砂巖型鈾礦化的巖相古地理?xiàng)l件探究

□ 彭小華

砂巖型鈾礦床是世界上分布最廣的鈾礦床類型，具有極大的工業(yè)意義，也是我國(guó)重要的工業(yè)鈾礦化類型。筆者多年參加砂巖型鈾礦的勘探工作，認(rèn)識(shí)到尋找砂巖型鈾礦首先是要弄清楚該地區(qū)是否具有砂巖型鈾礦發(fā)育的有利控礦因素。其中巖相古地理與砂巖型鈾礦化的關(guān)系密切。

一、河流相

(一)河流相。對(duì)于某些特殊環(huán)境下沉積的巖層來說，由于其特有的結(jié)構(gòu)構(gòu)造及成分上的特點(diǎn)，使得它在后生作用階段對(duì)成礦非常有利。河流的沉積與河流形態(tài)相關(guān)，河流按形態(tài)可分為辮狀河、曲流河、網(wǎng)狀河和平直河，礦化多分布于辮狀河所形成的巖層中。

蛇曲河及網(wǎng)狀河的沉積物都是由河床沉積和河漫沉積形成的，兩者形成的水動(dòng)力條件和分布空間位置不同，沉積物的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特點(diǎn)也不同。河流沉積，由于水動(dòng)力較強(qiáng)，雜基含量較小，結(jié)構(gòu)以顆粒支撐為主，透水性好，但由于河床范圍、形態(tài)、水動(dòng)力特征及河流改道等許多因素，河床砂礫巖在橫剖面上均呈各種不同。

大小的透鏡體，這些砂礫巖透鏡體常常是含鈾地下水的良好通道和礦質(zhì)沉淀場(chǎng)所。河漫沉積巖石孔隙度小，相對(duì)不透水，有時(shí)還含有較多細(xì)小的有機(jī)質(zhì)碎屑;河漫沉積巖層的存在將使含鈾地下水局限富集于一定的地段而不至于流散，有利于成礦物質(zhì)的積累和保存。

河床沉積與河漫沉積的過渡帶是孔隙度和滲透性急劇變化，因而也是地下水流速急劇變化的地帶，有時(shí)也是氧化還原的過渡帶，工業(yè)礦化常產(chǎn)于其中。

河床沉積中，最有利于礦化的位置是河床變寬、拐彎(邊灘)、分支處(心灘)，這些地段是河流流速和流向變化的地段。流速變慢和流向變化，勢(shì)必促成各種碎屑，包括有機(jī)質(zhì)碎屑的沉積，形成心灘或邊灘。

河流相除上述河床相及河漫灘相以外，還可分為以下兩個(gè)亞相:

沖積扇沉積相:山間河流出口處形成的扇形沉積物，是河流沉積的一種特殊的組合模式，主要由網(wǎng)狀河呈放射狀順坡沉積而成，既有河床沉積也有泛濫平原沉積。由扇頂至扇尾沉積物顆粒越來越細(xì)，以扇中部位對(duì)成礦最為有利。典型實(shí)例如，格蘭茨礦帶、尤拉萬(wàn)礦帶。

沖積平原相:比較大的河流在入海口長(zhǎng)期堆積形成平原，這種平原上的局部沉積層也同樣有利于砂巖型鈾礦床的形成，如美國(guó)得克薩斯海岸平原的鈾礦化就屬于這種類型。

河流沉積特點(diǎn):一般都由河道沉積和洪泛沉積兩部分構(gòu)成。一是河道沉積，水動(dòng)力較強(qiáng)，雜基含量少，結(jié)構(gòu)以顆粒支撐為主，透水性好，巖性以粗碎屑的砂礫巖、砂巖為主。辮狀河砂體存在較好的連通性、滲透性和成層性;曲流河沉積砂體彼此孤立，連通性、滲透性及成層性均較差。二是洪泛沉積，水動(dòng)力弱，主要沉積一套細(xì)碎屑的粉砂或泥，孔隙度小，滲透性差，相對(duì)不透水，有時(shí)還含有較多細(xì)小的有機(jī)質(zhì)碎屑;洪泛沉積巖層的存在將使含鈾地下水局限富集于一定的地段而不至于流散(具隔水層的作用)，有利于成礦物質(zhì)的積聚和保存。

(二)河流相沉積的含鈾特點(diǎn)。河水的鈾含量普遍較低，河水中鈾含量變化范圍為(0．01～30)×10－6g/L，且隨氣候條件變化而異。河流水淺流急，流通性好。沉積速度快，表層沉積物經(jīng)受“陸解”作用的時(shí)間短，在成巖早期以至整個(gè)成巖過程中均難以形成大規(guī)模高品位的鈾礦化;絕大多數(shù)河流相地層的鈾背景值不高，平均鈾含量較低，只有在少數(shù)局部環(huán)境中，在成巖作用的影響下，可能形成一些稍高品位的鈾富集。

河流相沉積砂體的特征對(duì)含鈾成礦溶液的遷移、儲(chǔ)存以及鈾的沉淀和富集都有重要的影響，但這種影響不是在沉積階段，而是在成巖階段，特別是在后生階段發(fā)生的。沉積階段主要處于氧化環(huán)境、水中鈾含量低，不利于鈾的沉淀。在成巖階段，在脫硫細(xì)菌和有機(jī)質(zhì)作用下，不僅可使成巖階段沉淀的鈾含量重新活化轉(zhuǎn)移，而且可從外部帶入大量鈾而在有利砂體中富集成礦。

二、濱湖三角洲(包括辯狀三角洲)

在面積較大的湖泊的河流入口處附近，大量的碎屑物迅速堆積，往往形成三角洲。在三角洲的形成過程中，河流帶來豐富的有機(jī)質(zhì)，并且迅速沉積和埋藏進(jìn)而在成巖作用過程中形成各種還原性氣體，造成有利于鈾沉淀的還原環(huán)境，可使鈾得到初步富集。三角洲中良好的砂巖、泥巖互層結(jié)構(gòu)或透鏡結(jié)構(gòu)，有利于地下水的匯集和礦化的形成，礦化主要產(chǎn)在砂巖中，如我國(guó)412鈾礦床(衡陽(yáng)盆地)就產(chǎn)在一個(gè)大型紅層盆地東北部的濱湖三角洲相地層中。

三、濱海三角洲

濱海三角洲有多種形成，有的以河流作用為主，有的以海浪作用為主，而有的則以潮汐作用為主。在整個(gè)三角洲范圍內(nèi)，沉積環(huán)境復(fù)雜多變，巖性巖相多種多樣，海陸沉積交替穿插，其中某些部分富含有機(jī)質(zhì)，并發(fā)育有與泥巖互層的透鏡狀砂巖體。從巖性組合特點(diǎn)和有機(jī)質(zhì)分布情況來看，以河流作用為主的三角洲對(duì)鈾成礦較為有利。

三角洲可分出三角洲平原、三角洲前緣和前三角洲三部分，各部分沉積特點(diǎn)及巖性組合相對(duì)各異。僅從與成礦關(guān)系考慮，三角洲平原上的分流河床沉積物對(duì)鈾成礦較為有利 。在三角洲平原上有分流河床沉積、天然堤沉積、缺口扇沉積以及牛軛湖、沼澤湖泊、支流間海灣沉積等，除河床沉積主要為砂巖外，其他多屬粉砂巖、泥巖、泥炭和煤層。另外兩部分對(duì)礦化影響較差，典型實(shí)例如尼日爾的某鈾礦床。

四、結(jié)語(yǔ)

砂巖型鈾礦化受多種控礦因素的制約，如大地構(gòu)造背景、產(chǎn)鈾盆地條件、古氣候條件、水文地質(zhì)條件、層間氧化與潛水氧化、斷裂構(gòu)造條件、鈾源條件等，巖相古地理?xiàng)l件只是主要有利條件之一，分析一個(gè)地區(qū)的砂巖型鈾礦化要綜合各方面的因素，才能準(zhǔn)確合理解釋該地區(qū)砂巖鈾礦化的成礦條件和成礦規(guī)律，為下一步找礦提供線索。

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［2］董文明，李子穎，郭慶銀．內(nèi)蒙古西胡里吐盆地下白堊統(tǒng)大磨拐河組沉積相及砂巖型鈾礦成礦作用［J］．古地理學(xué)報(bào)，2005，7(4):509 ～517

［3］馮增昭．沉積巖石學(xué)［M］．北京:石油出版社，1993:10～77

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