铀储层——砂岩型铀矿地质学的新概念

中国大规模的砂岩型铀矿勘查起始于20世纪90年代,这期间适逢层序地层、沉积体系、砂体内部构成单位和等级界面等技术的成熟与完善时期,这为沉积学家研究砂岩型铀矿床带来了新的切入点.在吐哈盆地和鄂尔多斯盆地的勘查实践发现,结构和规模适中的大型骨架砂体是砂岩型铀矿的储层(简称铀储层),它不仅能提供铀成矿流体的运移空间(输导通道),同时也为铀矿的储存提供了空间.铀储层研究的主要内容包括铀储层的识别、铀储层的空间定位与形态描述、铀储层的内部特征结构与品质评价、铀储层的成因分析以及沉积作用控制下的铀成矿机理等.沉积盆地分析和砂岩型铀矿地质学是铀储层研究的重要理论支撑点,其中层序地层分析、沉积体系分析、砂体内部构成分析是铀储层分析的关键技术.由于铀储层是砂岩型铀矿勘查和开发的目标层,所以针对铀储层的研究将能更好地服务于砂岩型铀矿的勘查预测与地浸开发.     

中国北方砂岩型铀矿中铀的储集空间类型探讨

在中国北方的大多数沉积盆地里均发现有砂岩型铀矿床或铀矿化现象。通过样品薄片电子探针背散射图像分析,结合前人对各盆地砂岩型铀矿中铀矿物的赋存状态及近年来铀储层的研究成果,认为中国北方砂岩型铀矿中铀矿物的主要储集空间类型可分为原生孔隙（主要是炭屑）、缩小（残留）粒间孔隙、次生溶蚀孔隙、晶间孔隙及微裂缝。通过对铀储层孔隙类型的分析讨论,有利于进一步从微观了解砂岩铀储层内部结构的不均一性及铀矿物的成因。     

四川盆地北部砂岩型铀矿床矿物学特征与矿床成因

本文基于对四川盆地北部砂岩型铀矿体地表露头和坑道伽玛强度测量、铀矿物特征分析,通过样品岩矿测试与鉴定、扫描电镜分析等手段,对铀矿床(点)铀矿石的铀品位、矿物组成、化学成分、结构构造和铀的存在形式进行了研究。结果显示,铀矿石为钙质胶结岩屑石英细-中粒砂岩,其中岩屑以变质岩为主,含有火山岩和花岗岩碎屑,反映铀成矿物质来源于米仓山基底花岗岩和下震旦统铁船山组火山岩;铀矿物主要是铀石,少量沥青铀矿;铀矿石具交代结构,反映了铀矿床的后生富集成因。     

四川盆地北部砂岩型铀矿床成矿物质来源和成矿模式

为了更好的指导四川盆地北部砂岩型铀矿床勘查和战略选区工作,本文以砂岩型铀矿成矿理论为指导,通过查明铀源体和铀源层及其分布特征,分析了铀成矿物质来源,探讨了矿床形成过程,初步建立了铀成矿模式。研究表明:(1)区域内铀含量最高的地层是铁船山组,其次是郭家坝组、龙马溪组和大隆组;(2)含矿主岩物源分析表明苍溪组沉积碎屑来自米仓山和龙门山两大蚀源区;(3)蚀源区含铀岩石在地表风化解体过程中,岩石中的铀被释放出来,进入地下水形成含铀溶液,含铀溶液在苍溪组砂岩层中流动,在碳质和黄铁矿发育的沼泽和停滞水还原环境,铀发生沉淀并能够保存形成铀矿体。     

川北砂岩型铀矿床中沥青铀矿特征及其成矿时代

通过对川北地区沥青铀矿的矿物学研究和铀铅同位素分析,表明本区沥青铀矿是不含针和稀土的单铀型矿物。含水较多,失重量较大,增重较小,反射率较低,晶胞参数较小,显示了明显的外生成因特点。铀矿化作用形成于107—125Ma,为一以成岩成矿为主的层控型铀矿床。     

尼日尔阿泽里克砂岩型铀矿控矿因素初探

尼日尔（Niger）阿泽里克（Azelik）铀矿位于阿尔利特（Arlit）砂岩铀矿省西南部。在结合前人研究的基础上,通过对阿泽里克铀矿进行野外地质勘查,对各种野外现象进行分析总结,初步探讨了阿泽里克砂岩型铀矿控矿因素。阿泽里克铀矿受构造控制明显,矿化均位于NE与NW向断裂交叉处。矿化同时受沉积控制,矿化层为下白垩统阿萨乌阿（Assaousas,Kla）组砂岩。矿化砂岩以河流相中粗粒砂岩为主,孔隙度、渗透率良好,利于流体在砂岩中流通。矿床热液蚀变现象明显,存在碳酸盐化、褐铁矿化、铜矿化、还原性流体还原作用。     

吐哈盆地西南缘地区砂岩型铀矿含矿目的层沉积相与铀矿化

吐哈盆地铀矿找矿工作因十红滩矿床的发现而取得了重要突破,之后又在八仙口、苏巴什等地区相继找到了铀矿体与铀矿化.尽管矿床的发现带来了与铀矿化有关的研究工作不断深入,然而,矿床层间渗入氧化成矿作用的关键控制因素——沉积相与微相并未引起人们的足够重视.通过分析盆地的构造演化、钻孔岩心观察和测井曲线分析,识别出含矿目的层西山窑组（包括一段、二段、三段）主要形成于辫状三角洲环境.西山窑组一段、三段沉积于辫状三角洲平原环境,而最为重要的含矿层——西山窑组二段则沉积于辫状三角洲前缘相的水下分流河道、河口坝、分流间湾等微相.镜下鉴定结果表明,目的层岩石类型主要为岩屑砂岩,长石岩屑砂岩,次要为岩屑长石砂岩.电子探针分析结果显示,铀的存在形式主要是独立铀矿物,即沥青铀矿和含钛铀矿物.连井剖面对比研究表明,含铀含氧流体自南东向北西方向迁移,形成的铀矿体主要为板状和卷状.沉积相、微相与铀矿化之间的关系研究表明,铀矿化发育在辨状三角洲水下分流河道微相与河口坝微相环境,或水下分流河道微相与分流间湾微相接触界面附近的岩石中,沉积相（或微相）界面是控制铀矿化的关键因素.      

砂岩型铀矿勘查样品中铀的野外快速测定方法研究

本文研究并建立了适合野外条件下快速测定砂岩型铀矿勘查试样中铀的分析方法———密闭酸溶试样、钒酸铵容量法测定铀。采用密闭增压酸溶样, 可使粒度小于0 25 mm的试样分解完全;小体积容量法提高了测定灵敏度。配合不同浓度的标准溶液可适应不同含量范围铀的测定。方法经标准物质和吐哈工区试样验证, 准确度和精度较高, 且操作简单, 适应性广, 具有实用和推广价值。     

鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿成矿机理和叠合成矿模式

文章从铀的来源、迁移和沉淀富集等方面论述了鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿成矿机理，提出了该铀矿化氧化还原-油气还原-热改造多重作用叠加的“叠合铀成矿模式”。     

吐哈盆地西南缘新构造运动特征及其砂岩型铀矿控矿规律

研究区属吐哈盆地艾丁斜坡带西部，其新构造格局表现为东西方向由新构造褶皱造成的隆凹相间，南北方向由新构造断裂造成的三级斜坡相连。据此可进行新构造单元划分。十红滩北矿带受由新构造断裂造成的断裂挠曲控制，南矿带受由新构造褶皱造成的坡中坡转折区域控制，沉积盖层中分布的新构造断裂局部排泄源也参与了对砂岩型铀矿化的控制作用。此三类新构造控制了十红滩矿区及其外围砂岩型铀矿的分布。     

鄂尔多斯盆地大营铀矿铀的赋存状态研究

鄂尔多斯盆地大营铀矿是近几年新发现的砂岩型铀矿,详细研究该矿床铀矿物的赋存状态,对其矿床成因认识及之后的选冶开采均具有重要的意义。笔者利用电子探针和逐级化学提取分析以及α径迹分析等方法,研究了大营铀矿铀的赋存状态。结果发现,铀一部分以铀矿物为主,主要是铀石,另外存在少量的水硅铀石和钛铀矿。在电子探针镜下观察,表明铀矿物呈微粒集合体形式存在于黄铁矿、方解石及有机质裂缝中。逐级化学提取分析发现,各形态铀的含量不均一,其中有机质黄铁矿态占40.88%;其次为碳酸盐态,占28.33%;另外残渣态占24.89%,少部分为离子吸附态和铁锰氧化态,分别占3.2%和2.64%。反映其中铀矿物形式的铀占53.22%,分散吸附态的铀占46.72%。分散吸附态的铀以有机质及黄铁矿吸附占主导。综上所述,大营铀矿铀的赋存状态主要为铀矿物和吸附两种形式,二者所占比例大体相当,以铀矿物存在的铀主要为铀石,以吸附形式存在的铀主要赋存在黄铁矿和有机质中。     

伊犁盆地砂岩型铀矿综合信息找矿模式研究

运用板块构造理论,对伊犁盆地铀矿成矿地质背景,区域地质构造特征,控矿机理,控制因素和成矿规律等方面进行综合分析研究。提出了天山古岛弧系中,伊犁多相地块之上中新生代压扭性断坳盆地内稳定地块与特定的古地理环境及其“构造阶地土土”,共同控制层间氧化带 型砂岩型铀矿的新观点,并将“水液型”砂岩型铀矿的成因归结为“双合”式铀成矿模式及其“八位一体”的综合信息找矿模式。     

从铀成矿条件分析西北地区砂岩型铀矿找矿

随着地浸技术的引进与不断完善,沉积盆地砂岩型铀矿床已经成为我国铀资源找矿重点。可地浸砂岩型铀矿主要受层间氧化带控制,同时与高背景的铀蚀源区、盆地较弱的新构造运动、沉积和成矿期不同的古气候、有利的岩相岩性、富含有机或无机质还原剂、良好的地下水径流动力条件等密切相关。通过对西北地区典型砂岩型铀矿富集区及其相关盆地成矿地质条件的宏观分析,指出吐哈、伊犁盆地南部和鄂尔多斯盆地周边具有良好的成矿地质条件和找矿潜力,对具有类似于上述盆地的西北地区铀矿找矿前景进行了展望。     

地球化学模式在二连盆地中东部砂岩型铀矿床中的应用研究

文章采用PHREEQC模式程序,对研究区地下水的水文地球化学环境进行了模拟,确定水中铀的存在形式、水中沥青铀矿饱和指数(SI)和反应条件指数(RCI)等水文地球化学参数;分析了地层中铀所处状态与水中Eh值、pH值、铀浓度的关系;证明了水的Eh值是控制铀成矿作用的最主要因素;对砂岩型铀矿床的形成及其定位的水文地球化学条件进行了较系统研究和探讨;对砂岩型铀矿成矿水文地球化学机理进行了论证和计算;阐述了铀活化迁移、沉淀富集的本质规律;也为水文地球化学方法研究砂岩型铀矿的成矿预测和矿床定位提供了重要依据。     

我国砂岩型铀矿床研究与勘查新进展

砂岩型铀矿,目前是我国铀矿地质找矿的主要方向之一。该类矿床多分布于中、新生代层间氧化带内,赋矿深度较大,找矿具有一定的局限性,因此开展对砂岩型铀矿的找矿方法探索具有重要的意义。该类矿床勘查的方法主要有活性炭吸附氡法、放射性水化学法、腐殖酸抽提法、分量化探法、深穿透地球化学法、地球电化学法等本文通过总结这些方法的原理、适用条件及注意事项,提出采用多种方法追踪铀矿异常可更有效的发现矿化信息。     

我国砂岩型铀矿床研究与勘查新进展

砂岩型铀矿,目前是我国铀矿地质找矿的主要方向之一。该类矿床多分布于中、新生代层间氧化带内,赋矿深度较大,找矿具有一定的局限性,因此开展对砂岩型铀矿的找矿方法探索具有重要的意义。该类矿床勘查的方法主要有活性炭吸附氡法、放射性水化学法、腐殖酸抽提法、分量化探法、深穿透地球化学法、地球电化学法等本文通过总结这些方法的原理、适用条件及注意事项,提出采用多种方法追踪铀矿异常可更有效的发现矿化信息。     

Ore-Bearing Formation and Exploration Perspective of Sandstone-Type Uranium Deposits in Northwestern China

本文在分析中国北西部地区大地构造背景的基础上,依据孕育中、新生代沉积盆地形成的基底构造性质,将其划分为板内陆台型、板缘褶皱造山带型和板缘过渡带型3种类型,板缘褶皱造山带型又进一步划分为洋侧造山带型和陆侧造山带型两个亚类.砂岩型铀矿的产出盆地与盆地所处的构造背景和构造类型有关,砂岩型铀矿产出盆地主要为板缘褶皱造山带型,其次为板内陆台型.砂岩型铀矿对盆地沉积建造类型具有明显的选择性,其原始沉积均为一套温湿气候条件下形成的灰色层,其岩石原生地球化学类型为黑色或灰色.中国北西部地区中新生代盆地形成可地浸的砂岩型铀矿的找矿层位或含矿建造主要为中、下侏罗统(J1-2)和上白垩统(K2),其次为下白垩统(K1),其他地质时期地层内铀矿床分布零星,成矿潜力很小.     

沉积、成岩与铀成矿:中国砂岩型铀矿研究的创新发现与认知挑战

21世纪,中国在砂岩型铀矿勘查领域获得了前所未有的辉煌成就.砂岩型铀矿产出于沉积盆地,铀矿的形成必须经历由沉积埋藏到抬升成矿两个重要的演化阶段.其中,在抬升成矿阶段,大气降水和氧化-还原作用的参与和约束是最显著的成矿特征.显然,这是一种典型的表生成岩作用的产物,是铀储层复杂成岩序列中的重要一环,隶属于“外生成矿”的范畴.虽然,砂岩型铀矿的成矿作用遵循氧化还原与铀变价的普遍机理,但是特殊的沉积背景却导致了铀成矿作用的多样性和地区的专属性.一些由沉积作用、沉积环境和古气候造就的关键控矿要素,能够从“基因”上直接影响表生成岩阶段的铀成矿作用,由沉积、成岩到铀成矿是一个具有成因联系的地质过程,而盆山耦合机制始终是其最根本的原始驱动力.随着对铀成矿作用细节行为研究的深入,一些创新发现不断地冲击着以往固有的认识,诸如碳质碎屑与铀成矿的相互作用、黄铁矿复杂而有序的演化习性、碳酸盐胶结物与铀成矿的共生叠置、敏感矿物的流体示踪、铀储层非均质性制约下的铀成矿机理、双重还原介质制矿模型、铀成矿的复合地球化学障等.还有一些研究对传统地质学理论提出了认知挑战,诸如,铀储层开放成岩环境中碳质碎屑的“碳化作用机理”、黄铁矿溶蚀或者生长界面上的铀沉淀化学动力机制、干旱沉积背景的铀成矿机理等.同时,铀成矿机理和普遍规律的研究,也为砂岩型铀矿的衰变地质效应研究和盆地铀资源的系统探索奠定了良好的地质基础.相信,针对沉积盆地整装的系统的成矿机理与成因联系研究,必将释放巨大的盆地铀资源潜力和矿床产能,在进一步丰富铀成矿理论的同时助力实现“双碳目标”.      

甘肃陇东地区国家湾砂岩型铀矿床特征及控矿因素

国家湾铀矿化主要赋存在马东山组河流相疏松砂岩中,铀矿体呈卷状、似层状产于氧化带前锋部位,属同生沉积初始富集进而后生改造为主的层控矿床,受控于氧化—还原过渡带,铀成矿主要遵循外生成矿机制。区域上下白垩统志丹群罗汉洞组与志丹群除底部具有较好找矿前景。