鄂爾多斯盆地東北部砂巖型鈾礦常量元素地球化學(xué)特征及地質(zhì)意義

劉曉雪，湯超*，司馬獻(xiàn)章，朱強(qiáng)，李光耀，陳印，陳路路

（中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心，天津300170）

鄂爾多斯盆地東北部砂巖型鈾礦常量元素地球化學(xué)特征及地質(zhì)意義

劉曉雪，湯超*，司馬獻(xiàn)章，朱強(qiáng)，李光耀，陳印，陳路路

（中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心，天津300170）

鄂爾多斯盆地東北部是我國砂巖型鈾礦的重要礦集區(qū)，區(qū)內(nèi)鈾礦床的含礦主巖為中侏羅統(tǒng)直羅組砂巖。本文以該區(qū)含鈾砂巖為對象，研究了紫紅色砂巖、綠色砂巖、礦化砂巖、鈾礦石及灰色砂巖中常量元素含量變化特征，分析了鈾成礦過程中常量元素遷移規(guī)律，并討論了成巖成礦背景。研究表明：在鈾成礦過程中，SiO2、Al2O3表現(xiàn)為帶出組分，CaO、MgO、K2O、Na2O及TFe2O3表現(xiàn)為帶入組分，說明水-巖作用過程中常量元素具有明顯的活動性。根據(jù)元素遷入遷出強(qiáng)度，將常量元素劃分為活動組分（SiO2、Fe2O3、FeO、CaO）、次活動組分（Al2O3、MgO、K2O、Na2O）及惰性組分（TiO2、MnO、P2O5）三類。含鈾砂巖構(gòu)造環(huán)境主要為活動大陸邊緣和大陸島弧，鄂爾多斯盆地北側(cè)陰山褶皺帶中的花崗閃長巖可能是其主要的物質(zhì)來源。不同類型砂巖樣品的Fe2+/Fe3+值與鈾元素含量具有一定的正相關(guān)性，鈾礦化嚴(yán)格受灰綠色-灰色砂巖控制，主要發(fā)生在氧化-還原過渡環(huán)境偏還原一側(cè)，部分灰綠色含礦砂巖具有弱氧化環(huán)境的特征，說明該區(qū)成礦環(huán)境的特殊性，灰綠色砂巖可作為區(qū)內(nèi)重要的找礦標(biāo)志。

鄂爾多斯盆地；砂巖型鈾礦；常量元素；地球化學(xué)特征；成巖成礦

鄂爾多斯盆地集油氣、煤和鈾于一盆，資源極為豐富，是我國目前的重要能源生產(chǎn)基地［1］。在鄂爾多斯盆地東北部相繼發(fā)現(xiàn)了皂火壕、納嶺溝、罕臺廟等大中型鈾礦床，成為我國重要的砂巖型鈾礦礦集區(qū)。尤其是近年來大營超大型鈾礦床的發(fā)現(xiàn)，使該地區(qū)成為砂巖型鈾礦勘查與研究的熱點(diǎn)區(qū)域。已有研究表明，鄂爾多斯盆地東北部砂巖型鈾礦受綠色蝕變帶控制［2-4］、成礦過程有低溫?zé)崃黧w的參與［5-8］、鈾礦物組合以鈾石為主，少量鈦鈾礦和瀝青鈾礦［3，10-11］，與國內(nèi)已知典型層間氧化帶型砂巖型鈾礦床（如伊犁、吐哈盆地南緣）特征相比有著較明顯的差異［12］。盡管區(qū)內(nèi)砂巖型鈾礦床具有復(fù)雜成礦作用的特點(diǎn)，但大部分學(xué)者認(rèn)為層間氧化作用是其主成礦作用［13-14］。在層間氧化作用過程中，成礦流體（含氧含鈾地下水）沿含礦層運(yùn)移，隨著介質(zhì)的物理化學(xué)條件（Eh，pH等）改變，必然發(fā)生水-巖反應(yīng)，放射性元素、微量元素、變價(jià)元素及常量元素也相應(yīng)發(fā)生變化［15-17］。前人對于鄂爾多斯盆地東北部砂巖型鈾礦放射性元素（U、Ra、 Th）、有關(guān)微量元素和變價(jià)元素Fe等的地球化學(xué)行為有了較詳細(xì)的研究［12，18-22］，而對于常量元素中非變價(jià)元素Si、Al、Na、K、Ca、Mg等的研究還很少［23］，影響了砂巖型鈾礦表生地球化學(xué)成礦作用研究。

基于此，本文通過鄂爾多斯盆地東北部砂巖型鈾礦不同類型砂巖（紫紅砂巖、灰綠色砂巖、礦化砂巖、鈾礦石及灰色砂巖）常量元素地球化學(xué)特征及其變化規(guī)律研究的基礎(chǔ)上，分析鈾成礦過程中常量元素遷移規(guī)律，進(jìn)一步探討砂巖型鈾礦成巖成礦背景，為該地區(qū)鈾成礦作用研究提供地球化學(xué)方面的資料。

1　區(qū)域和礦床地質(zhì)概況

1.1區(qū)域地質(zhì)背景

鄂爾多斯盆地大地構(gòu)造上屬華北地臺西部，由不同時(shí)期（Mz/Pz2/Pz1）多個(gè)大型盆地疊加、復(fù)合而成，是典型的克拉通邊緣多重疊合型盆地［1］。盆地發(fā)展演化大致經(jīng)歷了古生代前陸盆地和中生代坳陷盆地兩個(gè)階段［24-25］。鄂爾多斯盆地自燕山期以來劃分為伊盟隆起、西緣逆沖帶、天環(huán)向斜、伊陜斜坡、晉西撓褶帶及渭北隆起6個(gè)構(gòu)造單元，與成礦關(guān)系密切的有伊盟隆起、伊陜斜坡和天環(huán)向斜3個(gè)構(gòu)造單元（圖1a）。鄂爾多斯盆地地層可劃分為結(jié)晶基底、穩(wěn)定地臺沉積蓋層和活動型盆地沉積蓋層。結(jié)晶基底為太古宇-下元古界，地臺沉積蓋層為中元古界-上古生界二疊系，二者分別充當(dāng)盆地蓋層的間接基底和直接基底，盆地蓋層為中生界三疊系-新生界第四系。盆地古氣候干旱-潮濕旋回的演化及區(qū)域性沉積間斷有利于砂巖型鈾礦的形成。

圖1　鄂爾多斯盆地東北部構(gòu)造位置（a，據(jù)文獻(xiàn)［26］）及地質(zhì)簡圖（b）Fig.1 Tectonic position（a-from reference［26］）and geological（b）sketch map of the north-east Ordos Basin1.第四系；2.新近系；3.下白堊統(tǒng)東勝組；4.下白堊統(tǒng)伊金霍洛組；5.中侏羅統(tǒng)安定組；6.中侏羅統(tǒng)直羅組；7.中侏羅統(tǒng)延安組；8.三疊系；9.砂巖型鈾礦床；10.地表放射性異常點(diǎn)；11.鉆孔位置

1.2砂巖型鈾礦地質(zhì)特征

鄂爾多斯盆地東北部位于處于伊盟隆起區(qū)，地表主要出露侏羅系和白堊系地層，地層向南西緩傾（傾角1～3°），目前發(fā)現(xiàn)的鈾礦化主要分布在大營-納嶺溝-罕臺廟-皂火壕北西向一帶（圖1b）。中侏羅統(tǒng)直羅組是礦集區(qū)內(nèi)主要的含鈾層，可分為上、下兩段，上段為一套原生紅色碎屑建造，以洪泛沉積為主，砂體相對不發(fā)育，下段以原生灰色碎屑建造為主，河流相砂體發(fā)育。根據(jù)沉積體系特征，直羅組下段又分為上、下兩個(gè)亞段，其中下亞段巖性為灰色、淺灰色、灰綠色砂巖夾泥巖，砂體厚20～40 m，砂體中富含炭屑、黃鐵礦等還原介質(zhì)，有利于鈾富集成礦，該層位是區(qū)內(nèi)最主要的含鈾層；上亞段巖性以灰綠色、淺灰色中細(xì)砂巖為主，夾淺綠色、褐紅色泥巖、粉砂巖，砂體厚度一般10～30 m，局部地段見炭屑、黃鐵礦等還原介質(zhì)，目前大營地區(qū)在該層位已發(fā)現(xiàn)工業(yè)鈾礦體。在直羅組下段砂體中發(fā)育區(qū)域性巖石地球化學(xué)分帶，由北向南總體分為氧化帶、氧化還原過渡帶、還原帶，各帶宏觀上以顏色相區(qū)別，氧化帶以灰綠色為主，部分地區(qū)出現(xiàn)紅色或黃褐色，過渡帶表現(xiàn)為灰綠色-灰色相間出現(xiàn)，還原帶以灰色、灰白色為主。巖石地球化學(xué)分帶直接控制了鈾礦體的空間展布。平面上，鈾礦（化）體定位于灰綠色氧化環(huán)境與灰色還原環(huán)境的過渡區(qū)域，礦體呈帶狀、不規(guī)則餅狀，連續(xù)性好；垂向上，鈾礦（化）體位于灰綠色與灰色砂體的過渡部位靠近灰色砂體一側(cè)，形態(tài)以層狀、板狀為主，少數(shù)呈卷狀。礦石類型以砂巖型鈾礦石為主，偶見泥巖礦石，礦石中鈾礦物主要為鈾石，且多與黃鐵礦伴生。

2　砂巖基本特征與分析方法

直羅組砂巖主要以灰色和灰綠色為主，局部可見紅褐色，通過對砂巖樣品薄片鏡下觀察，確定主要是巖屑砂巖和長石砂巖等。碎屑含量80%～95%，成分主要是石英、長石、巖屑及黑云母，碎屑中石英含量占碎屑總量的35%～65%，長石占碎屑總量的20%～35%，巖屑占碎屑總量的10%～50%，主要為變質(zhì)巖巖屑和花崗巖巖屑，云母含量變化大，一般2%～8%，部分含礦砂巖可高達(dá)15%，以黑云母為主。砂巖中填隙物由雜基和膠結(jié)物組成，含量一般小于10%，雜基主要由蒙皂石、高嶺石、伊利石、綠泥石等粘土礦物組成，膠結(jié)物以碳酸鹽為主，含量為0.5%～8%，膠結(jié)方式以接觸式膠結(jié)為主，部分含礦砂巖的碳酸鹽含量高達(dá)10%～15%，碳酸鹽成分為方解石。粒度資料統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示砂巖粒度中等，以中粗砂巖、中細(xì)砂巖為主，粒級主區(qū)間為0.05～0.5mm，砂巖顆粒磨圓度和分選性均較差，顆粒多呈棱角狀。

本次研究共采集45件砂巖樣品，分為紫紅砂巖、灰綠色砂巖、礦化砂巖、鈾礦石及灰色砂巖5種類型，樣品均在最新施工的鉆孔中采集，新鮮無污染，對每個(gè)樣品都進(jìn)行了現(xiàn)場放射性測量，以保證樣品的含鈾性。常量元素分析結(jié)果見表1。

3　常量元素地球化學(xué)特征

3.1砂巖化學(xué)成分

鄂爾多斯盆地東北部含鈾層砂巖總的來看SiO2、Al2O3含量較高（表1），SiO2含量為49.24%～79.19%，平均65.44%，Al2O3含量9.08%～18.84%，平均12.19%；CaO、MgO含量變化較大，其中CaO含量為0.14%～16.45%，平均5.30%；堿土金屬元素Na含量較低，Na2O含量介于0.18%～2.54%，平均1.66%?；疑皫r代表原生環(huán)境，因此選擇灰色砂巖中各元素作橫坐標(biāo)，其它類型砂巖中的元素含量（以樣品的平均值代替）與灰色砂巖中的含量比為縱坐標(biāo)作圖，即“灰色砂巖”標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（圖2a）。與灰色原生砂巖相比，其它類型砂巖CaO、Fe2O3、MnO含量變化較大，同時(shí)具有低SiO2、Al2O3、FeO等特征，其余元素含量基本相當(dāng)。在SiO2-Al2O3圖解（圖2b）中可以看出，鄂爾多斯盆地東北部含鈾層砂巖礦物成分主要在石英、鉀長石、斜長石、伊利石、綠泥石等礦物之間變化，這與鏡下觀察到的礦物成分基本一致，說明該地區(qū)砂巖的變化主要由上述礦物的變化引起。

3.2砂巖化學(xué)風(fēng)化特征

為更詳細(xì)研究含礦層砂巖常量元素地球化學(xué)特征，引入巖石化學(xué)蝕變指數(shù)（CIA）這一參數(shù)，CIA指數(shù)是定量評價(jià)巖石遭受化學(xué)風(fēng)化強(qiáng)度［28］。其中CIA= 100×［Al2O3/（Al2O3+CaO*+Na2O+K2O）］，式中各元素采用摩爾百分含量，其中CaO*僅指硅酸鹽礦物中的CaO摩爾百分含量。由于硅酸鹽礦物中CaO與Na2O通常以1∶1的比例存在，一般認(rèn)為當(dāng)CaO的摩爾數(shù)大于Na2O時(shí)，可認(rèn)為mCaO*=mNa2O；而小于Na2O時(shí)，則mCaO*=mCaO，以此排除可能存在碳酸鹽礦物的影響［29］。從公式的內(nèi)容看，CIA值排除了碳酸鹽礦物的影響，主要反映了硅酸鹽礦物的化學(xué)風(fēng)化作用，能很好地反映化學(xué)風(fēng)化情況。CIA值大，風(fēng)化程度高。

計(jì)算結(jié)果（表1）顯示，含鈾層砂巖整體CIA值為45～67，平均58（扣除了3個(gè)CIA值明顯偏高的樣品）；紫紅色砂巖CIA值為56～57，平均56.5，綠色砂巖CIA值為55～67，平均60，礦化砂巖CIA值為53～63，平均58，鈾礦石CIA值為53～64，平均57，灰色砂巖CIA值出現(xiàn)3個(gè)明顯偏高的樣品（編號HD18、WL5、WL6），可能與Al含量偏高有關(guān)，對該3個(gè)樣品予以扣除，CIA值為45～65，平均56。上述數(shù)據(jù)表明含礦層砂巖整體CIA值較低，反映了砂巖經(jīng)歷了較低化學(xué)風(fēng)化作用。另外，綠色砂巖-礦化砂巖-鈾礦石-灰色砂巖的CIA值總體較低，反映水-巖作用由綠色蝕變帶-礦化帶-原生帶逐漸減弱。

3.3砂巖常量元素變化規(guī)律及地質(zhì)意義

層間氧化作用成礦過程中主要發(fā)生水-巖反應(yīng)，巖石中元素發(fā)生了不同程度的遷移。為詳細(xì)研究各元素的遷移規(guī)律，本次對不同巖石類型常量元素含量平均值作了對比曲線圖（圖3）。由圖可以看出SiO2、CaO、MgO、MnO變化較明顯，Al2O3、K2O、Na2O變化較一致，F(xiàn)e2O3、FeO、TFe2O3反映一定的地球化學(xué)分帶性。根據(jù)元素變化的規(guī)律性，將常量元素分為以下四組：SiO2、Al2O3、K2O、Na2O；Fe2O3、FeO、TFe2O3；CaO、MgO、MnO；TiO2、P2O5；各組元素變化規(guī)律如下：

表1　鄂爾多斯盆地東北部砂巖型鈾礦不同類型砂巖常量元素分析結(jié)果表Tab.1 Major element compositions for different sandstone of the sandstone uranium deposits in North-East Ordos basin

（1）SiO2、Al2O3、K2O、Na2O

SiO2：為巖石中含量最高組分，在灰色砂巖中含量最高，鈾礦石中含量最低，從灰色砂巖-紫紅色砂巖-綠色砂巖-礦化砂巖-鈾礦石含量逐漸減少，表明在層間氧化作用過程中，砂巖中SiO2逐漸遷出，且遷出量逐漸增大。Al2O3：為巖石中含量次高組分，與SiO2特征類似，只是從灰色砂巖-紫紅色砂巖-綠色砂巖-礦化砂巖-鈾礦石含量減少幅度較小?？傮w呈現(xiàn)出遷出的特征，K2O：與灰色砂巖相比，其它類型砂巖K2O增加，說明在鈾成礦過程中K有明顯的遷入。另一方面，紫紅色砂巖和綠色砂巖較礦化砂巖和鈾礦石K2O含量高，表明隨著層間氧化作用的進(jìn)行，K2O在不同地球化學(xué)帶有不同程度的遷出。這主要是巖石在水-巖作用過程中遭受了溶蝕作用，長石類礦物粘土化，導(dǎo)致堿金屬離子流失。NaO與K2O變化特征相似，說明在鈾成礦過程中堿金屬K、Na地球化學(xué)行為較一致。

圖2　不同類型砂巖常量元素灰色砂巖標(biāo)準(zhǔn)化曲線（a）及SiO2-Al2O3圖解（b）（據(jù)文獻(xiàn)［27］）Fig.2 Gray sandstone normalized pattern of major elements（a）and SiO2-Al2O3diagram（b）in different sandstones

圖3　不同類型砂巖常量元素含量平均值對比圖Fig.3 Contrast map of the average contents for the major elements in different sandstones

上述4種組分SiO2較Al2O3變化范圍大，K2O、NaO較Al2O3變化范圍大，表明被認(rèn)為穩(wěn)定元素Si在砂巖層間氧化過程中較Al、K、Na活動性強(qiáng)，而K2O、NaO比Al2O3活動性強(qiáng)。

（2）Fe2O3、FeO、TFe2O3

FeO：在紫紅砂巖中含量最低，由綠色砂巖-礦化砂巖-鈾礦石含量逐漸減少，說明在層間氧化作用過程中二價(jià)鐵總體流失，隨著氧化程度減弱而虧損程度降低。另外，綠色砂巖、礦化砂巖及鈾礦石較灰色砂巖含量增加，可能與后期二次還原作用有關(guān)，二次還原作用將部分三價(jià)Fe還原成二價(jià)Fe引起FeO微弱增加。Fe2O3：由紫紅色砂巖到鈾礦石含量逐漸降低，在灰色砂巖中最低，表明三價(jià)鐵在氧化帶中顯著富集，隨著氧化作用的減弱，流體氧化亞鐵的能力也逐漸減弱，凸顯出了層間氧化作用的特點(diǎn)。TFe2O3：反映巖石中Fe的總量，與灰色砂巖相比，其它類型砂巖TFe2O3增加，均表現(xiàn)為富集，但富集程度越來越低，表明在層間氧化過程中應(yīng)該有外部Fe的遷入。從上述特點(diǎn)可以看出，F(xiàn)e2O3、FeO、TFe2O3在層間作用過程中變化明顯，說明它們的活動性較強(qiáng)。

（3）CaO、MgO、MnO

CaO：與灰色砂巖相比，其它類型砂巖CaO含量均有遷入，從紫紅色砂巖-綠色砂巖-礦化砂巖存在先虧損后富集的現(xiàn)象，并在鈾礦石中顯著增高，反映氧化帶中Ca淋失，鈣質(zhì)膠結(jié)物含量少，在含礦帶中富集，鈣質(zhì)膠結(jié)物增加。Ca主要賦存在長石等礦物中，隨著水-巖作用，長石等礦物從氧化帶中分解遷移至含礦帶中，Ca發(fā)生重結(jié)晶而使鈾礦石帶中CaO含量顯著增高，野外巖心編錄也發(fā)現(xiàn)鈾含量高的地段，鈣質(zhì)含量也較高。MgO：整體都呈現(xiàn)遷入的特征，在鈾礦石礦化砂巖中含量較其它類型砂巖高，一方面砂巖中含Mg的礦物主要為黑云母等暗色礦物，在野外中往往發(fā)現(xiàn)鈾含量高的砂巖黑云母明顯富集；另一方面在含礦帶中Mg易與碳酸根結(jié)合，造成Mg富集。MnO：與CaO特征類似，整體呈現(xiàn)出遷入的特征。在鈾礦石中含量最高，與該帶水-巖作用強(qiáng)烈程度有關(guān)。

（4）TiO2、P2O5

Ti2O與P2O5在各類樣品中變化不明顯，原因是Ti和P在砂巖中主要以賦存在金紅石、榍石等穩(wěn)定礦物中，不易發(fā)生化學(xué)變化，因此它們是相對穩(wěn)定的元素。在局部綠色砂巖中Ti2O相對富集，這主要由于該類砂巖中粘土礦物含量較高，Ti2O被粘土吸附而使其含量有所增加。

4　討論

4.1成巖背景討論

研究表明，雖然在沉積過程中有流體改造作用發(fā)生，存在一些化學(xué)成分的遷移和溶解，但其總的地球化學(xué)成分變化不大，仍然主要受到物源區(qū)控制［30］。因此，可用元素地球化學(xué)來示蹤物源區(qū)屬性。將樣品常量成分扣除燒失后重新?lián)Q算成100%，發(fā)現(xiàn)砂巖的總體成分與大洋島弧環(huán)境及被動大陸邊緣的砂巖成分差異較大，而與大陸島弧環(huán)境和活動大陸邊緣環(huán)境的砂巖成分接近，這與前人研究結(jié)果一致［22］。

Roser和Korsch［31］根據(jù)砂-泥巖中幾種主要氧化物判別函數(shù)，將碎屑巖的源巖分為4個(gè)主要源區(qū)：鎂鐵質(zhì)和少量中性火成巖源區(qū)，具有不成熟的海洋島弧性質(zhì)；中性火成巖源區(qū)，屬于成熟的巖漿弧和不成熟的大陸邊緣巖漿??；長英質(zhì)火成巖源區(qū)（火山巖和侵人巖），屬于成熟的大陸邊緣弧和大陸轉(zhuǎn)換邊緣；成熟大陸石英質(zhì)物源區(qū)，石英含量達(dá)80%以上。根據(jù)F3-F4判別圖（圖4），樣品絕大多數(shù)落在中性火成巖物源區(qū)，少部分落在鎂鐵質(zhì)的火成巖源區(qū)，表明鄂爾多斯盆地東北部碎屑巖源自巖漿弧和不成熟的大陸邊緣巖漿弧的物質(zhì)。

圖4　物源F3-F4判別圖解（據(jù)文獻(xiàn)［31］）Fig.4 F3-F4discrimination diagrams of the Provenances（from reference［31］）P1.鎂鐵質(zhì)的和少量中性火成巖源區(qū)；P2.主要中性火成巖源區(qū)（主要為安山巖）；P3.長英質(zhì)火成巖源區(qū)（大陸邊緣?。?；P4.古老的沉積地體或克拉通/再旋回造山帶

A-CN-K三角圖解能夠判別碎屑源巖成分［32］。在該圖解中，如果知道源巖的成分（指Al2O3、CaO*和Na2O、K2O的摩爾分?jǐn)?shù)），就可以繪制出它的風(fēng)化趨勢線（圖5中虛箭頭線）。反之，當(dāng)我們知道它的風(fēng)化趨勢線就可以判斷原巖的成分。根據(jù)本次砂巖樣品點(diǎn)的投影，可以得出一條樣品點(diǎn)的趨勢線（圖5中實(shí)箭頭線），趨勢線與鉀長石-斜長石連線的交點(diǎn)即是源巖的斜長石和鉀長石的比率。從圖中可以看出該比率位于花崗閃長巖與花崗巖之間，且與花崗巖閃長巖更接近，因此可以初步判定本區(qū)砂巖的源巖主要為中性巖漿巖，鄂爾多斯盆地北側(cè)陰山褶皺帶中的花崗閃長巖可能是其主要物質(zhì)來源。

4.2成礦環(huán)境討論

氧化-還原環(huán)境對鈾礦富集成礦具有重要的控制作用，在鈾成礦過程中往往形成不同地球化學(xué)分帶，各帶中巖石的顏色、物質(zhì)組成和沉積-成巖自生礦物區(qū)別較大。鄂爾多斯盆地東北部鈾礦化主要產(chǎn)于灰綠色砂巖與灰色砂巖過渡部位，且靠近灰色砂巖一側(cè)，對應(yīng)于氧化-還原過度環(huán)境。事實(shí)上，本區(qū)不同類型巖石中U與Fe2+/Fe3+具有一定的正相關(guān)性（圖6），巖石中因鐵的礦物種類不同而呈不同的顏色，紫紅色砂巖主要含赤鐵礦及褐鐵礦，F(xiàn)e2+/Fe3+值為0.41，以Fe3+為主，屬氧化環(huán)境，綠色砂巖主要含鮞綠泥石，F(xiàn)e2+/Fe3+值為0.99，表現(xiàn)為Fe3+為Fe2+化合物共存，應(yīng)屬弱氧化或弱還原環(huán)境，灰色砂巖主要含黃鐵礦，F(xiàn)e2+/Fe3+值為1.23～4.33，F(xiàn)e2+占優(yōu)勢，屬還原環(huán)境。本次所采集的含礦砂巖包括灰色砂巖和灰綠色砂巖兩種巖石類型，其成礦主要發(fā)生在還原或弱還原環(huán)境中。但同時(shí)注意到，在礦化砂巖和鈾礦石存在部分灰綠色砂巖，其Fe2+/Fe3+值小于1，明顯具有弱氧化環(huán)境特征，這一特征說明本區(qū)鈾成礦環(huán)境較為復(fù)雜。對于地球化學(xué)相的定量劃分，運(yùn)用本次地球化學(xué)數(shù)據(jù)尚不能很好區(qū)分，尚需進(jìn)一步的研究。

圖5　砂巖A-CN-K三角圖解Fig.5 A-CN-K triangular diagram of sandstonesT.英云閃長巖；Gd.花崗閃長巖；G.花崗巖；A=Al2O3；CN= CaO*+Na2O；K=K2O

圖6　不同類型砂巖Fe2+/Fe3+比值與鈾含量關(guān)系圖Fig.6 Relation map between the Fe2+/Fe3+ratio and the uranium contents of different sandstones

5　結(jié)論

（1）通過鄂爾多斯盆地東北部砂巖型鈾礦不同類型砂巖常量元素含量對比分析，發(fā)現(xiàn)在鈾成礦過程中，SiO2、Al2O3表現(xiàn)為帶出組分，CaO、MgO、K2O、Na2O及TFe2O3表現(xiàn)為帶入組分，其它元素變化規(guī)律性差，表明水-巖作用過程中常量元素具有明顯活動性。

（2）根據(jù)元素遷入遷出強(qiáng)度，將常量元素劃分為活動組分（SiO2、Fe2O3、FeO、CaO）、次活動組分（Al2O3、MgO、K2O、Na2O）及惰性組分（TiO2、MnO、P2O5）三類。

（3）鄂爾多斯盆地東北部含鈾砂巖構(gòu)造環(huán)境主要為活動大陸邊緣和大陸島弧，碎屑巖物源來自成熟的巖漿弧和不成熟的大陸邊緣巖漿弧的物質(zhì)。A-CN-K圖解反映該區(qū)碎屑巖成分在花崗閃長巖和花崗巖之間變化，且更接近花崗巖閃長巖，鄂爾多斯盆地北側(cè)陰山褶皺帶中的花崗閃長巖可能是其主要物質(zhì)來源之一。

（4）鄂爾多斯盆地東北部鈾礦化嚴(yán)格受灰綠色-灰色砂巖控制，礦化主要發(fā)生在氧化-還原過渡環(huán)境偏還原一側(cè)，部分灰綠色含礦砂巖具有弱氧化環(huán)境的特征。

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