可地浸砂巖型鈾礦的成礦水文地質條件分析

范文軍

（中陜核工業(yè)集團地質調查院有限公司，西安 710000）

可地浸砂巖型鈾礦的成礦鈾源通常來自兩個方面，一是富鈾地層或富鈾花崗巖體等構成的沉積盆地基底或蝕源區(qū)，二是沉積盆地內部的富鈾沉積地層。在成礦作用的過程中，通過氧化還原作用形成鈾礦體通常分為兩種情況，一種是在含有富氧離子的地下水長期徑流氧化改造后，將地層中處于還原狀態(tài)下固態(tài)的U4+礦物氧化成為游離狀態(tài)的U6+離子，并隨水體的運移在氧化還原過渡帶附近富集成礦，二是在富含有機質或還原烴類的地下水長期徑流還原改造后，將地層中處于游離狀態(tài)的U6+離子還原成為固態(tài)的U4+礦物，并在還原障附近富集成礦。因此，可地浸砂巖型鈾礦的成礦和水文地質有著密切關系。

1 準噶爾盆地北西地區(qū)水文地質背景

1.1 補給、徑流、排泄機制

1.1.1 補給區(qū)

該地區(qū)地下水以基巖裂隙水為主，主要通過大氣降水補給，部分降水通過自然蒸發(fā)和植物蒸騰作用排到大氣中，部分通過地表徑流匯聚成溪流。該地區(qū)有砂巖結構地層與地表河流直接或間接接觸，因此，部分補給也通過地表河流完成。

1.1.2 徑流區(qū)

該區(qū)域主要分布中新生代水文地質構造層，其地下水主要為層間孔隙水，局部存在構造裂隙水。地下水徑流區(qū)域主要集中在烏爾禾—夏孜蓋—迭倫山—福海一帶。這些水體通過地下徑流的方式，逐漸向盆地中心運移[1]。

1.1.3 排泄區(qū)

瑪納斯湖地區(qū)屬于沙漠，該區(qū)域的溫度較高，降雨少，蒸發(fā)快，相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，該地區(qū)的蒸發(fā)量能夠達到降水量的20倍，其為承壓水垂直向上運移的越流排泄區(qū)[2]。同時，該區(qū)域也存在層間承壓水，其沿著構造破碎帶、構造天窗，通過向上運移的方式排泄。

1.2 水文地質分區(qū)

依據(jù)水文地質特點，準噶爾盆地北西地區(qū)可以劃分為4個分區(qū)，分別為：扎伊爾—雪米斯坦山區(qū)、和什托洛蓋山間自流水盆地區(qū)、夏子街滲入型水文地質區(qū)和瑪納斯湖滲出型水文地質區(qū)，每個分區(qū)的水文環(huán)境各不相同。因此，在具體分析過程中，要依據(jù)實際情況進行，確保最終分析結果的合理性，從而實現(xiàn)對可地浸砂巖型鈾礦成礦機理的合理分析，為后續(xù)的開采等相應工作提供依據(jù)。

2 水文地球化學特征分析

2.1 潛水水化學特征

扎伊爾—雪米斯坦山西部，地勢較高，該區(qū)域的溫度較低，常年可見積雪，水化學類型主要為HCO3·SO4-Ca·Na、HCO3-Ca·Na 及 SO4·HCO3-Na·Ca型。山脈的東段地勢相對較低，氣候相對干旱，補給條件較差，補給來源主要為大氣降水。

2.2 承壓水水化學特征

和什托洛蓋盆地和克拉瑪依的含水層以侏羅系含水層為主，該區(qū)域的水質類型主要有為SO4-Na、HCO3-Na、Cl-Na型。在白堊系含水層中，水質的主要類型為Cl-Na，同時一些地段也發(fā)現(xiàn)了HCO3-Ca型。從該區(qū)域水化類型的實際變化情況來看，其從礦化度0.35 g/L的淡水，逐漸變?yōu)榈V化度達到43.3 g/L的鹵水。而通過對古近系和新近系含水層中礦化度的變化情況進行對比發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域由淡水逐轉變?yōu)橄趟?，礦化度也由最初的不到1.0 g/L，增加到超過19.0 g/L。通過分析，人們可以發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)的水質類型有三種，分別為HCO3-Na型、SO4-Na型、Cl-Na型[3]。

2.3 潛水放射性水化學特征

針對雪米斯坦基山和扎伊爾山地區(qū)的具體情況進行分析，并結合不同時期對該區(qū)域的放射性水化學調查分析，筆者最終發(fā)現(xiàn)了3個Rn異常（超過81.8～160.9 Bk/L）、5個U異常區(qū)（超過10.0×10-6g/L）。對該區(qū)域的盆地進行詳細分析，筆者發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域的地勢較低，同時該區(qū)域的蒸發(fā)作用比其他地區(qū)強烈，地下水補給不足，最終導致該區(qū)域潛水中的U含量要超過其他地區(qū)，通常處于3.0×10-6～10.0×10-6g/L。而對和布克河谷親水中的U含量進行分析，筆者發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域的U含量超過10.0×10-6g/L，最大值超過50.0×10-6g/L。和什托洛蓋凹陷北翼水也含有一定量的U，通過量測發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域U的含量超過10.0×10-6g/L，U含量高的區(qū)域，超過60.0×10-6g/L，此外，在瑪納斯湖、艾里克湖以百口泉區(qū)域，U含量也超過10.0×10-6g/L。

對整個區(qū)域的潛水進行分析發(fā)現(xiàn)，區(qū)域內的潛水大都為含氧水，同時該區(qū)域存在個別低洼、排水不暢的地段，該地段會存在微量的硫化氫氣體，含量不到0.10 mg/L。此外，水中還含有一定量的Fe2+離子和Fe3+離子，其中Fe3+離子的含量要比Fe2+的高[4]。

2.4 承壓水放射性水化學特征

侏羅系含水層中O的含量為0.2 mg/L，H2S的含量與O的含量相同，同時Fe3+離子的含量要大于Fe2+離子。通過對該區(qū)域水的酸堿性進行測量，筆者發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域水的pH值為8.2，呈堿性，U含量為0，推測位于還原帶[5]。對白堊系含水層進行分析可知，其含氧量為2.8～7.0 mg/L，而H2S的含量與侏羅系相比，則較為波動，并不集中，主要在0～0.3 mg/L浮動，pH值則在7.6～8.9，同時該含水層含有一定量的U，其含量處于1.8×10-6～21.3×10-6g/L。通過對新近系含水層和古近系含水層中的鉆孔資料進行分析可知，該區(qū)域存在含氧含鈾水[6]。

3 成礦水文地質條件分析

依據(jù)水文地質資料，按照補給來源，可以將氧化帶分為不同的類型，具體情況如下：

基巖裂隙水側向補給型層間氧化帶。該區(qū)域的氧化砂巖并未裸露在地表面，直接與基地巖石相接觸，層間水會受到基巖裂隙水補給。通過鉆探還發(fā)現(xiàn)了含油砂巖，并且該區(qū)域油氣十分發(fā)育，這對于層間氧化帶的發(fā)育來說較為不利。下部層位與排泄區(qū)域相比位置較遠，因此受油氣的影響相對較小，而發(fā)育深度與西部相比則更深[7]。

潛水補給型層間氧化帶。該類型層間氧化帶的主要特征是，氧化砂巖層與上覆松散堆積物呈直接接觸，含水量豐富。部分氧化砂巖層裸露于地表，直接接受大氣降水補給，補給來源相對單一，受季節(jié)特點影響較大[8]。通過分析可以發(fā)現(xiàn)該地區(qū)東部受油氣影響較小，西部地區(qū)受到的影響則較大。對該層間氧化帶的地下水成分進行檢測，水的含氧量較高。層間水可以接受潛水補給，整體結構相對來說比較穩(wěn)定，含氧量較高，為U的氧化遷移提供了前提條件。

4 結語

可地浸砂巖型鈾礦成礦會受到多方面因素的影響，水文地質條件是其中最為重要的影響因素。分清成礦時期是古水文地質環(huán)境還是現(xiàn)今的水文地質環(huán)境，或者是古今持續(xù)作用的水文地質環(huán)境，也是較難探明的控礦因素。由此可見，在分析可地浸砂巖型鈾礦的成礦條件時，人們一定要加強對水文地質條件的分析，掌握工作區(qū)水文地質控礦因素，同時完成對成礦前景的準確預測，促進行業(yè)的發(fā)展。

1 陳德榮，蘇遠東，趙恒兵，等.四川盆地可地浸砂巖型鈾礦區(qū)域成礦條件探討[J].四川地質學報，2013，33（1）：47-52.

2 王福東，魏顯珍.伊犁盆地南緣鈾成礦與水文地質條件研究[J].科學技術與工程，2015，15（4）：5-10.

3 權志高，宋 哲，傅成銘，等.柴達木盆地北緣地區(qū)砂巖型鈾礦成礦條件與成礦潛力[J].鈾礦地質，2014，30（3）：155-160.192.

4 鐘延秋，李 佳，姜麗娜，等.松遼盆地北部西斜坡地浸砂巖型鈾礦成礦條件分析[J].吉林地質，2010，29（3）：29-34.58.

5 權志高，徐高中.中國北西部地區(qū)砂巖型鈾礦含礦建造及找礦前景[J].地質學報，2012，86（2）：307-315.

6 王永和，焦養(yǎng)泉，吳立群.從鈾成礦條件分析西北地區(qū)砂巖型鈾礦找礦[J].西北地質，2007，（1）：72-82.

7 楊海波，鐘延秋.松遼盆地東北隆起區(qū)砂巖型鈾礦成礦條件分析[J].地質與資源，2011，（5）：332-338.

8 梁永新，劉 洋.西準噶爾白楊河地區(qū)砂巖型鈾礦成礦條件分析[J].西部資源，2016，（5）：68-69.