鄂爾多斯盆地北部下白堊統環河組鈾成礦條件分析

［關鍵詞］鄂爾多斯盆地北部；砂巖型鈾礦；下白堊統環河組；成礦地質條件

鄂爾多斯盆地是我國最重要的能源盆地[1]，聚集和賦存著豐富的煤炭、石油、天然氣和鈾礦等礦產資源。2000年以來，核工業二〇八大隊在鄂爾多斯盆地北部中侏羅統直羅組先后發現了皂火壕、納嶺溝、大營等特大型、大型砂巖鈾礦床[2-3]，而下白堊統環河組中目前僅發現一個鈾礦產地，為此筆者對鄂爾多斯盆地北部的鈾成礦條件進行分析，為鈾礦勘查提供依據。

1. 區域地質背景

鄂爾多斯盆地位于華北陸塊的西部，大地構造單元屬華北陸塊的鄂爾多斯陸塊。盆地主體是由陜北斜坡和天環向斜組成的軸向近南北的不對稱大型向斜構造，向斜東翼平緩的西傾單斜構造及伊盟隆起北東-南西向的平緩斜坡對水成鈾礦的形成較為有利。盆內基底斷裂較發育，部分基底斷裂在蓋層沉積時重新活化，導通了深部油氣等還原流體，為鈾成礦提供了還原劑。

鄂爾多斯盆地基底由太古界、古元古界及中元古界和古生界的寒武系、奧陶系、上石炭統、二疊系組成；蓋層主要發育三疊系、侏羅系、下白堊統、古近系、新近系及第四系。下白堊統在研究區內的出露面積最大，自下而上分為洛河組、環河組、羅漢洞組、涇川組、東勝組（圖1），環河組是區內主要含礦目的層。

2. 鈾成礦條件分析

2.1 構造條件

2.1.1 有利于鈾成礦的斷裂構造

研究區北部北西-南東向的亞斯圖斷裂帶的北東部形成一個平緩斜坡帶，環河組出露的地段就可能產生持續的滲入作用，從而形成層間氧化帶，將所含活性鈾源源不斷富集到熔礦條件好的地層中，并在氧化還原過渡部位富集成礦。目前發現的工業孔大多位于該斷裂的北側，推測亞斯圖地區的鈾礦化受該斷裂控制。該斷裂可成為北東南西向河流的排泄區，還可導通深部油氣，為鈾成礦作用提供還原劑，該斷裂對亞斯圖地區下白堊統環河組鈾礦化的形成具有控制作用。

研究區南部北西-南東向的毛蓋圖斷裂帶及西部北東—南西向的三眼井斷裂帶，既是河流的排泄區，還可導通深部油氣，為鈾成礦作用提供還原劑，對區內下白堊統環河組鈾礦化的形成也具有一定的控制作用。

2.1.2 有利于鈾成礦的構造斜坡帶

伊盟隆起在河套斷陷下沉之前與北部陰山地區連為一體，其物源來自北部富鈾的風化巖類，鈾含量偏高，且大部分為活性鈾，是區內中生代鈾成礦的鈾源基礎。晚侏羅世-晚白堊世，受基底東緣上拱影響，再度隆升，這樣的持續隆起，使得伊盟隆起南坡地下水的流向基本沒有發生改變，其中所含活性鈾被源源不斷富集到熔礦條件好的地層中，并在氧化還原過渡部位富集成礦[4]。伊盟隆起的南坡是砂巖型鈾成礦的有利地區。

西緣斷裂帶逆沖推覆作用使得桌子山、六盤山一帶顯著隆起，古生界、元古界地層普遍出露，為桌子山、六盤山東部地區提供了大量富鈾的物源。同時富鈾的含氧水可以通過斷裂帶注入，向東部滲濾，對東部地層發育大型層間氧化帶具有重要作用。鄂托克前旗－鹽池一帶，由于該斷裂帶的活動，沿斷裂帶分布的白堊系抬升出露，使得從北東向南西徑流的地下水在該地區形成排泄區，完善了該地區的補、徑、排條件。

2.2 鈾源條件

2.2.1初始鈾源

盆地下白堊統沉積的物源主要來自盆地的北部、北西部及東部大面積分布的太古代、早元古代結晶巖系和不同時代的花崗巖類，鈾含量一般較高（表1），不僅是盆地內環河組、羅漢洞組等下白堊統沉積的物源和鈾初始富集的鈾源，也是后期成礦的主要鈾源。

2.2.2 目的層本身提供的二次鈾源

下白堊統環河組沉積時氣候溫暖潮濕，沉積物中富含大量腐殖質、炭質或煤屑可吸附鈾，如環河組砂巖的鈾含量高達15.60×10^-6，表明它是一套富鈾地層（表2），可作為后期成礦重要鈾源。

2.3 巖相-巖性條件

環河期研究區內發育規模較大的河道砂體及分流河道砂體[5]。砂體較厚，分布連續，而且砂體結構松散，具良好的孔隙度-滲透率，富含有機質，構成區內主要儲礦空間，也是目前在該區已發現工業鈾礦化的賦礦層位。

研究區中部發育的泛濫平原亞相、南部三角洲的河漫和間灣亞相以泥質粉砂巖、泥巖穩定發育為特征，既可作為層間氧化帶發育的隔水層，又是后期油氣滲逸的隔擋層，此外地層中炭質和黃鐵礦豐富，也可為環河組提供豐富的還原介質。

因此辮狀河沉積相區與泛濫平原相、三角洲前緣河漫沼澤亞相相、間灣亞相區過渡的地區發育泥-砂-泥結構的巖性-巖相組合。這種泥-砂-泥結構的巖性-巖相組合，使夾持于期間的環河組砂體十分有利于層間氧化帶型鈾礦化的形成，也正是其頂部穩定發育的粉砂質泥巖和泥巖對油氣的隔擋和阻滯作用，構成了環河組巖性巖相組合與油氣阻滯-儲集域的空間配置，為古層間氧化帶經油氣疊加改造后發生晚期二次疊加鈾成礦作用創造了條件。綜上所述，研究區內的部分地段具有有利砂巖型鈾成礦的巖性巖相條件。

2.4 后生蝕變條件

鄂爾多斯盆地的后生蝕變以發育后生滲入層間氧化蝕變和后生滲出油氣還原蝕變為特征。后生滲入層間氧化蝕變帶的發育主要受構造-地貌格局制約的有利巖相-巖性的空間展布和古地下水流向的控制。喜馬拉雅造山運動的抬升作用，使盆內基底斷裂活化，成為油氣運移的通道，后生滲出油氣還原蝕變為鈾沉淀提供還原劑和聚礦劑。

區內盆緣的后生氧化作用很強，在干旱-半干旱古氣候條件下，盆地東北緣淺埋緩傾斜坡帶、西緣褶皺帶兩翼和東南緣斜坡帶含礦建造處在長期隆起剝露遭受后生滲入層間氧化改造，在近地表的下白堊統中廣泛發育潛水-層間氧化作用，以含礦建造露頭及蝕源區為補給區，以含礦建造組成的淺埋緩傾斜坡帶和褶皺帶兩翼為徑流區，以盆地低洼部位的河湖作為排泄區的地下水水動力系統，導致含礦建造遭受含氧含鈾地下水滲入發生后生滲入層間氧化蝕變，并在氧化-還原過渡帶部位發生鈾的富集成礦。

綜上所述，研究區內具有有利于砂巖型鈾成礦的后生蝕變條件。

2.5 古水文地質條件

晚侏羅世-早白堊世，鄂爾多斯盆地東緣的呂梁山、北緣的陰山和西緣的賀蘭山等山體明顯隆升，且古地貌轉變為東高-西低，形成盆緣向盆內流、盆內由東向西流的地下水流向。晚白堊世-早始新世，鄂爾多斯盆地整體抬升，沉積間斷，繼續保持東高西低的構造地貌格局，地下水流向保持為盆緣向盆內流、盆內由東向西流。盆地周緣及東部斜坡帶上的滲入型地下水從補給區至排泄區具有一定的水頭差，從而在具有穩定的泥-砂-泥巖性結構中形成層間水，并廣泛發育層間氧化型鈾礦化。

早白堊世環河期，盆地北部形成了河流-三角洲相砂體，砂體具有相對穩定的隔水-含水-隔水的水文地質結構，平面展布規模大，連通性好，具備了有利于層間氧化帶發育的水文地質體；而在白堊紀水文地質期，古氣候轉為半干旱、干旱，氧化作用發育，來自北部及東部古隆起上的含氧含鈾水直接滲入補給，這時古地下水流向與當時的沉積物遷移和地層相帶展布方向基本保持一致，這對鈾的穩定遷移、層間氧化帶的穩定發育及鈾在氧化帶前鋒線一帶穩定沉淀并成礦是非常有利的，這種古地下水流向、物源方向和相帶發育的一致性，一直保持到始新世末，時間長達115Ma，是該區后生鈾成礦的主要水文地質期。

因此，盆地古水文地質條件有利于鈾成礦。

2.6 古氣候條件

環河組沉積時期，盆地北部基本上處于潮濕或相對潮濕的古氣候，環河組沉積后古氣候發生了由潮濕向干旱的轉化，其他長時期均以干旱氣候環境為主，使盆地及周邊蝕源區處于長時期的風化剝蝕狀態，準平原化發育，有利于蝕源區含氧含鈾水向盆地中運移，并發生氧化作用。因此，盆地演化過程中古氣候條件變化有利于鈾成礦。

3. 結論

鄂爾多斯盆地北部具有良好的鈾成礦條件[6]：

（1）區內具有有利于形成砂巖型鈾礦的構造條件：具有“先穩后活”的構造背景；具有傾向盆地的大型斜坡帶。

（2）盆地北部基底和蓋層鈾源豐富，來源廣泛，具備形成砂巖型鈾礦的鈾源條件。

（3）環河組是白堊紀沉積最廣泛的一套地層，且埋深適中，是研究區主要的找礦目的層之一，其巖性主要為灰色、灰綠色、黃綠色、紫紅色砂巖與礫巖夾雜色泥巖，泥質粉砂巖，發育沖積扇—河流—三角洲—湖相的沉積體系，而研究區內河流相及三角洲相比較發育，為后期氧化帶的發育提供了良好的空間。

（4）環河組砂體相當發育，巖性粒度較大，孔隙度和滲透性好，且局部有穩定的泥巖層發育，具有較好的隔水層。具有形成砂巖型鈾礦的有利條件。

（5）區內具備有利鈾成礦的后生蝕變條件，在干旱-半干旱古氣候條件下，盆地東北緣淺埋緩傾斜坡帶、西緣褶皺帶兩翼和東南緣斜坡帶含礦建造處在長期隆起剝露遭受后生滲入層間氧化改造，以含礦建造露頭及蝕源區為補給區，以含礦建造組成的淺埋緩傾斜坡帶和褶皺帶兩翼為徑流區，以盆地低洼部位的河湖或斷裂作為排泄區的地下水水動力系統，導致含礦建造遭受含氧含鈾地下水滲入發生后生滲入層間氧化蝕變并在氧化-還原過渡帶部位發生鈾的富集成礦。

總之，研究區內具備有利于砂巖型鈾成礦的構造條件、鈾源條件、巖相-巖性條件、后生蝕變條件、氣候條件及水文地質條件，鈾成礦潛力較大，值得進一步工作。