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        巴音戈壁盆地因格井地區(qū)鈾成礦條件分析

        2016-10-18 07:11:00王俊林
        西部資源 2016年4期

        王俊林

        摘要:本文通過對因格井地區(qū)鈾源、構(gòu)造、古氣候、地下水等條件方面的分析,認(rèn)為整體對鈾成礦較為有利,其中目的層沉積特征研究是本區(qū)的鈾礦勘查的關(guān)鍵,并指出本區(qū)鈾礦勘查的工作方向。

        關(guān)鍵詞:因格井;巴音戈壁組上段;鈾成礦條件

        1. 地質(zhì)概況

        巴音戈壁盆地是我國北方一個(gè)中新生代盆地,由多個(gè)隆起和坳陷組成的“隆拗相間”的構(gòu)造格局(圖1),其中因格井地區(qū)位于盆地南西部的因格井坳陷北緣,北臨宗乃山隆起,其為巴音戈壁盆地中央隆起的西段,由多期次的巖漿巖構(gòu)成,其中二疊紀(jì)、志留紀(jì)花崗巖及二疊紀(jì)花崗閃長巖所占比例大于80%。沉積蓋層發(fā)育有侏羅系、白堊系和第四系,白堊系是蓋層的沉積主體,白堊系又分上、下白堊統(tǒng),下白堊統(tǒng)分為巴音戈壁組上、下段。

        2. 含鈾層位地質(zhì)特征

        下白堊統(tǒng)巴音戈壁組上段為區(qū)內(nèi)的主要含鈾層位,是一套扇三角洲——湖泊相沉積。據(jù)鉆孔測井曲線、巖石組合等特征,巴音戈壁組上段可進(jìn)一步分為下(K1b2-1)、中(K1b2 -2)、上(K1b2-3)三個(gè)巖段(圖2)。

        1. 巴音戈壁組上段巖段編號;2. 巖段界線;3. 巖性界線;4. 紅色含礫粉砂巖;5. 綠色含礫粉砂巖;6. 黃色、紅色氧化砂巖;7. 灰色砂巖;8. 灰色泥巖、粉砂巖;9. 鉆孔、孔號及孔深

        第一巖段(K1b2-1):埋深一般大于500m,在區(qū)內(nèi)具有唯一的(東部Y6井附近)(圖3),由沉積中心向外依次為湖相、扇三角洲相,湖相泥巖中多見水下泥石流沉積及液化變形、滑塌構(gòu)造,扇三角洲相中前緣亞相不發(fā)育,平原亞相分布面積較大,碎屑物分選性、磨圓度均較差,多為次棱角狀,以雜技支撐為主。說明此時(shí)研究區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為欠補(bǔ)償性沉積,沉積物快速堆積,分異較差。

        第二巖段(K1b2-2):埋深一般大于300m,具有東、西兩個(gè)沉積中心(圖3),由沉積中心向外依次為湖相、扇三角洲相,湖相沉積以深灰色泥巖為主,多發(fā)育水平層理,扇三角洲相前緣亞相非常發(fā)育,在東部沉積中心附近扇三角洲相前緣亞相砂體最寬處大于15km,砂巖碎屑物分選性、磨圓度為中等-好,多為次棱角狀,以顆粒支撐為主。說明此時(shí)研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境相對穩(wěn)定,碎屑物沉積速度適中,分異較好。據(jù)區(qū)內(nèi)典型礦床資料,鈾礦化主要產(chǎn)于該巖段的黃色氧化砂巖與灰色泥巖的接觸部位。

        第三巖段(K1b2-3):一般直接出露地表,同樣具有東、西兩個(gè)沉積中心,由沉積中心向外依次為湖相、扇三角洲相,湖相沉積多見灰白色泥灰?guī)r,扇三角洲相前緣亞相發(fā)育較差,寬度一般小于3km,且砂體厚度較薄。平原亞相分布面積較K1b2-2期大。說明此時(shí)研究區(qū)內(nèi)湖泊進(jìn)入萎縮階段,水體變淺,湖水對流體攜帶物的分異作用減弱。

        3. 鈾成礦條件分析

        (1)鈾源

        研究區(qū)的物源和鈾源均為北部的宗乃山隆起,該隆起主要由二疊紀(jì)的花崗巖和花崗閃長巖組成,鈾含量為4.28×10-6~15.8×10-6,平均含量為9.49×10-6,具有較高的含鈾性(劉杰,2010)。在巴音戈壁組上段沉積時(shí)可提供富鈾的物源供給,使地層鈾含量整體較高,達(dá)到鈾的預(yù)富集目的;巴音戈壁組上段沉積后,富鈾的花崗巖巖體也保證了區(qū)內(nèi)鈾源的供給。

        (2)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對鈾礦化的影響

        構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使研究區(qū)形成一系列斷陷湖(聶逢君等,2012),并沉積了一套扇三角洲—湖相沉積,為鈾的富集成礦提供了空間;后期的擠壓抬升使目的層長期暴露地表,便于含鈾含氧水的進(jìn)入,也使研究區(qū)北部的巖漿巖區(qū)始終處于隆起狀態(tài),有利于風(fēng)化剝蝕作用進(jìn)行,有利于鈾的活化遷移。

        (3)古氣候?qū)︹櫟V化的影響

        目的層沉積時(shí),為干旱、濕熱交替出現(xiàn)的古氣候(焦養(yǎng)泉等,2012)。由圖4可知,扇三角洲平原亞相中的綠色類巖石較紅色類巖石的還原能力要高,固推斷K1b2-2期的古氣候條件較K1b2-1、K1b2-3期都要潮濕,可在局部發(fā)育植被,為目的層貢獻(xiàn)一定的還原劑;早白堊世以來,研究區(qū)內(nèi)一直以干旱、炎熱氣候?yàn)橹鳎瑒t有利于蝕源區(qū)鈾的活化、遷移。

        (4)地下水對鈾礦化的影響

        巴音戈壁組上段砂體由盆緣向凹陷中心逐漸尖滅,相變?yōu)楹嗄鄮r,且區(qū)內(nèi)的構(gòu)造多為擠壓性構(gòu)造,導(dǎo)水性能較差,因此目的層內(nèi)的地下水幾乎沒有徑流排泄渠道,只能依靠蒸發(fā)作用等向上的方式排泄,致使研究區(qū)內(nèi)地下水礦化度逐漸升高,礦床地下水鈾含量15×10-5g/l~26×10-5g/l,最高32.00×10-5g/l,最低4×10-5g/l,地下水自由氧濃度一般為1mg/l~3mg/l,Eh值為+280mv~+400mv,地下水的富鈾、富氧有利于層間氧化帶前鋒線的向前推進(jìn),使早期預(yù)富集的鈾進(jìn)一步活化、遷移,重新富集。

        (5)目的層沉積特征對鈾礦化的影響

        巴音戈壁組上段的第一、第三巖段中扇三角洲前緣亞相均不太發(fā)育,只有第二巖段發(fā)育扇三角洲前緣亞相,扇三角洲前緣亞相特殊的地層結(jié)構(gòu)對本區(qū)的鈾礦富集極為有利:

        ①扇三角洲前緣亞相以泥、砂頻繁互層為主要特點(diǎn),具備形成層間氧化帶型砂巖型鈾礦的必要條件——“泥—砂—泥”地層結(jié)構(gòu)。

        ②目的層沉積時(shí),古氣候環(huán)境以干旱炎熱為主,時(shí)有濕熱氣候波動(dòng),因而在地層中炭屑等有機(jī)質(zhì)含量相對較低,砂巖中的還原劑不能完全滿足氧化——還原反應(yīng)所需,泥巖中的有機(jī)碳的含量比砂巖要高(圖4),另外據(jù)聶逢君等人的研究,巴音戈壁組上段泥巖中發(fā)育大量隱晶質(zhì)的黃鐵礦,因此巴音戈壁組上段的灰色泥巖有較強(qiáng)的還原能力,可在泥、砂界面形成一種特殊的氧化帶前鋒線,使鈾富集成礦。另外泥巖本身對礦物質(zhì)有一定的吸附能力,對鈾的富集有積極作用。

        4. 結(jié)論

        (1)本區(qū)鈾源、構(gòu)造、古氣候、地下水等條件對鈾成礦均較為有利,目的層沉積特征研究是本區(qū)的鈾礦勘查的關(guān)鍵。

        (2)巴音戈壁組上段的灰色泥巖層在鈾礦富集過程中起著雙重作用:即隔水頂?shù)装寮疤峁┻€原劑,因此區(qū)內(nèi)的鈾礦化主要產(chǎn)于氧化砂體與灰色泥巖之間形成特殊的氧化——還原過渡帶內(nèi)。

        (3)發(fā)育灰色泥巖的湖區(qū)邊緣是鈾成礦的有利部位,可作為本區(qū)鈾礦勘查工作的重點(diǎn)。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 聶逢君等,巴音戈壁盆地構(gòu)造演化、沉積體系與鈾成礦條件研究.東華理工學(xué)院,2012.

        [2] 劉杰,巴音戈壁盆地塔木素鈾礦床特征及鈾來源探討.東華理工學(xué)院,2010.

        [3] 焦養(yǎng)泉等,巴音戈壁盆地塔木素地區(qū)含鈾巖系層序地層與沉積體系分析.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢),核工業(yè)二〇八大隊(duì),2012.

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