陳靜，榮驍，楊昆，郭長林

（核工業(yè)203研究所，陜西咸陽，712000）

潮水盆地西部半槽河地區(qū)砂巖型鈾礦成礦潛力分析

陳靜，榮驍，楊昆，郭長林

（核工業(yè)203研究所，陜西咸陽，712000）

通過對潮水盆地西部半槽河地區(qū)區(qū)域地質特征及鈾成礦條件分析，認為相對穩(wěn)定、適度抬升的盆地構造背景有利于后生含氧、含鈾水的滲入改造及鈾的遷移和再富集作用；盆地北部蝕源區(qū)變質巖中含有晶質鈾礦，長期隆升的古老蝕源區(qū)為盆地成礦提供了豐富的鈾源；目的層中侏羅統(tǒng)青土井組為溫濕氣候下的扇三角洲沉積環(huán)境，扇三角洲平原河流相主砂體是鈾富集成礦的有利賦礦空間；區(qū)內經歷了多次后生氧化改造作用，氧化帶規(guī)模較大，氧化帶前鋒線附近是鈾礦體聚集、賦存的有利部位；礦化一般產在潛水氧化帶底部和層間氧化帶上、下翼。半槽河地區(qū)具備良好的砂巖型鈾成礦潛力。

潮水盆地；半槽河地區(qū)；鈾成礦條件；河流相砂體；后生氧化改造

潮水盆地半槽河地區(qū)行政隸屬甘肅省臨澤縣平山湖鄉(xiāng)和內蒙古自治區(qū)阿拉善右旗阿拉騰朝克蘇木，位于大紅山鈾礦床南側。范圍西起合黎山，東至騰格里沙漠，北起北大山，南至龍首山，面積約1.98萬km2。從20世紀50年代至今，先后有玉門石油管理局104、105隊、甘肅煤田145隊、內蒙古有色地勘院以及核工業(yè)203研究所等多家單位在半槽河地區(qū)開展了基礎地質、物化探等工作，為下一步地質找礦奠定了良好的基礎。然而前人工作以找煤為主，鈾礦地質工作程度較低。筆者擬通過對半槽河地區(qū)進行系統(tǒng)鈾成礦條件分析，探討其找礦潛力，為區(qū)內鈾礦找礦的新突破提供依據(jù)。

1 盆地區(qū)域地質特征

潮水盆地位于甘肅中北部和內蒙古西南部，為中新生代斷陷盆地［1-2］。盆地坐落于阿拉善地塊西南緣，夾持于南部龍首山鈾成礦帶與北部北大山、狼娃山、雞心山放射性高場之間，呈向南凸的“V”字型。

1.1 基底

盆地基底可劃分為“四坳四隆”8個一級構造單元，可細分為“七凸九凹”16個二級構造單元①［3-5］。研究區(qū)位于盆地西部，總體上處于盆地高位區(qū)，構造相對穩(wěn)定。由北向南橫跨大紅山斷陷、躍進山凸起、馬鞍山凹陷、平易隆起四個構造單元（圖1）。南部基底為古元古界龍首山群、中元古界敦子溝群、新元古界韓母山群及元古宙—古生代花崗巖；北部基底由古元古界北大山群、石炭系、二疊系及古生代花崗巖組成。研究區(qū)位于盆地西部躍進山凸起之上，基底主要由古元古界龍首山群組成，有利于形成砂巖型鈾礦。

圖1 潮水盆地西部半槽河地區(qū)構造地質簡圖Fig.1 Structural geology sketch of Bancaohe area in thewest of Chaoshuibasin

1.2 蓋層

盆地蓋層由中新生代地層組成，由下而上分別是侏羅系、白堊系、新近系。侏羅系分布較廣，可劃分為下侏羅統(tǒng)芨芨溝組（J1j）、中侏羅統(tǒng)青土井組（J2qn）和上侏羅統(tǒng)沙棗河組（J3sh）。下侏羅統(tǒng)芨芨溝組零星出露于潮水盆地東部的南緣和北緣，該組為盆地伸展（拉張）斷陷初期形成的沉積建造，具有斷陷初期填平補齊的沉積特點，以角度不整合直接覆蓋于盆地基底之上；中侏羅統(tǒng)青土井組主要分布于半槽河地區(qū)，為一套含煤的碎屑巖建造，屬于扇三角洲沉積體系，與下伏地層芨芨溝組呈角度不整合接觸，該層位發(fā)育唐家溝煤巖型鈾礦床以及多處砂巖型鈾礦化；上侏羅統(tǒng)沙棗河組僅在盆地東部即阿拉善右旗以東的南部龍首山北緣、中部青土井地區(qū)和北部阿拉善右旗、紅沙崗地區(qū)有零星出露，盆地內被覆蓋，是一套半干旱環(huán)境形成的以紅色為主的沉積建造，與下伏地層呈不整合接觸。白堊系由下白堊統(tǒng)廟溝群（K1mg）和上白堊統(tǒng)金剛泉組（K2j）組成，廟溝群分布廣泛，為一套河湖相沉積，該地層有砂巖型、泥巖型鈾礦（化）顯示，金剛泉組只出露于盆地南部艾力布蓋地區(qū)；新近系中新統(tǒng)白楊河組（N1b）在盆地東南部、西部分布廣泛，有膏結巖型鈾礦化顯示。半槽河地區(qū)發(fā)育中侏羅統(tǒng)青土井組和新近系白楊河組，缺失白堊系，在新近系白楊河組無鈾礦化顯示，而中侏羅統(tǒng)青土井組中砂體規(guī)模大，發(fā)育泥-砂-泥結構，后生氧化改造作用明顯，鈾礦化顯示較好，確定中侏羅統(tǒng)青土井組為工作區(qū)找礦目的層位。

1.3 沉積演化

本區(qū)沉積演化經歷了早中侏羅世伸展斷陷、晚侏羅世擠壓抬升、早白堊世伸展斷陷、晚白堊世擠壓抬升、中新世全面沉降及上新世以來的強烈擠壓斷隆6個階段。伸展斷陷階段，形成了盆地找礦目的層及砂巖型鈾礦化的初始富集，局部地勢低洼地段形成與同生沉積有關的泥巖型、膏結巖型鈾礦；擠壓抬升階段，找礦目的層發(fā)生強烈后生改造，在構造相對穩(wěn)定地段形成層間氧化帶型鈾礦、潛水氧化帶型鈾礦。

2 鈾成礦條件分析

2.1 構造

潮水盆地半槽河地區(qū)總體上處于構造擠壓抬升環(huán)境，構造相對穩(wěn)定，有利于蓋層找礦目的層的沉積分異作用和沉積相帶的完善發(fā)育。本區(qū)構造以斷裂構造為主，褶皺構造次之。研究區(qū)位于躍進山凸起之上，總體上為一地層傾向SE方向的單斜構造，產狀平緩，傾角10°～28°。局部受斷裂活動影響，形成一些規(guī)模較小的褶皺構造。南部以F5斷裂為界，北部以F1斷裂為界。區(qū)內主要發(fā)育近EW、NW和NE向3組斷裂構造。北部的F1斷裂為多期次活動的壓扭性斷裂，由F1-1、F1-2南北兩條分支斷裂組成，早期斷裂活動控制了華力西期巖漿活動，中晚期斷裂活動控制了中侏羅統(tǒng)的分布，是侏羅紀盆地北緣控盆斷裂。目的層形成之后，適度抬升的盆地構造背景有利于后生含氧、含鈾地下水的滲入改造以及鈾的遷移和再富集作用。

2.2 鈾源

潮水盆地是一中新生代的滲入型自流水盆地，地下水由南北兩側向盆地中部匯聚，并由西向東流出盆地，發(fā)育有完整的地下水補徑排系統(tǒng)［6］。盆地蝕源區(qū)由北部古元古界北大山群、新元古界震旦系以及狼娃山、雞心山等富鈾巖體等組成，鈾背景值較高。北大山群鈾豐度值較高，鈾含量一般為6×10-6～10×10-6，局部混合巖和黑云母石英片巖中含有晶質鈾礦，是區(qū)內良好的鈾源層。研究區(qū)周緣古生代花崗巖體分布面積大，幾乎占據(jù)北大山蝕源區(qū)面積80%以上，構造裂隙發(fā)育，風化剝蝕強烈，鈾背景值6×10-6～15×10-6，釷含量15×10-6～35×10-6［7］。蝕源區(qū)不僅為盆地目的層的沉積形成提供了物質來源，而且在盆地發(fā)展演化過程中長期持續(xù)提供了含氧、富鈾地下水補給，為盆地內目的層中層間氧化帶多期次發(fā)育及砂巖型鈾成礦提供了良好的物質來源和地下水滲流驅動力［8］。盆地沉積演化表明從石炭紀至侏羅紀時期，蝕源區(qū)長期處于隆升和氧化剝蝕環(huán)境，有利于基巖風化殼的發(fā)育和鈾元素遷移［9］。在相對干旱的氣候環(huán)境中，在后生地下水的長期作用下，大量的鈾向盆地聚集。

2.3 巖性巖相

中侏羅統(tǒng)青土井組（J2qn）主要分布于潮水盆地西部半槽河地區(qū)，該區(qū)為一地層傾向SE方向的單斜構造，產狀相對穩(wěn)定，頂板埋深0～260.00m，鉆孔揭露青土井組為一套粒度較粗的含煤碎屑巖建造，局部夾暗棕色泥巖，是溫濕氣候環(huán)境下形成的扇三角洲沉積體系。由北向南可劃分為扇三角洲平原、扇三角洲扇前緣、濱淺湖相沉積。扇三角洲平原河流亞相主砂體是鈾富集成礦最有利的賦礦空間，也是砂巖型鈾礦成礦最有利的巖性巖相條件［10］。北部扇三角洲平原相主要發(fā)育正韻律，局部見倒韻律。根據(jù)對研究區(qū)鉆孔資料統(tǒng)計，青土井組泥—砂—泥結構發(fā)育，見1～10層砂體，厚度為2.00～102.20 m，平均16.51 m。砂體分選性較好，固結較疏松—疏松，炭屑、黃鐵礦等還原劑含量豐富，反映青土井組原生沉積環(huán)境為還原環(huán)境。

青土井組沉積巖石不同環(huán)境中的特征礦物及物質組成不同。氧化環(huán)境中主要由赤鐵礦、褐鐵礦、針鐵礦、水針鐵礦和方解石組成；氧化還原過渡環(huán)境主要由高嶺石、綠泥石、水云母和方解石組成；還原環(huán)境主要由黃鐵礦、綠泥石、鐵白云母、菱鐵礦、有機質、炭屑物、烴類和膠磷礦組成。

2.4 地球化學特征

通過對工作區(qū)青土井組（J2qn）巖石地球化學環(huán)境參數(shù)樣品統(tǒng)計得出（表1）：普通砂巖中，從紅色→黃色→灰色，隨氧化程度的減弱，鈾含量呈逐步增高趨勢，在灰色還原砂巖中含量達到最大值。∑S和Corg含量總體升高，與鈾含量變化趨勢一致。Fe3＋/Fe2＋先升高后又急速降低，在灰色還原砂巖中值最小，符合氧化還原環(huán)境的特征?；疑V石砂巖中U、C含量明顯高于普通砂巖，其Th/U比值較小，鈾鐳平衡，略偏鈾，F(xiàn)e3＋/Fe2＋明顯偏低。由此表明目的層青土井組（J2qn）原生灰色砂巖為富含有機質、Fe3＋/Fe2＋低、相對富鈾的還原地球化學環(huán)境，對砂巖型鈾成礦有利。黃色砂巖處于低有機質、低鈾的強氧化地球化學環(huán)境，與原生灰色砂巖相比∑S、Corg明顯降低，F(xiàn)e3＋/Fe2＋明顯增加，U含量降低，說明鈾發(fā)生了活化遷移，在前鋒線附近氧化-還原過渡帶沉淀、富集成礦。由此可見鈾元素易富集在還原環(huán)境，而灰色砂巖鈾含量較紅色砂巖高，這說明相對還原環(huán)境鈾更加富集，尤其在灰色、深灰色、灰黑色砂巖中更為顯著。

2.5 后生氧化改造

半槽河地區(qū)后生氧化改造作用強，目的層青土井組潛水、層間氧化帶廣泛發(fā)育（圖2、3）。潛水氧化帶平均深度達223.50m，最大深度332.10 m，氧化帶最厚達213.00 m。潛水氧化帶底部的深灰色泥質細砂巖、泥質粉砂巖中，常發(fā)育鈾礦化或鈾異常。本區(qū)發(fā)育1～9層層間氧化帶，埋深114.80～346.60m，平均厚度8.75m（表2）。巖石顏色以淺黃色、褐黃色、淺紫紅色為主，隨著氧化作用的減弱，巖石顏色由均勻狀變?yōu)闂l帶狀、斑塊狀及斑點狀。巖性有中砂巖、泥質細砂巖、含礫粗砂巖及砂質礫巖等，發(fā)育褐鐵礦化、赤鐵礦化及高嶺土化等。由西部L319線向東部L240線，潛水氧化帶厚度變薄。垂向上，由上向下層間氧化作用逐漸減弱，上部疊加晚期潛水氧化作用，改造作用強，巖石固結疏松—較疏松，下部受晚期氧化改造作用影響小，巖石固結較疏松，局部致密。根據(jù)鉆探資料，推測層間氧化帶東西長約40 km，傾向延伸約1～2 km，大致控制長度20 km。

表1 半槽河地區(qū)巖石地球化學環(huán)境參數(shù)統(tǒng)計表Table 1 Statistics of petrochem ical environment parameters in Bancaohe area

本區(qū)總體為一NW向展布的長期隆起帶，從中侏羅世晚期到中新世剝蝕淋濾時間長達138 Ma，具備形成層間氧化帶型鈾礦條件。先后經歷了中侏羅世—早白堊世（158.4～140.4 Ma）、晚白堊世—早中新世（98.9～23.8 Ma）、全新世以后（1.6 Ma以后）3次后生氧化改造作用，為早期鈾礦化的聚集和晚期疊加成礦提供了豐富的含氧、富鈾地下水，是鈾礦形成的主要時期。多期次后生改造作用是工業(yè)礦體形成的關鍵，氧化帶前鋒線附近是鈾聚集成礦的有利部位。來自北部狼娃山、雞心山富鈾巖體的含氧、富鈾水，在半槽河中部有利地段有可能形成與層間氧化帶有關的鈾礦體。由此說明后生氧化改造作用對本區(qū)砂巖型鈾礦形成有控制作用。

圖2 ZKL319-5孔173～192m發(fā)育層間氧化帶，氧化帶巖性為淺黃色礫巖、砂質礫巖Fig.2 Pale yellow conglomerate and sandy conglomerate of interlayer oxidation zone developed in depth of 173～192m of Borehole ZKL319-5

圖3 ZKL19-1孔發(fā)育潛水氧化帶，見褐鐵礦化蝕變，氧化帶底部見鈾礦化顯示Fig.3 Limonite alteration and uranium m ineralization at the bottom of phreatic oxidation zone in Borehole ZKL19-1

表2 半槽河地區(qū)中侏羅統(tǒng)青土井組氧化帶統(tǒng)計表Table 2 Statistics of oxidation zone in M iddle-Jurassic Qingtujing Formation

2.6 鈾礦化

半漕河地區(qū)鈾礦化顯示較好，賦存于青土井組中上部灰色碎屑巖中。鈾礦化異常帶呈近EW向展布，東西長約16 km，寬約1 km。已發(fā)現(xiàn)4個鈾礦化孔、4個鈾異?？?，鈾礦化埋深140.00～344.00 m，厚度0.10～1.00 m，品位0.013 0%～0.027 0%。鈾礦化（異常）與后生氧化作用關系密切，產在潛水氧化帶底部或層間氧化帶上下翼。含礦巖性為富含炭屑和黃鐵礦等還原劑的灰色泥質中細砂巖、粉砂巖（圖4）。礦石中隨U含量的升高，U、Th、Ra和Corg含量明顯高于普通砂巖，其Th/U值為0.19，比值較小，Kp值為0.98，鈾鐳平衡，略偏鈾，有利于鈾成礦。Fe3＋/Fe2＋明顯偏低，顯示還原環(huán)境下鈾成礦的特點。該層位鈾成礦潛力較大，是尋找砂巖型鈾礦的有利目標層位［11］。

3 結論

1）半槽河地區(qū)相對穩(wěn)定且適度抬升的盆地構造背景有利于后生含氧、含鈾水的滲入改造及鈾的遷移和再富集作用，為砂巖型鈾成礦提供了有利的構造條件；

2）長期隆升的古老蝕源區(qū)為盆地鈾成礦提供了更加優(yōu)越的鈾源條件；

3）中侏羅統(tǒng)青土井組溫濕氣候下的扇三角洲沉積體系，是砂巖型鈾成礦的有利相帶，扇三角洲平原河流亞相主砂體是鈾富集成礦的有利賦礦空間，是下一步找礦的有利巖性巖相；

4）半槽河地區(qū)經歷多期次后生氧化改造作用，氧化帶發(fā)育規(guī)模較大，氧化帶前鋒線附近是鈾礦體聚集、賦存的有利部位；區(qū)內鈾礦化顯示較好，礦化一般產于潛水氧化帶底部和層間氧化帶上、下翼的灰色、深灰色富含炭屑和黃鐵礦泥質、細砂巖中，是下一步找礦的有利部位。

圖4 潮水盆地半槽河地區(qū)L159號勘探線剖面圖Fig.4 Prospecting profile L159 of Bancaohe area in Chaoshuibasin

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Analysis on sandstone type uranium depositmetallogenic potential of Bancaohe area in the west of Chaoshuibasin

CHEN Jing， RONG Xiao，YANG Kun ，GUO Changlin
（Research Institute No.203，CNNC，Xianyang，Shanxi 712000，China）

Through the analysis on the regional geological characteristics and uranium metallogenic conditions of Bancaohe area in the west of Chaoshui basin，it is considered that stable rather than active，moderate structural uplift is favorable for the epigenetic oxygenouswater seeping into the strata to transform，migrate and enrich uranium；metamorphic rocks of source area in the northern of the basin contain uraninite，and experienced long-term uplift which provides a uranium source for the metallogeniesis.The target layer of Middle Jurassic Series Qingtujing Formation forms at fan delta depositional environment under humid climate，which produces main sand body for the uranium metallogenic space.The study area has experienced several epigenetic oxidation transformations and resulted at large-scale oxidation zone.Uranium mineralization is near the oxidation zone generally concentrated at the bottom of phreatic oxidation zone and the upper and lower part of interlayer oxidation zone.Therefore，Bancaohe area has good potential for sandstone type uranium metallogenic.

Chaoshui basin；Bancaohe area；uranium metallogenic conditions；fluvial sand body；epigenetic oxidation transformation

P588.21+2.3;P619.14

A

1672-0636（2015）02-0085-06

10.3969/j.issn.1672-0636.2015.02.005

中國地質調查局全國鈾礦資源調查評價項目，項目編號為1212011220783。

2014-08-07；

2014-10-08

陳靜（1985—），女，陜西咸陽人，助理工程師，主要從事鈾礦地質勘查與研究工作。

E-mail:554856808@qq.com