吐哈盆地十紅鈾礦床北帶西段侏羅系中統西山窯組層間氧化帶地球化學特征分析

王德鵬　武正乾　曹雷

摘要：通過十紅灘北礦帶地球化學剖面研究，該區地球化學分帶明顯，依次可分為完全氧化亞帶、不完全氧化亞帶、氧化一還原過渡帶（鈾礦石亞帶、鈾擴散暈亞帶）及原生巖石帶。各種元素在不同亞帶具有不同的富集和分配規律，而工業鈾礦化主要形成于氧化一還原過渡帶。提出在找礦過程中應該進一步加強巖石地球化學研究，探尋不同巖性段層間氧化帶前鋒線位置，指導十紅灘鈾礦找礦工程部署。

關鍵詞：十紅灘鈾礦床；層間氧化帶；地球化學

1.區域氧化帶基本特征

吐哈盆地西南緣侏羅系后生氧化作用以潛水氧化作用和層間氧化作用兩種形式存在，分別形成潛水氧化帶和層間氧化帶。其東西分布范圍超過100km，埋深最大400余米。潛水氧化帶在潛水面附近常有鈾異常出現，但僅部分達到工業鈾礦化品位，而層間氧化帶前鋒線附近巖石鈾含量常達到工業鈾礦化品位，是礦區主要的控礦部位。

2.西山窯組（J₂x）層間氧化帶發育特征

吐哈盆地西南緣侏羅系中統西山窯組（J₂X）層問氧化帶沿覺羅塔格山北麓呈近東西向呈帶狀分布，西起蘇巴什，東至迪坎兒，東西延伸約100km。由下至上主要發育11層層問氧化帶，主要分布在侏羅系中統西山窯組（J₂X）的四個巖性段中。

平面上層間氧化帶呈帶狀分布，其前鋒線總體呈緩波形、蛇曲形，局部地段呈港灣狀。由南向北依次分布有西山窯組第一巖性段層問氧化帶前鋒線，第二巖性段層間氧化帶前鋒線和第三巖性段層間氧化帶前鋒線（圖1）。

剖面上層間氧化帶為呈鐮刀狀、斷瓦狀或迭瓦狀的舌狀體，埋深50m～300m，最深達400余米，由南向北逐漸加深，東西向層間氧化帶埋深變化不大。

3.十紅灘鈾礦床北礦帶西段層間氧化帶地球化學特征

根據十紅灘鈾礦床北帶西段層間氧化帶發育特征、礦體空間展布特征及鉆探工程控制程度等，自西向東選擇了19、39線兩條剖面進行層問氧化帶地球化學特征研究。

3.1十紅灘鈾礦床北礦帶19號線剖面層間氧化帶地球化學特征

該線位于礦床北帶西部，層問氧化帶劃分出完全氧化亞帶、不完全氧化亞帶、氧化一還原過渡帶（鈾礦石亞帶、鈾擴散暈亞帶）和原生巖石帶4個亞帶，各亞帶巖石中的元素含量也存在明顯的變化規律（表1、表2）。

U分布于不完全氧化亞帶，原生巖石帶中含量較低，在鈾礦石亞帶中含量最高。其中完全氧化巖石帶中含量最低，僅為5.50×10^-6；在鈾礦石亞帶中最高，達165.28×10^-6。Th在各亞帶中含量變化不大。

伴生元素在各亞帶中含量的變化規律明顯：Se在原生巖石帶中最低，在不完全氧化亞帶和鈾礦石亞帶中含量較高，其峰值出現在鈾礦石亞帶部位，最高達64.48×10^-6；Re變化趨勢與鈾變化趨勢相同，完全氧化亞帶和原生巖石帶中含量較低，在鈾礦石亞帶中含量較高，峰值達0.67×10^-6；Mo在鈾礦石亞帶中出現峰值；sc在各亞帶中含量變化不大，僅在還原帶中略有偏高；V在各亞帶中分布無明顯規律。∑S（總硫）、TOC（有機碳）這些對氧化一還原環境較為敏感的元素，在各亞帶中的分布具有明顯的規律性，在不完全氧化亞帶中∑s（總硫）、TOC（有機碳）含量較低，其中TOC（有機碳）含量變化較大；TOC（有機碳）在鈾礦石亞帶中含量最高達0.47%，∑S（總硫）較高為0.65%；TOC（有機碳）在原生巖石帶中偏高為0.055%，∑S（總硫）最高達1.09%；∑Fe（總鐵）在各亞帶中含量變化不大，在1.16%～2.02%之間波動，無明顯變化規律，而Fe³⁺/Fe²⁺較為特殊，在不完全氧化亞帶和鈾礦石亞帶較高，為2.03～6.61，在原生巖石帶最低為0.40，這可能與樣品局限性有關。

C02在各亞帶中具有明顯的分布規律，在不完全氧化亞帶中含量最低，鈾礦石亞帶中最高，達3.83%，原生巖石帶中的CO₂含量介于不完全氧化亞帶與鈾礦石亞帶之間，為2.96%，其峰值位于鈾礦石亞帶接近不完全氧化亞帶部位。說明鈾礦石亞帶中有碳酸巖的富集現象。

3.2十紅灘鈾礦床北帶39號線剖面層間氧化帶地球化學特征

位于礦床北帶中部，屬J₂x^3-1層問氧化帶，層間氧化帶劃分出不完全氧化亞帶、鈾礦石亞帶、原生巖石帶3個亞帶，各亞帶巖石中的元素含量也存在明顯的變化規律（表3、表4、圖2）。

U在不完全氧化亞帶，原生巖石帶中含量較低，在鈾礦石亞帶中含量最高。其中在原生巖石帶

中含量最低，僅為3.50×10^-6，在鈾礦石亞帶中最高達177.50×10^-6。Th在各亞帶中含量變化不大。

伴生元素在各亞帶中含量的變化規律明顯：Se在原生巖石帶中最低，在不完全氧化亞帶和鈾礦石亞帶中含量較高，其峰值出現在不完全氧化亞帶前端，接近氧化帶前峰線部位，最高達33.13×10^-66；Mo變化趨勢與鈾相同，在不完全氧化亞帶和原生巖石帶中含量較低，在鈾礦石亞帶中含量較高，達1.30×10^-6；Re、Sc在各亞帶中含量變化不大，僅在氧化一還原過渡帶中略有增高；V在各亞帶中分布無明顯規律。

Fe、∑S（總硫）、TOC（有機碳）這些對氧化一還原環境較為敏感的元素，在各亞帶中的分布具有明顯的規律性。在不完全氧化亞帶中鐵主要以二價鐵與三價鐵共存形式存在，Fe³⁺/Fe²⁺一般1.10～2.22，∑S（總硫）、TOC（有機碳）含一較低，其中TOC（有機碳）含量變化較大；在鈾礦石亞帶中，Fe³⁺/Fe²⁺略低，一般為0.80～1.54，TOC（有機碳）、∑S（總硫）含量最高，達0.20%和0.29%；在原生巖石帶中Fe³⁺/Fe²⁺最低，僅為0.24，TOC（有機碳）、∑S（總硫）含量略低，分別為0.05%和0.17%；∑Fe（總鐵）在各亞帶中含量變化不大，在1.14%～1.94%之間波動，無明顯變化規律。

C02在各亞帶中具有明顯的分布規律，在不完全氧化亞帶中含量最低，鈾礦石亞帶中最高達4.09%，原生巖石帶中的C02含量介于不完全氧化亞帶與鈾礦石亞帶之間，為0.37%，其峰值位于鈾礦石亞帶接近不完全氧化亞帶部位。說明鈾礦石亞帶中有碳酸巖的富集現象。

4.結論

（1）十紅灘鈾礦床北帶含礦層間氧化帶據有明顯的分帶性，可劃分為完全氧化亞帶、不完全氧化亞帶、鈾礦石亞帶、鈾擴散暈亞帶和原生巖石帶。其中鈾礦石亞帶與鈾擴散暈亞帶礦物組合較為相似，一般與鈾礦石亞帶歸并做為鈾礦石及鈾擴散暈亞帶（圖3）。

（2）各亞帶中的礦物組合各不相同。完全氧化亞帶主要為褐鐵礦-赤鐵礦-水針鐵礦礦物組合；不完全氧化亞帶主要為褐鐵礦-赤鐵礦-水針鐵礦-綠泥石-碳屑礦物、物質組合，水針鐵礦常保留黃鐵礦晶形假象；鈾礦石及鈾擴散暈亞帶主要以黃鐵礦-綠泥石-鈾礦物（瀝青鈾礦、鈾石）-炭屑礦物、物質組合，個別見赤鐵礦；原生巖石帶主要為黃鐵礦-綠泥石-炭屑礦物組合。

（3）各亞帶的巖石地球化學特征也有明顯差異。鈾在完全氧化亞帶、不完全氧化亞帶和原生巖石帶中含量較低，而在鈾礦石亞帶和鈾擴散暈亞帶中含量較高。