巴音戈壁盆地因格井地區鈾成礦條件分析

王俊林

摘要：本文通過對因格井地區鈾源、構造、古氣候、地下水等條件方面的分析，認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的鈾礦勘查的關鍵，并指出本區鈾礦勘查的工作方向。

關鍵詞：因格井；巴音戈壁組上段；鈾成礦條件

1. 地質概況

巴音戈壁盆地是我國北方一個中新生代盆地，由多個隆起和坳陷組成的“隆拗相間”的構造格局（圖1），其中因格井地區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成，其中二疊紀、志留紀花崗巖及二疊紀花崗閃長巖所占比例大于80%。沉積蓋層發育有侏羅系、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，下白堊統分為巴音戈壁組上、下段。

2. 含鈾層位地質特征

下白堊統巴音戈壁組上段為區內的主要含鈾層位，是一套扇三角洲——湖泊相沉積。據鉆孔測井曲線、巖石組合等特征，巴音戈壁組上段可進一步分為下（K1b2-1）、中（K1b2 -2）、上（K1b2-3）三個巖段（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，在區內具有唯一的（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、滑塌構造，扇三角洲相中前緣亞相不發育，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。說明此時研究區內表現為欠補償性沉積，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，多發育水平層理，扇三角洲相前緣亞相非常發育，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。說明此時研究區內地質環境相對穩定，碎屑物沉積速度適中，分異較好。據區內典型礦床資料，鈾礦化主要產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巖，扇三角洲相前緣亞相發育較差，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。說明此時研究區內湖泊進入萎縮階段，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可提供富鈾的物源供給，使地層鈾含量整體較高，達到鈾的預富集目的；巴音戈壁組上段沉積后，富鈾的花崗巖巖體也保證了區內鈾源的供給。

（2）構造運動對鈾礦化的影響

構造運動使研究區形成一系列斷陷湖（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入，也使研究區北部的巖漿巖區始終處于隆起狀態，有利于風化剝蝕作用進行，有利于鈾的活化遷移。

（3）古氣候對鈾礦化的影響

目的層沉積時，為干旱、濕熱交替出現的古氣候（焦養泉等，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，可在局部發育植被，為目的層貢獻一定的還原劑；早白堊世以來，研究區內一直以干旱、炎熱氣候為主，則有利于蝕源區鈾的活化、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，相變為湖相泥巖，且區內的構造多為擠壓性構造，導水性能較差，因此目的層內的地下水幾乎沒有徑流排泄渠道，只能依靠蒸發作用等向上的方式排泄，致使研究區內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，使早期預富集的鈾進一步活化、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育，只有第二巖段發育扇三角洲前緣亞相，扇三角洲前緣亞相特殊的地層結構對本區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，具備形成層間氧化帶型砂巖型鈾礦的必要條件——“泥—砂—泥”地層結構。

②目的層沉積時，古氣候環境以干旱炎熱為主，時有濕熱氣候波動，因而在地層中炭屑等有機質含量相對較低，砂巖中的還原劑不能完全滿足氧化——還原反應所需，泥巖中的有機碳的含量比砂巖要高（圖4），另外據聶逢君等人的研究，巴音戈壁組上段泥巖中發育大量隱晶質的黃鐵礦，因此巴音戈壁組上段的灰色泥巖有較強的還原能力，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有一定的吸附能力，對鈾的富集有積極作用。

4. 結論

（1）本區鈾源、構造、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的鈾礦勘查的關鍵。

（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：即隔水頂底板及提供還原劑，因此區內的鈾礦化主要產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。

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

參考文獻：

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

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

[3] 焦養泉等，巴音戈壁盆地塔木素地區含鈾巖系層序地層與沉積體系分析.中國地質大學（武漢），核工業二〇八大隊，2012.