能源地质学-8-砂岩型铀矿

对成矿有利
巴什布拉克 矿点
成矿前 准备期
对成矿不利， 难成富大铀矿
克拉玛依矿 点
原岩为红杂色建 造
对成矿有利
顶山（？）
成矿后 改造期
含矿层原岩富含 有机质，呈灰色， 易现成层间氧化 带砂岩型铀矿
对成矿有利， 但找矿难度增 加
魔鬼城沥青 山铀矿点
克拉玛 依模式
德克萨 斯模式
油气与铀矿的关系
乌尔和沥青矿
古河道型铀矿床
（ 1 ）形成于中小型自流水盆地或地堑中，盆地面积一般几十至 几百平方公里，盆地具明显的地下水补－径 - 排条件，补给区有 含氧水的渗入，地下潜水层又有稳定的隔水底板。铀矿化可以分 布于古河道中的支流河道中。矿床一般只形成中小型矿床，但是 如果该类型的矿床较多，成群出现，其总储量也可很大。基底型 古河道如果产铀条件有利，也可形成富而大的铀矿床。
吐哈盆地十红滩砂岩型铀矿
成矿模式图（权志高，2002）
层间氧化带砂岩型铀矿成矿模式图
题
纲
一、概况：地浸砂岩型铀矿特征
二、控矿因素分析
三、新疆可地浸砂岩型铀矿概况
（1）伊犁盆地
（2）准噶尔盆地
（3）吐哈盆地
（4）塔里木盆地
（5）中新生代盆地
砂岩型铀矿成矿条件
大 地 构 造 古 气 候 水 文 地 质 岩 相 古 地 理 建造 铀 源
对于基底式古河道型铀矿，如果在盆地盖层与基底建造之间，存在 一个较长的沉积间断，从而在基底的表层形成一个铰厚的风化壳，则 基底岩石含铀性及古风化壳发育厚度是成矿的重要因素。
马林诺夫斯基古河道砂岩型铀 矿平面、剖面地质简图
层间氧化带
主要分布在层间承压含水层中。层间承压 含水层的顶、底板一般都有一个稳定的隔 水层，含氧地下承压水沿层间往下渗透运 移，在水交替迟缓带形成铀矿化。
伊犁盆 地北部 侏罗系
构造特征
南台子侏罗系褶皱
断裂构造
东西向断裂：盆地南缘断裂 构造特征
伊犁盆地南缘东西向的逆冲断层
C
N2
J
T
构造特征
伊犁盆地北缘断裂
盆地中部的近东西向活动断裂
N
J（Q4）
Q2-3
野马渡渡口：直立 的侏罗纪煤层
断层三角面
伊犁河河床
N
J J
J
C-P
C-P
C-P
扎吉斯坦河北东向断裂
补 — 径 — 排水动力系统在整个盆地后生改造成矿期间，稳定而 无大变化（长时间稳定作用），就容易形成大型、超大型可地 浸砂岩铀矿矿集区。
（中亚楚萨雷苏和锡尔达林盆地砂岩铀矿矿集区）。
砂岩型铀矿卷状矿体
砂岩型 铀矿卷 状矿体
卷状铀矿体
岩相古地理和地层岩性条件
泥岩（不透水层）
砂岩（透水层）
泥岩（不透水层）
马林诺夫斯基古河道砂岩型铀矿剖面地质简图
格沉 河 温 矿 地 河 温 局积 组 德 区 铀 盆 德
怀俄明地区早古新世古地理图
大地构造、古气候条件是属于最为重
要的、基础性的，两者共同决定了盆地的构 造地貌形态、盆地的岩相古地理、沉积岩的 岩性及蚀源区、盆地基底和含矿建造的含铀 性，制约了古水文地质、地球化学条件 。
改造
构造运动
大地构造条件
1、成矿前：期强烈的构造岩浆作用，盆地盖层与基底的时差越大，
剥蚀间断期越长，现成高程差；
2、成矿期：褶皱回返而区域进入一个相对稳定的构造环境；构造活
动性不要太强烈，使岩层发生一定程度的倾斜，（地下水的流动）；
3、成矿后：稳定，新构造活动不强烈，保存的盖层条件；
现有的资料表明，如果控制含矿建造富集成矿的补 －径－排水动力系统的补给区和排泄区之间的高差 在５００米～２０００米之间，径流区为一浅埋 （一般埋深<５００米）缓倾（<１５，）斜坡地带， 往往是形成砂岩型铀矿最有利的构造部位。
原岩为红色，没 有或缺乏还原剂
原岩富含有机质 和黄铁矿等还原 剂，呈暗灰色
含矿层呈灰色，有地沥 青或黄铁矿出现，还原 剂含量增加 含矿层的还原剂含量过 高，岩层呈灰黑色 受油气潜育化作用后， 地表强烈碳酸盐化，可 见铁帽和锰帽，岩层强 烈漂白褪色 原生的黄色氧化带被油 气资源再次还原而呈灰 色，使层间氧化带砂岩 型铀矿的现成成为可能， 或原生的矿体被新的还 原带所隐蔽
盆地沉积建造：盆地沉积建造的含铀性是有前二者
决定的。
对于层间氧化带型砂岩铀矿，如果层间氧化带沿倾向发育 不深时，盆地基底和含矿建造的含铀性作用较小，但层间氧 化带发育很深时，盆地基底和含矿建造的含铀性则具有重要 意义。
对于基底式古河道型铀矿，如果在盆地盖层与 基底建造之间，存在一个较长的沉积间断，从而 在基底的表层形成一个铰厚的风化壳，则基底岩 石含铀性及古风化壳发育厚度是成矿的重要因素。
砂岩（透水层）
具有一层透水层（往往为砂岩层）被 上下两层不透水层（如泥岩）所夹持
铀源条件
盆地基底：地壳演化成熟度高，物质分异充分，造成
花岗一流纹质岩石和其它富铀地质体广泛发育，则盆地含矿 建造就具有较高的含铀背景值及良好的供铀能力；
盆外蚀源区：在铀矿成矿期间，富含铀的盆地基底和
盆外蚀源区则又可以为成矿作用提供大量成矿物质来源。
层间氧化带砂岩型铀矿成矿模式图
古气候条件
在盆地接受沉积时，需要一个温湿或半温
湿的古气候条件；（油气还原灰色建造）；
含矿建造沉积期后，应有较长时间的干旱、
半干旱的炎热气候（地表水）；
中国及中亚地区砂岩型铀矿分布简图
（南、北半球中纬度30°干旱的荒漠草原区，红色磨拉石建造 ）
水动力、地球化学条件
（ 2）矿床一般距蚀源区较近，物源主要为盆地蚀源区基底岩石 的风化剥蚀的产物，盆地蚀源区(即地下水的补给区 )一般有富铀 岩体分布，如花岗岩、酸性火山岩等，具有丰富的铀源条件。含 矿建造一般为含有机质的灰色沉积物，并被红色的含碳酸盐的陆 源碎屑物所覆盖。如在含矿建造上覆有玄武岩，往往有利于铀矿 化的保存，以及热改造迭加而形成富矿。矿体一般呈透镜状、似 层状和带状，在矿化富集部位有钻、镍、锦、铅、锌等伴生元素。
Ⅶ
铀 旋矿 回化 的主 砂要 体产 中于 。 、 旋 回 、 旋 回 及
，
每个旋 回都有一 层相对稳 定的砂体。 8个旋回 沉积共发 育有12层 煤层，区 域上比较 稳定的煤 层是5煤 层、8煤 和10煤层。
Ⅰ Ⅱ Ⅴ
容矿岩系沉积体系及沉积相
砂岩型铀矿主要产于辫状河三角 洲沉积体系，其次与冲积扇 - 辫 状河沉积体系及曲流河三角洲沉 积体系有关。而湖沼沉积体系没 有砂岩型铀矿化产出。
……
可地浸砂岩型铀矿具有低采冶成本和 有利的环境保护等突出的优势，是我国和 世界各国当前铀矿找矿的主攻类型。 我国可地浸砂岩型铀矿找矿工作自 90 年代初期以来，已先后在伊犁盆地南缘、 吐哈盆地西南缘、内蒙的二连盆地、鄂尔 多斯盆地、东北的松辽盆地及准噶尔盆地 的西北缘等地相继发现了多处可地浸砂岩 型铀矿，在塔里木盆地西部、柴达木盆地 的东北边缘也相继发现了一些矿化点。
第八章 中国西部 可地浸砂岩型铀矿
据中国地质科学院科研材料改编
题
二、控矿因素分析
纲
一、概况：地浸砂岩型铀矿特征
三、新疆可地浸砂岩型铀矿概况
（1）伊犁盆地
（2）准噶尔盆地
（3）吐哈盆地
（4）塔里木盆地 （5）其他中新生代盆地
1、花岗岩型铀矿
｛
铀 矿
｝ 2、火山岩型铀矿
4、煤岩型
南岭
3、地浸砂岩型铀矿 －北方
分
类
矿床主要是由地下水的成矿作用 而形成的，为外生后成铀矿床， 矿体主要受氧化带控制。
根据含氧地下水对岩石的蚀变作 用方式，与可地浸砂岩铀矿床有 关的氧化带主要有两类：即潜水 氧化带与层间氧化带。
潜水氧化带
也称为孔隙潜水氧化带，分布在地下潜 水位以下至地下潜水层的隔水底板之上， 含氧地下水水交替强烈，岩石中长期充 满孔隙潜水。孔隙潜水氧化带一般不形 成规模较大的工业铀矿床。当含矿层在 同生铀富集的基础上经过后生改造迭加， 也可形成中小型铀矿床。目前所发现的 古河道型铀矿床，绝大部分为潜水氧化 带型矿床。（外贝加尔，云南）
中亚地区中新生代盆地分布简图
地浸砂岩型铀矿特点
1、矿体赋存于沉积盖层松散、透水的砂 质岩石中，也可赋存于基底裂隙中。 2、矿化与围岩为后生、叠置关系；
3、成矿年代主要为新生代，少数可开始 于白垩纪； 4、矿化主要受层间氧化带控制，可保留 至今，也可因为二次还原作用而消失或 部分消失，但矿体仍被保留下来；
SW205
题
二、控矿因素分析
纲
一、概况：地浸砂岩型铀矿特征
三、新疆可地浸砂岩型铀矿概况
（1）伊犁盆地 （2）准噶尔盆地 （3）吐哈盆地 （4）塔里木盆地 （5）中新生代盆地
中国西部地质构造简图
南 强 北 弱
北பைடு நூலகம்向横剖面
1、伊犁盆地
N
伊犁盆地遥感卫星图象
伊犁盆地南缘侏罗纪含矿地层
达拉地砾岩
库捷尔太可地浸砂岩型 铀矿地浸现场
地浸砂岩型铀矿特点
5、矿体平面上呈条带状，剖面上呈卷状。反映 地下水运动方向，也反映成矿物质在不断氧化 －还原－再氧化－再沉淀的不断向前滚动式发 育过程。
6、矿体都为盲矿体，主要找矿手段依靠钻探； 7 、矿石矿物为沥青铀矿和铀石，除 U 外，一般 还有Se、La、Sc、Mo、VTR等伴生元素。矿石 矿物是细分散状，容易被酸或碱浸出。 8、矿床主要由外生含氧水形成，发育于地下水 活跃地区。
乌库尔其钻探现场
一、盆地区域地质及构造演化特征
盆地基底 由中上元古界 及古生界褶皱 岩系和海西期 花岗岩组成， 盖层为中新生 界陆相含煤碎 屑岩建造及红 色碎屑岩建造。
N～Q：弱 伸 展 E末：强 挤 压
K～E：弱伸展—弱挤压 T～J：弱 伸 展 C～P：强 伸 展
伊犁盆地构造演化可分5个阶段
归纳起来，形成大型、巨大型砂岩型铀矿集 中区至少应具备下述条件：沉积盆地面积巨 大、气候干旱、盖层构造稳定、地层产状平 缓；砂岩体分异好、岩相岩性变化小且分布 和延伸稳定、埋深浅、富含还原剂；地下水 的补－径－排水动力系统良好 。
油气对铀成矿作用的影响
油气 作用
含矿原岩特征 油气作用结果 对成矿前或找 矿工作的影响 矿床或矿化 点
容矿层岩屑砂岩，磨圆度较差
实质：盆地蚀源区的含氧富铀的地表水渗入地下，流经含有
还原剂的砂岩层中，溶解出地层中含有的铀（ U2 ＋ ），在氧 化—还原过渡带，铀以U4＋形式沉淀下来 而富集成矿。
补给区：富含铀地质体的广泛暴露和水量补给充足； 径流区：含矿建造组成的埋藏浅、规模大、倾角平缓而稳定的斜坡； 排泄区：最好为规模较大的区域性排泄区；
成矿期II
成矿期I 含矿建造 形成期
白垩纪至老第三纪盆地主要为弱挤 压-弱伸展阶段，盆地内缺失下白垩 统沉积，由于该时期盆地容矿层被抬 升至地表，广泛遭受剥蚀和层间氧化 作用改造，是砂岩型铀矿成矿的有利 时期。
新构造特征
伊犁盆地南部地貌
伊犁盆地南缘西段(乌库尔其) 北北西方向的阶地
南台子侏罗系地层陡立
层间氧化带一般发育在大型自流水盆地， 可以形成大型或超大型的砂岩铀矿床。 （伊犁、楚萨雷苏）
层间氧化带型铀矿床
（1）矿床主要形成于大型自流水盆地中，盆地构造面积一 般几万平方公里，铀矿床规模大，可形成大型或超大型铀矿 床。层间承压含水层具有稳定的隔水顶、底板，沉积物的渗 透性能良好。 （2）铀矿化受水文地球化学障的控制，具明显的水文地球 化学分带性，可划分为完全氧化带、弱氧化带、氧化还原过 渡带和还原带，铀矿化赋存于层间氧化带尖灭端，即氧化岩 石与末氧化岩石的界面上；铀矿化的形成与 CH4 、 H2S 、 Fe2+、Fe3+、有机质和油气作用关系密切。这些聚铀矿剂导 致铀被还原沉淀而富集成矿。矿体呈卷状、层状、透镜状和 带状。与铀矿化伴生的微量元素有Mo、Re、Se、V、 Ag、 Au、Sc、Y、Zn、Ni、Co、TR等，也具明显的分布规律。
达拉地向斜
与东西向盆缘断裂有 关的褶皱轴构造
苏阿苏倒转褶皱
735矿直立的侏罗系
二、地浸砂岩型铀矿成矿地质特征
容矿地层特征
盆地铀矿含矿地层形成于盆地弱 伸展构造发育阶段，主要容矿岩系为 中下侏罗统水西沟群（ J1-2sh ）含煤 碎屑岩沉积 ，地层厚度一般为 300700m。新疆区调队将水系沟群进一步 划分为八道湾组（ J1b ）、三工河组 （J1s）和西山窑组（J2x）。
含矿砂体特征 含矿砂体沉积微相上主要为三角洲 前缘席状砂体亚相或三角洲平原分流河 道亚相砂体，其次为冲积扇前缘的辨状 河流相砂体。砂体形态主要为板状，其 次为带状和透镜状 , 砂体规模较大，砂 体泥质成分含量一般小于 15% ，砂体透 水性较好。含矿砂体岩性主要为岩屑
砂岩、岩屑石英砂岩和岩屑石英杂 砂岩