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【铀资源地质学】09砂岩型铀矿床

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。
从地壳运动的活动程度看,砂岩型铀矿
(1)河流相及其含铀性
河流形态可分为辫状河、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
河流沉积一般都由河道沉积和洪泛沉积构成。河道 沉积和洪泛沉积形成于不同水动力条件,其沉积物的 结构构造特点完全不同。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。砂体间有的存在较好的 连通性、渗透性和成层性,如辫状河砂体;而有的彼 此孤立,连通性、渗透性及成层性均较差,如曲流河 沉积砂体。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,有利于成矿物质的积聚和保存。
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。所以盆地动力学条件往往 有个转制过程,常表现为早期弱伸展,晚期转为弱挤 压,从而形成盆地双层结构。
3、岩相古地理条件
有利于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。
吉尔伯特型三角洲
顶——前积——底积
三角洲平原、三角洲前缘、前三角洲
砂岩型铀矿床
一、砂岩型铀矿床概况 二、成矿地质条件 三、矿化特征
四、矿床的形成过程 五、砂岩型铀矿类型划分
一、砂岩型铀矿床概况
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,砂岩型 铀矿250个,占总数的42.90%,位居首位;主 岩时代跨度大,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%。
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。此外,俄罗斯、蒙古、澳大利亚 和法国均有一定程度的产出。
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。但大规模的砂岩型铀矿床的发现是在 60-70年代期间。
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。
沉积砂体的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。
(2)滨湖三角洲 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,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。
有利的地层结构
辫状河沉积 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
辫状沉积的河道砂体
辫状砂体呈“泛连通层状”出现
辫状沉积与曲流沉积的砂体特征比较
B
A



C

P3
P2
P1

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。
该类矿床的工业意义在于,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,尤其是在矿石胶结程度较差的情况 下,还可采用溶液采矿法(即地浸)。
二、成矿地质条件特征
1、大地构造背景
盆地所处基底地壳类型有大陆型、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。
(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 亚型砂岩型铀矿主要产于中、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;底河道亚型则主要发生在内克 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。
按盆地的沉积建造可划分为:红盆-由红色碎 屑岩建造构成盆地盖层;煤盆-由暗色碎屑岩建 造(含煤系地层)构成盆地盖层;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。
床的有利地质环境包含两方面的涵义, 即主岩沉积时的相对稳定和成矿时的活 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。
2、产铀盆地特征
(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。
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