二連盆地馬尼特坳陷鈾成礦地質(zhì)條件分析

楊崇根

（東華理工大學(xué)，江西 南昌 330013）

1 概述

隨著綠色、可持續(xù)發(fā)展理念的提出和傳統(tǒng)能源帶來(lái)的環(huán)境壓力，我國(guó)對(duì)清潔能源的需求日益增加，盡可能地尋找和開(kāi)發(fā)利用清潔能源成了首要解決的難題，因此，進(jìn)一步加大鈾礦勘查力度，推進(jìn)鈾礦資源開(kāi)發(fā)，快速擴(kuò)大核電事業(yè)在我國(guó)電力行業(yè)的占比成為了一項(xiàng)迫在眉睫的工作。砂巖型鈾礦具有單礦藏資源儲(chǔ)量大、對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)開(kāi)采成本相對(duì)較低，已在當(dāng)前世界鈾礦勘查中占主導(dǎo)地位。二連盆地馬尼特坳陷近年來(lái)經(jīng)過(guò)大量的研究與開(kāi)發(fā)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了諸多鈾礦床和鈾礦點(diǎn)。分析總結(jié)該地區(qū)的鈾成礦地質(zhì)條件，對(duì)進(jìn)一步找礦和建立成礦模式都具有重要意義。

2 地質(zhì)概況

馬尼特坳陷是二連盆地的一個(gè)大型次級(jí)坳陷，位于二連盆地東北部，夾持于其北西向的巴音寶力格隆起和南東向的蘇尼特隆起之間，呈北東向展布，面積約1.4 萬(wàn)km2。坳陷基底構(gòu)成及形態(tài)比較復(fù)雜,地勢(shì)凹凸起伏明顯，共劃分為9 個(gè)凹陷和4 個(gè)凸起，各凹陷基底埋深一般為800～2800m,凸起區(qū)基底埋深相對(duì)較淺，在200～800m 之間,主要由古生界變質(zhì)巖、中下侏羅統(tǒng)碎屑巖、火山巖以及海西、印支、燕山多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中形成的中基性-酸性巖漿巖構(gòu)成[1]。蓋層主要由中新生代沉積層發(fā)育而來(lái)，包括晚中生代白堊系下統(tǒng)巴彥花群、白堊系上統(tǒng)二連組、新生代古近系伊爾丁曼哈組、新近系中新統(tǒng)通古爾組和上新統(tǒng)寶格達(dá)烏拉組及第四系碎屑巖系，其中位于巴彥花群中的賽漢組是主要含礦層位。

3 鈾成礦地質(zhì)條件

3.1 沉積構(gòu)造演化條件

古生代末，受太平洋板塊與亞歐板塊相互擠壓的應(yīng)力作用，古亞洲洋消亡，陸地抬升[2]，二連盆地從此進(jìn)入陸相盆地演化階段，同時(shí)形成了五坳夾一隆的構(gòu)造格局及線性褶皺基底雛形，馬尼特坳陷也在此基礎(chǔ)上形成，為后期物質(zhì)的沉積提供了容納空間。中生代，盆地受印支構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響強(qiáng)烈，馬尼特坳陷不穩(wěn)定邊緣斷距不同程度加大，差異的升降形成了大規(guī)模的斜坡帶，這對(duì)后期物質(zhì)的沉積和氧化帶的發(fā)育十分有利。白堊世是該地區(qū)的主沉積階段，也是坳陷發(fā)展的鼎盛時(shí)期，在該階段發(fā)育了騰格爾組、賽漢組和二連組地層。在騰格爾期坳陷內(nèi)發(fā)育了眾多NE 向的基底斷裂，以拉張走滑斷裂為主，控制了坳陷的邊界，使整個(gè)坳陷夾持于三條NE 向斷裂之內(nèi)，這對(duì)后期的地下熱流體上涌提供了通道。賽漢早期構(gòu)造活動(dòng)減弱，在斷陷的邊部、緩坡地帶發(fā)育了沖積扇、辮狀河及三角洲沉積體系，坳陷中心沉積環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，形成了以淺湖及沼澤相為主的褐煤層和灰黑色泥巖，是鈾成礦的有利相帶。早白堊世末期，盆地構(gòu)造體制發(fā)生反轉(zhuǎn)，使得早白堊世甚至早中侏羅世地層發(fā)生壓縮扭斷和隆升剝蝕，地表中的含氧、含鈾水直接沿賽漢組向下滲入富集[3]。賽漢晚期，斷裂構(gòu)造活動(dòng)基本停止，馬尼特坳陷進(jìn)入穩(wěn)定的坳陷發(fā)展期，在坳陷地勢(shì)低洼處形成了古河道，構(gòu)成了找礦有利的場(chǎng)所。

在賽漢組沉積后的晚白堊世末-古新世，受太平板塊俯沖以及印度板塊與歐亞板塊碰撞疊加應(yīng)力的影響，馬尼特凹陷形成了一系列的壓性、壓扭性反轉(zhuǎn)構(gòu)造，造成白堊紀(jì)地層，特別是賽漢組遭受強(qiáng)烈的風(fēng)化剝蝕和淋濾，形成大面積有利于鈾成礦的構(gòu)造天窗和潛水－層間氧化帶，從而廣泛發(fā)育層間氧化帶和鈾成礦用[4]。

3.2 地層條件

二連盆地主要的賦礦層位為賽汗組，分為上下兩段。馬尼特坳陷西部的白音芒來(lái)—那仁寶力格地塊主要分布賽漢組上段(K1s2)地層，由辮狀河沉積體系和辮狀河三角洲沉積體系組成，發(fā)育一套黃色、灰色、灰白色中粗砂巖、砂質(zhì)礫巖、含礫砂巖、砂巖夾泥巖，砂體厚度在10～200m 之間,通常由3～5 個(gè)正韻律組成，每個(gè)韻律層的頂部泥巖、粉砂巖通常缺失或很薄，致使砂體連通性好，構(gòu)成地下水良好的運(yùn)移通道和儲(chǔ)鈾空間[5]?；疑绑w中有機(jī)質(zhì)及黃鐵礦發(fā)育，為成礦提供了有利的還原介質(zhì)。賽漢組下段(K1s1)在區(qū)域內(nèi)分布較廣，主要發(fā)育辮狀河三角洲-湖沼沉積體系，巖性以灰色、灰黑色、黑色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖夾砂巖為主，部分區(qū)域可見(jiàn)灰綠色泥巖。湖盆沼澤化形成褐煤層，因此煤層較為發(fā)育，為穩(wěn)定陸相環(huán)境沉積的產(chǎn)物。該層位構(gòu)成了賽汗組上段砂體的區(qū)域隔水層，同時(shí)層內(nèi)的褐煤、炭屑等有機(jī)質(zhì)為后期鈾成礦提供了間接的還原劑。

3.3 鈾源條件

馬尼特坳陷蝕源區(qū)主要為兩側(cè)的隆起帶，北西側(cè)的巴音寶力格隆起和南東側(cè)的蘇尼特隆起。隆起區(qū)內(nèi)廣泛分布著元古界、上古生界和海西期的中酸性侵入巖以及上侏羅統(tǒng)中酸性火成巖。上元古界溫都爾廟群巖體鈾背景值較高，其中的云母石英巖、片巖鈾含量達(dá)（2.6～5.8）×10-6，海西期花崗巖鈾含量（2.2～5.4）×10-6，鈾源豐富[6]。在盆地發(fā)展過(guò)程中，隆起區(qū)長(zhǎng)期高于侵蝕基準(zhǔn)面，受到嚴(yán)重的風(fēng)化剝蝕，隨著大氣降水，風(fēng)化產(chǎn)物中的鈾大部分被水溶解、部分保留著碎屑形式搬運(yùn)到盆地。在同生沉積階段，通過(guò)陸解作用和各種生物、化學(xué)作用，植物碎屑等這些腐殖類有機(jī)質(zhì)和黏土礦物從還原性水介質(zhì)中萃取鈾[7]，經(jīng)過(guò)一系列的成巖作用后鈾進(jìn)一步富集從而形成鈾礦。

3.4 氧化帶分析

鈾成礦與氧化帶關(guān)系密切，馬尼特坳陷賽汗組上段、賽汗組下段及伊爾丁曼哈組原生砂體在沉積后均發(fā)生了潛水—層間氧化作用，被氧化的砂體通常呈黃色、灰黃色。根據(jù)黃色氧化砂體與灰色微氧化砂體的配置關(guān)系，在平面上劃分出氧化帶、氧化—還原過(guò)渡帶、還原帶。河谷上游的白音芒來(lái)和巴潤(rùn)地段氧化作用強(qiáng)烈，在河道邊幫形成完全氧化帶，并包圍河道中部的氧化-還原過(guò)渡帶，向南東方向氧化作用逐漸，最終形成還原帶。其中氧化-還原過(guò)渡帶長(zhǎng)約34km,寬1～6km,面積分布較大。鈾成礦主要發(fā)生在氧化-過(guò)度帶中，受氧化帶前鋒控制。該區(qū)域氧化帶沿著河谷呈舌型氧化，形成了大面積的氧化-還原過(guò)渡帶，表明該區(qū)域氧化帶有利于鈾成礦。

4 結(jié)論

馬尼特坳陷在沉積構(gòu)造演化時(shí)期經(jīng)歷多次構(gòu)造反轉(zhuǎn)和抬升剝蝕，積累了大量的富鈾砂體和有機(jī)質(zhì)，并發(fā)育有多條基底斷裂為后期熱流體涌入及改造成礦提供了有利條件；蝕源區(qū)鈾源豐富，賽漢組上段砂體通透性良好，下段發(fā)育大量的有機(jī)質(zhì)和煤層是鈾成礦重要的還原介質(zhì)，同時(shí)賽漢組下段的煤層與賽漢組上段頂部的泥巖共同構(gòu)成了砂體的隔水頂?shù)装?，形成“?砂-泥”是鈾成礦十分有利的建造；區(qū)內(nèi)氧化還原條件好，發(fā)育大規(guī)模的潛水-層間氧化層和氧化-還原過(guò)渡帶，具有良好的成礦前景。