近日，漫画18 （武汉）焦养泉教授领衔的盆地铀资源研究团队在国内地学权威期刊《地球科学》发表重磅研究成果，首次系统总结了干旱沉积背景含铀岩系砂岩型铀矿的成矿特殊性与找矿方向，提出了系列兼具实用性与前瞻性的新认识，精准破解了干旱红层特殊地质环境中铀矿富集、成矿、定位的关键科学问题，打破了传统铀成矿理论难以适配干旱层找矿实践的技术瓶颈，为我国新一轮铀矿勘查提供了重要的理论支撑和找矿启示。

一、研究背景：从“灰黑色”含铀岩系到“红杂色”含铀岩系转变

过去十余年，我国砂岩型铀矿勘查的目标层位发生了显著变化——由早期以侏罗系温暖潮湿沉积背景的灰黑色含铀岩系为主，逐渐转向白垩系-新近系干旱炎热沉积背景的红杂色含铀岩系（图1）。目前，接连获得重要找矿突破的鄂尔多斯盆地下白垩统的彭阳、泾川、特拉敖包、三湾等铀矿床，松辽盆地上白垩统的钱家店铀矿床（钱IV块、钱V块），以及塔西南坳陷上新统新发现的超大规模地表铀矿化带等，都是这一转变的典型代表。

图1 灰黑色含铀岩系与红杂色含铀岩系的宏观区别

a. 灰黑色含铀岩系，J₂kz，富含煤层、有机质，强还原环境，库车库台克里克；b. 碳化木植物根化石，J₂z^1-1，东胜黄天棉图；c. 碳化植物茎秆化石，J₂z¹，东胜神山沟；d. 碳质碎屑及其外围的黄铁矿，J₂z^1-1，磁窑堡-惠安堡铀矿床；e. 红杂色含铀岩系，N₂k，缺乏有机质，强氧化环境，拜城巴拉库艾肯（盐水沟）；f. 钙化木植物根化石，J₂z^1-2，东胜神山沟；g. 膏化木植物茎秆化石，N₂a，塔里木盆地玛扎塔格；h. 被氧化的铁质植物根化石，K₁h，ZKW2019-1（198.9m），特拉敖包铀矿床

二、核心发现：含铀岩系的两大极端类型，本质区别何在？

研究团队依据沉积期古气候和古环境，首次将含铀岩系划分为灰黑色和红杂色两种极端类型（图2）。与灰黑色含铀岩系相比，红杂色含铀岩系在制约铀成矿方面具有两个重要特征：

图2 中国陆相沉积盆地含铀岩系分类及其沉积学关键要素

特征1：普遍缺少有机还原介质。干旱炎热古气候既抑制了有机质的生产力，也导致了埋藏有机质在早成岩阶段的原生氧化分解。统计显示，红杂色含铀岩系原生灰色还原砂体的TOC、S和FeO含量总体显著低于灰黑色含铀岩系（图3）。在塔里木盆地日达里克铀矿床，原生灰色还原砂体的TOC仅为0.12%，甚至不及伊犁盆地库捷尔太铀矿床强氧化带中的残留TOC丰度（0.17%）。

图3 我国典型砂岩型铀矿床原生灰色还原砂体氧化-还原环境参数差异对比

特征2：岩石地球化学类型更加复杂多样（表1）。红杂色含铀岩系在原生色系基础上叠加了后生氧化蚀变色系（图4），以特拉敖包铀矿床为例，环河组上段铀储层中可识别出10余种岩石地球化学类型。

表1 红杂色含铀岩系铀储层砂体岩石地球化学类型复杂多样

图4 鄂尔多斯盆地下白垩统原生灰色风成沉积及其后生蚀变典型露头剖面

a. 泾川组风成砂丘与湖泊交互沉积，镇原三岔镇余坪村；b、c. 罗汉洞组风成砂丘内部后生蚀变氧化舌，镇原三岔镇红崖湾

三、铀成矿特色：从微观矿物组构到宏观沉积相变

（1）无机矿物扛起铀沉淀重任

传统铀成矿理论认为碳质碎屑等有机质是铀成矿的关键还原剂，但干旱红层几乎无碳质碎屑。既然缺少有机还原介质，红杂色含铀岩系中的铀矿床是如何形成的呢？

研究发现，无机还原介质充当了铀成矿的重要角色！铀储层砂体中的黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、磁铁矿、钛铁矿等无机矿物（图5），在缺乏有机质时发挥了关键作用。这些无机还原介质可划分为沉积碎屑型、早期成岩型和铀成矿共生型三大类，它们在铀储层中具有明显的地球化学分带，以及由沉积、成岩到铀成矿的良好演化序列（图6）。

图5 红杂色含铀岩系铀储层内部无机还原介质与铀成矿关系（扫描电镜）

注：Cof. 铀石；Pit. 沥青铀矿；Py. 黄铁矿；Sp. 闪锌矿；Gn. 方铅矿；Sm. 砷钴矿；Cp. 黄铜矿；Cc. 辉铜矿；Cla. 硒铅矿；Mt. 磁铁矿；Fe-TiOxide. 铁钛氧化物；Ap. 磷灰石；Alm. 铁铝榴石；Hm. 赤铁矿；Bt. 黑云母；Qz. 石英；Ab. 钠长石

图6  十万大山盆地屯林铀矿床铀储层内部无机还原介质的成因演化和分布规律

a.无机还原介质的成因分类；b.无机还原介质的地球化学分带

（2）沉积相变优先控矿

沉积相变形成的铀储层外部还原介质既可以弥补内部还原能力的不足（图7），亦可控制原生还原砂体的空间分布（图8），因此相变边界既制约复合层间氧化带前锋线的发育位置，也制约铀富集成矿的物理空间，作者将其称之为“沉积相变优先控矿模式”。论文提出的“双重还原介质制矿模型”、“沉积相变优先控矿模式”，已在钱家店、特拉敖包矿床验证并实现找矿突破。

图7 钱家店铀矿床的干旱红层相控模式

a. 辫状河三角洲宏观控矿模型，展示三角洲平原-前缘地区原生氧化、后生氧化与铀成矿的空间配置关系；b. 分流间湾控矿模型细节，展示稳定覆水的分流间湾对区域层间氧化带和铀成矿发育的制约关系；c. 相控铀成矿机理剖面模型，展示分流间湾还原物质与铀储层氧化流体的耦合为铀变价富集成矿莫定了良好的环境地质基础

图8 鄂尔多斯盆地北部沉积相变优先控矿典型实例（特拉敖包铀矿床，环河组上段）

a. 含铀岩系沉积体系域重建图，纵向上依次具有由辫状河→辫状河三角洲（平原→前缘）→开阔湖泊（前三角洲）的演化特征；b. 铀储层内部氧化砂体厚度与铀矿化叠合图，氧化砂体主要受沉积朵体控制，前锋线位置（大约50m等厚线）基本与辫状河三角洲平原-前缘相变边界吻合，铀矿床和铀矿化主要围绕前锋线一带发育

四、颠覆认识：“弱氧化带”极易漏矿，复合氧化带规模巨大，勘查思维须重构

红杂色含铀岩系的氧化带具有鲜明的特殊性——后生氧化蚀变看似“微弱”，主要表现为条带状、斑点状和灰白色氧化，而非经典的块状红色氧化（图9）。铀矿体与完全氧化带之间往往存在一个“空白带”（图10），这一特征极易误导勘查预测。

由于红杂色含铀岩系的氧化带是后生氧化与原生氧化的叠加复合，规模宏大，故通常可以延伸至盆地腹地。松辽盆地钱家店铀矿床的叠加复合层间氧化带纵向延伸超过250km，远超潮湿沉积背景铀矿床不足20km的规模。所以，要敢于打破常规进入盆地腹地开展勘查评价工作。

图9 干早炎热沉积背景铀储层中层间氧化带发育的普遍规律及典型实例

图10 红杂色含铀岩系铀储层中的铀矿体通常与完全氧化带没有直接接触

五、勘查预测建议

基于上述认识，研究团队提出四点勘查行动建议：

（1）氧化带精准识别：借鉴Miall（1985）岩相编码体系，建立精细的岩石地球化学类型分类体系，精准区分原生氧化、原生还原、后生褪色蚀变，重点关注“弱”氧化带。

（2）还原介质评价体系构建：探索建立无机还原介质定量评价的环境参数标准，完善传统的以TOC为核心的评价方法。

（3）有利区预测：优先圈定整装原生灰色还原地质体——“红中找灰”，原生灰色还原地质体的迎水面往往是铀成矿的有利空间。

（4）勘查思路转变：跳出盆地边缘，向盆地中部、腹地布置钻探工程，红层大矿多产于氧化带远端。

六、论文学术价值

（1）理论创新：首次依据沉积古气候将含铀岩系划分为灰黑色与红杂色两种具有本质区别的极端类型，突破传统潮湿背景含铀岩系找矿的单一范式，构建了干旱红层砂岩型铀矿从“沉积、成岩到铀成矿”的完整理论研究框架，填补了国内该领域长期缺乏系统成矿理论的研究空白。

（2）工程应用：成果认识基于研究团队二十余年不间断深耕野外工作一线，调查分析国内十余个盆地实测矿床数据，编制了系列沉积学图件和精细矿物学图版，可直接服务于野外地质填图、钻孔部署优化和成矿远景区评价，研究成果可直接落地，兼具操作便捷性与找矿指导价值。

论文信息：焦养泉，吴立群，陶振鹏，乐亮，彭虎，向尧，钟伟辉，李金辉，张成成，白文浩，王建英，罗排龙. 干旱沉积背景含铀岩系砂岩型铀矿成矿特殊性与找矿方向[J]. 地球科学，2026，51(5)：2024-2046. //www.earth-science.net/cn/article/doi/10.3799/dqkx.2026.111