鄂爾多斯盆地北部直羅組砂巖重礦物分布特征及其指示意義

張媛媛，張鵬飛，聶逢君，剡鵬兵，張治波，嚴(yán)兆彬，張 鑫

鄂爾多斯盆地北部直羅組砂巖重礦物分布特征及其指示意義

張媛媛1，張鵬飛2，聶逢君3，剡鵬兵1，張治波4，嚴(yán)兆彬3，張 鑫3

(1. 核工業(yè)二〇八大隊，內(nèi)蒙古自治區(qū) 包頭 014010；2. 成都理工大學(xué) 沉積地質(zhì)研究院，四川 成都 610059；3. 東華理工大學(xué) 核資源與環(huán)境國家重點(diǎn)實驗室，江西 南昌 330013；4. 中國礦業(yè)大學(xué) 資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇 徐州 221083)

近年來，鄂爾多斯盆地砂巖型鈾礦資源評價取得了較大進(jìn)展，關(guān)于找礦目的層物源和鈾源的問題長期以來備受關(guān)注。運(yùn)用重礦物綜合分析方法，探討鄂爾多斯盆地北部砂巖型鈾礦賦礦層直羅組碎屑物質(zhì)來源和成礦鈾源。結(jié)果表明，研究區(qū)內(nèi)直羅組的重礦物組合主要為石榴子石+鋯石+綠簾石+黑云母+尖晶石，其次包含少量磷灰石、榍石、金紅石、角閃石、電氣石、鈦鐵礦等，反映以中高級變質(zhì)巖和中酸性巖漿巖為主的母巖類型。重礦物特征指數(shù)反映了以含石榴子石變質(zhì)巖為主要源巖類型和近源沉積的特點(diǎn)。綜合分析認(rèn)為，區(qū)內(nèi)直羅組主要的物源為盆地北部大青山和烏拉山地區(qū)的中下太古界–元古界的烏拉山巖群、中元古界扎爾泰群以及各時期的中酸性侵入體等。其中，古老基底變質(zhì)巖與各時期中酸性巖漿巖普遍具有較高的鈾含量，沿著NW–SE方向鈾遷出明顯，為后期鈾成礦作用提供了初始鈾源。

重礦物；砂巖型鈾礦；物源；中酸性巖漿巖；變質(zhì)巖；鄂爾多斯盆地北部

近年來，隨著核電事業(yè)在我國能源發(fā)展中的地位越來越高，對鈾礦資源的需求也越來越迫切。鄂爾多斯盆地作為多能源疊合盆地，富含煤、鈾、石油和天然氣[1-2]。盆地內(nèi)砂巖型鈾礦找礦成果顯著，目前在盆地北部已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)個特大型、超大型鈾礦床，鈾資源潛力巨大。針對鈾礦目的層直羅組，前人在鈾儲層特征、沉積環(huán)境和成礦規(guī)律等方面已開展大量研究，認(rèn)為盆地北緣直羅組下段是主要的賦礦層位，主要發(fā)育辮狀河沉積體系，鈾礦化受控于沉積相變界面[3-5]。鄂爾多斯盆地砂巖型鈾礦為疊加成礦模式，經(jīng)歷了沉積成巖、層間氧化和熱液改造作用3個成礦階段[6-9]。其中，在沉積成巖和層間氧化階段，地層中預(yù)富集的鈾是該砂體鈾成礦的重要鈾源[10-11]，目的層沉積期蝕源區(qū)的富鈾巖體為盆地提供了高鈾背景砂體。正確厘定盆地北部直羅組的物源對鈾的來源和目的層鈾的預(yù)富集作用具有指示性意義。

重礦物以強(qiáng)穩(wěn)定性、抗風(fēng)化的特點(diǎn)而作為推斷母巖類型的重要指示劑[12]，對地層對比和源區(qū)構(gòu)造背景分析也具有一定的參考價值。目前，鄂爾多斯盆地北部開展了重礦物分析的目標(biāo)層位主要集中在山西組、上石盒子組和延長組[13-16]，而針對鈾礦目的層直羅組開展的研究較少。目前對于物源統(tǒng)一的認(rèn)識是來自盆地北緣大青山—烏拉山一帶的孔茲巖、片麻巖等變質(zhì)巖系以及華力西期—燕山期的巖漿巖[17-21]，但對于變質(zhì)巖和巖漿巖的貢獻(xiàn)比例和物源供給主體的認(rèn)識還存在分歧。目的層物源分析在研究手段上目前以碎屑鋯石U-Pb定年和巖石地球化學(xué)分析為主，或者輔以重礦物組合和古流向特征的綜合研究，而專門針對重礦物特征的定量和綜合分析還不夠深入，對鄂爾多斯盆地北部直羅組重礦物的形態(tài)、組合和分布規(guī)律等認(rèn)識不足，使得在母巖類型的判斷上及其物源的指示方面說服力不足。目前，盆地邊緣的富鈾巖體被認(rèn)為是重要的鈾源提供者，一種可能是成巖期盆地邊緣富鈾巖體經(jīng)剝蝕后沉積成巖；二是盆地邊緣富鈾巖體中的鈾活化遷移，在盆地目的層還原成礦[6,10,22-23]。但是具體是什么時代的地層，哪一類型的巖石，目前還沒有統(tǒng)一的說法。基于前人的研究基礎(chǔ)和現(xiàn)狀問題，筆者通過重礦物特征綜合分析方法，探討研究區(qū)鈾礦母巖類型和可能的源區(qū)，以進(jìn)一步推斷物源和鈾源的聯(lián)系，為下一步找礦工作提供理論支持。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地地處華北克拉通盆地的西部，盆地的四周均被造山帶所圍限，構(gòu)造單元上自北向南依次為天山–興蒙褶皺帶、阿拉善地塊、走廊過渡帶和祁連–秦嶺褶皺帶[24]。盆地周邊活動性強(qiáng)，褶皺、斷裂形跡密集，巖漿活動發(fā)育，受多期構(gòu)造影響，盆地西北部多出露孔茲巖帶[25]。盆地內(nèi)構(gòu)造相對穩(wěn)定，以發(fā)育隆起(凸起)、坳陷(凹陷)、寬緩褶皺等構(gòu)造為主要形式。根據(jù)基底性質(zhì)及構(gòu)造形態(tài)，把鄂爾多斯盆地劃分為6個次級構(gòu)造單元，分別是伊盟隆起、陜北斜坡、天環(huán)坳陷、西緣逆沖帶、晉西撓褶帶和渭北隆起(圖1a)。

研究區(qū)位置位于鄂爾多斯盆地北部的伊盟隆起上，北以黃河斷陷相鄰，是近年來盆地內(nèi)砂巖型鈾礦主要的勘查區(qū)之一(圖1b)。該地區(qū)地層具有雙層結(jié)構(gòu)，下部為太古代、元古代結(jié)晶和變質(zhì)基底，上部為中生代以來的沉積蓋層，中侏羅統(tǒng)直羅組是區(qū)內(nèi)的主要賦礦層位，根據(jù)直羅組沉積時期巖性組合特征和古氣候差異，將其分為上段(J22)和下段(J21)。下段為潮濕氣候環(huán)境下的粗碎屑巖建造，巖性為灰色、淺灰色、綠色砂巖夾泥巖的組合，發(fā)育辮狀河、曲流河相[26-27]，局部發(fā)育河流三角洲相；上段形成于干旱的古氣候環(huán)境，巖性以雜色的砂巖與粉砂巖、泥巖互層為主，為河流湖泊和小規(guī)模三角洲相。中生代以來，研究區(qū)經(jīng)歷了印支、燕山和喜馬拉雅多期構(gòu)造活動的疊加，形成了現(xiàn)今的構(gòu)造格局。

2 樣品采集與分析

在鄂爾多斯盆地北部的多個鈾礦床具有代表性的14個鉆孔中共采集了28塊砂巖樣品，采樣地點(diǎn)如圖1所示。采樣層位為中侏羅統(tǒng)直羅組下段，該層位主要巖性為綠色、灰綠色、灰色粗砂巖、中砂巖，夾褐紅色、綠色泥巖、粉砂巖。重礦物的分選工作在河北省廊坊市科大巖石礦物分選技術(shù)服務(wù)有限公司完成，實驗誤差為3%～5%。重礦物篩選和計量過程如下：

1—第四系；2—下白堊統(tǒng)；3—中侏羅統(tǒng)安定組；4—中侏羅統(tǒng)直羅組；5—中侏羅統(tǒng)延安組；6—上三疊統(tǒng)延長組；7—中三疊統(tǒng)二馬營組；8—盆地邊界；9—構(gòu)造邊界；10—河流；11—研究區(qū)；12—取樣位置

① 樣品篩選 將樣品洗凈晾干，取約1 kg的樣品通過浸泡、過篩后分離出0.125～0.063 mm粒級的樣品，反復(fù)清洗后烘干、稱質(zhì)量(精度0.1 mg)；

② 重液分離 首先利用三溴甲烷(密度為2.89 g/cm3)分離輕礦物與重礦物，用酒精沖洗后烘干稱重；

③ 磁 選 將重礦物平鋪在玻璃板上后，用紙包住磁鐵在礦物層上緩慢移動，多次反復(fù)移動后將磁性礦物分離出，再分別將磁性礦物和非磁性礦物進(jìn)行稱重；

④ 鏡下鑒定 將分離出來的磁性礦物和非磁性礦物在顯微鏡下采用條帶法隨機(jī)進(jìn)行礦物鑒定，取平均值以減小誤差，每種重礦物的鑒定顆粒數(shù)大于500粒，統(tǒng)計每種重礦物顆粒含量后，通過密度計算得出重礦物含量。

3 結(jié)果分析

3.1 砂巖中重礦物種類及形態(tài)特征

樣品中共檢出重礦物19種，主要重礦物有13種，占所有重礦物的97.44%(表1)，黃鐵礦、方鉛礦、重晶石等占比過小，不計入總體數(shù)據(jù)，通過薄片鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，黃鐵礦和方鉛礦存在次生成因，因此，不納入探討[28-29]。

表1 鄂爾多斯盆地北部直羅組砂巖重礦物組成及含量

對上述碎屑礦物進(jìn)行算術(shù)平均，占比較高的重礦物為石榴子石(54.11%)、鋯石(10.24%)、綠簾石(10.93%)、尖晶石(3.82%)和磷灰石(3.56%)。主要礦物的鏡下形態(tài)特征如圖2所示。

a—鋯石；b—磷灰石；c—榍石；d—金紅石；e—白鈦石；f—石榴子石；g—角閃石；h—綠簾石；i—電氣石；j—鈦鐵礦；k—獨(dú)居石；l—尖晶石

鋯石(圖2a)，粉紅色和黃色，呈自形–半自形柱狀，粒徑大小為0.05～0.2 mm不等，平均0.1 mm，通常磨圓度較好；磷灰石(圖2b)，無色，呈自形–半自形柱狀，粒徑0.1～0.2 mm不等，磨圓度中等；榍石(圖2c)，顏色呈棕黃色，形態(tài)以半自形粒狀為主，偶見信封狀自形，粒徑0.2 mm左右，顆粒邊緣不規(guī)則，部分有蝕變現(xiàn)象；金紅石(圖2d)，顏色為暗紅褐色，形態(tài)以自形–半自形柱狀、半柱狀為主，粒徑多為0.1～0.4 mm，部分有磨圓現(xiàn)象；白鈦石(圖2e)，顏色為暗銀色，形態(tài)為半自形粒狀，粒徑多為0.1～0.4 mm，部分有磨圓現(xiàn)象；石榴子石(圖2f)，粉紅色，呈半自形粒狀，粒徑達(dá)0.2～ 0.5 mm，平均0.3 mm，磨圓度差，發(fā)育裂紋；角閃石(圖2g)，顏色為暗綠色，形態(tài)以自形–半自形柱狀，粒狀為主，粒徑較大，粒徑多為0.1～0.4 mm，部分有磨圓現(xiàn)象；綠簾石(圖2h)，暗綠色，呈半自形粒狀，粒徑0.1～0.2 mm不等，磨圓度差，棱角–次棱角，可見柱面晶形，部分顆粒見凹凸不平的鋸齒狀；電氣石(圖2i)，顏色呈褐色，形態(tài)為自形–半自形板柱狀，磨圓中等，粒徑多為0.15～0.2 mm，個別粒徑較大達(dá)0.5 mm；鈦鐵礦(圖2j)，顏色黑或棕黑色，反射光為銀白色，形態(tài)為半自形粒狀，磨圓中等，粒徑0.1～1.0 mm；獨(dú)居石(圖2k)，顏色以淺棕紅色，淺黃色為主，形態(tài)以半自形圓柱狀，粒狀為主，磨圓中等，粒徑較大，粒徑多為0.1～0.2 mm；尖晶石(圖2l)，暗紫紅色，呈半自形粒狀，粒徑達(dá)0.2～0.5 mm，磨圓度中等。

從重礦物形態(tài)特征來看，顆粒主要為次棱角–次圓狀，自形程度較好，大部分保留了礦物原來的晶形，搬運(yùn)過程中對礦物的形態(tài)改造程度較低，反映了近源沉積的特征。

3.2 重礦物組合特征

重礦物是物源分析中明顯的指示劑[28]。在風(fēng)化搬運(yùn)過程中，源巖會分解為不同的物質(zhì)組分，而重礦物不易分解、易保存，可以依據(jù)其組合反映源巖類型。

根據(jù)重礦物理化學(xué)性質(zhì)，將樣品中重礦物組合分為3類：穩(wěn)定礦物組合、較穩(wěn)定礦物組合和不穩(wěn)定礦物組合。穩(wěn)定重礦物包含金紅石、白鈦石、鋯石和電氣石，占總量的14.27%；較穩(wěn)定重礦物包含石榴子石、磷灰石、鈦鐵礦、榍石和獨(dú)居石，占66.73%；不穩(wěn)定重礦物包含綠簾石、輝石和角閃石，占14.62%。由表1可知，較穩(wěn)定重礦物在該地區(qū)占比較大。

通過重礦物含量堆積面積(圖3)可以明顯看出，區(qū)內(nèi)重礦物組合為石榴子石+鋯石+綠簾石+黑云母+尖晶石，其中以石榴石、鋯石和綠簾石尤為突出，其余的重礦物如磷灰石、榍石、金紅石、角閃石、電氣石、鈦鐵礦、獨(dú)居石和輝石也占有一定的比例，所有樣品的重礦物含量差異很小。不同樣品的組合礦物基本一致，表明直羅組母巖類型基本一致，屬于同一源區(qū)，沉積過程中物源穩(wěn)定[30]。

圖3 鄂爾多斯盆地北部直羅組砂巖中各類重礦物累加面積

碎屑沉積物中重礦物組成與源巖類型有很好的對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)礦物種類及組合可以判斷源巖類型及源區(qū)[31-32]。分析本區(qū)的重礦物類型、含量及其組合特征可知(圖4)，研究區(qū)砂巖的源巖主要為中高級變質(zhì)巖(石榴子石+綠簾石+變質(zhì)鋯石)、中酸性巖漿巖(巖漿鋯石+榍石+磷灰石+獨(dú)居石+鈦鐵礦)和基性巖漿巖(輝石、尖晶石和角閃石)。

3.3 重礦物特征指數(shù)分析

特征指數(shù)是物源分析的重要參考指標(biāo)[33]。重礦物特征指數(shù)主要是采用某些穩(wěn)定重礦物含量來反映物源區(qū)的母巖類型，推測搬運(yùn)距離和方向。穩(wěn)定重礦物在搬運(yùn)過程中，更不易受到物理破碎、化學(xué)溶蝕的影響，能更好地反映物源特征[12]。如ATi指數(shù)(100×磷灰石/(磷灰石＋電氣石))，可反映物源為火山巖的相關(guān)性；GZi指數(shù)(100×石榴子石/(石榴子石＋鋯石))，可判斷角閃巖或麻粒巖是否提供物源；MZi指數(shù)(100×獨(dú)居石/(獨(dú)居石＋鋯石))，可判斷物源為深成巖的可能性[33]；ZTR指數(shù)是鋯石、電氣石和金紅石之和占總重礦物之比，ZTR指數(shù)越大，重礦物的成熟度越高。對重礦物成熟度進(jìn)行系統(tǒng)研究，可以指示沉積搬運(yùn)距離和物源方向，或反映不同時期的古構(gòu)造和古氣候的變化[12]。研究區(qū)內(nèi)重礦物的特征指數(shù)見表2。

Grt—石榴子石；Ep—綠簾石；Tur—電氣石；Zrn—鋯石；Ap—磷灰石；Sph—榍石；Spl—尖晶石；Mnz—獨(dú)居石；Ilm—鈦鐵礦；Rt—金紅石

表2 研究區(qū)重礦物特征指數(shù)

由表2可知，ZTR指數(shù)為3.46%～41.76%，平均14.12%，成分成熟度較低；GZi指數(shù)為41.32%～ 95.38%，平均83.32%，該指數(shù)偏高，指示石榴子石角閃巖和麻粒巖為主要源巖類型；ATi指數(shù)為4.35%～95.45%，平均59.95%，說明火山巖也提供了物源；MZi指數(shù)為0～45.45%，平均12.69%，該指數(shù)偏低，反映僅有少部分深成巖體參與提供物源。

4 討論

4.1 物源分析

鄂爾多斯盆地周緣古老基底包括太古宇?元古宇多套古老變質(zhì)巖系，巖石組合以變火山–沉積巖為主[34-35]，總厚度超過26 000 m。從元古宙以后盆地周緣長期處于剝蝕隆起狀態(tài)，形成盆地北部的阿拉善–陰山古陸和南部的祁連–北秦嶺古陸，并持續(xù)為鄂爾多斯盆地提供碎屑供給。

受特提斯構(gòu)造運(yùn)動的影響，鄂爾多斯盆地從三疊紀(jì)末期開始隆升，造成了盆地西高東低、北高南低的古構(gòu)造格局。針對該地區(qū)的直羅組，前人開展了古流向和沉積相分析[18,36-37]，認(rèn)為在盆地東北部地區(qū)，直羅組主要發(fā)育辮狀河和曲流河沉積，盆地北部的西北地區(qū)是主要的剝蝕區(qū)，自NW向SE方向由河流相逐步過渡為三角洲最后入湖，現(xiàn)今盆地東部的延安、富縣一帶為區(qū)域的沉積中心，其中，直羅組下段總體為辮狀河沉積，平面上河道沉積總體呈NW–SE向展布。雷開宇[19]對鄂爾多斯盆地北部的直羅組開展了古流向研究，系統(tǒng)測量了交錯層理、波痕、礫石最大扁平面方向和剝離線理等層理和層面構(gòu)造的產(chǎn)狀，測量結(jié)果顯示古水流優(yōu)勢方位在120°～150°之間，表明直羅組沉積時期的古流向主要為NW–SE方向[19]，這與沉積相的展布也比較一致，即盆地北部尤其是NW部是當(dāng)時主要的物源區(qū)。

盆地北部的基底地層現(xiàn)今主要出露在狼山、烏拉山、色爾騰山及大青山一帶，其結(jié)晶基底主要由古太古界集寧群，新太古界烏拉山群，古元古界色爾騰山群及二道凹群，中元古界長城系渣爾泰山群?白云鄂博群及薊縣系什那干群等多套變質(zhì)巖系組成[38-39](圖5)。其中，太古界集寧群、烏拉山群，元古界色爾騰山群、二道凹群及白云鄂博群等巖性組合為中–高變質(zhì)巖和孔茲巖系，富含石榴子石，其變質(zhì)程度可達(dá)到角閃–麻粒巖相[16,40-41]。

結(jié)合前人[17-18,22,42-45]對盆地北部的東勝、石崗溝、大營、納嶺溝、杭錦旗、塔然高勒和巴音青格力地區(qū)直羅組砂巖碎屑鋯石年齡與源區(qū)年齡對比，總結(jié)出以下幾個峰值年齡段，分別是200～500、1 600～2 100和2 200～2 700 Ma。200～500 Ma鋯石年齡段與烏拉山–陰山–大青山的中酸性侵入巖[18-20,42]有較好的對應(yīng)關(guān)系，這一時期是陰山造山帶強(qiáng)烈隆升時期，期間形成了大面積的中酸性侵入巖體[46]；1 600～2 100 Ma段與烏拉山–大青山孔茲巖帶形成年齡一致[18]，與狼山、陰山和固陽–武川地區(qū)的片麻巖、麻粒巖年齡也有較好的對應(yīng)關(guān)系[20,42,44]，在這一階段，發(fā)生了2期重要熱事件，這與孔茲巖帶的形成有密切的關(guān)系[18]；2 200～2 700 Ma時間段與陰山的花崗質(zhì)片麻巖和片麻巖、烏拉山–大青山的片麻巖和花崗巖及陰山地區(qū)的TTG片麻巖和基性麻粒巖年齡對應(yīng)較好[20,42]，這一時期，烏拉山–大青山地區(qū)發(fā)生了一次大規(guī)模的變質(zhì)熱事件，TTG巖系和變質(zhì)基底發(fā)育[18,25]。

圖5 鄂爾多斯盆地北緣基底巖體分布圖(據(jù)文獻(xiàn)[18]，修改)

綜合以上分析認(rèn)為，鄂爾多斯盆地北部直羅組沉積時期，主要的物源區(qū)在現(xiàn)今的大青山和烏拉山一帶地區(qū)，其母巖主要為北部陰山古陸的中–新太古界–元古界烏拉山巖群和中元古界的渣爾泰山群的孔茲巖系和片麻巖，該地區(qū)出露的大規(guī)模晚古生代中酸性侵入巖體也作為一部分物源。

4.2 鈾源探討

關(guān)于鈾的來源，目前比較統(tǒng)一的觀點(diǎn)認(rèn)為有3種：蝕源區(qū)的富鈾巖體，目的層巖石中的碎屑、吸附態(tài)的預(yù)富集鈾以及深部高鈾流體的帶入?其中前兩點(diǎn)是砂巖型鈾礦中鈾的重要來源[10-11,22-23,25]。雷開宇等[20]統(tǒng)計了盆地北部隆起區(qū)與古老基底變質(zhì)巖鈾含量，發(fā)現(xiàn)盆地北緣各時期侵入巖與古老基底變質(zhì)巖鈾含量均普遍較高。盆地北部隆起區(qū)的晚古生代中酸性巖漿巖是區(qū)內(nèi)鈾的來源之一[8-9,47-49]，如烏拉山地區(qū)的大樺背和狼山東部的查干花鉬礦區(qū)花崗巖體，鈾含量均較高[50-51]。盆地北部的陰山造山帶，太古宇烏拉山巖群和狼山地區(qū)的狼山群中的片麻巖組具有較高的鈾背景值(2.54×10–6、3.5×10–6)，是潛在的鈾源[52-53]，蝕源區(qū)巖石均有強(qiáng)烈丟失鈾的現(xiàn)象[10]。因此，沿著NW–SE方向，隨著蝕源區(qū)碎屑物的供給，在目的層沉積期也發(fā)生了鈾的預(yù)富集作用，這為鈾礦床的形成奠定了基礎(chǔ)?，F(xiàn)今盆地北部規(guī)模較大的鈾礦床均分布在盆地東北部的杭錦旗–鄂爾多斯一帶，也證實了這一觀點(diǎn)。由此推斷，盆地北部分布的古老基底變質(zhì)巖和各時期的侵入巖，在直羅組沉積期提供了初始鈾源。

5 結(jié)論

a. 鄂爾多斯盆地北部直羅組重礦物組合主要為石榴子石+鋯石+綠簾石+黑云母+尖晶石，其次，還含有少量的磷灰石、榍石、金紅石、角閃石、電氣石、鈦鐵礦等，重礦物組合和特征指數(shù)綜合反映的母巖類型以中高級變質(zhì)巖和中酸性巖漿巖為主，總體表現(xiàn)為近源沉積的特征。

b. 盆地北部分布于大青山和烏拉山地區(qū)的中–新太古界—元古界的烏拉山巖群、中元古界渣爾泰群以及各時期的中酸性侵入巖體為研究區(qū)直羅組提供物源。

c. 盆地北部的古老基底變質(zhì)巖與各時期中酸性巖漿巖普遍具有較高的鈾含量，沿著NW—SE方向鈾遷出明顯，為后期鈾成礦作用提供了初始鈾源。

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Distribution characteristics of heavy minerals in the sandstone of Zhiluo Formation of northern Ordos Basin and its implication

ZHANG Yuanyuan1, ZHANG Pengfei2, NIE Fengjun3, YAN Pengbing1, ZHANG Zhibo4, YAN Zhaobin3, ZHANG Xin3

(1. Geological Party No.208, CNNC, Baotou 014010, China; 2. Institute of Sedimentary Geology, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China; 3.State Key Laboratory of Nuclear Resources and Environment, East China University of Technology, Nanchang 330013, China；4. School of Resources and Geosciences, China University of Mining and Technology, Xuzhou221083, China)

In recent years, the evaluation of sandstone-type uranium ore in Ordos Basin has made great progress, and the problems about provenance and uranium sources of the target layer have drawn the most attention for a long time. Based on the comprehensive analysis of heavy minerals, this paper discusses the source of detrital materials and ore-forming uranium sources in Zhiluo Formation of sandstone type uranium deposits in the northern Ordos Basin. The results show that the heavy mineral assemblages of Zhiluo Formation in the study area mainly include garnet, zircon, epidote, biotite, spinel, as well as a small amount of apatite, sphene, rutile and hornblende, tourmaline, ilmenite, which reflects the parent rock type of mainly intermediate and high-grade metamorphic rocks and intermediate acid magmatic rocks. The heavy mineral characteristic index reflects the characteristics of the garnet-bearing metamorphic rock as the main source rock type and proximal deposition. The comprehensive analysis shows that the main provenance areas of Zhiluo Formation are the Middle-Lower Archean Proterozoic Wulashan Rock Group, the Middle Proterozoic Zartai Group and intermediate acid intrusive bodies of various periods in Daqingshan and Wulashan regions in the northern part of the basin. Among them, the ancient basement metamorphic rocks and various periods intermediate acid magmatic rocks generally have high uranium content, with an obvious uranium migration along the NW-SE direction, providing the initial uranium source for the later uranium mineralization.

heavy minerals; sandstone-type uranium deposit; provenance; intermediate-acid magmatic rocks; metamorphic rocks;northern Ordos Basin

P588.2

A

1001-1986(2021)04-0142-11

2020-08-23；

2020-10-31

中國核工業(yè)地質(zhì)局項目(201902)；國家自然科學(xué)基金項目(42072099)

張媛媛，1993年生，女，寧夏銀川人，碩士，助理工程師，從事沉積學(xué)和鈾礦勘查研究. E-mail：812948019@qq.com

張媛媛，張鵬飛，聶逢君，等. 鄂爾多斯盆地北部直羅組砂巖重礦物分布特征及其指示意義[J]. 煤田地質(zhì)與勘探，2021，49(4)：142–152. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2021.04.017

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(責(zé)任編輯 范章群)