鄂爾多斯盆地南緣砂巖型鈾礦地質(zhì)特征及成礦條件分析

任中賢，申平喜，陳粉玲

（陜西省核工業(yè)地質(zhì)局211大隊(duì)，西安 710024）

鄂爾多斯盆地南緣砂巖型鈾礦地質(zhì)特征及成礦條件分析

任中賢，申平喜，陳粉玲

（陜西省核工業(yè)地質(zhì)局211大隊(duì)，西安 710024）

鄂爾多斯盆地南緣，中侏羅統(tǒng)中粗粒砂巖中古層間氧化帶發(fā)育，鈾含量高，砂巖型鈾成礦地質(zhì)條件有利，已發(fā)現(xiàn)多處砂巖型鈾礦床（點(diǎn)）。鈾礦化產(chǎn)于中侏羅統(tǒng)直羅組下段辮狀河流相的砂體中，受古層間氧化帶控制；鈾礦化與砂巖滲透性關(guān)系密切，一般產(chǎn)于膠結(jié)疏松、透水性較好的砂體中；成礦區(qū)域內(nèi)中侏羅統(tǒng)廣泛發(fā)育，砂巖型鈾礦找礦潛力大。

鄂爾多斯盆地南緣；直羅組下段；砂巖型鈾礦；地質(zhì)特征；成礦條件

成礦區(qū)域位于鄂爾多斯盆地南緣，行政區(qū)劃屬陜西省延安市黃陵縣、銅川市宜君縣、耀州區(qū)及咸陽(yáng)市旬邑縣、彬縣管轄。

1960年前后至今，陜西核工業(yè)地質(zhì)單位在該地區(qū)開(kāi)展了多項(xiàng)鈾礦找礦工作，發(fā)現(xiàn)了雙龍砂巖型鈾礦床及較多的礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)，鈾成礦特征與鄂爾多斯盆地北緣東勝和大營(yíng)鈾礦床較為相似，鈾成礦地質(zhì)條件良好。

通過(guò)分析和總結(jié)鄂爾多斯盆地南緣砂巖型鈾礦地質(zhì)特征及成礦條件，認(rèn)為該區(qū)域砂巖型鈾成礦具有良好前景，是今后鈾礦勘查重點(diǎn)區(qū)域。

1 鈾成礦地質(zhì)特征

在大地構(gòu)造位置上，鄂爾多斯盆地屬于中朝準(zhǔn)地臺(tái)的一部分。

1.1 構(gòu)造特征

成礦區(qū)位于鄂爾多斯盆地（Ⅱ級(jí)）的南緣，處于伊陜斜坡（Ⅲ級(jí)）與渭北斷?。á蠹?jí)）過(guò)渡部位的廟彬褶皺帶內(nèi)（圖1）。

區(qū)內(nèi)出露地層有三疊系至白堊系陸相沉積，形成了含煤建造和紅色碎屑巖建造。第四系黃土發(fā)育，覆蓋面積較大。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡(jiǎn)單，斷裂不發(fā)育，主要形成一系列NE、NNE向背斜和向斜，但總的趨勢(shì)是一個(gè)向NW傾斜、傾角平緩的單斜構(gòu)造，傾角為10°～20°。

1.2 含礦目的層特征

中侏羅統(tǒng)是區(qū)內(nèi)主要含礦層位（圖2），自下而上可分為延安組（J2y）、直羅組（J2z），局部缺失安定組（J2a）。

1.2.1 延安組（J2y）

該組假整合于三疊系之上，為河沼相含煤碎屑巖建造，厚度約40～110m，自下而上可分為4個(gè)巖段，巖性以灰色中粗粒砂巖或含礫粗砂巖夾泥巖為主。其中第1巖段巖性為灰色泥巖、粉砂巖及煤層，是該區(qū)主要的產(chǎn)煤巖段；砂巖中含大量的炭屑，局部巖性段煤層中見(jiàn)鈾礦化。

1.2.2 直羅組（J2z）

直羅組可劃分為上段（J2z2）和下段（J2z1）。直羅組下段（J2z1）為鈾礦賦存層位，在全區(qū)穩(wěn)定分布。為溫暖潮濕古氣候條件下的河流相沉積，可劃分為5或6個(gè)韻律層，厚約36～94 m。根據(jù)其巖性—巖相和韻律特征進(jìn)一步劃分為直羅組下段上亞段（J2z1-2）和直羅組下段下亞段（J2z1-1）。

直羅組下段下亞段（J2z1-1）與延安組呈角度不整合接觸，為沉積早期在潮濕氣候環(huán)境下的砂質(zhì)辮狀河沉積體系，厚度約26～55 m。該段主要巖性為灰色、灰綠色中粗粒長(zhǎng)石石英砂巖。巖石固結(jié)程度較疏松，局部致密狀；巖石透水性好，局部為弱透水；富含碎屑狀、細(xì)線狀、條帶狀、煤塊狀等炭化植物碎片。黃鐵礦化發(fā)育，多呈微粒狀散布于砂巖中，局部亦呈團(tuán)塊狀與炭屑、泥礫共生。局部地段見(jiàn)“油砂”，砂體為大型復(fù)合河道沉積，由1～3個(gè)韻律層組成，具大型塊狀層理、槽狀斜層理、板狀斜層理等。鈾背景值2.0× 10-6～3.0×10-6，是該區(qū)主要的鈾賦礦層位。

1.3 古層間氧化帶特征

古層間氧化帶主要發(fā)育在中侏羅統(tǒng)直羅組下段砂體內(nèi)，呈NE—SW向延伸，長(zhǎng)約155 km（圖3）。在瑤曲鎮(zhèn)以北埋深約為90～350 m，瑤曲鎮(zhèn)南西方向埋深大于500 m，厚度一般10～25m，最厚達(dá)40m［1］。

古層間氧化帶分帶性明顯。根據(jù)巖石顏色及礦物標(biāo)志，沿層間氧化帶的發(fā)育方向可分為氧化帶、氧化還原過(guò)渡帶、還原帶。氧化帶寬約4～9 km（距東部剝蝕邊界），呈灰綠色，有機(jī)質(zhì)、黃鐵礦不存在（或很少），該帶無(wú)鈾礦化存在。氧化還原過(guò)渡帶寬7.5～19 km，砂體呈灰綠色與灰色互層出現(xiàn)，在灰綠色砂巖中可見(jiàn)炭屑、黃鐵礦假晶。目前所發(fā)現(xiàn)的鈾礦化均位于該帶中。還原帶（灰色殘留體）砂體呈灰色、深灰色，炭屑、有機(jī)質(zhì)、黃鐵礦未被氧化。

1.4 鈾礦化特征

鈾礦化主要產(chǎn)于直羅組下段砂巖層的辨狀河—曲流河相砂體中，嚴(yán)格受層間氧化帶前鋒線位置控制，產(chǎn)于氧化還原過(guò)渡帶，與廣泛發(fā)育的綠色蝕變關(guān)系密切，工業(yè)礦體平面上賦存于古層間氧化帶前鋒線“舌狀體”的內(nèi)側(cè)，剖面上產(chǎn)于灰綠色蝕變帶兩側(cè)的灰色、灰白色砂巖中，礦石為灰色粗-中粒長(zhǎng)石石英砂巖，含炭屑、有機(jī)質(zhì)、黃鐵礦等還原介質(zhì)，鈾品位與有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān)。

雙龍鈾礦床勘查結(jié)果表明，鈾礦化呈面狀展布，礦體多為板狀、透鏡狀，埋深受地形影響較大，一般90～150 m，最深350 m，鈾礦品位較富，厚度變化大。鈾礦化與砂巖滲透性關(guān)系密切，一般產(chǎn)于膠結(jié)疏松、透水性較好的砂體中。圖4所示為雙龍鈾礦床64號(hào)剖面礦體形態(tài)。

2 砂巖型鈾成礦條件分析

2.1 鈾源條件

2.1.1 直羅組下段沉積砂體為鈾儲(chǔ)層

根據(jù)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）焦養(yǎng)泉教授等研究，鄂爾多斯盆地直羅組下段目前殘留4個(gè)大型物源朵體，分別是北部陰山物源-沉積體系、西北部汝箕溝物源-沉積體系、西部石溝驛物源-沉積體系、西南部平?jīng)鑫镌?沉積體系，其中平?jīng)鑫镌?沉積體系面積達(dá)33 335 km2，成礦區(qū)位于該物源-沉積體系，鈾源豐富［2］。

2.1.2 直羅組下段沉積期后有豐富的鈾源補(bǔ)充

秦嶺造山帶自太古宙以來(lái)經(jīng)歷了多次構(gòu)造熱事件改造，形成了多處大面積放射性偏高場(chǎng)。區(qū)內(nèi)除存在太華群、秦嶺群和寬坪群等富鈾層外，還廣泛分布有不同時(shí)期富鈾花崗巖，鈾含量最高可達(dá)10×10-6。在花崗巖體內(nèi)、外帶發(fā)育有眾多花崗巖型、偉晶巖型和其他水熱型鈾礦床、點(diǎn)。這些富鈾地質(zhì)體對(duì)直羅組下段地層中鈾有補(bǔ)充作用。

2.2 構(gòu)造及水動(dòng)力條件

鄂爾多斯盆地是一個(gè)大型克拉通盆地，中生代晚期，燕山運(yùn)動(dòng)對(duì)盆地產(chǎn)生了重要影響，為直羅組河道砂體穩(wěn)定連續(xù)發(fā)育創(chuàng)造了極為有利的條件。

中侏羅世晚期鄂爾多斯盆地南緣直羅組大面積被剝蝕，該地質(zhì)時(shí)期構(gòu)造格局是由SE向NW傾斜，促使含氧含鈾水沿直羅組河道發(fā)育方向向盆地內(nèi)滲入，這一構(gòu)造格局一直保存到了始新世早期，具有完整的補(bǔ)-徑-排古地理地下水系統(tǒng)，對(duì)層間氧化帶的發(fā)育和鈾的富集非常有利。

2.3 古地理及古氣候條件

含礦層直羅組下段為辨狀-曲流河相灰色砂巖建造，形成期為溫濕的古氣候，有利于形成富含有機(jī)質(zhì)及黃鐵礦等高還原容量的砂體；晚侏羅世—早白堊世早期的抬升運(yùn)動(dòng)，使鄂爾多斯盆地南緣地區(qū)和東南部蝕源區(qū)及直羅組長(zhǎng)期暴露地表并遭受風(fēng)化剝蝕，古氣候由潮濕轉(zhuǎn)變?yōu)楦珊?半干旱，對(duì)層間氧化帶發(fā)育非常有利。

2.4 地層巖性巖相條件

含礦層直羅組下段為辨狀-曲流河相灰色砂巖建造，與延安組湖相泥巖及直羅組上段湖相泥巖組成了泥-砂-泥結(jié)構(gòu)，是鈾成礦的有利地層結(jié)構(gòu)和層位條件，該層砂體形態(tài)與沉積相一致，砂體厚度一般25～65 m，厚度較為適中。砂體粒度中-粗粒，固結(jié)程度低，滲透性較好，砂體中富含炭化植物碎片和黃鐵礦，是層間氧化帶形成和鈾沉淀富集的有利場(chǎng)所。

2.5 古層間氧化作用

直羅組下段的氧化帶，是早期氧化作用形成的紅色或黃色氧化砂體，后經(jīng)油氣、煤層氣的后生還原作用形成的古層間氧化帶，在區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為大規(guī)模的綠色蝕變。古層間氧化帶具有區(qū)域性發(fā)育特點(diǎn)，規(guī)模大，呈NE—SW向延伸，長(zhǎng)約155 km，寬11.5～28 km。鈾礦體在平面上主要分布于古層間氧化帶前鋒線附近，位于氧化還原過(guò)渡帶一側(cè)，表現(xiàn)為層間氧化帶舌狀體控制的礦體，賦存于過(guò)渡帶內(nèi)綠色砂體尖滅部位相鄰的灰色砂體中。古層間氧化帶控制著礦體的分布，古層間氧化帶前鋒線附近氧化還原過(guò)渡帶一側(cè)，是尋找鈾礦富大礦體的有利部位。

2.6 還原氣體滲入作用

鈾礦床成礦地球化學(xué)過(guò)程不僅包括古層間氧化作用，還存在二次還原作用。還原氣體沿?cái)嗔褬?gòu)造、下切河谷滲入鈾成礦目標(biāo)層，增強(qiáng)了砂體的還原能力；延安組與直羅組角度不整合也為煤層氣滲入鈾成礦目標(biāo)層創(chuàng)造了條件。還原氣體的持續(xù)滲入，抑制了古層間氧化作用的進(jìn)一步發(fā)展，為鈾的沉淀和富集創(chuàng)造了更為有利的條件。

3 結(jié)語(yǔ)

鄂爾多斯盆地北緣有大營(yíng)、東勝鈾礦床，盆地西緣有磁窯堡和惠安堡鈾礦床；鄂爾多斯盆地南緣鈾成礦條件與盆地北緣東勝—大營(yíng)地區(qū)相似，具備古層間氧化帶砂巖型鈾礦的成礦條件。

鄂爾多斯盆地南緣現(xiàn)有雙龍、焦坪—照金鎮(zhèn)（廟灣）兩個(gè)明顯的鈾礦化集中區(qū)，已勘查發(fā)現(xiàn)了雙龍中型鈾礦床和另一個(gè)小型鈾礦床；鈾礦化受古層間氧化帶控制，古層間氧化帶前鋒線附近氧化還原過(guò)渡帶一側(cè)是鈾成礦重點(diǎn)部位，鈾資源潛力大。

［1］申平喜，方民強(qiáng)，陳粉玲，等.鄂爾多斯盆地南緣砂巖型鈾礦整裝勘查區(qū)設(shè)立建議書(shū)［R］.西安:陜西省核工業(yè)地質(zhì)局211大隊(duì)，2013.

［2］焦養(yǎng)泉，李思田.陸相盆地露頭儲(chǔ)層地質(zhì)建模研究與概念體系［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，1998，20（4）: 346-353.

Analysis on the geological features and ore-form ing conditions at the southern margin of Erdos basin

REN Zhongxian，SHEN Pingxi，CHEN Fenling（Geologic Party No.211，Shanxi Province Nuclear Geological Bureau，Xi’an 710024，China）

At the southern margin of Erdos basin，the paleo-interlayer-oxidation was developed in the medium-coarse-grained sandstone of Middle Jurassic System.High content uranium was enriched which are favorable for sandstone-type uranium deposit.There had been found multiple sandstonetype uranium deposits（ore occurrences）in this area.Uranium mineralization occurs in the sand body of braided fluvial facies in the lowermember of Zhiluo Formation of Middle Jurassic System.It was controlled by the paleo-interlayer-oxidation.Uranium mineralization was closely related with the permeability of sandstone and occurs generally in the sandstones where is loose cementation and water permeability better.The stratum of Middle Jurassic System was extensively developed in the work area.Therefore it has great prospecting potential for the sandstone-type uranium deposit.

southern margin of Erdos basin；the lowermember of Zhiluo Formation；sandstone-type uranium deposit；geological features；metallogenic conditions.

P614.19；P598；P611

A

1672-0636（2014）03-0514-05

10.3969/j.issn.1672-0636.2014.03.004

2013-08-04；

2014-01-04

任中賢（1967—），男，陜西西安人，工程師，長(zhǎng)期從事地質(zhì)勘查工作。E-mail:810136261@qq.com