二連盆地馬尼特坳陷巴潤地段鈾成礦特征

陳霜　王文旭　彭云彪　黃鏘俯

摘要：二連盆地是在海西運動所形成的興蒙弧形造山帶東翼內(nèi)側(cè)所發(fā)育的斷陷盆地，是中國重要的含油氣和含煤盆地，也是鈾礦的主要賦存盆地。馬尼特坳陷巴潤地段位于二連盆地中部，是二連盆地最主要的產(chǎn)鈾地段之一。筆者通過分析巴潤地段的構(gòu)造特征、地層特征、沉積相特征，研究其地質(zhì)、地球物理特性，總結(jié)了巴潤地段鈾成礦控制因素、鈾成礦特征、礦體特征，為今后二連盆地古河谷砂巖型鈾礦找礦提供了方向。

關(guān)鍵詞：馬尼特坳陷；古河谷型；賽漢組；鈾成礦作用

1.前言

二連盆地位于內(nèi)蒙古的中北部邊陲，是在天山一興蒙華力西褶皺系基礎(chǔ)上發(fā)育的中新生代內(nèi)陸盆地。馬尼特坳陷位于二連盆地中部，是一個大型的次級坳陷，呈北東向展布，是二連盆地最主要的鈾礦賦存坳陷之一。研究區(qū)巴潤地段位于馬尼特坳陷西部的塔北次級凹陷西段。巴潤地段所處的巴彥烏拉鈾礦床，是典型的古河谷砂巖型鈾礦床，具有礦冶開發(fā)成本低和綠色環(huán)保的優(yōu)勢，因此，對巴潤地段進行成礦特征分析，對于以后的找礦工作和礦冶開發(fā)具有較好的指導意義。

2.地質(zhì)特征

坳陷蝕源區(qū)主要由上元古界、上古生界和海西期花崗巖組成，鈾源豐富。賽漢組、二連組為河流相和三角洲相沉積，河道砂體發(fā)育，巖性主要為成熟度低、富含有機質(zhì)和黃鐵礦等還原性介質(zhì)的灰色碎屑巖，是鈾礦的主要賦存場所。

2.1殘留體特征

二連盆地在整個發(fā)展演化的過程中，由于構(gòu)造的差異性和多期性，在一定程度上限制了產(chǎn)鈾能力。成礦板塊構(gòu)造背景由于地層隆起或坳陷揭示了不同的構(gòu)造背景。巴潤地段賽漢組上段底板形態(tài)也反映了河谷型盆地特征，研究發(fā)現(xiàn)古近系殘留厚度分布存在如下規(guī)律：巴潤地段的古近系厚度等值線大體呈南西一北東向蛇曲展布。走向上，在南西部厚度值大（50m～70m），往北東方向地層厚度值減小（20m～50m）；傾向上，北西部地層厚度值小，向南部加大，在南東邊部地層厚度值較小，與古近系沉積時期北西部抬升幅度強于南東部有關(guān)。

2.2地層特征

巴潤地段分布在塔北凹陷西部，目的層的展布與其底板形態(tài)基本一致，地層厚度較大處正好與底板相對低凹處相吻合，說明賽漢組上段古河谷主要沿地勢相對低凹處發(fā)基金項目：中國核工業(yè)地質(zhì)局項目（編號：201602-01）資助。育。礦體主要在南部50m～80m的地層厚度范圍均有分布，從傾向上看，礦體主要分布在地層厚度相對較大的部位。巴潤地段賽漢組上段地層的沉積中心主要位于中部偏南方向，呈帶狀展布，向東方向延伸變淺。

23沉積相特征

巴潤地段賽漢組上段含礦含水層砂體和頂部的泛濫沉積的泥巖、下伏的賽漢組下段的湖相泥巖構(gòu)成穩(wěn)定的“泥-砂-泥”結(jié)構(gòu)。對目的層進行成因標志分析，大部分鉆孔具有典型的辮狀河特征。

以BZK479-171孔為例，其賽漢組上段辮狀河發(fā)育的成因相組合類型較全（圖1），其中Psl小層序主要為河道邊緣組合，Ps2小層序主要為砂-礫質(zhì)辮狀河道充填，局部發(fā)育泛濫平原及河道邊緣沉積，Ps3小層序為泛濫平原沉積。在河道邊緣組合中可識別出具有灰色帶黃斑的粉砂巖、泥巖夾砂巖的細粒沉積，河道充填組合主要為砂-礫質(zhì)辮狀河道。

3.鈾成礦特征

3.1成礦控制因素

（1）構(gòu)造

早白堊世，塔北凹陷始終為馬尼特坳陷西部的沉積沉降中心，其在早白堊世晚期由斷陷轉(zhuǎn)換成坳陷型，該凹陷南北緊鄰巴音寶力格隆起及蘇尼特隆起，物源充足，內(nèi)部所形成的負地形控制著賽漢組上段古河谷砂體的發(fā)育。巴彥烏拉鈾礦床（包括巴潤地段鈾礦體）產(chǎn)于該古河谷中。

晚白堊世古河谷北側(cè)斷裂逆沖，發(fā)育潛水一層問氧化作用，造成北部及西部的抬升明顯加大，古含氧水主要從北、北西向南、南東滲入，形成從北向南側(cè)向發(fā)育的氧化帶及鈾成礦。由于該區(qū)抬升較強，所以上部全部砂體被氧化。

（2）鈾源

巴潤地段南北兩側(cè)蝕源區(qū)分布大面積的中酸性侵入巖與火山一沉積巖，規(guī)模較大的巖體有蘇左旗巖體、紅格爾巖體等，伽瑪照射量率為9.55nC/kg.h～10.06nC/kg.h，鈾含量高，有大面積鈾的異常場及遷移高場，鈾浸出明顯，可提供豐富的鈾源；另外，含礦砂體物質(zhì)成份分析表明，砂體碎屑物主要來自周邊的花崗巖，這對巖石中鈾的預富集提供有利條件，白堊系鈾含量為6.7×10^-6，為后生成礦提供豐富的鈾源條件。

（3）沉積體系

巴潤地段B511-B471線鈾礦體主要產(chǎn)在賽漢組上段古河谷砂體中，古河道砂巖型鈾礦的最顯著的特點是鈾礦化受古河道控制，且直接產(chǎn)于古河道砂巖之中。通常，古河道充填物及其周邊物質(zhì)的顆粒度具有“三維”變化趨勢。沿古河道流向，古河道充填物的顆粒由粗逐漸變細；順古河道橫切面，古河道中泥沙的顆粒由細逐漸變粗。研究區(qū)其上為同組泥巖、下部為賽漢組下段泥巖夾煤層，構(gòu)成有利成礦的“泥-砂-泥”地層結(jié)構(gòu)；賦礦巖性以灰色、灰綠色砂質(zhì)礫巖、含礫粗砂巖為主，部分礦石為中細砂巖及少量含粉砂細砂巖，為多粒級組合體，成份及結(jié)構(gòu)成熟度低，非均質(zhì)性差；礦石中普遍含有機炭和黃鐵礦，其中細脈狀炭屑及呈膠結(jié)物產(chǎn)出的黃鐵礦是吸附態(tài)鈾的重要載體。

（4）氧化帶控礦

含氧大氣水和盆地周圍基巖裂隙水不斷補給盆地潛水和層間水，巴潤地段主含礦層賽漢組上段古河谷砂體發(fā)育潛水一層間氧化帶，氧化帶的形態(tài)控制著礦體的分布。平面上，礦體主要分布在氧化一還原過渡帶，在未蝕變帶也有分布。垂向上，氧化帶呈層狀，在南西部及南東部偶見舌狀氧化帶，所形成的礦體受潛水一層間氧化帶控制，主要位于氧化iS原帶界面下側(cè)殘留灰色砂體中，礦體呈板狀。

3.2成礦規(guī)律

（1）巴潤地段處于早白堊世形成的塔北次級凹陷中，位于凹陷縱向沉降中心部位，鈾礦化產(chǎn)于沿凹陷長軸部位形成的賽漢組上段古河谷砂體中。并且其鈾礦體主要產(chǎn)于古河谷南側(cè)部位，其展布與古河谷長軸方向基本一致；

（2）礦體在平面上呈不規(guī)則狀、剖面上呈板狀，其形態(tài)受氧化帶界面控制；

（3）賦礦巖性為多粒級砂巖組合體，非均質(zhì)性差，造成該區(qū)南部主礦體內(nèi)存在多層夾石層、垂向上礦體分層；礦石中普遍含有機炭和黃鐵礦，其中細脈狀炭屑及膠結(jié)狀黃鐵礦是吸附態(tài)鈾的重要載體；

（4）含礦層均遭受后期水解、次生還原、氧化等改造作用；含礦碎屑巖中的粘土礦物成分以蒙皂石、伊利石及高嶺石為主，形成大量的吸附態(tài)鈾。

4.結(jié)論

二連盆地馬尼特坳陷巴潤地段古河谷特征明顯，周邊蝕源區(qū)分布的花崗巖為其提供了豐富的鈾源條件，而早白堊世形成的凹陷負地形背景有利于蝕源區(qū)的含鈾含氧水的流入?yún)R集。賽漢組上段的辮狀河道砂體為鈾的運移提供了很好的儲存空間，潛水一層間氧化作用和砂巖中豐富的黃鐵礦、有機炭等還原介質(zhì)形成了有利于鈾富集的還原障和載體，砂體及其上下泥巖層構(gòu)成的穩(wěn)定“泥-砂-泥”結(jié)構(gòu)也為鈾提供了很好的保礦蓋層。

鈾礦體分主要布于巴潤地段賽漢組上段砂體埋深相對較深的南側(cè)區(qū)域，呈層狀、板狀產(chǎn)于氧化帶界面以下還原砂體并近乎平行于底板，礦體展布受控于氧化帶及目的層底板構(gòu)造。

在二連盆地中尋找古河谷砂巖型鈾礦，重點在坳陷中尋找古河道；而在巴彥烏拉地區(qū)，可根據(jù)巴潤地段鈾成礦規(guī)律在古河谷的上下游繼續(xù)探索尋找古河谷砂巖型鈾礦。