铀资源地质学-09砂岩型铀矿床课件.ppt

1、一、砂岩型铀矿床概况二、成矿地质条件砂岩型铀矿床三、矿化特征四、矿床的形成过程 五、砂岩型铀矿类型划分 一、砂岩型铀矿床概况矿床一般属后生成因，是世界最早发现的铀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。据国际原子能机构型，具极大的工业意义。据国际原子能机构（1996）对全球）对全球528个成型的铀矿床统计，砂岩个成型的铀矿床统计，砂岩型铀矿型铀矿250个，占总数的个，占总数的42.90%，位居首位；，位居首位；主岩时代跨度大，从中元古代一直延续到新生主岩时代跨度大，从中元古代一直延续到新生代，其

2、中以中、新生代为主，占代，其中以中、新生代为主，占82%，前寒武，前寒武纪和古生代矿床总数占纪和古生代矿床总数占2%和和14%。砂岩型铀矿床是指工业铀矿化主要产于砂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）中的铀矿岩（包括含砾砂岩、粉砂岩、泥岩）中的铀矿床。床。砂岩型铀矿的分布遍及世界各地，以中亚（哈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。和法国均有一定程度的产出。砂岩型铀矿床

3、是我国重要的工业铀矿化类型，砂岩型铀矿床是我国重要的工业铀矿化类型，早在早在1955年新疆伊犁盆地侏罗纪含煤地层中就发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现该类型。但大规模的砂岩型铀矿床的发现是在6070年代期间。年代期间。该类矿床的工业意义在于，矿石质量好，品位该类矿床的工业意义在于，矿石质量好，品位中等，一般在中等，一般在0.1%0.2%左右，产状稳定。易左右，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）。况下，还可采用溶液采矿法（即地浸）。二、成矿地质条件特征 盆

4、地所处基底地壳类型有大陆型、海洋型和过渡型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。基底的中、新生代盆地之中。盆地形成的大地构造背景多数盆地形成的大地构造背景多数以稳定克拉通盆地和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

5、皱带与地台相邻近的中生代盆地，褶皱带前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，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。生代盆地。1、大地构造背景 从地壳运动的活动程度看，砂岩型铀矿从地壳运动的活动程度看，砂岩型铀矿床的有利地质环境床的有利地质环境包含两方面的涵义包含两方面的涵义，即即主岩沉积时的相对稳定主岩沉积时的相对稳定和和成矿时的活成矿时的活

6、化化，该类活化区常处于高幅度造山与稳，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。俄罗斯学者称定地区之间的过渡部位。俄罗斯学者称之为次造山环境。之为次造山环境。2、产铀盆地特征 按盆地产出的大地构造部位可划分为：按盆地产出的大地构造部位可划分为：内克内克拉通盆地；拉通盆地；前陆盆地；前陆盆地；活动带内盆地；以活动带内盆地；以克拉通和活动带内盆地相对较佳。克拉通和活动带内盆地相对较佳。按盆地的沉积建造可划分为：红盆按盆地的沉积建造可划分为：红盆-由红色碎由红色碎屑岩建造构成盆地盖层；煤盆屑岩建造构成盆地盖层；煤盆-由暗色碎屑岩建由暗色碎屑岩建造（含煤系地层）构成盆地盖层；火盆造（含煤系地

7、层）构成盆地盖层；火盆-由火山由火山岩、火山沉积碎屑岩建造构成盆地盖层。三种岩、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。形成热水，使铀成矿作用变得多成因而复杂。（1）盆地的类型）盆地的类型盆地构造类型的原型不但与砂岩型铀矿规模有关，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。而且与

8、砂岩型铀矿产出的矿化类型也密切相关。卷状卷状亚型亚型砂岩型铀矿主要产于中、新生代活动的内克拉通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；沉降盆地和沉陷盆地；板状亚型板状亚型主要产于板块之间活主要产于板块之间活动带内的火山弧盆地；动带内的火山弧盆地；底河道亚型底河道亚型则主要发生在内克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。内的河流沉积地段及中、新生代火山弧盆地。对于砂岩型铀矿，特别是卷状亚型铀矿，铀成矿必对于砂岩型铀矿，特别是卷状亚型铀矿，铀成矿必须具备两个阶段，早期

9、赋矿砂体的形成，晚期活化构须具备两个阶段，早期赋矿砂体的形成，晚期活化构造产生，层间氧化带形成。所以造产生，层间氧化带形成。所以盆地动力学条件盆地动力学条件往往往往有个转制过程，常有个转制过程，常表现为早期弱伸展，晚期转为弱挤表现为早期弱伸展，晚期转为弱挤压压，从而形成，从而形成盆地双层结构盆地双层结构。（2）盆地构造类型及转化）盆地构造类型及转化有利于砂岩型铀矿化的岩相古地理主要是河流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。多数产于河流相中。3、岩相古地理条件 河流形态可分为河流形态可分为辫状河

10、、曲流河、网状河和辫状河、曲流河、网状河和平直河平直河，矿化多分布于辫状河所形成的岩层中。，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：河流的形态特征如下图：（1）河流相及其含铀性）河流相及其含铀性河流蛇曲河流蛇曲 河流沉积一般都由河道沉积和洪泛沉积构成。河流沉积一般都由河道沉积和洪泛沉积构成。河道河道沉积和洪泛沉积形成于不同水动力条件，其沉积物的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。结构构造特点完全不同。河道沉积，水动力较强，杂河道沉积，水动力较强，杂基含量少，结构以颗粒支撑为主，透水性好，岩性以基含量少，结构以颗粒支撑为主，透水性好，岩性以粗碎屑的

11、砂砾岩、砂岩为主。砂体间有的存在较好的粗碎屑的砂砾岩、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，如曲流河此孤立，连通性、渗透性及成层性均较差，如曲流河沉积砂体。沉积砂体。洪泛沉积水动力弱，主要沉积一套细碎屑洪泛沉积水动力弱，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在将使含铀

12、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。散，有利于成矿物质的积聚和保存。有利的地有利的地层结构层结构辫状河辫状河沉沉积相模式积相模式辫状砂体呈辫状砂体呈“泛连通层状泛连通层状”出现出现辫状沉积的河道砂体辫状沉积的河道砂体表现为多河道沉积的叠置，表现为多河道沉积的叠置，单河道沉积以前积为特征单河道沉积以前积为特征P2P1P3CAB辫状沉积与曲流沉积的砂体特征比较辫状沉积与曲流沉积的砂体特征比较 河水的铀含量普遍较低，河水中铀含量变化河水的铀含量普遍较低，河水中铀含量变化范围为（范围为（0.01-30）10-6g/L，且随气候条件变化且随气候条件变化而异。而异。河流水浅

13、流急，流通性好。河流水浅流急，流通性好。沉积速度快，表层沉积物经受沉积速度快，表层沉积物经受“陆解陆解”作用作用的时间短，在成岩早期以至整个成岩过程中均难的时间短，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。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、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

14、影响，但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，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。特别是在后生阶段发生的。沉积阶段主要处于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。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，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而且可从外部带入大量铀而在有利砂体中富集成矿。成矿。（2）滨湖三角洲）滨湖三角洲 在面积较大的湖泊的河流在面积较

15、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。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。化主要产

16、在砂岩中。吉尔伯特型吉尔伯特型三角洲三角洲三角洲平原、三角洲前缘、前三角洲三角洲平原、三角洲前缘、前三角洲顶顶积积前积前积底积底积（3）滨海三角洲相）滨海三角洲相 滨海三角洲的形成有多种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。有机质，并发育有与泥岩互层的透镜

17、状砂体。从岩性组合特点和有机质分布情况来看，以河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。流作用为主的三角洲对铀成矿较为有利。河控河控三角洲三角洲沉积相模式沉积相模式砂岩型铀矿的赋矿砂体形成有多种沉积环境，但对于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：以下条件：（1）砂体的渗透性；）砂体的渗透性；（2）砂体间的连通性；）砂体间的连通性；（3）砂体的成层性。）砂体的成层性。河流相砂体中辫状沉积砂体能满足上述条件，辫状河流相砂体中辫状沉积砂体能满足上述条件，

18、辫状河砂体间的连通和渗透性均较好，成层性也较好；曲河砂体间的连通和渗透性均较好，成层性也较好；曲流河砂体虽然在剖面上曲流沉积常显示二元结构特征，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是很差的，砂体常被洪泛沉积但实际上砂体间的连通是很差的，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。程含铀含氧地下水的渗透运移。4、赋矿砂岩的沉积相和沉积体系 滨湖三角洲与滨海三角洲是形成后生砂岩型滨湖三角洲与滨海三角洲是形成后生砂岩型铀矿化的主要沉积相，其主要原因在于三角洲铀矿化的主要沉积相，

19、其主要原因在于三角洲中发育席状砂体、分流河道砂体和河口砂坝砂中发育席状砂体、分流河道砂体和河口砂坝砂体，而这种砂体的渗透性、连通性和成层性均体，而这种砂体的渗透性、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。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渗透性好的层状砂矿化形成的砂体类型必须是渗透性好的层状砂体、或席状砂体、或似层状砂体（辫状沉积可体、

20、或席状砂体、或似层状砂体（辫状沉积可形成形成“泛连通性层状砂体泛连通性层状砂体”）、或带状砂体。）、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、滨湖三角洲沉积积体系、扇三角洲沉积体系、滨湖三角洲沉积体系和滨海三角洲沉积体系等。体系和滨海三角洲沉积体系等。古气候对成矿有多方面的影响。它影响岩石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

21、机质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、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。因此，导致在不同地下水的性质和铀浓度等。因此，导致在不同的气候区的气候区(期期)内成矿的可能性及矿化成因类型都内成矿的可能性及矿化成因类型都有很大的差别。例如，在高纬度有很大的差别。例如，在高纬度(一般大于一般大于60)的寒冷气候和极地气候带，常年低温少雨，物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。的浸出和化学迁移。5、古气候条件 潮湿的气候条件一般不

22、利于形成后生铀矿床。例如潮湿的气候条件一般不利于形成后生铀矿床。例如赤道附近的热带雨林气候，常年高温多雨，虽然有利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，水中铀含量低铀含量低(n106n107gL甚至甚至n108gL)，地下水位高，含铀溶液进入地下水的较少，大部分带地下水位高，含铀溶液进入地下水的较少，大部分带入江河湖海，所以，在这种情况下不利于形成后生铀入江河湖海，所以，在这种情况下不利于形成后生铀矿床。但在

23、潮湿气候条件下形成的富含有机质或低品矿床。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，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。淀和富集。炎热干旱、半干旱的交替气候有利于后生铀矿床炎热干旱、半干旱的交替气候有利于后生铀矿床的形成的形成。在这种气候下，岩石在旱季强烈机械风化，。在这种气候下，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

24、下水差，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。此外，由于蒸发较大距离的迁移和渗入较大的深度。此外，由于蒸发作用，水中铀含量不断提高，可达到作用，水中铀含量不断提高，可达到n105gL，甚至更高。这样高铀含量的水溶液，进入上述潮湿气甚至更高。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，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

25、的持续作用，就能形成一定规模的后生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。铀矿床。从砂岩型铀成矿的水动力条件分析，地下水的交从砂岩型铀成矿的水动力条件分析，地下水的交替存在渗出方式和渗入方式两种水动力环境区。替存在渗出方式和渗入方式两种水动力环境区。渗出方式区表现在：层间水的运动在剖面上为上渗出方式区表现在：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。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在渗出的水动力条件下，

26、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。部沿断裂进入而发生的。6、水文地质条件 渗入方式区则表现在：层间水的运动在剖渗入方式区则表现在：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

27、致了水的流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。替圈水的渗入作用。渗出方式区可出现于不同的地质构造环境渗出方式区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中，包括从地槽和地台到后地槽和后地台造山区。而渗入方式区只存在于一种后地台次造山区。而渗入方式区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。间的压力比，即压力面处于平衡的位置。上述两种水动力区上述两种水动力区(渗出方式和渗入方

28、式渗出方式和渗入方式)在在自流盆中层间水有动态相遇特征，实际上也是自流盆中层间水有动态相遇特征，实际上也是有分界线的。该分界线相当于渗出方式区所造有分界线的。该分界线相当于渗出方式区所造成水头与渗入方式区所引起的水头相等的面。成水头与渗入方式区所引起的水头相等的面。含铀较高的地下水能够汇集起来形成矿床，含铀较高的地下水能够汇集起来形成矿床，通常具备以下地质条件：通常具备以下地质条件：（1）透水岩层或构造破碎带处于开启状态（）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样的透水岩层或构造破碎带

29、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。流经的岩石充分作用。（2）成矿盆地处于相对缓慢上升过程。一）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。定的氧化还原界面，促使铀的不断富集成矿

30、。（3）蓄水构造和滞水构造的存在是地下水成）蓄水构造和滞水构造的存在是地下水成矿的必要条件。矿的必要条件。如果含铀地下水进入单一的大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造和滞水构造。受顶底板隔水层限

31、制的透水层受顶底板隔水层限制的透水层(如砂岩层如砂岩层);次级向斜构造次级向斜构造;不透水层内的顺层构造带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河道相砂岩、砾岩与河漫相泥质粉砂岩及粉砂岩的过渡带过渡带;河湖三角洲的砂岩透镜体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

32、交叉与收断陷构造，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。敛部位，岩墙穿插透水层的旁侧部位等。层间氧化带对于形成后生铀矿床，特别是砂岩型层间氧化带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。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。化成因特点。

33、7、层间氧化与潜水氧化作用、层间氧化与潜水氧化作用（1）层间氧化带的形成）层间氧化带的形成 由于含氧地下水沿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（过程中，水的氧化还原电位（Eh值）由于氧的值）由于氧的消耗而降低，黄铁矿变为褐铁矿、水针铁矿等，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，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，岩石不再受到氧化。如果下渗

34、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，结果形成顺层的得多，可达几百米甚至更大，结果形成顺层的层间氧化带。层间氧化带。1）层间氧化带的形成及其分带）层间氧化带的形成及其分带1强氧化砂岩；强氧化砂岩；2弱氧化砂弱氧化砂岩；岩；3氧化带尖灭端，铀矿氧化带尖灭端，铀矿体；体；4原生未蚀变砂岩；原生未蚀变砂岩；5不透水泥质岩；不透水泥质岩；6含氧含含氧含铀水流动方向铀水流动方向（2）层间氧化带的分带）层间氧化带的分带 层间氧化带之上通常发育层

35、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，其特征是区，呈面状分布，其特征是Eh值很高，常达值很高，常达+0.3+0.5v，带内岩石中的铁质矿物均被氧化成针铁矿、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，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。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：层间氧化带通常可分为以下几个部分：氧化带氧化带（舌状氧化带，由强氧化砂岩和弱（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

36、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，其于发育褐铁矿而使该带呈浅褐色或黄褐色，其特征是特征是Eh值较高，达值较高，达+0.1v+0.3v，地下水中地下水中铀含量一般为铀含量一般为n105g/L。此带一般不含铀矿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。达几百平方公里，厚度达几十米。氧化还原过渡带氧化还原过渡带（氧化

37、带尖灭端铀矿化（氧化带尖灭端铀矿化带）：带）：该带沿舌状氧化带末端和舌缘呈弧形分布。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，此带中，水中自由氧大部分已被消耗，Eh值迅值迅速降低，并下降为负值，使舌状氧化带的水溶液速降低，并下降为负值，使舌状氧化带的水溶液带入的带入的U6+还原成还原成U4+而沉淀下来。带内岩石铀的而沉淀下来。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。石，并伴有硒、钼和其他元素的

38、富集。该带的颜色由于氧化作用微弱，黄铁矿基本上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，因而呈灰色未氧化，加上形成较多的暗色矿物，因而呈灰色至深灰色。至深灰色。原生未蚀变砂岩带：原生未蚀变砂岩带：位于铀矿化带之下，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不含游离氧。有机质、硫化物和二价铁的矿物均未遭受氧化，均未遭受氧化，Eh值为负值，水中的铀含量较值为负值，水中的铀含量较低，一般为（低，一般为（1-5）10-6g/L。因而无矿化，因而无矿化，岩石颜色保持原样。岩石颜色保持原样。HZK48-0泥砂泥地层结构及层间氧化作用泥砂泥地层结构及层间氧化作用

39、浅部浅部深部深部灰色岩系灰色岩系灰色岩系灰色岩系红色氧化砂体红色氧化砂体辫状三角洲沉积（辫状三角洲沉积（HZK48HZK480,480m0,480m）（箭头方向显示浅水方向）（箭头方向显示浅水方向）1 1、分流河道砂体；、分流河道砂体；2 2、分流河道间湖相泥岩、分流河道间湖相泥岩辫状三角洲沉积（辫状三角洲沉积（HZK48HZK480,450m0,450m）1 1、分流河道砂体；、分流河道砂体；2 2、分流河道间湖相泥岩；、分流河道间湖相泥岩；3 3、河口砂坝砂体；、河口砂坝砂体；4 4、席状砂体、席状砂体 2）潜水氧化的形成及其分带）潜水氧化的形成及其分带 含氧含铀的地表含氧含铀的地表水或地

40、下水在沿透水性较好的浅色砂岩渗透运移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。这种近沉淀富集成矿。这种氧化作用发育的深度随潜氧化作用发育的深度随潜水位的高低而变化水位的高低而变化，因此，因此铀的矿化与古潜水面的铀的矿化与古潜水面的变化相一致变化相一

41、致，其发育深度较小，一般在近地表附，其发育深度较小，一般在近地表附近，近，氧化作用的过程也随上覆盖层的形成而告终氧化作用的过程也随上覆盖层的形成而告终止止。潜水氧化可以呈现垂向分带性，但由于潜水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。响较大，其分带现象一般不明显。潜水氧化型（潜水氧化型（6010矿点）矿点）潜水面潜水面铀矿体铀矿体60796079矿点矿点次生矿化次生矿化砂岩型铀矿床主要受地层、岩性岩相及各种沉积构砂岩型铀矿床主要受地层、岩性岩相及各种沉积构造的控制，但也与断裂构造有一定的

42、联系。一般来说，造的控制，但也与断裂构造有一定的联系。一般来说，在构造切穿有利层位的部位往往有矿化富集现象。另在构造切穿有利层位的部位往往有矿化富集现象。另外，不整合面也往往赋存矿化，矿化位于不整合面之外，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。上不远的距离内。不整合面（通常也是底河道面）代表下伏岩层经不整合面（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；历过长期的风化剥蚀，能够提供充足的铀源；不整合面是一个构造薄弱面，利于后期形成构造不整合面是一个构造薄弱面，利于后期形成构造破碎带，因而能破碎带，因而能提供提供后期含铀地下水运移的良好通后期含铀地

43、下水运移的良好通道；道；8、构造条件 形成砂岩型铀矿床的铀来自那些铀含量较高的岩石，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：为三种：来自周围富铀隆起侵蚀区（潜水氧化型砂岩铀矿）来自周围富铀隆起侵蚀区（潜水氧化型砂岩铀矿）；来自盆地与基底间的古风化壳或基底中有利岩体来自盆地与基底间的古风化壳或基底中有利岩体和地层；和地层；来自盆地本身富铀沉积夹层或中酸性火山岩、凝来自盆地本身富铀沉积夹层或中酸性火山岩

44、、凝灰岩等夹层。灰岩等夹层。铀源区岩石的特点是：铀含量高、活性铀多、分布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。够的铀被淋出。9、铀源条件1、矿体的形态、规模和产状、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：形态比较复杂，概括起来可分为三种：矿体与围岩之间大致整合，呈透镜状、板状、似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。缓，常具多层性。卷状矿体，矿体垂直或大角度

45、斜交岩层面或其他卷状矿体，矿体垂直或大角度斜交岩层面或其他沉积构造，呈沉积构造，呈“卷状卷状”产出，称产出，称“矿卷矿卷”。“矿卷矿卷”大都产在产状平缓的岩层中（大都产在产状平缓的岩层中（5），是层），是层间氧化带型铀矿床矿体的特征形态。热液作用也可形间氧化带型铀矿床矿体的特征形态。热液作用也可形成卷状矿体，矿体形态有单卷、复合卷、成卷状矿体，矿体形态有单卷、复合卷、“S”卷、卷、阶梯卷等，剖面上呈阶梯卷等，剖面上呈“新月新月”形，或形，或“C”形，或钩形，或钩形。单个矿卷的规模变化很大，小到几十厘米，大至形。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几

46、公里。如怀俄明谢利盆地中一个大矿卷就有1000tU3O8。三、矿化特征三、矿化特征矿体形态矿体形态板状矿体板状矿体 SWNE矿体形态特征矿体形态特征1 12J2z12yCJJ2z矿化异常AJ2z1ZKA37ZKA315N工业铀矿体ZKA316BZKA30S1J2z2yJJ2zJ2z21ANEZKA47铀矿体矿化异常BSWZKA30ZKA03矿体形态特征矿体形态特征2 2JJ22z2z11J2z铀矿体AZKA17595NJ2ySBZKA17571ZKA17579矿体形态特征矿体形态特征3 3 复杂不规则状，包括堆状、管状等其他形复杂不规则状，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

47、切联系，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。为后期改造形成，规模一般不大，在我国较多。矿石矿物主要是沥青铀矿、铀石，个别地方还产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、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、碳酸盐矿矿、白铁矿、锐钛矿、黄铜矿、粘土矿物、碳酸盐矿物等，伴生元

48、素有物等，伴生元素有V、Cu、Mo、Se等，有时其含量等，有时其含量可以达到综合利用的标准。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。沿层理分布而呈条带状。2、矿石物质成分、矿石物质成分 矿化分布受地层层位控制。从世界范围来说，主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有少数矿体

49、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（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。弗朗斯维尔岩系）年龄一致。矿化时代分布：美国：矿化时代分布：美国：T、J、E、N；尼日尔：尼日尔：C；日本：日本：E；加蓬：元古代；中国：加蓬：元古代；中国：J2、J3、K、E，常与常与J3/J2、K1/J3、E/K2、N/E之间的沉积间断面有关。之间的沉积间断面有关。3、矿化时代、层位、矿化时代、层位 砂岩型铀矿床的形成包含铀源和成矿过程。铀源主砂岩

50、型铀矿床的形成包含铀源和成矿过程。铀源主要来自铀源层或铀源体。成矿过程则涉及到铀的迁移和要来自铀源层或铀源体。成矿过程则涉及到铀的迁移和沉淀富集因素，并严格受环境的制约。沉淀富集因素，并严格受环境的制约。铀的迁移是在地表水和地下水（一般以铀的迁移是在地表水和地下水（一般以HCO3-型，以型，以SO42-、HCO3-为主）中多以铀酰碳酸盐的形式迁移，在为主）中多以铀酰碳酸盐的形式迁移，在含含SO42-的酸性水体中以铀酰硫酸盐形式迁移。此外，还的酸性水体中以铀酰硫酸盐形式迁移。此外，还可以以其他铀酰络合物形式迁移。可以以其他铀酰络合物形式迁移。铀的沉淀则是与砂岩中的有机质和还原剂（金属硫铀的沉淀则