（成都理工大學(xué)地球科學(xué)院，四川成都 610059）

伊犁盆地位于我國西北邊境，是新疆境內(nèi)三大盆地之一，與其它中新生代陸相盆地一樣為多能源共存盆地，擁有豐富的煤炭、天然氣等能源礦產(chǎn)，同時也產(chǎn)出豐富的鈾礦資源，是我國可地浸砂巖型鈾礦勘探找礦與鈾資源開采的重要盆地之一。自伊犁盆地鈾礦資源勘探以來，發(fā)現(xiàn)了大批砂巖型鈾礦床、礦點(diǎn)及異常點(diǎn)，其中，處于伊犁盆地南緣中西段的捷爾太式鈾礦床（包括烏庫爾其礦床、扎基斯坦礦床）是我國比較典型的層間氧化帶砂巖型鈾礦床，具有明顯且特有的層間氧化特征。

1 地質(zhì)背景

伊犁盆地位于哈薩克斯坦板塊東段南部的伊犁微地塊之上,是屬于天山造山帶中的塔里木盆地板塊與哈薩克斯坦板塊相擠壓而形成的大型中新生帶山間斷陷—拗陷復(fù)合型盆地[1]，平面上呈西寬東窄的楔狀與南北天山兩大晚古生縫合帶接壤[2-3]。其鈾成礦區(qū)主要位于盆地南緣，自東向西分布著達(dá)拉地、蒙其古爾、扎吉斯坦、烏庫爾其、庫捷爾太、洪海溝等鈾礦床及眾多礦（化）點(diǎn)，是我國最早投入生產(chǎn)的砂巖型鈾礦基地，也是我國目前最重要且最大的砂巖型鈾礦勘探開發(fā)基地，見圖1[3]。

2 鈾成礦地質(zhì)特征

2.1 層間氧化帶特征

圖1 伊犁盆地南緣礦床分布及地質(zhì)簡圖

圖2 伊犁盆地南緣中-西段砂巖型鈾礦體平面分布圖

表1 庫捷爾太式砂巖型鈾礦床層間氧化帶各分帶地球化學(xué)特征表

庫捷爾太鈾礦床層間氧化帶具有多層位分布特點(diǎn)，分布在水西溝群8個旋回地層的層間砂體中，除Ⅵ旋回外因連通性較差，且砂體粒度細(xì)、透水性差而不發(fā)育外，在其它7個旋回砂體中都發(fā)育著大小規(guī)模不等的層間氧化帶，其中Ⅰ-Ⅱ、Ⅴ（Ⅴ1、Ⅴ21、Ⅴ22）、Ⅶ旋回地層的層間氧化帶發(fā)育規(guī)模相對其它旋回的氧化帶較大，也是工業(yè)鈾礦的主要產(chǎn)出地層,見圖2。各層間氧化帶分帶性特征明顯從氧化帶-還原帶依次可劃分出強(qiáng)氧化帶、弱氧化帶、氧化還原過渡帶和原生帶，各分帶的地球化學(xué)特征有明顯的區(qū)分，見表1。

2.2 鈾礦化特征

研究區(qū)3個砂巖型鈾礦床均分布在水西溝群各煤層之間，尤以5～8煤層間的砂體(Ⅴ旋回)規(guī)模大，砂體厚度大，延伸穩(wěn)定，空間上呈板狀產(chǎn)出，砂體頂?shù)装宥加心鄮r、泥質(zhì)粉砂巖組成的穩(wěn)定隔水層。礦體常呈板狀和卷狀復(fù)合礦體形態(tài)產(chǎn)出于各穩(wěn)定砂體中，與美國典型的卷狀砂巖型鈾礦體相比，礦體形態(tài)主要表現(xiàn)為板狀礦體特征，見圖3。含礦巖性主要為灰、深灰及黑灰色的粗砂巖、含礫粗砂-中砂巖和細(xì)粒砂巖。鈾的礦物形態(tài)主要以鈾石、瀝青鈾礦以及微屑狀鈦鐵礦、含鈾鈦鐵礦等，多呈超顯微或微粒狀，分散于礦石膠結(jié)物中或蝕變的火山巖屑中[4]。此外，還可見植物碎屑等有機(jī)物質(zhì)、粘土礦物等與鈾有著密切的關(guān)系[1]。

3 控礦因素

（1）伊犁盆地屬滲入型承壓盆地，而非滲出型盆地，因而地下水的補(bǔ)給-逕流-排泄系統(tǒng)發(fā)育完善，除上部第四系潛水層外，其余7個含礦含水層均為承壓含水層。含水層上游補(bǔ)給區(qū)(南緣察布查爾山區(qū)及前緣山地)直接與第四系的砂礫層接觸，接受第四系孔隙潛水補(bǔ)給。

（2）伊犁盆地南、北緣均屬于對沖擠壓形成的斜坡帶,但是南緣斜坡帶相對于北坡較緩，導(dǎo)致成礦條件優(yōu)于北緣斜坡帶。

（3）伊犁盆地地層巖性組合主要以泥-砂-泥結(jié)構(gòu)為主，砂體具有較高的構(gòu)造能力，晶間孔、粒間孔及溶孔普遍發(fā)育，孔隙度大，易于形成彌散性裂隙系統(tǒng)[3]，而泥巖滲透性均較差，起了阻擋礦液運(yùn)移的屏障作用。

（4）含礦巖石富含有機(jī)質(zhì)、硫化物（黃鐵礦）等對成礦有利的還原劑。礦區(qū)有粒狀、橢球狀、條帶狀等形態(tài)各異的炭質(zhì)碎屑物。

4 成礦機(jī)制及成礦模式

庫捷爾太式砂巖型鈾礦有著多期多階段成礦機(jī)制，主要為：

（1）沉積成巖期鈾預(yù)富集，庫捷爾太式砂巖型鈾礦在地層沉積成巖時候就帶入大量的鈾，在后期成礦階段也相當(dāng)于鈾源存在，也就是鈾的預(yù)富集作用，其重要性不容忽視。鈾礦化主要以板狀、薄層狀產(chǎn)出。沉積成巖期鈾的預(yù)富集在宏觀上受沉積及古地理特征控制，如三角洲、辮狀河及淺湖沼澤沉積體系是最有利于成礦的沉積環(huán)境。其成礦機(jī)制主要是還原劑對鈾的吸附作用。由于含礦主巖水西溝群屬暗色碎屑沉積建造，其形成時的潮濕多雨古氣候極有利于形成有機(jī)質(zhì)及硫化物，在長期的地質(zhì)歷史演化過程中，通過有機(jī)質(zhì)及硫化物的分解作用，產(chǎn)生大量的H2S、CH4、H2等強(qiáng)還原劑，使得在長期遷移狀態(tài)下的六價鈾還原沉淀成四價鈾，從而形成成巖階段鈾的預(yù)富集[5]。

（2）層間氧化作用的成礦機(jī)制：后生層間氧化作用階段是庫捷爾太鈾礦床的主要成礦階段，即工業(yè)鈾礦化形成的主控因素。后生富集鈾礦化特征是品位高于成巖期鈾礦化。礦體形態(tài)除板狀外，在層間氧化帶前鋒線礦體形態(tài)呈卷狀(單卷為主，也有雙卷)。成礦年齡有三個階段19Ma、5Ma、1Ma，明顯地晚于中、下侏羅統(tǒng)水西溝群地層年齡。現(xiàn)代水系(庫捷爾太溝、洪海溝)兩側(cè)鈾的偏高場，證明了后生成礦作用仍在繼續(xù)，成礦具長期性。

5 討論

前人研究指出，鈾成礦作用離不開鈾源、搬運(yùn)、遷移、沉積、沉淀及最終保礦這樣一個成礦作用的全過程，庫捷爾太式砂巖型鈾礦也一樣，鈾的沉淀富集首先需要具備一個地球化學(xué)條件突變的界面，相當(dāng)于一個“障”，隨著含氧含鈾地下水的不斷沿著層間砂體運(yùn)移，預(yù)富集的鈾不斷被氧化遷移，鈾在地下水中由不飽和到飽和，并主要以碳酸鈾酰離子形式存在，同時自由氧不斷消耗，變?yōu)闊o氧環(huán)境，上下泥巖或煤層地層及地層中預(yù)存的有機(jī)質(zhì)和黃鐵礦等提供大量還原物質(zhì)，將鈾酰離子還原沉淀成礦，這時，兩側(cè)巖性變化界面就相當(dāng)于物理化學(xué)條件突變界面，層間砂體巖性突變出也如此，實(shí)際中常見礦體在巖性突變的兩側(cè)或?qū)娱g成礦。值得提出的是礦床形成時的景觀地球化學(xué)因素(即礦床形成時的氣候、地形因素)極有利于后生鈾礦化的富集，在新生代及當(dāng)代干旱半干旱氣候及荒漠的地形條件下，植被不發(fā)育，腐殖質(zhì)層薄，有利于大氣中氧的滲入，促使深部層間氧化帶發(fā)育[5]。

6 結(jié)論

（1）研究區(qū)砂巖型鈾礦體形態(tài)主要表現(xiàn)為板狀鈾礦體和復(fù)合態(tài)卷狀，與典型的層間氧化帶砂巖型鈾礦卷狀礦體有著很大區(qū)別。

（2）補(bǔ)-徑-排系統(tǒng)發(fā)育完善、盆地周邊及蝕源區(qū)酸性、中酸性火山巖或花崗巖類巖石發(fā)育、構(gòu)造斜坡帶緩坡地形、泥-砂-泥地層結(jié)構(gòu)及還原物質(zhì)發(fā)育的層間砂體是鈾成礦主要的控礦因素。

（3）庫捷爾太式砂巖型鈾礦有著多期多階段成礦機(jī)制，包括沉積成巖期鈾預(yù)富集、層間氧化作用的成礦階段。