黃隴侏羅紀(jì)煤田砂巖型鈾成礦遠景區(qū)劃及潛力評價

楊 帆

(陜西省一九四煤田地質(zhì)有限公司，陜西 銅川 727000)

0 引言

陜西省黃隴侏羅紀(jì)煤田位于渭北隆起及伊陜斜坡帶，該盆地東南緣古地貌特征呈現(xiàn)南東高、北西低景觀[1]。區(qū)內(nèi)的主要賦礦層位直羅組的鈾成礦過程可總結(jié)為在干旱炎熱的古氣候條件下，承壓的富氧含鈾水，沿具有穩(wěn)定隔水頂?shù)装寰弮A斜的賦礦主巖發(fā)生鈾的氧化淋濾、遷移，到氧化—還原過渡帶聚集成礦，最終形成層間氧化帶型鈾礦。黃隴侏羅紀(jì)煤田自北而南分為黃陵礦區(qū)、焦坪礦區(qū)、旬耀礦區(qū)、彬長礦區(qū)和永隴礦區(qū)[2]。煤田地質(zhì)系統(tǒng)在黃隴侏羅紀(jì)煤田已往勘探過程中，不同程度的發(fā)現(xiàn)了在侏羅紀(jì)中統(tǒng)直羅組下段地層的砂巖和延安組中含有自然伽馬異常[3-4]。巖性多為細(xì)粒砂巖、中粒砂巖、粗粒砂巖。經(jīng)測試確定異常層礦種為鈾，很多自然伽馬異常鉆孔呈區(qū)域性分布，或已連接成片，由此認(rèn)為這些區(qū)域鈾礦的成礦可能性很大。對黃隴侏羅紀(jì)煤田范圍內(nèi)砂巖型鈾成礦分析研究有助于未來鈾資源的開發(fā)利用。

1 級別劃分依據(jù)

根據(jù)《1∶250000地浸砂巖型鈾資源區(qū)域評價規(guī)范》(EJ/T 1160-2002)及《鈾礦地質(zhì)勘查成果分類分級規(guī)范》(EJ/T 1213-2006)，將本區(qū)鈾成礦遠景區(qū)分為3個級別。

1.1 Ⅰ級成礦遠景區(qū)

具有很有利的鈾成礦地質(zhì)條件(包括構(gòu)造、鈾源、巖性-巖相及后生蝕變、水文地質(zhì)條件)；區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)鈾礦點或較好的工業(yè)鈾礦化；主要找礦標(biāo)志明顯；測井資料顯示的異常幅值大，厚度大，自然伽馬異常區(qū)具一定規(guī)模；分析認(rèn)為資源潛力大、具備賦存中-大型規(guī)模鈾礦床條件的預(yù)測區(qū)。

1.2 Ⅱ級成礦遠景區(qū)

具備有利的鈾成礦地質(zhì)條件；區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)鈾礦點或其它礦化現(xiàn)象；主要找礦標(biāo)志較明顯；有較好的測井異常顯示，自然伽馬異常區(qū)域規(guī)模較小但厚度大或異常區(qū)域規(guī)模大但厚度??；分析認(rèn)為有較好的資源潛力、具備賦存小-中型規(guī)模鈾礦床條件的預(yù)測區(qū)。

1.3 Ⅲ級成礦遠景區(qū)

具有較有利的鈾成礦地質(zhì)條件或較好測井自然伽馬異常顯示；區(qū)內(nèi)礦化現(xiàn)象不明顯；具有一定的找礦標(biāo)志；測井自然伽馬異常區(qū)域不具規(guī)模但厚度大，分析認(rèn)為有可能發(fā)現(xiàn)鈾礦床或值得探索的預(yù)測區(qū)。

2 遠景區(qū)劃分

根據(jù)成礦遠景評價準(zhǔn)則及鈾成礦地質(zhì)條件，認(rèn)為工作區(qū)找礦目的層中侏羅統(tǒng)延安組、直羅組下段具有一定的成礦前景，并圈出了8個鈾成礦遠景區(qū)，分別為：店頭—建莊(Ⅰ1)、長武—彬縣(Ⅰ2)為Ⅰ級遠景區(qū)；冶平—崔家溝(Ⅱ1)、老莊子—堯莊子(Ⅱ2)為Ⅱ級遠景區(qū)；轉(zhuǎn)角(Ⅲ1)、職田(Ⅲ2)、照金(Ⅲ3)、丈八(Ⅲ4)為Ⅲ級遠景區(qū)。

2.1 Ⅰ級遠景區(qū)

雙龍—建莊Ⅰ級遠景區(qū)(Ⅰ1)：該區(qū)歸延安市黃陵縣管轄，面積約660 km2。找礦目的層首先為直羅組下段砂巖段，找礦類型為古層間氧化帶型。①該區(qū)處于伊陜斜坡與渭北隆起過渡部位，在直羅組沉積時及其后構(gòu)造演化中為向西微傾的斜坡帶，具有相對穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境，為該區(qū)直羅組砂體的穩(wěn)定連續(xù)展布和成礦期含氧含鈾水向盆內(nèi)穩(wěn)定運移創(chuàng)造了有利成礦的構(gòu)造條件；②本區(qū)自然伽馬異常主要集中于黃陵店頭、雙龍一帶及建莊地區(qū)。自然伽馬異常均在直羅組下段粗-細(xì)粒砂巖中。以砂巖段自然伽馬值150 API為下限，區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的異常鉆孔127個，最大值31 635 API(Y11號孔)，自然伽馬異常層厚度0.20～13.00 m，平均厚度2.23 m；③本區(qū)北部于2014—2015年所施工鈾礦驗證孔、工業(yè)孔與目前發(fā)現(xiàn)的自然伽馬高異常區(qū)吻合好，說明本區(qū)自然伽馬異常確由鈾礦富集引起；④鈾礦層距離煤層較遠，一般大于90 m，不會對礦區(qū)煤礦開采造成影響。其埋深在預(yù)測區(qū)北部黃陵店頭—雙龍一帶多為400 m以下，適合地浸開采。南部較北部埋深大，可達600 m，較適合地浸開采。

長武—彬縣Ⅰ級遠景區(qū)(Ⅰ2)：該區(qū)行政區(qū)劃屬咸陽市長武縣和彬縣管轄，面積約328 km2。主要找礦目的層為直羅組下部砂巖段，找礦類型為古層間氧化帶型。

直羅組砂巖段的含異?？讛?shù)多，自然伽馬值較大，自然伽馬值為200～3 054 API，11個鉆孔直羅組異常層自然伽馬值達到了900 API以上，自然伽馬異常層厚度0.2～7.75 m，平均厚度1.45 m；埋深255～980 m，平均埋深592 m；巖性為中-粗砂巖；2014年在本區(qū)采集了一個鉆孔的放射性樣品(文家坡煤礦)分析顯示，鈾含量最高達到了0.196%。雖然無法確定所有的異常為富鈾引起，但根據(jù)成礦條件分析，推測成礦可能性很大。

2.2 Ⅱ級遠景區(qū)

冶平—崔家溝Ⅱ級遠景區(qū)(Ⅱ1):該區(qū)行政區(qū)劃屬銅川市耀州區(qū)、銅川市印臺區(qū)、咸陽市旬邑縣管轄，面積約100 km2。找礦目的層為延安組上部砂巖段，其次為直羅組下部砂巖段，找礦類型為古層間氧化帶型。①該區(qū)總體構(gòu)造形態(tài)為有一定起伏、傾向北西的單斜構(gòu)造，東緣隆起并遭受剝蝕，地層傾角一般2°～10°，中侏羅紀(jì)以來，多次抬升擠壓、掀斜作用形成構(gòu)造斜坡帶，斜坡帶上寬緩的背向斜有利于地下水的流入與排泄，沉積中形成的洼陷與隆起轉(zhuǎn)換的部位為成礦的有利構(gòu)造部位；②在該區(qū)延安發(fā)現(xiàn)了多個含自然伽馬異常鉆孔，異常層多位于延安組上部，異常層垂向分布特點為：異常層標(biāo)高自該區(qū)東南—西北逐漸降低，最高1 306 m，最低876 m，平均1 042 m；距離煤層-42.2～10 m，距離主煤層4-2號煤1.62～70.00 m，平均約24 m；在平面上異常連片區(qū)域最大范圍約為2.3 km×1.0 km。延安組自然伽馬背景值在泥巖上約為149 API，在砂巖上約55 API，自然伽馬異常層厚度為0.4～2.4 m，平均0.8 m，巖性為粉-粗砂巖。從成礦條件上看，延安組上部為砂泥巖互層，其中的砂巖可為含鈾含氧水提供運移通道，上下的泥巖或膠結(jié)致密的砂巖充當(dāng)上下隔水層，控制層間氧化帶的形成。延安組煤層富含有機質(zhì)，CH4、H2S等還原劑，可以促進鈾沉積成礦；③該區(qū)直羅組砂巖段自然伽馬異常主要分布在冶平勘查區(qū)、下石節(jié)煤礦，異常層自然伽馬峰值為273～646 API，平均470 API；異常層厚度為0.20～1.65 m，平均0.82 m；埋深470～676 m，平均572 m；巖性為粉-中砂巖。該區(qū)中崔家溝煤礦直羅組異常值多偏小，為150～200 API。2014年在該區(qū)下石節(jié)煤礦4個鉆孔進行了采樣測試，測試結(jié)果表明自然伽馬異常層含鈾，但含量較小，其中異常值最大的J 3號孔自然伽馬異常峰值為642 API，U含量測試值為0.009 7%(小于工業(yè)品位0.01%)。

該區(qū)成礦條件與黃陵礦區(qū)類似，僅異常值相對黃陵礦區(qū)較小，異常厚度一般小于1 m，推測該區(qū)直羅組仍有較好的成礦前景。

老莊子—堯莊子Ⅱ級遠景區(qū)(Ⅱ2):該區(qū)行政區(qū)劃屬銅川市耀州區(qū)、咸陽市旬邑縣管轄，面積約98 km2。主要找礦目的層為直羅組下部砂巖段，找礦類型為古層間氧化帶型。①該區(qū)直羅組砂巖段異常層自然伽馬峰值為352～2 800 API，平均880 API，其中6個鉆孔自然伽馬異常層自然伽馬值高于900 API，推測很可能為鈾礦化；自然伽馬異常層厚度為0.25～1.65 m，平均0.58 m；埋深312～506 m，平均435 m；巖性為粉-中砂巖；②該區(qū)延安組砂巖段含自然伽馬異常鉆孔分布較集中，主要呈帶狀分布于西川煤礦及堯莊子勘查區(qū)，異常層自然伽馬峰值為300～2 265 API，平均759 API，其中5個鉆孔自然伽馬異常層自然伽馬值高于900 API，推測很可能達到鈾礦化；自然伽馬異常層厚度為0.25～1.70 m，平均0.59 m；埋深285～567 m，平均447 m；巖性為粉-粗砂巖。

2.3 Ⅲ級遠景區(qū)

轉(zhuǎn)角Ⅲ級遠景區(qū)(Ⅲ1):該區(qū)行政區(qū)劃屬咸陽市旬邑縣馬欄鄉(xiāng)管轄，面積約54 km2。主要找礦目的層為直羅組下部砂巖段，次要找礦目的層為延安組頂部，找礦類型為古層間氧化帶型。①該區(qū)自然伽馬異常層位于直羅組下部或延安組頂部，異常層標(biāo)高總體為東南高，西北低，推測為同種原因(鈾)引起的自然伽馬異常，其位置變化主要因下伏地層起伏引起。該區(qū)范圍主要根據(jù)自然伽馬測井所反映的異常圈定。直羅組砂巖段自然伽馬異常層峰值為305～769 API，平均510 API；異常層厚度為0.20～2.25 m，平均0.99 m；埋深441～783 m，平均596 m；巖性為細(xì)-中砂巖；②該區(qū)延安組砂巖段中異常層自然伽馬峰值為368～794 API，平均526 API；異常層厚度為0.20～1.65 m，平均0.78 m；埋深490～754 m，平均611 m；巖性為細(xì)-中砂巖，含自然伽馬異常鉆孔呈狹長帶狀分布。

職田Ⅲ級遠景區(qū)(Ⅲ2):該區(qū)行政區(qū)劃屬咸陽市旬邑縣職田鎮(zhèn)、馬欄鎮(zhèn)及城關(guān)鎮(zhèn)管轄，面積約為148 km2。主要找礦目的層為直羅組下部砂巖段，次要找礦目的層為延安組上部砂巖段，找礦類型為古層間氧化帶型。①該區(qū)直羅組砂巖段異常層自然伽馬峰值為368～1 777 API，平均742 API；異常層厚度為0.35～2.20 m，平均0.74 m；埋深384～673 m，平均557 m；巖性為粉-中砂巖；②該區(qū)延安組砂巖段異常層自然伽馬峰值為337～2 673 API，平均645 API；異常層厚度為0.25～2.00 m，平均0.69 m；埋深416～701 m，平均533 m；巖性為粉-細(xì)砂巖。

照金Ⅲ級遠景區(qū)(Ⅲ3)：該區(qū)行政區(qū)劃屬銅川市耀州區(qū)及咸陽市旬邑縣土橋鎮(zhèn)管轄，面積約55 km2。主要找礦目的層為直羅組下部砂巖段，次要找礦目的層為延安組上部砂巖段，找礦類型為古層間氧化帶型。①該區(qū)直羅組砂巖段中含自然伽馬異常層鉆孔分布于秀房溝煤礦及照金煤礦，異常層自然伽馬峰值為278～1 555 API，平均667 API；異常層厚度為0.40～2.80 m，平均1.33 m；埋深70～450 m，平均257 m；巖性為細(xì)-粗砂巖。直羅組異常層連片面積較小，但埋深淺，巖性條件好，個別鉆孔異常層厚度較大，可作為地浸砂巖型鈾礦的目標(biāo)區(qū)；②該區(qū)延安組砂巖段自然伽馬異常層自然伽馬峰值為317～1 312 API，平均621 API；異常層厚度為0.30～4.85 m，平均1.26 m；埋深91～481 m，平均313 m；巖性為細(xì)-粗砂巖。延安組含異常層鉆孔呈帶狀分布，埋深淺，巖性條件好，個別鉆孔異常層厚度大，可作為地浸砂巖型鈾礦的目標(biāo)區(qū)。

丈八Ⅲ級遠景區(qū)(Ⅲ4)：該區(qū)行政區(qū)劃屬寶雞市麟游縣管轄，面積約328 km2。主要找礦目的層為直羅組砂巖段，次要找礦目的層為安定組砂巖段，找礦類型為古層間氧化帶型。①該區(qū)直羅組砂巖段含自然伽馬異常層鉆孔分布于園子溝勘查區(qū)及丈八勘查區(qū)，異常層自然伽馬峰值為250～2 975 API，平均541 API；異常層厚度為0.45～4.15 m，平均1.42 m；埋深193～846 m，平均257 m；巖性為細(xì)-中砂巖；②該區(qū)安定組砂巖段含自然伽馬異常層鉆孔分布于園子溝勘查區(qū)及丈八勘查區(qū)，異常層自然伽馬峰值為269～1 237 API，平均508 API；異常層厚度為0.30～1.60 m，平均0.83 m；埋深253～817 m，平均562 m；巖性為細(xì)-中砂巖。

3 結(jié)語

對陜西省黃隴侏羅紀(jì)煤田砂巖型鈾的成礦遠景區(qū)劃及潛力評價，得知本區(qū)鈾成礦主要目的層直羅組、延安組砂巖放射性伽馬異常，確定自然伽馬異常值的下限為150 API，異常值達到600 API時作為潛在工業(yè)孔。分析出鈾的成礦空間分布，包括平面分布、埋藏深度、異常層厚度、含異常層位、異常區(qū)面積、賦礦層位巖性主要為中-細(xì)粒砂巖。

鈾資源是一種極其重要和敏感的戰(zhàn)略資源和能源礦產(chǎn)，在國防和國民經(jīng)濟建設(shè)中具有雙重地位。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展的需要，未來對鈾的需求將會不斷增長，對鈾原料和資源的依賴性更強，鈾礦資源的靶區(qū)尋找、勘查與開發(fā)顯得尤為重要。對找礦前景較好的區(qū)域進一步進行儲量預(yù)測，圈定找礦靶區(qū)是今后鈾型礦工作的重點。