铀矿沉积学研究与发展

随着铀矿床尤其是砂岩型铀矿勘探和开发的迅速发展,砂岩型铀矿沉积学的概念应运而生。铀矿沉积学是研究沉积盆地形成演化过程中铀的成矿作用、形成环境、含铀岩（层）系特征,以及沉积作用控制下铀的富集机理和分布规律的学科。它综合了铀矿地质学、盆地分析等学科的内容,具有较明显的学科交叉特点。砂岩型铀矿沉积学是铀矿沉积学最典型的代表,它以盆地分析、砂岩型铀矿地质学为重要理论平台,结合沉积学技术方法,具体研究砂岩型铀矿形成的物质来源、成岩作用与铀的预富集、沉积物的结构构造与渗透性、沉积体系与含铀岩系分析、流体作用与后期改造、层序地层与铀的空间分布、铀富集因素与沉积和古气候环境,沉积作用因素与砂岩型铀矿预测,以及管理信息化的三维可视化建模等。以新疆伊犁盆地、吐哈盆地、鄂尔多斯盆地北部等地区代表性砂岩铀矿为实例,从铀矿聚集与沉积物形成—演化过程、沉积物特征及沉积体系分析与铀矿聚集、层序地层学与铀聚集作用等方面分析了铀矿沉积学研究的最新进展和认识。同时对铀矿沉积学的发展趋势进行了展望:认为砂岩铀矿“大规模成矿作用”和铀的“超常富集”关键地质环境、含铀岩系沉积与铀的空间分布、多种高新分析测试技术的应用等方面将是铀矿沉积学未来研究和发展的重点。由于铀矿沉积学与人类生存环境关系的重要性,并且其涉及沉积学学科的方方面面,因此有理由相信,铀矿沉积学未来可能作为沉积学的一个独立分支学科将得到更好的研究和发展。     

我国可地浸砂岩型铀矿成矿模式初步探讨

本文通过综合分析伊犁盆地南缘、吐哈盆地西南缘、鄂尔多斯盆地东北部地区等可地浸砂岩型铀矿重点成矿区的成矿环境和主要控制因素, 探讨了我国可地浸砂岩型铀矿的成矿模式, 认为伊犁盆地南缘、吐哈盆地西南缘层间氧化带型铀矿床主要受有利的构造、沉积建造和层间氧化带控制, 具有含矿建造铀预富集、表生后成改造成矿及矿后构造活动进一步叠加富集的特征, 而鄂尔多斯盆地东北部地区的铀矿化主要受古层间氧化带型铀矿化控制, 并遭受二次还原的改造作用, 其矿化规模显得较前者更大。     

喀什凹陷构造演化与砂岩型铀成矿关系

运用构造地质学与现代水成铀矿理论,分析喀什凹陷的构造特征与构造演化过程,并研究构造演化与铀成矿的关系,认为喀什凹陷作为一个相对独立的次级构造单元,经历了中新生代以来的多次扩张拗陷和被动挤压上隆的构造演化过程,为砂岩型铀成矿创造了条件,并决定砂岩型铀矿床的形成、改造与保存.晚三叠—中侏罗世扩张拗陷,沉积巨厚含煤碎屑岩建造,形成初始铀源;晚侏罗世挤压上隆,沿山前遭受风化剥蚀,形成古层间氧化带和铀矿化;早白垩—渐新世快速沉降,沉积巨厚层陆相与海相碎屑岩,使古层间氧化带和铀矿化得以保存;渐新世以来大规模上隆,沿山前快速剥蚀,破坏了早期的铀矿化,铀元素重新分配.表明以层间氧化带砂岩型铀矿化在中下侏罗统含煤碎屑岩建造中不甚发育,或者说不可能形成较大的层间氧化带或铀矿床,而下白垩统则形成了与油气次生还原作用有关的铀矿床,如巴什布拉克矿床.     

滇西梁河盆地砂岩型铀矿成矿条件分析

梁河盆地是滇西地区砂岩型铀矿赋矿盆地之一,现已探明砂岩型铀矿床2个。本文在野外调查的基础上,结合钻探查证,对梁河盆地砂岩型铀矿成矿条件进行了研究。结果表明,梁河盆地蚀源区铀源丰富。沉积盖层发育冲积扇相碎屑岩—辫状河相碎屑岩—湖泊相泥岩(火山岩)—辫状河相碎屑岩—湖泊相泥岩(火山岩)的岩性地层结构,区域上发育稳定的含水层与隔水层,具备形成砂岩型铀矿的岩性、岩相和水文地质条件。铀矿化与潜水层间氧化带关系密切,铀矿体定位于潜水层间氧化带前锋与上、下翼。热水改造作有利于基底岩石中铀的淋出,并沿断裂带上升进入沉积盖层中,在富含有机质、炭质的地段被吸附沉淀,叠加在潜水层间氧化带形成的铀矿体上,形成富铀矿体。     

滇西砂岩铀矿的断裂-热水成因特征

滇西砂岩铀成矿带位于印度次大陆与亚洲大陆碰撞边界的邻近地区。以花岗质岩石为基底的晚第三纪盆地中堆积了浅色古煤碎屑岩建造，砂岩铀矿即产于其中。本文从富铀花岗质基底岩石、铀矿源层、断裂系统、地热流体和铀成矿时代与地热活动的关系等方面，探讨了滇西砂岩铀矿的断裂-热水成因特征。滇西砂岩铀矿是一种热水改造矿床。     

中国含铀沉积盆地类型与铀成矿特征

文章根据盆地形成的地球动力学构造环境、盆地所处大地构造位置及其基底结构,将中国含铀沉积盆地划分为裂谷型盆地、前陆盆地、挤压挠曲盆地、山间盆地和走滑拉分盆地等5种类型。在分析各类型含铀沉积盆地地质特征的基础上,总结了各类型含铀沉积盆地的铀成矿特征;提出裂谷型盆地、前陆盆地以及山间盆地等3类中-新生代沉积盆地是我国地浸砂岩型铀矿找矿最有利的沉积盆地,也是今后我国地浸砂岩型铀矿的主要找矿方向;挤压挠曲盆地的铀矿找矿在我国已经取得重要进展,其找矿前景十分广阔;走滑拉分盆地的地浸砂岩型铀矿成矿条件相对较弱,但因其常常叠加热液改造成矿作用,其找矿前景还是值得探索的。     

巴音宝力格隆起带中新生代盆地砂岩铀矿类型及区域预测判据

巴音宝力格隆起带与蒙古人民共和国境内塞音山达砂岩型铀矿成矿省位于同一大地构造单元。隆起带上中新生代盆地内找矿目的层巴彦花组中发育了冲积扇、辫状河、三角洲与湖泊4种沉积体系；其中发育了潜水氧化带与潜水层间氧化带2种氧化带类型，前者主要发育于冲积扇、基底式古河道以及巴彦花组与上第三系不整合面部位碎屑岩中，后者主要发育于三角洲与建造式古河道碎屑岩中。隆起带上中新生代盆地内地表有铀矿化显示，深部铀矿化信息丰富，层巴彦花组中可能存在潜水层间氧化带与古河道2种砂岩铀矿类型。文中概括总结了隆起带上中新生代盆地内潜水层间氧化带与古河道砂岩型铀矿区域预测判据，提出了东部与西部地区以寻找潜水层间氧化带砂岩型铀矿为主，兼顾寻找发育于冲积扇前缘辫状河沉积体系碎屑岩中的建造式古河道砂岩型铀矿，中部地区以寻找基底式古河道砂岩型铀矿为宜的找矿思路。     

伊犁盆地南缘构造活动及对砂岩型铀矿的制约:来自磷灰石裂变径与U-Pb定年的证据

为了探讨伊犁盆地南缘构造活动与铀成矿关系,通过采取砂岩型铀矿含矿层砂岩样品,利用磷灰石裂变径迹热年代学与U-Pb等时线定年的方法,对伊犁盆地南缘构造活动与砂岩型铀矿成矿年龄进行了研究。研究结果表明：①伊犁盆地南缘自中生代以来经历了三期强烈的隆升—剥蚀事件,三叠纪末—中侏罗世、晚侏罗世—早白垩世、中新世—现今,对应印支末期、燕山期与喜马拉雅期三期构造活动;②盆地南缘中—西段砂岩型铀矿成矿年龄可分为158~153 Ma、108~60.5 Ma、55~15 Ma,12~0.3 Ma四期,盆地东段铀成矿年龄比较新,为7.8~5.5 Ma之间;③盆地南缘构造活动时间与铀成矿年龄具有非常好的对应性,将伊犁盆地南缘铀成矿作用过程划分为三个阶段,物源区快速抬升—含矿建造形成期及铀的预富集阶段、主成矿阶段、后生叠加改造阶段。     

天山造山带山间盆地主要砂岩铀矿床成矿特点及成矿模式探讨

天山造山带属我国西部重要的造山带和可地浸砂岩铀矿成矿带，在山间盆地中铀矿成矿具有明显的区域构造控矿特点和铀成矿规律。伸展型盆地类型是主要的产铀盆地，盆南缘斜坡带是重要的铀矿带和聚矿空间，灰色含煤碎屑岩沉积建造是主要的砂岩铀矿的聚矿环境，河道砂体与控矿前锋线的吻合地段是山间盆地的重要聚矿区段，新构造对层间氧化带的形成和铀矿体再迁移-聚集有着重要的作用。伊犁式、吐哈式铀矿床类型的共性及其差异，具有两种大同小异的铀成矿类型及成矿模式。这些成矿规律和成矿模式，对于今后开展模式找矿具有实际意义。     

四川盆地基底铀矿床(点)含铀建造研究

<正>四川盆地是西南地区最大的中生代盆地,铀矿成矿地质条件优越,其找矿前景备受关注。铀矿的含铀建造研究对盆地铀矿找矿具有重要的战略意义。四川盆地基底由上、下两部分组成,下部为前震旦纪结晶基底或褶皱基底,上部为震旦纪—中三叠世上扬子陆表海相碳酸盐岩和碎屑岩沉积建造,和盆地周边的火山岩、侵入岩组成了盆地的基底和蚀源区,广泛出露于盆地周边。盆地基底铀矿床(点)     

伊犁盆地砂岩型铀成矿同位素地质特征

本对伊犁盆地可地浸砂岩型铀矿及其蚀源区进行了同位素地质特征研究，结果表明：伊犁盆地砂岩型铀矿具有多时期成矿的特点，其成矿年龄分别为82.4,60,11.4,7.1,3.5Ma，而主要成矿期集中在第三纪的中、上新世。伊犁盆地南侧蚀源区发育有以海西期为主的花岗岩和火山岩，前为293－316Ma，后为235－259Ma，从含矿砂体精选出的锆石，其U－Pb同位素年龄为308Ma，与蚀源区花岗岩，火山岩的时代一致，从而肯定了含矿砂体的物质来源，此外，通过对含矿砂体和蚀源区岩石U-Pb同位素体系演化特征的研究，指伊犁盆地砂岩型铀矿具有多铀源富集的特点，这些铀源分别是：地层沉积时形成的富铀砂体（主要的）和富铀的蚀源区岩石的近代风化淋滤释出的铀。     

伊犁盆地砂岩型铀矿同位素地质特征

本项目试图探讨砂岩型铀矿床的同位素地质特征 ,开拓同位素地质研究的新领域。对伊犁盆地砂岩型铀矿床及其蚀源区的初步研究表明 ,该区砂岩型铀矿具有期成矿作用的特点 ,成矿年龄有 82Ma、6 0Ma、11 4Ma、7 1Ma和 3 5Ma。从含矿砂体中精选出的碎屑锆石的U Pb等线年龄为 380Ma,与蚀源区花岗岩和火山岩的年龄一致 ,从而限定了含铀砂体的物源。笔者认为 ,伊犁盆地砂岩型铀矿床具有多铀源富集的特征 ,铀源主要来自沉积过程中形成的富铀砂体 ,也有部分来自蚀源区富铀岩石风化淋滤作用而释出的铀。     

青藏高原风火山盆地地层含矿性及矿床成因研究

通过对盆地形成过程的研究,认为风火山盆地经历了基底、古地貌盆地、沉积盆地及构造盆地4个阶段,在晚白垩世沉积形成.地层含矿性特征表明,晚白垩世风火山群砂岩夹灰岩组和砂岩组地层是含矿地层,其中砂岩夹灰岩组是主要含矿地层,与铜矿成矿关系密切.矿床成因分析认为,盆地附近的隆起区作为蚀源区,其晚三叠世地层及其他浅成侵入岩等,为沉积盆地提供了沉积物,也为盆地地层沉积提供了铜质来源.在砂岩夹灰岩组和砂岩组地层中,还原、碱性环境下沉积形成的灰绿色碎屑岩形成了矿源层,经过后期的活化、迁移、富集,形成了沉积一改造型层控铜矿床.     

鄂尔多斯盆地西南缘砂岩型铀矿“源—汇”系统研究

文章以鄂尔多斯盆地西南缘为例,将“源”到“汇”的研究思路应用到砂岩型铀矿成矿作用研究中来,提出将含铀物质从风化剥蚀到汇流、富集的整个物理化学过程看成一个完整“源—汇”系统,以此来探讨砂岩型铀矿的富集机理和成矿规律。鄂尔多期盆地西南缘下白垩统的铀源岩主要为北部、西南部的沉积岩、花岗岩,混杂了少量长英质岩和中性火成岩。沉积期富铀沉积岩和西南部富铀蚀源区为成矿提供了铀源条件,沉积期铀的预富集为铀成矿奠定了部分物质基础;盆缘古隆起区和下切沟壑古地貌单元是铀成矿时期的两种主要汇流通道,含氧含铀水在重力的驱使下沿着古隆起区和下切沟壑向盆内渗透性好的砂岩迁移流动,形成后生氧化蚀变,在氧化带前锋线附近,受有机质、黄铁矿等还原性物质作用富集成矿。砂岩型铀矿“源—汇”系统研究有助于对铀成矿规律的研究和总结,为鄂尔多斯盆地西南缘下一步铀矿地质勘查提供一定的理论依据。     

四川盆地北部砂岩型铀矿成矿作用与成矿模式及对找矿方向的启示

四川盆地北部是中国重要的砂岩型铀矿成矿带之一。虽然大量学者对已探明铀矿成矿作用等方面开展了研究,但砂岩型铀矿成因至今仍存在较大的分歧。此外,现阶段对与铀成矿有关的热液性质与来源、如何造成铀的叠加富集等方面研究不足,尤其是对红色含铀方解石脉形成机制及红色铀矿石中铀矿物与赤铁矿、方解石的内在成因关系仍有待深化认识。因此,文章全面收集前人研究资料,系统总结了川北砂岩型铀矿化特征与主要控矿因素,在沉积成岩富集成矿的基础上,提出与铀成矿有关的热液为富CO₂的含烃盆地热卤水,当其通过断裂及不整合面运移时,随着热液pH值上升及Eh值的增高,容易造成CaCO₃、Fe(OH)₃先后沉淀与铀酰离子卸载,形成含铀红色方解石脉与红化铀矿石,进而建立了川北砂岩型铀矿沉积成岩铀重新分配与热液叠加改造两阶段成矿模式,指出干旱-半干旱背景下的局部相对潮湿环境下的河道沉积建造与断裂构造叠合位置是富矿形成的有利部位,为该区砂岩型铀矿找矿提供方向。     

新疆库米什盆地查汗通古凹陷铀成矿特征分析

查汗通古凹陷为库米什盆地北西端一个山间小凹陷,位于富铀古生代花岗岩基底之上。中侏罗统西山窑组赋存有厚度巨大的超低品位砂岩型铀矿化。从铀源、含矿建造、构造演化、氧化带、铀矿化特征等方面进行论述,认为该区铀源丰富。西山窑组属一套冲积扇体系的含碳碎屑岩建造,砂体发育,含矿层为第二、第三、第四等3个岩性段。构造演化上存在中侏罗世、渐新世两次沉降接受沉积过程,及晚侏罗—始新世、中新—全新世两次抬升剥蚀过程。西山窑组第一、第五岩性段发育面状潜水氧化带,第二、第三、第四等3个岩性段局部发育氧化带,铀矿化产于氧化-还原过渡带附近,多为砂岩型,少量泥岩型。成矿后压实与构造挤压作用使砂体胶结致密,现有技术条件下难以地浸开采铀。     

杭锦旗砂岩型铀矿床地质特征及成因探讨

杭锦旗铀矿产于直罗组下段辫状河三角洲平原砂体中,矿体展布受(古)层间氧化带前锋线绿色砂岩的控制。铀矿物以独立铀矿物(铀石等)和吸附态铀的形式产出;成矿物质可能来源于盆地北部含铀花岗岩与碎屑岩,甚有深部铀源参与成矿。与西部伊犁、吐哈盆地典型的层间氧化成矿模式不同,矿床成矿流体作用为含氧地下水、热液流体和烃类等多种类型的流体,矿床的形成是区内多种构造活动和地质作用相耦合的结果。     

我国中新生代陆相盆地含铀沉积建造类型、特征及其研究意义

将我国中新生代陆相盆地含铀沉积建造类型划分为陆相暗色（灰色）含煤碎屑沉积建造、陆相红色（杂色）碎屑沉积建造及陆相红色含膏盐沉积建造3类,并概述其沉积特征。探讨了沉积建造研究在砂岩型铀矿科研及生产找矿方面的意义。     

十万大山盆地东部侏罗纪古气候与铀成矿关系

古气候控制着砂岩型铀矿含矿建造的形成,对厘定找矿目的层有重要的指导意义。沉积岩中元素地球化学研究是研究沉积时古气候的有效手段。在总结古气候指示元素含量变化特征基础上,结合十万大山盆地区域构造演化、宏观沉积特征推算了古盐度变化特征,重建了侏罗纪古气候演化。研究表明:沉积旋回转换时往往伴随古气候变化,微量元素含量及比值变化具有旋回性。侏罗纪古水体整体为淡水-微咸水,古气候演化为早侏罗世为潮湿气候,到中侏罗世气候逐渐变为半干旱半潮湿频繁波动,晚侏罗世气候逐渐变为干旱。中侏罗统那荡组发育杂色碎屑岩建造,可作为砂岩型铀矿找矿目的层。     

中国北方古亚洲构造域中沉积型铀矿形成发育的沉积-构造背景综合分析

近20年的勘查实践表明,横贯中国北方的古亚洲洋造山带及其两侧的中—新生代陆相沉积盆地,是我国最重要的沉积型铀矿床形成发育的铀成矿构造域。研究认为,古亚洲洋造山带是重要的富铀地质体,盆-山耦合机制制约下的地表水系搬运沉积作用是形成铀源供给系统的必要前提,泥岩型铀矿表现为单一铀源供给系统,而砂岩型铀矿则表现为双重铀源供给系统并且铀储层砂体本身的"再生铀源"不容忽视。在逆冲-造山间歇期或裂后热沉降时期,相对松弛和稳定的大地构造背景有利于沉积-成矿环境的形成,泥岩型铀矿需要同沉积期的稳定构造背景,而砂岩型铀矿不仅需要同沉积期的稳定构造背景,也需要成矿期具有适当掀斜作用的构造背景,有些矿床对成矿期后的构造环境还非常敏感。调查发现,当成矿期的含矿流场与沉积期的古水流体系基本一致时,铀储层砂体中层间氧化效率最高而且铀搬运通量最大,更加有利于成就大型和超大型矿床。在区域古构造等因素的协同影响下,同沉积期的古气候背景是制约铀储层砂体和成矿期层间氧化带发育方向和规模的极为重要的地质因素。同沉积期古气候不仅制约了铀储层砂体发育的结构和规模,同时更重要地制约了铀储层内部和外部还原介质的类型及其空间分布规律。铀储层砂体的形态和结构制约了层间氧化带发育的方向和轨迹,而铀储层内部和外部的还原介质则控制着古层间氧化带推进的里程及前锋线位置,铀矿化作用则与氧化还原地球化学障有关。基于此,毗邻古亚洲洋造山带的中—新生代沉积盆地都是沉积型铀矿勘查的主要远景区,而针对目标沉积盆地,则需要在深入剖析盆地构造格架以及区域含矿流场补-径-排关系基础上,再依据含铀岩系自身的特征(古气候背景、还原介质类型与分布空间)圈定和评价找矿靶区。