【铀资源地质学】09砂岩型铀矿床
第九章 砂岩型铀矿床
第九章砂岩型铀矿床概念：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。
二、成矿地质条件1、大地构造背景条件■所有砂岩铀矿的产出都与沉积盆地有关。
■铀矿化多产于邻近基底的中、新生代盆地之中。
■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。
砂岩型铀矿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。
2、产铀盆地条件卷状亚型砂岩铀矿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化过程，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），从而形成盆地双层结构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矿化多分布于辫状河所形成的岩层中。
以河流作用为主的三角洲对铀成矿较为有利。
4、赋矿砂岩的沉积相和沉积体系条件■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体、或席状砂体、或似层状砂体、或带状砂体。
5、古气候条件■炎热干旱、半干旱的交替气候有利于后生铀矿床的形成。
■蒸发作用使水中铀含量不断提高，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。
6、水文地质条件■地浸砂岩铀矿只存在于渗入方式的成矿类型中。
2）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（2）成矿盆地处于相对缓慢上升过程。
（3）存在蓄水构造和滞水构造。
7、层间氧化与潜水氧化作用条件层间氧化属成岩后的氧化，对于地浸砂岩型铀矿床具有特别重要的意义。
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2）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。
砂岩型铀矿床
砂岩型铀矿最新研究进展砂岩型铀矿是指产于砂岩、砂砾岩等碎屑岩中的外生后成铀矿床，以分布广、矿石品位较低、中小规模为主且易开采冶炼等特点著称（地球科学大辞典编委会，2005）。
总的来看，砂岩型铀矿在世界铀资源总量中占有重要地位，其资源量约占世界铀总储量的18%，仅次于不整合型铀矿和角砾杂岩型铀矿，位居第三位（C. W. Jefferson等，2007）。
显而易见，砂岩型铀矿床是一种十分重要的铀矿工业类型。
砂岩型铀矿分布广泛，各大洲均有产出（图1），较集中的地区为北美、中亚、俄罗斯远东地区和欧洲大陆中部等，但以美国和中亚地区最为典型。
北美洲的砂岩型铀矿产于美国的科罗拉多高原、怀俄明盆地、新墨西哥州和德克萨斯沿海平原的中新生代盆地；在非洲大陆，尼日尔、加蓬和南非也有大量的砂岩型铀矿床；中亚的哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、吉尔吉斯斯坦等分布有丰富的砂岩型铀矿；俄罗斯、蒙古、中国和澳大利亚及西欧等国家也有大型砂岩型铀矿的矿集区，其资源潜力尤为可观。
图1 世界主要砂岩型铀矿分布示意图（T. Matverva等，2007）大地构造背景砂岩型铀矿床受构造运动影响较大，绝大多数矿床分布在中间地块和活化台地的一级隆起构造及其边缘地带。
以美国和中亚地区的砂岩型矿床为例，根据其产铀盆地演化模式及其构造背景（表1），可以看出这些盆地基底构造背景演化的特点主要表现为以下几种类型：1）盆地基底主要以前寒武系为主, 盆地直接发育在已经固结的加里东皱褶带基底上, 该区已经进入相当稳定的构造环境, 地台弱活化导致的断裂活动构造数量及活动性有限。
因此, 发育其上的盖层沉积具有分布面积大, 相带分异相对完善的特点, 从而形成巨大而良好的储矿空间；2）盆地基底主要以古生代皱褶系为主，在挤压应力作用下呈现隆拗相间的格局, 盖层沉积表现为一系列的盆地群, 且盖层分布面积和层间氧化带发育规模都较小。
直接的成矿构造单元是沉积盆地，以中亚砂岩型铀矿为例，当地学者把整个中亚盆地分为造山带盆地和次造山带构造盆地两种类型, 次造山带盆地再分为地垒式复背斜盆地和台向斜盆地（表2）。
铀资源地质学 09砂岩型铀矿床
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 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，所以，在这种情况下不利于形成后生铀 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， 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。
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。
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 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 间的压力比，即压力面处于平衡的位置。
上述两种水动力区(渗出方式和渗入方式)在 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 成水头与渗入方式区所引起的水头相等的面。
河控三角洲 沉积相模式
4、赋矿砂岩的沉积相和沉积体系
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：
（1）砂体的渗透性； （2）砂体间的连通性； （3）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， 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 程含铀含氧地下水的渗透运移。
铀资源地质学-砂岩型铀矿床
從地殼運動的活動程度看，砂岩型鈾礦
②河流水淺流急，流通性好。
③沉積速度快，表層沉積物經受“陸解”作用 的時間短，在成岩早期以至整個成岩過程中均難 以形成大規模高品位的鈾礦化；絕大多數河流相 地層的鈾背景值不高，平均鈾含量較低，只有在 少數局部環境中，在成岩作用的影響下，可能形 成一些稍高品位的鈾富集。
沉積砂體的特徵對含鈾成礦溶液的遷移、 儲存以及鈾的沉澱和富集都有重要的影響，但 這種影響不是在沉積階段，而是在成岩階段， 特別是在後生階段發生的。沉積階段主要處於 氧化環境、水中鈾含量低，不利於鈾的沉澱。 在成岩階段，在脫硫細菌和有機質作用下，不 僅可使成岩階段沉澱的鈾含量重新活化轉移， 而且可從外部帶入大量鈾而在有利砂體中富集 成礦。
滲出方式區可出現於不同的地質構造環境 中，包括從地槽和地臺到後地槽和後地臺造山 區。而滲入方式區只存在於一種後地台次造山 大地構造環境裏，這主要取決於上升與下降水 間的壓力比，即壓力面處於平衡的位置。
上述兩種水動力區(滲出方式和滲入方式)在 自流盆中層間水有動態相遇特徵，實際上也是 有分界線的。該分界線相當於滲出方式區所造 成水頭與滲入方式區所引起的水頭相等的面。
對於砂岩型鈾礦，特別是卷狀亞型鈾礦，鈾成礦必 須具備兩個階段，早期賦礦砂體的形成，晚期活化構 造產生，層間氧化帶形成。所以盆地動力學條件往往 有個轉制過程，常表現為早期弱伸展，晚期轉為弱擠 壓，從而形成盆地雙層結構。
砂岩型铀矿矿化类型及分布规律
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1
汇报提纲
Ø 引言
Ø 西、中、东构造域已知砂岩型铀矿床的主要 区别
Ø 砂岩型铀矿床容矿层位的变化规律及其原因
Ø 矿化类型（成矿作用）上的变化规律及其原 因
Ø 成矿（矿化）年龄上的变化规律及其机制
Ø 中国砂岩型铀矿两大成矿体系
Ø 结语
(1):世界核协会2010年7月报道地浸采铀占世界
砂岩铀生产的份额已达到36%。
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当今十大铀资源国：可靠资源+推断资源 （×103tU ）
上述10个国家中哈、尼、美几乎Fra bibliotek是砂岩铀资源，俄、中砂岩铀资源亦占相当大的比例
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哈萨克斯坦、加拿大、澳大利亚近年来的铀生 产量（tU）及其占世界总产量的份额（%）
Ⅱ—西北—华 北暖温带干湿 过渡区；
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Ⅲ—南疆—华 南亚热带干旱 气候区；
Ⅳ—西藏热带 潮湿气候区；
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4.矿化类型和成矿作用上的变化规 律及其原因
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从中国以西的哈萨克斯坦、乌兹别 克斯坦砂岩铀矿省到中国西部、中部、 东部主要成矿作用从层间氧化成矿作用 逐渐转变为多种成矿作用（古层间氧化、 沉积成岩、潜水氧化）共存，再到完全 由沉积成岩成矿作用为主导。
变化规律是：哈乌的上白垩统（主要）和古
（新）近系
（中国西构造域）中下侏
罗统（主要）和下白垩统（次要） 中国
中构造域中侏罗统、上白垩统（主要）、下
白垩统（次要）并重
中国东构造域上
白垩统。
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（4）容矿层位变化的原因
图9 俄罗斯砂岩型铀矿区划及矿床分布和容矿层时代图
400
8 00km 800km
K2 K1
砂岩型铀矿 Sandstone-hosted U deposit 含鱼骨碎屑粘土岩型铀矿
Clay-hosted U deposit associated with fossil fish bones
50° N
Ⅷ
-1 Ⅰ
莫斯科
P C Ⅴ Ⅴ-1 N1 E3 Ⅸ
勒 拿 河 叶 尼 塞
瑟克特夫卡尔
鄂 毕 河
容矿层位 Ore-bearing horizons 砂岩型铀矿成矿区(带) Sandstone-hosted U metallogenetic area/belt 铀成矿省 Uranium metallogenetic province 潜在铀成矿 省 Potential Uranium metallogenetic province 国界线 National border
-1 Ⅰ
蒙古 60°E 70°E 80°E 90°E 100°E 110°E 120°E 130°E 140°E
可用CorelDRAW、AI等绘图软件编辑
引用格式:
王飞飞,刘池洋,邱欣卫,郭佩,张少华,程相虎.2017.世界砂岩型铀矿探明资源的分布及特征[J].地质学报,91(9):2021-2046 Wang Feifei, Liu Chiyang, Qiu Xinwei, Guo Pei, Zhang Shaohua, CHENG Xianghu. 2017. Characteristics and distribution of world's identified sandstone-type uranium resources. Acta Geologica Sinica, 91(9):2021-2046
铀资源地质学实验
二、实验内容：
1、火山岩型铀矿床成矿理论回顾 2、实验矿床介绍 （1）660矿床、610矿床简介 （2）矿床分析步骤与分析方法提示 3、矿床资料：包括文字资料、图表、标本、薄片、 光片等
三、实验安排及重点：
1、实验老师先结合理论课内容对矿例进行介绍，分 析矿床的区域背景、矿床的地质概况、矿化特征及成矿 过程等。
发光分析快速简便，结果可靠。如能与其他方法配合使用， 就能取得较好的效果。
ห้องสมุดไป่ตู้
2、常见铀矿物的特征介绍
包括物理特征、放射性特征、荧光特征等多个方面
3、矿物种
沥青铀矿、晶质铀矿、铀黑、钛铀矿、铈铀钛铁矿、 铀石、脂铅铀矿、红铀矿、水沥青铀矿、钙铀云母、钡 铀云母、铜铀云母、芙蓉铀矿、纤铀碳钙石、板菱铀矿 等。
2、突出富铀层位在成矿中的重要性，强调后期改造 的关键性。
3、学生自我观察与分析。
四、实验作业：
总结碳硅泥岩型铀矿床成矿的一般特征。
2、强调沉积环境、氧化作用与铀成矿的关系。 3、学生自我观察与分析。
四、实验作业：
总结砂岩型铀矿床成矿的一般特征，并对比层 间氧化带型和潜水氧化型铀矿床的异同。
实验六、碳硅泥岩型铀矿床
一、实验目的：
通过本次实验，要求学生掌握碳硅泥岩型铀矿床的 成矿地质条件和矿化特征的分析思路和分析方法，并能 够比较熟练的掌握本类铀矿床的一般特点。
（1）放射性照相 放射性照相是利用铀、钍矿物对照相底片辐照后能使其感光
的特性来检查铀、钍矿物和研究其分布特点的方法。 该方法要求将含有铀、钍矿物的标本磨制成光面或光片。在暗室
中将光面或光片紧压在照相底片(最好是X光底片)上，样品即自行 对底片发生辐照(同时可用弱光源在底片上作好定位标记)。经过一 段时间后，取出底片，按规定处方冲冼即可。底片上与铀、钍矿物 对应处因受射线辐照而变黑，其黑度与矿物中铀、钍含量及辐照时 间成正比。辐照时间可通过试验确定，以变黑部分的轮廓比较清晰 为宜。据试验，沥青铀矿等铀含量高的矿物只需4－5小时的辐照即 可；铀含量1－5％的矿物需时1－3日，铀含量0.5－1％的矿物需时 3－5日。当铀矿物单体很细小时，需适当延长辐照时间。
砂岩型矿床地浸采铀多层矿体开采
重叠矿体地浸开采探索王海峰（核工业北京化工冶金研究院，北京 101149）摘要：随着我国砂岩型铀矿床多层矿体资源的增加，其开采方法的研究与试验已被重视，特别是多层矿体分层分阶段开采，虽然受诸如各层资源的分布及矿山规模的确定，含水层与矿层之间的关系，各分层开采之间的衔接，钻孔使用寿命等多种因素的影响，但采用PVC封隔器的方法施工钻孔，无论先采上层还是先采下层都能得到实现。
关键词：地浸采铀；铀矿床；多层矿体；分层开采1 前言近些年来，无论是地浸矿山生产探矿还是以找矿为目的的地质勘探，含有多层砂岩型铀矿体的矿床经常被揭露，2层、3层甚至更多层，多层矿体的资源量逐年增加。
虽然我国地浸采铀技术已成熟，并在40年的研究、开发中先后在云南、新疆和内蒙古建成多座地浸采铀矿山，但是，迄今为止我国所开采的矿床都以单层矿形式开采，从未涉及多层矿体的分层开采。
因此，目前我国还不具备多层矿体分层开采的技术。
对于多层矿体，开采最直接或最简单的办法是分别对每层独立施工钻孔。
以上下2层矿为例，分别施工上部和下部的钻孔，然后对每一层同时开采，开采工艺与单层矿体开采相同。
但是，这种开采工艺因重复施工钻孔会造成开采成本增大。
如果能对多层矿体仅一次施工钻孔，穿过多层矿体，建造多层过滤器，然后对每层矿体在互不干扰的条件下分阶段开采，这样，既能节省钻孔费用和降低浸出剂消耗，又能使各分层浸出充分，提高浸出液铀浓度，更多地回收铀资源。
这种工艺在砂岩型铀矿床多层矿体开采中能否实现，正是本文讨论的重点。
2 我国砂岩型铀矿床多层矿体资源2.1 多层矿体资源随开采和勘探的进行，核工业地质勘探部门在新疆蒙其古尔铀矿床已提交资源量上万吨，估计总资源量还会成倍增加，其中部分资源为多层矿，如图1所示。
新疆库捷尔太铀矿床Ⅰ旋回和Ⅱ旋回矿体部分为多层矿，资源量上千吨。
这两个矿床多层矿的开采已列入规划，研究其工艺技术势在必行。
同时，在新疆乌库尔其铀矿床地浸开采试验、内蒙古通辽铀矿床和新疆十红滩铀矿床的地浸工程建设过程中，也频繁揭露多层矿矿体。
第七章4砂岩型铀矿床
7.4 砂岩型铀矿床
砂岩型铀矿床具有很大的工业意义，其储量约占世界 铀储量的30%。在我国，该类型铀矿床储量也不少，特别 是可地浸砂岩型铀矿，是我国当前主要的找矿方向。 可地浸砂岩型铀矿床 是指产于渗透性较好的砂岩中 的铀矿床，这种矿床的矿石质量好，品位中等（U 0.050.2% ） ， 易 于 加 工 。 该 类 型 矿 床 埋 藏 浅 （ 几 十 米 至 300m），产状平缓，利于勘探及原地浸出开采。 许多国家都有此类型矿床，其中分布很广、储量很大 的有中亚地区的哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦，澳大利亚、 美国等。 但有的砂岩型铀矿床的矿石胶结较致密，渗透性差， 不能原地浸出开采。如西非7.4.1.2 产铀盆地的结构特点 1、盆地结构
图8-5 以花岗岩为基底的含火山岩盖层的盆地构造 1——安山岩、安山集块岩；2——凝灰岩；3——含有 机质凝灰质细砾岩；4——复成分砾岩；5——似斑状黑 云母花岗岩；6——矿体；7——断层
图8-4 堆状矿体产于燕山期花岗岩为基底的新第三纪盆地内 I——花岗岩；2——花岗岩风化壳；3——上新统第1段含砾砂岩； 4——富矿体；5——贫矿体；6——似层状矿体淋滤残余体
7.4.1 成矿地质条件
7.4.1.2 产铀盆地的结构特点
3、盆地盖层构造
成岩期后或沉积期的构造运动所造成的盖层沉积构造形 态，对矿床的分布起重要作用。矿化带出现在盖层背、向 斜或基底隆起的翼部。著名的美国格兰茨矿带分布于祖尼 隆起的北缘，示于图11。在许多断陷盆地中，盆地两侧或 一侧的沉积前或沉积期断层，控制盆地的形成和发展。矿 体常沿盆地边缘的断层附近分布，示于图12。加蓬波因吉 矿床是其矿体受断裂构造控制的典型例子，示于图13，该 矿床产于中非地台西部以花岗岩为基底的断陷盆地中，含 矿地层为早元古代末期地层(1745百万年)。还有一些矿床 直接产于断裂构造中，示于图14。
砂岩型铀矿——铀矿家族的宠儿
砂岩型铀矿，简单来说，就是形成在砂岩中的一种铀矿床。
成矿作用可以简单地理解为原本在地表附近分散的铀，经过一系列氧化还原作用，由地下水携带汇聚然后沉淀，逐渐形成了有工业价值的矿床。
而砂岩通常具有较大的渗透率，是自然界中地下水迁移的主要通道，所以这类铀矿床也就常常形成在砂岩之中，称之为砂岩型铀矿。
矿体形态通常呈板状或卷状，主要铀矿物为沥青铀矿、铀石，等等。
砂岩型铀矿是当今世界重要的铀矿床类型之一，据有关资料统计，世界铀矿资源总储量的46%以上都以砂岩型铀矿的形式存在，是当前各国铀矿勘查和开发的首选目标。
这种类型的铀矿在世界各地均有分布，不过主要集中分布在两大著名的成矿带：北美成矿带和中亚成矿带。
北美成矿带北起加砂岩型铀矿文图/叶 荣 王振凯 鲁 美——铀矿家族的宠儿第一作者简介 叶荣，教授，主要从事勘查地球化学、矿床地球化学研究。
> 砂岩型铀矿产地分布图（改绘自田松林，2015）1415拿大萨斯喀彻温省内的阿萨巴斯卡盆地，南至美国怀俄明盆地，南北跨度达1 490千米，东西宽度398千米，产出众多砂岩型铀矿，已成为北美重要的铀矿战略资源。
中亚成矿带横跨哈萨克斯坦、俄罗斯、蒙古及我国北部等地区，构成近东西向展布的成矿带，俄罗斯近75%的铀矿资源出自于此。
我国在进入21世纪以来，铀矿的勘查取得了巨大进展，新发现的资源量占到了目前全国铀资源的41%。
特别是在北方伊犁盆地、吐哈盆地、鄂尔多斯盆地、二连浩特盆地、松辽盆地等地区发现了一系列大型、特大型砂岩型铀矿，使其一跃成为我国储量最多的铀矿类型。
同时在北方这些地区仍有大面积的铀异常亟待查证，铀矿资源潜力巨大。
成矿的温床：砂岩型铀矿的构造环境和气候环境砂岩型铀矿的特点主要表现在其对成矿环境的要求，包括两个方面：构造环境和气候环境。
构造环境方面，根据砂岩型铀矿的成矿过程可以分成三个阶段：首先，汇聚形成矿床的铀主要来自于区域上存在的富含铀元素的岩体，这类岩体往往伴随一系列岩浆运动和变质作用形成；第二，矿床所处的环境——砂岩层的形成，要求构造环境平静稳定，以沉积作用为主，利于形成较大规模的砂体，同时在砂岩层的上下通常还要求形成透水性差的泥岩，利于矿体的保存，地层垂向剖面上就出现了“泥岩—砂岩—泥岩”的特征；最后，在有了充足的物质来源和合适的成矿环境后，接下来就是成矿作用的发生。
砂岩型铀矿成矿机理
砂岩型铀矿成矿机理
砂岩型铀矿是一种主要产于砂岩地质体中的铀矿，其成矿机理主要受到地质构造、沉积环境、热液活动等多种因素的影响。
首先，地质构造对砂岩型铀矿的形成有着重要作用。
在具有一定构造背景的沉积盆地中，构造断裂、褶皱等地质构造活动可以改变沉积环境，促进铀的富集。
例如，断裂活动可以使含铀的流体在岩层中聚集形成较高浓度的铀矿体。
其次，砂岩型铀矿的形成也与沉积环境密切相关。
一些高质量的含铀沉积岩石，如砂岩、泥岩等，往往是由富含铀的流体在沉积盆地中沉积而成。
这些流体通常是由深部岩浆的热液活动、地下水的流动、化学反应等多种因素引起的。
此外，热液活动也是砂岩型铀矿的重要成矿因素之一。
砂岩型铀矿往往分布在具有一定破碎度的地层或构造中，这些地层或构造往往是由于热液活动引起的。
热液活动可以使流体在地层或构造中形成较高浓度的铀矿体。
总之，砂岩型铀矿的形成是一个复杂的过程，多种因素交织作用，但地质构造、沉积环境和热液活动是其形成的关键因素。
对于砂岩型铀矿的勘查和开发，需要充分考虑这些因素的影响，并制定相应的勘探和开发策略。
- 1 -。
砂岩型铀矿成矿机理
砂岩型铀矿成矿机理
砂岩型铀矿是指铀矿床主要分布在沉积砂岩中的一种成矿类型，其成
因与地质作用密切相关。
研究砂岩型铀矿的成矿机理对于矿床的勘探
和开发具有重要的意义。
砂岩型铀矿的形成需要满足三个条件：一是原始岩石中含有足够量的
铀元素；二是存在可以提供还原条件的还原物质来还原U6+为U4+，并将铀元素从岩浆或岩浆流体中移动到砂岩之间；三是砂岩介质中存
在合适的钝化剂来稳定U4+，否则就会被氧化变成可溶性的U6+，流失到深部或表层。
砂岩型铀矿的成因主要有4种，即浸染作用、晕染作用、胶结作用和
脱附作用。
其中最常见的是浸染作用，即铀元素以水溶液的形式流动
到砂岩中，沿砂岩孔隙和裂缝逐渐深入，放射性矿物在砂岩中形成伴
随矿物。
砂岩型铀矿的成矿机理受到多种因素的影响，如地质构造、成矿流体、砂石孔隙度与连通性、赋矿岩石性质等。
常常与裂隙带、构造带、岩
石的孔隙、粘结作用等有关。
总之，砂岩型铀矿的成矿机理是一个高度复杂的地质过程，需要多因
素共同作用，由于地质作用的多样性，每种铀矿床的成因过程各不相同，对于研究砂岩型铀矿的成矿机理需要深入探究各种复杂因素的相互联系，才能更好地为矿床勘探和开发提供科学依据。
砂岩铀矿
砂岩型铀矿床一.砂岩型铀矿床概况。
砂岩型铀矿床是指工业化主要产于砂岩中（包括产于含砾砂岩、粉砂岩、泥岩中）的铀矿床，矿床一般属后生成因。
这类矿床具极大的工业意义，它的分布遍及世界各地，工业储量与世界铀储量得30%±，以美国中亚加蓬、尼日尔等最为突出，据首往的美国砂岩铀矿，是五十年代初发现的，这种类型的矿床占美国美国总储量的95%以上，主要分布在美国西部地区，尤以科罗拉多高原和怀俄明盆地的沉积岩为主，尼日尔的砂岩型铀矿床储量仅次于美国，该国的铀矿类型全部为砂岩型，加蓬的铀矿床主要类型也为砂岩型，并产有世界上独一无二的奥克洛矿床，该矿床以“奥克洛现象”而闻名于世。
“奥克洛现象”即天然核反应堆，是由于砂石的品位很高（属沉积成岩型铀矿床），铀元素自发地产生核链式裂变反应的现象。
此外，如哈萨克斯坦、乌克兰、澳大利亚、日本和法国均有一定程度的产生。
我国的砂岩型铀矿床是我国重要的工业铀矿化类型，它占我国储量的1/5±，但与国外重要矿床相比，其规模小，寻找大型矿床目前未能取及大的突破，我国砂岩型铀矿床最早是在1955年於新疆伊犁盆地侏罗纪煤多含铀地层中发现的。
大规模的沙岩型铀矿床的发现是在六十—七十年代相继突破的。
该类矿床的工业意义在于，矿石质量好，品质中等，一般在0.1%-0.2%上，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）。
从而提高经济效益。
二．成矿地质条件特征△△1．大地构造背景位于两个不同构造单元的接址地带。
如地槽褶皱带与相邻近的中生带盒地（褶皱带前缘的次级断陷或凹陷中，少数在大型盆地边缘或位于板块构造中的缝合线附近，成矿具近源特点。
如美国科罗拉多高原，我国华北地台北缘的一系列盆地。
从地壳运动的活动程度看，砂岩型铀矿床最有利的背景是地壳运动半稳定区，这是因为，（下接讲稿 1.区域地质构造特征之①②③）△△△2.中新生代盆地的分布受区域地质构造的控制，展布方向与区域构造一致，西部地区基本是在海西褶皱带上发展起来的，盆地主要沿EW方向或NNW方向分布形成一系列山间坳陷和山前盆地；东部地区是在加里东地台的基础上发展起来的，形成一系列线型小型断陷盆地，呈NW ——NNW方向展布，规模上相对西部要小，滇西地区主要产於SN向构造控制之下，所以盆地呈SW向产生，规模上多为中小型。
铀资源地质学 09砂岩型铀矿床
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 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，所以，在这种情况下不利于形成后生铀 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， 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。
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 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 间的压力比，即压力面处于平衡的位置。
上述两种水动力区(渗出方式和渗入方式)在 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 成水头与渗入方式区所引起的水头相等的面。
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。
受顶底板隔水层限制的透水层(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。
砂岩型铀矿床中铀矿物的形成机理
项 目 U 含量 ( ×10 - 6) C有含量 ( ×10 - 2) S 含量 ( ×10 - 3)
pH Eh ( mV) 岩石颜色 铁离子含量对比
铀的存在形式
水质类型
氧化带
3125 01049 01562 811
> + 57 褐黄Ο浅黄 Fe3 + > Fe2 + [ UO2 ( CO3) 3 ] 4 [ UO2 ( CO3) 2 ] 2 HCO3·SO4ΟCa·Na SO4·HCO3ΟCa·Na
有机质 沉 淀 铀 是 一 种 复 杂 的 物 理 化 学 过 程 , 下面从还原 、络合 、离子交换作用方面 加以阐述 : 3121111 有机质的还原作用
有机 质 在 厌 氧 细 菌 的 作 用 下 可 分 解 出 CH4 , 后 者 与 SO24 - 反 应 生 成 H2 S , 成 为 UO22 + 的主要还原剂 , 这是铀矿物形成的主要 因素之一 。由于硫化氢等还原剂的形成 , 造 成 Eh 值迅速下降到 - 100 mV 以下 , 使 UO22 + 处于过饱和状态 。
2 可地浸砂岩中的铀矿物
根据前述 , 铀在砂岩的氧化还原过渡带 沉淀下来形成铀矿物 , 其种类很少 , 主要是 沥青铀矿 (占 90 %以上) , 其次为铀石 , 推测 还含有再生铀黑 。因此 , 沥青铀矿是其主要 工业铀矿物 。除了形成肾状和葡萄状集合体 外 , 它主要充填于炭屑木质细胞腔 ,有时呈显 微浸染状产于炭屑附近的填隙物中或散布于 砂岩的填隙物中[3 ] 。同铀矿物形影不离的是
我国砂岩型铀矿床研究与勘查新进展
我国砂岩型铀矿床研究与勘查新进展张新民【摘要】Sandstone-type uranium deposit occurs usually in the interstratified oxidation zone of a Mesozoic-Cenozoic basin. The deposit occurs commonly at the depth. It’s prospecting methods are: 1) Adsorption radon by activated carbon;2) Geochemical survey of radioactive water;3) Partial extraction of the associated elements by humic acid; 4) Partial extraction of uranium and associated elements; 5) Deep-penetrating geochemistry; 6) Geo-electrochemical method. This paper has a discussion on principle, operating procedure and matters needing attention for these methods, and believes good results of comprehensive methods.%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。
砂岩型铀矿成分
砂岩型铀矿成分简介砂岩型铀矿是一种重要的铀矿类型，其成分包括矿石矿物、主要元素和次要元素等。
本文将就砂岩型铀矿的成分进行全面详细、完整且深入的介绍。
矿石矿物砂岩型铀矿的矿石矿物主要有以下几种：1.铀矿石：砂岩型铀矿的主要矿石是铀矿石，包括铀铅矿、铀钍矿和铀铜矿等。
其中，铀铅矿是最常见的一种，其化学式为U3O8，含有丰富的铀元素。
2.硅质矿物：砂岩型铀矿中还含有一定量的硅质矿物，如石英和长石等。
这些硅质矿物对矿石的形成和富集起到了重要的作用。
3.黄铁矿：砂岩型铀矿中常常伴生有黄铁矿，其化学式为FeS2。
黄铁矿的存在对铀矿石的富集和分布具有一定的影响。
主要元素砂岩型铀矿中的主要元素主要包括铀、氧、硅、钍等。
1.铀：砂岩型铀矿的主要成分是铀，其化学符号为U。
铀是一种放射性元素，具有较高的核裂变能力，是核能的重要燃料。
2.氧：氧是砂岩型铀矿中的重要元素，其化学符号为O。
氧在铀矿石中以氧化物的形式存在，如U3O8。
3.硅：硅是砂岩型铀矿中的次要元素，其化学符号为Si。
硅质矿物在砂岩型铀矿的形成和富集过程中起到了重要的作用。
4.钍：钍是砂岩型铀矿中常见的次要元素，其化学符号为Th。
钍在铀矿石中作为稳定同位素存在，其含量可用于铀矿石的年代学研究。
次要元素砂岩型铀矿中的次要元素包括钠、钾、钙、镁、铝、钛等。
1.钠：钠是砂岩型铀矿中的重要次要元素，其化学符号为Na。
钠的存在对砂岩型铀矿的形成和富集起到了一定的影响。
2.钾：钾是砂岩型铀矿中常见的次要元素，其化学符号为K。
钾的含量与砂岩型铀矿的成矿环境和成矿过程密切相关。
3.钙：钙是砂岩型铀矿中的次要元素，其化学符号为Ca。
钙的存在对砂岩型铀矿的形成和富集具有一定的影响。
4.镁：镁是砂岩型铀矿中常见的次要元素，其化学符号为Mg。
镁的含量与砂岩型铀矿的成矿环境和成矿过程密切相关。
5.铝：铝是砂岩型铀矿中的次要元素，其化学符号为Al。
铝的含量与砂岩型铀矿的形成和富集密切相关。
砂岩型铀矿讲解
姓名：周祥 班级：1320203Z 学号：2013202矿是一种赋存于沉积盆地中的核能源 矿产。 它是富含U（6价）的地下水在砂岩中运移至层 间氧化带边缘，以还原作用或者吸附作用等方 式沉淀U（4价）富集而形成的矿体。（后生矿 床）
成矿作用晚于围岩，并且矿体和围岩往往是在不同地质作用下形成的矿床。
砂岩型铀矿的分类
砂岩型铀矿时空分布特征
1.砂岩型铀矿含矿目的层分布特征 2.成矿作用年代 3.砂岩型铀矿空间分布特点
1.砂岩型铀矿含矿目的层分布特征
中国中新生代盆地地层对比
2.成矿作用年代
• 中国铀矿床成矿年龄统计图
3.砂岩型铀矿空间分布特点
中 国 铀 成 矿 分 布 图
世界大型铀矿分布图
矿。
水成模式理论
层 间 氧 化 带 砂 岩 型 铀 矿 成 矿 模 式 图
水成模式理论
砂 岩 型 铀 矿 氧 化 还 原 分 带 模 式 图
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后生改造型铀矿
• 潜水氧化带型 • 层间氧化带型
由含氧地下水垂直向下 夹持于不透水岩层（泥 迁移并使砂岩层发生氧 岩）之间的透水砂岩中 化的潜水氧化作用，把 的，由于携带铀的含氧 水中铀迁移到隔水板顶 承压地下水沿渗透水砂 板，并在此处使其所携 岩向下方运移，在氧化 带的铀被还原吸附而沉 带前锋处铀被还原而沉 淀富集的砂岩型铀矿。 淀富集形成的砂岩型铀
试论砂岩型铀矿成矿机制和成矿作用动力学问题
试论砂岩型铀矿成矿机制和成矿作用动力学问题砂岩型铀矿是指铀在砂岩中形成的矿床类型，也是全球最重要的铀矿类型之一、砂岩型铀矿主要分布在世界各地的中新、三叠系砂岩中，如美国的科罗拉多高原、加利福尼亚杂岩、加拿大的亚伯达地区和澳大利亚的来自所属地区等。
本文将从成矿机制和成矿作用动力学两个方面对砂岩型铀矿进行试论。
成矿机制是指砂岩型铀矿形成的基本过程及其控制因素。
砂岩型铀矿的形成与河流和湖泊等环境有关。
矿物颗粒在河流或湖泊沉积过程中，铀作为溶质富集在一些特殊的沉积环境中，如还原环境。
在这种环境中，铀会以氢氧化物和氧化物的形式富集在沉积物中，形成铀矿化。
在后期的地质过程中，砂岩层可能会被抬升到地表或近地表位置，形成矿床。
砂岩型铀矿成矿作用动力学是指砂岩型铀矿形成的动力学过程及其控制因素。
矿床的形成过程通常包括溶解、输运、沉积和矿化等环节。
首先，铀溶解于地下水中。
然后，在地下水流动的过程中，铀会从地下水中析出，并在沉积物中富集。
最后，在一定条件下，铀会与沉积物中的特定矿物质反应，并形成铀矿化。
研究表明，砂岩中的有机质是砂岩型铀矿成矿的重要因素之一、有机质可以作为还原剂，促进铀的富集和矿化，并对矿床的形成起到重要作用。
砂岩型铀矿的成矿作用动力学还受到水文地质条件、地下水流动速度、氧化还原条件等因素的影响。
水文地质条件直接决定了地下水的溶解度和运移能力，进而影响铀的富集和矿化。
地下水流动速度越快，就越有利于铀的迁移富集和矿化。
氧化还原条件对砂岩型铀矿的成矿也有重要影响。
在还原环境中，铀容易以氢氧化物和氧化物的形式富集在沉积物中，从而形成矿化。
而在氧化环境中，铀则容易被氧化为可溶性的形式，并从沉积体中迁移，从而使矿床形成。
砂岩型铀矿的成矿机制和成矿作用动力学是一个复杂的问题，涉及多种因素的综合作用。
研究砂岩型铀矿的成矿机制和成矿作用动力学对于矿床资源评价和找矿勘查具有重要意义。
未来的研究应进一步深入探讨砂岩型铀矿的形成过程、富集机制和控制因素，提高寻找和开发砂岩型铀矿的能力。
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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
③
③
②
C
①
P3
P2
P1
③
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。