騰格爾坳陷建造與鈾礦找礦模式

童波林，劉 波

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騰格爾坳陷建造與鈾礦找礦模式

童波林，劉 波

（核工業(yè)二〇八大隊(duì)，內(nèi)蒙古包頭 014010）

在鉆探資料基礎(chǔ)上，通過對(duì)騰格爾坳陷賽漢組鈾成礦環(huán)境、構(gòu)造建造特征、控礦成因等研究基礎(chǔ)上，建立了騰格爾坳陷的找礦模式。研究認(rèn)為，研究區(qū)鈾源條件優(yōu)越，有良好的成礦層位賽漢組。賽漢組上段主要控礦沉積體系為辮狀河沉積體系、辮狀河三角洲體系。在辮狀河沉積體系中礦體主要賦存于河道邊緣、富含有還原介質(zhì)的河道中央及切穿目的層的構(gòu)造帶上，辮狀河三角洲體系中礦體主要賦存于辮狀河三角洲前緣灰色砂體中，從而可確定在該區(qū)我們的可通過探索河道邊緣、河道中央、切穿目的層的構(gòu)造帶及辮狀河三角洲前緣的灰色砂體是尋找鈾礦的有利地段。

鈾礦；賽漢組；找礦模式；騰格爾坳陷

近年來二連盆地砂巖型鈾礦勘查取得重大進(jìn)展，從最早發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)蘇崩鈾礦床、努和廷鈾礦床等泥巖型鈾礦，到現(xiàn)在的賽漢高畢、巴彥烏拉、哈達(dá)圖等砂巖型鈾礦床，這些都突顯示出二連盆地具有良好的探礦前景。然而對(duì)于二連盆地南部最大的坳陷騰格爾坳陷來說，雖然多次對(duì)其經(jīng)行研究探索，但是受找礦思路、工作程度及施工條件的控制，僅部分小的次級(jí)凹陷發(fā)現(xiàn)了一些鈾礦化，但整個(gè)凹陷并無突破性進(jìn)展。這時(shí)通過對(duì)騰格爾坳陷構(gòu)造特征、地層格架、目的層沉積環(huán)境及氧化帶特征等基礎(chǔ)地質(zhì)問題的研究，建立完整的找礦模式就成為該區(qū)鈾礦勘查突破口。通過對(duì)已施工鉆孔資料及前人資料的分析研究，認(rèn)為該坳陷具有良好的找礦目的層，賽漢組上段和賽漢組下段，該目的層均具有完整的“泥-砂-泥”結(jié)構(gòu)，具有非常有利的鈾成礦環(huán)境，鈾礦化處于辨狀河道砂體及辮狀河三角洲砂體中的氧化-還原過渡帶及灰色泛連通砂體中，資源潛力較大。本文通過對(duì)騰格爾坳陷基礎(chǔ)地質(zhì)資料的研究，并結(jié)合野外實(shí)地工作，根據(jù)騰格爾坳陷內(nèi)不同的沉積環(huán)境來確定有利的成礦沉積體積，進(jìn)而研究確立有利的找礦模式。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

二連盆地位于中亞-蒙古地槽褶皺區(qū)，天山-內(nèi)蒙-興安華力西褶皺帶內(nèi)。盆地北西以加里東-華力西期巴音寶力格隆起為界，呈北東向展布；南界為加里東期溫都爾廟隆起，呈東西向展布；東界為燕山中期大興安嶺隆起，呈北東向展布；西界以狼山隆起為界與巴音戈壁盆地相隔。其中騰格爾坳陷位于二連盆地的東南緣，北西鄰蘇尼特隆起，北東緣為大興安嶺隆起及烏尼特坳陷，南為溫都爾廟隆起（圖1）。周緣隆起出露巖性主要為華力西期花崗巖和燕山期花崗巖，鈾含量高達(dá)2.60×10-6~13.70×10-6、釷含量17.00×10-6~70.00×10-6，釷鈾比值為4.26~10.83，鈾浸出率高，一般為10.25%~33.90%，最高可達(dá)51.73%，給盆地鈾成礦提供了豐富的鈾源。自中生代以來，坳陷經(jīng)歷了擠壓隆升、拉張裂陷、坳陷期、回返抬升及整體下沉坳陷、整體抬升六個(gè)構(gòu)造演化階段，形成了一系列北東向拉張凹陷。其中白堊世早期（賽漢早期），受燕山二幕影響，凹陷由斷陷轉(zhuǎn)為坳陷沉降，緩慢下沉，并由斷陷盆地轉(zhuǎn)為坳陷盆地，同時(shí)在全盆地沉積下白堊統(tǒng)賽漢組下段、賽漢組上段，東西部地層均勻分布。晚白堊世-新近紀(jì)，受大興安嶺隆起影響，坳陷整體由東向西抬升，遭受剝蝕，形成有利于地下水補(bǔ)-徑-排的“剝蝕型窗口”，有利于鈾成礦，新近紀(jì)沉積的洪泛泥巖，有利于礦體的保存。

圖1 二連盆地構(gòu)造分區(qū)簡(jiǎn)圖

2 構(gòu)造特征

騰格爾坳陷是一個(gè)呈東西向展布的北斷南超型箕狀坳陷，呈近東西向展布，面積約24 000km2。

其位于中朝板塊和西伯利亞板塊的縫合帶內(nèi)，發(fā)育于賽漢塔拉復(fù)向斜基礎(chǔ)上，基底起伏不平，是一個(gè)典型的“以嶺為主”的地塹式的坳陷群。本區(qū)凹凸分割顯著。西部盆地走向?yàn)楸北睎|向，斷陷持續(xù)沉降，屬穩(wěn)定-過渡型沉積，局部構(gòu)造發(fā)育；東部盆地走向?yàn)楸睎|東向，斷陷窄長(zhǎng)且較淺，沉積中心分散。騰格爾坳陷內(nèi)次級(jí)凹陷整體上是“小而多，深而窄”的特征，呈現(xiàn)出多凹多凸的格局，共劃分為七個(gè)凹陷和五個(gè)凸起分別為都日木凹陷、布圖莫吉凹陷、額爾登蘇木凹陷、賽漢烏力吉凹陷、翁貢烏拉凹陷等，凹陷、凸起整體走向北東，受二測(cè)斷裂控制明顯。

圖2 二連盆地主要基底構(gòu)造略圖

1-構(gòu)造分區(qū)線；2-蓋層斷裂線；3-推測(cè)深大斷裂線；4-巖體

騰格爾坳陷蓋層構(gòu)造是在基底構(gòu)造基礎(chǔ)上，在拉張斷陷和差異升降應(yīng)力場(chǎng)環(huán)境作用下，在基底構(gòu)造的基礎(chǔ)上發(fā)育而成。自中生代以來，坳陷經(jīng)歷了擠壓隆升、拉張裂陷、坳陷期、回返抬升及整體下沉坳陷、整體抬升六個(gè)構(gòu)造演化階段，形成了一系列北東向拉張凹陷。其中拉張裂陷、坳陷期構(gòu)造、回返抬升期構(gòu)造對(duì)沉積建造、巖相古地理環(huán)境和沉積礦產(chǎn)分布具有較大影響，砂巖型鈾礦通常產(chǎn)于箕狀斷陷的穩(wěn)定邊緣或坳陷期穩(wěn)定下切谷等。騰格爾坳陷內(nèi)主要發(fā)育有東西向，北東-北東東向、北西向和北西西向四組走向斷裂，它們包括基深大斷裂，基底斷裂及蓋層斷裂。

圖3騰格爾坳陷沉積環(huán)境及地球化學(xué)圖

1-富鈾巖體；2-蝕源區(qū)；3-蝕源區(qū)邊界線/沉積盆地邊界線；4-沖積扇相；5-泛濫平原相；6-辨狀河道；7-辨狀河三角洲前緣亞相；8-辨狀河三角洲平原亞相；9-濱淺湖相；10-氧化帶；11-氧化還原過渡帶；12-沉積相分界線；13-氧化帶前鋒線；14-勘探線及編號(hào)；15-收集非鈾礦鉆孔；16-鈾礦施工鉆孔；17-工業(yè)鈾礦孔；18-鈾礦化孔；19-鈾異?？?；20-無鈾礦孔；

騰格爾坳陷賽漢組下段處于斷陷末期，但是仍然具有斷陷期沉積特點(diǎn)，受邊界斷層和基地構(gòu)造控制較為明顯。賽漢組下段在工作區(qū)分布廣泛，沉積厚度受各凹陷構(gòu)造格局控制，凸起區(qū)基本沒有接受沉積，各沉降中心以凹陷為沉積單元，與各凹陷長(zhǎng)軸方向一致，分割性較強(qiáng)。

騰格爾坳陷賽漢組上段已經(jīng)由斷陷轉(zhuǎn)換為坳陷初期，基本不受邊界斷層和基地構(gòu)造控制。各凹陷已基本填平補(bǔ)齊，形成統(tǒng)一的河流-湖盆沉積。在平面上，沉降中心已由各凹陷獨(dú)立成中心轉(zhuǎn)移至坳陷的西部，形成統(tǒng)一的沉降中心。

3 建造特征

賽漢組為騰格爾坳陷的主要找礦層位，分布于坳陷的大部。其中賽漢組上段主要發(fā)育五種沉積體系，分別為沖積扇沉積體系、扇三角洲沉積體系、辮狀河沉積體系、辮狀河三角洲沉積體系和湖泊沉積體。研究發(fā)現(xiàn)主要的控礦沉積體系為辮狀河沉積體系和辨狀河三角洲沉積體系，其中發(fā)育的砂體結(jié)構(gòu)疏松，成巖度低，孔隙度、滲透性好，可構(gòu)成地浸砂巖型鈾礦良好的儲(chǔ)礦空間。其中辨狀河沉積體系主要分布于布圖莫吉-都日木、額爾登蘇木-賽漢烏力吉等凹陷內(nèi)，測(cè)井電阻率曲線呈箱型，具具有下粗上細(xì)的正粒序特征。辮狀河三角洲控礦沉積體系，主要分布于阿奇圖烏拉坳陷等地區(qū)，測(cè)井相呈漏斗狀，具有細(xì)-粗-細(xì)的粒序特征（圖4）。賽漢組下段主要沉積體系類型為扇三角洲、辨狀河三角洲和湖泊三種沉積體系。其中扇三角洲沉積體系分布范圍廣，主要分布在各凹陷周邊斷層附近，沿邊界斷層疊置呈帶狀分布。辮狀河三角洲沉積體系主要分布于阿其圖烏拉凹陷的北部，湖泊沉積體系分布于各凹陷中心。新近系泥巖、賽漢組上段砂巖與賽漢組下段頂部泥巖，構(gòu)成“泥-砂-泥”結(jié)構(gòu)，構(gòu)成該區(qū)鈾成礦的有利地層儲(chǔ)集結(jié)構(gòu)。

圖4 賽漢組上段地層綜合柱狀圖

通過對(duì)已有資料分析，發(fā)現(xiàn)在賽漢組上段辮狀河及辮狀河三角洲灰色砂體中主要發(fā)育潛水-層間氧化帶。其中辨狀河沉積氧化帶一般呈單層，部分地段有薄層泥巖但呈透鏡狀產(chǎn)出，未改變氧化帶的整體結(jié)構(gòu)，即呈“面狀”向下、向前延伸。氧化巖石以黃色、亮黃色為主，見黃綠色、淺綠色，巖性多為砂質(zhì)礫巖、含礫砂巖、砂巖等顯。辨狀河三角州沉積中氧化帶在辮狀河三角洲平原部位一般呈單層，部分地段有薄層泥巖但呈透鏡狀產(chǎn)出，在辮狀河三角洲前緣，隨著砂體層數(shù)增多，氧化帶也隨之變?yōu)槎鄬?，呈舌狀向前延伸氧化巖石為，亮黃色、黃色砂礫巖、含礫中粗砂巖、含泥砂巖、細(xì)砂巖等?？氐V成因相砂體氧化帶大致發(fā)育三個(gè)階段的氧化作用，即早期沉積成巖富集階段（發(fā)育泥巖型礦化異常），賽漢組上段沉積后（早白堊世后期），新近系地層未沉積，發(fā)育古潛水氧化階段，形成垂向上的完全氧化帶、氧化還原過渡帶及還原帶。晚白堊世地殼抬升，有利于層間氧化作用發(fā)生，并形成平面上的氧化帶、氧化還原過渡帶及還原帶。

圖5 辨狀河道成礦模式圖

1-新近系；2-賽漢組上段；3-賽漢組下段；4-富鈾巖體；5-沖積扇相；6-氧化砂體；7-還原砂體；8-泛濫平原泥巖；9-湖相泥巖；10-鈾礦體；11-下部油氣儲(chǔ)集層；11-下部油氣儲(chǔ)集層；12-角度不整合線；13-氧化帶前鋒線；14-斷層線；

4 找礦模式研究

在綜合分析研究區(qū)鈾成礦環(huán)境的基礎(chǔ)上，依據(jù)其控礦成因相特征，建立了兩種找礦模式。

1）辮狀河沉積體系找礦模式（圖5）：通常在該區(qū)內(nèi)鈾礦化一般賦存于河道邊緣相砂體中或沿河道中心在氧化帶前鋒線上，局部地區(qū)在切穿目的層的構(gòu)造處。由于河道砂體中心沉積砂體粒度較粗，巖石滲透性好，氧化作用往往沿側(cè)幫或順河道中心縱向發(fā)育，而在河道邊緣由于其砂

體粒度較細(xì)，富含有機(jī)質(zhì)、黃鐵礦等還原介質(zhì)，使得鈾元素沉淀富集，形成側(cè)向氧化的前鋒線。含氧水由富鈾巖體的攜帶物源，巖河道在縱向延伸過程中，遇到富含還原介質(zhì)，還原能力強(qiáng)的砂體，使得水中六價(jià)鈾被還原沉淀，在河道中央就會(huì)形成鈾元素富集，從而形成氧化帶前鋒線。部分部位由于構(gòu)造的影響，部分構(gòu)造切穿基地巖層直達(dá)目的層，下部地層中油氣巖斷層通道向上到達(dá)目的層，將河道中的氧化砂體還原，使得鈾元素沉淀富集，形成鈾礦化。富礦巖性主要為河道邊緣的灰色、深灰色中砂巖、細(xì)砂巖以及河道中央氧化帶前鋒線的含礫砂巖、砂質(zhì)礫巖中，富含有機(jī)質(zhì)、黃鐵礦等還原物質(zhì)。綜上所述，辨狀河道中鈾礦化主要受氧化帶前鋒線控制，在該區(qū)辨狀河道沉積相模式下找礦，因探索河道邊緣、沿河道中央縱向探索氧化帶前鋒線，尋找切穿目的層的斷層，來尋找鈾礦化。

圖6 辨狀河三角洲成礦模式圖

1-富鈾巖體；2-氧化砂體；3-氧化-還原過渡帶砂體；4-湖相泥巖；5-鈾礦體；

2）辮狀河三角洲沉積體系可以分為三角洲平原、三角洲前緣和前三角洲三個(gè)亞相，鈾礦化一般富集于靠近前三角洲的辮狀河三角洲前緣亞相的灰色砂體中，其砂體粒度較細(xì)，一般為細(xì)砂巖、中砂巖，其中富含有機(jī)質(zhì)、黃鐵礦等還原介質(zhì)。在三角洲平原發(fā)育分流河道，含氧流體從富鈾巖體上攜帶大量六價(jià)鈾，在三角洲前緣處由于其砂體粒度較細(xì)，泥巖夾層較多，并且前三角洲中富含有機(jī)質(zhì)、黃鐵礦等還原介質(zhì)，使得含礦流體中的六價(jià)鈾在前三角洲與三角州前緣接觸部分被還原沉淀下來，形成氧化帶前鋒線，而賦存于三角洲前緣的灰色砂體中。綜上所述，辨狀河三角洲相成礦模式受辨狀河三角洲前緣亞相中的氧化帶前鋒線控制，在該區(qū)的辨狀河三角洲相沉積模式中因探索三角洲前緣的灰色砂體，通過尋找其氧化還原過渡帶來尋找鈾礦化線索。

5 結(jié)論

1）通過對(duì)已有資料分析，認(rèn)為騰格爾坳陷的有利成礦層位為賽漢組賽漢組沉積時(shí)以坳陷為單元形成統(tǒng)一盆地，構(gòu)造環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，有利于各沉積體系的穩(wěn)定發(fā)育，尤其為較大規(guī)模的的發(fā)育創(chuàng)造了條件，之后的構(gòu)造隆升和伴隨的掀斜作用及古氣候的變遷，使目的層砂體接受了良好的后生改造，有利于鈾成礦。

2）其主要的成礦沉積環(huán)境為辮狀河、辮狀河三角洲沉積體系。并建立了主要的成礦模型，發(fā)現(xiàn)在辮狀河沉積體系找礦模式中鈾礦化一般賦存于河道邊緣相砂體中或沿河道中心在氧化帶前鋒線上，局部地區(qū)在切穿目的層的構(gòu)造處，因通過對(duì)河道邊緣、河道中央氧化帶前鋒線及切穿目的層的斷層處探索，來尋找鈾礦化。在辨狀河三角洲沉積體系找礦模式中鈾礦化一般富集于靠近前三角洲的辮狀河三角洲前緣亞相的灰色砂體中，因通過對(duì)辨狀河三角洲前緣亞相中灰色砂體的探索來尋找鈾礦化。

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Formation and Uranium-Prospecting Model in the Tengger Depression

TONG Bo-lin LIU Bo

(No.208 Party, CNNC, Baotou, Inner Mongolia 014010)

This paper deals with uranium ore-formation environment, structure-formation and control factors of the Saihan Formation in the Tengger depression based on which an uranium prospecting model is set up. Braided river sedimentary system and braided river delta system are main ore control sedimentary system of the upper part of the Hansai Formation. The uranium orebodies in the braided river sedimentary system are confined to the river edge, river centre rich in reducing medium, while the uranium orebodies in the braided river delta system are confined to the gray sand bodies in the front of the braided river delta. Therefore, the river edge and river centre rich in reducing medium in the braided river sedimentary system and the gray sand bodies in the front of the braided river delta are favorable for searching for uranium deposit.

uranium deposit; Saihan Formation; prospecting model; Tengger depression

P619.14

A

1006-0995（2017）03-0409-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2017.03.013

2017-02-19

童波林（1983-），男，江西人，碩士，工程師，鈾礦地質(zhì)專業(yè)