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伊犁盆地库捷尔太铀矿床是我国最早探明的层间氧化带砂岩型铀矿床。近年来,又相继在它的东部发现了扎吉斯坦、乌库尔其两个同类型的矿床,从而构成了自西向东沿盆地南缘产出的长达上百公里的铀及伴生元素成矿带。吐哈盆地十红滩铀矿床也属于典型的层间氧化带砂岩型铀矿床,与伊犁盆地同类型铀矿床相比,两者在成矿主岩、成矿时代、成矿作用上具有相似性。
层间氧化带是伊犁盆地和吐哈盆地层间氧化带砂岩型铀矿床最主要的控矿因素。在勘查中发现,在大规模的沿走向延伸达上百公里的层间氧化带通常由含矿段和无矿段组成,更进一步的是,即使在含矿段(铀矿床产出区)其层间氧化带的前锋部位也不是处处都有工业铀矿化产出。因此,研究那些层间氧化带是产矿的、那些层间氧化带是不产矿的成了铀矿勘查中亟待解决的理论和实际问题。
基于对层间氧化带砂岩铀成矿作用的认识,笔者将层间氧化带划分为成矿的和非成矿的两大类。成矿层间氧化带具有明显的地球化学分带性,在层间氧化带生长发育方向上通常可以被划分为:氧化带(包括完全、不完全和局部氧化亚带)、氧化—还原过渡带(包括酸化前锋和铀矿石亚带)以及原生岩石带。岩石学、矿物学和地球化学的研究表明,两类层间氧化带具有可鉴别性。
宏观上,成矿层间氧化带与那些新生代以来呈幅度不大的脉动抬升区有关。而肉眼可鉴别的层间氧化带的颜色分带性的完善与否也是判别层间氧化带是否产矿的重要信息。最完善的颜色分带性在顺层间氧化带发育方向上具有褐黄色—黄色—浅黄色—灰色的特征。大量层间氧化带的统计表明,层间氧化带的尖灭形态与其含矿性有很多的关系,而尖灭形态可以用“尖灭系数(D)”来表征,具体定义为,当层间氧化岩石脱离顶、底板时的厚度与其距前锋尖灭位置时宽度之比。因此,其比值越大意味着前锋还原障的地球化学反差度就越大,在其它条件如水中铀含量、水的径流速度以及成矿作用的持续时间等条件相同或相近的情况下,其产矿的可能性也越大。在伊犁盆地实际统计的层间氧化带尖灭系数显示:当D≥2.8时,其前锋部位产出富大铀矿卷的可能性大大增强。
微观上,成矿层间氧化带主岩中经常产出大量多水高岭石,这可能表明了层间氧化带具有更为充足持久的含氧地下水作用。
地球化学上,成矿与非成矿层间氧化带具有一系列的可鉴别标志。成矿层间氧化带总是选择性地优先产出在U、Corg丰度两者均较高的层位中。酸化前锋亚带是否存在是判断成矿与非成矿层间氧化带的一个重要指标,该亚带具有“岩石变白、TFe2O3明显降低和SiO2含量显著升高”的特征。因而可以通过成矿主岩SiO2/Al2O3比值的变化趋势来预测层间氧化带的含矿性。成矿层间氧化带粘土矿物氢氧同位素在剖面上的变化具有规律性,还原作用越强,其δ18O和δD值越向更大的负值偏移,且δ18O-δD离散大,这可能表明了细菌或微生物的作用显著增强。因此,低的δ18O和δD值,以及离散的δ18O和δD投影是判断成矿层间氧化带的有效指标。而δ18O和δD表现出的与高岭石线截然不同的线性关系指示非成矿层间氧化带的存在。对成矿与非成矿层间氧化带系统的研究表明,REE在所研究的铀矿床中,并未出现广泛的溶出、迁移和富集现象。即使如此,δCe在层间氧化带侧向上仍具有一定的变化规律。在成矿层间氧化带中,δCe值随氧化作用的减弱、还原作用的增强而有规律的降低,从弱的正δCe(=1.04)异常向弱的负δCe(=0.96)异常转变。非成矿层间氧化带δCe值表现比较稳定,未显示一定的变化趋势。