11钙结岩型铀矿床.ppt

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1、第十三章 钙结岩型铀矿床一、概述二、成矿条件分析三、矿化特征三、矿化特征四、矿床实例伊利里矿床四、矿床实例伊利里矿床 钙钙结结岩岩型型铀铀矿矿床床是是指指产产于于钙钙结结岩岩中中由由于于蒸蒸发发作作用用使使铀铀发发生生沉沉淀淀富富集集而而形形成成的的铀铀矿矿床床。这这是是20世世纪纪七七十十年年代发现的一种新的铀矿床类型。代发现的一种新的铀矿床类型。该该类类矿矿化化许许多多国国家家和和地地区区均均有有所所报报道道，如如澳澳大大利利亚亚、加加拿拿大大、美美国国、南南美美及及非非洲洲等等国国。我我国国西西北北地地区区某某些些盐盐湖湖及及蒸蒸发发岩岩中中也也发发现现有有放放射射性性异异常常，但但工工

2、业业意意义义不不大大。目目前前作作为为工工业业开开采采的的只只有有澳澳大大利利亚亚的的伊伊利利里里矿矿床床，除除此此外外，澳澳大大利利亚亚威威卢卢纳纳威威湖湖矿矿床床和和纳纳米米比比亚亚钙钙结结岩岩膏膏结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质条件以外，古气候、古水文地质条件等的制约特别突出。出。一、概述二、成矿条件分析1、气候条件、气候条件2、水文地质

3、条件、水文地质条件3、地形条件、地形条件4、主岩条件、主岩条件5、铀源条件、铀源条件二、成矿条件分析 1、气气候候条条件件 干干旱旱和和潮潮湿湿交交替替的的气气候候是是其其有有利利的的气气候候环环境境。在在干干旱旱季季节节，在在地地下下水水上上升升的的毛毛细细作作用用带带上上，由由于于地地表表水水的的蒸蒸发发导导致致盐盐类类的的浓浓集集和和沉沉淀淀；在在潮潮湿湿季季节节，冲冲走走较较容容易易溶溶解解的的盐盐类类，留留下下较较难难溶溶解解的的方方解解石石和和石石膏膏。这这样样，方方解解石石、石石膏膏等等胶胶结结砾砾石石、粗粗砂砂和和砂砂形形成成钙钙结结岩岩和膏结岩。和膏结岩。通常成矿地区的降水量

4、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才在这种气候条件下，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（能得以大幅度的增高，并在具有配位体（VO43等）的等）的情况下，铀与其形成难溶化合物，并沉淀富集在近地表情况下，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床。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。矿床多该类矿

5、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。产于沙漠地带。2、水水文文地地质质条条件件 该该类类矿矿床床产产出出的的地地区区，由由于于气气候候干干燥燥，降降雨雨量量少少，水水系系不不发发育育，河河流流皆皆为为间间歇歇性性河河流流，侵侵蚀蚀能能力力很很弱弱，所所以以河河道道常常被被冲冲积积物物充充填填。由由于于强强烈烈的的蒸蒸发发作作用用，一一些些水水盆盆地地变变为为盐盐湖湖或或干干盐盐湖湖。在在这这种种情情况况下下地地下下水水的的交交替替弱弱，潜潜水水面面低低，常常距距地地表表5m以以下下，所所形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。

6、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=7.58.6。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

7、矿床。3、地地形形条条件件 形形成成于于稳稳定定地地盾盾区区（地地台台）内内发发育育大大面面积积准准平平原原的的地地区区。在在这这种种平平原原上上易易形形成成流流速速缓缓慢慢的的内内陆陆水水系系，并并接接受受陆陆相相沉沉积积。在在干干旱旱气候条件下，可形成大量的钙（膏）结岩的沉积。气候条件下，可形成大量的钙（膏）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

8、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

9、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，它以上，它们构成了各自矿床的铀源体。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

10、 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，平均品位平均品位为为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。矿矿区区地地质

11、质概概况况 矿矿床床位位于于西西澳澳首首府府佩佩思思城城东东北北700km，维维芦芦纳纳城城南南65km，处处于于西西澳澳地地盾盾的的伊伊尔尔刚刚地地块的东北部。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5106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、

12、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(1120106)，有时可达有时可达0.5。图图1 伊利里矿区及外伊利里矿区及外围地质图围地质图 (据迈宁，据迈宁，1976)1-花岗岩与片麻岩；花岗岩与片麻岩；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

13、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。从沉积物的性质来看，。从沉积物的性质来看，包括三个部分：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。冲积物中有风成

14、砂和水成含砂粘土，后者有时夹长石砂岩条带。蒸发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、石膏产在沉积物上部盐类有石膏、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粘土的粘土和垆姆中，天青石的微小晶体在钙结岩下部的粘土中局部富集，有时可形成厚度中局部富集，有时可形成厚度l0cm以下的条带。钙结岩是以下的条带。钙结岩是含石英粘土不超过含石英粘土不超过10的自生碳酸盐岩，它通常在深度较的自生碳酸盐岩，它通常在深度较大大(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面中的河道中间部分的剖面中上部产出上

15、部产出(图图2)，河道较浅的地方，大部分没有钙结岩。，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；第三种是介于钙结岩；第三种是介于前二者之间的类型，呈结核状、多孔状。前二者之间的类型，呈结核状、多孔状。由于含杂质不由于含杂质不同，钙结岩可呈各种不同颜色，例如有白色的、褐色的、同，钙结岩可呈各种不同颜色，例如有白色的、褐色的

16、、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。钙钙结结岩岩下下部部还还有有一一层层过过渡渡型型钙钙结结岩岩，厚厚12m，含含石石英粘土质在英粘土质在10以上，碳酸盐含量高，组分变化较大。以上，碳酸盐含量高，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

17、，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，西澳是一个地势平坦的高原，它是长期准平原化的结果。坦的高原，它是长期准平原化的结果。西澳地形演化的过程可分为两个阶段西澳地形演化的过程可分为两个阶段：即古高：即古高原原(较高的侵蚀面较高的侵蚀面)阶段和新高原阶段和新高原(较低的侵蚀面较低的侵蚀面)阶段阶段(图图3)。图图3 钙结岩河道地貌剖面示意图钙结岩河道地貌剖面示意图 (据据GR瑞安，瑞安，1977)1钙结岩；钙结岩；2风化花岗

18、岩；风化花岗岩；3硅结岩；硅结岩；4冲积层；冲积层；5花岗岩；花岗岩；6高岭土带；高岭土带；7矿体矿体 古高原阶段古高原阶段开始于开始于白垩纪白垩纪，早期气候潮湿，水系发，早期气候潮湿，水系发育，晚期气候干燥，水系变为盐湖，地形逐步准平原化，育，晚期气候干燥，水系变为盐湖，地形逐步准平原化，并发育了良好的红土剖面，并发育了良好的红土剖面，新高原阶段新高原阶段约在约在中新世开始中新世开始，其时该区又隆起，水系复活，再度发生侵蚀作用，使前其时该区又隆起，水系复活，再度发生侵蚀作用，使前期准平原化形成的红土部分受到侵蚀，出露基岩，形成期准平原化形成的红土部分受到侵蚀，出露基岩，形成新高原。在新高原形

19、成的后期，气候日益于燥，河流侵新高原。在新高原形成的后期，气候日益于燥，河流侵蚀能力渐弱，河道逐渐被冲积物填塞。这些晚期河道的蚀能力渐弱，河道逐渐被冲积物填塞。这些晚期河道的低洼部位是形成钙结岩的最有利部位，现有的钙结岩大低洼部位是形成钙结岩的最有利部位，现有的钙结岩大多数发育在大河道的低洼部位。多数发育在大河道的低洼部位。钒钒钾钾铀铀矿矿多多产产在在潜潜水水面面附附近近的的钙钙结结岩岩中中，在在潜潜水水面面以以上上0.5m到到潜潜水水面面以以下下4.5m范范围围内内最最富富集集。勘勘探探查查明明，工工业业矿矿体体的的中中心心线线位位于于潜潜水水面面下下2m的的部部位位，沿沿着着这这条条线线，矿矿体体厚厚度度有有变变化化，形形成成波波状状起起伏伏的的似似层层状状矿矿体体，长长9000m，平平均均宽宽750m，厚厚度度7m。此此外外，零零星星矿矿化化在在整整个个剖剖面面的的任任何何部部位位都都可可见见到到。矿矿体体埋埋藏藏浅浅，最最深深不不超超过过14m。方解石和钒钾铀矿是该矿床的主要矿物，方解石和钒钾铀矿是该矿床的主要矿物，其次有为数不等的石英、长石、粘土矿物其次有为数不等的石英、长石、粘土矿物(蒙脱蒙脱石、伊利石、高岭石石、伊利石、高岭石)、白云石、石膏及少量天、白云石、石膏及少量天青石。青石。