劉武生，李西得，薛宗安，呂永華，劉持恒

（1.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核集團(tuán)鈾資源勘查與評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029；2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心，北京 100083；3.核工業(yè)二〇八大隊(duì)，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

內(nèi)蒙古二連盆地哈達(dá)圖鈾礦床是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的大型建造間古河道型鈾礦床，它具有品位高，規(guī)模大，礦體呈板狀等特征，其地球化學(xué)特征和成因機(jī)制受到鈾礦地質(zhì)工作者廣泛關(guān)注，并提出了多種成因觀點(diǎn)，從不同側(cè)面解釋了該礦床的成因。李子穎（2019）提出了深部滲出流體還原成礦模式，認(rèn)為深部還原性流體（主要為含烴類、CO、H2S 等氣體）沿?cái)嗔?、不整合面或下切的河道砂體運(yùn)移至已完全氧化的砂體中，發(fā)育氧化還原反應(yīng)，形成的鈾礦化與海底噴流成礦模型類似。此外，學(xué)者們相繼提出了多期次強(qiáng)烈氧化疊加成礦、油氣還原、吸附疊加改造成礦、多期多階段成礦［1-9］等觀點(diǎn)?？傊摰V床成因復(fù)雜，各位學(xué)者從不同角度闡述礦床的滲入氧化、滲出還原、油氣改造等不同成礦作用，但未對(duì)哈達(dá)圖礦床超常富集機(jī)理、板狀礦體成因、礦體“懸空”于灰色砂體的成因等予以說(shuō)明。本文基于大量分析測(cè)試數(shù)據(jù)，在闡述哈達(dá)圖礦床－礦石特征的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了礦床的主量元素、微量元素、還原容量、氧化還原能力、酸堿度、共伴生元素等成礦環(huán)境地球化學(xué)特征、流體包裹體特征、同位素特征，結(jié)合同位素年代學(xué)、熱力學(xué)（T）和抬升史分析，以期對(duì)哈達(dá)圖礦床超常富集和板狀礦體成因提供地球化學(xué)依據(jù)。

1 礦床-礦石特征

1.1 礦床特征

哈達(dá)圖鈾礦床位于二連盆地中部烏蘭察布坳陷齊哈日格圖凹陷中央，處于巴-賽-齊鈾成礦帶的西部。礦床沿凹陷長(zhǎng)軸方向呈近南北向展布，總面積約700 km2（圖1）。

鈾礦化主要產(chǎn)于下白堊統(tǒng)賽漢組上段第二旋回古河道內(nèi)，該河道寬10～20 km，長(zhǎng)約60 km。鈾礦化分布于河道拐彎、變緩等水文情勢(shì)發(fā)生變化部位［10］。含礦巖性主要為灰色含礫中細(xì)、中粗砂巖；鈾礦體“懸空”賦存在氧化砂體之間的灰色殘留體內(nèi)，灰色砂體控礦性明顯；礦體呈板狀、透鏡狀，略向南傾斜，傾角小于2°［4］（圖2）；礦化平均品位達(dá)0.100 8%，平米鈾量平均為7.41 kg/m2，最高達(dá)63.77 kg/m2，礦體平均厚度為3.3 m，礦體空間分布連續(xù)性好［11］，規(guī)模達(dá)大型以上，具超常富集特征。

圖1 哈達(dá)圖鈾礦區(qū)古河道砂體氧化率等值圖Fig.1 Isoline map of oxidation ratio of paleo-valley sandstone body in Hadatu uranium deposit

圖2 哈達(dá)圖鈾礦床F47 線地質(zhì)剖面圖Fig.2 Geological Section F47 in Hadatu uranium deposit

1.2 鈾礦物特征

哈達(dá)圖礦石中鈾礦物顆粒非常細(xì)?。ǘ酁?.n～n μm），主要為瀝青鈾礦為主，還含有少量的鈾石和磷鈣鈾礦。瀝青鈾礦主要呈膠狀，多見(jiàn)葡萄狀、皮殼狀的顆粒，多分布于黃鐵礦周邊、附著于黏土礦物或碎屑顆粒的表面還有充填于碎屑顆粒的裂隙、孔隙中。

與鈾礦物伴生的金屬礦物主要是黃鐵礦。黃鐵礦明顯分為3組： 鈾含量較低的樣品中幾乎未發(fā)現(xiàn)完整晶型的黃鐵礦，在顯微鏡下觀察鈾礦物一般圍繞著不規(guī)則的小顆粒黃鐵礦產(chǎn)出（圖3a）；中等鈾含量的樣品其中的黃鐵礦主要以八面體組成的草莓狀集合體形式產(chǎn)出，其中見(jiàn)到一些黃鐵礦呈現(xiàn)不完全的立方體形態(tài)，有明顯的晶面臺(tái)階反映其晶體的生長(zhǎng)情況，鈾礦物多圍繞黃鐵礦顆粒產(chǎn)出（圖3b）；高品位樣品中的黃鐵礦主要以立方體狀為主，見(jiàn)五角十二面體黃鐵礦，鈾礦物產(chǎn)于黃鐵礦顆粒邊緣縫隙中（圖3c）。其成因有二： 一是溶液中的Fe3＋和U6＋先后被還原，形成FeS2和UO2，但在Eh 值降低過(guò)程中Fe3＋總是先于U6＋還原沉淀［10］，故后沉淀的UO2常圍繞新生的FeS2分布；二是在有氧的介質(zhì)中因FeS2表面優(yōu)先被針鐵礦化、水針鐵礦化而失去還原能力［17］，先期富集的鈾礦物微粒經(jīng)機(jī)械搬運(yùn)沉積在大顆粒黃鐵礦晶體附近。

圖3 哈達(dá)圖礦石掃描電鏡、能譜分析圖Fig.3 Scanning electron microscope image and energy spectrum of ores in Hadatu uranium deposit

哈達(dá)圖礦床鈾礦物存在兩種鈾賦存狀態(tài)，第一種鈾礦物為普遍含P、Ca 等雜質(zhì)的瀝青鈾礦（圖3e、f），為早期鈾成礦的產(chǎn)物，形成層狀、板狀鈾礦體；第二種為呈鮞粒狀附在早期鈾礦物表面，形成純凈的瀝青鈾礦（圖3e、g）。

與鈾礦物共伴生的礦物還見(jiàn)有雄黃、五角十二面體黃鐵礦、針柱狀石膏等表征中低溫?zé)嵋旱牡V物（圖3d），說(shuō)明該礦床在經(jīng)歷氧化還原作用的前提下，曾遭受了中低溫?zé)嵋焊脑熳饔谩?/p>

2 成礦環(huán)境地球化學(xué)特征

本文將哈達(dá)圖礦床內(nèi)褐黃色、亮黃色、黃色砂體確定為強(qiáng)氧化帶，淺黃色、淡黃色、斑點(diǎn)黃色砂體確定為弱氧化帶，灰白色、淺灰色砂體確定為鈾增高帶，將灰色砂體確定為正常礦石帶，暗灰色、灰黑色砂體確定為富礦石帶，灰色、灰綠色砂體確定為原生帶。不同蝕變帶內(nèi)微量元素、還原容量元素、酸堿度、氧化還原能力、鐵氧化物、黏土含量等地球化學(xué)特征呈現(xiàn)規(guī)律性變化（表1）。

2.1 微量元素特征

利用微量元素不同特點(diǎn)對(duì)各種巖石所處沉積微相、水動(dòng)力環(huán)境等進(jìn)行識(shí)別。

1） Sr/Ba

根據(jù)Sr/Ba 值判別沉積介質(zhì)環(huán)境，一般淡水沉積相中Sr/Ba 值＞1，半咸水相為1～0.6，微咸水相為＜0.6［12］。哈達(dá)圖礦石屬微咸水范圍，Sr/Ba 值為0.27。

表1 哈達(dá)圖鈾礦床蝕變帶內(nèi)礦物-地球化學(xué)特性表Table 1 Geochemical characteristics of mineral in the alteration zone of Hadatu uranium deposit

2） V/（V＋Ni）

V 在氧化環(huán)境被吸附富集，Ni 則在還原環(huán)境更易富集。V/（V＋Ni）＞0.82，反映水體分層及底層水體出現(xiàn)H2S 的厭氧環(huán)境；0.56～0.82 中等比值范圍，反映其水體分層不強(qiáng)的厭氧環(huán)境；＜0.56，反映水體未分層的弱氧化環(huán)境。哈達(dá)圖V/（V＋Ni）＝0.43，說(shuō)明礦床處于未分層的弱氧化環(huán)境。

2.2 主量元素特征

主量元素中的鐵氧化特征能夠表征巖石沉積及其后期經(jīng)歷的氧化還原環(huán)境，Al2O3、CaO 的含量來(lái)表征黏土含量。

1） 鐵氧化物

在砂巖型鈾礦研究中可用鐵氧化物含量作為地球化學(xué)環(huán)境的標(biāo)志［13］。哈達(dá)圖強(qiáng)氧化帶內(nèi)FeO 含量為0.73%，F(xiàn)e3＋/Fe2＋達(dá)5.44，說(shuō)明氧化程度高，二價(jià)鐵大都被氧化為三價(jià)鐵；弱氧化帶FeO 含量為0.62%，F(xiàn)e3＋/Fe2＋為1.55，說(shuō)明氧化程度較高，二價(jià)鐵部分氧化為三價(jià)鐵；鈾增高帶和正常鈾成礦帶FeO 含量為0.73%～0.77%，F(xiàn)e3＋/Fe2＋為0.81～0.82，說(shuō)明氧化程度降低，還原能力增高；富礦石帶FeO 含量為1.16%，F(xiàn)e3＋/Fe2＋為0.77，說(shuō)明二價(jià)鐵相對(duì)富集，還原能力進(jìn)一步增高；原生帶FeO 含量為0.60%、Fe2＋/Fe3＋為0.97，說(shuō)明處于還原能環(huán)境，二價(jià)鐵含量趨于正常。

2） Al2O3＋CaO 的含量

在砂巖型鈾礦石分析中，常用Al2O3＋CaO 的含量來(lái)反應(yīng)黏土含量特征［14］。哈達(dá)圖礦床中強(qiáng)氧化帶－弱氧化帶中Al2O3為8.65%～8.82%，CaO 為0.42%～0.43%，Al2O3＋CaO 含量為9.07%～9.25%，含量較少；鈾增高帶－正常礦帶Al2O3、CaO 含量較高，Al2O3為9.34%～9.53%，CaO 為0.47%～0.52%，Al2O3＋CaO含量為9.81%～10.05%，說(shuō)明黏土的吸附作用對(duì)鈾正常富集具較大作用；富礦石帶Al2O3、CaO 含量較低，Al2O3為8.50%，CaO 為0.44%，Al2O3＋CaO 含量為8.94%，與強(qiáng)氧化帶相當(dāng)，說(shuō)明鈾超常富集中黏土的吸附作用較弱；原生帶Al2O3、CaO 含量最低，Al2O3為7.82%，CaO 為0.33%，Al2O3＋CaO 含量為8.15%，說(shuō)明巖石未經(jīng)歷后生改造。

2.3 還原容量特征

砂巖型鈾礦中還原容量可用有機(jī)碳含量、油氣（烴類氣體）、ΔEh（氧化還原能力）等來(lái)表示。

1） 有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)

有機(jī)物質(zhì)對(duì)鈾的富集主要因素是還原作用、吸附作用和形成有機(jī)化合物的化學(xué)反應(yīng)［7］。哈達(dá)圖礦床有機(jī)碳含量在富礦石帶最大，達(dá)4.78%，燒失量為7.37%，遠(yuǎn)高于典型層間氧化帶中礦石帶中各相應(yīng)要素的含量，表明富礦石帶具有強(qiáng)烈的還原能力；鈾增高帶－正常礦帶有機(jī)碳含量次之，為0.21%～0.28%，與正常氧化還原過(guò)渡帶含量相當(dāng)［14］；強(qiáng)氧化帶－弱氧化帶有機(jī)碳含量最小，僅為0.03%；原生帶有機(jī)碳含量較穩(wěn)定，為0.18%。

2） 油氣（烴類氣體）

油氣參與鈾成礦作用主要體現(xiàn)在H2S、CH4、H2的還原作用上。哈達(dá)圖礦床氧化帶至礦石帶油氣含量呈現(xiàn)均一性，CH4含量為105～466 μL·kg-1；富礦石帶油氣含量反而降低至43 μL·kg-1，酸解烴含量不具分帶性，說(shuō)明礦石未曾遭受或遭受極弱的油氣還原作用，礦床的成因可能與油氣還原作用無(wú)關(guān)。

3） ΔEh（氧化還原能力）

氧化還原電位（ΔEh）能較好地反映巖石的氧化還原能力，ΔEh 值越高，表明巖石的氧化還原能力越強(qiáng)。哈達(dá)圖礦床從強(qiáng)氧化帶—弱氧化帶—鈾增高帶—鈾礦石帶—富礦石帶氧化還原電位（ΔEh）逐漸增高，由強(qiáng)氧化帶的5.77 mV 上升至108.78 mV，二者之間相差近20 倍，一般氧化還原過(guò)渡與氧化帶相差2～3 倍［14］。這么強(qiáng)烈的地球化學(xué)障是哈達(dá)圖超強(qiáng)富集的原因之一。

2.4 酸堿度特征

從氧化帶至原生帶，一般典型砂巖鈾礦具有堿-中性（或弱酸）-堿的分帶性［15］。哈達(dá)圖礦床在氧化帶亦具有弱堿性特征，pH 值為8.79～9.11；鈾增高帶－正常鈾礦石帶具弱酸性特征，pH 值為6.75；但在富礦石帶呈酸性，且品位越高，pH 值越低，最低至3.12。這與層間氧化帶砂巖型鈾成礦共識(shí)pH 值＞8 或者pH 值＜4.5 的堿性或者酸性介質(zhì)是鈾遷移的最有利條件相矛盾［13］，說(shuō)明哈達(dá)圖礦床富礦石可能具深部油氣或熱水參與作用。

2.5 共伴生元素特征

哈達(dá)圖礦床鈾增高帶－正常礦石帶中共伴生元素主要有V、Mo、Re，與典型砂巖型鈾礦床一致（表2）。但是，在哈達(dá)圖礦床中U 含量大于500×10-6的富礦石中Re 含量最高達(dá)96.20×10-6，平均含量達(dá)9.56×10-6，達(dá)綜合利用價(jià)值。其成因可能與深部油氣或熱水作用有關(guān)。

表2 二連盆地典型鈾礦床礦石中U、Re 含量分析對(duì)比表Table 2 Uranium and rhenium content in ores of the typical uranium deposits in Erlian Basin

3 流體包裹體特征

圖4 哈達(dá)圖鈾礦床不同品級(jí)礦石均一溫度與頻數(shù)直方圖Fig.4 Histogram of homogeneous temperature of different grade ore in Hadatu uranium deposit

通過(guò)哈達(dá)圖礦石中石英顆粒內(nèi)部的富液鹽水包裹體分析表明，本礦床包裹體均一溫度為65～175℃，鹽度為1.5%～10.5%（NaCl），說(shuō)明溫度和鹽度變化范圍較大。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，品位小于0.05%礦石包裹體的均一溫度主要集中于75～100℃，鹽度為6.0%～8.0%（NaCl）；品位大于0.05%礦石包裹體的均一溫度主要集中于100～125℃，鹽度為分為兩個(gè)區(qū)間，即2.0%～6.0%（NaCl） 和8.0%～10.5%（NaCl），說(shuō)明高品位礦石經(jīng)歷了熱水疊加改造作用（圖4、5）。

圖5 哈達(dá)圖鈾礦床不同品級(jí)礦石包裹體均一溫度與鹽度關(guān)系圖Fig.5 Relation of homogeneous temperature to the salinity of inclusions in different grade ore of Hadatu uranium deposit

單個(gè)包裹體液相成分主要為H2O，其次為CO2，含少量CH4，一般不含SO2和C2＋；單個(gè)包裹體氣相成分主要以CO2為主，其次為O2和H2S，所有包裹體氣相中均不含SO2和C2＋。包裹體成分中較高含量的H2S 表明，鈾成礦時(shí)古流體具有較強(qiáng)的還原性，為鈾的沉淀、富集提供了有利的成礦介質(zhì)環(huán)境條件；包裹體成分中較高含量的CO2與含礦砂巖中高含量碳酸鹽膠結(jié)物的現(xiàn)象暗示了流體中的CO2及其轉(zhuǎn)化的參與了哈達(dá)圖礦床鈾的遷移與沉淀作用。

4 同位素特征

通過(guò)礦石中黃鐵礦S 同位素測(cè)試顯示，黃鐵礦的δ34S 介于－45.0‰～5.0‰，表明本區(qū)黃鐵礦中的硫應(yīng)該來(lái)自細(xì)菌硫酸鹽還原作用，是在溫度≤50 ℃的相對(duì)開(kāi)放環(huán)境下，硫酸根離子的供給速率高于被還原的速率形成的。硫源主要是地表淡水的硫酸鹽，表明地表滲入氧化作用強(qiáng)，鈾礦體正在遭受破壞，且礦化品位與δ34S 呈反比，說(shuō)明富礦體經(jīng)歷過(guò)多期氧化還原鈾成礦作用（圖6）。方解石膠結(jié)物的C、O 同位素測(cè)試結(jié)果表明，C 同位素（δ13CPDB值為－9.5‰～－0.8‰） 屬生物、海相碳酸鹽復(fù)成因，反映了碳酸鹽膠結(jié)物中的碳與生物成因有關(guān)；δ18OPDB值 為－13.8‰～－8.9‰、δ18OSMOW值為17.8‰～23.9‰，說(shuō)明鈾成礦與有機(jī)質(zhì)氧化作用和脫羥基作用有關(guān)。

綜合本區(qū)C、S 同位素的分布特征以及草莓狀黃鐵礦的產(chǎn)出，認(rèn)為哈達(dá)圖礦床鈾成礦全程有微生物的參與。喜氧菌在氧化帶的地下水中較為活躍，氧化帶砂巖中的金屬硫化物在喜氧菌的作用下被氧化為硫酸，使地下水的Eh 值升高，pH 值降低。此時(shí)，巖石中的U4＋轉(zhuǎn)變?yōu)檩^為活躍的U6＋隨地下水進(jìn)行遷移。當(dāng)遷移至氧化帶前鋒，地下水隨著遷移距離的增加及自身含氧量的降低，使得地層由富氧環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)槿毖醐h(huán)境，厭氧菌開(kāi)始大量繁殖，在硫酸鹽還原菌（厭氧菌）的作用下，地層中的被還原為H2S 氣體及，pH 值隨之發(fā)生改變。與地層中的Ca2＋形成CaCO3沉淀。H2S 氣體具有很強(qiáng)的還原性，在其還原作用下，地下水中的Fe3＋被還原生成黃鐵礦，U6＋也被還原為U4＋沉淀，形成鈾礦物［16］。同時(shí)，pH 值的改變導(dǎo)致一部分水中的鈾酰離子被破壞，離解為或水解為UO2OH＋，被地層中的負(fù)膠體吸附（圖7）。

圖6 哈達(dá)圖鈾礦床不同品位礦石中硫同位素值分布范圍圖Fig.6 Distribution of sulfur isotope of different grade ores of Hadatu uranium deposit

圖7 哈達(dá)圖礦床微生物鈾富集機(jī)制示意圖Fig.7 Schematic diagram of microbial uranium enrichment mechanism for Hadatu uranium deposit

5 熱力學(xué)（T）及抬升史

磷灰石的裂變徑跡（FT）分析是沉積盆地構(gòu)造熱年代學(xué)研究的主要方法之一。本文通過(guò)哈達(dá)圖礦區(qū)北部的二連鹽池石炭系沉積巖和哈達(dá)圖礦區(qū)內(nèi)EZK800-2031 砂巖磷灰石裂變徑跡反演結(jié)果表明，哈達(dá)圖自70 Ma 開(kāi)始抬升，二連鹽池自35 Ma 才開(kāi)始隆升，從而形成南高北低構(gòu)造格局。35 Ma 以來(lái)，二連鹽池快速隆升，至20 Ma 構(gòu)造反轉(zhuǎn)，形成北高南低構(gòu)造格局。這次地貌的翹翹板運(yùn)動(dòng)，對(duì)哈達(dá)圖礦床多期次滲入氧化作用奠定了構(gòu)造－地貌基礎(chǔ)水動(dòng)力條件［17-18］（圖8）。

圖8 齊哈日格圖和二連鹽池代表性磷灰石裂變徑跡模擬的時(shí)間-溫度曲線圖Fig.8 Time-temperature relation derived from apatite fission track for Qiharigetu and salt pond in Erlian Basin

地震平衡剖面法是重塑盆地沉積充填史的有效手段。本文通過(guò)哈達(dá)圖礦區(qū)L12-1 地震剖面開(kāi)展平衡剖面恢復(fù)表明，早白堊世阿爾善期—騰格爾期（138～121 Ma），在前白堊系基底之上形成斷陷盆地；早白堊世賽漢早期（121～113 Ma），進(jìn)入斷-坳轉(zhuǎn)換期，盆地內(nèi)僅有少量正斷層活動(dòng)［19］；早白堊世賽漢二期早期（K1s2-1），全面進(jìn)入坳陷階段，沉積的K1s2-1范圍遠(yuǎn)超過(guò)斷陷期，表現(xiàn)為典型的“牛頭”狀；在早白堊世賽漢二期中期（K1s2-2），開(kāi)始出現(xiàn)區(qū)域的擠壓應(yīng)力，發(fā)生構(gòu)造正反轉(zhuǎn)，表現(xiàn)為早期沉積的K1s2發(fā)生明顯的褶皺，在剖面中部形成一背斜構(gòu)造，形成有利的泛連通河道砂體；早白堊世賽漢二期晚期（K1s2-3），在短暫的擠壓環(huán)境下恢復(fù)了區(qū)域熱沉降，在之前的背斜構(gòu)造兩翼形成負(fù)地形，繼續(xù)沉積，并且背斜核部被剝蝕，剝蝕量約100～300 m，有利于古潛水氧化成礦作用發(fā)育；晚白堊世二連期，區(qū)內(nèi)繼承性沉積了K2e，并在K1s2變形的背斜出現(xiàn)明顯削截，為角度不整合，有利于潛水－層間氧化成礦作用發(fā)育，其余區(qū)域均為整合接觸；進(jìn)入新生代以后，差異升降，構(gòu)造地貌反轉(zhuǎn)對(duì)鈾成礦產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響（圖9）。

6 同位素年代學(xué)特征

二連盆地砂巖型鈾礦主成礦年齡主要集中在古近紀(jì)［10，20］（表3），與K2e/E2y 角度不整合密切相關(guān)［10］。本文通過(guò)采集分析哈達(dá)圖礦床低品位（小于0.05%）礦石U-Pb 同位素組成，獲得（62.4±1.1）Ma 和（48.3±5.1）Ma 兩期鈾成礦年齡，與二連盆地砂巖型鈾礦主成礦年齡相當(dāng)；分析高品位（大于0.1%）礦石中瀝青鈾礦單礦物U-Pb 同位素組成，得出16.0～3.2 Ma成礦年齡（表4），與哈達(dá)圖與二連鹽池地區(qū)構(gòu)造地貌反轉(zhuǎn)（20 Ma）和阿巴嘎旗玄武巖噴發(fā)（15.0～0.16 Ma）密切相關(guān)［21］，說(shuō)明哈達(dá)圖礦床年齡具多期多階段性，主成礦期為晚白堊世—始新世；疊加改造期為漸新世—中新世，由于構(gòu)造地貌反轉(zhuǎn)，造成成礦作用方向反轉(zhuǎn)；同時(shí)由于玄武巖噴發(fā)，地?zé)崽荻仍黾?，深部熱水上涌，?duì)早期形成的鈾礦體進(jìn)行疊加改造。

圖9 哈達(dá)圖礦區(qū)L12-1 地震測(cè)線構(gòu)造演化剖面圖Fig.9 Structural evolution of seismic Profile L12-1 in Hadatu deposit

表3 二連盆地砂巖型鈾礦的成礦年齡Table 3 Metallogenic age of the sandstone-type uranium deposits in Erlian Basin

表4 二連盆地哈達(dá)圖鈾礦床瀝青鈾礦表觀年齡一覽表Table 4 Apparent age of pitchblende in the Hadatu deposit，Erlian Basin

7 結(jié)論

1） 哈達(dá)圖鈾礦床具礦化品位高、礦體呈板狀、連續(xù)性好、規(guī)模大等特征；鈾礦物以瀝青鈾礦為主，且存在兩期，早期呈層狀含P、Ca 等雜質(zhì)為特征，晚期呈鮞粒狀純凈的瀝青鈾礦附在早期層狀瀝青鈾礦表面。

2） 通過(guò)哈達(dá)圖礦床主量元素、微量元素、還原容量、氧化還原能力ΔEh、酸堿度pH 值、共伴生元素等成礦環(huán)境參數(shù)分析表明，哈達(dá)圖礦床低品位（＜0.05%）礦石的成礦環(huán)境參數(shù)特征與巴彥烏拉礦床相似；但高品位（＞0.05%）礦石與強(qiáng)氧化還原能力ΔEh、中強(qiáng)酸、富Re 等密切相關(guān)，說(shuō)明與深部流體參與疊加成礦作用有關(guān)。

3） 基于流體包裹體分析，液相成分主要為H2O，其次為CO2，氣相成分主要以CO2為主，其次為O2和H2S，表明鈾成礦時(shí)古流體具有較強(qiáng)的還原性，流體中的CO2及其轉(zhuǎn)化的參與了哈達(dá)圖礦床鈾的遷移與沉淀作用；包裹體均一溫度為65～175 ℃，鹽度為1.5%～10.5%（NaCl），但品位小于0.05%礦石包裹體為地溫梯度內(nèi)的正常溫度和鹽度；品位大于0.05%礦石包裹體均一溫度顯示低溫?zé)嵋禾攸c(diǎn)，鹽度分化為兩極，說(shuō)明高品位礦石經(jīng)歷了熱水疊加改造作用。

4） 通過(guò)同位素年代學(xué)和熱力學(xué)及抬升史分析，認(rèn)為哈達(dá)圖礦床具多期多階段成礦特點(diǎn)。其中，預(yù)富集階段（105～70 Ma）與賽漢組上段沉積后發(fā)生的構(gòu)造正反轉(zhuǎn)形成褶皺有關(guān)；主要成礦期（70～35 Ma）與哈達(dá)圖70 Ma快速抬升形成K2e/E2y 角度不整合密切相關(guān)；疊加改造期（16.0～3.2 Ma）與構(gòu)造地貌反轉(zhuǎn)和玄武巖噴發(fā)密切相關(guān)。

5） 通過(guò)礦石中C、S 同位素分析表明，哈達(dá)圖礦床在硫酸鹽還原菌（厭氧菌）的作用下，地層中的被還原為H2S 氣體及，促使鈾沉淀富集；同時(shí)pH 值降低，導(dǎo)致一部分水中的鈾酰離子被破壞，離解為或水解為UO2OH＋，被地層中的負(fù)膠體吸附富集。