我國砂巖型鈾礦多階段成礦成因探討

陳戴生，李曉翠

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京，100029）

砂巖型鈾礦是我國當前鈾資源總量及資源增長量均居首位的礦床類型，在鈾礦四大類型排序中已由第3位躍居為第1位。其看好的發(fā)展前景使人們得以深入探討砂巖型鈾成礦機制，從而豐富了砂巖型鈾成礦理論。

我國中新生代盆地砂巖型鈾礦系指賦存于中生代三疊紀、侏羅紀、白堊紀及新生代古近紀、新近紀盆地中的鈾礦床（廣義上還包含含鈾煤型、泥巖型），其含礦主巖為陸相含煤碎屑巖（伊犁型、二連型）及陸相紅色碎屑巖（衡陽型、川北型）。含礦主巖沉積相主要為沖積扇前緣辮狀河及辮狀河三角洲平原分流河道、席狀砂壩等，少數(shù)為湖泊沼澤相。鈾成礦具有 “近源、淺成”的共性。

根據(jù)以往大量基礎(chǔ)性研究，尤其是通過典型礦床的剖析［1-5］，筆者提出了我國砂巖型鈾礦有著多階段成礦成因的論點，即可劃分出沉積-成巖期鈾礦化成礦階段和后生富集期鈾礦化成礦階段。前者不僅僅起著預(yù)富集作用，而且為少數(shù)礦床的主成礦作用階段（衡陽、川北）。當前，在強調(diào)層間-滲入型鈾成礦理論時，不能忽視沉積-成巖期鈾礦化成礦階段，這是近年來的新認識，也是為實踐所證明了的。

1 沉積-成巖期鈾礦化成礦階段

沉積和成巖，在嚴格意義上是沉積巖形成過程中兩個不同的階段和不同的沉積學概念。前者為沉積物形成和堆積作用的過程（即風化—剝蝕—搬運—沉積階段）；后者系由沉積物經(jīng)壓實、脫水而成巖石，即成巖作用的過程，還可以分出早期成巖和晚期成巖2個亞階段，各具鮮明的特征。由于研究程度的局限，將其合并研究。

沉積-成巖期鈾礦化大致可以分為兩個亞類。

1.1 以沉積-成巖為主成因的砂巖型鈾礦床

這一類型可以衡陽盆地汪家沖礦床及四川盆地花臺寺礦床為例。

汪家沖礦床為我國華南地區(qū)產(chǎn)于紅層盆地淺色層中最大的砂巖型鈾礦床，是核工業(yè)系統(tǒng)在20世紀50年代發(fā)現(xiàn)的鈾礦床，礦床成因被鈾礦地質(zhì)界公認為典型的沉積-成巖成因鈾礦床［2］。 其地質(zhì)依據(jù)可概括為：（1）鈾礦化賦存在一定的地層層位中（車江組），車江組（K2—E1c）上、下均為棕色層、紅色層 （表1）；（2）鈾礦化受河沼洼地亞相、河漫洼地亞相控制；（3）礦體產(chǎn)狀與地層層理相平行，礦體呈層狀、似層狀或透鏡狀（圖1）；（4）鈾礦化與凝膠化有機質(zhì)、顯微球粒狀黃鐵礦等還原介質(zhì)關(guān)系密切。

表1 汪家沖礦床區(qū)域地層表［2］Table 1 Regional strata of Wangjiachong deposit［2］

川北砂巖型鈾礦田位于四川省北部的南江、通江及宣漢縣境內(nèi)，由南江花臺寺礦床、通江松溪礦床、宣漢毛壩礦床及南江范家山等4個中、小型砂巖型鈾礦床組成［5］，其鈾礦化成因基本相同，均為沉積-成巖型鈾礦床。鈾礦化受地層層位控制，花臺寺鈾礦床產(chǎn)于侏羅系蓬萊鎮(zhèn)組與白堊系蒼溪組的沉積間斷面上，嚴格受層位控制，工業(yè)礦體賦存于蒼溪組第1韻律層底層面之上0～8 m的范圍內(nèi)（圖2）。川北鈾礦床除毛壩礦床賦存在侏羅系蓬萊鎮(zhèn)組地層外，其他3個礦床均賦存在白堊系蒼溪地層中。

此外，礦體產(chǎn)狀平行層理。4個瀝青鈾礦同位素年齡分別為（107.4±9.4）Ma、 （111.4±2.2）Ma、 （116.5±2.3）Ma 和（124.5±3.3）Ma［5］。上述年齡相當于早白堊世末—晚白堊世之間，為沉積-成巖成因的有力佐證。

產(chǎn)于松遼盆地可地浸的錢家店砂巖型鈾礦床，盡管其礦床成因仍有爭議，但筆者認為，該礦床應(yīng)以沉積-成巖成因為主，后生因素為次，主要依據(jù)是：（1）鈾礦體賦存在錢家店坳陷內(nèi)的面積僅為幾平方公里的辮狀河小洼地中；（2）礦體形態(tài)以層狀、似層狀或透鏡狀產(chǎn)出，無穿層現(xiàn)象，與地層產(chǎn)狀基本一致（圖3）；（3）含礦地段密集分布有灰色泥巖（圖3）； （4）含礦主巖細粒長石砂巖類巖石中富含有機質(zhì)、巖屑及黃鐵礦。

1.2 沉積-成巖期僅為低品位鈾礦化形成階段

除了以沉積-成巖為主的砂巖鈾礦外，尚有一類為砂巖中的低品位鈾礦化（品位為n×10-5～n×10-6）。這一類分布面積較廣，常見于中新生代盆地中，如新疆、二連、十萬大山等盆地。其特點是品位低、厚度薄，鈾礦化與沉積相關(guān)系密切。

對這一類型低品位鈾礦化也不能忽視，在一定地質(zhì)條件下，常為工業(yè)鈾礦化的預(yù)富集成礦階段，最典型的是伊犁庫捷爾太礦床卷狀礦體，其兩翼低品位鈾礦可視為工業(yè)鈾礦體的預(yù)富集階段，整個礦床成因經(jīng)歷了同生沉積-成巖作用階段和后生作用階段（圖 4）。

2 后生富集期鈾礦化成礦階段

后生富集期鈾礦化形成階段，也是工業(yè)鈾礦化形成階段。鈾后生富集的主導(dǎo)因素是地下水，因而砂巖型鈾礦床亦可稱之為水成鈾礦床，根據(jù)地下水的水動力機制（潛水或?qū)娱g水），又可劃分為潛水氧化型鈾礦及層間氧化型鈾礦［4］。

2.1 潛水氧化帶型

這一類型鈾礦形成與垂向上潛水氧化作用有關(guān)，鈾礦化常賦存在潛水面上下，且已具有一定研究程度，如內(nèi)蒙古測老廟盆地505、7022、7050鈾礦床，二連盆地賽漢高畢鈾礦床，伊犁盆地達拉地煤巖型鈾礦床等。圖5是伊犁盆地潛水氧化帶型鈾礦床成礦模式圖，代表了這一類型鈾礦化的形成機制。

2.2 層間氧化帶型

層間氧化帶砂巖型鈾礦是我國中新生代盆地中產(chǎn)出可地浸砂巖鈾礦的主要成因類型。含鈾地下水賦存在上、下兩個不透水層間的透水層中，地下水具承壓性能，地下水補給以側(cè)向為主，區(qū)別于地下水補給以垂向為主的潛水氧化作用。鈾成礦與含礦含水層的層間氧化有關(guān)，鈾礦化常定位于層間氧化-還原過渡地帶，在氧化前鋒線鈾常呈卷狀礦體產(chǎn)出。在我國伊犁盆地南緣庫捷爾太—烏庫爾齊—扎基斯坦等礦床（圖4），以及吐哈盆地十紅灘礦床等均為層間氧化帶砂巖型鈾礦床，此外，二連盆地中東部巴音烏拉礦床也可稱為層間氧化帶砂巖型鈾礦床（圖6）。

3 對砂巖型鈾礦熱液成因說的評述

長期從事鈾礦地質(zhì)勘查工作的前蘇聯(lián)地質(zhì)學家Х.Б.阿烏巴基洛夫教授提出了砂巖型鈾礦的熱液成因說［6］，這是對傳統(tǒng)的外生成因理論的挑戰(zhàn)。他認為，成礦溶液來自深部，據(jù)此理論于1972～1976年間相繼發(fā)現(xiàn)了坎茹甘、莫英庫姆、托爾特庫杜克等工業(yè)鈾礦床。

筆者認為，隨著砂巖型鈾礦研究程度的逐漸深入，對傳統(tǒng)成礦理論（如層間滲入的成礦概念）的挑戰(zhàn)和新觀點的提出是正常的，是成礦理論學術(shù)進步的體現(xiàn)，它促使實際工作者要拓展思路，不要固守于某一成礦理論。由于地球是一個極其復(fù)雜的研究對象（有如中醫(yī)對人體的研究，著眼于整體觀念和辯證施治），地質(zhì)作用千變?nèi)f化，很少有同一個 “臉譜”，所謂滄海桑田。因而對人們的啟發(fā)是要對以往的研究多加反思。

筆者幾十年來僅對我國砂巖型鈾礦進行了剖析，對于 “熱”的概念思考極少，但實際工作中也確實遇到一些難解（困惑）的問題：如內(nèi)蒙古狼山西側(cè)測老廟盆地（現(xiàn)歸屬巴音戈壁盆地），盆地的周邊及盆內(nèi)玄武巖廣布（呈層狀、錐狀和脈狀等），由于玄武巖形成需要有一定的溫度，對盆地內(nèi)砂巖型鈾礦化的形成有無關(guān)系？67148礦點有 “熱”的跡象也值得深部探索。此外，我國大型含油氣盆地（如松遼盆地）油氣作用在砂巖型鈾成礦過程中所起作用尚缺少確切的地質(zhì)依據(jù)，說服力并不強。再如，我國西南騰沖鈾礦田 “熱”改造作用在成礦過程中究竟起多大作用也應(yīng)引起重視……。

［1］馮增昭.沉積巖石學［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1994.

［2］中國核工業(yè)地質(zhì)局.中南鈾礦地質(zhì)志［M］.北京：中國核工業(yè)地質(zhì)局，2005.

［3］聶逢君，陳安平，彭云彪，等.二連盆地古河道砂巖型鈾礦［M］.北京：地質(zhì)出版社，2010.

［4］陳戴生，李勝祥，王瑞英，等.伊犁盆地砂巖型鈾礦成礦地質(zhì)條件及研究方向研究［R］.北京：核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，1993.

［5］任 武.四川南江縣花臺寺鈾礦床地質(zhì)勘探報告（1975～1991）［R］. 德陽： 核工業(yè)西南地勘局 282大隊，1992.

［6］阿烏巴基洛夫 Х Б.水成鈾礦床成因新解［R］.劉平，張鐵嶺譯.北京：核地研院信息研究所綜合情報組，2012.