矿。氧化带呈黄褐色,铀含量变化不明显,发育深度一般不超过数十米。

层间氧化带通常可分为以下几个部分:

1-强氧化砂岩;

2-弱氧化砂岩;

3-氧化带尖灭端,铀矿体;

4-原生未蚀变砂岩;

5-不透水泥质岩;

6-含氧含铀水流动方向

1

2

3

4

5


炎热干旱、半干旱的交替气候有利于后生铀矿床的形成。氧化带(舌状氧化带,由强氧化砂岩和弱氧化砂岩构成):它沿着低于潜水面的透水层顺层发育,末端呈舌状,总是处于两个隔水层之间,由含氧的承压水的氧化作用而形成。由于发育褐铁矿而使该带呈浅褐色或黄褐色,其特征是Eh值较高,达+0.1v-+0.3v,地下水中铀含量一般为n×10-5g/L。此带一

般不含铀矿化,该带的

大小和形成变化很大,

有时面积可达几百平方

公里,厚度达几十米。


炎热干旱、半干旱的交替气候有利于后生铀矿床的形成。氧化还原过渡带(氧化带尖灭端-铀矿化带):该带沿舌状氧化带末端和舌缘呈弧形分布。此带中,水中自由氧大部分已被消耗,Eh值迅速降低,并下降为负值,使舌状氧化带的水溶液带入的U6+还原成U4+而沉淀下来。带内岩石铀的含量取决于有机质、硫化物的多少,主要形成呈粉末状、薄膜状的铀黑,有时出现沥青铀矿和铀石,并伴有硒、钼和其他元素的富集。

该带的颜色由于氧化作用微弱,黄铁矿基本上未氧化,加上形成较多的暗色矿物,因而呈灰色至深灰色。


炎热干旱、半干旱的交替气候有利于后生铀矿床的形成。原生未蚀变砂岩带:位于铀矿化带之下,不含游离氧。有机质、硫化物和二价铁的矿物均未遭受氧化,Eh值为负值,水中的铀含量较低,一般为(1-5)×10-6g/L。因而无矿化,岩石颜色保持原样。


浅部炎热干旱、半干旱的交替气候有利于后生铀矿床的形成。

灰色岩系

红色氧化砂体

灰色岩系

深部

HZK48-0泥砂泥地层结构及层间氧化作用


2炎热干旱、半干旱的交替气候有利于后生铀矿床的形成。)潜水氧化的形成及其分带含氧含铀的地表水或地下水在沿透水性较好的浅色砂岩渗透运移时,将透水层中的还原组分如黄铁矿、有机质等氧化。在氧化的过程中,由于水中氧的消耗氧化能力逐渐降低,至深处由于氧的完全消耗,岩石不再受到氧化。同时水中的铀在氧化还原界面附近沉淀富集成矿。

氧化作用发育的深度随潜水位的高低而变化,铀的矿化与古潜水面的变化相一致,其发育深度较小,一般在近地表附近,氧化作用的过程也随上覆盖层的形成而告终止。


潜水氧化可以呈现垂向分带性,但由于潜水氧化发育于不同岩性层中,受不同岩性层的影响较大,其分带现象一般不明显。潜水氧化可以呈现垂向分带性,但由于潜水氧化发育于不同岩性层中,受不同岩性层的影响较大,其分带现象一般不明显。


潜水面潜水氧化可以呈现垂向分带性,但由于潜水氧化发育于不同岩性层中,受不同岩性层的影响较大,其分带现象一般不明显。

铀矿体

潜水氧化型(6010矿点)

6079矿点

次生矿化


潜水氧化发生在潜水氧化可以呈现垂向分带性,但由于潜水氧化发育于不同岩性层中,受不同岩性层的影响较大,其分带现象一般不明显。N2b覆盖之前


二、成矿地质条件潜水氧化可以呈现垂向分带性,但由于潜水氧化发育于不同岩性层中,受不同岩性层的影响较大,其分带现象一般不明显。

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


8潜水氧化可以呈现垂向分带性,但由于潜水氧化发育于不同岩性层中,受不同岩性层的影响较大,其分带现象一般不明显。、断裂构造条件

砂岩型铀矿床受地层、岩性岩相及各种沉积构造的控制,但同样也受断裂构造的控制。一般来说,断裂构造控制着有利的沉积相带,控制着后期流体的改造(还原或氧化)和铀的成矿,在构造切穿有利层位的部位往往有矿化富集现象。


F潜水氧化可以呈现垂向分带性,但由于潜水氧化发育于不同岩性层中,受不同岩性层的影响较大,其分带现象一般不明显。02

塔木素

F1

扎盖图诺尔公

铀矿化范围达6.4km宽

巴音戈壁盆地构造与矿化


鄂尔多斯盆地北部构造与矿化潜水氧化可以呈现垂向分带性,但由于潜水氧化发育于不同岩性层中,受不同岩性层的影响较大,其分带现象一般不明显。


成矿期存在断裂构造作用潜水氧化可以呈现垂向分带性,但由于潜水氧化发育于不同岩性层中,受不同岩性层的影响较大,其分带现象一般不明显。

二连盆地构造与矿化


松辽盆地构造与矿化潜水氧化可以呈现垂向分带性,但由于潜水氧化发育于不同岩性层中,受不同岩性层的影响较大,其分带现象一般不明显。


砂体的蚀变特征潜水氧化可以呈现垂向分带性,但由于潜水氧化发育于不同岩性层中,受不同岩性层的影响较大,其分带现象一般不明显。

鄂尔多斯盆地构造与改造

东胜北部

矿段

大柳塔


巴音戈壁盆地构造与改造潜水氧化可以呈现垂向分带性,但由于潜水氧化发育于不同岩性层中,受不同岩性层的影响较大,其分带现象一般不明显。

(改造前的颜色为红色)

WZK4-2

泥岩被后期改造成灰绿色


宁安盆地:红色地层被还原改造潜水氧化可以呈现垂向分带性,但由于潜水氧化发育于不同岩性层中,受不同岩性层的影响较大,其分带现象一般不明显。


赤铁矿化潜水氧化可以呈现垂向分带性,但由于潜水氧化发育于不同岩性层中,受不同岩性层的影响较大,其分带现象一般不明显。

黄铁矿化

(脉状)

(团块状)

(粒状)


赤铁矿化潜水氧化可以呈现垂向分带性,但由于潜水氧化发育于不同岩性层中,受不同岩性层的影响较大,其分带现象一般不明显。

黄铁矿化

(脉状)

(粒状)


黄铁矿化潜水氧化可以呈现垂向分带性,但由于潜水氧化发育于不同岩性层中,受不同岩性层的影响较大,其分带现象一般不明显。

(莓状)

(脉状)


水云母化潜水氧化可以呈现垂向分带性,但由于潜水氧化发育于不同岩性层中,受不同岩性层的影响较大,其分带现象一般不明显。

油浸现象


水云母化潜水氧化可以呈现垂向分带性,但由于潜水氧化发育于不同岩性层中,受不同岩性层的影响较大,其分带现象一般不明显。

绢云母化


碳酸盐化潜水氧化可以呈现垂向分带性,但由于潜水氧化发育于不同岩性层中,受不同岩性层的影响较大,其分带现象一般不明显。

绢云母化

高岭石化


碳酸盐化潜水氧化可以呈现垂向分带性,但由于潜水氧化发育于不同岩性层中,受不同岩性层的影响较大,其分带现象一般不明显。

方解石

铁白云石


另外,不整合面也往往赋存矿化,矿化位于不整合面之上不远的距离内。另外,不整合面也往往赋存矿化,矿化位于不整合面之上不远的距离内。

①不整合面(通常也是底河道面)代表下伏岩层经历过长期的风化剥蚀,能够提供充足的铀源;

②不整合面是一个构造薄弱面,利于后期形成构造破碎带,因而能提供后期含铀地下水运移的良好通道;


二、成矿地质条件另外,不整合面也往往赋存矿化,矿化位于不整合面之上不远的距离内。

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


9另外,不整合面也往往赋存矿化,矿化位于不整合面之上不远的距离内。、铀源条件

形成砂岩型铀矿床的铀来自那些铀含量较高的岩石,如长英质岩石、花岗岩、中酸性火山岩、流纹质英安质火山碎屑岩以及某些含铀量较高的变质岩等。可分为三种:

①来自周围富铀隆起侵蚀区(潜水氧化型砂岩铀矿);

②来自盆地与基底间的古风化壳或基底中有利岩体和地层;

③来自盆地本身富铀沉积夹层或中酸性火山岩、凝灰岩等夹层。

铀源区岩石的特点是:铀含量高、活性铀多、分布面广、地壳运动持续缓慢的隆起、风化时间长、有足够的铀被淋出。


三、矿化特征另外,不整合面也往往赋存矿化,矿化位于不整合面之上不远的距离内。

1、矿体的形态、规模和产状

2、矿石物质成分

3、矿化时代、层位


1另外,不整合面也往往赋存矿化,矿化位于不整合面之上不远的距离内。、矿体的形态、规模和产状

形态比较复杂,概括起来可分为三种:

①矿体与围岩之间大致整合,呈透镜状、板状、似层状,这种形态最为常见,矿体规模大,产状一般平缓,常具多层性。


SW另外,不整合面也往往赋存矿化,矿化位于不整合面之上不远的距离内。

NE

矿体形态—板状矿体1

鄂尔多斯盆地:皂火壕矿床


矿体形态另外,不整合面也往往赋存矿化,矿化位于不整合面之上不远的距离内。—板状矿体2

松辽盆地:钱家店矿床


1另外,不整合面也往往赋存矿化,矿化位于不整合面之上不远的距离内。、矿体的形态、规模和产状

②卷状矿体,矿体垂直或大角度斜交岩层面或其他沉积构造,呈“卷状”产出,称“矿卷”。

“矿卷”大都产在产状平缓的岩层中(<5º),是层间氧化带型铀矿床矿体的特征形态。矿体形态有单卷、复合卷、“S”卷、阶梯卷等,剖面上呈“新月”形,或“C”形,或钩形。单个矿卷的规模变化很大,小到几十厘米,大至几公里。如怀俄明谢利盆地中一个大矿卷就有1000tU3O8。


矿体形态另外,不整合面也往往赋存矿化,矿化位于不整合面之上不远的距离内。-卷状矿体1

鄂尔多斯盆地:皂火壕矿床


矿体形态另外,不整合面也往往赋存矿化,矿化位于不整合面之上不远的距离内。-卷状矿体2

鄂尔多斯盆地:皂火壕矿床


矿体形态另外,不整合面也往往赋存矿化,矿化位于不整合面之上不远的距离内。-卷状矿体3

鄂尔多斯盆地:皂火壕矿床


另外,不整合面也往往赋存矿化,矿化位于不整合面之上不远的距离内。512矿床0线铀矿体剖面图(A)及矿床多层矿体联合剖面图(B)


另外,不整合面也往往赋存矿化,矿化位于不整合面之上不远的距离内。复杂不规则状,包括堆状、管状等其他形态的矿体。这些形态往往与构造有密切联系,为后期改造形成,规模一般不大,在我国较多。


三、矿化特征另外,不整合面也往往赋存矿化,矿化位于不整合面之上不远的距离内。

1、矿体的形态、规模和产状

2、矿石物质成分

3、矿化时代、层位


2另外,不整合面也往往赋存矿化,矿化位于不整合面之上不远的距离内。、矿石物质成分

矿石矿物主要是沥青铀矿、铀石,个别地方还产有人形石(四价铀的磷酸盐)。有相当一部分铀呈分散吸附状态存在;次生铀矿物有钒钾铀矿、钒钙铀矿、铜铀云母、钙铀云母等,伴生矿物有黄铁矿、黑铁钒矿、白铁矿、锐钛矿、黄铜矿、粘土矿物、碳酸盐矿物等,伴生元素有V、Cu、Mo、Se等,有时其含量可以达到综合利用的标准。

铀矿物在矿石中多呈浸染状存在于各种碎屑颗粒之间的胶结物中,有时铀矿物与有机质、黄铁矿一起沿层理分布而呈条带状。


松辽盆地白兴吐铀矿石电子探针分析另外,不整合面也往往赋存矿化,矿化位于不整合面之上不远的距离内。


松辽盆地白兴吐铀矿石电子探针分析另外,不整合面也往往赋存矿化,矿化位于不整合面之上不远的距离内。


铀矿化与热液蚀变共生,铀矿物种类以铀石为主,其次有沥青铀矿,以及部分含钛的铀矿物,显示铀矿物主要为热液成因。铀矿化与热液蚀变共生,铀矿物种类以铀石为主,其次有沥青铀矿,以及部分含钛的铀矿物,显示铀矿物主要为热液成因。

铀矿物的物质组成中富含磷、钛,磷的来源可能主要与下伏青山口组有关,而钛的来源则可能主要与基底义县组中酸性火山岩有关。


铀矿产出与铁白云石共生铀矿化与热液蚀变共生,铀矿物种类以铀石为主,其次有沥青铀矿,以及部分含钛的铀矿物,显示铀矿物主要为热液成因。


铀矿产出与团块状、脉状黄铁矿共生铀矿化与热液蚀变共生,铀矿物种类以铀石为主,其次有沥青铀矿,以及部分含钛的铀矿物,显示铀矿物主要为热液成因。


铀矿产出与莓状黄铁矿共生、与铁白云石交替沉淀构成环带结构铀矿产出与莓状黄铁矿共生、与铁白云石交替沉淀构成环带结构


铀矿产出与莓状黄铁矿、铁白云石共生,铀矿产于岩屑裂隙中。铀矿产出与莓状黄铁矿、铁白云石共生,铀矿产于岩屑裂隙中。


三、矿化特征铀矿产出与莓状黄铁矿、铁白云石共生,铀矿产于岩屑裂隙中。

1、矿体的形态、规模和产状

2、矿石物质成分

3、矿化时代、层位


3铀矿产出与莓状黄铁矿、铁白云石共生,铀矿产于岩屑裂隙中。、矿化时代、层位

矿化分布受地层层位控制。从世界范围来说,主要产在中、新生代地层中,矿化明显晚于成岩,但也有少数矿体有一部分铀在成岩期得到初步富集而与成岩年龄相一致。个别情况下,整个矿化时代与成岩时代相同,如加蓬的奥克洛矿床,其矿化年龄与主岩(弗朗斯维尔岩系)年龄一致。

矿化时代分布:美国:T、J、E、N;尼日尔:C;日本:E;加蓬:元古代;中国:J2、J3、K、E,常与J3/J2、K1/J3、E/K2、N/E之间的沉积间断面有关。


四、砂岩型铀矿类型及其特点铀矿产出与莓状黄铁矿、铁白云石共生,铀矿产于岩屑裂隙中。

1、砂岩型铀矿的分类

国际原子能机构多采用描述性方法划分铀矿床,把主岩为砂岩的铀矿床定义为砂岩型,其下又分出卷状、板状、底河道和前寒武纪砂岩等4个亚型(见表)。


类 型铀矿产出与莓状黄铁矿、铁白云石共生,铀矿产于岩屑裂隙中。

定 义

实 例

卷状

(Roll)

碎屑炭(DeREEial carbon)

矿床沿梯度往下一侧与含碎屑炭(通常为植物碎屑)的砂岩相接触,上方则为含赤铁矿和/或褐铁矿砂岩

怀俄明州谢利盆地和克鲁克斯山口(Crooks Gap)

外来

硫化物(ExREEinsic sulphide)

矿床位于断层附近,并在沿梯度往下一侧与含黄铁矿和/或白铁矿砂岩接触,往上一侧的砂岩通常亦含赤铁矿和/或褐铁矿,但当发生硫的再次带入而引起再还原时则变为含黄铁矿砂岩,在这类砂岩中实际上不存在碎屑炭,而是碎屑状磁铁矿和钛铁矿被硫化物交代置换。

得克萨斯州Benavides和Lamprecht矿床,以及内布拉斯加州Crow Brutte矿床

板状(Tabular)

外来炭(ExREEinsic carbon)

矿休呈孤立的和相互推叠的板状矿带产出,与铀紧密共生的炭是从邻近的粉砂岩在压实过程中释放出后带入砂岩中的,这类矿床中铀经再分配可转化为卷状类型

新墨西哥州格兰茨矿带;尼日尔阿尔利特和蒙古纳尔斯矿床

铀-钒

铀呈由钒-铀浸染基体组成的板状矿带产出,厚1至数米,水平方向的延展达数十至数千米

美国乌拉凡矿带(Uravan)

底河道

(Basal channel)

铀聚集于河流砂岩的碎屑状植物残片内或其附近,矿床或产在狭窄的河道充填物内,或散布在宽阔的辫状河砂岩中,它们或不整合覆盖于下伏沉积岩、变质岩之上,或随切蚀嵌入下伏沉积岩层或基底之中

犹他州怀特谷诸矿床;西西伯利亚南部和外贝加尔诸矿床;尼日尔阿库特矿床;日本人形卡、东浓矿床

前寒武纪

铀矿容存于元古宙砂岩内,后者含有经再分配的海相炭质物

加蓬奥克洛和莫纳纳矿床

砂岩型铀矿床类型划分(IAEA,1996)


卷状和板状铀矿产出与莓状黄铁矿、铁白云石共生,铀矿产于岩屑裂隙中。是按矿体形态及其与主岩的产状关系而厘定的。

卷状矿体产在夹持于弱透水的顶、底板之间的主砂岩内呈卷状产出,卷锋切割砂岩层理,顶、底板卷翼与砂岩层理呈准整合乃至整合状;

板状矿体呈延展的透镜状、板条状产在富含还原物质的砂岩内,矿带在大尺度上看与沉积层走向相一致。


底河道亚型铀矿产出与莓状黄铁矿、铁白云石共生,铀矿产于岩屑裂隙中。和前寒武纪砂岩亚型都与矿体形态无关。

底河道亚型强调容矿砂岩的沉积环境,即矿化容存于切入下伏沉积物或基底的河道内;

前寒武纪砂岩亚型强调的是容矿砂岩的沉积时代。


板状矿床铀矿产出与莓状黄铁矿、铁白云石共生,铀矿产于岩屑裂隙中。多为不可地浸开采,前寒武纪砂岩铀矿仅局限于极少数国家。因而更多出现的是层间氧化带型(即卷状型)和底河道型砂岩铀矿。

卷状型和底河道型砂岩铀矿是两个不能相互对应并列的术语,两者在含义上有一定的交叉,层间氧化带赖以命名的依据是铀矿化的成矿作用,而底河道型则强调矿化定位的主岩沉积建造和沉积环境。产于底河道中的矿化可以呈板状,也可以呈卷状。


2铀矿产出与莓状黄铁矿、铁白云石共生,铀矿产于岩屑裂隙中。、卷状砂岩型铀矿床形成特点

①含矿岩系主要为中、新生代含矿碎屑岩系。

碎屑岩系:通常由透水的砂岩和不透水的泥岩或粉砂岩互层组成。砂岩所占的比率为40-60%最为有利;最小不小于30%,最大不大于75%:岩系的总厚度以350-800m为最佳,最小不小于100m。


含矿碎屑岩系铀矿产出与莓状黄铁矿、铁白云石共生,铀矿产于岩屑裂隙中。可分为两类:

一类是自身含有机炭等还原物质(自还原型),如夹有煤层的暗色碎屑岩系(下、中侏罗统,地跨哈、中两国的伊犁盆地),夹有含炭灰色层的杂色碎屑岩系(上白垩统-下第三系,哈萨克斯坦的楚•萨雷苏、锡尔河盆地;以始新统为主的下第三系,美国怀俄明盆地);

另一类是自身不含有机炭等还原物质(他还原型),如有机炭含量低于0.05%的浅色碎屑岩系(第三系,美国南得克萨斯海岸平原)和红色碎屑岩系(第三系,乌兹别克斯坦中央克兹勒库姆盆地群)。


地浸砂岩铀矿矿石铀矿产出与莓状黄铁矿、铁白云石共生,铀矿产于岩屑裂隙中。(松散)


为一套灰色砂体,粒粗铀矿产出与莓状黄铁矿、铁白云石共生,铀矿产于岩屑裂隙中。

☞砂体类型


含矿碎屑岩的组成及沉积体系:铀矿产出与莓状黄铁矿、铁白云石共生,铀矿产于岩屑裂隙中。

主要为陆源沉积物,部份为海陆交替沉积物(美国南得克萨斯海岸平原的第三系、哈萨克斯坦和乌兹别克斯坦的下第三系) 。其沉积体系组成为辫状河、与湖盆有关的辫状三角洲和扇三角洲沉积体系及与海盆有关的水下三角洲(哈萨克斯坦的楚•萨雷苏盆地的上白垩统)等;

②铀成矿作用为层间氧化作用

→自流盆地成矿作用;


层间氧化带是在沉积盆地形成之后,遭受了适度的陆内构造变动后形成的。层间氧化带是在沉积盆地形成之后,遭受了适度的陆内构造变动后形成的。是断块运动垂幅在200-2000m之间的造山运动,在该构造作用下,赋矿的砂体被抬升、剥露和掀斜(地层最佳角度为5º-14º),含铀、含氧水沿着夹持于非透水层间的透水岩层-砂岩层中进行迳流,成矿作用是一个动态过程,补-迳-排的水动力过程要满足这个“动”的要求,层间氧化作用随着这个“动”的迳流不断向前推进,铀在含氧水被还原,岩石被氧化的地球化学过程中在氧化带的前锋沉淀,形成形态复杂的卷状矿体。

在六价铀还原成四价铀的过程中,水溶液中的其它变价元素,如硒、钼也随之沉淀,基于氧化-还原电位的差别,硒往往在铀的后方,而钼则处于铀矿的前锋。


分带层间氧化带是在沉积盆地形成之后,遭受了适度的陆内构造变动后形成的。

层间氧化带

铀聚集带

未氧化的无矿岩石

完全氧化亚带

不完全氧化亚带

铀矿带

铀晕

层间水流动方向

矿化

Se

自然硒

U(Fe)铀黑,沥青铀矿

Mo(U,Fe)胶硫钼矿

铀黑,黄铁矿

铁的存在形式

Fe2O3.nH2O针铁矿,水针铁矿

FeS2黄铁矿,白铁矿


层间氧化带的规模越大,砂岩型铀矿成矿前景就越大,区域性层间氧化带前锋位置构成成矿带,在楚层间氧化带的规模越大,砂岩型铀矿成矿前景就越大,区域性层间氧化带前锋位置构成成矿带,在楚·萨雷苏盆地,上白垩统中的层间氧化带前锋呈南北向展布,经钻探追索长达400km。

鄂尔多斯盆地北部东胜地区直罗组的层间氧化带,已经揭露的规模其宽断续达15-20km,延伸近20km,矿化带在氧化带前锋线一带,近东西向分布。

伊犁矿床单个卷头最长可达1000m,卷头和卷尾沿地层倾向的宽度分别为70-150m和200-350m,其平均厚度分别为6.02m和1.58m(黄贤芳,1999),卷状矿体在剖面上常呈双锋状的伽玛测井曲线。


层间氧化带层间氧化带的规模越大,砂岩型铀矿成矿前景就越大,区域性层间氧化带前锋位置构成成矿带,在楚

岩石颜色

蚀 变

有机炭(%)

全硫%

平面宽度(m)

铀矿化

褐铁矿化

粘土化

黄铁矿化

Fe3+/Fe2+

氧化带

淡黄深黄色

强弱

弱强

3.3

0.04

0.049

600-1300

无弱

氧化-还原带

浅灰(白)深灰

弱无

强弱

以莓状黄铁矿为主

1.6-1.8

0.07-0.15

0.060

50-150

弱强

还原带

浅灰深灰

弱无

以星散状黄铁为主

0.3-0.01

0.28

0.156

弱无

表 伊犁矿床层间氧化带顺层分带特征表(引自黄贤芳,1999)


512层间氧化带的规模越大,砂岩型铀矿成矿前景就越大,区域性层间氧化带前锋位置构成成矿带,在楚矿床0线铀矿体剖面图(A)及矿床多层矿体联合剖面图(B)


层间氧化带的规模越大,砂岩型铀矿成矿前景就越大,区域性层间氧化带前锋位置构成成矿带,在楚来自深部油气的还原作用为缺乏有机碳等自还原条件的含矿岩系提供还原介质。

在自还原型的层间氧化带中,位于卷状矿体倾向前缘的是暗色或灰色含碎屑炭的未蚀变砂岩;

在他还原型层间氧化带中,位于倾向前缘的是遭受他还原蚀变的砂岩。这种他还原蚀变在南得克萨斯为黄铁矿化、白铁矿化;在中央克兹勒库姆为黄铁矿化、地沥青化。


这种成矿模式要求原生砂体具备理想的地层结构,而对砂体的原生还原障要求不高,但需要有后期还原性流体的改造这种成矿模式要求原生砂体具备理想的地层结构,而对砂体的原生还原障要求不高,但需要有后期还原性流体的改造

铀成矿模式

矿体

上升还原性热水

上升还原性热水

1,4为氧化砂体;2,3为还原性流体改造砂体


提供他还原的油气层与容存卷状砂岩铀矿的岩系之间,有时属同一地层单元提供他还原的油气层与容存卷状砂岩铀矿的岩系之间,有时属同一地层单元,如在南得克萨斯上第三系既产铀又含油气,在中央克兹库姆上白垩统-下第三系产铀,而侏罗-白垩系产油,但在同一地区两者不共存于同一层组,而是产铀在上,含油气在下。

我国有多个盆地具有这一特征,如二连盆地、鄂尔多斯盆地、松辽盆地等。


油气诱发的还原作用常多次进行,并为多次氧化提供了前提,最终使矿体得以保存。油气诱发的还原作用常多次进行,并为多次氧化提供了前提,最终使矿体得以保存。

在自还原的层间氧化带砂岩型矿体中,氧化锋面沿倾向推进直至氧化能力消失为止。但沿断裂上升的油气会限制氧化锋面的推进;这种油气层通常位于产铀碎屑岩系下方的另一构造层,如在楚·萨雷苏盆地、怀俄明盆地,油气储层产在上古生界内。若导致油气上升的断层过于接近盆缘,则会因其强烈的还原作用而使卷状矿体难以发育。


油气诱发的还原作用常多次进行,并为多次氧化提供了前提,最终使矿体得以保存。古气候条件 容矿主岩多形成于半潮湿或半潮湿-半干旱的气候条件下,为富含还原介质的灰色砂岩建造,部分形成于半干旱-干旱的古气候条件,其容矿主岩为杂色或红色砂岩建造,后者往往与产油气盆地关联,由于油气的逸出发生次生还原,进尔使砂体具有一定的还原能力和还原容量。

卷状型砂岩铀矿成矿时的古气候是干旱-半干旱条件。在这种气候条件下,含氧水能够渗入透水层发生层间氧化,水中的铀能达到较高的浓度,并在氧化带趋于尖灭的前锋线附近沉淀富集而成矿。


铀的层间氧化还原成矿(或形成卷状矿体型砂岩铀矿)的必备条件:铀的层间氧化还原成矿(或形成卷状矿体型砂岩铀矿)的必备条件:

►盆地沉积之后必须发生持续稳定的构造抬升和掀斜剥露,成矿透水岩层必须与地表贯通。

►层间氧化发育在渗入型盆地中,含铀含氧地表水或地下水要保证长期补给、泾流和排泄的水动力系统的动态平衡。

►地层结构必须存在良好的泥—砂—泥结构,即透水岩层砂体的顶、底板必须存在不透水岩层的地层组合。

►成矿砂体必须存在足够量的还原介质,即砂体一定是具备还原能力的砂体,如自还原能力不足则必须有他还原介质的补充。

►气候必须是干旱与半干旱的交替,促使铀的风化淋滤和迁移。


2铀的层间氧化还原成矿(或形成卷状矿体型砂岩铀矿)的必备条件:、底河道型砂岩铀矿床形成特点

底河道亚类铀矿床是指铀矿床产在①十分狭窄的河道内(数百米)或②形成于辫状河体系中展布宽广的层状砂内(数千米),这种砂(岩)或不整合覆盖于下伏沉积岩或结晶岩上,或侵蚀嵌于其中。国际原子能机构铀矿床分类一书的定义很明确指出了底河道亚类铀矿床中底河道的概念,按沉积体系概念的划分,这是一类高水动力条件的河流,统称辫状河沉积体系。这种类型通常发育在河流的上游,多为山区地貌,以下切侵蚀为主,在河流的演化史上,为河流的年轻期,空间上向下游平原区递变为曲流河沉积体系,时间上,河流发展的晚年也常被曲流河沉积体系所取代。


铀的层间氧化还原成矿(或形成卷状矿体型砂岩铀矿)的必备条件:1)与卷状矿体型相比,底河道型主要表现在:

①主砂岩为遭受次造山活动后在准平原化时期所形成的河谷充填物,粒度较粗并具有明确的边界,单条砂体在平面上呈带状,在剖面上呈上平下凹的槽状;

②砂岩层通常下切基底,位于充填序列的底部,或位于充填序列中三级层序的底部,切入下伏的另一个三级层序;


铀的层间氧化还原成矿(或形成卷状矿体型砂岩铀矿)的必备条件:主岩沉积后,成矿作用旋即开始,成矿过程与承压水无直接联系;

④成矿分为两个阶段,即主岩沉积后盖层未形成之前的潜水氧化成矿阶段,及上覆有不透水盖层,但地下水仍可从被掩盖的两侧谷坡和从分水岭沿河谷走向渗入的渗入水成矿阶段,然而后期阶段的铀成矿作用明显呈现出卷状矿体型的类似特征。


铀的层间氧化还原成矿(或形成卷状矿体型砂岩铀矿)的必备条件:2)底河道亚型铀矿床按主砂岩及其上覆岩层的沉积环境可分为:

山麓沟谷式:主岩为发育于高地两侧侵蚀沟谷(支河谷)充填物,上覆玄武岩等不透水岩层。单条沟谷长数百米至1-2km,宽300-400m,谷坡达25-30m/km,主岩时代为晚第三纪至更新世,实例有俄国外贝加尔维季姆地区和中国滇西龙川江地区。


斜坡断裂谷式:铀的层间氧化还原成矿(或形成卷状矿体型砂岩铀矿)的必备条件:发育于冲积扇前缘湿地及其与辫状三角洲之间的斜坡上,谷长数千米至数十千米,宽1-2km,切入基底100-250m,谷坡10-20m/km,沉积物快速填积,尔后退化为排水湖,或因火山喷山物阻塞而成为堰塞湖。充填河谷的砂体,被湖相红色泥岩(俄罗斯外乌拉尔,J3-K1),或玄武岩(赣南寻乌,J2)或流纹岩(日本人形卡和东浓,N)所覆盖。


平原深切谷式:铀的层间氧化还原成矿(或形成卷状矿体型砂岩铀矿)的必备条件:发育在冲积平原上,河谷自身被辫状河沉积物所充填,尔后转化为接受曲流河沉积,伴有大片泥滩和间歇河沉积物。谷宽可达数千米至数十千米,谷深可达数十米至数百米,容矿砂体由辫状河道充填物构成。实例有尼日尔阿库特矿床(C1)、美国科罗拉多高原怀特谷诸矿床(T3)。


铀的层间氧化还原成矿(或形成卷状矿体型砂岩铀矿)的必备条件:3)古气候条件 底河道型砂岩铀矿的容矿砂岩均形成于半潮湿-潮湿的古气候条件,其容矿主岩富含有机质,一般说来,产出底河道型砂岩铀矿的盆地不一定是深凹陷的产油气盆地,有些虽然与大型产油盆地有关,但多数情况下,容矿建造接受油气改造而使还原容量增加的可能性较小。


底河道型砂岩铀矿成矿期的古气候与层间氧化带型铀矿化相似,多为半干旱至干旱的古气候环境。但亦有个别铀矿区容矿主岩形成后并未发生过古气候从半潮湿向干旱-半干旱的转变。如俄罗斯外贝加尔的希阿格达铀矿田和我国滇西龙川江盆地,容矿时代的主岩为新第三纪,成矿作用紧随主岩沉积之后至第四纪,其古气候条件均为潮湿气候而未发生改变。底河道型砂岩铀矿成矿期的古气候与层间氧化带型铀矿化相似,多为半干旱至干旱的古气候环境。但亦有个别铀矿区容矿主岩形成后并未发生过古气候从半潮湿向干旱-半干旱的转变。如俄罗斯外贝加尔的希阿格达铀矿田和我国滇西龙川江盆地,容矿时代的主岩为新第三纪,成矿作用紧随主岩沉积之后至第四纪,其古气候条件均为潮湿气候而未发生改变。

可以认为古气候的转换并不是底河道砂岩型铀矿形成的必备条件。


3底河道型砂岩铀矿成矿期的古气候与层间氧化带型铀矿化相似,多为半干旱至干旱的古气候环境。但亦有个别铀矿区容矿主岩形成后并未发生过古气候从半潮湿向干旱-半干旱的转变。如俄罗斯外贝加尔的希阿格达铀矿田和我国滇西龙川江盆地,容矿时代的主岩为新第三纪,成矿作用紧随主岩沉积之后至第四纪,其古气候条件均为潮湿气候而未发生改变。、板状矿床的形成特点

板状矿床又称为准整合矿床,由基质浸染状铀矿化组成,在有选择性还原的沉积岩内形成不规则形,常呈长透镜状矿体。矿化带在较大范围内与沉积走向相平行,但在小范围内则与含矿的冲积砂岩沉积层呈横切关系。

根据铀的固定剂可进行进一步的细分,如:外来的非晶质有机质(如腐殖质),或内在的植物碎屑,或产于冲积系统内的金属共生组合(钒)。


板状矿床推测是在静态中,在氧化砂岩内的局部还原带中形成。板状矿床推测是在静态中,在氧化砂岩内的局部还原带中形成。铀有可能是在弱碱、弱还原到氧化地下水中进行搬运的,这时铀保持以铀酰碳酸盐形式存在于溶液中,直到碳酸铀酰络合物被诸如腐殖酸盐、植物遗体或H2S这样的大量还原剂沉淀下来为止,沉淀还可通过有机质的螯合作用或络合作用将铀从地下水中聚集起来(Schmidt-Collerus,1979)。Granger(1976)提出准整合矿床保持了静止状态,所聚集的铀主要来自流经矿带以外的地下水,而在卷状矿床中铀来自流经矿带的地下水。


作业:板状矿床推测是在静态中,在氧化砂岩内的局部还原带中形成。

1、对比四价铀矿物与六价铀矿物的异同点;

2、简述热液铀矿床的成矿特点;

3、对比花岗岩型铀矿床与火山岩型铀矿床的异同点;

4、试述层间氧化带型砂岩铀矿床的形成条件;

5、试述不整合面型铀矿床的成矿特点及区域不整合面与铀成矿的关系;

6、简述岩浆铀矿床的成矿特点;

7、简述热液铀矿床的热液蚀变特点及与铀成矿的关系;

8、简述世界铀资源的时空分布规律和我国铀资源类型;

9、简述铀在三大岩类中分布规律及对应的存在形式;

10、简述铀在热液作用中的迁移形式及铀沉淀的主要因素;

11、简述铀在表生条件下各种因素对铀迁移与沉淀的影响。


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