塔木素鈾礦床下白堊統巴音戈壁組含鈾砂巖成巖特征及其與鈾礦化關系研究

王鳳崗，張字龍，侯樹仁，張良，門宏，夏宗強，王俊林

1.核工業北京地質研究院，北京 100029

2.核工業208大隊，內蒙古包頭 014010

0 引言

塔木素鈾礦床為一種特殊的硬砂巖型鈾礦床，與我國北方典型砂巖鈾礦床相比，具有巖石致密、礦體埋深大、地下水礦化度高等特征[1-2]，顯示其成礦的獨特性和復雜性[2]。由于不能采用地浸法采鈾，長期以來一直將類似塔木素鈾礦床的鈾資源看作是不經濟的、潛在的鈾資源而沒有引起足夠的重視。近年來隨著塔木素地區鈾礦找礦工作取得了重大突破，對該類型鈾礦的重視程度和研究程度也在不斷加強。前人對塔木素鈾礦床沉積相特征及其與鈾礦化的關系[3-5]、盆地構造演化及其對鈾成礦的控制作用[6]、鈾礦化成礦條件、控制因素及成因[2,7-9]、水文地質條件及其與鈾礦化關系[1,10-11]、水巖作用特征及其與鈾礦化關系[12]和找礦預測評價[2,13]等方面進行了研究，但受研究起步晚，成因類型特殊等因素影響，該礦床總體研究程度較低。此外，長久以來，我國砂巖鈾礦研究過程中形成了“重沉積，輕成巖”的傳統，在研究中十分重視沉積相、沉積體系等方面的研究，但很少或基本不涉及成巖方面的研究。塔木素鈾礦床之所以被稱為硬砂巖型鈾礦，最主要的原因就是其成巖特征與我國北方典型砂巖鈾礦有明顯的不同，而目前對這種特殊含鈾砂巖的成巖特征尚無研究，從而制約了對該類特殊鈾礦床成因認識，也影響了該類型鈾資源可利用性前景分析及經濟價值評價。本文根據研究現狀，對塔木素地區含鈾砂巖的成巖特征開展了針對性的研究，并在研究的基礎上探討了成巖特征與鈾礦化之間的內在聯系。

1 礦床地質概況

1.1 區域地質背景

在地理位置上，巴音戈壁盆地位于內蒙古西部，塔木素鈾礦床位于巴音戈壁盆地南部。在區域構造位置上，塔木素鈾礦床位于蘇紅圖坳陷的次級構造單元因格井坳陷的東段北緣。因格井坳陷北緣為宗乃山—沙拉扎山隆起，南緣為巴彥諾爾公隆起（圖1a）。

1.2 礦床地質特征

1.2.1 地層

由基底和蓋層兩部分組成?；字饕獮榘⒗脐憠K，埋深0～1 000 m，巖性以深變質巖為主。蓋層主要為侏羅系、白堊系等中生代地層。此外，在礦區東南部還分布有第四系沉積物（圖1b）。侏羅系地層主要呈零星狀分布于礦區的南西部和北東部。白堊系地層主要為下白堊統巴音戈壁組和上白堊統烏蘭蘇海組，其中下白堊統巴音戈壁組地層呈北東—南西方向分布于礦區中部，上白堊統烏蘭蘇海組主要分布于礦區的南部。

圖1 塔木素大地構造位置圖（a）和鈾礦床地質簡圖（b）Fig.1 Tamusu uranium deposit:(a)tectonic location sketch map,and(b)geological map

1.2.2 構造

塔木素鈾礦區內的斷裂構造總體上沿襲了區域斷裂與控盆斷裂構造系統的特點，以NE向為主，區內共識別出F1、F2、F3等3條主要斷裂構造，其中F1斷裂位于礦區北緣，相當區域上的烏蘭鐵布科斷裂，傾向NW，傾角70°～85°，表現為逆沖斷層特點。F2和F3位于礦區南緣，其中F1傾向NW，傾角70°～87°，表現為正斷層特點，而F3斷裂傾向SE，傾角為57°～73°，表現為正斷層特點。3條斷裂延伸均在40 km以上，NE向斷裂形成于燕山期，在喜馬拉雅期仍有活動。

1.2.3 巖漿巖

區內巖漿巖主要分布于塔木素礦區西北部，是宗乃山隆起的重要組成部分，從志留紀—三疊紀均有，以二疊紀最為發育，志留紀少量。石炭紀以閃長巖為主，二疊紀以花崗巖、花崗閃長巖為主，三疊紀以花崗巖為主，少量輝長巖。

1.2.4 鈾礦化特征

塔木素地區下白堊統巴音戈壁組進一步分為上段和下段，下白堊統巴音戈壁組下段（K1b1）主要分布于礦區的北西緣，由一套紅色碎屑巖組成，即紅色礫巖、砂礫巖、砂質泥巖夾粉砂質泥巖，局部發育灰色粉砂質泥巖，為干熱古氣候環境沉積的產物，厚度大于300 m。下白堊統巴音戈壁組上段（K1b2）主要出露于塔木素的南西部，厚度大于900 m。塔木素礦床范圍內，下白堊統巴音戈壁組上段是主要的含礦層位，埋深主要在700～900 m之間[2]。巴音戈壁組上段（K1b2）分為下（K1b2-1）、中（K1b2-2）、上（K1b2-3）3層巖性結構，3層巖性結構中均有鈾礦化產出。下部巖性結構（K1b2-1）以大套深灰色、灰色泥巖為主，炭屑與黃鐵礦較發育，為一區域性一級標志層，該巖性結構層中形成泥巖型鈾礦化。中部巖性結構（K1b2-2）以淺紅色、紫紅色、褐黃色、黃色、灰色砂巖、粉砂巖為主，夾薄層泥巖、泥灰巖和石膏夾層，為濕熱—干旱古氣候環境沉積的產物，為塔木素地區鈾礦主要找礦層位，形成砂巖型鈾礦化。上部（K1b2-3）整體以灰色、深灰色泥灰巖為主，為一區域性標志層，形成泥灰巖型鈾礦化，鈾礦化主要產于最早期的泥灰巖角礫中。砂巖型鈾礦化對砂巖粒度無選擇性，粉砂巖、中砂巖及（含礫）粗砂巖中具有鈾礦化產出，含鈾砂巖多呈薄層狀、板狀夾于粉砂質泥巖中，且具有多層分布特征。根據目前工程揭露結果，塔木素鈾礦床中砂巖類礦體占多數，平面上主要分布于礦床的中部及北部，垂向上越往深部砂巖類礦體的占比也越多[2]。

2 樣品采集及測試方法

含鈾砂巖及砂巖鈾礦石樣品共35件，采自于塔木素鈾礦床各工業鉆孔，巖石密度、滲透率和孔隙度樣品共14件，主要采自工業鉆孔巖心，上述樣品均位于巴音戈壁組上段中亞段（K1b2-2）。

巖石學特征主要通過偏光顯微鏡觀察，并運用巖相學方法對樣品中的礦物含量進行統計?？紫抖燃皾B透率樣品由石油勘查院廊坊分院測試，采用標準SY/T 6385—2016，儀器型號為覆壓孔滲儀（AP-608 Automated Permeateter-Porosimeter），滲透率范圍為（0.001～10）×10-3μm2，孔隙度范圍為0.1%～40%，測試精度為0.1%。巖石主要成分及微量元素分析均由核工業北京地質研究院分析測試研究所完成，儀器型號分別為AB104L，AxiosmAX X射線熒光光譜儀及ELEMENT XR型等離子體質譜儀。碳酸鹽礦物主要運用茜素紅S+鐵氰化鉀混合染色法進行識別、統計，同時結合掃描電子顯微鏡（SEM）和陰極發光（CL）等進一步進行觀察，上述工作均在核工業北京地質研究院完成，其中掃描電子顯微鏡（SEM）由核工業北京地質研究院分析測試所測試，儀器型號NAVA NANO SEM450型熱場發射掃描電子顯微鏡，分辨率為（High Vacuum）1.0nm@15kV。陰極發光運用英國CITL公司CL8200 MK5型陰極發光儀，真空度為0.003 Pa，加速電壓為20 kV，速流為0.2 mA。

3 分析測試結果

含鈾砂巖巖相學統計結果列于表1，巖石滲透率、密度及孔隙度分析結果列于表2中，巖石化學分析結果列于表3中，表1樣品巖性見表3。

表2 塔木素鈾礦床含鈾砂巖滲透率、巖石密度及孔隙度分析結果表Table 2 Analysis of penetration rate,density and porosity of uraniferous sandstone in Tamusu deposit

4 討論

4.1 含鈾砂巖巖石學特征

4.1.1 巖石巖相學特征

含鈾砂巖主要為石英長石砂巖，不等粒砂狀結構及塊狀構造為主。石英多呈粒狀，具弱的波狀消光，少數具有亞顆?，F象，個別被石膏、白云石等礦物交代。陰極發光下石英主要呈弱藍色，未見生長邊。長石基本為斜長石，鉀長石少量，斜長石聚片雙晶發育，基本無伊利石化等蝕變現象，鉀長石總體較新鮮，多為條帶長石，個別具格子雙晶，偶見蠕英石發育。巖屑大小與碎屑物相當，分布不均勻，主要由石英、斜長石、鉀長石聚合而成，具花崗巖巖屑特征。植物碎屑常見，通常砂巖粒度越細則植物碎屑含量越多，有些植物碎屑被黃鐵礦等礦物交代并保留原始的腔胞結構。黑云母等暗色礦物少見。含鈾砂巖鈾礦石膠結物主要有碳酸鹽和石膏，且碳酸鹽膠結物的形成時間早于石膏。

根據巖相學統計結果（表1），含鈾砂巖中碎屑物與膠結物含量均具有較大的變化范圍，其中碎屑物平均含量62.81%，總體上多于膠結物。砂巖中石英平均含量12%（約占碎屑物總量的20%），長石含量50.33%（占碎屑物總量70%～80%），個別粉砂巖中植物碎屑的含量可達10%左右，巖屑很少見，多者可達5%左右，黑云母含量一般不超過1%。膠結物中白云石含量為0～29.1%，平均9.76%，含鐵白云石含量為0～22.4%，平均9.33%，鐵白云石含量為0～17.1%，平均3.20%，石膏含量為0～43.9%，平均12.57%，雜基平均含量2.62%，砂巖中膠結物平均總含量37.19%。

表1 塔木素鈾礦床砂巖鈾礦石樣品統計表Table 1 Properties of sandstone uranium ore in Tamusu deposit

此外，對含鈾砂巖開展了全巖X衍射分析結果顯示樣品中基本不含黏土礦物，或含量很少。

4.1.2 化學特征

因碎屑物與膠結物含量變化范圍很大，且膠結物與碎屑物在成分上明顯不同，導致含鈾砂巖化學成分也有較大的變化范圍（表3）。為了能夠直觀反映巖石中主要含量的變化規律，形成圖2所示的關系圖。由于膠結物主要為白云石系列礦物，化學分析結果中碳酸根主要以燒失量（LOI）的形式表示，因此CaO、MgO與LOI呈明顯的正相關關系（圖2a～b），因含Ca礦物除白云石外，還有石膏等，CaO與MgO總體表現為正相關關系（圖2c），但相關程度不如CaO、MgO與LOI高。Na2O是斜長石重要組成部分，膠結物中基本不含，SiO2主要是石英及長石礦物的主要組成部分，膠結物中也基本不含，因此Na2O與CaO、MgO呈明顯的負相關關系（圖2d，e），而與SiO2呈明顯的正相關關系（圖2f）。同理，SiO2與CaO、MgO及LOI呈明顯的負相關關系（圖2g～i）。

圖2 塔木素鈾礦床砂巖礦石中各組成部分含量變化關系圖Fig.2 Relationships between different components of sandstone uranium ore in Tamusu deposit

4.2 成巖階段及成巖特征

根據塔木素地區地下水特征、含鈾砂巖巖石巖相學特征、碳酸鹽陰極發光特征，巖石微量元素示蹤，并結合區域地質演化，古氣候特征及前人研究成果[14]等綜合分析，確認塔木素鈾礦床含鈾砂巖總體具有鹽湖盆地早成巖階段B期及晚成巖階段A期的成巖特征。

4.2.1 早成巖階段B期成巖特征

在早成巖階段B期形成了以化學膠結作用、水巖作用、溶蝕作用及交代作用為主的成巖特征。1）化學膠結作用，膠結物主要有白云石系列礦物及石膏，此外還有少量雜基。白云石系列礦物包括鐵白云石、含鐵白云石和白云石。石膏的形成時間要明顯晚于白云石系列礦物?；旌先旧Y果顯示，白云石、含鐵白云石及鐵白云石具有明顯的空間和成因聯系，鐵白云石往往出現在核部，多呈自形的菱形、長方形或正方形（圖3a，b）。淺藍色的含鐵白云石出現在中間部位，多呈自形—半自形的菱形、長方形，并發育有生長環帶（圖3b，c）。白云石在最外部，受結晶性質及外部空間的制約，白云石晶形較差，以他形—半自形為主（圖3a～c）。受形成環境脈動作用影響，往往可以看到含鐵白云石與白云石呈韻律交替產出的現象。上述礦物往往并不同時出現，有時是鐵白云石—含鐵白云石組合，有時是含鐵白云石—白云石組合（圖3c），也有時是鐵白云石—白云石組合，甚至局部僅為其中的一種。石膏是另一種重要的膠結物，從整體看，石膏通常與白云石系列礦物共同組成混合膠結物（圖3a，b），但在局部也可看到全部為石膏或全部為白云石系列礦物的現象（圖3c，d）。根據巖相學及掃描電子顯微鏡觀察，石膏總體以書頁狀的薄片為主（圖3e，f）。2）水巖作用，王鳳崗等[12]對比了塔木素地區蝕源區花崗巖及巴音戈壁組上段內的正常砂巖、鈾礦化砂巖、砂巖鈾礦石中的斜長石成分，結果顯示由蝕源區花崗巖、正常砂巖到礦化砂巖、砂巖礦石，斜長石成分具有明顯的變化規律，主要表現為CaO含量急劇減少（分別由4.73%、4.90%減少到0.54%、0.35%）和Na2O含量急劇增加（分別由8.74%、8.53%增加到11.13%、11.58%），斜長石號碼急劇降低（分別由An=13.03、An=13.80轉變為An=1.20、An=0.76），由更長石轉變為較純的鈉長石。在此該過程中因有SiO2的參與，其含量明顯的增加（分別由62.75%、62.71%到67.95%、68.66%），而Al2O3含量則明顯的減少（分別由22.98%、23.15%減少到19.81%、18.92%）。由于轉變過程中鈉離子與鈣離子是等數量交換的，因離子間質量差異，（CaO+Na2O）總含量在轉變過程中也降低（分別由13.47%、13.43%降低到11.67%、11.93%）。上述現象發生的原因是塔木素地區高礦化度的NaCl型地下水（平均礦化度為35.4 mg/L）[1]與周邊圍巖發生的水巖作用所致。通常這種變化在100℃～150℃便可發生[15-16]，且隨深度的增加，變化程度也更為明顯，當達到一定深度斜長石可基本變為鈉長石[17-21]，且這種作用具有廣泛性，如鄂爾多斯盆地[22-23]、四川盆地[23]、塔里木盆地[24]、松遼盆地[15-16,18]等。3）溶蝕作用，除地下水與斜長石之間發生Na+與Ca2+之間的交換外，地下水對斜長巖具有溶蝕作用，主要表現為兩個方面：一是在斜長石表面形成微孔（圖4a，b）。二是促使斜長石解理擴大化，形成了以解理為基礎發育起來的微裂隙（圖4a，c）。4）交代作用，晚期生成的石膏交代早期生成的碳酸鹽膠結物（圖5a，c）及石英（圖5b，c），并形成了典型的交代殘余結構。

圖4 塔木素鈾礦床含鈾砂巖中斜長石的溶蝕作用Fig.4 Corrosion of plagioclase in uraniferous sandstone,Tamusu deposit

圖5 塔木素鈾礦床含鈾砂巖早成巖階段B期成巖過程中的交代作用Fig.5 The metasomatism of uraniferous sandstone during early diagenesis stage B period in Tamusu deposit

4.2.2 晚成巖階段A期成巖特征

晚成巖階段A期最主要特征為溶解作用，這種作用僅形成于巖石的局部，系地表酸性水體沿層間下滲，酸性的水體與碳酸鹽膠結物發生了化學作用，導致在碳酸鹽膠結物溶解并形成了溶洞（圖6），有些溶洞中無后期礦物充填（圖6a），有些溶洞中充填瀝青鈾礦等礦物（圖6b，c）。

圖6 塔木素鈾礦床砂巖鈾礦石中的溶洞Fig.6 Cavities in sandstone uranium ore,Tamusu deposit

4.2.3 含鈾砂巖的物性特征

孔隙度、密度及滲透率分析結果（表2）顯示塔木素地區砂巖孔隙度低（介于5.4%～21%，平均12.07%），滲透率變化范圍很大，最小僅0.018×10-3μm2，最大可達1 134×10-3μm2，滲透率高可能與巖石中存在后期裂隙有關，巖石平均為滲透率為146.80×10-3μm2，總體較差。

塔木素地區含鈾砂巖在密度上與我國其他地區典型砂巖鈾礦床的含鈾砂巖相比無明顯差別，由此推斷塔木素地區這種特殊的“硬砂巖”在成因上并不是由于“密度差”所致。與我國北方可地浸砂巖鈾礦相比，總體上塔木素地區含鈾砂巖孔隙度及滲透率均較低，目前技術條件下達不到地浸砂巖所要求的各項指標。

綜合分析認為，塔木素地區這種特殊“硬砂巖”的形成與其成巖的環境、成巖特征，特別是大量白云石系列礦物的膠結存在具有密切的聯系。

4.3 成巖環境探討

4.3.1 地下水的指示意義

王鳳崗等[1]對地下水分析結果顯示，地下水為高礦化度的NaCl型地下水，且與地表水體無論是在化學組成上還是在同位素組成上均具有明顯的區別，顯然二者并無直接的聯系，排除了大規模地表水體補給的可能性。根據其高礦化度的特征推斷，其高礦化度水的成因與干旱炎熱的古氣候有關，并在成巖過程中被封存。同時，高礦化度水可能也與長期的水巖作用有關。

4.3.2 碳酸鹽陰極發光特征

砂巖鈾礦石中的膠結物主要為白云石系列礦物及石膏，通過染色劑染色發現，白云石系列礦物形成過程中具有明顯的規律性，最早形成鐵白云石，然后形成含鐵白云石，最后形成白云石，且最早形成的鐵白云石、含鐵白云石因具有自由的生長空間從而具有很好的結晶形態并具有生長環帶現象（圖4b，c），由此推斷鐵白云石、含鐵白云石是在靜水的環境中經歷了長期、緩慢的生長過程所形成。

陰極發光下鐵白云石因含鐵多而基本無陰極發光的現象[25-28]，中間的含鐵白云石發弱的光或不發光，而最外圍不含鐵的白云石則具有鮮亮的橙紅、桔紅等顏色，少量為桔黃色（圖7a，c），根據陰極發光特征并結合染色結果判斷塔木素含鈾砂巖中的白云石系列膠結物具有深埋條件下的準同生成因特征[25]。

圖7 塔木素鈾礦床含鈾砂巖碳酸鹽膠結物陰極發光特征Fig.7 The CL characteristics of carbonate in sandstone?type uranium ore,Tamusu deposit

4.3.3 微量元素對成巖環境的指示意義

巖石中的一些微量元素或元素組合對判斷沉積環境具有一定的指示意義，其中Sr/Ba值可作為古鹽度識別的靈敏標志。一般淡水沉積物中Sr/Ba<1，Sr/Ba=1～0.6為半咸水相，Sr/Ba<0.6為微咸水相，而鹽湖沉積物中Sr/Ba>1[29-31]。塔木素鈾礦床Sr/Ba值位于0.38～16.9，平均值為2.73，顯示塔木素地區成巖的環境為鹽湖環境。V/(V+Ni)值可以推斷其形成環境及揭示氧化還原發育情況[32-33]，當V/（V+Ni）>0.84時為高比值，反映水體分層及層底水體中出現H2S的厭氧環境；當V/（V+Ni）=0.82～0.60時為中等比值范圍，反映水體分層不強的厭氧環境；當V/（V+Ni）<0.46～0.60時為低比值范圍，反映水體分層弱的貧氧環境。由計算結果可以看出，塔木素地區砂巖V/（V+Ni）值主要介于0.05～0.88，平均值為0.65，顯示該地區水體環境總體為分層不強的厭氧環境。受地表水體影響，個別小于0.1。

結合前文綜合分析認為，塔木素地區含鈾砂巖具有鹽湖盆地成巖特征。在白堊紀受干旱炎熱的古氣候影響，塔木素地區水體經歷了長期的蒸發濃縮作用，形成了高礦化度的具有鹽湖性質的水體，受后期地質作用影響，碎屑物隨水體一起深埋、封存并成巖，從而形成了鹽湖盆地的成巖特征。

4.3.4 成巖環境對黏土礦物及自生礦物膠結的影響

因成巖作用總體形成于高礦化度堿性的水介質條件中，而在堿性的水介質條件中Si有較高的溶解度，不容易形成Si的沉淀，因此基本沒有石英碎屑的次生加大現象。

4.4 成巖作用與鈾礦化的關系

根據對塔木素地區含鈾砂巖的統計結果可知，鈾礦化與砂巖的粒度并無直接的聯系，鈾礦石既有含礫的粗砂巖、粗砂巖，也有中砂巖、細砂巖及粉砂巖。進一步研究發現，鈾礦化與成巖過程具有密切的聯系，且不同的成巖階段對鈾礦化的形成具有不同的作用。不同成巖階段的主要成巖特征及其與鈾礦化的關系見表4。

表4 塔木素鈾礦床含鈾砂巖成巖特征及其與鈾礦化關系表Table 4 Diagenetic characteristics of uraniferous sandstone and its relationship with uranium mineralization in Tamusu deposit

4.4.1 早成巖階段B期成巖作用與鈾礦化的關系

1）化學膠結與鈾礦化關系，高礦化度水形成的過程中也是U富集的過程，在偏堿性的水體中，U主要[UO2（CO3）3]4-、[UO2（CO3）2]2-等碳酸鹽絡合物的形式存在[34-38]，且當水中Mg2+的含量較高時，鈾酰碳酸鹽絡合物可與Mg2+生成非常穩定的MgCO3·Na2UO2（CO3）2復鹽[35]。水中碳酸鈾酰及復鹽的穩定性與水中CO2-3濃度有關，當CO2-3濃度大于某形式碳酸鈾酰的臨界濃度值時，該碳酸鈾酰在水中處于穩定狀態。反之，該形式的碳酸鈾酰將離解，從而形成鈾沉淀。在白云石等碳酸鹽膠結物形成過程中，會消耗地下水中的碳酸根，造成了鈾酰離子和復鹽形式存在的鈾與碳酸根分離（脫碳酸根作用），從而析出鈾礦物，形成了沉積成巖期的鈾礦化。2）水巖反應與碳酸鹽膠結物及鈾礦化的關系，水巖作用的結果使斜長石中的Ca2+進入到地下水中，可明顯增加地下水中Ca2+的活度，釋放的Ca2+優先以碳酸鹽的形式沉淀[39]，Mg2+、CO2-3一起生成塔木素鈾礦床砂巖中的白云石（包括含鐵白云石、鐵白云石）膠結物，水中HCO-3濃度對白云石的形成起主要作用[40]，而水中CO2-3與HCO-3是一種動態平衡的關系，因此，白云石系列礦物生成的過程也是鈾沉淀過程，這種變化關系可能是塔木素地區礦石中鈾含量與水巖作用強度及白云石系列礦物含量總體呈正比的主要原因。3）溶蝕作用與鈾礦化關系，溶蝕作用對鈾礦化的貢獻主要表現在為鈾沉淀提供空間，一是在斜長石表面形成小的微洞（圖4a，b），二是沿斜長石解理面形成了微裂隙（圖4a～c）。

4.4.2 晚成巖作用A期成巖作用與鈾礦化的關系

晚成巖作用A期成巖作用與鈾礦化的關系主要表現為3個方面：1）地表水提供了部分鈾源，王鳳崗等[1]對塔木素礦床地表水分析結果顯示，地表河水中和井水中鈾含量均較高，分別為15.2μg/L和15.4μg/L，當地表水巖層間下滲過程中可為鈾成礦提供部分鈾源。2）鈾再遷移、疊加作用，由于含SO2-4的地表水與碳酸鹽膠結物發生化學反應，從而促使早前沉淀的鈾發生再遷移、再沉淀，從而在特定的地段形成了鈾的疊加。根據大量鉆孔巖心觀察發現，塔木素地區無明顯疊加作用的鈾礦化總體鈾含量較低，而富鈾地段基本都具有疊加現象，在疊加部位形成了塔木素地區最富的鈾礦化，最高品位可達1%左右，顯然這種晚成巖階段的疊加作用對塔木素地區富鈾礦體的形成具有十分重要的作用。3）改善含鈾砂巖滲透性并提供鈾沉淀的空間，地表水與碳酸鹽膠結物發生的化學反應過程中形成了較多以溶洞等為主的孔隙，從而提高了砂巖的滲透性，有利于氧化—還原作用的進一步發生，同時，反應生成的溶洞為鈾的沉淀提供了空間，鈾呈球粒狀、薄膜狀沉淀其中（圖6b，c）。

5 結論

（1）經巖相學統計，塔木素礦床含鈾砂巖主要為石英長石砂巖（石英平均含量12.38%，長石平均含量50.33%），基底式膠結和孔隙式膠結為主，膠結物主要有白云石（平均含量9.76%）、含鐵白云石（平均含量9.33%）、鐵白云石（平均含量3.20%）及石膏（平均含量12.57%），少量雜基（平均含量2.62%）。鈾礦化與砂巖粒度無直接關系而與成巖過程具有密切的聯系。

（2）根據成巖的水介質條件，碳酸鹽陰極發光特征，微量元素示蹤等綜合研究，塔木素礦床含鈾砂巖總體上具有鹽湖盆地早成巖階段B期及晚成巖階段A期的成巖特征。早成巖階段B期形成了以化學膠結作用、水巖作用、溶蝕作用及交代作用為主的成巖特征，晚成巖階段B期以溶解作用為特征。受早成巖期化學膠結作用影響，特別是白云石（包括鐵白云石及含鐵白云石）膠結物的大量存在，從而形成了具有孔隙度低及滲透率低等特征的特殊含鈾砂巖，這是塔木素硬砂巖鈾礦形成并區別于其他砂巖型鈾礦的最主要原因。

（3）根據成巖特征與鈾礦化之間的關系研究，水巖作用是早成巖階段鈾趨向于在特定的層位富集的關鍵，溶蝕作用形成的微孔洞、微裂隙為鈾沉淀提供了空間。在晚成巖階段，受地表水不僅提供了部分鈾源，同時也促使地層中的鈾發生了再次遷移、疊加，溶解作用形成的溶洞為鈾沉淀提供了空間。