內(nèi)蒙古巴音塔拉盆地砂巖型鈾礦后生蝕變性質(zhì)及其成礦意義

肖滋澤

（昆明理工大學(xué)，云南昆明 650000）

內(nèi)蒙古巴音塔拉盆地砂巖型鈾礦后生蝕變性質(zhì)及其成礦意義

肖滋澤

（昆明理工大學(xué)，云南昆明 650000）

巴音塔拉盆地目前探明的鈾礦化主要賦存于賽漢組辮狀河道砂體中。通過(guò)對(duì)含礦主巖的巖性特征、后生蝕變與礦化分析研究，認(rèn)為該區(qū)成礦依靠多期次改造形成的后生蝕變巖以及豐富的含鈾、含氧水沿?cái)鄬訚B透還原改造而成礦。

巴音塔拉盆地；砂巖型鈾礦；后生蝕變

1 區(qū)域地質(zhì)概況

巴音塔拉盆地系指二連盆地騰格爾坳陷南緣伸向溫都爾廟隆起的8個(gè)NE向凹陷之一，它是在溫都爾廟加里東褶皺基底上發(fā)育形成的中新生代斷陷湖盆系列之一，平面上呈NE向“反S”狹長(zhǎng)狀，現(xiàn)代地勢(shì)南高北低，西高東低，呈寬緩河谷狀，其河谷主體中游呈NE向展布，在南西上游和北東下游呈近SN向，南東側(cè)發(fā)育有8條寬0.2～3 km、長(zhǎng)6～12 km的NW向支谷，北西側(cè)有五登和賽烏蘇兩大出水口，河谷盆地長(zhǎng)約55 km，寬5～15 km。主、支谷總面積近1 000 km2（圖1）。

據(jù)實(shí)鉆結(jié)果和有關(guān)區(qū)域地質(zhì)資料，考慮到該區(qū)侏羅系為中-酸性火山巖系，下白堊統(tǒng)為盆地沉積主體，所以把盆地蓋層與基底界線定在下白堊統(tǒng)與上侏羅統(tǒng)之間。盆地基底和周邊蝕源區(qū)主要為下二疊統(tǒng)和上侏羅統(tǒng)以及燕山早期侵入巖，燕山早期侵入巖體大面積出露于盆地南東側(cè)蝕源區(qū)，產(chǎn)狀為巖基和巖株，展布方向同盆地走向一致，巖性主要為花崗巖和閃長(zhǎng)巖。由于期次差別，巖性有所變化，但是比較接近偏酸性，為同一巖漿源的多次活動(dòng)產(chǎn)物。其中，黑云母花崗巖、鈉長(zhǎng)石化花崗巖、花崗斑巖和石英閃長(zhǎng)巖等，常共生在一起，形成雜巖體。主體由分布最廣的黑云母花崗巖構(gòu)成（粗粒、中粗粒和細(xì)粒）。閃長(zhǎng)巖體形成較早并散亂分布在雜巖體邊緣?；◢彴邘r是在后期巖漿活動(dòng)中形成，受弧形構(gòu)造影響，呈巖脈、巖墻和小巖株產(chǎn)出。另外，巖漿侵入活動(dòng)中還伴有閃長(zhǎng)玢巖脈，細(xì)粒花崗巖脈、花崗斑巖脈、霏細(xì)斑巖脈及石英脈的侵入，局部相應(yīng)有黑鎢礦和電氣石等礦化。

該雜巖體侵入在前侏羅紀(jì)地層，現(xiàn)呈緩坡丘陵地貌，其間有近于垂直盆地展布方向的NW向8條主要支谷，剝蝕程度中等，節(jié)理裂隙較發(fā)育，有時(shí)可見(jiàn)受平行六面節(jié)理影響造成的球狀風(fēng)化花崗巖。該巖體是盆地最主要的物源和鈾源，對(duì)盆地水成鈾礦起著重要作用。盆地蓋層以下白堊統(tǒng)巴彥花群（K1b）為沉積主體，其上缺失上白堊統(tǒng)和古近系，僅覆蓋了新近系寶格德烏拉組和少量的第四系［1］。巴彥花群主體是一套陸相斷陷湖盆沉積。自下而上分為阿爾善組（K1ba）、騰格爾組（K1bt）、賽漢組（K1bs）。其上部的騰格爾組上段和賽漢組是鈾礦化的主要層位，它們出露于盆地的東南緣。

2 鈾礦床地質(zhì)特征

從區(qū)域地質(zhì)演化背景分析，該區(qū)尋找地浸砂巖型鈾礦的目的層為巴彥花群的騰格爾組（K1bt）和賽漢組（K1bs）。它們的后生蝕變演化直接關(guān)系到本區(qū)鈾成礦作用。

2.1 含鈾層位的劃分依據(jù)

該區(qū)是在多期構(gòu)造活動(dòng)作用下發(fā)育起來(lái)的斷陷盆地，其沉積條件復(fù)雜，湖盆早期初始斷陷充填和湖盆中期沉降擴(kuò)張都不利于鈾成礦層位的形成，自湖盆開(kāi)始萎縮到衰亡就具備了形成目的層的條件，所以騰格爾組的上段和賽漢組是找礦層位。

2.1.1 騰格爾組

該組發(fā)育齊全，分布廣泛，鉆孔普遍揭露，與下伏層位接觸關(guān)系不清，與上覆層位呈不整合接觸，在賽漢組分布區(qū)與之呈微角度不整合接觸，除此之外，直接被新近系覆蓋，或者由于構(gòu)造抬升直接暴露地表。巖石原生地球化學(xué)顏色類型主要為灰色和黑色類型，成巖度較賽漢組好。南東側(cè)以扇三角洲體系為主，砂體發(fā)育，分選性磨圓度差-較好，不含動(dòng)物化石，偶在泥和粉砂薄夾層中見(jiàn)到炭屑；北西側(cè)以深-淺湖體系為主，泥頁(yè)巖層理發(fā)育，局部可見(jiàn)介形蟲(chóng)和螺貝等動(dòng)物化石。局部地段可見(jiàn)碳酸鹽化（白云石、方解石和菱鐵礦等）、黏土化（主要為高嶺土）（圖2）和油浸、油斑巖石。

該組經(jīng)歷了3次抬升，第1次是在該組沉積后，盆地由斷陷轉(zhuǎn)為坳陷，沉積范圍收縮，使騰格爾組裸露，待賽漢組沉積后，發(fā)生第2次抬升，該抬升是第1次抬升的繼續(xù)，從整體上加強(qiáng)了區(qū)域抬升的強(qiáng)度，造成從上白堊統(tǒng)（K2）到中新統(tǒng)（N1）層位的缺失間斷；覆蓋新近系紅層之后，盆地發(fā)生第3次抬升，并持續(xù)至今，而且抬升的規(guī)模和強(qiáng)度愈來(lái)愈大，所以正是這種抬升構(gòu)造環(huán)境，才使得騰格爾組能夠成為找鈾目的層，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到抬升能夠使騰格爾組直接出露，甚至使深部油氣運(yùn)移聚集到不整合面附近而逸散氧化成稠油或?yàn)r青，同時(shí)也使其上的賽漢組發(fā)生次生還原。

2.1.2 賽漢組

該組微角度不整合于騰格爾組之上，其上覆蓋有新近系紅色黏土層。該組厚度不大卻穩(wěn)定，一般小于130 m，鉆孔可以揭穿，多已發(fā)生后生蝕變而形成呈黃色或白色類未成巖后生巖石（圖3），原生巖石類型主要為雜色類型，局部為灰色類型，巖石一般松散未成巖，不含明顯的動(dòng)植物化石，僅在頂部層位偶見(jiàn)有立生植物根系，下部所夾灰色粉砂和泥質(zhì)粉砂薄層可見(jiàn)炭屑。該組是在騰格爾組沉積后，盆地發(fā)生第1次抬升，使騰格爾組初次剝蝕，在盆地整體隆升的構(gòu)造背景以及寬闊平坦的地形和溫暖潮濕向半干旱轉(zhuǎn)型的氣候條件下，形成一套河流相沉積。

2.2 含礦主巖的巖性特征

巴音塔拉盆地目前探明的鈾礦化主要賦存于賽漢組辮狀河道砂體中，其次見(jiàn)于騰格爾組扇三角洲前緣的砂體中。賽漢組該層位沉積時(shí)為潮濕向半干旱轉(zhuǎn)型氣候，自身巖石主要為雜色類型：下部（尤其是底部）河道水面以下沉積巖石為還原巖石，上部漫灘和暴露水面的沉積巖石多為氧化巖石。該層位沉積后，經(jīng)第2次抬升后長(zhǎng)期遭受古潛水氧化作用，使?jié)B透砂體發(fā)生第1次氧化，將鈾初次富集在最大氧化深度界面附近，但是待被上新統(tǒng)紅層覆蓋封閉后，又進(jìn)入了第3次抬升階段，在主谷能接受到深部油氣作用的部位進(jìn)行二次還原，局部出現(xiàn)具有還原能力的巖石，在通過(guò)斷層和與支谷構(gòu)成水力聯(lián)系的層位，將含鈾含氧水滲入到古河谷中，進(jìn)行二次氧化。當(dāng)其中形成的潛水氧化帶遇到高襯度地球化學(xué)障處，前鋒線尖滅富集成礦，所以該層位是巴音塔拉盆地主要的找礦目的層。呼和地段賽漢組砂質(zhì)辮狀河砂體主要由藍(lán)色含礫中細(xì)砂巖夾炭質(zhì)泥巖。砂巖的成分以長(zhǎng)石和石英為主，黏土礦物主要為蒙皂石（64%～80%）和高嶺石（8%～28%），少量伊利石（3%～13%），分選較好，松散，透水性好，厚度20～25 m，由于廣泛存在長(zhǎng)石水解作用及以蒙皂石為主的黏土化作用，局部導(dǎo)致砂體發(fā)藍(lán)和在結(jié)構(gòu)上的“散架”現(xiàn)象［2］（圖4）。

騰格爾組扇三角洲前緣的砂體為白色、淺灰色、灰色砂巖、礫巖、含礫砂巖夾薄層粉砂巖和泥巖。在希錫地段巖石高嶺土化強(qiáng)烈，局部見(jiàn)有富含炭質(zhì)有機(jī)質(zhì)，巖石硬度大。

從膠結(jié)的黏土礦物看，騰格爾組以高嶺土化為主，賽漢組以水云母和蒙皂石為主，反映了古水介質(zhì)的不同和差異沉積作用的結(jié)果。騰格爾組中高嶺土化是溫室氣候下酸性環(huán)境的產(chǎn)物，一般高嶺土化在某種程度上反映了近緣快速堆積特點(diǎn)，向湖心高嶺土化逐漸減少；而賽漢組沉積和沉積后古氣候逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榘敫珊担橘|(zhì)偏向堿性，出現(xiàn)水云母和蒙皂石之類的礦物。

3 后生蝕變與礦化

砂巖型鈾礦化的鈾常呈吸附狀態(tài)賦存于具高吸附性的巖石和礦物中，這是鈾地球化學(xué)的一個(gè)重要特點(diǎn)［3］。含鈾地層沉積后，以水為介質(zhì)，發(fā)生水巖作用，成礦元素被帶進(jìn)或帶出，而在原生巖石上疊加后生蝕變，在有利成礦條件具備的條件下就會(huì)在地球化學(xué)障處富集成礦。該區(qū)目的層騰格爾組和賽漢組都有蝕變以及其相應(yīng)的礦化，探討其后生蝕變性質(zhì)及其成礦至關(guān)重要。

根據(jù)現(xiàn)有資料分析，該含礦層位蝕變復(fù)雜，期次多，重疊改造明顯，強(qiáng)弱表現(xiàn)不一。按照目的層形成后地質(zhì)演化發(fā)展過(guò)程，騰格爾組層位主要具備3個(gè)期次的蝕變作用空間，即：第1～3次抬升階段；而賽漢組主要具備兩個(gè)期次的蝕變作用空間，即：第2～3次抬升階段。

3.1 騰格爾組后生蝕變

該組后生蝕變主要為灰色類原生巖石。地下水的補(bǔ)給、運(yùn)移和排泄對(duì)層間砂巖型鈾礦化的形成起著重要作用［4］。在烏蘭楚魯“天窗”采沙場(chǎng)有該層位出露，多已潛水氧化，見(jiàn)褐黃斑染、說(shuō)明“天窗”位長(zhǎng)期暴露地表，經(jīng)歷了干旱氣候下的強(qiáng)氧化作用。在NW向沉積后斷層發(fā)育部位，斷塊差異升降，含氧水下滲能力強(qiáng)，以致于沿層理面將該組泥巖、泥頁(yè)巖氧化。除氧化蝕變外，該組還見(jiàn)有油氣和厭氧漂白等后生還原蝕變。

綜上所述，該組氧化蝕變普遍，還原蝕變見(jiàn)于油氣和炭屑等還原源豐富層位。

3.2 賽漢組后生蝕變

該組主要為雜色類原生巖石，局部有少量紅色和灰色類原生巖石，現(xiàn)揭穿的該層位多已是黃色、白色和藍(lán)色類后生巖石，原因是該層位形成后經(jīng)第2次抬升，遭受剝蝕和垂向氧化作用后，被紅色黏土覆蓋保存，在受第3次抬升而形成現(xiàn)今形狀。其后生蝕變主要為黃色、白色、藍(lán)色和綠色，灰色和紅色為其原生色，所以要在該層位成礦只有靠多期次改造和豐富的含鈾、含氧水，這樣又使含鈾、含氧水沿NW向斷塊升降產(chǎn)生的斷層滲透，或與呼和地段賽漢組上部“白砂綠泥”層位溝通的渠道，又一次進(jìn)行潛水氧化，其間呼和地段由于有油氣還原造成的局部藍(lán)色類后生還原巖石以及辮狀河心灘和賽漢組底部、騰格爾組頂部泥炭沼化等還原層位，便可形成古河谷潛水氧化型鈾礦化，對(duì)于沒(méi)有或形成不了還原層位的部位，只能再次增加垂向氧化，使鈾元素向底板騰格爾組遷移，這就是局部騰格爾組頂部形成厚大低品位鈾礦化的原因。賽漢組的白色蝕變出現(xiàn)在砂巖層中，這種“漂白巖”是二次還原作用的結(jié)果。二次還原“漂白巖”由于含有還原物質(zhì)等原因，對(duì)本區(qū)鈾礦化有明顯的控制作用。巴音塔拉鈾礦化地段常出現(xiàn)在漂白巖石中或產(chǎn)在漂白巖附近與尖滅的原生灰色巖石的邊緣，因此，二次還原“漂白巖”具有重要的指導(dǎo)找礦意義。在礦化地段出現(xiàn)藍(lán)色蝕變，在巖心剛?cè)〕鰰r(shí)藍(lán)色十分明顯，以后慢慢暗淡，藍(lán)色蝕變是油氣還原的結(jié)果。

在呼和地段某勘探線兩個(gè)鉆孔中取樣品共計(jì)8件，樣品均為二次還原“漂白巖”（表1）。

對(duì)該樣品進(jìn)行全分析測(cè)試，測(cè)試方法和依據(jù)為GB/T14506.28-93硅酸鹽巖石化學(xué)分析方法X射線熒光光譜法測(cè)定主、次元素量。

通過(guò)上述巖樣測(cè)試結(jié)果分析表明，這些二次還原“漂白巖”樣品的w（SiO2）/w（Al2O3）值低（表1），在5.59～8.86之間變化，平均為7.48。低于佩蒂莊的長(zhǎng)石砂巖樣品的平均值（8.86）［5］，說(shuō)明二次還原“漂白巖”的成分成熟度低。二次還原“漂白巖”的w（K2O＋Na2O）為5.91～6.59，平均為6.16，w（K2O）＞w（Na2O），說(shuō)明該類巖石中長(zhǎng)石主要為鉀長(zhǎng)石，也說(shuō)明蝕源區(qū)為花崗質(zhì)巖。此外，該類樣品中全鐵含量比值明顯跳動(dòng)，而有機(jī)質(zhì)明顯減小，說(shuō)明二次還原“漂白巖”處在還原條件下，有機(jī)質(zhì)幾乎全部消失。

綜上所述，賽漢組的蝕變重疊穿插，主要有2個(gè)階段的氧化作用，又伴有還原作用。所以淺黃色、黃色和亮黃色等氧化色都可見(jiàn)到，而白色、綠色、藍(lán)色和褐色也可以同時(shí)存在。滲透性好的砂層中常保留的是最新一次蝕變作用痕跡，而滲透性差的粉砂層中記載著曾經(jīng)發(fā)生的蝕變。

4 結(jié)論

內(nèi)蒙古巴音塔拉盆地砂巖型鈾礦后生蝕變表現(xiàn)比較突出。含礦主巖賽漢組長(zhǎng)時(shí)間間斷被氧化后，被上覆一層封閉性良好的泥巖層覆蓋，地球化學(xué)逐步向還原狀態(tài)轉(zhuǎn)化，再加上本區(qū)油氣還原障的影響，致使原來(lái)氧化的巖石出現(xiàn)后生蝕變作用、淡黃色的氧化帶巖石出現(xiàn)白色色調(diào)，后生蝕變與鈾礦化關(guān)系密切。

［1］祝民強(qiáng)，余達(dá)淦，吳仁貴，等.內(nèi)蒙古巴彥塔拉盆地構(gòu)造與鈾礦化的遙感地質(zhì)研究［J］.國(guó)土資源遙感，2002，14（1）:9-14.

［2］祝民強(qiáng)，吳仁貴，余達(dá)淦，等.內(nèi)蒙古巴彥塔拉盆地砂巖型鈾礦地質(zhì)特征與主沉積物體系歸屬［J］.華東地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，26（3）:208-216.

［3］Dahlkamp F J.Uranium Ore Deposits［M］.Berlin：Spring Overlag，1993.

［4］祝民強(qiáng)，吳仁貴，余達(dá)淦，等.內(nèi)蒙古巴彥塔拉盆地砂巖型鈾礦化的蝕變特征［J］.鈾礦地質(zhì)，2004，20（4）:205-212.

［5］蔡煜琦，李勝祥.錢(qián)家店鈾礦床含礦地層—姚家組沉積環(huán)境分析［J］.鈾礦地質(zhì)，2008，24（2）:66-72.

Epigenetic alteration and its ore-forming significance on sandstone-type uranium deposit in Bayintala Basin of Inner Mongolia

XIAO Zi-ze

（Kunming University of Science and Technology，Kunming，Yunnan 650000，China）

The uranium mineralization discovered in Bayintala Basin occurrs mainly in braided channel sand bodies of Saihan Formation.Through analyzing and studying the rock lithologic features，epigenetic alteration and mineralization，it is considered that the ore formation depends on the epigenetic alteration rock of multi-phased transformation and the infiltration reduction transformation of uranium rich and oxygenated water along the fault.

Bayintala Basin；sandstone-type uranium deposit；epigenetic alteration

P614.19；P598

A

1672-0636（2013）04-0205-05

10.3969/j.issn.1672-0636.2013.04.004

2013-04-19

肖滋澤（1987—），男，甘肅張掖人，碩士研究生，主要從事固體礦產(chǎn)勘查。E-mail：xiaozize2763149@126.com