納嶺溝地區(qū)鈾成礦特征及成礦環(huán)境識(shí)別評(píng)價(jià)

劉正義，李西得，韓效忠，張斌，王明太，惠小朝，趙永安

（1．核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京100029；2．中國煤炭地質(zhì)總局特種技術(shù)勘探中心（中國煤炭地質(zhì)工程公司），北京100073；3．山東省地震局，濟(jì)南250014）

納嶺溝地區(qū)鈾成礦特征及成礦環(huán)境識(shí)別評(píng)價(jià)

劉正義1，李西得1，韓效忠2，張斌3，王明太1，惠小朝1，趙永安1

（1．核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京100029；2．中國煤炭地質(zhì)總局特種技術(shù)勘探中心（中國煤炭地質(zhì)工程公司），北京100073；3．山東省地震局，濟(jì)南250014）

利用標(biāo)本肉眼觀察、鏡下鑒定，配合掃描電鏡、電子探針、電子顯微鏡以及主量、微量元素、有機(jī)炭、全硫、鈾的價(jià)態(tài)和鈾、釷同位素比（234U/238U、230Th/232Th）值、烴類等各種分析，考慮黏土礦物種屬比值和總量、V/（V＋Ni）水體分層和底層水動(dòng)力和硫化氫的厭氧、貧氧環(huán)境、氧化還原環(huán)境的Th/U比、鹽度的Sr/Ba比、浸液的pH、Eh值等因素對(duì)納嶺溝地區(qū)鈾成礦環(huán)境進(jìn)行識(shí)別，對(duì)其成礦特點(diǎn)加以探討，并提出具體找礦建議。

納嶺溝；鈾成礦特征；古氧化帶；成礦環(huán)境識(shí)別評(píng)價(jià)

值得關(guān)注的是，油氣與鈾礦化關(guān)系被認(rèn)為愈來愈密切，近期研究表明［1］，在鄂爾多斯盆地東北部礦區(qū)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)自上古生界的烏審旗等多個(gè)氣田和巨大的天然氣早期成烴成藏型大氣田以及盆地北部古隆起約45處白堊系油苗。處于與隆起相鄰的斜坡帶和隆起區(qū)為油氣長(zhǎng)期運(yùn)移的指向和耗散（氧化）區(qū)。油氣苗、瀝青、稠油的耗散作用對(duì)于鈾成礦有一定影響。該地區(qū)油氣從烏審召—大牛地，南到吳旗—安塞呈NE向分布。盆地包括中新元古界、下古生界、石炭-二疊系、三疊系延長(zhǎng)組、侏羅系延安組等5套生烴巖；前二者以生氣為主，中生界以生油為主。納嶺溝鈾成礦帶被鄂爾多斯盆地北部油氣耗散區(qū)所包圍。筆者根據(jù)野外觀察和取樣鑒定以及各項(xiàng)分析結(jié)果，對(duì)納嶺溝地區(qū)鈾礦特征加以討論，并對(duì)成礦環(huán)境因素進(jìn)行識(shí)別評(píng)價(jià)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

圖1 鄂爾多斯盆地北部天然氣耗散區(qū)與鈾成礦區(qū)平面分布示意圖［1］（有修改）Fig.1Distributionsketchofgasdissipationareaanduraniummineralization innorthernOrdosbasin［1］（modified）

鄂爾多斯盆地是一個(gè)中生代地層特別是上三疊統(tǒng)和侏羅系連片分布，發(fā)育于晚三疊世-早白堊世階段的大型內(nèi)陸盆地。印支-燕山構(gòu)造期間由于特提斯和太平洋兩大構(gòu)造體系影響，形成了巖層總體向西緩傾的大型陸內(nèi)坳陷盆地。是中國唯一有石炭紀(jì)-二疊紀(jì)、晚三疊世和早侏羅世三套含煤巖系的盆地。

鄂爾多斯盆地東北部鈾成礦區(qū)（圖1）地處中朝地臺(tái)西部。太古宙時(shí)期形成中朝陸塊中的一個(gè)陸核［2］；始太古代-新太古代（3 600～2 500 Ma）古陸塊形成和陸殼克拉通化；古元古代（2 500～1 800 Ma）古陸塊進(jìn)一步裂解，碰撞和拼合，該中朝陸塊一直穩(wěn)定到中元古代末（1 000 Ma）。早古生代，該區(qū)大部分為克拉通內(nèi)部坳陷；晚古生代至早、中三疊世仍為克拉通內(nèi)部坳陷和邊緣坳陷盆地，晚二疊世為潘基亞大陸一部分；早白堊世為陸相沉積，早白堊世末的燕山運(yùn)動(dòng)使盆地整體隆升。

鄂爾多斯盆地具“雙重”基底結(jié)構(gòu)。結(jié)晶基底由古元古界、中元古界變質(zhì)巖組成，其直接基底由中元古界和古生界寒武系、奧陶系，上石炭統(tǒng)、二疊系組成；沉積蓋層為三疊系、中侏羅統(tǒng)、下白堊統(tǒng)、上新統(tǒng)和第四系。

納嶺溝成礦區(qū)位于鄂爾多斯盆地北東部伊盟隆起構(gòu)造單元，其西側(cè)為SN向賀蘭山—六盤逆沖斷裂帶，東側(cè)為寬緩斜坡。含鈾礦層為與下伏延安組不整合接觸而上覆地層部分缺失的中侏羅統(tǒng)直羅組，直羅組分為上下兩段：下段以灰色碎屑巖建造為主；上段以紅色碎屑巖建造為主。直羅組下段進(jìn)一步劃分下亞段辮狀河沉積為主；上亞段以洪泛曲流河沉積為主。其中下亞段辮狀河沉積砂巖是主要賦鈾礦巖段。直羅組下段下亞段J2z11-1的下部以礫質(zhì)辮狀河沉積礫巖、砂質(zhì)礫巖為主，砂體厚5～80 m，其上夾有厚度不等的泥巖；下亞段上部J2z11-2為砂質(zhì)辮狀河沉積砂巖，厚36．8～214．4 m，巖性多為含礫綠色、灰色中、粗砂巖，砂體呈NW-SE向展布，厚度70～170 m。鈾礦體呈EN向夾持于F1下盤和F2上盤之間，呈似透鏡狀、似層狀產(chǎn)出，嚴(yán)格受直羅組下亞段綠色砂巖與灰色砂巖間厚層泥巖或夾層等微相相帶疊加的水下分流河道邊緣等過渡變異帶所控制。如圖2所示。

2 鈾成礦特征

2.1 氧化還原蝕變帶

“原生帶綠色層”與“古氧化帶綠色層”的宏、微觀區(qū)別一直是重要的研究課題。一般來說，巖石綠色多為還原和弱還原顏色，而紅、黃、紫色等熱色才是氧化顏色。野外常見原生巖石因較多含綠泥石和方解石而呈現(xiàn)綠色或灰綠色以至淺綠色?！霸鷰ЬG色層”巖石鏡下觀察多見呈黑云母假象的針葉、葉片、碎片狀的葉綠泥石；“古氧化帶綠色層”巖石除葉綠泥石外，還存在呈副礦物出現(xiàn)的綠簾石和“綠簾石化”?？梢?，綠簾石及大量呈黑云母假象的含鎂鐵的葉綠泥石和鐵綠泥石以及綠色黑云母形成綠色礦物組合。葉綠泥石是“原生帶綠色層”的主要染色礦物，呈現(xiàn)與方解石、細(xì)粒黃鐵礦、有機(jī)炭和大塊植物炭屑共生為特點(diǎn)。該區(qū)由于晚侏羅世盆地北部、東部抬升致使地層呈小幅度向西掀斜。由于沉積間斷，氣候干旱炎熱，以及掀斜作用造成古氧化帶發(fā)育至深部層間。顯微鏡下觀察除黑云母、綠泥石外，還發(fā)育有幾十處眾多顆粒組成的綠簾石化。綠簾石化屬于氫交代和中性交代，是鈣的低溫?zé)嵋海ㄋ┪g變。大量綠簾石與多種綠泥石和褐（赤）鐵礦出現(xiàn)，表明“古氧化帶綠色層”的存在。大量鍶同位素比值87Sr/86Sr表明，古氧化帶綠色砂巖87Sr/86Sr比值較高，與灰色原生帶綠色巖層87Sr/86Sr比值較低有著明顯區(qū)別，其巖石中褐鐵礦多，黃鐵礦少，空洞孔隙較發(fā)育。綠簾石的粒間、粒內(nèi)產(chǎn)出特點(diǎn)如圖3（A-D）所示。

圖2 納嶺溝地區(qū)地質(zhì)示意圖［3］Fig.2Geological sketch of Nalinggou region［3］

圖3 納嶺溝含礦巖性特征Fig.3lithology characteristics of ore-bearing rocks in Nalinggou

綠簾石化是在熱液下發(fā)生的一種含不同數(shù)量綠簾石類礦物的低溫鈣交代蝕變作用，它可交代黑云母和長(zhǎng)石，也可直接由熱液結(jié)晶而成。綠簾石化甚至綠泥石化皆代表中性化的弱堿-弱酸性環(huán)境，也是一種堿交代作用中的中性交代［4］，堿交代本身是一種氧化：堿交代巖多發(fā)生紅化（赤鐵礦化），因此綠簾石化代表氧化蝕變。赤鐵礦化是氫交代（酸性交代），也可以是中性交代，這些蝕變經(jīng)常在古氧化帶和礦化帶內(nèi)。綠簾石呈兩種形式產(chǎn)出，一是作為粒間重礦物，一般呈單晶體產(chǎn)出；另一是作為蝕變礦物，其含量約占8%～10%，顯然有部分是新生的，其產(chǎn)出較廣泛，如圖3（A-C）。近礦蝕變除綠簾石化外，不同程度發(fā)育褐（赤）鐵礦化、葉綠泥石化、綠泥石化、碳酸鹽（方解石、白云石）化、蒙皂石化、高嶺石化、伊利石化、鈉長(zhǎng)石化等，如圖3（D-H）所述。該地區(qū)東南外圍還見方沸石化。

從氧化帶到原生帶，主要造巖礦物黑云母和綠泥石溶蝕度減弱，巖石顏色從褐、黃、灰綠、綠到灰色。氧化帶以褐（赤）鐵礦、菱鐵礦為主，綠簾石含量最高（以副礦物和綠簾石化形式產(chǎn)出），副礦物為綠簾石-鈣鋁石榴子石-白鈦石、榍石組合；在礦化巖石中碳酸鹽含量較少和適度，主要鈾礦物為鈾石、瀝青鈾礦，含鈾礦物為蒙皂石、高嶺石、黃鐵礦、炭屑，副礦物為細(xì)粒黃鐵礦-白鈦石（金紅石、銳鈦礦、板鈦礦集合體）-鈣鋁石榴子石組合；原生灰色砂巖中副礦物為鈦磁鐵礦-榍石-黃鐵礦組合。

巖心樣品經(jīng)掃描電鏡分析表明，魚子狀、球粒狀原生鈾礦物已變?yōu)橹鶢?、?xì)條狀、條束狀微晶次生礦物，可見這些原生鈾礦物易溶解和具強(qiáng)再生能力，由此可見在氧化地段，現(xiàn)代新生鈾礦帶還在繼續(xù)形成，前期測(cè)得成礦年齡20 Ma就是佐證。圖3（I-L）所示“似花朵狀”者可能是再沉積鈾的氫氧化物，“柱狀”者可能是再沉積的硅鈾礦或柱狀的深黃鈾礦。

在氧化帶與礦化帶之間或礦化帶上盤有一套不含礦褪色蝕變其巖石比較堅(jiān)硬富含碳酸鹽礦物呈“灰白色”的砂巖產(chǎn)出。褪色巖石呈層狀有時(shí)在“層位空間上靠近斷裂”，其形成機(jī)制是由于先酸性后堿性淋濾作用，使堿金屬、堿土金屬和低鐵或硅、鋁、鈾明顯減少，并以富含方解石的堿性淋濾為主。如N8-7-19灰色中粗粒砂巖與N8-7-24淺灰色者比較，SiO2從70．50%減至54．60%、Al2O3從13．71%減至8．68%、U從13．10×10-6減至2．37×10-6。多數(shù)巖石氧化褪色時(shí)，其鈾亦隨之發(fā)生鈾遷移、分散?；野咨⒕G色應(yīng)該屬于顏色“褪色”范圍。黑云母遭明顯溶蝕表明溶蝕的溶液為偏酸性，因?yàn)槠珘A性溶液黑云母很難遭到溶蝕，此現(xiàn)象早已由筆者所做黑云母白云母化實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。同氧化綠色巖一樣，褪色巖石中有鐵的損失，該過程本質(zhì)是CO2使鐵以Fe（HCO3）2形式從礦物中帶出進(jìn)而導(dǎo)致這些礦物的變化；CO2引起鈣和鎂碳酸鹽溶解再分配和在膠結(jié)物中再結(jié)晶。在巖石局部地段發(fā)育硅化（石英次生加大），這可能是在有機(jī)酸參與下進(jìn)行的。褪色作用主要在重力水或上升水的參與下進(jìn)行，常常受水最強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)帶控制，這個(gè)帶也被看作是成礦溶液的通道，因?yàn)樗鼈兂３？刂柒櫟V化的分布。上述現(xiàn)象目前所見褪色巖除增加含碳酸鹽礦物外，全巖衍射結(jié)果石英含量有時(shí)達(dá)到60%以上。

2.2 鈾礦化分布

NE向展布的鈾礦體夾持于F1和F2之間，呈似層狀或透鏡狀產(chǎn)出，受水下分流河道邊緣，氧化還原過渡變異帶的中粒砂巖控制。巖石綠色代表弱還原環(huán)境，鈾可在碳酸鹽溶液中弱還原環(huán)境下遷移。礦化賦存于剖面的“上部綠色砂巖下部灰色砂巖”界線的“氧化帶前鋒線”、心灘以及心灘邊部與辮狀河道交匯相變區(qū)、砂體厚度變薄、水流減速帶、砂巖中有泥礫或泥巖夾層等地段（圖4、5）。具體鈾礦化賦存于J2Z11-1辮狀河沉積剖面中、下部與延安組J2y不整合面以上部位，如納嶺溝ZKN8-7鉆孔所見礦化，賦存于辮狀河的有限部位：1）礦化大部分產(chǎn)于延安組（J2y）不整合面之上的下部直羅組下段下亞段（J2Z11-1）層位中，礦化位于不整合面中、下部，地層具備“泥-砂-泥”結(jié)構(gòu)，巖石具弱滲透能力；2）綠（灰）色砂巖夾薄層泥巖部位常常是富鈾礦的賦存空間，巖石所富含的“泥礫”代表地史中“創(chuàng)面”存在，也表現(xiàn)在砂巖中夾有薄層狀泥巖，如礦化綠色中粗粒砂巖夾薄層泥巖的N8-7-2（U為1 345×10-6），以及夾薄層泥巖的礦化綠色含礫粗砂巖N8-7-6（U為996×10-6）；3）礦化賦存于J2Z11-1的中等沉積厚度砂體中的中粒砂巖中?？赡鼙砻麾櫟V化處于辮狀河邊緣的中段，巖石粒度由粗變細(xì)變異部位。

綠色含礦砂巖，大多孔隙發(fā)育，連通較好。鈾品位較富，具一定規(guī)模，可稱“綠礦”。而常見的“灰色礦石”多為孔隙發(fā)育，連通一般不好。如含礦溶液的流速由通暢變?yōu)椴煌〞?，原生綠色先氧化后還原。綠色砂巖或灰色砂巖，由于碳酸鹽發(fā)育，鈾可呈二碳酸鈾酰絡(luò)合物形式遷移，加之地層壓力和斷層或特殊相帶的影響，致使鈾礦化連通成“多層式鈾礦柱”。如表1中的多層式礦化現(xiàn)象。

圖4 納嶺溝鈾礦床礦體分布示意圖［5］Fig.4Ore body distribution of uranium deposit in Nalinggou［5］

圖5 納嶺溝地區(qū)N48地質(zhì)剖面示意圖［5］Fig.5Sketch of geological section N48 in Nalinggou region［5］

2.3 pH

鈾礦化層位黏土成分發(fā)育蒙皂石，表現(xiàn)早期溶液的堿性（蒙皂石占黏土礦物含量的64%～83%）形成一般礦化。當(dāng)?shù)靥幘G色砂巖與灰色砂巖之間的綠色孔隙砂巖透氧地段，由于連通較好，有機(jī)會(huì)不斷脫CO2。此時(shí)含礦溶液由于CO2逸出，從堿性轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸饾u酸化”，出現(xiàn)大量顯示“弱堿-弱酸環(huán)境”生成的綠泥石、酸性環(huán)境生成的高嶺石，但總的CO2沒有全脫完，沉淀有3%～5%的方解石。這就是適當(dāng)脫CO2的結(jié)果，含礦溶液酸化致使鈾成富礦。在納嶺溝地區(qū)礦化巖石的甲烷含量處于中等狀態(tài)就說明這一點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)表明，只有氣體狀態(tài)的甲烷成為“液態(tài)甲烷”，才能使含礦溶液pH降低0．5～0．1而“酸化”［6-7］，才能使鈾沉淀富集成礦，這就是為什么礦化不與氣體甲烷呈正相關(guān)原因所在。

2.4 礦化巖石鈾、釷同位素

在臨近氧化帶邊界的礦體中，234U略有不足，而在鈾富集地段則顯示較多的234U。這種變化是不同成因的氧化帶所共有。有利于放射性同位素重新分配的條件，一般產(chǎn)生在沉積巖透水層露頭出露的氧化砂巖中，與238U含量相比，234U缺失約10%。

研究表明，近鈾礦體的氧化砂巖非常明顯地富集234U，鈾的再沉淀過程伴隨234U和238U的分離現(xiàn)象。前蘇聯(lián)礦化地浸砂巖中，234U/238U比值在沉積巖中平均比值1．6或1．9，個(gè)別變化于0．8～3．6?？傊谂R近氧化帶邊界的礦體中，234U略有不足，而在鈾富集地段則顯示較多的234U。前蘇聯(lián)經(jīng)驗(yàn)給出利用水中234U/238U、230Th/232Th同位素比值找鈾礦時(shí)，沉積巖中水的234U/238U的比值≧5為異常值，230Th/232Th＞20為明顯異常值，＜1為明顯底數(shù)值［8-10］。在氡氣找礦中，氡增高產(chǎn)在含有鈾異常中，則無疑表明巖石中存在鈾礦化。詳見表2。

總之，納嶺溝地區(qū)受油氣影響時(shí)間為中侏羅世末期-早白堊世。該地區(qū)通過泥巖微裂隙進(jìn)行初次和二次運(yùn)移（儲(chǔ)層包裹體均一溫度為120～140℃），油氣向上運(yùn)移進(jìn)入延安組油儲(chǔ)層，并沿連通的多分支河道橫向運(yùn)移至具有一定層控性的鈾礦化層，通過早期酸性淋濾，堿性條件下成礦為基礎(chǔ)，后經(jīng)熱水溶液連通改造形成“多層式鈾礦柱”，部分溶液酸化致使形成富礦。該地區(qū)屬多期礦化中-低溫?zé)嵋海ㄋ┏梢?，鈾鐳平衡偏鈾，伴有Mo、Pb、V、Y，并含Se、Be、Co、Cu、Zn、Cd、Sb等元素的地浸砂巖鈾礦床類型。

3 成礦環(huán)境的識(shí)別評(píng)價(jià)

表1 納嶺溝鈾礦床多層式礦化與礦化的空間定位（依礦化標(biāo)高由低到高排列）Table 1Multi-layers mineralization and spatial orientation in Nalinggou uranium deposit（In accordance with the mineralization level from low to high alignment）

3.1 Sr/Ba

Sr/Ba值作為古鹽度判別的靈敏標(biāo)志，是依據(jù)Sr在溶液中的遷移能力及其硫酸鹽化合物的溶度積遠(yuǎn)大于Ba的地球化學(xué)性質(zhì)。通常Sr/Ba比值在1～10間指示濕潤(rùn)氣候；＞10指示干熱氣候。一般淡水沉積物中Sr/Ba比值＜1；1～0．6為半咸水相；＜0．6為微咸水相。鹽湖沉積物中Sr/Ba比值＞1［9］。數(shù)據(jù)整理表明，一般無礦化的水為微咸水，比礦化巖石甚微咸水略“淡”一點(diǎn)，二者區(qū)別不大，如表3所示。

3.2 Th/U

Th/U值方法判別沉積環(huán)境的氧化或還原狀態(tài)，主要是利用差異的釷和鈾地球化學(xué)性質(zhì)。Th和U在還原條件下地球化學(xué)性質(zhì)相似，在氧化狀態(tài)下差別就特別大［8-9，11］。根據(jù)Th/U比值實(shí)際情況將Th/U比值0．000 n為還原特強(qiáng)，0．00 n為還原強(qiáng)，0．0 n為還原較強(qiáng)，＜0．5為還原微弱；＞0．5為氧化稍強(qiáng)，1為氧化還原，1～1．34為氧化強(qiáng)，＞1．34為完全氧化。如表3所示數(shù)據(jù)整理表明，礦化者Th/U比值要比異常者小1～2個(gè)數(shù)量級(jí)，表明相對(duì)明顯缺氧環(huán)境，而在古氧化帶Th/U大于1．34，一般在1．39，多在1．39～3．28范圍，最高達(dá)到一倍之多，現(xiàn)測(cè)鈾丟失至1．59×10-6。

3.3 V/（V＋Ni）

V和Ni的離子價(jià)態(tài)容易隨氧化度而變化，V在氧化環(huán)境被吸附富集，Ni則在還原環(huán)境更易富集，利用V/（V＋Ni）值方法，得到一般結(jié)論為V/（V＋Ni）的高值（＞0．84）時(shí)反映水體分層及底層水體中出現(xiàn)H2S的厭氧環(huán)境；中等比值（0．82～0．60）為水體分層不強(qiáng)的厭氧環(huán)境；低比值（0．46～0．60）反映水體分層弱的貧氧環(huán)境［8-9，11］。本研究利用V/（V＋Ni）值得出成礦環(huán)境特點(diǎn)（表3）：綠色砂巖水體分層都略高于灰色砂巖，其底層亦出現(xiàn)H2S的厭氧環(huán)境；灰色砂巖的礦化層下部出現(xiàn)較強(qiáng)氧化，V/（V＋Ni）為0．92高值表明可能有斷層通過，再往下皆為其水體分層不強(qiáng)的厭氧環(huán)境。納嶺溝地區(qū)沒有出現(xiàn)＜0．6的V/（V＋Ni）值。這與二連馬尼特坳陷“大量鈾異常者屬于水體分層非常弱的貧氧環(huán)境”是大不一樣的。

3.4 （K＋I(xiàn)）/（C＋S）

利用（K＋I(xiàn)）/（C＋S））比值識(shí)別成礦溶液的酸堿性，（K＋I(xiàn)）代表高嶺石和伊利石之和，（C＋S）代表綠泥石和蒙皂石之和，二者比值可作為判別溶液酸堿性參數(shù)。赤鐵礦是中等還原和酸性介質(zhì)中成礦的標(biāo)志。巖石中有機(jī)質(zhì)熱演化過程因脫羧基作用，以及烴類與褐鐵礦氧化劑反應(yīng)產(chǎn)生大量有機(jī)酸。有機(jī)酸中H＋降低流體pH值，造成碳酸鹽和堿性元素溶解，使得地層水堿性程度增大，蒙皂石大量生成。其結(jié)果另一方面是，有機(jī)酸陰離子絡(luò)合作用能夠引起Al3＋遷移，導(dǎo)致鋁硅酸鹽溶解和地下孔隙度增加形成次生孔隙。如表3所示。

3.5 飽和烴類特點(diǎn)

一般來說，在Pr/Ph＜1時(shí)，該值越低表明成烴古環(huán)境還原程度越強(qiáng)，同時(shí)表明古環(huán)境水體越深（淡水、咸水等），稱之為植烷優(yōu)勢(shì)。在Pr/Ph＞1時(shí)，該值越高表明成烴古環(huán)境氧化程度越強(qiáng)，同時(shí)表明古環(huán)境水體越淺（沼澤、濕地等）稱之為姥姣烷優(yōu)勢(shì)［11］。從表4看出，礦化者Pr/Ph值多數(shù)分布在0．737～1．28平均0．898（12），表明部分為成熟有機(jī)質(zhì)，而圍巖中則為較強(qiáng)還原環(huán)境，為0．608～1．04平均0．748（23），表明小部分為成熟有機(jī)質(zhì)；亦即表明礦化者是偏向氧化還原環(huán)境，圍巖則是偏向還原環(huán)境。各種生標(biāo)參數(shù)表明，如奇偶優(yōu)勢(shì)OEP值在62%屬于成熟-低成熟有機(jī)質(zhì)范圍，0．08%屬于未成熟有機(jī)質(zhì)，小于1%者占31%。而圍巖71%屬于成熟-低成熟有機(jī)質(zhì)范圍，14%屬于未成熟有機(jī)質(zhì)，小于1%者占14%（一般認(rèn)為1．0%～1．2%為成熟有機(jī)質(zhì)，1．2%～1．4%為低成熟有機(jī)質(zhì)，＞1．4%為未成熟有機(jī)質(zhì)）。飽和烴組分以正烷烴為主，為1 717～3 169 μg·kg-1，故生物降解作用不明顯，屬生物降解輕微。有機(jī)質(zhì)熱演化程度控制輕烴的生成和分布，從正烷烴分布對(duì)比，礦化者正烷烴的分布以前峰型為主。輕烴/重?zé)N（C20-/C21＋）值1．02～2．16，顯示低炭數(shù)正構(gòu)烷烴占優(yōu)勢(shì)特征，而圍巖大多＜1，表明圍巖低炭數(shù)正構(gòu)烷烴不占優(yōu)勢(shì)。研究認(rèn)為［3，10，12］，該地區(qū)受油氣影響時(shí)間于中侏羅世末期-早白堊世。根據(jù)鄂爾多斯盆地埋藏史，可以推測(cè)特別是晚侏羅世-早白堊世中期，烴源巖進(jìn)入大量生排烴期，可以生成大量石油。由于壓實(shí)作用泥巖烴源巖產(chǎn)生許多裂縫，通過微裂縫進(jìn)行初次和二次運(yùn)移（儲(chǔ)層包裹體均一溫度為120～140℃），使長(zhǎng)期烴源巖生成的石油向上運(yùn)移進(jìn)入延安組儲(chǔ)層，并沿連通的多分支河道橫向運(yùn)移。

表3 納嶺溝鈾礦床古氧化帶、古水溶液性質(zhì)和水動(dòng)力識(shí)別特征參數(shù)Table 3Characteristic parameters of paleo oxidation zone，aqueous solution properties and hydrodynamic identification in Nalinggou uranium deposit

3.6 87Sr/86Sr

一般而言，87Rb/86Sr和87Sr/86Sr是樣品的同位素比值。87Sr是礦物巖石中經(jīng)β一次衰變形

成的穩(wěn)定同位素，其豐度取決于含Rb礦物和巖石Rb/Sr值和年齡。87Sr的相對(duì)豐度通常以87Sr/86Sr來表示；87Sr/86Sr比值的變化反應(yīng)地質(zhì)體的形成條件和演化。一般以該比值為0．698 990±0．000 047作為地球形成的初始比，據(jù)87Rb/86Sr和87Sr/86Sr比及地球化學(xué)特點(diǎn)判斷幔殼和海、陸相成因巖石［13］。筆者利用87Sr/86Sr值來比較巖石的氧化和還原環(huán)境，納嶺溝地區(qū)綠色砂巖及灰色砂巖，圍巖或含礦巖石計(jì)算結(jié)果表明，灰色砂巖、綠色砂巖的87Sr/86Sr值，二者是可以區(qū)分開的（表5）。納嶺溝地區(qū)礦化綠色砂巖87Sr/86Sr值為0．718 487～0．718931，礦化灰色砂巖為0．715369～0．718250，圍巖者則小于和大于此范圍。值得提出的是，納嶺溝地區(qū)綠色砂巖87Sr/86Sr值比灰色砂巖自低值到高值，略高0．003 118～0．000 681，顯然礦化綠色砂巖要求還原性能比礦化灰色砂巖低一些，亦即綠色砂巖成礦的還原程度可以弱一些。

表4 古氧化帶典型地段綠色中細(xì)砂巖段有關(guān)飽和烴分析結(jié)果得出的有機(jī)地球化學(xué)參數(shù)Table 3Organic geochemical parameters obtained by analysis results on saturated hydrocarbon in the green fine sandstone segment of typical paleo oxidation zone

表5 利用納嶺溝地區(qū)砂巖鈾、鍶同位素比值識(shí)別其氧化還原環(huán)境Table 5REDOX environment identified by uranium，strontium isotope ratio of sandstone in Nalinggou region

4 結(jié)論

1）納嶺溝地區(qū)為石油氧化區(qū)，其鈾成礦時(shí)間為中侏羅世末期-早白堊世。

2）鈾礦體呈NE向展布夾持于F1和F2之間，呈透鏡狀似層狀產(chǎn)出，受水下分流河道邊緣，氧化還原過渡變異帶的中粒砂巖控制。大部分礦化賦存于不整合面附近中、下部，地質(zhì)剖面“上綠（色砂巖）下灰（色砂巖）”二者界線的氧化前鋒線，心灘及心灘邊部與辮狀河道交匯相變區(qū)、砂體厚度變薄、水流減速帶、砂巖中有泥礫或泥巖夾層等地段，沉積厚度、巖石粒度、甲烷含量皆為中等的砂巖中。礦化過程中早期成礦溶液為堿性環(huán)境，形成一般礦床，爾后的酸性環(huán)境形成大部分鈾礦床。由于地層壓力和斷層等的連通，致使部分鈾礦化構(gòu)成“多層式礦柱”。

3）礦床屬多期礦化中-低溫?zé)嵋海ㄋ┏梢颍橛蠱o、Pb、V、Y等元素砂巖型鈾礦床類型。

今后進(jìn)一步工作時(shí)要考慮“臨近氧化帶邊界的礦體中234U略有不足，鈾富集地段則顯示較多234U”的規(guī)律進(jìn)行勘查布線。

致謝：工作中得到核工業(yè)208大隊(duì)彭云彪總工程師、苗愛生處長(zhǎng)以及本院地質(zhì)礦產(chǎn)研究所范洪海所長(zhǎng)大力支持和幫助。

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Characteristics of uranium mineralization and identification evaluation on metallogenic environment in Nalinggou region

LIU Zhengyi，LI Xide，HAN Xiaozhong，ZHANG Bin，WANG Mingtai，HUI Xiaochao，ZHAO Yongan

（1．Beijing Research Institute of Uranium Geology，Beijing 100029，China；2．Special Technology Exploration Centre of China National Administration of Coal Geology（China Coal Geology Engineering Corporation），Beijing 100073，China；3．Earthquake Administration of Shandong Province，Jinan 250014，China）

By specimens observation thin section microscopic identification，scanning electron microscopy，electron microprobe，electron microscope，and the analysis of main and trace elements，organic carbon，total sulfur，the valence state of uranium and thorium isotope ratio（234U/238U，230Th/232Th）value，hydrocarbon and other analysis，the environment charater indicator of claymineral content and the ration between species，V/（V＋Ni）water body-layering and bottom layering dynamics drive and hydrogen sulfide anaerobic，lean oxygen environment，Th/U of REDOX environment Sr/Ba ratio of salinity，pH of immersion，Eh value etc．factors，the ore-forming environment of uranium is identified．Metallogenic characteristics of uranium are discussed and put forward proposal for prospecting in Nalinggou region．

Nalinggou；uranium metallogenic characteristics；paleo oxidation zone；metallogenic environment identification and evaluation

P612；P619．14

A

1672-0636（2016）03-0146-11

10.3969/j.issn.1672-0636.2016.03.004

2015-02-03；

2015-06-25

劉正義（1936—），男，河北涿州人，高級(jí)工程師（研究員級(jí)），長(zhǎng)期從事礦床和實(shí)驗(yàn)地球化學(xué)研究。E-mail:liuzhengyi36@163．com