煤田資料“二次開發(fā)”在二連盆地鈾礦找礦前景分析中的應(yīng)用

楊彪，陳中山

1. 河北省煤田地質(zhì)局，河北石家莊050085；2. 河北省煤田地質(zhì)局物測地質(zhì)隊，河北邢臺054000

0 引言

二連盆地鈾礦勘查起步于20世紀(jì)80年代，20世紀(jì)80年代—90年代初主要是通過尋找物化探異常，以就點找點的方式來尋找礦床，期間在二連盆地開展了放射性測量等工作。在盆地周邊蝕源區(qū)及盆地內(nèi)發(fā)現(xiàn)了大量的異常點、異常帶和異常暈，并對這些異常點、帶、暈開展了地表揭露和評價，最后選擇了礦化較好的點進(jìn)行深部揭露工作。相繼開展了區(qū)域性編圖預(yù)測、成礦理論研究、調(diào)查評價、放射性測量和重點地段勘查等工作。近25年來，二連盆地找到了一批規(guī)?？捎^、可用地浸方法開采的砂巖型鈾礦床[1-4]。不僅發(fā)現(xiàn)了規(guī)模較大的鈾資源儲量，而且還存在“同盆地多類型”鈾礦床[5]。

2005年左右，煤田地質(zhì)系統(tǒng)的勘探隊伍在二連盆地開展了多個勘查區(qū)煤田綜合勘查工作，勘查區(qū)整體屬于二連盆地群中部，二連盆地群為含煤盆地，主要礦產(chǎn)為煤，少量盆地中有鈾礦化，并已發(fā)現(xiàn)了數(shù)個鈾礦床（或鈾礦產(chǎn)地），個別盆地的煤層中伴生有鎵、鍺，在隆起部位有金屬礦產(chǎn)。本文以以往煤田勘查區(qū)為研究區(qū)，對其鈾礦找礦前景進(jìn)行了分析，為今后鈾資源調(diào)查評價提供了方向。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

二連盆地位于內(nèi)蒙古中北部邊陲，是內(nèi)蒙古的三大鈾礦盆地之一。二連盆地群由5個坳陷區(qū)和5個隆起區(qū)組成，東以大興安嶺隆起區(qū)為界，西至寶音圖隆起，北始于巴音寶力格隆起（中蒙邊界），南止于溫都爾廟隆起（陰山北坡），盆地群中部的蘇尼特隆起將5個坳陷分成東西兩帶，位于東帶的為烏尼特坳陷、騰格爾坳陷，位于西帶的為馬尼特坳陷、烏蘭察布坳陷和川井坳陷。

二連盆地群已發(fā)現(xiàn)了數(shù)個大中型—超大型沉積型鈾礦床和數(shù)處鈾礦產(chǎn)地。二連盆地群鈾礦（礦點、礦產(chǎn)地）眾多，多個地層為礦化賦存層位，多種巖性含礦，礦床（礦點、礦產(chǎn)地）成因類型較多。礦化賦存層位、含礦巖性、成因、環(huán)境等特征見表1。

表1 二連盆地群鈾礦主要特征簡表Table 1 A brief list of the main characteristics of uranium deposits in Erlian Basin Group

研究區(qū)大地構(gòu)造位置同處于內(nèi)蒙古地槽褶皺系（Ⅱ）、蘇尼特右旗晚華力西地槽褶皺帶（Ⅱ4）、二連坳陷（Ⅱ24）二連盆地群中眾多含煤盆地之一。研究區(qū)一位于蘇尼特隆起南西部、騰格爾坳陷北部，研究區(qū)二位于馬尼特坳陷中南部邊緣地帶。見圖1。

圖1 二連盆地地質(zhì)略圖Fig.1 Geology sketch of Erlian Basin

2 以往鈾礦勘查進(jìn)展

2.1 區(qū)域性編圖預(yù)測、成礦理論研究

在二連盆地開展了比較系統(tǒng)的1∶50萬鈾成礦地質(zhì)條件研究及編圖、鈾成礦水文地質(zhì)條件研究及編圖、鈾成礦構(gòu)造物探研究及編圖。除馬尼特坳陷外，其它各坳陷均進(jìn)行了1∶25萬的各類研究及編圖。通過編圖和研究，預(yù)測了一批有成礦前景的地區(qū)，包括川井坳陷的白音查干凹陷、烏蘭察布坳陷北西緣、騰格爾坳陷北緣等。相關(guān)工作預(yù)測了成礦遠(yuǎn)景及成礦潛力[6-11]，為二連盆地開展找鈾礦工作指明了方向。

2.2 調(diào)查評價、放射性測量

調(diào)查評價大致分為放射性方法就點找礦、層間氧化帶模式找礦和古河谷型找礦等三個階段。其中中國核工業(yè)地質(zhì)局加大了項目投入力度，發(fā)現(xiàn)了一批鈾礦整裝勘查區(qū)。在二連盆地騰格爾坳陷南緣、賽漢塔拉凹陷及巴音寶力格隆起上的巴音毛都、準(zhǔn)巴彥塔拉和烏里雅斯太凹陷開展1∶25萬鈾資源評價，工作主要集中在巴音塔拉凹陷和寶格都烏拉凹陷，發(fā)現(xiàn)了巴音塔拉礦點[10-11]。此外，盆地放射性測量已完成了1∶20萬航空測量全覆蓋。但放射性測量對指導(dǎo)深部找礦工作還存在明顯不足[12]。

2.3 重點地段勘查等工作

二連浩特-東烏旗地區(qū)開展1∶5萬航空物探綜合勘查，發(fā)現(xiàn)了大量伽馬能譜異常。巴賽齊地區(qū)是21世紀(jì)以來二連盆地開展古河谷砂巖型鈾礦找礦的重點地段。復(fù)雜的砂體成因造成了古河谷總體控制程度較差[13]。

3 研究區(qū)鈾礦成礦分析判據(jù)

3.1 以往地質(zhì)成果分析

二連盆地群已探明礦產(chǎn)資源有鈾、煤和石油。其中在努和廷超大型鈾礦床、蘇崩中型鈾礦床發(fā)現(xiàn)大型礦產(chǎn)地3處（巴彥烏拉、賽漢高畢、道爾蘇）。研究區(qū)西部巴彥烏拉地區(qū)為鈾礦整裝勘查區(qū)，目前已經(jīng)在大磨拐河組上段控制長150 km，寬3~15 km，埋深100~200 m的北東向砂帶。在砂帶上疊加有潛水-層間氧化帶及層間氧化帶，氧化帶前鋒線沿古河谷方向發(fā)育，長70 km，發(fā)現(xiàn)了巴彥烏拉礦產(chǎn)地，圈出找礦靶區(qū)若干片，推測本研究區(qū)具有很大的找礦潛力。

3.2 煤田資料分析

以往煤田勘查區(qū)屬于二連含煤盆地群，含煤盆地（群）經(jīng)過長時間穩(wěn)定的沉積演化，其間又有短期的沉積間斷，具備沉積型鈾礦形成的地質(zhì)條件。從區(qū)域上來看，二連盆地群中發(fā)現(xiàn)了多處沉積型大中型鈾礦或鈾礦產(chǎn)地。該區(qū)多個地層為礦化賦存層位，多種巖性含礦。研究區(qū)煤田勘查鉆孔測井資料顯示，在白堊系巴彥花組（K1b）上部地層中存在鈾礦化及放射性異常，且分布范圍較廣。

自然伽馬是巖石自然放射性的指示，利用自然伽馬曲線的幅度、形態(tài)組合等顯示確定物性是測井資料分析解釋的重要內(nèi)容[14]。研究區(qū)自然伽瑪測井資料顯示放射性強度大于3.5 PA/kg的鉆孔為17個，異常地層厚度一般為0.5~1.2 m，最厚可達(dá)4 m。其中放射性強度大于7 PA/kg的鉆孔為9個，最高可達(dá)27.53 PA/kg。詳見表2。研究區(qū)鈾異常礦化總的特點為異常礦化層賦存層位單一、集中，空間分布面積較大，總體有利于成礦，預(yù)示該地區(qū)鈾資源遠(yuǎn)景豐富。

表2 研究區(qū)放射性異常統(tǒng)計表Table 2 Study area statistical table of radioactive anomaly

據(jù)煤田鉆孔勘查資料，鈾異常礦化分布范圍廣、控礦因素明顯，礦化穩(wěn)定、連續(xù)性較好。礦化埋藏淺，鈾礦資源易于開采利用。

3.3 有利的地質(zhì)構(gòu)造背景

研究區(qū)一位于蘇尼特隆起南西部、騰格爾坳陷北部，研究區(qū)二位于馬尼特坳陷中南部邊緣地帶，有利于鈾源的匯聚與富集。尤其在新構(gòu)造運動的影響下，由于負(fù)向單元的進(jìn)一步下陷，為承壓水系統(tǒng)的形成及礦體的保護(hù)創(chuàng)造了有利條件。

3.4 巖性巖相條件

研究區(qū)含煤地層和第三系巖性主要為泥巖、粉砂巖、煤層、砂巖及炭質(zhì)泥巖等，從沉積環(huán)境及巖性方面分析，存在泥—砂—泥結(jié)構(gòu)。白堊系下統(tǒng)巴彥花組可作為區(qū)域上尋找層間氧化帶型鈾礦的目的層。

3.5 盆地內(nèi)水動力及水化學(xué)條件

研究區(qū)地下水主要來源于北東部低山丘陵區(qū)地下徑流補給和大氣降水垂直入滲補給，而后匯集低洼地帶與河谷中，由北東向南西排出區(qū)外。盆地內(nèi)第三系紅色泥巖和巴彥花組中段灰黑色泥巖，其厚度較大而且分布穩(wěn)定，構(gòu)成了隔水層。

3.6 后生改造條件

二連盆地群東部蘇尼特隆起與騰格爾坳陷交界地帶和馬尼特坳陷廣泛存在后生氧化現(xiàn)象。巴彥花組廣泛存在黃灰色砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖，后生氧化現(xiàn)象很強烈。

3.7 氣候條件

研究區(qū)盆地古氣候：巴彥花組為溫暖潮濕，第三、第四系為干旱半干旱。該地區(qū)從古氣候條件分析，具備形成砂巖鈾煤型鈾礦條件。

3.8 鈾源條件

盆地基底及蝕源區(qū)有大面積的華力西期—燕山期富鈾花崗巖體，元古界、二疊系、侏羅系中均有大量的富鈾酸性火山巖，為鈾成礦提供了充分的物質(zhì)來源。具備形成砂巖鈾煤型鈾礦條件。

3.9 儲礦部位條件

研究區(qū)一處于靠近二連盆地群騰格爾坳陷北部邊緣一個北西—南東向斜部位，地層產(chǎn)狀呈向內(nèi)傾斜，角度一般小于10°。研究區(qū)二位于馬尼特坳陷中南部邊緣斜坡帶，地層傾角角度一般小于10°。雖然斜坡度不大，但地下水仍然沿透水砂巖層向盆地中心滲透流動，容易形成層間氧化帶砂巖型鈾礦。本區(qū)找礦目的層為巴彥花組地層，該組地層為河流、湖沼交互相沉積，有利于鈾的遷移富集。

研究區(qū)具有優(yōu)越的泥巖型鈾礦床和砂巖型鈾礦床成礦地質(zhì)條件。區(qū)內(nèi)分布有大面積的富鈾花崗巖基底，是盆地內(nèi)鈾成礦作用的重要鈾源提供者[15]。目的層下白堊統(tǒng)巴彥花組以河流相沉積為主，砂體富含還原劑，為古河谷型鈾礦成礦作用奠定了成礦條件。巴彥花組沉積期后，區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)了多個沉積間斷，并伴有長期的干旱氣候環(huán)境，使本區(qū)目的層遭受了較強的氧化作用，多個地區(qū)形成了潛水—層間氧化帶，在部分地區(qū)目的層還受到了來自地層深部的油氣還原作用，增加了還原強度，有利于鈾的富集。

4 研究區(qū)找礦前景和找礦方向

二連盆地存在構(gòu)造活動的多期性和差異性，區(qū)域上找礦方向從未成為“統(tǒng)一”性盆地[16]，也就限制了該盆地總體成礦潛力。二連盆地周邊即使有豐富的鈾源作為補充，也很難形成大型砂巖型鈾礦床，但沉積建造和后生改造等條件決定了巴彥花組的鈾成礦可行性。通過對煤田鉆孔資料“二次開發(fā)”，依據(jù)鈾礦成礦分析，結(jié)合構(gòu)造-沉積演化等條件，作者認(rèn)為蘇尼特隆起南西部、騰格爾坳陷北部和馬尼特坳陷中南部邊緣地帶是二連盆地鈾礦最具有找礦前景的地區(qū)。

5 結(jié)論與建議

（1）二連盆地白堊系下統(tǒng)巴彥花組是該地區(qū)主要的含煤、鈾地層，是尋找砂巖型鈾礦的主要目的層。

（2）研究區(qū)具有優(yōu)越的泥巖型鈾礦床和砂巖型鈾礦床成礦地質(zhì)條件。區(qū)內(nèi)大面積的富鈾花崗巖體，是盆地內(nèi)鈾成礦作用的重要鈾源提供者，為古河谷型鈾礦成礦作用奠定了成礦條件。

（3）研究區(qū)為沉積型盆地，其面積廣、厚度大，目的層明確，蝕源區(qū)面積大，鈾源條件好，有成礦顯示。在本區(qū)煤田勘查鉆孔中已發(fā)現(xiàn)了較好的鈾礦化鉆孔，按照煤鈾兼探、以煤找鈾的找礦方針，有必要在該地區(qū)投入工作量，對鈾資源進(jìn)行核查驗證。

（4）通過對研究區(qū)以往煤田勘查資料的綜合研究，以鉆孔放射性測井自然伽馬異常為主線，結(jié)合異常和煤層分布地質(zhì)體特征，可圈定出找礦靶區(qū)，提出具有找礦潛力的遠(yuǎn)景預(yù)測區(qū)，為今后鈾礦資源的勘查工作規(guī)劃、礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查部署提供重要依據(jù)。

（5）二連盆地結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鈾礦找礦難度較大，找礦工作相對嚴(yán)峻，建議把握泥巖-砂巖-泥巖結(jié)構(gòu)這一關(guān)鍵因素，對以往煤田鉆孔資料進(jìn)行“二次開發(fā)”。在加強古河谷及沉積成巖型鈾礦找礦的同時，應(yīng)側(cè)向新層位、新類型的探索，戰(zhàn)略遠(yuǎn)景區(qū)要加強富鈾巖體附近和構(gòu)造適中的區(qū)域研究工作。