二連盆地腦木根凹陷鈾成礦水文地質特征淺析

田 亮，葉 陽，尹永朋，李 名，趙天林，魏安軍

(1.中陜核工業集團地質調查院有限公司，陜西 西安 710100；2.中國石油華北油田公司，河北 任丘 062552)

地下水水文地質條件在鈾礦富集過程中發揮重要作用[1-3]，鈾水文地球化學找礦已經成為一種重要找礦手段，具有成本低、效率高等優點[4-6]。本次研究工作主要通過調查取樣，收集資料等，大致查明該地區地下水水動力、水化學類型、放射性水化學分布特征等，為該地區鈾礦勘查，鈾礦找礦以及后期的地浸開采提供必要的水文地質參數依據。

1 研究區地質環境特征

腦木根凹陷位于內蒙古二連盆地烏蘭察布坳陷的西南部，坳陷的基底構造走向為北東向，坳陷內部凹凸相間呈北東向多字排列。腦木根凹陷走向NNE轉NEE向，串聯組合為主，斷層傾角小，短陷規模小。工作區鈾成礦主要富集地層為下白堊統賽漢組，上覆地層為二連組、古今系、新近系，下覆地層為騰格爾組。鈾源主要來源為凹陷南緣的海西期中酸性巖體，北緣的海西期、燕山期中酸性巖體，總出露面積近1萬平方公里。物源由南向北東搬運，局部分流匯集，砂體厚度增加，粒度由粗到細。下部以辮狀河沉積為主，向上過渡為洪泛平原沉積。

2 研究區地下水類型及水動力特征

2.1 第四系松散堆積潛水

主要分布在烏蘭推饒木、查干礦床一帶及低山丘陵區前低洼地帶和階狀高平原臺緣陡坎前的溝谷松散堆積層中。含水層為粒徑不等的砂、亞砂土，主要依靠大氣降水補給，其動態特征隨季節性變化較大，一般分布不連續，沒有統一的排泄區，以大氣蒸發和人工開采為主要排泄途逕，水位埋深在1～3 m，由于水位埋深淺，蒸發作用強烈，多為礦化度2～8 g/L的微咸水或咸水，富水性差異較大，一般為3～40 m3/d，零星分布于低山丘陵區前低洼地帶的地下水富水性極差，涌水量多小于10 m3/d。

圖1 腦木根凹陷構造示意圖

2.1.1 第三系碎屑巖裂隙孔隙潛水和層間水

區內第三系分布廣泛，含水層所處位置相對較高，主要分布于中部、南東部，巖性細砂巖為主，隔水層泥巖為主。含水層厚度一般3.72～32.76 m，最大82.96 m，最小0.88 m。水位埋深一般13.65～33 m，最大96.93 m，最小1.65 m，單井涌水量一般21.61～68.20 m3/d，最大298.50 m3/d，最小4 m3/d。滲透系數0.46～0.98 m/d，最大3.08 m/d，最小0.143 m/d。腦木根南東一帶地下水具承壓性，水頭大于11.60 m。

2.1.2 白堊系碎屑巖裂隙孔隙潛水或層間水

含水層主要出露于北西部低山丘陵區前緣及埋藏分布于腦木渾、查干礦床及江岸牧場一帶，其特征受古地理沉積環境的影響，由北西部的近蝕源區向沉積中心方向變化較大，北西部以潛水形式存在，巖性以粗砂巖和砂礫巖為主，水位埋深一般9～12 m，最深63.08 m，涌水量一般0.87～38.04 m3/d，滲透系數1.79～13.24 m/d。向東、南方向至沉積中心，泥，砂相間轉變為兩個乃至多個層間含水層。北東部地區地下水具承壓性，水頭高度一般3～8 m，最高達16.90 m，涌水量一般0.30～333.78 m3/d，滲透系數一般0.002～0.983 m/d，弱透水，富水性弱。

2.2 基巖裂隙水

分布在西北部，呈北東、南西向展布，賦存于前白堊紀變質巖或花崗巖裂隙中，為不穩定風化裂隙潛水。依靠大氣降水垂直滲入補給，順地勢向南東逕流，補給盆地含水層而排泄，是本區盆地地下水重要補給區。

本區各含水層主要受大氣降水、北部基巖裂隙水和南東部領區地下水補給，由北西和南東向中央匯集，在查干礦床一帶形成局部排泄區(圖2)。

圖2 腦木根地區地下水水文地質特征分布圖

3 研究區地下水水化學類型特征

腦木根地區地下水水化學類型特征與其補、逕、排條件密切相關，從地下水的補給區(北西部低山丘陵區和南東部高平原)、逕流至排泄區(查干礦床一帶)，其水化學類型依次為：Cl·SO4·HCO3-Na，Cl·SO4-Na型水、Cl-Na型水，Cl-Na·Mg型水。地下水礦化度也依次變高，在北西部低山丘陵區和南東部高平原地下水礦化度一般小于1 g/L，查干礦床一帶地下水礦化度大于5 g/L，最高值可達106.50 g/L，這兩個地區之間為大范圍的礦化度2～5 g/L的微咸水及咸水，反映出地下水水化學的水平分帶性。

4 研究區地下水放射性水化學特征

通過調查取樣，分析測試，收集資料等工作，研究結果表明腦木根地區地下水水中鈾含量一般為120 μg·L-1，氡濃度一般小于100 Bq/L，鈾含量最大值為910 μg·L-1，氡濃度最大值為14 958 Bq/L。地下水水中鈾、氡含量的自然底數和異常值采用坐標展直法確定，其中鈾含量自然底數為56 μg·L-1，偏高值為76 μg·L-1，增高值為114 μg·L-1，異常值為148 μg·L-1；氡含量自然底數為95 Bq/L，偏高值為150 Bq/L，增高值為160 Bq/L，異常值為200 Bq/L。按照異常標準，所發現的鈾、氡異常暈主要分布在查干礦床地區，均由鈾礦化引起，鈾異常暈集中分布在腦木根地區中部的地下水排泄區，表明鈾富集成礦主要集中在地下水水流變緩，水巖作用較強的地區。

5 結語

通過對腦木根地區地下水進行調查取樣，分析測試，收集前人研究資料等研究工作，從地下水水動力、水化學、放射性水化學特征三個方面對該地區鈾成礦水文地質條件進行了淺析。結果表明，研究區中部地下水水流排泄區位置的Cl·SO4-Na型地下水水環境特征有利鈾成礦、富集，該地區地下水水流相對較緩，水巖作用較強。