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砂岩铀矿

砂岩型铀矿床

一.砂岩型铀矿床概况。

砂岩型铀矿床是指工业化主要产于砂岩中(包括产于含砾砂岩、粉砂岩、泥岩中)的铀矿床,矿床一般属后生成因。

这类矿床具极大的工业意义,它的分布遍及世界各地,工业储量与世界铀储量得30%±,以美国中亚加蓬、尼日尔等最为突出,据首往的美国砂岩铀矿,是五十年代初发现的,这种类型的矿床占美国美国总储量的95%以上,主要分布在美国西部地区,尤以科罗拉多高原和怀俄明盆地的沉积岩为主,尼日尔的砂岩型铀矿床储量仅次于美国,该国的铀矿类型全部为砂岩型,加蓬的铀矿床主要类型也为砂岩型,并产有世界上独一无二的奥克洛矿床,该矿床以“奥克洛现象”而闻名于世。

“奥克洛现象”即天然核反应堆,是由于砂石的品位很高(属沉积成岩型铀矿床),铀元素自发地产生核链式裂变反应的现象。

此外,如哈萨克斯坦、乌克兰、澳大利亚、日本和法国均有一定程度的产生。

我国的砂岩型铀矿床是我国重要的工业铀矿化类型,它占我国储量的1/5±,但与国外重要矿床相比,其规模小,寻找大型矿床目前未能取及大的突破,我国砂岩型铀矿床最早是在1955年於新疆伊犁盆地侏罗纪煤多含铀地层中发现的。

大规模的沙岩型铀矿床的发现是在六十—七十年代相继突破的。

该类矿床的工业意义在于,矿石质量好,品质中等,一般在0.1%-0.2%上,产状稳定。

易于开采和选冶,尤其是在矿石胶结程度较差的情况下,还可采用溶液采矿法(即地浸)。

从而提高经济效益。

二.成矿地质条件特征

△△1.大地构造背景

位于两个不同构造单元的接址地带。

如地槽褶皱带与相邻近的中生带盒地(褶皱带前缘的次级断陷或凹陷中,少数在大型盆地边缘或位于板块构造中的缝合线附近,成矿具近源特点。

如美国科罗拉多高原,我国华北地台北缘的一系列盆地。

从地壳运动的活动程度看,砂岩型铀矿床最有利的背景是地壳运动半稳定区,这是因为,(下接讲稿1.区域地质构造特征之①②③)

△△△2.中新生代盆地的分布受区域地质构造的控制,展布方向与区域构造一致,西部地区基本是在海西褶皱带上发展起来的,盆地主要沿EW方向或NNW方向分布形成一系列山间坳陷和山前盆地;东部地区是在加里东地台的基础上发展起来的,形成一系列线型小型断陷盆地,呈NW——NNW方向展布,规模上相对西部要小,滇西地区主要产於SN向构造控制之下,所以盆地呈SW向产生,规模上多为中小型。

(下接讲稿2.产铀盆地的特征之

(1)

(2)(3))

***3.盆地的发展与矿化

盆地的发展有三个阶段:

早期开始沉降,形成快速堆积的洪积相;中期为稳定沉积阶段,水域面积较大,铀矿分散,后期阶段盆地整体上升和萎缩,发生准平原化,发育局部洼地和河流相及湖相,形成有利于矿化的相带,产生同生矿化,在盆地的进一步上升中,由于表生作用的参与,使得原生矿化发生改造,并实集成具重要工业价值的后生铀矿床。

矿化出现在盆地演化的收缩期即矿化与中晚期阶段密切相关。

(和上“产铀盆地特征之(3))

1.区域地质构造特征

区域地质构造决定矿床的空间分布,砂岩型铀矿床的有利区域环境应该是地壳运动半稳定地区,这是因为:

1稳定地台的大型沉积盆地:

沉积比较连续,缺乏大的侵蚀间断面,岩浆活动较弱,铀资源分散,离蚀源区较远,缺乏利于铀成矿的岩相古地理条件,因而这种盆地成矿条件差,故很少形成少数小而零散的矿床。

如陕甘宁盘地、四川盆地。

2岩浆活动和褶皱-断裂运动强烈的地区,盆地盖层的沉积间断多,岩相变化频繁,岩石成熟度低,铀源条件较好,但由于盆地一直处于不稳定状态,所以铀没有足够的时间聚集形成大矿。

因而对成矿不大有利,如果是处在活动地槽区与稳定地台区的过渡带——即处于褶皱带边缘的山前坳陷盆地(这种盆地内岩浆活动不发育)和山间盆地(在褶皱运动晚期比较活动的环境中提供较多的铀源)。

由于褶皱运动趋向稳定而有较长成矿时间,因而可形成规模较大的铀矿床。

3半稳定地区,介于两种类型之间。

处在这一区域内的沉积盆地,当同生含铀盖层形成之后,地台活化,又有岩浆活动,以至产生区域性增温作用,使得含铀基底岩石和含铀盖层中的铀发生再分配和再实集,从而在砂岩盆地内形成规模较大的矿床。

如美国科罗拉多高原砂岩型铀矿以及我国一些活化地台区大型隆起带内沉积盆地中的铀矿,就是在这种既“稳”又“活”的背景下形成的。

(如衡阳盆地、建昌盆地、伊犁盆地等)

2.产铀盆地特征

砂岩铀矿床不论在成因、分布、规模等方面与盆地的性质、规模和盆地的发生发展有关。

我国中新生代盆地面积大于5km2的有1270个,总面积达240万km2±,占全国面积的25%,其中巨型盆地(>10万km2)5个,大型盆地(1-10万km2)19个;中型盆地(18-1万km2)149个;小型盆地(5——18km2)1097个,现已在十多个盆地中发现了数十个砂岩型铀矿床,(如上述几个盆地)。

其中八十年代发现的内蒙二连盆地中的砂岩型铀矿,是巨型盆地中的矿化(品位很低但储量很大是地浸法较好的地区)因此,研究盆地的性质和特点,对于找矿工作有很大的指导意义。

(1).盆地的类型与矿化关系。

根据不同的划分依据,可划分出不同的盆地类型,如按盆地产出的大地构造部位可划分为:

褶皱带的山间盆地;②地台凹陷盆地;③地洼断陷盆地;其中①③两种盆地对找矿较为有利,原因如前所述。

按盆地的沉积建造可划分为

红盆:

红色碎屑岩建造

煤湓:

暗色碎屑岩建造

火盆:

火山岩、火山沉积碎屑岩建造(现在大都趋向划归火山岩型铀矿系列)

上述三种盆地中都有铀矿化,相对而言,火盆对成矿要更有利一些,因为铀源充足以外,由于火山作用可造成局部高热异常场,使地下水受热,形成热水。

(2).盆地的规模与矿化的关系

大型盆地,反应地壳运动相对比较稳定,虽然有含铀盖层的形成,但由于铀源分散,且缺乏大的沉积间断面,铀源实集点多,很少形成较大规模的矿体,仅形成一些矿点和异常点。

小型盆地,就铀源而言,由于受盆地规模所限,不足以提供形成矿床的铀源,故亦不利于大矿的形成。

相比之下,盆地规模介于上两者之间的中型盆地,成矿条件要好的多,事实上多数矿床就产在中型盆地中。

(3).盆地的结构与矿化。

有利于铀矿化的砂岩盆地大都具有这样一个结构。

1盆地周围蚀源区及盆地的基底由含铀量较高的花岗岩类或长英质类岩石所构成。

(如衡阳盆地,美国科罗拉多高原圣湖安盆地)。

2盆地内沉积有类含有机质的花岗岩碎屑岩(如花岗质角砾岩)、页岩、砂岩,并常常覆盖有中酸性火山岩和火山碎屑岩,火山碎屑沉积岩。

如美国、尼日尔等国家的产铀盆地都具有这一特点。

3成矿盆地的基底是起伏不平的,铀矿化或矿床常产在基底的相对低洼部位,(即槽状构造控矿),这些相对低洼部位,有些是古河道,有的是较宽阔的小盆地,常沉积一些较粗的碎屑沉积岩,透水性好,有利于含矿地下水的渗透和迁移。

另外,这种环境相对封闭,还原性强,有利于铀在沉积成岩过程中还原沉积实集。

(4).盆地的发展与矿化

盆地的发展可划分为三个阶段,盆前阶段,盆地形成阶段和盆后阶段,在每个阶段,矿化的特点的不同。

现东南沿海断陷盆地的发展为例,它经历如下几个阶段,①下降初期局部充填阶段;②振荡下降,普遍覆盖阶段;③稳定下降,萎缩阶段;④振荡上升,退覆阶段。

综观全过程,在盆地发生的早期或中期,都不利于成矿,仅形成局部的初始实集,在晚期或发展过程中有一些短暂的沉积间断面,而且稳定上升,直至全面隆起发展为准平原阶段,与其湖沼相、三角洲相沉积物中,可形成少数同生铀矿床,更大的一部分则是在这种有利部位,经改造再实集形成后生矿床。

2.岩石组合条件

岩性组合按沉积建造可分为3种情况:

干旱、半干旱气候条件下由湖沼、河沼形成的红色碎屑岩系。

温暖潮湿气候条件下,由湖沼、河沼形成的含煤暗色岩系(暗色碎屑岩建造)。

有火山作用参与形成的火山-沉积岩系。

(火山岩、火山沉积碎屑建造)

上述三种不同的沉积建造构成三种不同类型的成矿盆地,下面就各种建造成矿的特征分别叙述。

红色碎屑岩系,这种岩系分布广泛,矿化也较普遍,是国外最好最重要的含矿建造类型,它实际上是以红色岩层为主,间杂灰色,浅灰色,灰绿色、褐黄色等各种颜色的岩层的复杂互层,岩性主要是砂岩和页岩或泥质粉沙岩层互层,也是一定数量的砾岩,浅色层中经常伴生有不同数量的有机物;

这套岩层并非全部含矿,矿化只出现在富含有机质的灰色,深灰色或褐黄色的岩层中,在红色及棕色层中无矿。

矿化的盆类常与以下因素有关。

a.岩系中浅色层与红色层的厚度比值影响矿化。

如浅色层厚度薄,或属巨厚单一的浅色层时,矿化规模不好,矿化小而分散或无矿,而当红色岩层与浅色岩层厚度都相对较大较稳定,并且浅色层占到将近一半或更多时,矿化比较好。

b.岩系中砂岩与泥岩的厚度比值对成矿有重大影响,据统计,在红色碎屑岩系中,只有当砂岩厚度超过砂、页岩总厚度的5%时,成矿才比较有利,砂岩与泥岩的厚度比值范围是1:

1——4:

1,有时还要更大,矿化的实质,一般认为是矿化与岩层的渗透性有关,砂岩有利于含铀地下水的通过,而页岩则起挡水层的作用,页岩过多,不利于含铀地下水的运动。

c.岩层的厚度及其变化对成矿也有一定的影响。

矿化主要出现在厚度较大的透镜状浅色砂岩层中,我国许多砂岩型铀矿床都有这个特点。

较大厚度的透镜状砂岩层矿化较好,可能有两方面的原因:

一方面与其沉积-成岩环境有关,另一方面也和其物质属性与后生成矿作用有关。

这些透镜体状砂岩层一般形成于基底地形起伏的低洼处或古河道中,特别是河床低洼,拐弯,分支汇合和变宽处,这些地段是水流方向改变及水流速度减慢的地方,有利于碎屑物包括有机物的沉积,进而在成岩过程中可形成较强的还原环境,促使铀的还原沉淀,在后生作用过程中,因为其厚度较大,渗透性较好,可以作为含铀地下水渗透的良好的通道,加之其中存在较多的吸附剂和还原剂,因而它是铀沉淀和实集的良好场所。

d.岩系中有机质的多少,直接影响矿化的强弱。

有机质在矿床中的存在形式是多种多样的,最常见最重要的是各种不同大小的类化植物碎屑和沥青质。

1暗色碎屑岩建造,这种建造类型与矿化的关系在剖面上有如下特征:

下部岩性组合,主要由洪积-冲积砾岩、砂砾岩和粗砂岩组成,碎屑成分因地而异,在砾岩,粗砂岩之上有少量粉砂岩和粘土岩组成,韵律明显,相变大,表现出洪积相向湖沼相的过渡。

中部:

主要由煤层,砂岩,粉砂岩和粘土岩组成,韵律明显,相变大,表现出河流相、湖泊相和沼泽相的复杂过渡和交替变化;有时还夹杂有火山喷发沉积物,矿化主要在其中与砂岩透水层相邻的煤层顶板或底版,也常出现在砂岩中,主要矿化多出现在靠近下部的煤层,有时也出现在顶部煤层中,而靠近中部的煤层往往没有矿化或矿化较贫和分散。

上部:

在含煤岩层之上,有的主要由黄色、棕色或杂色的砾岩、砂岩和较少的粘土岩组成,有的则主要由火山碎屑和喷发沉积岩组成,多数情况下,只有第四纪沉积物。

火山沉积碎屑岩,这种岩系性质比较大,火山岩可以是各种岩性的,如基性、中性、酸性的火山岩和火山碎屑岩,沉积岩也具几种类型,可以是红色岩系的(代表氧化环境),也可以是暗色岩系的(代表还原环境)。

由火山岩和沉积岩结合组成各种岩性组合类型,含矿的砂岩或砂砾岩绝大部分为河流相,其中常常含有一定数量的有机质和黄铁矿,且被火山熔岩或厚层的火山碎屑岩所覆盖.其中的火山作用对成矿的影响有二方面:

a.某些中酸性火山岩,特别是火山碎屑提供矿质;b.火山作用提供热源,使其在砂岩中产生具热液性质可特点的铀矿化.

由此可见,不论何种类型的沉积建造,具不同性质、不同厚度岩层间的互相搭配是控制成矿的重要条件之一.不同性质表现在不同的渗透性和不同的氧化还原能力;不同厚度是指岩层的厚度比和单层厚度.

4.岩相古地理铀矿化

有利于砂岩型铀矿化的岩相古地理主要是陆相河流相,滨湖三角洲相和滨海三角洲相,几乎所有重要矿化都产于河流相中。

(1).河流相及其含矿特征

如果仅从河流的沉积环境来看,一般是不利于成矿的。

这是因为:

河水的铀含量普遍较低,河水中铀含量变化范围为(0.01—30)*106g/t,且随气候条件变化而异。

河流大多是水浅流急,流通性好,基本处于氧化环境。

沉积速度快,表层沉积物经受“陆解”作用的时间短,因而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床;而且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,在表生成岩作用的影响下,可能形成一些稍高品位的铀富集。

但是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,河流按其平面上的形态特点可分为蛇曲河、网状和和平直河,矿化多分布与前两河流的河床相岩层中。

三种河流的形态特征如下:

(欠附加材料)

蛇曲河

弯度大于1.5,有点砂坝形成

网状河

平直河

几倍于宽度的距离内弯度无变化

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。

二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与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,工业矿化常产与其中。

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),在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。

而这些碎屑沉积造成的岩层和岩石结构及其某些成分,如有机质等,对含铀溶液的迁移、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。

前面业已指出,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,在股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上述各种有利地段富集成矿。

河流相除上述河床相及河漫滩相以外,还可分为以下几个亚相。

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。

(2).滨湖三角洲及其含矿特征

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。

(3).滨海三角洲相及其含矿特征

滨海三角洲的形成有多种形成,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。

5.层状氧化带与铀矿化

层状氧化带对于形成后生铀矿床,特别是砂岩型铀矿床具有特别重要的意义。

如美国、前苏联及其他一些国家都发现了层状氧化带砂岩型(卷型)矿床。

在美国,这种矿床的储量占40%±。

(1).层状氧化带的形成

由于含氧地下水沿透水性较好的浅色砂岩渗透运移,其中的还原剂,如黄铁矿、有机质等受到氧化。

在氧化的过程中,水的氧化还原电位(Eh值)由于氧的消耗而降低,黄铁矿变为褐铁矿、水针矿等,氧化作用逐渐减弱,在深处由于氧的完全消耗,岩石不再受到氧化。

如果下渗的含氧水中含铀,它将在氧化还原过渡带沉淀富集成矿。

这种氧化作用发育的深度较一般地表氧化延深要大得多,可达几百米甚至更大,结果顺层形成层状氧化带。

(2).层状氧化带的分带

层状氧化带之上通常发育有地表氧化带,地表氧化带直接发育在岩层出露地区,呈面状分布,特征是Eh值很高,常达+0.3—+0.5V,带内岩石中的铁质矿物均被氧化成针铁矿、水针铁矿。

氧化带呈黄褐色,铀含量变化不明显,发育深度一般不超过数十米。

层状氧化带通常可分为以下几个部分:

完全氧化带(舌状氧化带):

它沿着低于潜水面的透水层顺层发育,末端呈舌状,总是处于两个隔水层之间,由含氧的承压水的氧化作用而形成。

由于发育褐铁矿而使该带呈浅褐

色或黄褐色,特征是Eh值较高,达+0.1V—+0.3V,地下水中铀含量一般为n*10-5g/t。

此带一般不含铀矿化,该带的大小和形成变化很大,有时面积可达几百平方公里,厚度达几十米。

氧化还原过渡带(铀矿化带):

该带沿舌状氧化带末端和舌缘呈弧形分布。

此带中,水中自由氧大部分已被消耗,Eh值迅速降低,并下降为负值,使舌状氧化带的水溶液带入的U6+

还原U4+而沉淀下来。

带内铀的含量与有机质、硫化物的多少相对应,主要形成铀黑,呈粉末状、薄膜状,被覆于其他矿物颗粒表面和充填于裂隙之中,有时也出现沥青铀矿和铀石,并伴有Se、Mo和其他元素的富集。

铀、硒、钼的氧化还原电位不同,其沉淀的部位也不同,它们Eh值的关系是EhSe>EhU>EHMo。

所以在(氧化还原过渡带)矿带中可看到它们的沉淀顺序为Se→U→Mo。

在矿卷中Se矿化在铀矿化内侧,而Mo则与U常形成混合型矿化(Eh值较为接近)。

该带的颜色由于氧化作用微弱,黄铁矿基本上未氧化,加上生成较多的暗色矿物,因而呈灰色至深灰色。

还原带(原生岩石带):

位于铀矿化带之下,不含游离氧。

有机质、硫化物和二价铁的矿物均未遭受氧化,Eh值为负值,水中的铀含量较低,一般为1—5*10-6g/t。

因而无矿化,岩石颜色保持原样。

b.构造与矿化

砂岩型铀矿床,在大多数情况下,受地层、岩相言性及各种沉积构造的控制,在某些情况下,矿床与构造(尤其是断裂构造)有一定的联系。

一般来说,在构造切穿有利层位的部位往往有矿化富集现象。

另外,不整合面也往往富存矿化,矿化位于不整合面之上不远的距离内,其原因在以前已有过介绍。

不整合面代表下伏岩层长期风化剥蚀,有充足的铀源

不整合面后来含铀地下水运移的良好通道

7.铀源与矿化

铀的来源,根据资源表明,形成砂岩型铀矿床的铀来自那些铀含量较高的岩石,如长英质岩石、花岗岩、中酸性火山岩、流纹质英安质火山碎屑岩以及某些含铀量较高的变质岩等。

铀的来源渠道可分为三种:

来自周围富铀隆起侵蚀区

来自盆地与基底间的古风化壳或基底中有利岩体和地层

来自盆地本身富铀沉积夹层或中酸性火山岩、凝灰岩等夹层

这些铀源区岩石的特点是:

铀含量高、活性铀多、分布面广、地壳运动持续缓慢的隆起、风化时间长、有足够的铀被淋出。

三.煤岩型铀矿床地质特征

煤岩型铀矿床是产于含煤岩系中以褐煤、石煤为主的铀矿床,这种矿床分布比较广泛。

如前苏联、美国、中国、德国等都有产出。

矿床规模一般中小型,它所占的储量比较小。

1.含矿盆地的地质特征

煤岩型铀矿床的成矿盆地主要有两类:

一类是活化地台上隆起区中的断陷或坳陷盆地,一类是地槽褶皱区的山间盆地。

与矿化相关的盆地基底及蚀源区多数由花岗岩、花岗片麻岩、中酸性火山岩、火山沉积岩等组成。

如我国西南、西北地区的许多成矿盆地都具有这个特征。

矿化常常沿盆地边缘呈带状分布,而且矿化的分布与基底地形有密切关系,较好的矿化常集中在盆地低洼和盆缘弯曲的地段。

另一种情况是盆地基底由沉积岩组成。

在含煤岩系中,特别是在其上部广泛发育有中酸性凝灰岩或凝灰质沉积岩时,对成矿有利。

2.含矿煤层的时代

煤层的形成时代很广,从古生代到新生代均有煤的产出,但与铀矿化有关的,只是中、新生代的煤层。

我国这类煤层主要产在J1-2及第三系中年代较老的煤层(大部分是无烟煤或强烈变质岩的石煤),一般贫铀或含铀极微。

晚古生代轻度变质的石煤有较高一些的铀含量。

中、新生代的褐煤和木煤含铀量最高,这是因为:

煤层的年代越古老,变质程度和压实程度越高,煤岩空隙度大大减少,煤岩中各种吸附剂受到破坏(高分子有机物变为低分子有机物)或其表面积大大降低,而且产生解咐作用,使早先被吸附的铀脱离吸附体。

古生代煤层一般属于滨海相,而中生代特别是新生代的煤层,大都属于湖沼沉积,前者一般不利于成矿,而后者较为有利。

3.含矿岩系的岩相

含煤岩系可分为滨海相的和陆相的,滨海相含煤岩系形成与近海的沼泽平原中,陆相含煤岩系形成与大陆内沼泽化的湖盆之中。

所有的含煤岩系都产在气候温暖潮湿的地区,在这样的气候区内,地表水体和土壤中有机质的广泛存在,会阻碍铀的远距离搬运,并且,滨海沼泽形成的煤田常常位于广阔的古老地台的洼地中,那里远离蚀源区,铀的来源贫泛,所以其中一般没有铀矿化;相反,陆相的湖沼煤田紧靠蚀源区,铀的来源较丰富,而且盆地多是封闭或半封闭的,鼓较有利于成矿。

实际上,现在已经发现的含铀煤几乎毫无例外地产在陆相盆地中。

4.含铀煤系地层的地质特征及矿化

这一问题在前面含煤暗色碎屑岩建造中已作过陈述,这里不再重复。

四.矿体特征

1.矿体的形态、规模和产状

形态比较复杂,概括起来可分为三种:

矿体与围岩之间大致整合,呈透镜状、板状、似层状,这种形态最为常见,矿体规模大,产状一般平缓,常具多层性。

不整合型矿体(卷状矿体),矿体垂直或大角度斜交岩层面或其他沉积构造,呈“卷状”产出,称“矿卷”。

(“矿卷”这个词最早命名来源于美国怀俄明盆地铀矿床,因其中砂岩型铀矿床的矿体均呈“卷状”产出而得名。

“矿卷”大都产在产状平缓的岩层中(<5o),是层间氧化带型铀矿床矿体的特征形态。

热液作用也可形成卷状矿体,矿体形态有单卷、复合卷、“S”卷、阶梯卷等,剖面上呈“新月”,形,或“C”形。

单个矿卷的规模变化很大,小到几十cm,大至几km。

如果怀俄明舍利盆地中一个大矿卷就有1千吨U3O8。

复杂不规则状,包括锥状、管状等其他形态的矿体。

这些形态往往与构造有密切联系,为后期改造形成,规模一般不大,在我国较多。

2.矿石物质成分比较复杂,矿石矿物主要是沥青铀矿、铀石,个别地方还产有人形石(在日本)。

此外,还有相当一部分铀呈分散吸附状态存在;次生铀矿物有钒钾铀矿、钒钙铀矿、铜铀云母、钙铀云母等,伴生矿物有黄铁矿、黑铁钒矿[(V·Fe)O(OH)]、白铁矿、锐钛矿、黄铜矿、粘土矿物、碳酸盐矿物等,伴生元素有V、Cu、Mo、Se等,有时其含量可以达到综合利用的标准。

铀矿物在矿石中多呈侵染状存在于各种碎屑颗粒之间的胶结物中,也有铀矿物与有机质、黄铁矿一起沿层理分布而呈条带状

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