巴音戈壁盆地因格井地區(qū)鈾成礦條件分析

王俊林

摘要：本文通過(guò)對(duì)因格井地區(qū)鈾源、構(gòu)造、古氣候、地下水等條件方面的分析，認(rèn)為整體對(duì)鈾成礦較為有利，其中目的層沉積特征研究是本區(qū)的鈾礦勘查的關(guān)鍵，并指出本區(qū)鈾礦勘查的工作方向。

關(guān)鍵詞：因格井；巴音戈壁組上段；鈾成礦條件

1. 地質(zhì)概況

巴音戈壁盆地是我國(guó)北方一個(gè)中新生代盆地，由多個(gè)隆起和坳陷組成的“隆拗相間”的構(gòu)造格局（圖1），其中因格井地區(qū)位于盆地南西部的因格井坳陷北緣，北臨宗乃山隆起，其為巴音戈壁盆地中央隆起的西段，由多期次的巖漿巖構(gòu)成，其中二疊紀(jì)、志留紀(jì)花崗巖及二疊紀(jì)花崗閃長(zhǎng)巖所占比例大于80%。沉積蓋層發(fā)育有侏羅系、白堊系和第四系，白堊系是蓋層的沉積主體，白堊系又分上、下白堊統(tǒng)，下白堊統(tǒng)分為巴音戈壁組上、下段。

2. 含鈾層位地質(zhì)特征

下白堊統(tǒng)巴音戈壁組上段為區(qū)內(nèi)的主要含鈾層位，是一套扇三角洲——湖泊相沉積。據(jù)鉆孔測(cè)井曲線、巖石組合等特征，巴音戈壁組上段可進(jìn)一步分為下（K1b2-1）、中（K1b2 -2）、上（K1b2-3）三個(gè)巖段（圖2）。

1. 巴音戈壁組上段巖段編號(hào)；2. 巖段界線；3. 巖性界線；4. 紅色含礫粉砂巖；5. 綠色含礫粉砂巖；6. 黃色、紅色氧化砂巖；7. 灰色砂巖；8. 灰色泥巖、粉砂巖；9. 鉆孔、孔號(hào)及孔深

第一巖段（K1b2-1）：埋深一般大于500m，在區(qū)內(nèi)具有唯一的（東部Y6井附近）（圖3），由沉積中心向外依次為湖相、扇三角洲相，湖相泥巖中多見(jiàn)水下泥石流沉積及液化變形、滑塌構(gòu)造，扇三角洲相中前緣亞相不發(fā)育，平原亞相分布面積較大，碎屑物分選性、磨圓度均較差，多為次棱角狀，以雜技支撐為主。說(shuō)明此時(shí)研究區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為欠補(bǔ)償性沉積，沉積物快速堆積，分異較差。

第二巖段（K1b2-2）：埋深一般大于300m，具有東、西兩個(gè)沉積中心（圖3），由沉積中心向外依次為湖相、扇三角洲相，湖相沉積以深灰色泥巖為主，多發(fā)育水平層理，扇三角洲相前緣亞相非常發(fā)育，在東部沉積中心附近扇三角洲相前緣亞相砂體最寬處大于15km，砂巖碎屑物分選性、磨圓度為中等-好，多為次棱角狀，以顆粒支撐為主。說(shuō)明此時(shí)研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，碎屑物沉積速度適中，分異較好。據(jù)區(qū)內(nèi)典型礦床資料，鈾礦化主要產(chǎn)于該巖段的黃色氧化砂巖與灰色泥巖的接觸部位。

第三巖段（K1b2-3）：一般直接出露地表，同樣具有東、西兩個(gè)沉積中心，由沉積中心向外依次為湖相、扇三角洲相，湖相沉積多見(jiàn)灰白色泥灰?guī)r，扇三角洲相前緣亞相發(fā)育較差，寬度一般小于3km，且砂體厚度較薄。平原亞相分布面積較K1b2-2期大。說(shuō)明此時(shí)研究區(qū)內(nèi)湖泊進(jìn)入萎縮階段，水體變淺，湖水對(duì)流體攜帶物的分異作用減弱。

3. 鈾成礦條件分析

（1）鈾源

研究區(qū)的物源和鈾源均為北部的宗乃山隆起，該隆起主要由二疊紀(jì)的花崗巖和花崗閃長(zhǎng)巖組成，鈾含量為4.28×10-6～15.8×10-6，平均含量為9.49×10-6，具有較高的含鈾性（劉杰，2010）。在巴音戈壁組上段沉積時(shí)可提供富鈾的物源供給，使地層鈾含量整體較高，達(dá)到鈾的預(yù)富集目的；巴音戈壁組上段沉積后，富鈾的花崗巖巖體也保證了區(qū)內(nèi)鈾源的供給。

（2）構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)鈾礦化的影響

構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使研究區(qū)形成一系列斷陷湖（聶逢君等，2012），并沉積了一套扇三角洲—湖相沉積，為鈾的富集成礦提供了空間；后期的擠壓抬升使目的層長(zhǎng)期暴露地表，便于含鈾含氧水的進(jìn)入，也使研究區(qū)北部的巖漿巖區(qū)始終處于隆起狀態(tài)，有利于風(fēng)化剝蝕作用進(jìn)行，有利于鈾的活化遷移。

（3）古氣候?qū)︹櫟V化的影響

目的層沉積時(shí)，為干旱、濕熱交替出現(xiàn)的古氣候（焦養(yǎng)泉等，2012）。由圖4可知，扇三角洲平原亞相中的綠色類巖石較紅色類巖石的還原能力要高，固推斷K1b2-2期的古氣候條件較K1b2-1、K1b2-3期都要潮濕，可在局部發(fā)育植被，為目的層貢獻(xiàn)一定的還原劑；早白堊世以來(lái)，研究區(qū)內(nèi)一直以干旱、炎熱氣候?yàn)橹鳎瑒t有利于蝕源區(qū)鈾的活化、遷移。

（4）地下水對(duì)鈾礦化的影響

巴音戈壁組上段砂體由盆緣向凹陷中心逐漸尖滅，相變?yōu)楹嗄鄮r，且區(qū)內(nèi)的構(gòu)造多為擠壓性構(gòu)造，導(dǎo)水性能較差，因此目的層內(nèi)的地下水幾乎沒(méi)有徑流排泄渠道，只能依靠蒸發(fā)作用等向上的方式排泄，致使研究區(qū)內(nèi)地下水礦化度逐漸升高，礦床地下水鈾含量15×10-5g/l～26×10-5g/l，最高32.00×10-5g/l，最低4×10-5g/l，地下水自由氧濃度一般為1mg/l～3mg/l，Eh值為+280mv～+400mv，地下水的富鈾、富氧有利于層間氧化帶前鋒線的向前推進(jìn)，使早期預(yù)富集的鈾進(jìn)一步活化、遷移，重新富集。

（5）目的層沉積特征對(duì)鈾礦化的影響

巴音戈壁組上段的第一、第三巖段中扇三角洲前緣亞相均不太發(fā)育，只有第二巖段發(fā)育扇三角洲前緣亞相，扇三角洲前緣亞相特殊的地層結(jié)構(gòu)對(duì)本區(qū)的鈾礦富集極為有利：

①扇三角洲前緣亞相以泥、砂頻繁互層為主要特點(diǎn)，具備形成層間氧化帶型砂巖型鈾礦的必要條件——“泥—砂—泥”地層結(jié)構(gòu)。

②目的層沉積時(shí)，古氣候環(huán)境以干旱炎熱為主，時(shí)有濕熱氣候波動(dòng)，因而在地層中炭屑等有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)較低，砂巖中的還原劑不能完全滿足氧化——還原反應(yīng)所需，泥巖中的有機(jī)碳的含量比砂巖要高（圖4），另外據(jù)聶逢君等人的研究，巴音戈壁組上段泥巖中發(fā)育大量隱晶質(zhì)的黃鐵礦，因此巴音戈壁組上段的灰色泥巖有較強(qiáng)的還原能力，可在泥、砂界面形成一種特殊的氧化帶前鋒線，使鈾富集成礦。另外泥巖本身對(duì)礦物質(zhì)有一定的吸附能力，對(duì)鈾的富集有積極作用。

4. 結(jié)論

（1）本區(qū)鈾源、構(gòu)造、古氣候、地下水等條件對(duì)鈾成礦均較為有利，目的層沉積特征研究是本區(qū)的鈾礦勘查的關(guān)鍵。

（2）巴音戈壁組上段的灰色泥巖層在鈾礦富集過(guò)程中起著雙重作用：即隔水頂?shù)装寮疤峁┻€原劑，因此區(qū)內(nèi)的鈾礦化主要產(chǎn)于氧化砂體與灰色泥巖之間形成特殊的氧化——還原過(guò)渡帶內(nèi)。

（3）發(fā)育灰色泥巖的湖區(qū)邊緣是鈾成礦的有利部位，可作為本區(qū)鈾礦勘查工作的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 聶逢君等，巴音戈壁盆地構(gòu)造演化、沉積體系與鈾成礦條件研究.東華理工學(xué)院，2012.

[2] 劉杰，巴音戈壁盆地塔木素鈾礦床特征及鈾來(lái)源探討.東華理工學(xué)院，2010.

[3] 焦養(yǎng)泉等，巴音戈壁盆地塔木素地區(qū)含鈾巖系層序地層與沉積體系分析.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢），核工業(yè)二〇八大隊(duì)，2012.