內(nèi)蒙古四子王旗芒和特鈾礦地質(zhì)特征

李寶輝

（天津華北地質(zhì)勘查局核工業(yè)247大隊，天津 寶坻 301800）

內(nèi)蒙古四子王旗芒和特鈾礦地質(zhì)特征

李寶輝

（天津華北地質(zhì)勘查局核工業(yè)247大隊，天津 寶坻 301800）

在鈾礦航空γ能譜測量和地面放射性普查工作的基礎(chǔ)上，通過對鈾礦異常進行地表揭露和鉆探工程驗證，發(fā)現(xiàn)了芒和特鈾礦床。鈾礦床類型為湖沼相砂巖型沉積礦床，含鈾礦巖石為古近系粉砂巖，鈾礦化具有放射性強度較弱、鈾含量較高和礦化分布不均勻的特點。深入分析鈾礦放射性強度弱的原因，采用放射性測量結(jié)合化學(xué)樣品分析的方法，能夠提高找礦效率。

鈾異常；粉砂巖；γ能譜測量；γ測井；取樣分析

二連沉積盆地是我國北方內(nèi)蒙古自治區(qū)北部沉積巖型重要的鈾金屬成礦帶，四子王旗衛(wèi)境蘇木芒和特鈾礦床位于二連沉積盆地西北邊緣，通過U4鈾異常點的淺部揭露，確定芒和特鈾礦測區(qū)為近幾年找礦工作新發(fā)現(xiàn)的鈾成礦遠景區(qū)。

1 芒和特鈾礦地質(zhì)特征

1.1 地 層

古近系始新統(tǒng)阿山頭組（E2a）：灰綠色粉砂巖、淺紅色砂質(zhì)泥巖夾少量白色鈣質(zhì)結(jié)核團塊，地層厚度大于50 m，地層產(chǎn)狀近于水平。

古近系始新統(tǒng)阿力烏蘇組（E2al）：上部雜色中細粒粉砂巖、砂巖；中部淺灰褐色泥巖；下部灰綠色含鈾礦化粉砂巖。地層厚度24.80 m，鈾礦化層厚0.9 m，地層產(chǎn)狀近于水平。與下伏地層不整合接觸。

古近系始新統(tǒng)額爾登敖包組（E3e）：雜色棕色泥巖、灰白色中粒長石石英砂巖、粉砂巖及含礫粗砂巖，含化石。局部有泥巖、砂巖型鈾礦化。地層產(chǎn)狀近于水平。地層厚16 m；與下伏地層平行不整合接觸。

第四系下更新統(tǒng)（Qp1）：上部為黃白色礫石層，厚3.50 m。地層產(chǎn)狀近于水平。

第四系上更新統(tǒng)（Qp3）：為砂礫石層及砂質(zhì)黏土與鈣質(zhì)泥質(zhì)砂層，含化石。地層厚16 m。

第四系全新統(tǒng)（Qhal＋l）： 為沖積、 湖積粉質(zhì)黏土及次生紅土，厚0.80 m。

1.2 各地層單位放射性特征

本區(qū)各時代地層γ測量強度統(tǒng)計結(jié)果：

古近系始新統(tǒng)阿力烏蘇組（E2al）：鈾礦化產(chǎn)于灰綠色粉砂巖層，航空放射性U道γ測量結(jié)果（單位為 eU/μg·g-1）見圖 1。

圖1 芒和特U4異常點航空γ能譜測量鈾等值線圖Fig.1 Isoline map of airborne gamma spectral survey of anomaly U4 in Manghete deposit

始新統(tǒng)阿山頭組（E2a）： eU 為 7～30 μg·g-1，一般為 10～21 μg·g-1。

始新統(tǒng)阿力烏蘇組（E2al）： eU 為 7～116 μg·g-1（異常）， 一般為 13～15 μg·g-1； 第四系 全 新 統(tǒng) （Qhal＋l）：eU 為 8～29 μg·g-1， 一般為 10～22 μg·g-1。

始新統(tǒng)額爾登敖包組（E3e）：eU為10～56 μg·g-1（異 常 ）， 一般為 15～28 μg·g-1。 第四系下更新統(tǒng)（Qp1）： eU 為 6～31 μg·g-1， 一般為 13～20 μg·g-1。

1.3 主要地質(zhì)勘查工作

芒和特鈾礦床是在U4航空鈾放射性異常點基礎(chǔ)上，通過地面查驗，對U4異常點進行γ能譜測量、探槽、鉆孔深部揭露找到的。

地表U4異常點γ能譜測區(qū)的巖性為粉砂巖，測量面積為0.032 km2，γ能譜測量鈾含量最高值： 96 μg·g-1。 測線方位為 0°， 長 40 m，線距50 m，測線9個。γ能譜測量鈾含量成果圖和具有代表性測線02，見圖2和圖3。

測區(qū)內(nèi)探槽2個 TC10、TC11，γ能譜測量104點，化學(xué)分析樣26個。鉆孔2個，孔深各100 m。埋深為45.70～46.90 m，粉砂巖鈾礦層見四子王旗芒和特ZK10鉆孔柱狀簡圖（圖 4）。

2 芒和特鈾礦地質(zhì)特征分析

2.1 主要地質(zhì)特征

芒和特鈾礦屬于湖泊—沼澤巖相。位于二連沉積盆地西北邊緣，含大量有機質(zhì)，屬于潛水氧化帶砂巖型鈾礦床。礦床中的鈾礦物主要是瀝青鈾礦、鈾石和少量鈾黑。

礦層上部為灰綠色和棕紅色泥巖，夾石膏和天青石礦化、化石；埋藏在古近系始新統(tǒng)阿力烏蘇組（E2al）中部淺灰褐色泥巖中。礦層為灰綠色粉砂巖；傾角小于5°，傾向NNW。粉砂巖鈾礦層具體內(nèi)容詳見圖4。

圖2 U4測區(qū)地面γ能譜測量鈾等值線圖Fig.2 Ground gamma spectral survey results of survey area U4

圖3 02號勘探線地面γ能譜測量鈾剖面圖Fig.3 Ground gamma spectral survey results of exploration line No.02

圖4 四子王旗芒和特礦床ZK10鉆孔柱狀圖Fig.4 Column map of drill hole No.ZK10 in Manghete deposit in Siziwangqi County

鈾礦體形狀呈扁平透鏡體或串珠狀。

通過對U4異常點進行地表γ能譜測量、兩探槽放射性樣和化學(xué)取樣分析、鉆孔放射性測井和異常部位取樣化學(xué)分析，結(jié)果表明，鈾含量與砂巖中有機質(zhì)含量有直接關(guān)系，灰綠砂巖顏色越深，鈾含量越高。

ZK10鉆孔鈾礦化灰綠色粉砂巖層γ測井平均值為 40 μg·g-1，最高值為 65 μg·g-1（FD-3019γ測井儀，其10-4eU的靈敏度為34.572 nC/（kg·h）， 巖心 γ 能譜 U 道測量品 位為 5.1 μg·g-1， 化學(xué)分析樣為 613 μg·g-1。

鉆孔ZK11該層γ測井平均值為21 μg·g-1，最高值為37 μg·g-1，巖心γ能譜U道測量讀數(shù)為3 μg·g-1。主要呈現(xiàn)出弱放射性。

據(jù)《地面γ總量測量規(guī)范》中的3.4.1成礦劃分，目前異常點普查揭露程度：γ場具有明顯的地表特征，連續(xù)性好，軸向明顯，反映了控礦地質(zhì)體的走向，異常面積較大，場內(nèi)異常平均值較高，分布有鈾礦床（點）、礦化點和較多的異常點，γ場梯度變化大，有明顯的濃集中心等。

在兩個淺鉆孔勘探中獲取厚0.90 m的鈾礦體顯示出存在高品位的礦體。與航空γ能譜測量等其他方法發(fā)現(xiàn)的異常相符合，巖相分析地質(zhì)條件也有利于成礦，可確定為四子王旗芒和特鈾礦遠景區(qū)。

2.2 鈾礦床成因

鈾礦生成的原因為原生鈾礦物被氧化，并以U6＋離子形式遷移、淋濾，且溶解于水中，被水體沖、洪積匯集到沼澤湖泊中，被水中泥狀懸浮物吸附，或者在帶有膠狀硅酸鹽、氫氧化鐵、氫氧化鋁和有機物等高嶺土的地層中富集。

粉砂巖鈾礦層中有機質(zhì)含較多的炭化植物碎屑，碳具有強烈的吸附作用。局部有強吸附能力的物質(zhì)，將鈾離子吸附在表面而沉淀；實驗中活性炭能將溶液中的鈾全部吸附［1］。腐殖物和有機物殘骸在無氧化分解的地帶里產(chǎn)生相當強的還原條件，U6＋離子還原為不溶于水的U4＋離子，爾后沉淀富集形成鈾礦。

在湖泊岸邊有大量腐殖物和湖底富含有機質(zhì)，它們均能吸附鈾離子，因此對成礦有利。

富含有機質(zhì)的含鈾砂巖礦床體積小，其礦層不是單獨的而是成組的存在，而且提取鈾金屬技術(shù)加工流程較簡單［1］。此砂巖型鈾礦床礦層上、下層為泥巖，礦層厚度不大，適合用地浸技術(shù)開采。

2.3 芒和特鈾礦顯著特點

芒和特鈾礦床放射性強度弱的根本原因是因鈾礦中鈾、鐳平衡系數(shù)偏鈾造成的。γ測量所確定的是樣品中鐳的含量，而不是鈾的含量［2］。芒和特鈾礦放射性測量的鈾品位較化學(xué)分析的鈾品位低90%多，故芒和特鈾礦中鈾、鐳平衡系數(shù)偏鈾。

對U4異常點進行的地面γ能譜測量、槽探、鉆孔巖心γ能譜測量和放射性 γ測井（有代表性點）等對比結(jié)果如表1所示。

表1 U4異常點地面γ能譜測量、槽探、鉆孔巖心能譜測量和放射性測井對比結(jié)果Table 1 Contrastive results of ground gamma spectral survey， trenching， spectrometry on drill cores and radioactive logging

由表1中數(shù)據(jù)可見，只用放射性方法測得鈾含量均未達到砂巖鈾礦工業(yè)品位，但通過化學(xué)分析法測得的結(jié)果便可達到工業(yè)品位。通過對芒和特鈾礦點揭露的地質(zhì)研究，在沉積相砂巖型鈾礦勘探中采用放射性采樣、γ測井方法與普通化學(xué)采樣分析結(jié)果相配合取得了較好的找礦效果。

此鈾礦點揭露實例也說明了鈾礦在古近系砂巖型鈾礦儲量計算中不能簡單地只用放射性測量法進行儲量計算，在弱放射性砂巖型鈾礦勘探中應(yīng)當把化學(xué)分析法樣品分析結(jié)果更好地應(yīng)用于鈾礦儲量計算。

3 結(jié) 論

對砂巖型鈾礦不宜只靠單純的放射性測量探礦，應(yīng)根據(jù)鈾礦床地質(zhì)特征，針對鈾礦成因特點和地質(zhì)年代，采取合理的找礦方法。

在找礦過程中，對鉆孔、探槽、地面弱放射性異常點及周圍礦化較好地段，在增加放射性取樣的同時適當增加化學(xué)樣品的取樣分析對比，以避免遺漏富存鈾礦點。

［1］梁 基.鈾礦床普查與勘探 ［M］.北京:科學(xué)普及出版社，1959:37，180.

［2］阿列克賽耶夫B B.鈾礦普查勘探的放射性測量法［M］.北京：地質(zhì)出版社，1960:283.

Geological characteristics of uranium mineralization in Manghete area of Siziwangqi County，Inner Mongolia Autonomous Region

LI Bao-hui
（Geologic Party No.247 of Tianjin North China Geological Exploration Bureau， Baodi，Tianjin 301800，China）

On the basis of uranium exploration by airborne gamma spectral survey and ground radioactive measurement，Manghete uranium deposit is discovered by ground exposing and drilling engineering.The deposit occurred in the sediments of liminetic faces，the ore is located in sillstone.The mineralization is weak in radioactivity but high in content and uneven in distribution.The reason resulting in the weak radioactivity is analyzed，and the exploration effectiveness can be enhanced through combining radioactive survey and chemical detection of samples.

uranium anomaly； sillstone； gamma spectral survey； gamma logging； sample analysis

P619.14；P598

A

1672-0636（2012）01-0027-04

10.3969/j.issn.1672-0636.2012.01.004

2011-12-09；

2011-12-29

李寶輝 （1968—），男，河北保定人，工程師，長期從事野外勘查與研究。E-mail:kcy5678@163.com