澳大利亚铀矿大揭秘——矿床类型及找矿前景,四方谈微信公众号文章

【矿业澳洲点评】澳大利亚是世界上铀矿资源量大、品位较富、出口数量最多的国家之拥有奥林匹克坝、兰杰、贝弗利、伊利列等不同类型超大型矿床，矿产资源非常丰富。已知的铀矿床和矿点达百余处，可划分为5个成矿带、15个矿集区、34个矿床，特别是奥林匹克坝、阿利盖特河、贝弗利、哈尼蒙、伊利列等矿床成矿条件十分优越。

《澳大利亚铀矿大揭秘——矿床类型及找矿前景》

【区域成矿条件】从澳大利亚铀矿成矿带的简述，大致可以看出：

（1）澳大利亚广泛发育太古宙——古元古代基底构造层，其中存在表壳岩系，包括灰色片麻岩、绿岩、科马提岩、混合岩、花岗岩等。不少资料表明该岩系中铀的背景值为（3.6~18）X10-6，是地壳克拉克值的1.35~6.67倍（铀的克拉克值为2.7X10-6)，为该区后形成的铀矿床提供了充足的矿源。国际多数知名铀矿地质专家指出，只有像澳大利亚、加拿大等地那样大面积出露的稳定基底地块，才是形成大型铀矿床的地质前提。

（2）澳大利亚地质构造发展的复杂性和多阶段性是大型铀矿形成的另一个重要因素。该区自中元古代以来，大的构造运动频发，地层的不整合接触关系多见。U是极为敏感的地质运动示踪元素，只要有较强的地壳上升——剥蚀——搬运——沉积——下降——成岩——变质——岩浆——溶液活动，它就要再活化、再迁移、再分配、再富集。这可能是该区大量不整合面型铀矿产生的原因。

（3）澳大利亚中西部自白垩纪以来，陆相沉积活动活跃，特别是古近纪以来，风化淋滤强烈，古河道砂砾岩广泛沉积，与之有关的砂岩型铀矿、淋滤型铀矿和钙质结砾岩型铀矿大量出现，特别是以伊利列为典型代表的铀矿在西澳克拉通、南澳克拉通大量发现，并且找矿形势十分喜人。

（4）澳大利亚的各类岩浆活动十分发育:产状从喷发岩到侵入岩齐备；时代自太古宙、元古宙、古生代、中生代至新生代全有;岩浆源类型以S型为主，I型次之，A型少见;岩性以中酸性为主，中基性次之，基性和碱性少量。这样纷繁复杂的岩浆活动，既提供了大量的热源，又补充了部分矿源，更激活了溶液源。这可能是该区成矿作用多成因、成矿物质多来源和成矿活动多阶段的学术观点产生的主要根源。

【主要矿床类型及其地质特征】文献资料研究表明，澳大利亚铀矿主要有8种类型，现选择其重要者简述如下。

澳大利亚主要铀矿床类型及其地质特征

【角砾杂岩型铀金铜共生矿床——以奥林匹克坝矿床为例】矿床位于高勒（Gawler)前寒武纪克拉通东部，基底构造层为广阔的隆起区，区域岩石由区域变质岩、条带状磁铁石英岩和花岗岩罗克斯比顿岩基）组成。它被深而狭窄的地堑沉积不整合覆盖。地堑由快速沉积的花岗质角砾岩、赤铁矿角砾岩、石英赤铁矿角砾岩、火山碎屑岩和少量长英质火山岩充填。其上又被新元古代砂砾岩——页岩组和寒武纪安大目卡组石灰岩层所覆盖。

奥林匹克坝角砾杂岩型铀铜金地质剖面示意图

矿床赋存在巨大的奥林匹克坝角砾杂岩体中，杂岩体平面面积为48km2。由大量陡倾斜的柱状碎裂花岗岩和花岗角砾岩组成，碎屑主要为赤铁矿、石英、绢云母花岗岩等。角砾杂岩体中心为漏斗状，由富赤铁矿角砾岩构成。

平面投影面积为1.5km*2.5km，向下延伸超过1km。矿化有2种形式：层状矿化以赤铁矿、斑铜矿和黄铜矿为主，产于胶结的复矿碎屑角砾岩中，有时呈豆状结构；脉状和浸染状矿石主要由赤铁矿、黄铜矿和斑铜矿组成，常含萤石、重晶石和少量的硫铜钴矿、辉砷钴矿、自然银、钛铀矿、氟碳镧矿（氟碳钇矿)、磷铈铝矿等。蚀变有赤铁矿——绿泥石和绢云母——石英，也有碳酸盐、萤石、重晶石、金红石和少量硬石膏、电气石和磁铁矿。矿体之下的花岗岩发生强烈的绿泥石化，钾长石被绿泥石交代。

奥林匹克坝矿区是世界上储量、规模最大的铀矿床，截至2007年探明矿石储量4.73万吨，品位0.6kg/t，预计矿石资源总量83.39万吨、矿石U3O8品位0.28kg/t。2008—2009年开采U3O8计4007t，约占世界铀产量的8%。

【不整合面型铀矿床——阿利盖特河矿田兰杰等矿床】矿区基底构造层由古元古代变质岩、混合岩和花岗岩杂岩体组成，可能还包含有太古宙内核，形成时代早于1.8Ga;其上被迈拉•福尔斯群不整合覆盖，该群由变质岩和中酸性——中基性侵入岩组成，形成时代介于1.6~1.78Ma之间。中元古代科姆波尔吉群砂岩和砾岩不整合在迈拉•福尔斯群之上。

之后又被石英粗玄岩、粗玄岩和响岩(1370~1200Ma)，以及早古生代玄武岩墙（522Ma）所侵入。迈拉•福尔斯群变质岩中发育一条剪切带，它和不整合面是沟通的。矿体和矿化体沿不整合面和剪切带分布。变质岩中绢云母的Rb-Sr年龄为920Ma，矿体中晶质袖矿的U-Pb年龄亦为920Ma。包括兰杰、贾比卢卡、库恩加拉和纳巴勒克4个大型一超大型矿床在内的阿利盖特河铀矿的成矿特征是较一致的。现以贾比卢卡矿床为例介绍如下。

贾比卢卡矿床由1号和2号矿段组成，其中1号矿段于1971年通过地面放射性测量被发现，2号矿段于1973年通过钻探在1号矿床东南部被发现。贾比卢卡矿床(1号和2号)产出于纳纳姆布杂岩北东缘卡希尔(Cahill群的下段。其中1号矿位于康姆波尔吉组之下。1号矿段NW向长约400m，NE向宽约200m，矿体向南倾，倾角15~30°，主矿体厚达到35m。2号矿段NWW向长约1000m，NE向宽约400m，矿体向南倾，倾角为30~60°，主矿带厚度达135m（圈6）。主要矿石矿物为沥青铀矿，其次是少量的铀石、钛铀矿和有机铀矿物。矿石类型主要有3种：角砾岩型、脉型和浸染型，角砾岩矿化带最具有经济价值。兰杰矿山是世界第二大铀生产矿山，1980年投产，90年代中期兰杰矿山产能扩建成功，使其产量进一步上升。2007年铀产量为4589t，占世界铀总产量的11%。

贾比卢卡不整合面型铀矿床地质剖面图

【砂岩淋积型铀矿床——贝弗利矿床】贝弗利矿床位于南澳大利亚前寒武纪克拉通基底之上。基底由变质岩、花岗质岩石组成，在潘因特山（Mt Painter)还发现了小而富的奥林匹克坝式赤铁矿化角砾杂岩型铀矿。该基底为贝弗利式铀矿的生成提供了矿源。新近纪砂岩淋积型铀主要产于弗罗姆湖地区，它是中生代浅海盆地的一部分，在晚侏罗世——白垩纪发育于古生代和前寒武纪基底岩层之上，这些中生代沉积层逐渐被古近纪、新近纪和第四纪陆源沉积物所覆盖。晚中生代构造作用抬升了弗林德斯山脉，从而使弗罗姆湖成为内陆湖泊。

贝弗利砂岩型铀矿床剖面示意图

弗罗姆湖湾地区砂岩淋积型铀矿多呈卷状产出，也有呈透镜状或板状者，主要产于古近纪早期的古河道底部砾岩中。弗罗姆湖西岸的古河道长约40km，宽1.6~6.4km，在平面上呈蛇形展布，古河道中充填物厚约50m，有3层产状平缓的砂层被2层粘土层所分隔。古河道总体形态受基底地质条件控制。已经查明了贝弗利、甘塞特等多个铀矿床。

弗罗姆东南部的古河道更为发育，有纳姆巴克古河道（Namba）、查尔斯古河道（Charles）、比勒鲁古河道和亚拉姆巴古河道等。在亚拉姆巴古河道中，业已查明了东卡尔卡鲁、哈尼蒙（蜜月）、亚拉姆巴等多个铀矿床。该类铀矿床的展布大致与古河道的河岸平行，可能与氧化一还原界面有关。延长几十米至数千米，宽度数百米，厚度一般在1.5~4.6m之间。

贝弗利铀矿产于细粒未固结的泥质岩系中的透镜状砂体，铀矿层厚度为20~30m，埋深自北部矿体的83m到南部矿体的145m，平均深度为107m(图7)。关于贝弗利铀矿床的形成过程，可以推测为：来源于前寒武纪变质岩和花岗岩的风化剥蚀产物，含有较丰富的铀源，经搬运形成古近纪和新近纪的砂，它与地表腐殖物一起在当时的河道内沉积、淋滤，还原成矿。贝弗利铀矿自1999年开始运营，是世界上最大、最先进的地浸采矿区。矿石资源总量为770万吨、品位为2.7kg/t，U3O8储量为2.1万吨。2008年产量为606t，扩建后年产可达1500t。哈尼蒙铀矿山U3O8储量2900t，品位2.4kg/t，年产量338t。

【钙质结砾岩型铀矿——伊利列矿床】伊利列矿床位于西澳前寒武纪克拉通伊尔岗地块，由灰色片麻岩、绿岩、混合岩和花岗岩组成基底构造层，可以源源不断地提供铀矿的成矿物质。西澳大利亚的大高原是一个平缓的波状高原。自新元古代以来，长期处于被剥蚀的状态，白垩纪以后，在局部低洼处接受了中新生代的沉积，钙质结砾岩型铀矿就是在这种环境中形成的。

钙质结砾岩产于半干燥区基岩地体被强烈风化的古河道。该水系除少有的雨季外，几乎没有地表水流，它们被崩积物、冲积物和化学沉积物所充填。钙质结砾岩赋存在主要河谷的中部。常有板状灰岩或白云岩层伴随。钙质结砾岩层一般厚2~15m，宽0.4~4km，长10~150km，延至盐湖，常常变宽，进入广阔的泛滥平原和三角洲终止。

铀矿化主要分布在3个地点:①在主河道中，钙结岩和下伏粘土——石英沉积物的界面附近;②在泛滥平原和三角洲中的钙结岩石或其下伏岩层的界面附近;③在干盐湖中，为富粘土的盐类沉积物。

钙质结砾岩中的钒钾铀矿在小裂隙中呈不规则的充填物，有时呈皮壳状、斑点状、浸染状或黄色薄膜附着在孔洞中。铀矿的脉石矿物是方解石、白云石、天青石、高岭石、蒙脱石、燧石、石英、长石等。

关于成矿作用过程，兰德福推测，铀从风化的花岗岩类中释放出来，在地下水中呈铀酰碳酸盐络合物被搬运。钒可能来自基性岩类或绿岩中的镁铁质矿物或河谷沉积物中的次生矿物。U呈四价阳离子被溶解，钒钾铀矿的沉淀发生在V、K含量由于蒸发作用而增高的地方，以及V被氧化成五价态的地方。这种情况可以在氧化还原梯度下饱和的地带和钒从深部向上扩散的地方，或在近地表引起地下水上涌到相对氧化的环境。

伊利列矿区已知矿石储量3500万吨、矿石U3O8品位0.15%，U3O8储量5.25万吨。属于超大型矿床。

【层控型铀矿床——默里恩矿床】默里恩成矿区的构造背景为东澳大利亚古生代褶皱带，也称之为塔斯曼古生代地槽带。前寒武纪变质岩和火山岩，以及侵入于其中的元古宙酸性岩体和基性岩体组成基底构造层，呈构造窗式零星出露。前寒武纪的埃斯米拉达花岗岩、福赛斯花岗岩和伊丽莎白•克拉克花岗岩的V元素区域浓度克拉克值都较高。罗宾胡德花岗岩体的小石英脉中含有高品位的小型铀矿，它们可以提供铀矿源。默里恩铀矿的主岩为石炭纪——二叠纪加罗威群火山碎屑岩系的底部层位，岩性为砂岩和粉砂岩。

该矿床矿体、矿化体呈层状，富矿体呈透镜状。矿化由复杂的铀、氟和钼矿化组成，并含有磷酸盐、锶、钛和铁矿物。矿石矿物主要为晶质铀矿、镁铀云母、黄磷铅铀矿、变钡铀云母、钙铀云母等。脉石矿物是萤石、重晶石、石膏、高岭石等。成矿围岩蚀变见硅化、绿泥石化、绢云母化和赤铁矿化。既有沉积特征，又有热液活动特征。经勘查，该类矿床的矿石资源量为10~200万吨，矿石U3O8品位0.13%~0.25%，U3O8储量1650~4758t，属于大中型矿床。

【铀矿找矿潜力】澳大利亚铀矿资源潜力特别巨大，可以从以下3个方面来考查。

（1）成矿地质条件特别优越，太古宙——古元古代结晶基底非常辽阔。古中元古代褶皱基底特别发育，太古宙和古元古代岩浆活动强烈，类型众多，它们结合组成的前寒武纪克拉通占其国土面积的80%以上。这样大面积的稳定基底地块，为大型铀矿的形成提供了先决条件。

（2）矿床类型特别优秀，不整合面型、角砾杂岩型、古河道砂岩型和钙质结砾岩都是经过近年来全球勘查工作证实的资源量大、品位富、可采、可选的优秀类型。在澳大利亚的某些矿集区或矿田内同时具备这几种类型，找矿前景很好。

（3）澳大利亚的铀矿普查勘探还不够全面，不够深入。主要安排在北澳大利亚成矿带派恩克里克矿集区阿里盖特河矿田、南澳大利亚成矿带弗罗姆湖矿集区贝弗利矿田和哈尼蒙矿田，其它地区除个别矿床（奥林匹克坝、伊利列等）之外，区域找矿工作程度较低，深部找矿开展更差，找矿余地很大。总之，澳大利亚铀矿资源潜力巨大。

【结论】澳大利亚是世界上铀矿资源量大、品位较富、出口数量最多的国家之拥有奥林匹克坝、兰杰、贝弗利、伊利列等不同类型超大型矿床，矿产资源非常丰富。已知的铀矿床和矿点达百余处，可划分为5个成矿带、15个矿集区、34个矿床，特别是奥林匹克坝、阿利盖特河、贝弗利、哈尼蒙、伊利列等矿床成矿条件十分优越。

致谢:南京地质调查中心陆志刚研究员在成文过程中给予指导，姚仲友教授级高工和王天刚博士给予了大力支持，山东省地质测绘院齐立平副院长、孔红杰高级工程师，江苏省有色金属华东地质勘查局马春教授级高工、汪传胜博士等在赴澳大利亚进行地质考察过程中给予了指导与帮助，在此一并表示感谢。

——朱意萍，高卫华，马娜，匡福祥，乔美萍

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