【铀资源地质学】11钙结岩型铀矿床.pdf

钙结岩型铀矿床是指产于钙结岩中由于蒸发作用使铀钙结岩型铀矿床是指产于钙结岩中由于蒸发作用使铀 发生沉淀富集而形成的铀矿床发生沉淀富集而形成的铀矿床这是这是20世纪七十年代发世纪七十年代发 现的一种新的铀矿床类型现的一种新的铀矿床类型 该类矿化许多国家和地区均有所报道该类矿化许多国家和地区均有所报道，，如澳大利亚如澳大利亚、、 加拿大加拿大、、美国美国、、南美及非洲等国南美及非洲等国我国西北地区某些盐我国西北地区某些盐 湖及蒸发岩中也发现有放射性异常湖及蒸发岩中也发现有放射性异常，，但工业意义不大但工业意义不大 目前作为工业开采的只有澳大利亚的伊利里矿床目前作为工业开采的只有澳大利亚的伊利里矿床，，除此除此 外外，，澳大利亚威卢纳威湖矿床和纳米比亚钙结岩膏结澳大利亚威卢纳威湖矿床和纳米比亚钙结岩膏结 岩中的铀矿床等具较高的工业价值岩中的铀矿床等具较高的工业价值 该类铀矿床在世界铀矿资源上不占重要地位该类铀矿床在世界铀矿资源上不占重要地位 矿床的成因有别于其他铀矿床类型，成矿条件除地质矿床的成因有别于其他铀矿床类型，成矿条件除地质 条件以外，古气候、古水文地质条件等的制约特别突出条件以外，古气候、古水文地质条件等的制约特别突出 。

第十三章 钙结岩型铀矿床 一、概述 二、成矿条件分析 二、成矿条件分析 1、、气候条件气候条件干旱和潮湿交替的气候是其有利的干旱和潮湿交替的气候是其有利的 气候环境气候环境在干旱季节在干旱季节，，在地下水上升的毛细作用带上在地下水上升的毛细作用带上 ，，由于地表水的蒸发导致盐类的浓集和沉淀；在潮湿季由于地表水的蒸发导致盐类的浓集和沉淀；在潮湿季 节节，，冲走较容易溶解的盐类冲走较容易溶解的盐类，，留下较难溶解的方解石和留下较难溶解的方解石和 石膏石膏这样这样，，方解石方解石、、石膏等胶结砾石石膏等胶结砾石、、粗砂和砂形成粗砂和砂形成 钙结岩和膏结岩钙结岩和膏结岩 通常成矿地区的降水量远远少于蒸发量通常成矿地区的降水量远远少于蒸发量如澳大利亚如澳大利亚 伊利里地区的年降雨量为伊利里地区的年降雨量为200mm，年蒸发量为，年蒸发量为2500mm 在这种气候条件下，含铀地下水和渗流水中的铀浓度在这种气候条件下，含铀地下水和渗流水中的铀浓度 才能得以大幅度的增高，并在具有配位体（才能得以大幅度的增高，并在具有配位体（VO43 等） 等） 的情况下，铀与其形成难溶化合物，并沉淀富集在近地的情况下，铀与其形成难溶化合物，并沉淀富集在近地 表的钙结岩和膏结岩中，形成钙结岩型或膏结岩型铀矿表的钙结岩和膏结岩中，形成钙结岩型或膏结岩型铀矿 床。

该类矿床的空间分布受气候条件控制非常突出该类矿床的空间分布受气候条件控制非常突出矿 床多产于沙漠地带床多产于沙漠地带 2、、水文地质条件水文地质条件该类矿床产出的地区该类矿床产出的地区，，由于气候由于气候 干燥干燥，，降雨量少降雨量少，，水系不发育水系不发育，，河流皆为间歇性河流河流皆为间歇性河流，， 侵蚀能力很弱侵蚀能力很弱，，所以河道常被冲积物充填所以河道常被冲积物充填由于强烈的由于强烈的 蒸发作用蒸发作用，，一些水盆地变为盐湖或干盐湖一些水盆地变为盐湖或干盐湖在这种情况在这种情况 下地下水的交替弱下地下水的交替弱，，潜水面低潜水面低，，常距地表常距地表5m以下以下，，所形所形 成的钙结岩多产在干盐湖附近排泄系统的底部成的钙结岩多产在干盐湖附近排泄系统的底部 在上述气候条件下的地下水常为弱碱性，在上述气候条件下的地下水常为弱碱性，pH=7.5 8.6这种介质条件有利于这种介质条件有利于U、、K、、V等元素的迁移，并在等元素的迁移，并在 间歇河床的低洼部位及干盐湖滨岸带地下水排泄部位汇间歇河床的低洼部位及干盐湖滨岸带地下水排泄部位汇 集，形成钒钾铀矿长期稳定的地质环境造成了含铀溶集，形成钒钾铀矿。

长期稳定的地质环境造成了含铀溶 液（径流和潜流）的单向流动，并汇集于同一地段在液（径流和潜流）的单向流动，并汇集于同一地段在 强烈持续的蒸发作用下，钒钾铀矿在同一地区得以大规强烈持续的蒸发作用下，钒钾铀矿在同一地区得以大规 模的聚集，最终形成矿床模的聚集，最终形成矿床 3、、地形条件地形条件形成于稳定地盾区形成于稳定地盾区（（地台地台））内内 发育大面积准平原的地区发育大面积准平原的地区在这种平原上易形成在这种平原上易形成 流速缓慢的内陆水系流速缓慢的内陆水系，，并接受陆相沉积并接受陆相沉积在干旱在干旱 气候条件下气候条件下，，可形成大量的钙可形成大量的钙（（膏膏））结岩的沉积结岩的沉积 4、主岩条件、主岩条件含矿主岩主要为钙结岩和膏结含矿主岩主要为钙结岩和膏结 岩类、岩盐等，其次为某些未固结的沉积物，如岩类、岩盐等，其次为某些未固结的沉积物，如 冲积物、崩积物、强烈风化的岩石和土壤等，它冲积物、崩积物、强烈风化的岩石和土壤等，它 们形成于古河道、三角洲和滞水盆地中钙结岩们形成于古河道、三角洲和滞水盆地中钙结岩 常常分布于主要河道、河谷，形成部位较低，膏常常分布于主要河道、河谷，形成部位较低，膏 结岩在河谷中常常位于钙结岩之上。

结岩在河谷中常常位于钙结岩之上 5、铀源条件、铀源条件形成本类铀矿床需具备大面积形成本类铀矿床需具备大面积 强烈风化的铀源区如伊利里矿床和纳米比的亚强烈风化的铀源区如伊利里矿床和纳米比的亚 朗格朗格 亨利切矿床的铀源区均有大面积的含铀花亨利切矿床的铀源区均有大面积的含铀花 岗岩和变质岩伊利里矿床的太古代花岗岩中的岗岩和变质岩伊利里矿床的太古代花岗岩中的 铀含量为铀含量为510-6以上，纳米比亚朗格以上，纳米比亚朗格 亨利切矿亨利切矿 床的元古代花岗岩中铀含量也在床的元古代花岗岩中铀含量也在510-6以上，以上， 它们构成了各自矿床的铀源体它们构成了各自矿床的铀源体 矿石成分矿石成分 均为色彩鲜艳的次生铀矿物，常见的均为色彩鲜艳的次生铀矿物，常见的 有：钒钾铀矿、钒钙铀矿、钙铀云母、硅钙铀矿有：钒钾铀矿、钒钙铀矿、钙铀云母、硅钙铀矿 及板菱铀矿等其中，钒钾铀矿具有较高的工业及板菱铀矿等其中，钒钾铀矿具有较高的工业 价值，且多呈浸染状充填于钙（膏）结岩的不规价值，且多呈浸染状充填于钙（膏）结岩的不规 则裂隙中，部分呈斑点状、皮壳状产于钙（膏）则裂隙中，部分呈斑点状、皮壳状产于钙（膏） 结岩的孔洞中。

结岩的孔洞中 矿体形态矿体形态 呈水平板状，与层位产状一致；呈水平板状，与层位产状一致； 矿化时代矿化时代 较新，从第三纪现代较新，从第三纪现代 如：伊利里的矿化时代为晚上新世早更新世如：伊利里的矿化时代为晚上新世早更新世 矿化幅度矿化幅度小，埋藏很浅，矿化均分布在地下水小，埋藏很浅，矿化均分布在地下水 潜水面附近潜水面附近 三、矿化特征三、矿化特征 伊利里矿床是一个大型矿床，具有重要的工业意义伊利里矿床是一个大型矿床，具有重要的工业意义 ，，U3O8达达46000t，品位大于，品位大于0.36的有的有24000t，平均品，平均品 位为位为0.15，矿化连续，埋藏浅，便于露天开采矿化连续，埋藏浅，便于露天开采 矿区地质概况矿区地质概况矿床位于西澳首府佩思城东北矿床位于西澳首府佩思城东北 700km，，维芦纳城南维芦纳城南65km，，处于西澳地盾的伊尔刚地处于西澳地盾的伊尔刚地 块的东北部块的东北部 四、矿床实例伊利里矿床四、矿床实例伊利里矿床 矿体产在第三纪古河道中矿体产在第三纪古河道中(图图1)，河道的基底由，河道的基底由 太古代花岗岩和花岗质片麻岩组成太古代花岗岩和花岗质片麻岩组成(花岗岩含铀花岗岩含铀510 6以上 以上)。

基底中穿插有许多石英脉和伟晶岩脉，还发育基底中穿插有许多石英脉和伟晶岩脉，还发育 有一系列北北西向的绿岩带，绿岩带的岩性为基性、有一系列北北西向的绿岩带，绿岩带的岩性为基性、 超基性侵入岩和喷出岩、酸性火山岩以及绿片岩相的超基性侵入岩和喷出岩、酸性火山岩以及绿片岩相的 副变质岩绿岩带中的基性岩含钒，基性岩的风化产副变质岩绿岩带中的基性岩含钒，基性岩的风化产 物红土含钒更高，一般在物红土含钒更高，一般在0.1以上以上(112010 6)， ， 有时可达有时可达0.5 图图1 伊利里矿区及伊利里矿区及 外围地质图外围地质图 (据迈宁，据迈宁，1976) 1花岗岩与片麻花岗岩与片麻 岩；岩； 2绿岩；绿岩； 3古河道；古河道； 4钙结岩；钙结岩； 5矿体；矿体； 6推测地质界线推测地质界线 伊利里古河道长伊利里古河道长64km，宽，宽12km，在基底岩石上蜿蜒，在基底岩石上蜿蜒 伸展，特别在伊利里以西，几乎全部流经花岗岩区，而河伸展，特别在伊利里以西，几乎全部流经花岗岩区，而河 道两侧是绿岩带古河道基底地形起伏，河道沉积物厚度道两侧是绿岩带古河道基底地形起伏，河道沉积物厚度 变化大，上游地段一般在变化大，上游地段一般在30m以下，在进入盐湖的下游地以下，在进入盐湖的下游地 段可达段可达85m以上。

以上 河道沉积物的典型层序由上而下可分出三个主要层位河道沉积物的典型层序由上而下可分出三个主要层位 ，即覆盖层、钙结岩层和石英粘土层，即覆盖层、钙结岩层和石英粘土层从沉积物的性质来从沉积物的性质来 看，包括三个部分：看，包括三个部分：冲积物、蒸发盐类和钙结岩冲积物、蒸发盐类和钙结岩冲积物 中有风成砂和水成含砂粘土，后者有时夹长石砂岩条带中有风成砂和水成含砂粘土，后者有时夹长石砂岩条带 蒸发盐类有石膏、石盐和天青石、石盐、石膏产在沉积物蒸发盐类有石膏、石盐和天青石、石盐、石膏产在沉积物 上部的粘土和垆姆中，天青石的微小晶体在钙结岩下部的上部的粘土和垆姆中，天青石的微小晶体在钙结岩下部的 粘土中局部富集，有时可形成厚度粘土中局部富集，有时可形成厚度l0cm以下的条带钙结以下的条带钙结 岩是含石英粘土不超过岩是含石英粘土不超过10的自生碳酸盐岩，它通常在深的自生碳酸盐岩，它通常在深 度较大度较大(沉积物厚度沉积物厚度30m左右的地段左右的地段)的河道中间部分的剖的河道中间部分的剖 面中上部产出面中上部产出(图图2)，河道较浅的地方，大部分没有钙结，河道较浅的地方，大部分没有钙结 岩 图图2 河道沉积剖面图河道沉积剖面图 (据据FJDahlkamp，，1978) 1基底；基底；2粘土砂；粘土砂；3钙结岩；钙结岩；4矿石矿石 钙结岩有三种：钙结岩有三种：一种为坚硬、白色瓷石质钙结岩；一种为坚硬、白色瓷石质钙结岩； 一种为洞穴状或土状一种为洞穴状或土状(粉末状粉末状) 钙结岩；第三种是介于前钙结岩；第三种是介于前 二者之间的类型，呈结核状、多孔状。

二者之间的类型，呈结核状、多孔状由于含杂质不同由于含杂质不同 ，钙结岩可呈各种不同颜色，例如有白色的、褐色的、，钙结岩可呈各种不同颜色，例如有白色的、褐色的、 灰色等钙结岩体从小而分散的豆状，到大而不规则的灰色等钙结岩体从小而分散的豆状，到大而不规则的 透镜体状，沿河道延伸在伊利河河道中，只有一个钙透镜体状，沿河道延伸在伊利河河道中，只有一个钙 结岩层位钙结岩的孔隙度大，一般为结岩层位钙结岩的孔隙度大，一般为510，有，有 时可达时可达15，是该地区的主要蓄水层是该地区的主要蓄水层 钙结岩下部还有一层过渡型钙结岩钙结岩下部还有一层过渡型钙结岩，，厚厚12m，，含石含石 英粘土质在英粘土质在10以上以上，，碳酸盐含量高碳酸盐含量高，，组分变化较大组分变化较大 矿区的气候和地形矿区的气候和地形 澳大利亚是世界上降雨澳大利亚是世界上降雨 量最少的大陆，西澳尤甚伊利里地区年降雨量量最少的大陆，西澳尤甚伊利里地区年降雨量 只有只有200mm，而蒸发量却高达，而蒸发量却高达2500mm，气候十，气候十 分干燥在地形地貌特征上，西澳是一个地势平分干燥在地形地貌特征上，西澳是一个地。