对加强我国铀资源勘查“三新”突破的战略性思考
2022-10-18秦明宽李子颖蔡煜琦郭强宋继叶刘章月黄少华
秦明宽,李子颖,蔡煜琦,郭强,宋继叶,刘章月,黄少华
(核工业北京地质研究院,北京 100029)
铀资源是十分重要的核能矿产战略资源。“双碳目标”的提出,给我国核能发展带来了新的契机和巨大空间,相应地对铀资源保障提出了重大长远需求。为此,国家相关规划中已明确提出要加大国内铀资源勘查投入力度,尽快摸清铀资源家底[1],以不断夯实国内铀资源的战略储备。
我国铀矿地质事业已走过67个春秋,近70年来几代铀矿地质工作者艰苦奋斗、励精图治、求实创新,取得了举世瞩目的找矿成果和系列科技创新成果[1-6],有力保障了国家核工业发展对铀资源的需求。“十四五”以来,国家对铀资源勘查更加重视,勘查工作量大幅增加,铀矿地质工作迎来了自改革开放以来前所未有的战略机遇期。但我国地质背景特殊而复杂,随着勘查工作的不断深入,找矿的难度越来越大。新时期如何充分利用相对有限的钻探工作量,提高勘查效率和找矿效益,有效支撑“找大矿、找富矿、找经济可采矿”战略目标面临前所未有的挑战。在此背景条件下,必须从我国特定的地质背景条件和勘查研究程度出发,依靠科技进步,加快推进铀资源“摸清家底”工程,不断实现“三新”突破。
所谓“三新”是指新区、新层位和新类型。“三新”突破涉及多学科、多技术方法的综合运用,是一项复杂的系统工程。铀资源的突破离不开“三新”,“三新”突破是矿产资源勘查领域始终追寻的目标之一,也是我国铀资源储量不断增加的根本路径。本文以概要阐述全球铀资源优势类型、特点及时空分布规律为基础,结合中国铀资源的类型与时空分布规律、铀成矿地质背景条件与最新勘查进展,对新时期我国铀资源勘查的“三新”突破提出了战略性、方向性思考,以期对“十四五”乃至“十五五”铀矿勘查战略布局、相关勘查工作部署与研究有所裨益。
1 全球铀资源优势类型与时空分布
1.1 全球铀资源的优势类型
国际上不少专家学者或机构对全球铀矿床的分类进行了诸多研究[7-12],分类方案也多种多样,以国际原子能机构(IAEA)和德国著名铀矿床学家Franz J.Dahlkamp的分类方案最具代表性,尤以IAEA的分类被各国或业界广为接纳、采用(表1)。尽管如此,IAEA的分类方案随着技术经济等条件的变化而处于动态更新中,如2013年前将全球铀资源划分为13个大类,2013后划分为15种类型并沿用至今。IAEA对全球铀矿床地质类型的划分主要基于铀矿床产出的地质背景,且一直大体按其经济价值排序。
表1 全球铀矿床类型划分方案简表(据IAEA,2018、2020综合)Table 1 The classification scheme of uranium deposit types in the world(Combined after IAEA,2018,2020)
根据IAEA的最新统计数据(表2),截至2019年1月,全球已查明的常规可靠资源(RAR)、推断资源(IR)总量分别为472.36万tU和334.66万tU,二 者 合 计 为807.02万tU。由表2可见,全球已查明常规铀资源总量(RAR+IR)超过50万tU的矿床类型依次为砂岩型(229.41万tU)、多金属铁氧化物角砾杂岩型(149.98万tU)、不整合面型(97.06万tU)、交代岩型(94.23万tU)和侵入岩型(60.78万tU)5种;查明资源总量介于50~15万tU的矿床类型包括古石英-卵石砾岩型(38.68万tU)、火山岩型(29.78万tU)、表生型(28.13万tU)、磷块岩型(17.57万tU)和花岗岩型(16.79万tU)5种。笔者认为,作为全球铀资源的优势类型,应综合考虑资源储量规模、矿床开发经济性(价值)和空间分布(再现性)等因素,据此提出全球铀资源的优势类型主要包括9种类型:1)砂岩型;2)不整合面型;3)多金属铁氧化物角砾杂岩型;4)侵入岩型;5)古石英-卵石砾岩型;6)花岗岩型;7)火山岩型;8)交代岩型和9)表生型。
表2 全球已查明铀资源量(按矿床类型)简表(单位:万tU;成本<260美元/kgU)Table 2 Simplified table of identified uranium resources(according to deposit type)in the world(Unit:104tU;Cost<260 dollar/kgU)
1.2 全球铀资源优势类型的时空分布
1.2.1砂岩型铀矿床
砂岩型铀矿床为全球分布范围最广的铀矿床类型之一,在世界六大洲均有不同程度的分布,且主要分布于北半球的中高纬度区,最著名的产出区包括中亚地区、美国中西部和尼日尔三大铀矿集区。砂岩型铀矿床几乎都产于沉积盆地内,其中绝大部分产于中新生代沉积盆地,其次为古生代沉积盆地,少部分产于元古代砂岩中。从亚类上看,卷状铀矿主要产于美国中西部、南哈萨克斯坦和乌兹别克斯坦;板状铀矿主要见于美国(科罗拉多高原)、尼日尔和捷克等国;底部河道型主要产于俄罗斯乌拉尔山脉以东地区、蒙古、南澳大利亚、加拿大等国家或地区;构造-岩性亚类主要见于法国、加蓬;元古代砂岩中铁镁质岩脉/岩床矿床主要见于澳大利亚和加拿大。从产铀时代上看,中新生代砂岩型铀矿主要产于中亚地区、美国中西部、西欧、俄罗斯、蒙古和澳大利亚等国家或地区,古生代砂岩型铀矿见于西非尼日尔,元古代砂岩型铀矿见于中非加蓬、澳大利亚和加拿大等国家。
1.2.2不整合面型铀矿床
其最大特点是铀品位高、储量规模大、铀矿体的空间产出与元古代不整合面及断裂构造有关。该类型铀矿床主要产于加拿大的Athabasca盆地和澳大利亚北部的Pine Creek造山带。有关资料显示,产于俄罗斯圣彼得堡附近的Karku矿床、印 度Cuddapah盆地 的Chitrial和Lambapur矿床亦属较典型的不整合面型铀矿床,我国的连山关铀矿床也可划归为此类。不整合面型铀矿床成矿时代虽然古老,但多期多阶段成矿的特征亦较明显,如Athabasca盆地主要铀成矿年龄有1 550~1 500 Ma、1 350~1 300 Ma两期,后期叠加成矿还有1 200~1 150 Ma、900 Ma、300~200 Ma等多个期次[13]。
1.2.3多金属铁氧化物角砾杂岩型铀矿床
此类矿床归属于世界范围内的铁氧化物-铀-金矿床大类。位于澳大利亚南部的奥林匹克坝矿床是已知此类矿床的仅有代表,铀作为铜、金和银等矿产的副产品开采,其铀资源量超过200万t。铀呈浸染型赋存于中元古代富赤铁矿的花岗质角砾岩中。Johnson等认为,奥林匹克坝矿床的花岗岩侵入、角砾岩化、矿化为同时进行,短时间的冷却说明成矿物质更倾向于来自壳源[14-15]。由此,根据花岗岩围岩、矿化核心部位的赤铁矿-石英角砾岩等的年龄判断,该矿床的铀成矿时代大体介于1 597±8 Ma~1 584±20 Ma之间。需要特别说明的是,奥林匹克坝矿床的“独子”身份正在被打破,在该矿区的外围,已发现Prominent Hill、Wirrda Well、Carrapeteena、Acropolis、Oka Dam等产于角砾岩中的矿床。
1.2.4侵入岩型铀矿床
铀矿床与不同岩石化学成分的侵入岩或深熔岩浆岩(白岗岩、花岗岩、二长岩、过碱性正长岩、碳酸岩)共生,属典型的内生同生矿床。该大类铀矿床在全球分布较广,主要分布于非洲南部、北美洲以及格陵兰岛等地区,其成矿时代较老,以古生代为主。代表性矿床有纳 米 比 亚 的 罗 辛(Rössing)矿 床、罗 辛 南(Rössing South)矿床,加拿大Bancroft地区的矿床,格陵兰Kvanefield和Sorensen矿床等。
1.2.5古石英-卵石砾岩型铀矿床
此类矿床主要产于南非Witwatersrand盆地和加拿大的Blind River/Elliot湖地区,虽然有报道称在印度、澳大利亚和巴西均有所发现,但其工业意义不大。该类矿床的最显著特征是产于2 400~2 300 Ma以前的辫状河沉积体系底部的石英-卵石砾岩层中,砾岩的基质含黄铁矿、金,也出现少量其他氧化物和硫化物的碎屑矿物[8]。
1.2.6花岗岩型铀矿床
其包括两类矿床,即产于花岗岩体或外带中的脉状矿体和产于花岗岩(如变正长岩体)内的浸染状矿化。全球花岗岩型铀矿主要分布于欧亚大陆,有两大铀矿化集中产出区:中国华南地区、法国中央地块。花岗岩型铀矿产出国家主要有中国、法国、德国、捷克共和国、西班牙和葡萄牙等国。中西欧国家花岗岩型铀矿属古生界中部构造层热液铀矿,为海西期成矿,成矿时代介于270~230 Ma之间;中国华南属中新生界构造层热液铀矿,主要有两期成矿作用,早期140~130 Ma和晚期85~65 Ma。不论是在我国华南还是欧洲国家,花岗岩型铀矿普遍与碱交代作用有关[16]。
1.2.7火山岩型铀矿床
火山岩型铀矿床是全球分布范围最广的铀矿床类型之一,除非洲大陆外,在欧亚大陆、北美洲、南美洲以及大洋洲均有不同程度的分布。全球火山岩型铀矿床主要分布于如下四大成矿域[17]。1)前寒武古陆块(>2 500 Ma)成矿域:火山岩型铀矿仅见于北美地盾的古元古、中元古界火山岩相地层中。2)欧亚巨型EW向古生代褶皱系成矿域:铀矿化集中区主要分布于哈萨克斯坦境内,产有数十个大中型、大型乃至超大型古生界火山岩型铀矿床,其成矿时代介于380~320 Ma之间,单个矿床资源量可达5万t以上。3)环太平洋中新生代大陆边缘活动带铀成矿域:为全球规模最大的火山岩型铀成矿带,在太平洋西海岸亚洲大陆边缘活动带铀成矿带已发现100余个铀矿床,成矿时代以早白垩世晚期-晚白垩世早期为主,主要为中温热液型矿床,全球著名的斯特利措夫铀矿田和多尔诺特铀矿田即产于该带内。4)阿尔卑斯-特提斯中新生代活动带成矿域:仅在该带西段(阿尔卑斯段)火山岩带中发现有少数铀矿床,且以中、小规模为主,其铀成矿作用大体与太平洋东海岸南北美洲大陆边缘活动带相似,产铀火山岩与铀成矿时代均属新生代,成矿类型属浅成低温热液类型。
1.2.8交代岩型矿床
该类矿床局限于前寒武纪地盾构造岩浆活动地区,以强烈的Na交代或K交代为特征,常沿深断裂形成钠长石化、钾长石化、伊利石化等蚀变,矿床规模一般为中到大型、特大型。产有此类矿床的国家主要有乌克兰、俄罗斯、美国、瑞典以及圭亚那等国,典型实例有乌克兰的米丘林矿床、瓦杜津矿床,俄罗斯的Elkon矿床,巴西的Lagoa Real矿床,澳大利亚的Valhalla矿床,加拿大的Michelin矿床等。
1.2.9表生型矿床
表生型铀矿床系指产于年轻的(古近纪到现代)近地表沉积物和土壤中的铀富集体。钙结岩型铀矿床为表生型的主要亚类,其成矿与富铀花岗岩的深度风化有关,但也可产于新生代河道和干盐湖的沉积物中,U主要以钒钾铀矿的形式存在。钙结岩型铀矿主要分布于近现代干旱气候带(区),在澳大利亚、纳米比亚、约旦等国均有已知矿床产出,最典型实例为西澳的Yeelirrie矿床,铀资源量超过5万t。
2 中国铀资源类型与时空分布
2.1 中国铀矿床类型
我国是铀资源较为丰富的国家,至今已发现并探明了各种类型铀矿床360余个。关于我国铀矿床的类型划分,几代核地质科技工作者从不同角度对其进行了多轮研究,形成了一系列划分方案。
根据《中国铀矿床研究评价》的研究成果[16-20],我国铀资源可划分为11种类型、20个亚型,11种类型为花岗岩型、火山岩型、砂岩型、碳硅泥岩型、碱交代型、磷块岩型、花岗伟晶岩型、不整合型(广义)、碱性岩型、煤岩型和泥岩型(表3),若将后七种类型又统归为“其他类型”,则可简化称之为“五分”分类方案。该方案继承了我国铀矿床的传统分类方案的优点,强调以成矿主岩作为大类的划分基础,与IAEA最新分类方案吻合性好,同时基于最新勘查研究成果,将主要大类从成因角度进行较合理的亚类划分,适用性较强,故本文采用该分类方案。由表3可见,除多金属铁氧化物角砾杂岩型、古石英-卵石砾岩型和表生型3种类型之外,全球铀资源优势类型中的其他6种类型在我国均有不同程度的产出。
表3 本文采纳的中国铀矿床类型划分方案(据《中国铀矿床研究评价》(2011版)综合)Table 3 Classification scheme of uranium deposit types in China adopted in this paper(Combined after Study and Evaluation of Uranium Deposit in China(2011))
2.2 中国铀资源的时空分布规律及资源潜力
中国特定的大地构造背景及地质构造演化决定了铀成矿作用的复杂性、多样性和多期多阶段性。铀成矿作用类型既有内生成矿作用,也有外生成矿作用和变质成矿作用;既有热液成矿作用,还有岩浆成矿作用、沉积成岩成矿作用、表生渗入成矿作用;既有深源成矿作用,也有表生浅成成矿作用。受构造、岩浆演化及流体活动等因素的控制,不少矿床(田)存在多期多阶段成矿,矿床(田)的最终形成往往为多种成矿作用的叠加,如东胜铀矿床、钱家店铀矿床、巴什布拉克铀矿床等。
2.2.1中国铀矿的时空分布总体规律
中国铀成矿区带、成矿单元基本上分布在塔里木-华北板块、华南板块及西伯利亚板块范围内,尤其是集中分布于板块二级构造单元华北陆块、扬子陆块和边缘及其毗邻的几个活动带内。
花岗岩型铀矿主要分布于华南加里东褶皱带广泛发育的印支期、燕山期花岗岩区,其次分布于北秦岭加里东褶皱带、龙首山陆缘隆起带的加里东期、燕山期花岗岩区。
火山岩型铀矿主要分布于滨太平洋成矿域的活动大陆边缘带,其次为准噶尔、天山-兴安华力西褶皱带,前者产于中生代陆相火山岩中,后者产于晚古生代的陆相火山岩中。
砂岩型铀矿(包括煤岩型)主要分布于我国北方一系列中新生代沉积盆地中,其次分布于我国西南的滇西、四川盆地及中南的衡阳盆地等地。
碳硅泥岩型铀矿主要分布于扬子陆块的东南缘和西北缘、湘桂褶皱带、南秦岭褶皱带中。
岩浆岩型铀矿(碱交代型、花岗伟晶岩型、碱性岩型)分布于华北地台北缘、祁连山-龙首山及北秦岭等地区。
中国大陆大地构造环境及区域构造演化特点决定了铀成矿时代的多期性和长期性。铀成矿时代的总体规律是:
1)铀成矿年龄分布于中条期(2 200~1 800 Ma)、南华期(800~700 Ma)[21-22]、加里东期(570~400 Ma)、华力西期(400~250 Ma)、印支期(250~200 Ma)、燕山期(200~65 Ma)和喜山期(<65 Ma)等不同构造岩浆演化期。
2)最主要的铀成矿期为燕山期、喜山期,其次为中条期、加里东期和华力西期。热液型等内生铀矿床的主成矿期为燕山期,其次为喜山期,而砂岩型等表生铀矿床的主要成矿期为喜山期,其次为燕山期。
3)同一大类铀矿床在不同地区的主成矿期不同,如内生铀矿床在滨太平洋成矿域以燕山期为主,在我国西北的古亚洲成矿域以加里东期、华力西期为主,而在特提斯成矿域则以喜山期为主。祁连-秦岭褶皱带的内生铀矿床具多期成矿的特点,在中条期、加里东期、华力西期、燕山期和喜山期均有铀成矿作用发生。
4)表生砂岩型铀矿成矿时代普遍较新,由于其成矿体系的开放性,同一矿床往往存在多期次成矿作用,如鄂尔多斯盆地北部的铀矿床、伊犁盆地南缘的铀矿床以及松辽盆地南部钱家店铀矿床等。
2.2.2我国主要工业类型铀矿的时空分布规律
砂岩型、花岗岩型、火山岩型和碳硅泥岩型铀矿作为我国铀资源的传统四大主要工业类型,目前仍为我国铀资源构成的优势类型。
2.2.2.1砂岩型铀矿
砂岩型铀矿的形成过程看似简单,实则复杂,它是地质演化特定阶段、特定场所多种地质因素联合作用的结果。中新生代陆相沉积盆地为我国砂岩铀矿的产出场所,尤其是北方中新生代陆相沉积盆地。中国大陆活动性的大地构造背景不仅决定了中新生代盆地类型的多样性,也决定了不同盆地的铀成矿类型及前景等。西部挤压型盆地产出典型层间氧化带型砂岩铀矿,如伊犁盆地、吐哈盆地;陆内前陆盆地产出有叠合复成因的大型、特大型砂岩铀矿床,如鄂尔多斯盆地;裂谷型盆地产有潜水-层间型、叠合复成因型砂岩铀矿,如二连盆地、松辽盆地。走滑拉分盆地铀成矿规模较小,有基底式古河道型铀矿化产出,如滇西盆地群。
我国砂岩铀成矿空间分布受成熟古陆块的控制较为明显,产铀盆地在构造体制上均经历了从容矿主岩沉积期的弱伸展到成矿期的弱挤压转化过程[18]。北方砂岩型铀矿产出盆地普遍具有六大特点:1)盆地形成受复杂地质构造背景和动力学体制控制;2)盆地类型相对集中,但分区特点明显;3)盆地普遍为叠合盆地,内部地质构造复杂;4)盆地形成与发展与成熟古陆块关系密切;5)垂向上具三层结构,横向上呈不对称状;6)新构造运动的改造作用强烈,尤其是西部盆区。
研究表明,我国北方已知铀矿床在空间上主要分布于沉积盆地中弱构造活化区。即控制含矿建造表生后生改造富集成矿的补-径-排水动力系统的补给区与排泄区之间的高差介于500~2 000 m之间,径流区为含矿建造浅埋(埋深<1 000 m)缓倾(<25°)带的地区,或者有利含矿建造所在区域(补-径-排区域)新构造运动时期的垂直升降幅度低于2 500 m的构造活化区。
在容矿层位上,中国北方产铀盆地自西向东呈现明显逐渐上抬的趋势,即从中下侏罗统(西部盆区)→中侏罗统、下白垩统、上白垩统(中部盆区)→上白垩统、古近系(东部盆区)。相应地,主成矿作用和矿化类型也从以层间氧化型为主向叠合复成因型、沉积成岩型,再到叠合复成因型、潜水氧化带型为主的方向变化。
中国北方砂岩型铀矿成矿年龄跨度大,多期次成矿特征明显,但自西向东主成矿年龄表征上亦存在明显变化规律。西部盆区成矿年龄最新,主成矿期是始新世和中新世,次成矿期为上新世以来,受控于喜马拉雅造山运动的期次和含矿层位的抬升剥蚀;中部盆区成矿年龄较老,主成矿期为早白垩世和晚白垩世,并叠加了中新世乃至上新世的后生改造年龄[11];东部砂岩型铀矿成矿年龄变化较大,除沉积成岩期矿化年龄外,主成矿期既有晚白垩世,也有古近纪,已测获最小矿化年龄为西胡里吐盆地的2±0Ma[23],应属叠加再造成矿年龄。
2.2.2.2花岗岩型铀矿
花岗岩型铀矿曾长期(“十二五”以前)居于我国四大工业类型之首位。我国花岗岩型铀矿床分布较广泛,但主要分布在华南地区,少量分布于龙首山、北秦岭等地区。华南花岗岩型铀矿集中分布于桃山-诸广铀成矿带、郴州-钦州铀成矿带、雪峰山-摩天岭铀成矿带。我国花岗岩型铀矿床品位较富,但规模以中小型为主。
在亚类中,内带型铀矿床在我国花岗岩型铀矿中占有最重要的位置,尤以硅化断裂带亚型和酸性蚀变碎裂岩亚型分布最广;外带型主要定位于产铀岩体热变质带内,距岩体一般不超过2 km,矿化受切层断裂和层间断裂控制,地层时代不限,岩性以富含碳质和铁质较为有利;上覆盆地亚类主要赋存在中新生代“红盆”控盆大断裂上盘的次级断裂带中,红层的褪色蚀变带为重要找矿标志,但该亚类通常品位较低(多在0.1%以下),成矿时代较年轻(多在70 Ma以内)。
我国不同时代的花岗岩体数量众多、分布广泛,但产铀花岗岩体通常具有特殊的地质背景,主要与地壳成熟度、区域构造演化和大地构造单元有关,即产铀花岗岩体主要分布在克拉通边缘褶皱带、造山带的中间地块和活动大陆边缘构造岩浆活化区,这些地区的地壳成熟度高,基底岩石铀含量也高,且往往为多期次构造岩浆活动地区,铀与钨、锡、铌、钽和稀土等矿产于同一个构造岩浆岩带中。
大量实例和数据表明,产铀花岗岩体的成因以陆壳重熔花岗岩为主,其产铀性最佳,变质交代花岗岩的产铀性次之,Ⅰ型花岗岩产铀性较差,A型花岗岩则很少见铀矿床产出。产铀花岗岩具“富硅、富碱、铝过饱和、钾大于钠”的特点,岩浆演化较完善,副矿物以钛铁矿系列为主,锆石含铀量高;岩石的铀含量和晶质铀矿含量高,w(Th)/w(U)低;岩体构造活动和热液蚀变作用包括白云母化、碱交代作用强烈,酸性和中基性岩脉发育。
我国产铀花岗岩体虽无时代的专属性,但不同时代岩体铀矿化的产出丰度(概率)各异,以印支期和燕山期最多,其次是中条期、加里东期、海西期和喜山期。不同地区主要产铀岩体的时代存在较大差异,如华南以印支期和燕山期岩体为主,华北地台以中条期和燕山期岩体为主,龙首山和走廊过渡带以加里东期岩体为主,天山-兴蒙带以海西期岩体为主,喜马拉雅带则以喜山期岩体为主。
我国花岗岩型铀矿(广义)的成矿时代主要 有1 884~1 740 Ma、1 006~690 Ma、544~380 Ma、164~135 Ma、130~65 Ma、64~47 Ma和28~11 Ma。
1 884~1 740 Ma的铀矿床(化)为古元古代中条期运动的产物,主要分布在华北陆块晚太古钾质混合花岗岩的外接触带和早元古代深融花岗岩体顶部和外接触带,如山西五台山地区、中条山地区以及龙首山红石泉地区等。
1 006~690 Ma的铀矿化仅见于川滇地区康滇地轴一带,为晋宁和南华运动的产物。
544~380 Ma年龄段铀矿为加里东运动(祁连运动)的产物,在华南摩天岭岩体中存在该期铀矿化,如达亮矿床和新村矿床的部分矿石。
164~135 Ma燕山早期铀矿化,在北秦岭高山寺、张湾和蓝田等地区有铀矿化显示。
燕山晚期铀矿(130~65 Ma)是我国热液脉型铀矿的主成矿期,华南地区花岗岩型铀矿的成矿时代主要集中在86.73±0.33 Ma、67.25±0.6 Ma,少量在124±4 Ma。65~23 Ma(等时年龄47.61±0.69 Ma)是华南地区花岗岩型铀矿另一主成矿期,遍及各主要矿田。
我国新近纪成矿的花岗岩型铀矿稀少,以双滑江矿床为典型代表。
2.2.2.3火山岩型铀矿
根据黄净白等[17]对我国火山岩型铀矿的系统性研究总结,我国火山岩型铀矿时空分布规律具有如下主要特征。
我国产铀火山岩型铀成矿带主要分布在滨太平洋中生代活动大陆边缘带,其次是准噶尔、天山-兴安华力西期褶皱带。前者产于中生代陆相火山活动带中,后者产于晚古生代海相转为陆相火山活动带中。全国范围内共有6个重要的火山岩型铀成矿带和8条火山岩型铀成矿远景带。6个火山岩型铀成矿带包括赣杭、武夷山、栖霞-庐枞(又称长江中下游)、沽源-红山子、兴城-青龙和雪米斯坦铀成矿带,已知火山岩型铀矿床均分布于上述铀成矿带内。除雪米斯坦铀成矿带属古亚洲域晚古生代陆相中酸性火山岩带之外,其余5个成矿带均产于滨太平洋铀成矿域的中生代陆相中酸性火山岩带中。
我国产铀火山岩带集中分布在以流纹岩或粗面岩为主的多旋回形成的火山岩性组合带或火山盆地中,成矿带均发育多条多期活动切盆深断裂,产铀火山盆地大部分为中、小盆地(面积多介于200~500 km2之间),铀成矿基本上分布在负向火山构造单元之中,产铀火山盆地附近常不整合伴有晚期断陷红盆或断陷煤盆。
火山岩型热液成矿主矿体集中出现在火山盆地不整合面上、下各300~500 m的范围。这一成矿空间当为今后找富矿、大矿首选的部位/区。产铀火山盆地结构与铀成矿作用关系密切;不仅存在“两层楼”的成矿模式,在部分地区存在“三层楼”的成矿模式,即火山盆地、含碳盆地和富铀基底构成的三层成矿单元。8条火山岩型铀成矿远景带为天目山、金寨、扎兰屯、伊春、额尔古纳-满洲里、乌伦古河、北天山和措勤-南木林铀成矿远景带。
除新疆白杨河矿床形成于二叠纪之外,我国其他火山岩型铀矿床均形成于中生代,成矿年龄集中介于135~72 Ma之间,其高峰值为120~90 Ma前后,基本上属早白垩世中期到晚白垩世早期。中生代产铀火山盆地绝大多数酸性火山岩层均早于成矿年龄10~30 Ma,只有浅成流纹斑岩、次花岗斑岩与成矿年龄相近,但矿体多穿插在斑岩构造破碎带内,矿岩时差常超10 Ma以上。
2.2.2.4碳硅泥岩型铀矿
我国富铀碳硅泥岩建造均分布在古地块被动陆缘斜坡带内,且主要分布于扬子陆块区[19]。上震旦统和下寒武统为我国最重要的海相富铀建造,广泛分布于扬子陆块的江南古陆两侧、华北陆块南缘、塔里木陆块北缘。中晚古生界亦为我国重要的富铀沉积建造,中志留统富铀建造主要分布于秦岭活动带南侧,中上泥盆统、下石碳统、上二叠统主要分布于扬子陆块。产于上震旦统和下寒武统黑色岩系的铀矿化受层位和断裂双重控制,既有热造型,又有表生淋积型;产于中志留统的铀矿化受层间破碎带控制,属层控型热水改造成因;产于上古生界的铀矿化受层位和断裂控制,铀品位不高,矿岩时差大,矿床规模多为中小型,亦属层控型热水改造成因。
从新元古界到二叠系的碳硅泥岩层位中均有铀矿床产出,但不同层位产出的矿床类型及矿床数量均不尽相同,沉积-成岩型与外生渗入型主要产于上震旦统-下寒武统,而热液亚型对成矿的专属性差,产于上震旦统-下寒武统、奥陶系、志留系、泥盆系和石炭系-二叠系等多个层位[19]。
我国碳硅泥岩型铀矿不同成因亚型的空间分布主要受大地构造演化特征控制[19],具体表现在:1)沉积成岩亚型与赋矿层形成的时代一致或较晚,产于稳定的古陆块陆棚上的小洼地内;2)热液亚型形成于构造-岩浆活化期,与区内热液成矿时代相当,主要产于构造岩浆活化区;3)外生后成亚型则产于富铀地层发育区内弱到中等构造活化区,形成于富铀地层发育区内弱到中等构造活化期,表现为出现沉积间断,赋矿层上往往有红层覆盖。
我国碳硅泥岩型铀矿多期成矿特征明显,共有南华-加里东期(800~417 Ma)、华力西-印支期(325~205 Ma)、燕山期(152~85 Ma)、喜山期(55~2.5 Ma)和新构造运动(<2.5 Ma)5期成矿作用[19]。其中,以南华-加里东期、燕山期和喜山期3期的成矿作用表现强烈,其余两期成矿作用较弱。南华-加里东期和新构造运动期的成矿类型单一,其他成矿期往往有多种成矿作用发生。
2.2.3中国铀资源潜力
根据全国铀资源潜力评价项目的研究结果[24],结合近年部分重点盆地动态预测之结果,我国1 000 m以浅(砂岩型主要为500 m以浅)铀资源潜力巨大,潜在资源总量×××万t,最小预测区超过2 000余个,成矿远景区340余个。
在全国范围内共划分出预测区342个(其中A类预测区105个),圈定最小预测区2013个,预测资源量超过5万t的成矿区带有14个,预测资源量超过3万t的预测区有13个;从潜在资源的省区分布情况看,中国大陆26个省(自治区)均有铀资源分布,其中潜在资源占比排名前8位的省(自治区)依次为:①内蒙古(19%);②江西(15%);③新疆(14%);④广东(9%)、湖南(9%);⑤浙江(5%);⑥广西(4%);⑦陕西(3%)、甘肃(3%)和辽宁(3%);⑧四川(2%)、福建(2%)[24]。
需要强调的是,资源潜力评价是一项十分复杂的系统工程,预测资源量及其可信度的影响因素众多,尤其是与勘查工作程度、掌握及应用的资料数据、预测模型及算法、预测的深度等均密切相关。受项目投入力度及资源掌握程度等影响,一些预测区所获得的预测资源量可能与实际情况相差较大,还有一些可能有远景的地区,限于资料等因素未曾预测。因此,若以热液型铀矿1 500 m以浅、砂岩型铀矿1 000 m以浅考虑,我国的铀资源潜力总量将远大于×××万t。
3 对我国铀资源新区、新层位、新类型突破的战略性思考
我国铀资源类型众多,已发现360余个铀矿床,为铀资源较为丰富的国家,属全球核能矿产资源大国之一[25],但从资源禀赋条件及单个矿床规模看,尚不能称之为“铀资源强国”。正因如此,我国铀矿地质工作者数十年来都在持续不断地开拓新区,坚持不懈地探索新层位、新类型。如长期坚持开展的铀成矿远景预测与调查评价项目均着眼于找矿新区的圈定和落实;近十余年来,在北方主要找矿盆地(伊犁盆地、准噶尔盆地、鄂尔多斯盆地、松辽盆地和二连盆地)均在不断探索已知产铀层位以外的新找矿层位;打破已有找矿类型的束缚,探索新类型的相关工作亦在我国北方沉积盆地及南方热液型铀矿勘查区中断续进行。
笔者认为,新区、新层位、新类型均为相对概念,是否为“新”与参照物、空间尺度等密切相关。对“新区”而言,既包括尚未取得找矿突破的盆地或远景区(即极低工作程度区、找矿空白区),也包括已知区外围及深部找矿空间。“新层位”主要适用于与沉积层位有关的铀矿床,在我国主要是砂岩型,其次为碳硅泥岩型等类型的找矿层位,既有全国性、区域性的“新层位”,也有盆地或矿田尺度的“新层位”。“新类型”既有全国性、区域性、盆地或矿田尺度的新类型,也有深部找矿空间的新类型。广义“新区”的概念内涵更宽,既包括已知类型、已知层位在新地区的突破,也包括新层位、新类型在新地区的突破,或者兼而有之。
以下主要针对“十四五”中后期或未来五年,概略阐述笔者对我国如何加强铀资源新区、新层位、新类型突破的战略性、方向性思考,并在时间尺度上,适度兼顾2030年前的可持续发展。
3.1 新区突破方向
未来五年乃至2030年前后,我国铀资源新区突破的主要类型仍应为砂岩型,其次为热液型(包括花岗岩型、火山岩型)。
中国大陆及毗邻海区内面积大于200 km2的盆地共有417个,其中大型盆地有18个(陆内12个)、中型67个、小型332个,陆域内中新生代沉积盆地的总面积约为400万km2。而到目前为此,开展过较为系统或勘查研究程度相对较高的盆地仅限于北方近20个大、中型盆地,其总面积约150万km2。因此,仅从找矿空间和回旋余地而言,砂岩型铀矿在我国仍然具有很大的找矿潜力和前景。热液型铀矿在我国几乎占据着“半壁江山”,且为长期工业开发的类型,研究程度相对较高,攻深扩围、新区开辟仍有较大的前景。
加强砂岩型铀矿新区突破的总体思路是:立足大中型盆地,主攻北方,兼顾南方,探索部分中小型盆地。加强热液型铀矿新区突破的总体思路宜为“主攻南方,兼顾北方;聚焦富大(铀矿),攻深扩围;重点区带,重点突破”。
3.1.1大力加强北方“七大”盆地的新区突破
“七大”盆地包括伊犁、吐哈、鄂尔多斯、二连、松辽、准噶尔以及巴音戈壁盆地。这七大盆地为近期最有可能进一步实现新区重大突破的盆地,也是首选的一类盆地,在勘查投入尤其是区域调查评价方面均宜作为重中之重加以对待。
伊犁盆地:应重点加强盆地北缘尤其是北缘西段中下侏罗统水西沟群的探索和找矿突破。
吐哈盆地:应加强全盆铀成矿条件的系统性评价,新区突破的重点为盆地南缘的中段,同时需高度重视对盆地内部缓倾隆起区两侧铀成矿环境和远景的调查评价。
鄂尔多斯盆地:北部应继续向西,以扩大北部铀矿带的远景。同时,重视对盆地西北缘(桌子山山前)局部构造相对稳定区、盆地东部榆林-横山地区的调查评价。富县-庆阳-平凉一线以南的盆地南部地区亦有较大的找矿突破前景。
二连盆地:除乌兰察布坳陷、马尼特坳陷仍需作为重点勘查区外,腾格尔坳陷、乌尼特坳陷以及川井坳陷均具有较大的找矿空间和良好的找矿前景,“十四五”期间宜加大带钻区域调查评价力度,以实现新区突破。对马尼特坳陷、腾格尔坳陷玄武岩覆盖区的调查评价可进一步加强。
松辽盆地:首要目标是加快推进盆地北部的找矿突破,在找矿思路上需要大胆尝试“灰中找红”,以圈定上白垩统、古近系等不同地层单元内后生氧化砂体与原生灰色砂体的过渡区带或地段。盆地南部应加大对含矿层灰色砂带(体)空间展布、隐伏古隆起及周边成矿环境条件的调查评价,“红中找灰”,以落实新的“钱家店式”、“海力锦式”铀矿床。
准噶尔盆地:除需继续加强对东准地区的调查评价与新区突破工作力度外,还应重点加强盆地东北部、盆地西部1 000 m以浅侏罗系、下白垩统等层位以及盆地内部局部隆起带的调查评价。
巴音戈壁盆地:鉴于该盆地已有强烈铀成矿作用的基本事实,“十四五”期间仍应作为北方砂岩铀矿新区突破的主战场之一,但找矿突破的重点方向应瞄准产于较疏松砂体的可地浸砂岩型,为此需大力加强基础地质研究与中比例尺调查评价工作。
3.1.2加大对疑难或复杂新区盆地的系统性调查评价与研究
此类盆地主要包括塔里木、巴丹吉林、柴达木、武腾和四川等盆地。这类盆地或地质构造相对复杂,或自然地理条件恶劣、工作难度大,但从宏观条件分析属找矿潜力很大或良好的盆地。故总体上应定位于“五年夯基础、八年求突破”。即在“十四五”期间对这类盆地开展系统性的整装科技攻关,力求在“十四五”末或“十五五”前期实现重大找矿突破。
塔里木盆地为我国最大的中新生代沉积盆地,在盆山结合部已有铀矿床产出,且有众多铀矿化点带显示,今后突破的重点方向应跳出盆缘和盆山结合部,向盆地内部乃至腹地发展,在调查评价深度上需向1 000 m以浅迈进,局部重点地区探测深度可加大到1 200 m左右。
柴达木盆地为我国最大、海拔最高的大型山间盆地,已有较好的勘查工作基础,近两年在局部点带已有新的找矿发现,但尚缺乏系统性评价,且前期找矿的空间主要局限于盆地东缘和北缘,且探测深度普遍在500 m以浅,十分必要开展新一轮的系统性研究与调查评价,并大胆向盆地内部进军。
巴丹吉林盆地、武腾盆地工作条件恶劣,内部结构、目标层等基本条件不清,对铀矿勘查而言属较典型的复杂新区盆地。此二盆地均靠近古陆块,属中大型盆地,值得加大工作投入。
四川盆地属我国大型中新生代沉积盆地,也是铀矿找矿的疑难盆地之一。该盆地产有硬岩型铀矿中、小型铀矿床,但对是否能成大矿以及能否找到可地浸的矿床尚存在争议。为此需要对该盆地构造-沉积演化、潜在目标层位的岩性-地球化学、白垩系和侏罗系厚大致密砂岩的成因、疏松砂岩的空间分布、区域铀成矿模式以及找矿模式等开展系统性研究,以探索、评价该盆地的整体铀成矿潜力及重点突破方向。未来五年,针对该盆地宜以整装性科技攻关项目为牵引,辅以少量钻探查证或1/25万带钻调查评价工作为地浸砂岩铀矿勘查突破夯实基础。
3.1.3超前部署对部分潜在远景盆地(群)的探索研究
基于成熟地块、铀源等基本条件以及较零散的铀矿化异常线索,我国部分中新生代沉积盆地可能存在较好的找矿前景,但或因盆地规模不大,或因受传统找矿模式的影响,一直未引起足够重视。从铀矿勘查中长期可持续发展的角度,对这类盆地超前部署一些必要的应用基础研究与小比例尺调查评价工作十分必要,以获取盆地结构构造、发展演化以及盖层发育特征等基础地质资料,为开辟后备新区奠定基础。
此类盆地主要包括塔城盆地、博斯腾湖盆地、阿尔金山内的中小型盆地、天山造山带内的盆地群(主要为大小尤鲁多斯盆地、焉耆盆地)、库姆库里盆地、六盘山盆地、小兴安岭盆地群、渤海湾盆地(迁安-秦皇岛一线)、苏北盆地、胶莱盆地、南阳盆地以及南方中小型断陷红盆等。
我国南方尤其是华南地区分布有大量中小型白垩纪断陷红盆(部分为新生代红盆),有些盆地在20世纪60~70年代即已取得良好的找矿成果,如湖南的衡阳盆地等,但当时并未按照可地浸砂岩型铀矿的思路来找矿,因此绝大多数红盆铀矿勘查研究的程度很低。南方为我国热液型铀矿的主要产区,对众多中小型断陷红盆而言,其物源区和蚀源区富铀地质体(富铀花岗岩、火山岩、黑色页岩等)广泛分布,加之盆地形成后存在长期的沉积间断或隆升剥蚀,具备形成后生砂岩型铀矿的有利条件。近20余年来,我国铀矿勘查的总体布局是北方主攻地浸砂岩型铀矿,南方主攻热液型铀矿,这无疑是基于我国特定地质构造背景而作出的正确战略决策,且应长期坚持。考虑到新时期“摸清铀资源家底”和新区开辟的紧迫现实需求,对南方断陷红盆砂岩铀矿的成矿条件和找矿潜力开展超前研究十分必要。
3.1.4不宜放弃的北方中新生代沉积盆地
此类盆地面积较大,且已投入一定的钻探工作量,但其成矿前景仍不十分明朗。主要原因是盆地内部地质构造较复杂、铀矿地质基础性工作较薄弱。此类盆地主要有三塘湖、海拉尔和三江盆地等。对此类盆地虽暂不宜投入过多的钻探工作量,也不宜完全放弃,宜以带钻中小比例尺调查评价为主要驱动,在未来五年保持较持续的科研生产投入,同时加大综合编图和物化探测量的力度,优选有利成矿盆段和成矿远景区。
3.1.5持续推进热液型铀矿的新区突破
“双碳”目标下,未来五至十年我国热液型铀矿实现找矿新突破尤其应坚持“找大矿、找富矿、找经济可采矿”,新区突破方向主要为如下几个方面:1)南方花岗岩型、火山岩型铀矿田深部及外围扩大,主要包括相山铀矿田、大诸广地区、下庄铀矿田、桃山铀矿田、苗儿山铀矿田、摩天岭地区、庐枞地区等;2)钦杭带与南岭带的交汇区——天鹅寨地区;3)沽源-红山子铀成矿带;4)雪米斯坦古生代火山岩成矿带;5)西昆仑地区(铀多金属)。
3.2 新层位突破方向
从全球范围看,砂岩型铀矿的容矿层位众多,从二叠系至上新统,不同地层单元均有铀矿床产出。我国北方砂岩型铀矿化产出层位亦较多,主要有J1-2、K1和K2三大层位,产铀地层单元(组)主要有下侏罗统八道湾组,中侏罗统三工河组、西山窑组、头屯河组和直罗组,下白垩统克兹勒苏群、巴音戈壁组、赛汉组、华池-环河组,上白垩统二连达布苏组、姚家组等。
从全国范围看,二叠系、三叠系、古近系、中新统等地层单元尚无真正意义上的铀矿床产出,可以视作全新的层位加以考虑。但作为沉积盖层,二叠系仅分布于准噶尔盆地(石油系统的观点),其实现找矿突破的可能性很小。三叠系在伊犁盆地、鄂尔多斯盆地均有较大范围的分布,因此伊犁盆地南缘的小泉沟群、鄂尔多斯盆地东北部的延长群为值得重点关注的新层位。古近系主要分布于塔里木、准噶尔、柴达木、松辽和三江等盆地,为有可能实现找矿突破的新层位。
鉴于“新层位”的相对性,我国北方主要产铀盆地新层位的主要突破方向大体如下:
伊犁盆地:除继续加强中上三叠统小泉沟群的突破外,尚需关注下白垩统的突破。
准噶尔盆地:需重点突破三工河组、西山窑组、下白垩统吐谷鲁群以及新近系沙湾组(N1s);吐谷鲁群突破的重点区域应放在盆地北部,其次为盆地南部EW向“第三排”构造带内。此外,盆地北部的古近系乌伦古河组(E2-3w)已产有顶山铀矿点,有进一步突破的可能。
吐哈盆地:对白垩系红层成矿的可能性开展探索性研究,在空间上寻找厚大砂体、贯通性断裂构造与深部还原性流体渗出活动的复合区域。
塔里木盆地和柴达木盆地:针对此两大复杂疑难盆地宜大胆探索主盆区新近系、古近系等找矿新层位的成矿远景。同时,两大盆地第四纪古河道的铀成矿前景亦值得引起足够重视。
鄂尔多斯盆地:在盆地北部、东部应继续坚持对延安组的探索,盆地东北部应重视对三叠系延长群有利成矿环境的探索评价;在盆地西北部、西南部加强对下白垩统华池-环河组、罗汉洞组以及洛河组等层位成矿远景的调查评价,以期取得新突破。
二连盆地:有可能实现突破的新层位主要为赛汉组下段和腾格尔组上段。其次,借鉴蒙古“苏敏式”古河谷型铀矿,该盆地马尼特坳陷中段-腾格尔坳陷东北缘一线覆盖于玄武岩下的上新统、第四系古河道(若有)亦有取得找矿突破的可能。
松辽盆地:盆地南部应加强对青山口组、泉头组等层位的调查评价;盆地北部的四方台组已发现工业铀矿化,应加大调查评价力度,以落实铀矿床,但姚家组、嫩江组、明水组等层位的总体成矿前景尚不明朗,需开展系统性调查评价,对盆地北部而言任何层位的突破均可视为找矿新层位的突破。
3.3 新类型突破方向
比较而言,新类型突破在“三新”中的难度最大,作为一种全新的成矿类型,其出现往往与较为偶然的找矿发现相关联,国内、外均不乏此类实例,如澳大利亚奥林匹克坝型、加拿大阿萨巴斯卡盆地不整合面型铀矿的发现即为较典型的实例。
对我国而言,欲发现全球尺度的找矿新类型难度很大,可能将更多地依赖于找矿的“偶然发现”。但结合我国的基本地质背景,国外已有重要发现、但在国内尚属空白或未取得实质性突破的部分优势类型,有可能成为新的类型。同时,在不同盆地或成矿区带,亦有发现其他已知类型的可能性,此类发现可归为广义的“新类型”。
3.3.1不整合面型
不整合面型铀矿床是许多国家不懈追求的找矿类型。我国华北陆块的稳定性比北美、澳大利亚古陆块差,相关的找矿工作投入也较少,相关基础地质工作薄弱。据仉宝聚等[20]的研究,我国存在不整合面型铀矿床或类似矿床形成的地质背景和成矿地质条件,如清源-桦甸地区、鞍本地区、冀东-山海关地区、五台山地区、中条山地区、吕梁山地区、集宁地区、登封地区等。这些地区不同程度地具有寻找断裂控制型、层位控制型和黏土蚀变控制型的前景。为此很有必要加强对华北地台内部及周缘地区不整合面型铀矿的持续性研究与探索,若突破即为新类型之一。
3.3.2表生型
表生型铀矿床为全球重要成矿类型之一,单个矿床的规模较大,且有较低成本开采的可能。我国北方尤其是西北地区新近纪以来古气候以干旱为主[26],红色碎屑岩、膏盐岩发育,在局部基底铀源优越的地区有可形成钙结岩型等表生型铀矿床的可能。但我国对表生型铀矿的探索基本上处于空白,缺乏专门、长期的研究,因此今后加强该类型的专题性研究与调查评价将有望实现突破。
3.3.3绢英岩化高温蚀变带型
此类型为杜乐天先生提出的华南地区一种新的富矿类型[16],其最大特点是成矿时间较早、成矿温度较高、矿石品位较富,属高温深成成因。该类型在岩体内、外接触带中均有产出,而且往往在主成矿之后,再叠加新的成矿作用(与华南花岗岩型铀矿主成矿期大体相当)。今后宜将绢英岩化高温蚀变带型铀矿化作为华南地区寻找深部富大铀矿的重点方向之一。
3.3.4混合岩化花岗伟晶岩型
近年来,随着康滇地轴攀枝花大田、米易等地段粗粒晶质铀矿的发现,核工业北京地质研究院、成都理工大学等单位对其成因进行了较深入的研究[21-22],结果表明,粗粒晶质铀矿的形成时代约介于800~700 Ma之间,属晚元古代,与混合岩化花岗伟晶岩有关。未来五年,宜对该类型的有利产出环境及空间规模等加大调查评价的力度,以期实现此类型的突破。
3.3.5火山盆地的“基底亚型”
前已述及,火山岩型热液成矿主矿体集中出现在火山盆地不整合面上下各300~500 m的范围内,对单个矿床而言,俄罗斯红石铀矿田“安泰式”矿床具有资源量大、品位富、矿化垂幅大等特点,是火山岩型铀矿中最具综合效益的亚类。我国火山岩型铀矿数量较多,但与“安泰式”类似者仅限于相山铀矿田的个别剖面。为此,很有必要进一步加强个别火山岩型铀矿田盖层/基底不整合面上、下铀矿化体的探索,如白面石铀矿田的个别铀矿床(点)等。
3.3.6南方红盆的新类型
前已述及,我国南方白垩系红盆数量众多,且不少盆地已有矿床、矿点发现或铀矿化显示,部分红盆与花岗岩型、火山岩型铀矿田相邻,多数红盆的沉积物源和后生改造物源的铀源优越。基于前人研究现状,除加强对红盆铀成矿条件和成矿潜力的系统性评价之外,今后尤其应借鉴捷克共和国红盆“断裂构造+砂体”控矿模式的经验,寻找红盆基底附近的富大铀矿体。
3.3.7北方已知产铀盆地的找矿新类型
准噶尔盆地需要重视对沉积成岩型、油气掩盖型以及油气还原型(德克萨斯海岸平原型)的探索与突破[27]。
鄂尔多斯盆地需加强对下白垩统相关层位沉积成岩型、潜水氧化带型以及渗出-渗入复合型铀矿的探索与评价。
二连盆地宜重视对玄武岩盖下“苏敏式”古河谷型铀矿的探索评价[28];松辽盆地周边的小盆地需要重视对“外贝加尔”式古河道型铀矿的探索评价。
总之,新区、新层位、新类型突破是铀矿勘查领域的不变主题之一,需要长期、持续地坚持。新区、新层位、新类型三者既有相对独立的一面,又有相互关联、互为交叉的一面。总体上看,我国铀资源“三新”突破的前景广阔。
4 结论与建议
1)全球铀资源优势类型主要包括砂岩型、不整合面型、多金属铁氧化物角砾杂岩型、侵入岩型、古石英-卵石砾岩型、花岗岩型、火山岩型、交代岩型和表生型9种类型。从资源储量规模、矿床空间分布的广度以及矿床开发的经济性三项指标看,砂岩型铀矿床均位居首位,而多金属铁氧化物角砾杂岩型(奥林匹克坝型)、古石英-卵石砾岩型两种类型虽然储量规模大,但在全球的分布较为局限,尤其是前者。
2)我国已发现和探明的铀资源类型与全球具有一定的可对比性,除多金属铁氧化物角砾杂岩型、古石英-卵石砾岩型和表生型3种类型之外,全球铀资源其他6种优势类型在我国均有不同程度的产出。我国特定的地质构造背景导致铀成矿作用的复杂性、多样性和多期多阶段性,铀成矿类型众多,1 000 m以浅的铀资源潜力达×××万t,1 500 m以浅的铀资源潜力无疑更大,新区、新层位、新类型突破的空间巨大,前景广阔。
3)未来五到十年我国铀资源新区突破的主要类型仍应为砂岩型,其次为花岗岩型、火山岩型等热液型铀矿。砂岩型铀矿新区突破的方向包含4个层级:①大力加强北方七大产铀盆地的新区突破;②加大对疑难或复杂新区盆地的系统性调查评价与研究;③超前部署对部分潜在远景盆地(群)的探索研究;④对部分盆地需坚持久久为攻,持续适度投入,夯实基础,如三塘湖、海拉尔和三江等面积较大的中新生代沉积盆地。
4)“新层位”主要适用于产于沉积建造中的铀矿床,新层位突破本身具有相对性。对我国砂岩型铀矿而言,具区域性或全局性意义的新层位主要为三叠系、古近系等地层单元;北方已知大中型产铀盆地或部分复杂新区盆地近期有可能实现突破的新层位较多,但不同盆地的新层位不尽相同,甚至个别盆地不同盆段的找矿新层位亦存在差异性,如松辽盆地北部和南部。
5)新类型突破在“三新”突破中的难度最大,参照全球铀资源优势类型并结合我国地质构造背景的基本特征,笔者认为今后五到十年我国应在重点关注不整合面型、表生型、混合岩化花岗伟晶岩型等新类型突破的同时,还需加强绢英岩化高温蚀变带型、火山盆地“基底亚型”、沉积盆地砂岩铀矿系列亚型的找矿突破,不同成矿区带、不同矿床类型有望实现突破的新类型(含亚类)要视具体地质情况加以综合研判。
6)“三新”突破是铀矿勘查领域长期坚持的主题之一,也是一项复杂的系统工程,长期持续的系统性科技攻关以及配套的条件保障是成功的基础和动力。新时期,随着铀矿勘查工作的不断深入,“三新”突破面临更大的挑战,为此建议有关决策部门:建立对重大基础前沿问题攻关的长效投入机制;针对我国北方复杂疑难或新区沉积盆地,推行中小比例尺带钻综合编图工程;大力提升复杂恶劣地区铀矿勘查的技术装备能力;加快推进基于地质大数据的数字勘查和三维智能化预测评价等工作。