砂岩型铀矿研究综述

早在1874年,美国宾夕法尼亚州就发现了砂岩型铀矿。直到上世纪四五十年代美国能源部的激励政策出台,在科罗拉多高原、怀俄明盆地和南得克萨斯发现了大量具有工业意义的铀矿床,并进行了详细的勘探。当时将这类矿床命名为砂岩中的外生铀矿,铀矿床是从溶液中沉淀出来的(Finch,1967)。大多数矿床呈平行于层理面的板状,因此也称为准整合矿床。该矿床产于三种构造环境:①地槽与稳定大陆之间的前陆浅坳陷带;②山间盆地;③靠近海岸线的滨海平原。在这些环境中,水的排出并不顺畅,溶液有足够的时间与岩石反应进行铀浓缩。到60年代中后期,美国发现约4600个砂岩型铀矿床,1958发现储量为17000t的U3O8。

到80年代初,美国通过深入研究和系统总结砂岩型铀矿的成矿物质来源、成矿作用和地质识别标准,建立了“滚动铀矿”成矿模式(Harshman,1970;格兰杰,1978;拉克利,1976).中亚是世界上最大的砂岩型铀矿富集区,有数十个大型和超大型砂岩型铀矿床。在其几十年的探索和研究中,逐渐形成了“亚造山带控矿”理论,首次建立了层间氧化带型砂岩型铀矿化理论,称为“层间渗透成矿理论”或“含水铀理论”。俄罗斯专家研究了在俄罗斯和蒙古发现的古河道砂岩铀矿的成因机制。根据对外乌拉尔的达尔马托夫、西西伯利亚的马利诺夫和外贝加尔的Xi阿格达矿床的研究,提出该类型属于潜水-层间水渗透氧化。

虽然我国对砂岩型铀矿的研究始于20世纪50年代,但在80年代末我国地浸技术取得突破后,取得了实质性进展。20世纪80年代和90年代初以来,核工业地质系统从中亚和俄罗斯引进了可地浸砂岩型铀矿的勘查方法和经验,掀起了我国北方盆地的找矿高潮,取得了许多成果和认识。特别是90年代后期,从俄罗斯引进了古河道型砂岩型铀矿成矿理论和实践,在国内得到了极大的启发和验证。

从目前的文献和我国专家的展望来看,我国砂岩型铀矿前景喜人,尤其是古河道砂岩型铀矿,可能是我们取得重大突破的关键。由于独特的历史构造条件,中国寻找类似中亚大规模层间氧化带的条件似乎并不存在。中新生代以来,大小陆相盆地以每个盆地为单元自成体系,以盆地为物质来源供给、水动力机制和沉积相带分布的核心,没有在统一的大尺度区域背景下发育的斜坡,即使在同一盆地内,内部环境也是不均匀的。事实上,许多盆地在形成含矿层时仍处于相对孤立的状态,普遍存在“盆中盆”的现象,如二连、海拉尔盆地。这种条件不利于区域层间氧化带的发育,但有利于相对独立的河流体系的发育,是古河流型沉积形成的有利条件。总之,在中国,尤其是东部地区,寻找古河道型铀矿床可能比寻找大型层间氧化带型矿床更有利。