巴音戈壁盆地塔木素铀矿床成矿作用新认识：热水白云石化-渗出叠加-渗入改造模式

刘武生，李伟涛，杨喆，纪宏伟，张文东，邱林飞，张梓楠，李怡娟

（核工业北京地质研究院 中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室，北京 100029）

塔木素铀矿床产于内蒙古巴音戈壁盆地因格井凹陷，是近年来发现的大型铀矿床，产出于下白垩统巴音戈壁组上段。它具有品位高、矿化层位多、矿体连续性差、矿石岩性多样、矿石致密等特点，显示其独特的复杂性。有关其成因机制受到铀矿地质工作者广泛关注，并提出了多种成因观点，如铀矿化具有沉积成岩及后期层间氧化叠加改造双重成因［1-2］；矿床的形成是层间氧化作用、地层结构、有机质和还原流（气）体等多因素耦合的结果［3］；塔木素铀矿床是沉积-早成岩、早期氧化作用、热改造和晚期氧化作用的产物［4-6］；矿床成因为早期原生沉积-层间氧化叠加热液改造［7-8］，总体上认为塔木素铀矿床成因是沉积成岩叠加了层间氧化成矿作用和热改造作用，并以层间氧化作用为主体，但上述观点难以解释本矿床多层性、连续性差、高品位等矿化特征，也未体现断裂构造的控矿性。本文通过塔木素铀矿床产出的矿床特征、矿石矿物特征、成矿流体及同位素年代学等的深入研究，系统阐述了塔木素铀矿化过程中成矿物质来源、铀迁移形式及沉淀机制，重建了矿床的成矿模式，提练了控矿要素，以指导矿床外围和深部扩大，盆地内类似地段砂岩型铀矿的找矿突破。

1 成矿地质背景

大地构造位置：塔木素铀床位于巴音戈壁盆地苏亥图坳陷北部的因格井凹陷东段北缘。因格井凹陷北缘为宗乃山-沙拉扎山隆起，南缘为巴彦诺尔公隆起，均受区域深大断裂控制，南缘为巴丹吉林断裂，北缘为宗乃山-沙拉扎山南缘断裂。

构造演化特征：早白垩世以来，塔木素地区经历了强烈断陷阶段（135～97 Ma）—坳陷阶段（95～65 Ma）—快速隆升阶段（65～28 Ma）—差异升降阶段（28～0 Ma）构造演化过程［9］，进而控制着铀成矿作用类型。

生排烃史：银根组和苏红图组埋深普遍小于1 500 m，没有进入排烃门限，几乎没有烃类排出；巴音戈壁组暗色泥岩厚度大（＞300 m），有机质类型主体以腐殖-腐泥或腐泥-腐殖型为主，烃源岩镜质体反射率（Ro）在0.8%～1.8%之间，至巴音戈壁组底部，Ro 基本都在1.0%以上，有机质成熟度处于成熟生油-热裂解生湿气阶段，为银额盆地主要烃源岩排烃层。巴音戈壁组上段烃源岩在100～105 Ma 时Ro 达到0.5%，开始进入生烃门限；90 Ma 进入中成熟阶段；80 Ma 开始进入高成熟阶段［10-11］。

烃源岩排烃特征：因格井凹陷深部发育厚大暗色泥岩，但由于埋深较浅（＜1 500 m），排烃量少，附近的乌力吉凹陷和托莱凹陷深部发育烃源岩，且有深部还原性流体通过F2、F3断裂和角度不整合面运移至矿区，使矿区地表重烃平均含量达11.5 μL/kg，为正常背景值的2.5倍，具较强重烃异常显示［4］。

地层特征：矿区出露的沉积盖层主要有中下侏罗统、下白垩统巴音戈壁组下段、下白垩统巴音戈壁组上段、上白垩统乌兰苏海组及新近系。其中，巴音戈壁组上段（K1b2）主要出露于塔木素的西南部，为湿热-干旱古气候环境下沉积的一套三角洲沉积体系，平均铀含量达11.9×10-6，是本区铀矿找矿的主要目的层［3］。

岩浆活动：区域上玄武岩喷发事件发育两期，第一期是巴音戈壁早期（132～128 Ma），第二期是巴音戈壁晚期－苏红图早期（113～107 Ma）［12］。

2 矿床地质特征

2.1 构造特征

矿区发育有3 条构造：F1、F2、F3，呈北东向展布（图1a）。其中，F1断裂相当于区域上的乌兰铁布科断裂，倾向北西，倾角为70°～85°，表现为逆冲断层特点（图1b）；F2距F1断裂1～3.5 km，倾向北西，倾角为70°～87°，表现为逆断层特点；F3断裂倾向南东，倾角为57°～73°，表现为正断层特点。矿区下白垩统巴音戈壁组下段底板埋深在陶勒盖西南部，最深达1 200 m 以上，东部最大埋深900 m 以上，为一北东向展布的宽缓向斜，轴向北东东，倾角在10°～20°之间［4］（图1）。3 条断裂延伸均在40 km 以上，北东向断裂形成于燕山期，在喜山期仍有活动。上述向斜构造和断裂构造有利于后期渗入和渗出成矿流体的改造作用。

2.2 建造特征

塔木素铀矿床含矿层下白垩统巴音戈壁组上段为扇三角洲沉积体系。其中，扇三角洲平原亚相分布于盆缘一带，岩性以砖红色、黄色、褐色砾岩、砂砾岩、砂岩为主，夹粉砂岩和泥岩，平原亚相接近前缘亚相地带，地层泥-砂-泥结构良好，扇三角洲前缘亚相砂泥互层现象更为明显，砾岩、砂砾岩逐渐被砂岩所替代，砂体相对平原亚相逐渐变薄而细碎屑岩厚度逐渐增加；前扇三角洲亚相和湖相难以区分，均以细碎屑岩沉积为主，时夹薄层砂岩，岩性为灰、灰黑色泥岩、页岩、油页岩、泥灰岩、粉砂岩、灰岩夹砂岩和石膏薄层，见有化石碎片，水平层理发育。因此，扇三角洲平原亚相和前缘亚相是区内寻找砂岩型铀矿的有利相带［3］（图2）。下白垩统巴音戈壁组上段揭露见有3 层良好的找矿砂体，单层砂体厚度一般在10～35 m 之间，含砂率为20%～70%，灰色砂体厚度为30～100 m，灰砂率为20%～60%（图3、4）。含矿主岩主要有白云岩化砂岩、白云质泥岩和白云岩化砂泥混合，砂岩以长石砂岩为主，胶结较致密（图5）。

图2 塔木素矿区巴音戈壁组上段沉积体系图（部分钻孔数据来自文献［3］）Fig.2 Sedimentary faces map of the upper member of Bayingebi Formation in Tamusu mineralization area（some data cited from reference［3］）

图3 塔木素矿区巴音戈壁组上段含砂率图（部分钻孔数据来自文献［3］）Fig.3 Contour map of sandstone percentage of the upper member of Bayingebi Formation in Tamusu mineralization area（some data cited from reference ［3］）

图4 塔木素矿区巴音戈壁组上段灰砂率图（部分钻孔数据来自文献［3］）Fig.4 Contour map of gray sandstone percentage of the upper member of Bayingebi Formation in Tamusu mineralization area（some data cited from reference ［3］）

图5 塔木素铀矿床地层柱状图Fig.5 Stratigraphic column of Tamusu uranium deposit

2.3 蚀变特征

塔木素矿床主要发育白云石化、渗出还原和渗入氧化蚀变。

白云石化：矿区含矿层下白垩统巴音戈壁组上段下部岩性普遍发育白云石化，包括铁白云石、含铁白云石和白云石，且铁白云石往往出现在核部，含铁白云石出现在中间部位，白云石在最外部（图6a）。依据白云石呈角砾状，说明白云石位于热液喷流中心附近，结合该套白云石展现方沸石＋白云石＋黏土矿物＋长石（无石英）组合，进一步说明该白云石为热水成因（图6b）［13］。阴极发光下不含铁的白云石则具有鲜亮的橙红、桔红等颜色（图6c），推测塔木素含铀砂岩中的白云石为准同生成因［2］。同时，也说明塔木素铀矿床含矿砂体致密是在准同生期由于白云石化形成的。

渗出还原蚀变：塔木素附近的乌力吉凹陷和托莱凹陷深部巴音戈壁组于80 Ma 开始进入高成熟阶段，油气沿断裂渗出至塔木素含矿层中，在白云石化致密砂体的裂隙内见残留的地沥青（图6d）；沿不同的岩性界面渗透，将渗透性好的砂体（一般为中粗砂岩）褪色为浅色（灰色）（图6e）；同时，为砂体中带入大量流动态有机质，增加砂体的还原容量，有利于下一步渗入氧化成矿作用（图6f）［14-15］。

渗入氧化蚀变：矿区于70 Ma 以来，开始进入快速抬升剥蚀阶段，含矿目的层广泛出露地表，来自宗乃山的含氧含铀水沿不同岩性界面、砂体内裂隙渗入自含矿砂体内（图6g），将准同生成因的铁白云石和含铁白云石中的铁氧化成赤铁矿（图6h），将早期残留的地沥青周边褐铁矿化（图6i）。在受后期层间渗透氧化的部位，可见白云石、含铁白云石、黄铁矿、斜长石等矿物被水针铁矿交代（图7a、b），铁含量较高的铁白云石及含铁白云石等受后期氧化作用明显，含铁白云石和铁白云石中的铁可被氧化成水针铁矿等铁的氧化物，从而在原铁白云石位置形成了“红色的核”（图7c）。

图7 塔木素铀矿床不同渗入氧化现象Fig.7 Oxidation by different infiltration in Tamusu uranium deposit

总体上，根据矿石中蚀变矿物的交切关系，可以确定白云石化发育最早，生成于沉积同生期；其次为渗出还原蚀变，发育于80～65 Ma；最后，65 Ma 以来，发育渗入氧化作用。

2.4 铀矿化特征

塔木素铀矿床矿体有数层，多呈透镜状，部分呈板状，除主矿体外，矿体大多连续性较差；铀矿带总长约5 800 m，最大宽度为1 300 m；矿体产状平缓，一般为3°～5°；矿体埋深186.66～646.40 m，主要矿体埋深一般为300～530 m；矿床平均厚度为 1.54 m，平均品位为0.099%［3］（图8）。

图8 塔木素铀矿床H32 剖面后生蚀变图Fig.8 Epigenetic alteration map of H32 section in Tamusu uranium deposit

2.5 铀成矿时代

针对巴音戈壁盆地塔木素铀矿床全品位段开展全岩U-Pb 测年（表1）［2-3，8，16］，主要得到年龄为113.3～109.7 Ma，为早白垩世巴音戈壁晚期，与目的层年龄和玄武岩喷发年龄一致；王凤岗等通过品位大于2%的富矿石采用挑沥青铀矿方法测得U-Pb 年龄为69.6 Ma 和45.4 Ma；本次测试分析通过对品位大于0.15%的富矿石进行全岩UPb 测年，得到34.7 Ma 和20.6 Ma，其成矿年龄均与渗入氧化蚀变时期相当，说明渗入氧化主要形成品位大于0.1%的富矿化。

表1 塔木素铀矿床铀成矿年龄表Table 1 Uranium mineraliziton age of Tamusu uranium deposit

3 矿石矿物特征

3.1 矿石特征

塔木素铀矿床矿石以砂岩型为主，其次为泥岩型，少量为混合型。其中，砂岩型矿石主要为长石砂岩，其次为岩屑长石砂岩；砂岩型矿石普遍发育白云石化，白云石或含铁白云石含量约占全岩的12%左右，铁白云石含量相对较低，其含量约占全岩的7%，砂岩矿石颜色多样，见有灰色（图9a）、灰白色（图9b）、红色（图9c）；塔木素砂岩型铀矿石密度介于2.06～2.51 g/cm3之间，平均为2.33 g/cm3；渗透系数为0.29～1.67 m/d，为致密、低渗透的铀矿石。泥岩型铀矿石通常为灰色（图9d），部分发育顺层白云石化呈灰白色（图9e）。混合岩型铀矿石主要为白云石化的砂岩－粉砂岩－泥岩混合在一起，难以区分，呈灰白色（图9f）。

图9 塔木素铀矿床不同岩性矿石Fig.9 Different types of ores in Tamusu uranium deposit

3.2 矿物特征

塔木素铀矿床铀的存在形式有3 种：一是铀矿物；二是胶结物中的铀；三是植物碎屑等吸附的铀［6］。其中，铀矿物以沥青铀矿为主，其次为铀石，部分铀矿物含钛；主要赋存在砂岩粒间孔隙及砂岩裂缝中（图10a），部分充填于碎屑矿物的溶蚀孔洞中（图10b）。铀矿物常与中低温标型矿物闪锌矿（图10c）、黄铁矿（图10d）、TiO2（金红石）共生，并且以矿物包裹体的形式赋存于黄铁矿和萤石脉中（图10e）。铀矿物与金红石伴生（图10f），指其形成与热液体活动关系密切［6］。

图10 塔木素铀矿床与铀共伴生典型矿物组合Fig.10 Typical minerals coexisted -associated with uranium in Tamusu uranium deposit

3.3 矿石元素地球化学特征

3.3.1 主量元素特征

通过对比分析塔木素铀矿床高品位（铀含量大于0.2%）和低品位（铀含量小于0.05%）铀矿石主量元素特征，结果显示，富矿石中SiO2含量均值为41.79%，CaO 含量为3.54%～39.89%，平均值达14.10%，烧失量均值为10.65%，全铁含量均值为5.10%，Fe3+含量均值为3.90%，Fe2+含量均值为1.20%，P2O5含量均值为3.74%，有机碳含量均值为0.29%；低品位矿石中SiO2含量均值为48.64%，CaO 含量均值为10.74%，烧失量均值为10.74%，全铁含量均值为2.80%，Fe3+含量均值为1.80%，Fe2+含量均值为1.00%，P2O5含量均值为1.60%（表2）。

分析表明，矿石中CaO 含量高、烧失量高是由于塔木素铀矿石大都发育白云石化所致；SiO2含量低是由于白云岩为热水成因，以方沸石＋白云石＋黏土矿物＋长石（无石英）组合为特征；低有机碳含量（砂岩矿石中有机碳含量为0.5%以上）表明矿石中有外来还原容量加入；高P2O5含量说明为沉积期产物。同时，对比高品位和低品位矿石发现，高品位矿石中SiO2含量更低、CaO 含量更高、烧失量更高，说明高品位矿石热水白云石化程度更高；从全铁、Fe2+含量对比发现，高品位矿石均高，说明铁白云石和含铁白云石越多越有利于铀成矿；且高品位矿石Fe3+含量比低品位矿石高2 倍多，说明高品位矿石遭受后期渗入氧化作用较强，将铁白云岩和含铁白云石中的铁褐铁矿化，形成Fe3+。

3.3.2 微量元素特征

通过对比分析塔木素高品位（铀含量大于0.2%）和低品位（铀含量小于0.05%）铀矿石的微量元素特征，结果显示，富矿石中Th 含量均值为58.98×10-6，Co 均值 为10.63×10-6，Ni 均值为29.72×10-6，Pb 均值为72.99×10-6，Zn 均值为108.01×10-6，Re 均值为2.46×10-6，Mo 均值为58.90×10-6，V 均值为43.60×10-6；低品位矿石中Th 含量均值为28.56×10-6，Co 均值为6.31×10-6，Ni 均值为14.84×10-6，Pb 均值为18.06×10-6，Zn均值为32.24×10-6，Re 均值为0.72×10-6，Mo 均值为10.20×10-6，V 均值为39.38×10-6（表2）。

分析表明，矿石中Co、Ni、Pb、Zn 含量高，主要是与深部热流体渗出有关［17］；矿石中Re、Mo、V 含量较高与渗入氧化有关。对比高品位和低品位矿石发现，高品位矿石中渗出热水成因元素Co、Ni、Pb、Zn 和渗入氧化成因元素Re、Mo、V 含量增较低品位矿石高，说明高品位矿石遭受渗出热水作用和渗入氧化作用强，该认识与主量元素一致。

Sr/Ba 可作为古盐度识别的灵敏标志，一般淡水沉积相中Sr/Ba 值＞1，半咸水相为1～0.6，微咸水相＜0.6［18］。从塔木素铀矿床Sr/Ba 值看，该地区Sr/Ba 值普遍偏高，平均值超过2.2，显然，塔木素地区成岩的环境并不是在淡水中进行的，而是具有一定的矿化度的（盐水），即成岩时期的地下水为矿化度较高的卤水。

V/（V+Ni）：V 在氧化环境被吸附富集，Ni 则在还原环境更易富集。V/（V+Ni）＞0.82，反映水体分层及底层水体出现H2S 的厌氧环境；0.56～0.82 为中等比值范围，反映其水体分层不强的厌氧环境；＜0.56，反映水体未分层的弱氧化环境［18］。由计算结果可以看出，塔木素矿石V/（V+Ni）值主要介于058～0.72 之间，显示该地区水体环境主要为分层不强的厌氧环境。受渗入氧化影响，部分样品如GM2021-130、GM2021-132、GM2021-143、GM2021-150、GM2021-151、GM2021-165 号样品，铀含量均值达1.42%，V/（V+Ni）值变小，均小于0.5，显示其受氧化作用改造明显，也从另外一个角度证明了塔木素铀矿床在局部范围内渗入氧化作用是存在的。

3.4 矿石流体包裹体特征

3.4.1 流体包裹体分析

对塔木素砂岩铀矿石中的透明碎屑矿物及蚀变矿物开展了流体包裹体岩相学研究。镜下观察发现，含矿砂岩粒间孔隙中普遍富含黑褐色的有机质（图11a），孔隙荧光较弱，仅少部分赋矿砂岩孔隙中显示较强浅蓝色的荧光（图11b），指示有机质可能经历一定程度的热演化作用。这些呈黑色的富有机质包裹体在碎屑石英矿物的次生微裂隙中分布（图11c），包裹体大小为5～30 μm不等，形状以长条状、不规则状为主。后经扫描电镜和激光拉曼分析，结果表明，含矿砂岩石英碎屑颗粒中沿切穿微裂隙呈带状分布的黑色“物质”主要有两类，一类为黄铁矿，一类为碳质（为可溶性有机质经热演化的产物），石英碎屑颗粒中的成矿期包裹体成分主要为碳质和氧气，未见其他气体成分。此外，在部分沿碎屑石英矿物微裂隙中分布的包裹体内，还同时检测出了黄铁矿＋碳质＋碳酸盐子矿物（方解石＋白云石），指示成矿流体为富Ca、Fe等的富有机质的弱碱性流体。

图11 塔木素铀矿床矿石孔隙流体及其流体包裹体显微特征Fig.11 Microscopic characteristics of fluid and inclusions in the pore of ore in Tamusu uranium deposit

3.4.2 流体包裹体盐度和温度

显微测温结果表明，矿石石英碎屑中沿溶蚀孔洞或微裂隙成呈带状分布，与液烃（或沥青）包裹体、铁质包裹体共生的次生富液盐水包裹体的均一温度为89～211 ℃，平均值为129 ℃，具有两个峰值温度，分别为110～130 ℃和150～170 ℃（图12a），盐度变化范围较大，从2.24%～16.24% NaCleqv不等（图12b）。流体包裹体均一温度与盐度相关图显示，塔木素铀矿床砂岩碎屑石英矿物中，铀成矿相关的流体包裹体均一温度与盐度具有从相对高温（＞150 ℃）、较高盐度（＞10% NaCleqv）向相对低温（＜130 ℃）、低盐度（＜6% NaCleqv）演化的特征。上述研究指示了成矿流体可能为深部相对较高温、较高盐度的热卤水与浅部低温低盐度表生流体混合所形成的流体，不同阶段蚀变矿物记录不同来源、不同性质的流体［15］。

图12 塔木素铀矿床流体包裹体均一温度直方图（a）及温度-盐度散点图（b）Fig.12 Homogeneous temperature histogram（a）and temperature-salinity scatter diagram（b）of fluid inclusions in Tamusu uranium deposit

4 铀成矿作用和成矿模式

基于因格井凹陷构造演化史、沉积充填史和生排烃史特征，结合塔木素铀矿床构造、建造、蚀变、铀矿化、铀成矿时代特征，通过矿石矿物学、矿石元素地球化学、矿石包裹体分析，建立了塔木素铀矿沉积成岩期热液成矿作用—晚白垩世渗出成矿作用—新生代渗入成矿作用三阶段铀成矿模式［19-23］（图13），其主要内容阐述如下：

图13 巴音戈壁盆地塔木素铀矿床成矿模式图Fig.13 Metallogenic model of Tamusu uranium deposit in Bayin Gobi Basin

1）沉积成岩期热水白云石化成矿作用

在沉积成岩过程中，受玄武岩喷发事件影响，渗出的富含U、Fe、Co、Ni、Ca、流动态有机质的高矿化度热卤水与沉积的碎屑物发生了水岩作用，形成白云石。由于白云石化作用，消耗了地下卤水中的碳酸根等阴离子，造成了铀酰离子与碳酸根分离，并析出铀矿物，白云石中呈现环带状的沥青铀矿（图14），指示沥青铀矿是在白云石生长过程中与白云石共沉淀，即是最好的佐证。地下热卤水与围岩间进行的水岩反应是铀成矿的前期条件，是形成白云石化及铀矿化的“发动机”，因此，铀矿化的程度与白云石化的规模存在正相关关系，铀矿中的白云石含量（包括铁白云石和含铁白云石）明显高于围岩的含量及铀矿化岩石的含量。

图14 白云石中环带状沥青铀矿赋存Fig.14 Photo showing the zoned pitchblende in dolomite

水受水岩作用程度不同及扩散机制的制约，水岩作用最强烈的地区也是最有利于铀集中、富集的地区。通常，粗砂岩、不同岩性接触的层里面因渗透性或水通过性相对更好，故在上述位置水岩作用更充分，替换出来的钙离子相对活度也更高，在此处形成白云石化强度高，铀矿化富集浓度大，最终形成小于0.05%的铀矿化。同时，部分热液型矿物闪锌矿、金红石、萤石、磷灰石、石膏等，与铀矿物共伴生。

热液成因白云石、致密矿石、矿石中高Ca、P2O5含量，富含Co、Ni、Pb、Zn 等深部元素，微粒状或者短柱状磷灰石，包裹体的均一温度达129 ℃、113.3～109.7 Ma 铀成矿年龄等即是沉积成岩期热液成矿作用的证据。

2）渗出还原成矿作用

80～65 Ma，乌力吉和托莱深部巴音戈壁组烃源岩达高成熟，进入大量排烃时期，油气通过F2、F3断裂、裂隙、岩性界面渗出至塔木素含矿砂体中，将原生红杂色矿石褪色成浅灰色、灰色，并发育铀的叠加富集。对含沥青脉及灰色脉的岩石进行初步的岩矿鉴定、扫描电镜发现灰色细脉部位赋存较多的铀矿物（图15a、b），与之接触的红色岩石中发现少量铀矿物，这可能表明油气渗出还原作用叠加富集铀矿化。分析数据中红杂色矿石中的有机碳平均含量为0.29%，而灰色矿石中有机碳平均含量达1.86%，佐证了褪色化铀矿石中存在外来流动有机碳的加入。塔木素矿石中沥青脉的穿插关系，沥青表面被氧化，69.6 Ma 铀成矿年龄等即是80～65 Ma 渗出还原铀成矿作用的证据。

图15 渗出-渗入叠合铀成矿作用现象图Fig.15 Photo showing the metallogenic phenomenon by exudation-infiltration superposition

3）渗入氧化成矿作用

65 Ma 以来，塔木素矿区由弱伸展构造环境转变为挤压环境，矿区北部缓慢抬升，形成宽缓斜坡带，上部地层乌兰苏海组逐渐剥蚀，部分目标层巴音戈壁组上段出露地表，接受含氧含铀水渗入，并沿岩性界面、裂隙和粗砂渗透至早期形成的铀矿化体中，进行氧化-还原改造，部分被破坏的铀矿化累积至氧化还原过渡带附近，形成富矿体（图15c、d）。

矿石中大量沿裂隙、岩性界面发育的嵌入式褐铁矿化，富矿石（铀含量大于0.1%）中Re、Mo、V 等元素较富集，富矿石中Fe3+含量较贫矿石丰富，富矿石中V/（V+Ni）值小于0.5，铁白云石中的红色“雾心”，富矿石的45.4 Ma、34.7 Ma和20.6 Ma 铀成矿年龄等现象均说明塔木素铀矿床后期经历了渗入氧化作用，形成富矿化。

5 结论

1）塔木素铀矿床含矿目的层为下白垩统巴音戈壁组上段，受扇三角洲沉积体系、20%～70%含砂率、20%～60%灰砂率、深切箕状凹陷、断裂、白云石化-渗出还原-渗入氧化蚀变等要素控制。

2）塔木素铀矿石主要为不同颜色的白云石化致密砂岩，白云石成因为同生沉积期热水成因，白云石化程度与铀的富集浓度呈正比，全岩白云石（包括含铁白云石和铁白云石）含量达12%以上，以富含Ca、Fe、P2O5，低SiO2含量为特征。

3）塔木素铀矿床铀含量高，平均品位达0.099%，矿石中富含Co、Ni、Pb、Zn 等深部元素。通过富矿石（品位大于0.2%）与贫矿石（品位小于0.05%）对比，富矿石较富集Re、Mo、V 等表生两性元素，矿石中的Fe3+含量也高出3 倍。

4）塔木素铀矿床成矿年龄多样，可分为三期。第一期为全岩年龄113.3～109.7 Ma，与沉积成岩期相当；第二期为富矿石沥青铀矿年龄70.9 Ma、69.6 Ma，与油气大规模渗出时间相吻合；第三期是富矿石沥青铀矿年龄45.4 Ma、34.7 Ma 和20.6 Ma，与区内挤压快速抬升蚀剥时间相符。

5）建立了塔木素砂岩铀矿床渗出复成因型铀成矿模式，认为在沉积成岩阶段发育与白云石化有关的热液铀成矿作用，形成品位于小于0.05%铀矿化；在80～65 Ma，发育渗出还原叠加铀成矿作用；65 Ma以来，发育渗入氧化铀活动再富集铀成矿作用，形成品位大于0.2%的富矿化。