渗出砂岩型铀矿成矿预测与找矿标志

李子颖，秦明宽，郭庆银，贺锋，蔡煜琦，钟军，刘武生，邱林飞，刘持恒，纪宏伟，郭建，林锦荣，李西得，田明明，黄志新，衣龙升，王君贤，刘鑫扬，3，李伟涛，张云龙，何升，张字龙，郭强，欧光习，贾立城，何中波，吴玉，邢作昌，王文全，刘军港，韩美芝，骆效能

（1.核工业北京地质研究院 中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室，北京 100029；2.中核地质勘查集团有限公司，北京 100013；3.中国核工业地质局，北京 100013）

近些年在我国北方盆地红杂色建造中陆续发现工业铀矿化，如二连盆地下白垩统赛汉组上段红杂色建造中的哈达图铀矿床［1-5］、松辽盆地南部上白垩统姚家组红杂色建造中的铀矿床［6-9］、鄂尔多斯盆地下白垩统红杂色建造洛河组、环河组中的铀矿化体［10-13］、柴达木盆地古近系-新近系红杂色建造中的铀矿化等［14-15］。这些产于红杂色建造中的铀矿化有别于传统层间氧化还原带型铀矿，而具有独特的特征：剖面上往往具有“两黄（红）夹一灰”的特点，铀矿体不受传统的“氧化-还原”过渡带控制，而是受红杂色建造中的灰色砂体控制。灰色砂体剖面上大多呈不连续的蘑菇状、透镜状或板状，平面上多呈饼状、宽带状、串珠状等；铀矿体主要呈透镜状、板状或多层板状，产于灰色砂体中或其边缘。控矿灰色砂体中少见炭屑，有机质多为地沥青，铀含量较高，在铀矿石中，特别是富铀矿石中，常见黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等铜铅锌硫化物，与铀共伴生的元素常见铜、铅、钴、镍、锌等，有别于传统层间氧化带型铀矿中的钼、硒、钒、铼等伴生元素［5］。此外，砂岩铀矿石的颜色不仅有灰色，还有黄色、红色，或其过渡色，这与由氧化还原作用形成的砂岩铀矿石只有灰色铀矿石明显不同。

基于二连盆地哈达图砂岩型铀矿床的系统研究，李子颖等［5］提出了渗出砂岩型铀成矿理论，其内涵是具有一定温度、压力的深部富有机质富铀还原性流体沿有利构造通道向上迁移至氧化沉积建造中，温度和压力明显降低，酸碱度、氧化还原性质等产生明显的变化，导致铀化合物、络合物发生氧化、分解、去碳酸基、脱水、脱硫等作用，致使其中的铀等元素发生沉淀，导致富集成矿，并建立了相应的成矿模式。渗出砂岩型铀成矿作用可较好地解释上述红杂色建造中砂岩型铀矿的独特特征，为红杂色砂岩中铀矿成矿和找矿提供了理论依据，其预测要素和找矿标志与传统渗入氧化还原成矿完全不同，提出了红杂色沉积建造中寻找砂岩型铀矿预测评价新思路，即“上红下黑、上下连通、红中找灰、灰中找矿”［5］，对开辟红杂色砂岩中寻找铀矿，拓展新区、新层位、新空间，由盆缘到盆中、由浅部到深部找矿具有重大意义。我国红杂色砂岩广泛分布，砂岩型铀矿找矿前景广阔。本文基于渗出砂岩型铀成矿作用理论，提出在实际找矿应用中，特别是野外可识别的关键成矿条件、预测思路与找矿标志。

1 渗出砂岩型铀成矿关键条件识别

传统的层间氧化或水成砂岩型铀成矿理论的基本原理是氧化还原作用。在发生氧化作用前，含矿目标层是灰色还原建造（不管是原生还是后生），即氧化作用使原灰色沉积建造中的铀经氧化作用带出，并使原灰色岩石变成红色（主要由赤铁矿引起）或黄色（主要由褐铁矿引起），迁出的铀在氧化还原过渡带沉淀富集成矿，所以形成的矿石一定是灰（黑）色调，矿化部位是产在氧化色（红、黄）砂岩和还原色砂岩（灰色调）过渡部位。当然，由于成矿后可能存在后期油气再还原作用（二次还原），原氧化带氧化色调砂岩也会变成灰绿色或灰色调还原色，出现灰绿色-灰色控制铀矿化的现象，如鄂尔多斯盆地东北部直罗组中的砂岩型铀矿［16-19］。

1.1 红杂色含矿建造层位原生成因识别标志

1）区域沉积环境识别标志：跳出铀矿化区，从含矿目标层层位的区域沉积建造分布特征进行识别，其区域的分布是以红杂色氧化建造为主，整体上不仅建造岩系中砂岩呈红色（往往呈鲜红色），而且泥岩也呈红色（往往呈鲜红色），如二连盆地赛汉组上段、二连组和伊尔丁曼哈组［5］、鄂尔多斯盆地洛河组、环河组和罗汉洞组、松辽盆地姚家组等。这些红杂色建造在盆地的分布广泛且稳定，它们的成因应是在沉积时区域性的氧化环境下形成的，如二连盆地下白垩统赛汉组上段红色砂岩和泥岩（图1），即属原生成因。当然，也不排除局部形成一些原生灰色建造，但它们的空间分布必须符合沉积体系构成或沉积相变化规律。

2）区域古气候特征识别标志：气候是影响沉积岩颜色非常重要的因素，一般来说潮湿气候条件下形成还原灰色建造，炎热干旱气候条件下形成氧化红杂色建造，气候的周期变化影响着沉积岩石颜色旋回变化，气候对沉积岩石颜色的影响往往是区域性的，一般具有较大的面积范围和时间周期，并且还影响着沉积建造中生物的类型和发育情况。

自晚侏罗世以来，整个中亚地区逐渐由温暖潮湿环境转变为干旱炎热的区域性气候，并且在早白垩世末达到晚中生代的高温峰值［20］。从早白垩世晚期开始，我国北方东部二连盆地、松辽盆地古气候由潮湿转化为半干旱、干旱，开始出现区域性红杂色建造，如二连盆地赛汉组上段、松辽盆地泉头组，期间在松辽盆地还应发生了三次湿热至干旱的气候周期变化，形成了相应的灰-红杂色沉积建造旋回。从中晚侏罗世开始，鄂尔多斯盆地中西部、塔里木和准噶尔盆地等，古气候演化由潮湿转化为干旱，开始出现区域性红杂色建造，如鄂尔多斯盆地直罗组上段和白垩系主体是红杂色建造，准噶尔盆地上侏罗统齐古组、白垩系主体等也是红杂色建造。孢粉分析指示干旱古气候环境，如松辽盆地姚家组内见大量的希指蕨孢（麻黄粉）和克拉梭粉等（图2），形成的沉积建造岩石呈氧化的红色、褐红色等。

图2 松辽盆地姚家组孢粉（a：希指蕨孢；b：克拉梭粉）指示了干旱氧化沉积环境Fig.2 Spore-pollen assemblages with Schizaeoisportes（a）and Clasopolis（b）indicating arid oxidized deposition environments of Yaojia Formation，Songliao Basin

进入新生代以来，古气温较晚中生代进一步升高，并在古新世—始新世出现了全球性的极热事件（Paleocene-Eocene Thermal Maximum，PETM），古温度上升了4～9 ℃［21］。在二连盆地，始新统伊尔丁曼哈组和柴达木盆地始新统干柴沟组正是在这样的极端气候下沉积的区域性红杂色建造。随着青藏高原及其北缘山脉在中新统的快速隆升［21-24］，亚洲西风沿着青藏高原北部自西向东形成了持续至今的区域性干旱气候，也造就了中国北方（塔里木盆地、柴达木盆地、银额盆地、鄂尔多斯盆地和二连盆地）中新世以来极度干旱的冲积平原、黄土和沙漠堆积。因此，这些古气候条件是判断原生建造成因非常重要的因素之一。

3）岩石组合和特殊岩性识别标志：一般来说，原生成因的红杂色沉积建造，不仅砂岩表现为氧化鲜红色或褐色，而且泥岩也为鲜红色，且具有较好的均一性颜色和稳定性分布，形成独特的氧化沉积环境岩性组合，即同一层位或同一沉积相的岩性或岩性组合应具有相同或类似的特征。此外，由于原生红杂色建造形成于半干旱、干旱气候环境，形成一些特殊的岩性或矿物等，如膏盐层、膏盐透镜体、钙结岩层或硫酸盐、硝酸盐矿物等，如鄂尔多斯盆地环河组膏盐沉积（图3）和松辽盆地中部四方台组的石膏和钙质结核（图4），它们在我国北方盆地红杂色沉积建造中广泛分布，特别是上白垩统、古近系和新近系地层中较常见。地层中膏盐层或盐类矿物沉积是干旱炎热气候下氧化沉积环境的重要指示标志。

图3 鄂尔多斯盆地环河组膏盐（白色）沉积指示干旱沉积环境Fig.3 Gypsum in mudstone of Huanhe Formation，Ordos Basin，indicating arid sedimentary environments

图4 松辽盆地中部四方台组红色泥岩中的石膏（a）和砂岩中钙质结核（b）指示干旱沉积环境Fig.4 Gypsum（a）in the red mudstone and calcareous nodules（b）in red sandstone of the Sifangtai Formation in the central Songliao Basin，indicating arid sedimentary environments

4）生物碎屑和有机质特征标志：原生成因的红杂色沉积建造，由于在干旱炎热气候条件下形成，与潮湿气候条件下形成的灰色沉积建造中的生物碎屑或相应变化的有机物质特征有明显的不同。总体上讲，生物植物孢粉特征指示炎热干旱气候特征，原生红杂色沉积建造中生植物残骸很少（图1），这与灰色岩系即使后期氧化形成红色或褐色调砂岩仍然含有较多的植物残骸或炭屑明显不同。

1.2 红杂色层中含矿灰色砂体后生成因识别标志

1）控矿灰色体空间形态识别标志：红杂色沉积建造砂岩铀矿受灰色砂体控制，其总体分布具局限性，空间分布规律和特点很难作为沉积体系或沉积相相同成因的一部分，与非灰色砂体构成一个有机统一的沉积成因整体，或者说不受沉积体系或沉积相控制，即不符合沉积相序连续性原理。控矿灰色砂体还可穿层产出。平面投影上，灰色砂体往往呈孤岛状、朵状、串珠状，局部产在红杂色砂体建造中，与断裂构造有密切的关系（图5a）。铀矿化受灰色砂体控制，通常分布于灰砂率（灰色砂体厚度/红杂色层中砂体厚度的百分数）为20%～80%区间内。剖面上，灰色砂体呈蘑菇状、透镜状、喇叭状悬浮于红杂色沉积建造砂体中。如哈达图砂岩型铀矿控矿灰色砂体透镜状分布特征（图5b）、胡力海砂岩铀矿产地控矿灰色砂体蘑菇状分布特征（图6），具“两（红）黄夹一灰”现象，灰色砂体上下左右均是氧化性红色或黄色砂体。

1958年建成投产到2017年底，兰州石化累计加工原油2.6亿吨、生产乙烯1055万吨，累计上缴税费1259亿元，2009年以来连续成为甘肃省纳税超百亿元企业。近5年，公司每年上缴税费平均占甘肃省大口径财政收入的8.6%，占甘肃省税收收入的10.6%，有力地支持了当地经济建设和社会发展。

图5 哈达图矿床赛汉组上段灰色砂体厚度占比与铀矿体匹配图（a）以及矿床剖面图（b）（据文献［5］修改）Fig.5 Spatial relationship between the thinckness ratio of grey sandstone body and the uranium ore body（a）in the upper member of Saihan Formation and boreholes profile of Hadatu deposit（b）（modified after reference［5］）

2）控矿灰色砂体氧化残留体标志：在砂岩型铀矿控矿灰色砂体岩石中，由于控矿灰色砂体是后来含铀还原性流体还原所致，在还原过程中总会有不完全还原的氧化残留体还继续保留或一定程度保留原来的氧化颜色，这些残留体往往是岩性较细的组分，还原流体难以进入使其还原，它们多是泥质或粉砂质岩石，如哈达图铀矿床中控矿灰色砂岩中的红色细粒泥质残留（图7）。这些氧化残留体在显微镜下，在一些裂隙或孔隙中也可看到，如赤铁矿化或褐铁矿化残留。

图7 二连盆地哈达图（a）和鄂尔多斯盆地南部（b）铀矿控矿灰色砂体中氧化残留Fig.7 Residual oxidation in the ore-controlling grey sand bodies of the Hadatu uranium deposit in Erlian Basin（a）and the southern part of Ordos Basin（b）

3）控矿灰色砂体炭屑少，但有机质丰富：“层间氧化带”或“古河道”砂岩型铀矿是在原生灰色沉积建造基础上，经氧化还原作用形成，所以在氧化带、氧化还原过渡带和还原带砂岩或铀矿石中，均会发现大量保留原始沉积的炭屑。相反，由于红杂色砂岩铀矿控矿灰色砂体是后生还原所致，其原来是红色氧化建造产物，原来沉积形成的炭屑就很少，所以后生成因的控矿灰色体砂岩矿石中炭屑也很少，但还原过程中，可溶有机质增加，做有机碳分析，TOC 含量显著升高，特别是高品位铀矿石，有机质含量升高十分明显，往往沿裂隙呈脉体产出，呈流动状，在岩心或手标本中可见，如鄂尔多斯盆地洛河组风成砂和环河组扇三角洲砂岩铀矿石中地沥青呈脉体产出（图8）。富有机质高品位砂岩铀矿石，在显微镜下铀矿物与有机质、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、磷灰石等矿物关系密切。

图8 鄂尔多斯盆地洛河组控矿灰色风成砂岩铀矿石中外来充填地沥青（黑色条带，富铀）Fig.8 External asphalt（rich in uranium as black band）filling in the ore of grey aeolian sandstone of the Luohe Formation in Ordos Basin

4）控矿灰色砂体中矿体产状标志：铀矿体产在红杂色砂岩建造灰色砂体中，矿体呈板状，既产在灰色砂体中，又产在灰色砂体与氧化砂体的过渡部位（图5、6），铀矿化体往往呈多层板状，测井曲线呈多峰特征，与氧化还原过渡带控制的铀矿化体的双峰或单峰呈明显不同（图6）。

5）铀及共伴生元素组合特征标志：红杂色建造中控矿灰色砂体的另一重要特征是铀含量较高，除达到矿化品位外，灰色砂体在不同部位铀含量可达十几至数十10-6，这与同一层位非灰色部分的氧化红色砂岩铀含量很低，一般为2×10-6～3×10-6，形成鲜明对比。除铀富集外，其他元素铜、钒、镍、钴、铬、钼、锌、铅、砷等也发生不同程度的富集，并取决于深部来源烃源岩和成矿流体途经的围岩。这些共伴生元素的富集特征与传统氧化还原过渡带铀矿石中的共伴生元素是明显不同的。

2 渗出砂岩型铀矿区域预测标志

渗出砂岩型铀矿相对于传统渗入流体由氧化还原作用形成的砂岩型铀矿，是一种新的类型。基于渗出砂岩型铀成矿机理，提出了在红杂色沉积建造中“上红下黑、上下连通、红中找灰、灰中找矿”寻找砂岩型铀矿总体新思路［5］，对在红杂色砂岩中寻找砂岩型铀矿、拓展盆缘到盆中和浅部到深部找矿新空间具有重大意义。在渗出砂岩型铀矿区域成矿远景预测中，应着重识别以下条件和标志。

2.1 深部富铀富有机质源岩建造

按照渗出砂岩型铀成矿作用理论模式［5］，铀、有机质和流体主要来自深部富铀富有机质沉积建造，它们是烃源岩或是富有机质的泥质细粒岩石建造。无论是海相还是陆相富有机质岩石，由于沉积时有机质对铀的吸附和还原作用，它们往往也是富铀建造。因此，其含铀性和供铀能力对其上部地层渗出砂岩型铀成矿的前景和潜力非常重要，是重要的区域预测评价标志。我国在新元古代、古生代或中新生代演化潮湿时期，发育富铀富有机质建造，也称碳硅泥岩建造或烃源岩，如寒武纪黑色碳硅泥岩建造，分布于我国南方江西、湖南、广西、贵州等地和北方塔里木盆地等，铀含量一般为30×10-6～60×10-6，高者可达100×10-6以上［25-29］。我国中新生代陆相盆地在前白垩纪时期普遍经历断陷演化阶段，深切断陷的发育加上普遍潮湿的古气候环境，在深水相区域，形成暗色岩系或富有机质建造。陆相盆地如鄂尔多斯盆地南部上三叠统延长组长7 段烃源岩分布面积超3 万km2，厚度变化为0～50 m，铀含量较高，一般为10×10-6～50×10-6，部分可达100×10-6以上［30-32］，有机质丰度平均分布在2%～6%［33-35］，部分泥页岩TOC 含量可达10%，甚至更高［33，36-37］，有机质含量与铀的含量密切相关。这些深部富有机质含铀建造为渗出砂岩型铀成矿准备了丰富的铀源和流体。此外，这些富有机质沉积建造一般还富含铜、钒、镍、钴、铬、钼、锌、铅、砷等元素［38-40］。深部富铀富有机质源岩建造为成矿物质铀和流体来源提供了物质基础。

2.2 区域成矿构造预测标志

对渗出砂岩型铀成矿来说，沟通深部富铀富有机质“黑色”和上部红杂色沉积建造目标层的构造条件也非常关键。以断裂构造为例，一方面断裂构造是深部富铀富有机质成矿流体运移的通道，然后，在断裂未活动时，深部流体仅能通过热浮力沿着断裂向上运移（被动驱动）；另一方面，当断裂活动时会增加深部压力，以“抽吸泵”的方式将深部含矿流体挤出（主动驱动），并最终在断裂活动减弱的分支断裂处停止运移［41］。总的说，在构造挤压或隆升抬升的动力学背景下，深部渗出流体向减压带或减压区方向运移。这些构造通道可以是连通上红下黑建造断裂构造或是下部富铀建造掀斜后的层面层间构造。当流体从深部进入上部后，与前述通道相连的不整合面、构造天窗或隆起、褶皱鼻状构造等是减压带或减压区相连通，随着驱动流体动力的减弱，流体活动性也相应减弱，最终在流体活动减弱的区带成为渗出砂岩型铀成矿的有利部位，也是渗出砂岩型铀成矿有利区段成矿构造预测标志。

2.3 区域成矿建造预测标志

无论是“渗入”还是“渗出”砂岩型铀矿，发育良好的连通性砂体和“泥-砂-泥”结构是砂岩型铀成矿的重要条件。对于“渗入”氧化还原作用形成的砂岩型铀矿，含矿层必须是富含有机质或炭屑的灰色还原建造。但对于“渗出”砂岩型铀成矿，含矿建造载体可以是炭屑或有机质很少或没有的红杂色建造，其中砂体发育和其连通性好，有利于流体运移，且砂体顶部，如发育不透水或渗透性较差的层位，形成“锅盖”效应，是更有利渗出砂岩型铀成矿的。由于深部渗出成矿流体具有较大的压力和温度，受承压动力驱动，它进入不同粒级的砂岩体能力较强，因此在砂砾岩、粗-中-细砂岩，甚至泥质岩层都可能形成矿化，表现在砂体沉积相方面，冲积扇砂砾岩、河道砂、风成砂、三角洲平原或三角洲前缘砂岩体等都可能形成铀矿化。

2.4 放射性异常信息标志

在渗出砂岩型铀成矿作用过程中，由于深部成矿流体受一定温度和较大压力的驱动，向上或侧向具有较大的迁移能力，特别是有构造通道发育的情况下，甚至可迁移到地表，在地表甚至隆起高山区形成铀的富集，产生放射性异常，它们也是受红杂色建造中的灰色砂体控制，或者说与还原蚀变相伴生，这些异常是深部渗出铀成矿的重要信息标志。当然，地表放射性异常可能具有多种成因，如蒸发、淋积富集等形成的放射性异常就不一定和深部砂岩铀矿化有关。因此，查明地表放射性异常的成因对评价深部砂岩型铀矿前景很重要。

2.5 区域成矿预测综合标志

渗出砂岩型铀成矿有利成矿远景区综合预测标志是上述有利构造、建造和流体活动成矿条件叠置的地区，即深部断（凹）陷发育形成富铀富有机质烃源岩或厚大泥岩建造、上部氧化红杂色有利砂体建造（目标层）和断裂构造或褶皱隆起叠合或耦合区。如这样的地区还发育还原性蚀变和铀含量增高或放射性异常，则是有利的成矿远景区。

2.6 “小凹陷成大矿”预测评价标志

过去“渗入”砂岩型铀矿找矿比较重视在大盆地或凹陷里找大矿，其实大型“渗出”砂岩型铀矿可以在小凹陷形成，即“小凹陷成大矿”。小凹陷一般指凹陷的大小为数百平方千米至数千平方千米，只要其中深部发育一定厚度的富铀富有机质建造，就可提供丰富铀源（假设500 km2凹陷其中发育50 m 厚、铀含量达到20×10-6，则其铀总量可达百万吨）。即使只有部分铀从其中迁出，也完全可以为渗出成矿提供较丰富的铀源，并且符合2.5 节中阐述的综合成矿条件，可形成大型或特大型砂岩铀矿。如二连盆地哈达图特大型砂岩铀矿的齐哈日格图凹陷长约70 km，宽约5～15 km，面积只有约700 km2。此外，基于渗出砂岩型铀成矿模式，理论上深部供铀建造以上的有利沉积建造层位，均可以是目标层，因此可形成多层铀矿化，且成矿的深度可远大于渗入氧化还原砂岩型铀成矿深度。该深度理论上取决于供铀建造的深度，可以是地表至深部数千米。渗出砂岩型铀成矿理论为“小凹陷成大矿”提供了理论基础。

3 矿床预测定位标志

3.1 构造定位标志

典型的层间氧化砂岩型铀矿床受构造斜坡带控制，构造斜坡带上地层形成一定角度倾斜，有利含氧含铀大气降水流体渗入，通过氧化还原作用成矿。铀矿产在渗入流体排泄区（带）和蚀源区之间，取决于氧化发育程度和构造稳定性。而对渗出砂岩型铀成矿作用来说，有利渗出成矿流体作用的构造空间部位是成矿有利场所。它们主要是：1）主断裂构造通道的次级构造部位，这些部位是渗出流体作用的末端位置，即渗出流体由于压差降低而最终停滞的部位或场所；同样与渗出断裂构造通道相连接的砂岩体（砂砾岩）、古河道、不整合面或层间界面、破碎带均是有利的成矿构造空间部位（图9a）；2）背斜构造的核部或相邻翼部砂岩层及其界面等（图9b）；3）构造隆起区或鼻状构造区（图9b）。总之，构造应力减压区是渗出砂岩型铀成矿有利区。

图9 渗出砂岩型铀成矿有利构造产出部位——断裂（a）和背斜、古隆起（b）Fig.9 Favorable structural locations for exudative sandstone-type uranium mineralization：fault（a）and paleo-uplift（b）

3.2 建造定位标志

渗入砂岩型铀成矿受连通性、渗透性较好的砂体和氧化还原作用控制，产出的含矿主岩一定是灰色建造。对渗出砂岩型铀成矿作用，含矿主岩不一定是灰色建造，还可以是红杂色建造。铀矿化主要发育在红杂色建造中连通性和渗透性较好的砂岩体或砂砾岩体，如河道砂体或河床底部粗碎屑砂砾岩体等，其由于受深部含铀含有机质还原性渗出成矿流体的还原作用，而变成灰色。因此，红杂色建造中的后生灰色砂岩或砂砾岩是渗出砂岩型铀成矿重要的建造定位标志，其特征标志是其铀含量较背景明显增高，是正常地层背景值数倍以上。这些灰色砂岩体往往与连通深部的构造有关。

3.3 蚀变改造定位标志

红杂色砂岩建造中控矿的灰色砂体本身就是深部含铀还原性流体还原蚀变所致，所以在蚀变矿物特征上与传统的砂岩型铀矿也有所不同。在黏土矿物方面，常见绿泥石、伊利石化等；在胶结物中，常见方解石、白云石和重晶石等；在硫化物方面，除了常见黄铁矿外，还可见有铅、锌、铜等硫化物。对流体包裹体进行分析，呈现较高的温度（一般为100～200 ℃）和盐度（可达15%或以上）。在矿化砂体外围，常可见到不均一的斑块状褪色蚀变（图7），特别是在构造或裂隙发育的部位或层面构造处可见，它们是附近铀矿化存在的标志。

3.4 铀矿化砂岩颜色标志

与氧化还原作用形成的砂岩铀矿石无一例外的呈灰色或灰黑色不同，红杂色沉积建造渗出砂岩型铀成矿作用过程中，由于深部富铀富有机酸还原性成矿流体对红杂色砂岩还原改造时，还原程度不同，致使矿化砂岩可呈红色（微弱还原）、黄色（弱还原）、灰绿、灰白（较强还原）、灰色或灰黑色（强还原）等多种颜色（图10），且颜色由红到灰或黑，铀矿化品位是逐渐增高的，灰白色矿石中还能见到氧化残留斑点。这与由氧化还原过渡带形成的砂岩铀矿石只是灰色形成鲜明的对比。一般说，在空间位置上，红色或黄色铀矿化或铀含量异常砂岩常常在工业砂岩铀矿体的边缘。因此，其对探测圈定主矿体具有一定的指示标志作用。

图10 鄂尔多斯盆地南部下白垩统不同颜色铀矿化砂岩Fig.10 Different color of mineralized sandstones of Lower Cretaceous，southern Ordos Basin

3.5 有机质特征标志

传统砂岩型铀矿形成于灰色沉积岩系，其产于潮湿环境，因此植物炭屑发育常见。而渗出砂岩型铀矿石看上去比较“干净”，即炭屑较少，但依然多呈灰色，特别是在品位较高的砂岩矿石中，可见有机质呈粉末状、脉状或沿层理分布（图8、10），它们在成分上属地沥青组分。此外，砂岩铀矿石中常伴生有大量的油气，也是渗出砂岩型铀成矿作用形成的砂岩铀矿石有机特征标志。

4 渗入和渗出砂岩型铀成矿预测标志比较

渗入和渗出砂岩型铀成矿作用机理不同，成矿的条件不同，成矿模式不同，其形成的砂岩型铀矿特征也不同（图11、12）。因此，它们的预测和识别标志也不同，见表1。

表1 渗入和渗出砂岩型铀成矿作用主要成矿条件或识别预测标志比较Table 1 A comparison of main ore-forming conditions and identification/ prediction indicators for infiltrative and exudative sandstone-type uranium mineralization

图11 层间氧化带型铀成矿模式（以伊犁库捷尔泰铀矿床为例）Fig.11 Interlayer oxidation type uranium mineralization model（a case of Kujieertai uranium deposit in Yili Basin）

图12 渗出砂岩型铀成矿模式（以二连哈达图铀矿床为例，据参考文献［5］修改）Fig.12 Exudative sandstone-type uranium mineralization model（a case of Hadatu uranium deposit in Erlian Basin，modified after reference［5］）

5 结论

渗出砂岩型铀成矿作用相对渗入砂岩型铀成矿作用（层间氧化带型等）是一种新的砂岩型铀成矿作用类型，它们的成矿机理和条件不同，成矿预测和找矿标志不同。提出的渗出砂岩型铀成矿作用关键条件、区域成矿预测和矿床定位标志，对寻找新的渗出型砂岩铀矿具有重要意义和价值。

1）提出渗出砂岩型铀成矿产出的两大关键成矿问题或条件识别标志体系：①红杂色含矿建造层位原生成因区域沉积环境、区域古气候特征、岩石组合和特殊岩性、生物碎屑和有机质特征等识别标志；②红杂色层中含矿灰色砂体后生还原成因控矿灰色砂体空间形态、控矿灰色砂体氧化岩石残留、控矿灰色体炭屑少、矿体产状、铀及共伴生元素组合特征等识别标志。

2）基于提出的红杂色沉积建造中“上红下黑、上下连通、红中找灰、灰中找矿”寻找砂岩型铀矿总体新思路或预测原则，提出渗出砂岩型铀成矿区域预测评价条件：①深部富铀富有机质源岩建造发育情况；②区域成矿构造预测标志；③区域成矿建造预测标志；④放射性异常信息标志；⑤区域成矿预测综合标志。提出“小凹陷可成大矿”的条件。

3）系统提出和对比渗入、渗出砂岩型铀矿床预测定位标志体系，包括构造、建造、蚀变改造、铀矿化砂岩颜色、外来有机质特征等，并列出比较了渗入和渗出砂岩型铀成矿预测标志的差异性，以识别两种不同类型的砂岩型铀矿、指导实际铀矿找矿工作。

致谢：笔者在与论文有关的野外工作过程中，得到中核铀业、中国核工业地质局、核工业北京地质研究院中核集团重大研发计划“第四代铀矿勘查关键技术研究与示范（第一阶段）”项目研究团队、核工业二〇八大队、核工业二四三大队、核工业二一六大队、核工业二〇三研究所、核工业二四〇研究所、核工业二八〇研究所、核工业航测遥感中心等单位领导、专家和技术人员的大力支持，在此一并表示衷心感谢！