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古河道砂岩型铀矿床的定义

在砂岩型铀矿分类中,一直存在着“古河道型”和“古河谷型”的争议问题。据美国地质调查局(AGI)编纂的《地质词典》,河道与河谷的定义如下:河道,是一条具有地表自然水流体的河床,或者是水可以流动的天然通道,河床的最深部分或中心部位容纳河流的主要水流且被或多或少的水体持续占据,或以河道沉积物所表现的一条废弃的或被埋藏的水道;河谷,由较高陆地围挡起来的低洼陆地,一般为一狭长的、相当大的地表上的缓倾洼地,通常位于两座山之间或者两条山脉或丘陵之间,而且常具有一条泄水通道的河流。地质出版社出版的《地质辞典》(1983)则对河谷定义为:河流侵蚀切割而成的槽形凹地,它包括河床、河漫滩、阶地和谷坡;古河道:地质历史或人类历史上被废弃的河谷,在山区多以比较完整的谷形保留在现代河谷坡上或分水岭地段,以保留有古代的河流阶地为主要标志,古河道有厚层的砂砾层或砂层,是寻找冲积砂矿床和浅层地下水的良好地区。

从定义上来看,河谷比河道宽,且比河道平直,并有寿命较长的地貌特点,而且比任何单独的河道延伸距离长得多。河谷的形成主要靠河流的作用,其形成受基岩地质、气候、植被、构造运动和河道作用的控制。河道充填与水动力和泄水区岩性有关,河谷充填与河道类型和后期河谷的切割作用有关。河道充填主要受水动力条件和排泄区域的控制,主要为一些河道砂体;河谷充填通常除河道沉积外,还包括垂向堆积的天然堤漫滩和泛滥平原沉积以及沼泽和湖泊沉积。

古河道(谷)砂岩型铀矿床(Paleo-channel/valley sandstone-type uranium deposit,缩写为PCSTU矿床),作为可地浸砂岩型铀矿的重要类型之一,是指产于古河道沉积层中的一种后生铀矿床,铀主要经过潜水氧化/潜水-层间氧化作用富集而成矿(中华人民***和国核行业标准,EJ/T1187—2004)。由于在学术上存在“古河道砂岩型”和“古河谷砂岩型”之争,我们认为使用“古河道砂岩型”更能够体现这种砂岩型矿床的本身特征,其原因如下:

1)河谷是指由河流侵蚀切割而成的槽形凹地,包括河床、河漫滩、阶地及谷坡,它的概念范围宽,河谷包括河道,但是河谷中充填的沉积物既有粗碎屑,也有细碎屑;河道是指河谷中水体流动的槽沟状通道,是河谷中经常被流水淹没的部分,亦称河床或河槽,它的沉积物主要是粗碎屑,所以,古河谷中的铀矿床不仅有“砂岩型”,还有“泥岩型”和“粉砂岩型”,如边滩和河漫沼化洼地亚相的矿床(如衡阳盆地412铀矿床,陈戴生等,1999)、沼泽亚相中的矿床(如麻布岗盆地277铀矿床)以及三角洲-滨浅湖相沉积中的铀矿化(如二连盆地努和廷矿床,陈功等,1996)。

2)河谷中的地质作用最为活跃的是河道,如河谷的下切作用是通过河道的下蚀和侧蚀作用来完成,河型的改变,如“顺直河”、“辫状河”、“曲流河”和“网状河”主要指的是河道的改变调节曲率,对基准面变化的响应也是河道最“灵敏”,所以,研究河谷的形成演化,主要是研究河道的地质作用。

3)砂岩型铀矿主要有两种成矿作用,即“潜水氧化”和“层间氧化”成矿作用(有些矿床有后期的热流体叠加改造),均是通过可渗透的河道砂层运载、储集来完成,与河谷中的其他单元关系不太密切(河漫滩和泛滥平原沼泽岩石中的成矿作用与后生氧化还原不相关),因此,最能反映这种成矿作用特点的是河道,它的水动力机制形成和含矿性都是跟河道的大小、沉积物的粗细、孔隙度和渗透性密切相关,选择“古河谷”不如选择“古河道”来得更直观一些。侯明才(2000)研究认为,目前俄罗斯和蒙古发现的大多数砂岩型铀矿床,根据其地质特征应该是“古河道砂岩型”,而不是“古河谷砂岩型”铀矿床。

另外,很多学者认为,古河道砂岩型又可分为基底古河道和建造间古河道,我们认为这种分类没有实际意义,因为同样都是河道沉积物含矿,只要形成了矿床,它的价值和意义都是一样重要的,无非发育在基底(也许含铀量高)上的古河道成矿比所谓的“建造间”的古河道更容易一些罢了。

古河道型铀矿床是铀在河道凹陷部位经表生含铀含氧流体渗透富集而成的。如俄罗斯古河道型砂岩铀矿的典型实例———Higda铀矿和西西伯利亚铀矿床。从世界各国在古河道中发现的铀矿床来看,其铀矿化都产于河道砂体中,铀矿化与河道的变迁和砂体的展布关系密切,如果界定为古河谷的话,就应考虑泛滥平原和沼泽及牛轭湖中的铀成矿沉积,而这些部位中的沉积以泥质岩类为主,不能定义为砂岩型铀矿。鉴于此,本书采用“古河道砂岩型”铀矿的术语,涵盖沉积环境又突出成矿部位。二连盆地2081地区-2082地区的铀矿主要受古河道的控制,含矿部位主要为河道心滩、边滩砂体,成矿作用以潜水和潜水叠加层间氧化作用为特征。因此,本书采用“古河道砂岩型铀矿”来定义二连地区砂岩型铀矿的类型。