砂岩型铀矿化的岩相古地理条件探究

2015-03-19彭小华

产业与科技论坛 2015年14期

□ 彭小华

砂岩型铀矿床是世界上分布最广的铀矿床类型，具有极大的工业意义，也是我国重要的工业铀矿化类型。笔者多年参加砂岩型铀矿的勘探工作，认识到寻找砂岩型铀矿首先是要弄清楚该地区是否具有砂岩型铀矿发育的有利控矿因素。其中岩相古地理与砂岩型铀矿化的关系密切。

一、河流相

(一)河流相。对于某些特殊环境下沉积的岩层来说，由于其特有的结构构造及成分上的特点，使得它在后生作用阶段对成矿非常有利。河流的沉积与河流形态相关，河流按形态可分为辫状河、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。

蛇曲河及网状河的沉积物都是由河床沉积和河漫沉积形成的，两者形成的水动力条件和分布空间位置不同，沉积物的结构构造特点也不同。河流沉积，由于水动力较强，杂基含量较小，结构以颗粒支撑为主，透水性好，但由于河床范围、形态、水动力特征及河流改道等许多因素，河床砂砾岩在横剖面上均呈各种不同。

大小的透镜体，这些砂砾岩透镜体常常是含铀地下水的良好通道和矿质沉淀场所。河漫沉积岩石孔隙度小，相对不透水，有时还含有较多细小的有机质碎屑;河漫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累和保存。

河床沉积与河漫沉积的过渡带是孔隙度和渗透性急剧变化，因而也是地下水流速急剧变化的地带，有时也是氧化还原的过渡带，工业矿化常产于其中。

河床沉积中，最有利于矿化的位置是河床变宽、拐弯(边滩)、分支处(心滩)，这些地段是河流流速和流向变化的地段。流速变慢和流向变化，势必促成各种碎屑，包括有机质碎屑的沉积，形成心滩或边滩。

河流相除上述河床相及河漫滩相以外，还可分为以下两个亚相:

冲积扇沉积相:山间河流出口处形成的扇形沉积物，是河流沉积的一种特殊的组合模式，主要由网状河呈放射状顺坡沉积而成，既有河床沉积也有泛滥平原沉积。由扇顶至扇尾沉积物颗粒越来越细，以扇中部位对成矿最为有利。典型实例如，格兰茨矿带、尤拉万矿带。

冲积平原相:比较大的河流在入海口长期堆积形成平原，这种平原上的局部沉积层也同样有利于砂岩型铀矿床的形成，如美国得克萨斯海岸平原的铀矿化就属于这种类型。

河流沉积特点:一般都由河道沉积和洪泛沉积两部分构成。一是河道沉积，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。辫状河砂体存在较好的连通性、渗透性和成层性;曲流河沉积砂体彼此孤立，连通性、渗透性及成层性均较差。二是洪泛沉积，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(具隔水层的作用)，有利于成矿物质的积聚和保存。

(二)河流相沉积的含铀特点。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。河流水浅流急，流通性好。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。

河流相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。

二、滨湖三角洲(包括辩状三角洲)

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，如我国412铀矿床(衡阳盆地)就产在一个大型红层盆地东北部的滨湖三角洲相地层中。

三、滨海三角洲

滨海三角洲有多种形成，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，其中某些部分富含有机质，并发育有与泥岩互层的透镜状砂岩体。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。

三角洲可分出三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲三部分，各部分沉积特点及岩性组合相对各异。仅从与成矿关系考虑，三角洲平原上的分流河床沉积物对铀成矿较为有利。在三角洲平原上有分流河床沉积、天然堤沉积、缺口扇沉积以及牛轭湖、沼泽湖泊、支流间海湾沉积等，除河床沉积主要为砂岩外，其他多属粉砂岩、泥岩、泥炭和煤层。另外两部分对矿化影响较差，典型实例如尼日尔的某铀矿床。