赵凤民

（核工业北京地质研究院，北京 100029）

在中国已探明了50多个碳硅泥岩型铀矿床，其铀资源量曾占到全国铀资源量的16%，部分矿床曾被开发利用，为中国核工业的发展做出了重要贡献。20世纪80年代中期后，由于国内对铀的需求量不大，国际铀价处于异常低位，碳硅泥岩型铀矿山先后停产或退役，铀矿勘查与研究工作亦随之停止。进入21世纪，随着中国核电建设的快速发展，对铀资源量的需求大幅度增加，国际铀价升高。在新的形势下，尚存在对碳硅泥岩型铀矿如何定位、中国碳硅泥岩型铀矿的找矿潜力如何及勘查工作如何部署等一系列问题，下面就有关问题进行论述。

1 中国碳硅泥岩型铀矿经济性

1.1 影响矿石经济性的因素

矿床矿石的经济性具有变化特征，这取决于主体与客观两方面因素。主体因素系指天然形成的矿床因素，包括矿石特征、资源量规模与产出地质环境等，这些因素相对稳定，变化不大，对经济性评价影响较小；客观因素指与人类生产活动相关的因素，包括铀产品的市场价格、矿石水冶流程与管理水平等，这些因素变化大，对经济性评价影响也较大（有时候甚至非常大）。

主体因素：中国探明的碳硅泥岩型铀矿床以热液型与外生渗入型为主，个别为复成因型。不同类型矿床的资源量与矿石品位有着明显的差异（图1）。外生渗入型铀矿床一般为小型，矿石铀品位一般＜0.1%，仅在个别矿床（上龙岩矿床）形成铀品位达0.374%的富矿。热液型铀矿床大中型比例大，矿石铀质量分数多为0.1%～0.3%。在垂向分布上，外生渗入型铀矿化垂幅小，变化幅度为40～425 m，平均为187 m。热液型铀矿化垂幅较大，变化幅度为150～800 m。

碳硅泥岩型矿床多为多金属矿床，主要有钒、钼、钨、铜和汞等。对近一半矿床伴生元素的资源量进行了估算。由于未专门对其进行勘探，提交的资源量偏小，例如：梯冲铀矿床在铀矿勘探时，只获得钒资源量11 680 t，后专门进行钒矿勘探，使钒的资源量增加到100 000 t以上，发展成为中型矿床。

客观因素：铀价变化最大，1994年，铀产品价格最低时仅为16.64美元/kg（6.4美元/lb）。2001年后，快速上升，2007年最高达到353.6美元/kg（136美元/lb），后有所回落，近年来一直维持在 104～143美元/kg（40～55美元/lb）［1］。目前，国内的铀产品收购价开始与国际铀价接轨，价格也大幅度提高。另外，中国近年来在铀矿石水冶工艺研究方面取得了新的进展；在管理方面已开始实行新的管理体制，使铀产品成本在不同程度上有所降低，然而现在对采冶环境保护与治理要求的提高、材料与人员费用的增加等因素导致了铀产品成本亦有所增高。

全面分析：近些年来，影响因素的变化，总体是有利于铀矿石的经济性提高。

1.2 中国碳硅泥岩型矿石的经济性分析

根据以上因素，通过对中国碳硅泥岩型铀矿床的宏观分析，将矿石经济性划分为经济-次经济型、潜在经济型和非经济型三大类型。

（1）经济-次经济型：即铀产品成本低于或略高于市场价格，具有在近期或中期可被利用的矿床（主要为大、中型热液亚型与复成因亚型矿床，部分为大、中型外生渗入亚型矿床）。这些矿床的矿石铀品位大于0.1%，有的达到0.3%以上。过去曾进行过开采，已有比较成熟的水冶工艺，例如，2010年10月，核工业第四研究设计院对降扎矿床和占哇矿床进行了全成本估算，结果表明，其金属铀产品成本明显低于当前的国内市场价。这部分矿床数量虽不多，但其铀资源量占碳硅泥岩型铀矿总资源量的大部分。实际上，一些碳硅泥岩型矿山在退役后，一直在进行残矿回收，都有较好的经济效益。另外，虽然有那些金属铀产品成本略高于国内市场价的矿床，但随着管理水平的提高、采冶工艺的进步，在中、近期也会变为经济型铀资源。

（2）潜在经济型：指铀产品成本明显高于市场价格，虽然近期属非经济型的铀资源，但是随着采矿手段和水冶工艺流程不断改进、矿石被综合开发利用、管理水平提高等，可逐步转变为经济型或次经济型铀资源，即在中、远期可能被利用的矿床。这主要为一些独立的中型热液型、外生渗入型矿床，其矿石铀品位中等或较低、工程地质条件较差、环保问题复杂，还没有成熟的采冶工艺。

（3）非经济型：主要指在远期也难以利用的矿床，主要为那些铀资源量小、矿石品位低、开采条件与环境保护问题复杂等矿床；其次为矿石水冶工艺难以解决或产于国家限制开发区内的铀矿床，例如，湘西地区的一些小型外生渗入型矿床、江西省产于铁帽中的下围矿床等。该类型虽矿床数量很多，但其总铀资源量并不大。

对碳硅泥岩型矿床铀资源经济型总的评价是，大部分铀资源为经济型或次经济型资源，且在近期与中期可以被开发利用。

2 中国碳硅泥岩型铀成矿潜力分析

2.1 地壳演化时间长

中国大陆经过了长期的演化，多次发生与碳硅泥岩型铀矿有关的地质作用与成矿作用。

晋宁期—加里东期：上震旦纪到寒武纪是全球大气与地质构造演化的转折时期，全球性的古陆块裂解、大气中氧含量增加、海平面上升和生物大繁殖等因素的耦合导致了全球性富铀碳硅泥岩层的形成，在一些最佳的耦合地段形成沉积-成岩型铀矿床。在中国古陆块区，特别是扬子陆块区周边被动陆缘带上形成了大范围的富铀层与铀矿化层。

华力西期—印支期：是中国地壳由离散拼贴发展成为大陆的时期，到印支期，海水已基本退出中国大陆。这期间形成了大量普通碳酸盐岩建造，不具备形成沉积-成岩型铀矿的条件，但在构造作用下，扬子陆块区多次隆升，地层发生褶皱，并产生层间破碎带，出现长时间的沉积间断，这样便有利于外生渗入铀成矿作用的发生。另外，在陆块拼贴时，由于各陆块碰撞造山作用，伴随有构造-岩浆活动，因而为热液铀成矿作用创造了条件，但由于强度弱而发育有限。

燕山期：在太平洋板块挤压下，发生强烈的构造-岩浆活动，中国东部隆升，富铀地层大面积出露地表，古气候进入干旱-半干旱-潮湿周期，为外生渗入铀成矿作用创造了良好条件，形成了一批外生渗入型铀矿床；与此同时，内生热液铀矿化作用大爆发，亦形成了大量热液型碳硅泥岩型铀矿床，也成为中国碳硅泥岩型铀矿的主成矿期。

喜山期：喜马拉雅构造运动，造成中国西部大幅度抬升和剥蚀；中国东部发生垂向差异运动，古气候经历了一个半干旱—潮湿时期，使外生渗入铀成矿作用持续发展，但构造-岩浆活动有所减弱，热液铀成矿作用只在个别地段发生。

新构造运动期：新构造运动期持续喜马拉雅期的格局，但以构造活动为主，铀成矿也以外生渗入成矿作用为主。

2.2 产矿层位多

从新元古界直到二叠系的碳硅泥岩层位中都有铀矿床产出，但在不同层位中，不但探明的矿床类型不完全相同，而且产出数量也有很大差别。沉积-成岩型与外生渗入型主要产于上震旦统—下寒武统内，而热液型则对层位的专属性差，产于多个层位内（表1）。

2.3 铀矿床分布广

根据成矿地质条件、成矿潜力与已探明铀矿床的情况，在全国共划分出4条成矿带、2条潜在铀成矿带与2个独立的成矿区（图 2）。

表1 中国碳硅泥岩型铀矿床在地层中的分布表Table 1 Strata distribution of carbonate-siliceous-argillaceous rock uranium deposit in China

按成矿区的成矿地质条件和成矿潜力，将中国碳硅泥岩型铀成矿区／潜在成矿远景区划分为4级：一级成矿区 （Ⅰ）：具有良好的成矿地质环境，已探明有大、中型铀矿床，成矿潜力大，已探明万吨级以上资源量或具有形成万吨级以上铀资源量的潜力；Ⅰ级成矿区有雪峰山、幕阜山—修水、湘中、越城岭—苗儿山和若尔盖铀成矿区；Ⅱ级成矿区：具有较好的成矿地质环境，已探明有中、小型铀矿床，成矿潜力较大，具有形成5 000 t级到万吨级铀资源量的成矿地质环境；Ⅱ级成矿区有包括黔中—川东南、西大明山2个成矿区。Ⅲ级成矿区：成矿地质环境差，仅探明有小型铀矿床，成矿潜力小，具有形成3 000～5 000 t级铀资源量成矿能力；Ⅲ级成矿区有丰城—上饶、大容山、略阳、安康、豫中和信丰成矿区。Ⅳ级潜在成矿远景区：具有一定的成矿地质环境，但成矿的具体因素不很清楚，仅发现有一些矿点、矿化点和异常点带，成矿潜力不明；Ⅳ级成矿区有皖东南—浙西北、柯坪、库鲁克塔挌、马鬃山、尤门山和康滇地轴南部潜在成矿区。

总之，中国大陆经过了长期的演化，地质环境多样，具有良好的铀成矿地质环境，其中包括碳硅泥岩型，均具有很好的找矿潜力。

3 对碳硅泥岩型铀矿地质工作的建议

3.1 分层次安排勘查和科研工作

铀矿勘查与研究工作部署的原则：①考虑资源的可利用性；对那些在近期可利用的经济型铀矿优先安排铀矿勘查与研究工作，以扩大铀资源量；对中期可利用的次经济型铀矿加强对其进行远景预测评价，尽量多控制远景区段与勘探后备基地；对远期才能被利用的矿化类型只安排适当科研工作，查明成矿地质环境并对成矿潜景做出评价；而对非经济类型不考虑安排工作。②考虑成矿地质环境，对具有良好成矿地质条件的成矿区，特别是矿床分布集中并有可能发展为铀矿大基地的成矿区优先开展铀矿勘查工作，而对那些矿床小而分散与成矿地质条件差的地区暂不必安排铀矿勘查工作，甚至科研工作。③探索新的矿化类型，扩大找矿领域。

根据以上原则，对各成矿区与潜在成矿区成矿的工作部署提出以下建议（表2）：

（1）若尔盖、越城岭—苗儿山、湘东南、幕阜山—修水4个Ⅰ级成矿区内的主要成矿类型为热液亚型与复成因亚型，矿床规模大、分布集中，矿石相对较富，有利于开发利用，应优先开始安排铀矿勘查与研究工作，扩大铀资源量，为建设铀矿大基地创造条件。

（2）雪峰山Ⅰ级铀成矿区虽具有形成的外生渗入型与沉积-成岩亚型铀矿成矿的巨大潜力，但形成的外生渗入型矿床一般小而分散、矿石经济性差；形成的沉积-成岩亚型矿床虽有一定规模，但矿石品位很低，中、近期都难以利用，所以只适当安排科研工作，进一步分析成矿环境，寻找可能形成富大矿床的地区与评价低品位沉积-成岩型成矿潜力。

表2 中国碳硅泥岩型铀矿工作部署建议Table 2 Effort planning suggestion for carbonate-siliceous-argillaceous rock type uranium deposit in China

（3）黔中—川东南、西大明山Ⅱ级成矿区内的主要成矿类型为热液型，矿床规模较大、矿石相对较富，但矿床数量少，还不具备成为铀矿大基地的条件，可适当安排一些铀矿预查与相应的研究工作，为下一步开展铀矿勘查提供后备基地。

（4）丰城—上饶、大容山、洛阳、安康、豫中、信丰6个Ⅲ级成矿区成矿地质条件差、一般形成的矿床规模小、矿石品位低，下围矿床虽为中型矿床，但水冶工艺未解决，都不具备中近期利用价值，可安排一些研究工作，进一步分析成矿地质环境，为以后安排铀矿地质工作提供依据。

（5）皖东南—浙西北、柯坪、库鲁克塔格、马鬃山、龙门山和康滇地轴南部6个Ⅳ级潜在成矿远景区，虽都具有一定的成矿地质环境，但仅发现有一些矿点、矿化点和异常点带，可安排一定区调与研究工作，分析成矿地质环境，确定成矿远景区，为制定铀矿地质工作规划提供依据。

3.2 加强科研为勘查与开发利用提供技术支撑

3.2.1 开展基础地质研究

与碳硅泥岩型铀矿有关的基础地质研究十分薄弱，缺少准确与系统的资料、数据和成熟的成矿理论，例如：（1）中国赋矿的碳硅泥岩层很多，但哪些应归属为富铀层？铀在层内的分布规律，所形成的铀异常层，甚至矿化层的规模大小、分布规律、伴生元素等情况都没有完整资料；（2）提供的数据差异性很大，例如：铲子坪下寒武统清溪组含矿层铀质量分数的数据有： 4×10-6～42×10-6（张待时，1982）和 3×10-6～11×10-6（范德廉等，2004）等；（3）成矿机理不清楚，大多论述停留在一般概略分析，地质依据不足，没有综合考虑铀的地球化学行为；（4）在华南岩溶区发育一些与碳酸盐岩溶不整合面或溶洞构造有关的铀矿床，它们的形成环境、矿化成因和分布规律分别是什么，这些问题都未进行深入研究。所有这些造成了对同一矿床存在多种不同的成因观点，分析碳硅泥岩型铀成矿环境、分布规律，进行非常规铀资源潜力评价时缺乏科学理论指导，且依据不足。

3.2.2 加强矿石的采冶工艺研究

不断完善矿床开采方法，改善铀生产的水治工艺流程，提高金属回收率，以及开发矿石的综合利用，降低产品成本，这些均有利于使次经济型与非经济型铀资源转化成为经济型铀资源。

3.2.3 探索新类型和新层位

在国外，许多大型铀矿床均产于碳硅泥岩建造中，例如：产于德国波希米亚地块上志留系黑色页岩中的格拉—罗奈布尔格热液型铀矿床，铀储量达20万t；产于北哈萨克斯坦科克切塔夫地块上泥盆纪碳酸盐地层中的扎奥译尔热液型磷铀建造大型矿床，其铀储量大于20 000 t；产于南非地盾周边褶皱带内寒武系或志留系（？）白云岩、片岩、石英岩与泥岩层内的申戈洛布维热液型铜铀建造大型矿床；产于里海北部两岸边部古近系泥岩内的含铀鱼骨碎屑化石黏土岩型麦洛沃耶矿床，其铀储量达4万多吨等，这些矿床都进行过大规模开采，具有较好的经济效益。在中国也具有相似的地质环境，有发现类似矿床的可能性，应加强有关方面的调查研究（表3）。

在鄂尔多斯盆地发现晚三叠世半深湖—深湖相长7优质烃源层铀含量增高 （张文正、秦 艳，2008），岩性为黑色泥岩，铀质量分数一般为 10×10-6～50×10-6， 最高达 140×10-6，平均质量分数为46.47×10-6。岩石富含有机质（13.75%）、 黄铁矿（FeS27.37%）和胶磷矿（P2O50.17%～0.55%），且钒、铜和钼含量增高，钼为正常页岩的数十倍，而且含量与铀呈正相关。该富铀层分布面积达4.0万km2。综合分析对比，该岩层与国内、外的富铀黑色页岩建造特征一致，建议纳入碳硅泥岩建造内进行研究。

4 结 论

碳硅泥岩型铀矿是我国重要的铀矿工业类型之一，已探明了一批铀矿床，基本查明了时空分布规律和矿化特征，积累了丰富的勘查经验，在成矿理论上处于世界领先地位。碳硅泥岩型铀资源大部分仍属于可利用的经济型铀资源。从长远看，随着采冶方法工艺的改进，其次经济性资源也将逐步转化为可利用的铀资源；同时基于中国碳硅泥岩型铀矿具有很大的找矿潜力，故应充分重视，将其列入铀矿地质发展规划，分步骤开展碳硅泥岩型铀矿研究与勘查工作。

表3 国外典型铀矿床产出环境与中国相似地质环境发育区Table 3 Development area of the abroad classical uranium deposit occurrence evironment and Chinese similar geological enviroment

［1］IAEA-OECD/NEA.铀资源、铀生产与需求：2009［M］.北京：中国国家原子能机构，2010.