可地浸砂巖型鈾礦的成礦水文地質(zhì)條件分析

范文軍

（中陜核工業(yè)集團(tuán)地質(zhì)調(diào)查院有限公司，西安 710000）

可地浸砂巖型鈾礦的成礦鈾源通常來自兩個(gè)方面，一是富鈾地層或富鈾花崗巖體等構(gòu)成的沉積盆地基底或蝕源區(qū)，二是沉積盆地內(nèi)部的富鈾沉積地層。在成礦作用的過程中，通過氧化還原作用形成鈾礦體通常分為兩種情況，一種是在含有富氧離子的地下水長(zhǎng)期徑流氧化改造后，將地層中處于還原狀態(tài)下固態(tài)的U4+礦物氧化成為游離狀態(tài)的U6+離子，并隨水體的運(yùn)移在氧化還原過渡帶附近富集成礦，二是在富含有機(jī)質(zhì)或還原烴類的地下水長(zhǎng)期徑流還原改造后，將地層中處于游離狀態(tài)的U6+離子還原成為固態(tài)的U4+礦物，并在還原障附近富集成礦。因此，可地浸砂巖型鈾礦的成礦和水文地質(zhì)有著密切關(guān)系。

1 準(zhǔn)噶爾盆地北西地區(qū)水文地質(zhì)背景

1.1 補(bǔ)給、徑流、排泄機(jī)制

1.1.1 補(bǔ)給區(qū)

該地區(qū)地下水以基巖裂隙水為主，主要通過大氣降水補(bǔ)給，部分降水通過自然蒸發(fā)和植物蒸騰作用排到大氣中，部分通過地表徑流匯聚成溪流。該地區(qū)有砂巖結(jié)構(gòu)地層與地表河流直接或間接接觸，因此，部分補(bǔ)給也通過地表河流完成。

1.1.2 徑流區(qū)

該區(qū)域主要分布中新生代水文地質(zhì)構(gòu)造層，其地下水主要為層間孔隙水，局部存在構(gòu)造裂隙水。地下水徑流區(qū)域主要集中在烏爾禾—夏孜蓋—迭倫山—福海一帶。這些水體通過地下徑流的方式，逐漸向盆地中心運(yùn)移[1]。

1.1.3 排泄區(qū)

瑪納斯湖地區(qū)屬于沙漠，該區(qū)域的溫度較高，降雨少，蒸發(fā)快，相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，該地區(qū)的蒸發(fā)量能夠達(dá)到降水量的20倍，其為承壓水垂直向上運(yùn)移的越流排泄區(qū)[2]。同時(shí)，該區(qū)域也存在層間承壓水，其沿著構(gòu)造破碎帶、構(gòu)造天窗，通過向上運(yùn)移的方式排泄。

1.2 水文地質(zhì)分區(qū)

依據(jù)水文地質(zhì)特點(diǎn)，準(zhǔn)噶爾盆地北西地區(qū)可以劃分為4個(gè)分區(qū)，分別為：扎伊爾—雪米斯坦山區(qū)、和什托洛蓋山間自流水盆地區(qū)、夏子街滲入型水文地質(zhì)區(qū)和瑪納斯湖滲出型水文地質(zhì)區(qū)，每個(gè)分區(qū)的水文環(huán)境各不相同。因此，在具體分析過程中，要依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行，確保最終分析結(jié)果的合理性，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)可地浸砂巖型鈾礦成礦機(jī)理的合理分析，為后續(xù)的開采等相應(yīng)工作提供依據(jù)。

2 水文地球化學(xué)特征分析

2.1 潛水水化學(xué)特征

扎伊爾—雪米斯坦山西部，地勢(shì)較高，該區(qū)域的溫度較低，常年可見積雪，水化學(xué)類型主要為HCO3·SO4-Ca·Na、HCO3-Ca·Na 及 SO4·HCO3-Na·Ca型。山脈的東段地勢(shì)相對(duì)較低，氣候相對(duì)干旱，補(bǔ)給條件較差，補(bǔ)給來源主要為大氣降水。

2.2 承壓水水化學(xué)特征

和什托洛蓋盆地和克拉瑪依的含水層以侏羅系含水層為主，該區(qū)域的水質(zhì)類型主要有為SO4-Na、HCO3-Na、Cl-Na型。在白堊系含水層中，水質(zhì)的主要類型為Cl-Na，同時(shí)一些地段也發(fā)現(xiàn)了HCO3-Ca型。從該區(qū)域水化類型的實(shí)際變化情況來看，其從礦化度0.35 g/L的淡水，逐漸變?yōu)榈V化度達(dá)到43.3 g/L的鹵水。而通過對(duì)古近系和新近系含水層中礦化度的變化情況進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域由淡水逐轉(zhuǎn)變?yōu)橄趟V化度也由最初的不到1.0 g/L，增加到超過19.0 g/L。通過分析，人們可以發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)的水質(zhì)類型有三種，分別為HCO3-Na型、SO4-Na型、Cl-Na型[3]。

2.3 潛水放射性水化學(xué)特征

針對(duì)雪米斯坦基山和扎伊爾山地區(qū)的具體情況進(jìn)行分析，并結(jié)合不同時(shí)期對(duì)該區(qū)域的放射性水化學(xué)調(diào)查分析，筆者最終發(fā)現(xiàn)了3個(gè)Rn異常（超過81.8～160.9 Bk/L）、5個(gè)U異常區(qū)（超過10.0×10-6g/L）。對(duì)該區(qū)域的盆地進(jìn)行詳細(xì)分析，筆者發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域的地勢(shì)較低，同時(shí)該區(qū)域的蒸發(fā)作用比其他地區(qū)強(qiáng)烈，地下水補(bǔ)給不足，最終導(dǎo)致該區(qū)域潛水中的U含量要超過其他地區(qū)，通常處于3.0×10-6～10.0×10-6g/L。而對(duì)和布克河谷親水中的U含量進(jìn)行分析，筆者發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域的U含量超過10.0×10-6g/L，最大值超過50.0×10-6g/L。和什托洛蓋凹陷北翼水也含有一定量的U，通過量測(cè)發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域U的含量超過10.0×10-6g/L，U含量高的區(qū)域，超過60.0×10-6g/L，此外，在瑪納斯湖、艾里克湖以百口泉區(qū)域，U含量也超過10.0×10-6g/L。

對(duì)整個(gè)區(qū)域的潛水進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，區(qū)域內(nèi)的潛水大都為含氧水，同時(shí)該區(qū)域存在個(gè)別低洼、排水不暢的地段，該地段會(huì)存在微量的硫化氫氣體，含量不到0.10 mg/L。此外，水中還含有一定量的Fe2+離子和Fe3+離子，其中Fe3+離子的含量要比Fe2+的高[4]。

2.4 承壓水放射性水化學(xué)特征

侏羅系含水層中O的含量為0.2 mg/L，H2S的含量與O的含量相同，同時(shí)Fe3+離子的含量要大于Fe2+離子。通過對(duì)該區(qū)域水的酸堿性進(jìn)行測(cè)量，筆者發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域水的pH值為8.2，呈堿性，U含量為0，推測(cè)位于還原帶[5]。對(duì)白堊系含水層進(jìn)行分析可知，其含氧量為2.8～7.0 mg/L，而H2S的含量與侏羅系相比，則較為波動(dòng)，并不集中，主要在0～0.3 mg/L浮動(dòng)，pH值則在7.6～8.9，同時(shí)該含水層含有一定量的U，其含量處于1.8×10-6～21.3×10-6g/L。通過對(duì)新近系含水層和古近系含水層中的鉆孔資料進(jìn)行分析可知，該區(qū)域存在含氧含鈾水[6]。

3 成礦水文地質(zhì)條件分析

依據(jù)水文地質(zhì)資料，按照補(bǔ)給來源，可以將氧化帶分為不同的類型，具體情況如下：

基巖裂隙水側(cè)向補(bǔ)給型層間氧化帶。該區(qū)域的氧化砂巖并未裸露在地表面，直接與基地巖石相接觸，層間水會(huì)受到基巖裂隙水補(bǔ)給。通過鉆探還發(fā)現(xiàn)了含油砂巖，并且該區(qū)域油氣十分發(fā)育，這對(duì)于層間氧化帶的發(fā)育來說較為不利。下部層位與排泄區(qū)域相比位置較遠(yuǎn)，因此受油氣的影響相對(duì)較小，而發(fā)育深度與西部相比則更深[7]。

潛水補(bǔ)給型層間氧化帶。該類型層間氧化帶的主要特征是，氧化砂巖層與上覆松散堆積物呈直接接觸，含水量豐富。部分氧化砂巖層裸露于地表，直接接受大氣降水補(bǔ)給，補(bǔ)給來源相對(duì)單一，受季節(jié)特點(diǎn)影響較大[8]。通過分析可以發(fā)現(xiàn)該地區(qū)東部受油氣影響較小，西部地區(qū)受到的影響則較大。對(duì)該層間氧化帶的地下水成分進(jìn)行檢測(cè)，水的含氧量較高。層間水可以接受潛水補(bǔ)給，整體結(jié)構(gòu)相對(duì)來說比較穩(wěn)定，含氧量較高，為U的氧化遷移提供了前提條件。

4 結(jié)語

可地浸砂巖型鈾礦成礦會(huì)受到多方面因素的影響，水文地質(zhì)條件是其中最為重要的影響因素。分清成礦時(shí)期是古水文地質(zhì)環(huán)境還是現(xiàn)今的水文地質(zhì)環(huán)境，或者是古今持續(xù)作用的水文地質(zhì)環(huán)境，也是較難探明的控礦因素。由此可見，在分析可地浸砂巖型鈾礦的成礦條件時(shí)，人們一定要加強(qiáng)對(duì)水文地質(zhì)條件的分析，掌握工作區(qū)水文地質(zhì)控礦因素，同時(shí)完成對(duì)成礦前景的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。

1 陳德榮，蘇遠(yuǎn)東，趙恒兵，等.四川盆地可地浸砂巖型鈾礦區(qū)域成礦條件探討[J].四川地質(zhì)學(xué)報(bào)，2013，33（1）：47-52.

2 王福東，魏顯珍.伊犁盆地南緣鈾成礦與水文地質(zhì)條件研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2015，15（4）：5-10.

3 權(quán)志高，宋 哲，傅成銘，等.柴達(dá)木盆地北緣地區(qū)砂巖型鈾礦成礦條件與成礦潛力[J].鈾礦地質(zhì)，2014，30（3）：155-160.192.

4 鐘延秋，李 佳，姜麗娜，等.松遼盆地北部西斜坡地浸砂巖型鈾礦成礦條件分析[J].吉林地質(zhì)，2010，29（3）：29-34.58.

5 權(quán)志高，徐高中.中國北西部地區(qū)砂巖型鈾礦含礦建造及找礦前景[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，2012，86（2）：307-315.

6 王永和，焦養(yǎng)泉，吳立群.從鈾成礦條件分析西北地區(qū)砂巖型鈾礦找礦[J].西北地質(zhì)，2007，（1）：72-82.

7 楊海波，鐘延秋.松遼盆地東北隆起區(qū)砂巖型鈾礦成礦條件分析[J].地質(zhì)與資源，2011，（5）：332-338.

8 梁永新，劉 洋.西準(zhǔn)噶爾白楊河地區(qū)砂巖型鈾礦成礦條件分析[J].西部資源，2016，（5）：68-69.