鄂爾多斯盆地西北部下白堊統(tǒng)鈾成礦前景分析

摘要：本文通過對鄂爾多斯盆地西北部下白堊統(tǒng)主要層位華池—環(huán)河組鈾成礦條件進行分析，認為該地區(qū)下華池—環(huán)河組在區(qū)域地質(zhì)條件、鈾成礦地質(zhì)條件、氧化帶形成條件及已發(fā)現(xiàn)的鈾礦化信息等方面，均反應(yīng)該層位作為鈾找礦目標層位具有良好的成礦前景。本文同時對氧化帶的類型和發(fā)育方向提出了看法。

關(guān)鍵詞：鄂爾多斯西北部；下白堊統(tǒng)；鈾成礦前景

1.區(qū)域地質(zhì)背景

1.1盆地構(gòu)造格架

鄂爾多斯盆地在中生代可劃分為6個次級構(gòu)造單元（圖1），分別為伊盟隆起、伊陜斜坡、天環(huán)向斜、西緣逆沖帶、晉西斷褶帶、渭北斷隆帶。工作區(qū)主要位于盆地北西部，以天環(huán)向斜為中心向北跨伊盟隆起西部，向東進入伊陜斜坡，向西跨西緣逆沖帶，是構(gòu)造運動相對活動的地質(zhì)構(gòu)造單元。

1.2盆地基底特征

根據(jù)該盆地結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征，前中元古代變質(zhì)巖系為其結(jié)晶基底，前三疊紀地層作為盆地的直接基底，盆地具有“雙重”基底的結(jié)構(gòu)特征。

1.3盆地沉積蓋層特征

盆地沉積蓋層有三疊系（T）、侏羅系（J）、下白堊統(tǒng)（K1）、第三系和第四系（Q），各地層在橫向和縱向上的發(fā)育差異較大，其中侏羅系和下白堊統(tǒng)是盆地的沉積主體。侏羅系在盆地西部桌子山東緣略有出露外，在工作區(qū)大部分地區(qū)埋藏較深（>500m）；而下白堊統(tǒng)在盆地中部、北部等大部分地區(qū)分布，是盆地西北部主要找礦目的層位；第三系只分布于盆地邊部，而第四系以風(fēng)成砂為主。

2.鈾成礦地質(zhì)條件

2.1巖性—巖相條件

鄂爾多斯盆地北西部下白堊統(tǒng)志丹群由宜君洛河組、華池—環(huán)河組、羅漢洞組、涇川組組成，其中華池—環(huán)河組在該區(qū)分布較廣，且埋深適中，呈現(xiàn)發(fā)育穩(wěn)定的河流相及河湖三角洲相砂體，是該區(qū)主要的找礦目的層。

華池—環(huán)河組（K1hc+h）：是下白堊統(tǒng)沉積最廣泛的一套地層，平面上各種相帶發(fā)育，其中湖相區(qū)主要呈近北北西向分布于盆地的中部，北西部湖區(qū)位于草井圖附近，范圍相對較小；中部及南東部湖區(qū)位于神乃山東—巴彥諾爾地區(qū)，面積相對較大。另外在工作區(qū)南西部的布倫廟一帶也發(fā)育湖相區(qū)，并向南部延伸。沉積物源主要來自北東部的河套古隆起及西部賀蘭山，并從蝕源區(qū)到湖區(qū)之間依次發(fā)育沖洪積扇相、河流相、三角洲相，其中湖區(qū)西側(cè)由于后期桌子山隆起的形成，沖積扇相遭到剝蝕而缺失，而整個工作區(qū)河流相及其前緣的三角洲相比較發(fā)育，為后期氧化帶的發(fā)育提供了良好的空間。

剖面上河流相砂體呈塊狀，一般可見1層～2層，砂巖呈灰色、灰綠色，單層砂體厚度30m～150m，最厚可達290m，厚度大，且泥巖不發(fā)育，尤其是缺少穩(wěn)定的泥巖隔水層，不利于形成區(qū)域性層間氧化帶；而三角洲相泥砂互層相對發(fā)育，可見3個～5個韻律層，每個韻律層下部為中細砂巖、中砂巖、粗砂巖，向上過渡為泥巖、粉砂巖，砂巖厚20m～120m不等，其中下部韻律層砂體厚度大，而向上變小，砂巖成巖度低，多呈灰色，局部富有機質(zhì)，具有較強的還原能力，而泥巖厚度相對較薄（2m～10m），但在局部連通性好，構(gòu)成相對穩(wěn)定的泥—砂—泥結(jié)構(gòu)，有利于層間氧化帶的形成，因此三角洲相是該區(qū)下步探索的重點相帶。

2.2發(fā)育區(qū)域性氧化帶

根據(jù)鉆孔資料，并結(jié)合地球化學(xué)環(huán)境指標特征，推測出了該區(qū)華池—環(huán)河組層間氧化帶前鋒線。平面上氧化帶前鋒線在空間位置上與華池—環(huán)河組三角洲相砂體有關(guān)，且在湖區(qū)兩側(cè)均有發(fā)育。其中，東側(cè)氧化帶前鋒線在四十里梁—白星柴達木一帶發(fā)育，并向南部進一步延伸，呈近南北向展布，前鋒線規(guī)模相對較大，屬大型區(qū)域性層間氧化帶。氧化帶從東向西發(fā)育，含氧水主要來自北東部古隆起或大氣降水，氧化帶寬度>100km，埋深一般為150m～300m，所形成的氧化帶前鋒線長度>110km。西側(cè)氧化帶前鋒線有2段，其中北側(cè)氧化帶前鋒線分布于烏加廟—神乃山—新召一帶，呈近南北向并向東凸出的弧形展布，發(fā)育規(guī)模相對較大，氧化帶從西向東發(fā)育，其含氧水主要來自于桌子山隆起，氧化帶寬30km～70km，埋深200m～360m。另外，在布倫廟北側(cè)發(fā)育1條近東西向?qū)娱g氧化帶前鋒線，規(guī)模相對較小，氧化帶寬度約40km，埋深一般為約300m，值得進一步探索。

在剖面上，在華池—環(huán)河組上部均發(fā)育潛水氧化帶，且氧化厚度從東向西加深；而層間氧化帶的發(fā)育與泥巖隔水層有關(guān)（圖2）。泥巖隔水層發(fā)育地段氧化帶有多層，且由氧化帶到還原帶，氧化作用逐漸減弱；反映在巖石顏色上，則表現(xiàn)為從氧化帶到還原帶巖石顏色由棕紅色、褐黃、黃綠色向灰綠色、灰色過渡；其中，氧化帶巖石顏色呈連續(xù)和相對均勻分布。這主要受巖石的滲透性控制，黃綠色和褐黃色賦存于滲透性較強的巖石中，而紅色、褐色、紫色則賦存于弱滲透巖石中；還原帶巖石顏色為較均一的灰綠色、灰色及灰黑色；而氧化—還原過渡帶巖石呈不連續(xù)的斑點狀分布，在本區(qū)表現(xiàn)形式為褐色、見黃褐色斑點并向還原帶方向逐漸減少。

通過對盆地西北部下白堊統(tǒng)的工作研究，對該區(qū)華池—環(huán)河組氧化帶有兩點認識：首先，根據(jù)地層的結(jié)構(gòu)對下白堊統(tǒng)氧化帶的認識不能僅局限于層間；其次，是地層上部（300m～400m）還原劑相對較少，向深部及油氣田區(qū)（蘇里格）還原能力會增強，有形成強大氧化—還原障的有利因素，可形成大范圍深部氧化—還原帶。

2.3鈾源條件

盆地北部和北西部出露大面積的太古代、早元古代變質(zhì)巖系和不同時代的酸性巖體，巖石古鈾豐度一般較高，鈾浸出明顯，這些地層和巖體不僅為盆地沉積提供物源，而且是后生成礦的主要鈾源。

各目的層沉積時，由于當(dāng)時古氣候以溫暖潮濕為主，地層中富含大量的腐殖質(zhì)、炭質(zhì)和煤層，可吸附鈾，形成鈾的預(yù)富集，也可為后生成礦提供一定的鈾源。如延安組、直羅組和華池—環(huán)河組砂巖的鈾含量分別高達33.90×10—6、32.20×10—6、15.60×10—6，表明它們沉積時均形成了鈾的預(yù)富集，可成為后生成礦的重要鈾源（表1）。

另外，鄂爾多斯盆地北部在早白堊世后長期處于干旱、半干旱氣候條件下，沙漠化嚴重，蒸發(fā)作用強，使地下水中鈾含量明顯增高，通常地下水中鈾含量可達n×10—4g/l，而n×10—5g/l的鈾含量就足以形成大型礦床。

總之，盆地不同層位均具備了形成砂巖鈾礦床的鈾源條件，其中盆地北部、西部蝕源區(qū)是后生鈾成礦的主要鈾源區(qū)。

2.4盆地構(gòu)造演化及水動力機制

現(xiàn)代的鄂爾多斯盆地為開放式盆地，其地下水主要接受大氣降水的補給，徑流和排泄區(qū)域上以地形、地貌控制為主，地層產(chǎn)狀控制為輔，具有多個排泄區(qū)，最終排泄于周邊的黃河，形成外流地下水系統(tǒng)；而盆地形成時期地下水系統(tǒng)與此恰好相反，為內(nèi)流地下水系統(tǒng)。

早白堊世華池—環(huán)河組沉積后，東部大部分地區(qū)沒有接受上覆地層的沉積，早白堊世末又被抬升暴露地表，所以更具備含氧含鈾水的大面積滲入條件；東部侏羅系出露區(qū)也充當(dāng)其含氧含鈾水的補給區(qū)，與侏羅系相比具有更為廣闊的含氧含鈾水的滲入空間，更利于層間氧化作用的進行和區(qū)域?qū)娱g氧化帶的形成。華池—環(huán)河組沉積后構(gòu)造運動，同樣繼承了其同沉積構(gòu)造運動的性質(zhì)。西緣斷裂構(gòu)造帶的活動和區(qū)域性構(gòu)造運動，引起伊陜斜坡的單向向西傾斜，控制了此段斷箕狀盆地沉積后、構(gòu)造運動對同沉積構(gòu)造運動的繼承性。所以，亦具有由北東向南西、由東向西的氧化作用，形成與巖性、巖相發(fā)育趨勢一致的巖石地球化學(xué)分帶性。另外，該組300m以下的承壓水現(xiàn)在仍保持由東向西的徑流方向，黃河斷陷的形成并沒有改變深部承壓水的古水動力方向，層間氧化作用得以長期繼承性發(fā)展。

2.5鈾礦化信息

鄂爾多斯盆地北西部地表存在大量的鈾礦化點、異常點及航放高場，礦化主要分布在下白堊統(tǒng)的羅漢洞組及中侏羅統(tǒng)延安組、直羅組；而該區(qū)深部也有一定的礦化顯示，其在工作區(qū)更具意義的礦化信息位于下白堊統(tǒng)華池—環(huán)河組。

2.5.1地表鈾礦化點、異常點

（1）414礦化點：位于盆地西北鄂托克旗阿爾巴斯蘇木境內(nèi)以東約2km處，產(chǎn)于盆地西緣下白堊統(tǒng)羅漢洞組紅色碎屑巖建造中。礦化呈層狀、似層狀、透鏡狀，以近南北向斷續(xù)延伸，總長度達4km以上。礦化厚1.2m～1.5m，礦化層為伽馬照射量率60nC/kg.h～160nC/kg.h，最高可達300nC/kg.h。采樣分析鈾含量為0.013%～0.032%。鈾鐳平衡系數(shù)為Kp=1.09，基本處于平衡狀態(tài)，表明該礦點抬升剝蝕的時間不長，礦化與膠結(jié)物有關(guān)，鈾被分散吸附于其中。

（2）9401礦化點：位于鄂托克旗北部的割蛇山一帶。出露地層為羅漢洞組的底部層位，巖性為粉紅色中粒砂巖、灰黃色鈣質(zhì)中細粒砂巖、灰褐色泥巖等，以及灰白色鈣質(zhì)中粒砂巖。最高伽馬照射量率為46.44nC/kg.h。面積較大的一片異常有100m2，厚度3m。野外測量為15.48nC/kg.h的樣品，經(jīng)化學(xué)分析鈾含量為0.011%，磷含量較高。鈾鐳平衡系數(shù)為Kp=1.1，鈾鐳基本平衡。鈾礦化與地表淋漓有關(guān)。

2.5.2深部鈾礦化

鉆探在該區(qū)發(fā)現(xiàn)礦化孔1個，異常孔1個，工業(yè)孔1個，鈾化均產(chǎn)于下白堊統(tǒng)華池—環(huán)河組河流相砂體中。其中礦化孔含礦層砂體厚>100m，為灰綠色、灰色砂巖夾泥巖。鈾礦化產(chǎn)于砂體中部，含礦巖性為灰色細砂巖夾褐紅色中砂巖，見大量的炭屑；礦化有兩層，最高解釋厚度0.40m、品位為0.0336%，鈾礦化位于潛水面附近，為潛水氧化作用形成。異常孔特征與礦化孔特征相似，只是其含礦巖石為灰色粉砂巖。

3.結(jié)論

綜上所述，鄂爾多斯盆地西北部地區(qū)下白堊統(tǒng)尤以華池—環(huán)河組是鄂爾多斯盆地鈾礦找礦非常重要且有利的層位。它具有范圍大，巖性相帶發(fā)育完整，有利于地球化學(xué)環(huán)境改變的古氣候條件；鈾源廣闊，含氧含鈾地下水入滲條件好，下部還原能力強大，發(fā)育有區(qū)域性氧化帶，并且已發(fā)現(xiàn)地表和深部的鈾礦化信息，因此該層位具有較好的成礦前景。

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