二連盆地查干敖包地區(qū)賽漢組鈾礦化特征及找礦方向

趙天林，魏安軍，田亮，尹永朋

（中陜核工業(yè)集團地質(zhì)調(diào)查院有限公司，陜西 西安 710100）

近年來，隨著“煤鈾兼探”理念的實施，廣大地礦工作者以地浸砂巖型鈾礦成礦理論為指導(dǎo)，以尋找地浸砂巖型鈾礦找礦遠景區(qū)和靶區(qū)為目的，在我國北方重要沉積盆地對煤田鉆孔資料進行“二次開發(fā)和利用”，系統(tǒng)篩選煤田勘查區(qū)內(nèi)高自然伽馬異常鉆孔，以此為依據(jù)圈定異常鉆孔，開展遠景區(qū)預(yù)測，優(yōu)選找礦靶區(qū)，擇優(yōu)進行鉆探驗證，尋找潛在鈾資源量［1-4］。該方法在松遼盆地大慶長垣地區(qū)、二連盆地各凹陷、伊犁盆地等地區(qū)取得了重大的突破，發(fā)現(xiàn)了眾多前景意義巨大的工業(yè)礦體和礦產(chǎn)地［5-7］。

查干敖包地區(qū)位于呼仁布其凹陷中部，前人對該區(qū)進行了區(qū)域地質(zhì)、水文調(diào)查和以煤礦、石油為主的礦產(chǎn)調(diào)查，取得了一些基礎(chǔ)地質(zhì)和礦產(chǎn)地質(zhì)資料，且主要集中在呼仁布其凹陷南次凹的烴源巖特征、資源潛力評價、石油成藏條件分析及土壤油氣化探異常成因及模式等方面［8-13］。但該區(qū)地質(zhì)工作程度整體較低，針對地浸砂巖型鈾礦的研究少之又少，僅部分學(xué)者對紅格爾地區(qū)下白堊統(tǒng)沉積體系及砂巖型鈾礦成礦前景［14］和呼仁布其凹陷南次凹的鈾礦化特征與找礦遠景進行了研究［4］。本文以呼仁布其凹陷中次凹的查干敖包地區(qū)白堊系賽漢組為研究對象，以該區(qū)煤田測井資料及鉆孔巖心資料為基礎(chǔ)，對放射性測井資料進行二次開發(fā)，兼顧異常驗證鈾礦鉆孔，重點分析賽漢組的鈾礦化特征、砂巖型鈾成礦條件及找礦方向，進一步豐富該凹陷鈾礦地質(zhì)工作程度和擴大二連盆地鈾礦資源儲備。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

呼仁布其凹陷位于二連盆地西北部巴音寶力格隆起中部（圖1a），是發(fā)育于早白堊世北東向展布的中生代斷陷盆地，由北、中、南3 個次級凹陷組成［10，14-16］，研究區(qū)位于凹陷中次凹。研究區(qū)所處的伊勒門洼陷呈北北東向展布，與呈北東東向展布的達來廟洼陷總體呈“Y”字型（圖1b）。伊勒門洼陷屬單斷箕狀洼陷，基底為一呈北北東向狹長條帶狀展布，長約80 km，寬約15 km，為地塹式洼陷，分別以F1、F2和F3斷裂為邊界，邊緣基底埋深200～600 m，沉降中心位于洼陷中部，基底埋深大于1 000 m［14］。

圖1 呼仁布其凹陷及研究區(qū)位置（a）和研究區(qū)地質(zhì)簡圖（b）（據(jù)參考文獻［14］修改）Fig.1 Tectonic location（a）and geological sketch of the study area（b）（modified after reference［14］）

奧陶系-二疊系及華力西期侵入巖、中生界侏羅系及燕山早期侵入巖組成盆地基底，并形成北東向隆起帶，前者主要為變質(zhì)砂巖、板巖、碳酸鹽巖、安山質(zhì)火山碎屑巖及凝灰?guī)r，后者為橄欖玄武巖、流紋巖、安山質(zhì)火山角礫巖和凝灰?guī)r。海西-燕山期花崗巖類侵入體廣泛分布，主要有黑云母花崗巖、黑云母二長花崗巖、鉀長花崗巖、石英斑巖和花崗閃長巖等［4，13-14，17］。

研究區(qū)蓋層由老至新依次為下白堊統(tǒng)巴彥花群（K1b）、古近系始新統(tǒng)伊爾丁曼哈組（E2y）及第四系（Q）。其中，下白堊統(tǒng)巴彥花群賽漢組（K1s）為本區(qū)含鈾目的層［4，14］。根據(jù)煤田鉆孔資料［18］，該層揭 露厚度為69.14～561.38 m，平均為185.18 m，未見底，其巖性主要由灰色砂礫巖、含礫泥巖、細砂巖及煤層組成；始新統(tǒng)伊爾丁曼哈組巖性主要為土黃色砂質(zhì)礫巖和紅色泥巖等；第四系主要為沖洪積砂礫石層及風(fēng)成砂等（圖2）。

圖2 研究區(qū)綜合柱狀圖Fig.2 Stratigraphic column of the study area

2 煤田資料二次開發(fā)和利用

煤田勘查資料二次開發(fā)的目的是充分利用煤田勘查資料，圈定地浸砂巖型鈾礦找礦靶區(qū)，為砂巖型鈾礦調(diào)查提供戰(zhàn)略選區(qū)與工作部署依據(jù)［19］。根據(jù)吳兆劍等［3］總結(jié)的煤田資料二次開發(fā)技術(shù)，本文以研究區(qū)內(nèi)煤田測井資料結(jié)合鉆孔巖心資料，進行“異常篩選和戰(zhàn)略選區(qū)”，進而進行“原位驗證和氧化還原環(huán)境判別”。

2.1 異常篩選指標的確定

根據(jù)砂巖型鈾礦成礦規(guī)律和賦礦條件分析，初步確定自然伽馬異常強度、厚度、埋深、賦存巖性、顏色、賦存砂體（砂組）厚度等指標進行篩選［19］。在有一定工作程度的區(qū)域，根據(jù)鉆探驗證結(jié)果適時調(diào)整上述技術(shù)指標（表1）。

表1 煤田鉆孔資料篩選指標Table 1 Screen index of coalfield borehole

2.2 異常篩選及戰(zhàn)略選區(qū)

煤田資料表明，賽漢組被古近系伊爾丁曼哈組不整合覆蓋，自然伽馬異常主要分布在灰黑色泥巖、碳質(zhì)泥巖及細砂巖中，賽漢組頂部存在一套穩(wěn)定的古風(fēng)化殼（圖3）。這表明，賽漢組頂部鈾儲層沉積后，遭受長時間抬升剝蝕作用，有利于含氧含鈾水沿不整合面?zhèn)认蜻\移和沿賽漢組頂部古風(fēng)化殼砂體垂向滲入，形成大面積潛水氧化型板狀鈾礦（體）化，不排除在局部有利地層結(jié)構(gòu)處形成潛水轉(zhuǎn)層間氧化型板狀和卷狀鈾礦（體）化。同時，賽漢組頂部目的層砂體發(fā)育，具備“泥-砂-泥”結(jié)構(gòu)，且研究區(qū)內(nèi)北東東向區(qū)域斷裂發(fā)育，具備基本的補徑排體系。最為重要的是，據(jù)煤田鉆孔伽馬異常極值圖（圖4a）和異常累計厚度圖（圖4b）顯示，區(qū)內(nèi)伽馬異常明顯，大致呈北北東向展布，指示了良好的找礦前景。

圖3 研究區(qū)煤田鉆孔地質(zhì)剖面圖Fig.3 Geological section of coalfield boreholes in the study area

2.3 原位驗證

原位驗證主要選取異常極值高、異常厚度大、容礦砂體（砂組）厚、賦礦巖性好，能夠揭示研究區(qū)地層、沉積、氧化還原環(huán)境等各方面信息且具有代表性的煤田鉆孔展開。本文在異常篩選和戰(zhàn)略選區(qū)的基礎(chǔ)上，優(yōu)選4 個原位驗證孔，其中包括1 個工業(yè)孔，2 個礦化孔，1 個異?？祝▓D4）。其中，YZK01 原位驗證孔距原煤孔約5 m 左右，從圖5 可以看出，煤田高異常自然伽馬鉆孔在砂巖型鈾礦勘查快速突破工作中具有重要意義，可以快速圈定找礦靶區(qū)和遠景區(qū)，加快勘探節(jié)奏。

圖4 研究區(qū)煤田鉆孔異常極大值等值線（a）及異常累計厚度圖（b）Fig.4 Map of the maximum abnormal value contour（a）and abnormal cumulative thickness of borehole in working area（b）

2.4 氧化還原環(huán)境判別

由于原位驗證僅針對煤田異常鉆孔查證，而賦煤和賦鈾主體空間具有不一致性，即富鈾砂體多位于盆地邊緣靠近構(gòu)造斜坡帶一側(cè)，賦煤主體位于三角洲平原和河流泥沼相及湖沼相，兩者在構(gòu)造位置、沉積體系分配和成礦模式上存在差異［3］。盡管我國北方能源盆地存在“下油（氣）、中煤、上鈾”的成藏模式，且煤田驗證孔已揭露出工業(yè)鈾礦體，但應(yīng)考慮到煤田鉆孔并非最佳鈾成礦位置［1］。因此，有必要根據(jù)驗證孔揭示的地層、砂體及后生蝕變特征，結(jié)合煤田鉆孔資料進行氧化還原環(huán)境的判別，尋找有利鈾成礦位置。

研究認為，賽漢組上段沉積期，研究區(qū)自盆緣向盆內(nèi)主要發(fā)育沖積扇、扇三角洲和湖沼相沉積，發(fā)育一系列多期疊置、切割的河道砂體，鈾礦化發(fā)育于Ⅲ號煤層上部氧化砂巖與灰色砂巖、泥巖接觸部位。由于河道對賽漢組下段下切作用強烈，使下段頂部煤層剝蝕與上段河道砂體接觸或二次搬運以煤屑、炭化碎屑等形成賦存于上段河道砂巖中。被剝蝕的煤層多以煤屑等形式賦存在賽漢組頂部砂巖中，亦或煤層與賽漢組上段河道砂體直接接觸，互層產(chǎn)出，與鈾礦（體）化有較好的垂直對應(yīng)關(guān)系（圖5）。

圖5 YZK01 孔與原煤孔自然伽馬對比圖Fig.5 Natural gamuma comparison between the coalfield drilling and borehole YZK01

3 研究區(qū)地質(zhì)特征

3.1 含礦地層特征

賽漢組為本區(qū)主要含鈾目的層，含礦砂體主要位于賽漢組上部，巖性主要為淺灰色、灰色砂礫巖、砂巖、含礫泥巖及薄煤層。砂體頂部存在一套穩(wěn)定的古風(fēng)化殼，巖性以淺黃色、黃褐色砂礫巖、含礫砂巖夾細砂巖和粉砂巖薄層，普遍發(fā)育高嶺石和褐鐵礦化現(xiàn)象（圖6a、b、c、d），在YZK01 孔中發(fā)育層間氧化帶（圖6a、e）。鈾礦化主要分布在古風(fēng)化殼下部灰色細砂巖、碳質(zhì)泥巖及煤屑中（圖6a、f、g），見少量黃鐵礦集合體（圖6h）。煤田資料顯示賽漢組中段存在一套穩(wěn)定的Ⅲ號煤層（圖6g），古近系伊爾丁曼哈組底部為一套沖、洪積扇沉積的礫巖、砂礫巖及砂巖層，兩者在研究區(qū)內(nèi)穩(wěn)定分布。

圖6 研究區(qū)巖性特征圖Fig.6 Core photos showing the lithologic characteristics of the study area

3.2 含礦砂體及沉積特征

目的層砂體位于賽漢組上部，發(fā)育于賽漢組頂部不整合面之下，Ⅲ號煤層之上，為一套扇三角洲分流河道砂體。根據(jù)鉆探驗證結(jié)果，對賽漢組上段含礦含水層砂體埋深和厚度分布特征展開分析。目的層砂體底界埋深特征顯示該砂體分布較廣泛（圖7a），但橫向上變化較大，埋藏較淺（小于200 m）。在研究區(qū)西南部埋藏淺，為60～80 m；在東北部埋藏相對較深，為100～200 m。目的層砂體厚度特征表明砂體主要分布于東北、西北和南部（圖7b），厚度（累計厚度）多為10～20 m，中部砂體較薄，表明研究區(qū)可能為東北、西北和南部三周所圍限，西南緣未封閉的匯水洼地。結(jié)合鉆孔巖心認為，本區(qū)賽漢組上段主要發(fā)育沖積扇、扇三角洲和湖沼沉積體系，沿周緣蝕源區(qū)發(fā)育一系列扇三角洲前緣朵體，鈾礦化主要賦存在扇三角洲亞相的（水下）分流河道微相中（圖8）?？傊热侵薹至骱拥郎绑w厚度較大，構(gòu)造簡單，地層產(chǎn)狀平緩，地層傾角一般小于10°，富含有機質(zhì)、植物碎屑及薄煤層等還原組分，巖性以灰色細砂巖夾暗色泥巖等為主，是潛在的富鈾砂體。

圖7 目的層砂體底界埋深（a）及砂體厚度等值線圖（b）Fig.7 Contour map of the bottom depth（a）and thickness（b）of the target sand body

圖8 目的層沉積相簡圖Fig.8 Sedimentary facies sketch map of target layer

3.3 巖石地球化學(xué)類型及氧化帶識別

巖石地球化學(xué)類型直接受沉積、成巖環(huán)境控制，是巖石具備氧化能力和還原能力的重要體現(xiàn)，為氧化帶的識別和空間展布研究提供依據(jù)［3］。

3.3.1 巖石地球化學(xué)類型

通過宏觀巖性觀察與描述判斷不同巖石地球化學(xué)類型，在賽漢組砂體中主要識別出4 種巖石地球化學(xué)類型：灰白色砂巖（褐鐵礦化發(fā)育）（圖6c）、淺黃色砂巖（圖6e）、深灰色砂體（圖6f）和灰色砂體（圖6h）。灰白色和淺黃色砂體主要為砂體經(jīng)含鈾含氧流體進入鈾儲層氧化作用形成，因氧化程度、后生改造的不同而呈現(xiàn)不同的氧化色，據(jù)其可識別氧化帶；深灰色砂體主要表現(xiàn)為深灰色含礫砂巖，其富含碳質(zhì)碎屑及黃鐵礦（圖6g），鈾礦化往往在過渡帶中產(chǎn)出，據(jù)其可識別過渡帶；灰色砂體主要表現(xiàn)為灰色含礫砂巖，其巖性均一較穩(wěn)定，黃鐵礦及碳質(zhì)碎屑未見明顯受改造標志，據(jù)其可識別還原帶。

3.3.2 氧化帶類型識別及空間分布

研究表明，研究區(qū)賽漢組以潛水氧化為主，局部發(fā)育潛水轉(zhuǎn)層間氧化帶。其中，潛水氧化帶在平面上主要分布在研究區(qū)東北和東南部地區(qū)（圖9a），深度介于30.45～160.40 m，平均埋深86.62 m，鈾礦化位于賽漢組潛水氧化面之下的細粒沉積中，鈾礦化呈板狀（圖3），是識別潛水氧化帶的主要標志。賽漢組末期由于擠壓隆升剝蝕，地層長期出露地表，含氧含鈾水通過賽漢組頂部砂巖層下滲，在砂巖下部富含有機質(zhì)的暗色泥巖和灰色細砂巖中發(fā)生鈾的富集。

YZK01孔第2層礦化段測井曲線呈單峰式展布，對應(yīng)礦化段巖心具有“灰-黃-灰”的巖石序列（圖5），是識別層間氧化帶的主要標志。結(jié)合原位驗證孔和煤田錄井資料，將層間氧化砂體比率表征為灰白色砂體、淺黃色砂體總厚度占砂體厚度的百分比。通過氧化砂體比率平面編圖發(fā)現(xiàn)層間氧化砂體比率變化范圍為0～100%，主要分布在33%～90%之間。氧化砂體比率高值區(qū)（＞80%）位于研究區(qū)北部YZK01至YZK02井一線、南部YZK03井一線，呈現(xiàn)朵狀分布，最大值為100%（圖9b）。研究發(fā)現(xiàn)，層間氧化帶主要分布在潛水氧化作用較深區(qū)域（＞100 m），二者具有較好的疊合型，這進一步說明層間氧化作用由潛水轉(zhuǎn)化而來。

圖9 潛水氧化帶空間展布（a）及層間氧化帶空間展布圖（b）Fig.9 Buried depth map of phreatic oxidation zone（a）and interlayer oxidation zone（b）

3.4 還原介質(zhì)類型及空間展布

通過鈾礦化段暗色泥巖厚度與鈾異常極大值分布關(guān)系編圖發(fā)現(xiàn)，鈾異常分布范圍與暗色泥巖的分布范圍密切相關(guān)，發(fā)育鈾異常信息的區(qū)域均有暗色泥巖的分布（圖10a）。不同地區(qū)鈾異常強度與暗色泥巖厚度范圍的配置關(guān)系有所不同，西南部鈾異常活躍的區(qū)域暗色泥巖厚度在20～45 m 范圍內(nèi)，東北部地區(qū)鈾異常主要發(fā)育于暗色泥巖厚度在5～15 m 范圍內(nèi)。

找鈾目的層之下的斷陷湖盆沉積具備沼澤炭化成煤條件，這恰恰給找鈾目的層帶來了異地還原介質(zhì)，利于形成地球化學(xué)障（圖5、圖6g）。通過鈾礦化段下伏Ⅲ號煤層厚度與鈾異常極大值分布關(guān)系編圖發(fā)現(xiàn)，鈾異常分布范圍和Ⅲ號煤層分布范圍與暗色泥巖的分布范圍不同（圖10b）。研究區(qū)西南部鈾異常活躍的區(qū)域與Ⅲ號煤層分布特征較吻合，煤層厚度在0.25～28.63 m 范圍內(nèi)，平均為8.69 m，這表明西南部煤巖型鈾礦化較為發(fā)育。

圖10 暗色泥巖厚度與異常極大值疊合（a）Ⅲ號煤層厚度與異常極大值疊合圖（b）Fig.10 Superimposition map of the thickness and maximum anomaly value in dark mudstone（a）and Coal Seam III（b）

3.5 鈾礦化特征

賽漢組鈾礦化以1～2層為主，以YZK01孔最為典型。該孔賽漢組主要發(fā)育兩層鈾礦化，解釋品位變化范圍為0.005 2%～0.038 9%，厚度為0.1～2.2 m，礦化頂板埋深112.75～148.45 m，含礦巖性為淺灰色砂巖、含礫泥巖及薄煤層，炭屑等還原介質(zhì)豐富，具有較強的還原能力。

第1 層鈾礦化受古潛水氧化帶的控制。平面上，潛水氧化面大面積分布（圖9a），異?？傮w呈面狀產(chǎn)出，但礦化不集中，礦化程度較低；垂向上，鈾礦化位于賽漢組潛水氧化面之下的灰黑色泥巖、灰色細砂巖及薄煤層中（圖11），鈾礦化呈板狀。賽漢組上段沉積屬于斷坳轉(zhuǎn)換后熱-重力沉降期［20］，賽漢組末期由于擠壓隆升剝蝕，賽漢組長期出露地表，研究區(qū)周緣含氧含鈾水通過賽漢組頂部砂巖層下滲，在砂巖下部富含有機質(zhì)的暗色泥巖和灰色細砂巖中發(fā)生鈾的富集。

第2層鈾礦化受潛水-層間氧化帶控制（圖9b、圖11）。鈾礦化賦存在層間氧化砂體下部的灰色細砂巖、粉砂巖及暗色泥巖中。研究區(qū)煤田鉆孔放射性異等值線顯示，潛在鈾礦孔和礦化孔大致沿周緣巖體呈帶狀、朵狀分布，指示礦體可能的走向（圖9b）。通常認為，曲線異常段呈箱形，指示該孔可能位于鈾礦體卷頭部位；異常段曲線以厚層、鋸齒狀為特征，暗示該孔可能位于鈾礦體卷頭更靠近還原帶位置；異常段曲線呈薄層雙峰式發(fā)育，說明該孔可能位于鈾礦體卷頭靠近氧化帶位置［3］；而異常段曲線呈薄層單峰式，暗示該孔可能位于鈾礦體卷頭比雙峰式更靠近氧化帶一側(cè)。YZK01孔第2層礦化段測井曲線呈單峰式展布，礦化段位于層間氧化帶下部，呈板狀產(chǎn)出，且對應(yīng)礦化段巖心具有“灰-黃-灰”的巖石序列，指示該區(qū)存在典型的潛水轉(zhuǎn)層間氧化帶，且該孔可能處于鈾礦體卷狀更靠近氧化帶一側(cè)，即氧化帶前鋒線應(yīng)位于該孔東北側(cè)。

圖11 YZK01-ZK0829-YZK02 孔地質(zhì)剖面圖Fig.11 Geological section of cross borehole YZK01-ZK0829-YZK02

4 鈾成礦條件分析

4.1 構(gòu)造條件

二連盆地演化發(fā)展經(jīng)歷了基底古生代多旋回海槽及其褶皺回返上升為陸階段、蓋層斷陷湖盆發(fā)展階段，及其之后的坳陷階段，直至“紅層”覆蓋階段，盆地的這一演化使研究區(qū)具備了形成找鈾目的層及其疊加后生成礦作用的條件［4］。

研究區(qū)經(jīng)歷了華力西期、燕山期和喜山期3 次構(gòu)造運動。華力西期構(gòu)造運動表現(xiàn)極為強烈，使泥盆系、石炭系產(chǎn)生褶皺、斷層和區(qū)域變質(zhì)。在燕山早期發(fā)生第1 次抬升，沉積了目的層賽漢組；進入晚白堊世，燕山晚期構(gòu)造運動使本區(qū)進一步隆升，發(fā)生第2 次抬升，缺失上白堊統(tǒng)，并使賽漢組經(jīng)歷了一期古潛水氧化和成礦作用。其后，在本區(qū)沉積了伊爾丁曼哈組，喜山期構(gòu)造運動使本區(qū)繼續(xù)隆升，發(fā)生第3 次抬升，使目的層賽漢組遭受了氧化和成礦作用。晚白堊世至今的構(gòu)造演化表明，找礦目的層賽漢組形成之后本區(qū)處于差異抬升階段，上覆蓋層沉積厚度薄甚至缺失，目的層長期處于抬升剝蝕狀態(tài)，有利于潛水和層間氧化作用發(fā)育［4，14］。

4.2 鈾源條件

研究區(qū)周邊巖體有華力西晚期、海西期、燕山早期的中-酸性巖體，鈾源主要來自巴音寶力格隆起燕山期黑云母二長花崗巖、海西期肉紅色鉀長花崗巖及花崗閃長巖，其鈾含量為（2.5～4.6）×10-6，釷含量為（16.8～25.0）×10-6，鈾丟失率為80%～93%［21］；上侏羅統(tǒng)玄武巖中鈾含量為（2.0～3.5）×10-6，釷含量為（9.0～12.0）×10-6；上侏羅統(tǒng)凝灰?guī)r中鈾含量為（3.0～10.0）×10-6，釷含量為（23.0～27.0）×10-6［14］。聶逢君等［22］對二連盆地及周邊巖體中U-Th 分析得出，Th 含量普遍比U 高，表明蝕源區(qū)巖體風(fēng)化強烈，鈾遷移幾率高，且燕山早期巖體中U、Th 相關(guān)性較好。綜上所述，海西期、燕山期各類花崗巖及上侏羅統(tǒng)凝灰?guī)r是研究區(qū)主要鈾源。

本次研究在鉆孔巖心樣品中發(fā)現(xiàn)了大量的火山巖巖屑，毛孟才［23］在研究二連盆地外圍的基底地層時，綜合了一些地層中火山巖的U、Th 含量，發(fā)現(xiàn)除了玄武巖中含鈾量稍低以外，其他與火山作用相關(guān)的巖石中U 含量都在4×10-6以上，這表明基底及地層中的火山巖對鈾源有貢獻作用（表2）。同時，趙岳等［4］對呼仁布其凹陷賽漢組巖石鈾含量統(tǒng)計認為，鈾預(yù)富集期沉積巖平均鈾含量為（0.45～13.00）×10-6，明顯高于其他同類沉積巖。以上幾方面的條件均說明本區(qū)具有良好的鈾源條件。

表2 二連盆地基底地層中中酸性火山巖及相關(guān)巖石U、Th 含量Table 2 The U and Th content of intermediate-acid volcanics and related rocks in the strata of basement in Erlian Basin

4.3 巖相及地層條件

研究區(qū)主要含礦砂體為賽漢組上段扇三角洲分流河道砂體，砂巖分選性、滲透性較好，單砂體相對較厚，厚度可達10～20 m，巖性以中粗砂巖為主，原生灰色砂體中富含有機質(zhì)、炭屑及黃鐵礦等還原性物質(zhì)（圖6g、h）。平面上由北西方向和北東方向的雙物源疊合，由多期扇三角洲前緣朵體組成，向物源方向連成片狀，向湖沼方向呈朵葉狀，形成較大范圍的泛連通體，砂體呈帶狀近南北向展布（圖7b、圖8）。含礦砂體下部由湖沼或沖積平原沉積的碳質(zhì)泥巖、粉砂巖和薄煤層等構(gòu)成穩(wěn)定的隔水底板；砂體上部為扇三角洲前緣粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖等構(gòu)成的較穩(wěn)定的隔水頂板，具備“泥-砂-泥”結(jié)構(gòu)，是尋找砂巖型鈾礦的有利層位。同時，局部地區(qū)由于差異抬升作用，賽漢組頂部砂體直接暴露地表，是尋找潛水轉(zhuǎn)層間氧化作用的有利部位［14］。

4.4 古氣候條件

巖石的原生顏色，尤其是泥巖的顏色能夠反映巖石形成時的古氣候條件。賽漢組形成時的氣候在盆地內(nèi)具分帶性，二連盆地的氣候從西到東，自南向北逐漸由半干旱溫暖潮濕變?yōu)闇嘏睗?。在呼仁布其凹陷?nèi)，賽漢組完全由一套沖積扇和扇三角洲環(huán)境下的灰色、深灰色砂礫巖、含礫砂巖、砂巖及泥巖組成，普遍含有多層煤線，該沉積期古氣候溫暖潮濕，巖石中富含植物碎屑等還原性介質(zhì)，有利于含礦目的層的形成［4，14］；伊爾丁曼哈組為一套沖洪積相的紅色粗碎屑巖建造，含礦目的層形成之后的成礦作用為干旱-半干旱的氣候條件，有利于含鈾含氧水向盆內(nèi)運移、富集［14］。

4.5 水文地質(zhì)條件

研究區(qū)屬于巴音寶力格隆起水文地質(zhì)地塊區(qū)內(nèi)的自流水（承壓水）盆地［14］。地下水的補給為南東緣達來廟洼陷周緣巖體基巖裂隙水和大氣降水，由達來方向向南西和北東向徑流，除了東北部為總排泄源外，在呼仁布其凹陷的西南地段有大片沼澤地，為局部排泄源［24］（圖12）。地質(zhì)分析認為，區(qū)內(nèi)F1、F2和F3斷裂發(fā)育（圖1b），晚白堊世—古新世時期，由于差異升降作用，賽漢組上段遭受抬升剝蝕，有利于大面積的潛水氧化作用和局部潛水-層間氧化作用的發(fā)生，含氧含鈾水沿目的層砂體由南東向北西徑流，在F1斷裂處順斷裂排泄形成局部排泄源，從而使研究區(qū)具有通暢的補徑排條件［14］。當(dāng)漸新統(tǒng)沉積后期，層間水主要為基巖裂隙水補給，滲入作用減弱，故晚白堊世—古新世時期是最佳鈾成礦期［4］。

圖12 二連盆地中東部水文地質(zhì)略圖（據(jù)參考文獻［24］修改）Fig.12 Hydrogeological map of Erlian Basin（modified after reference［24］）

4.6 還原條件

前人在二連盆地努和廷礦床和賽漢塔拉-巴彥烏拉地區(qū)的找礦和研究工作，都證實油氣或煤成氣對找鈾目的層具有極強的還原作用［25-27］。石油地質(zhì)研究表明，呼仁布其凹陷東部深洼槽區(qū)騰格爾組半深湖-深湖相烴源巖十分發(fā)育，有機碳含量大于5.0%，具有較好的生烴潛力；鏡質(zhì)體反射率大于5.0%，熱演化處于低成熟的生油階段［8-10］。根據(jù)二連盆地有機質(zhì)熱演化階段的劃分，當(dāng)深度達到1 250～2 600 m 時，干酪根降解速度加快，大量裂解脫氫生成油氣。油氣沿斷層可以達到地表附近，對含鈾含氧流體進行還原。事實上，研究區(qū)鈾礦（體）化大致處于深洼槽區(qū)斜上方，油氣通過斷層達到目前的鈾礦化深度并不難。同時，在該區(qū)附近施工的石油鉆孔孔口處見油浸砂巖［28］。上述現(xiàn)象均顯示沿斷裂構(gòu)造具后生還原作用，從而進一步增強目的層砂體的還原能力。

5 下一步找礦方向

對以往58 個煤田鉆孔進行分析，發(fā)現(xiàn)23個鉆孔為潛在鈾礦孔，鈾礦化主要發(fā)育在下白堊統(tǒng)賽漢組上部的細砂巖、泥巖及薄煤層中。煤田鉆孔自然伽馬異常極大值介于7.30～54.31 Pa/kg 之間，平均值為20.42 PA/kg，異常高值區(qū)主要分布在研究區(qū)的東北部和西南部，分別可達54.31 PA/kg 和39.61 PA/kg。

研究區(qū)鈾異常類型有砂巖型、泥巖型及煤巖型。其中，砂巖型的潛水氧化帶型鈾異常為主要類型，鈾礦化位于賽漢組潛水氧化面之下的灰黑色泥巖、灰色細砂巖及薄煤層中（圖3、5），異常強度較弱，在研究區(qū)中東部廣泛分布（圖9a）；潛水-層間氧化型鈾異常為主攻類型，主要發(fā)育于賽漢組上段層間氧化砂體下部的灰色細砂巖、粉砂巖及暗色泥巖中（圖5、11），異常強度高，主要分布于東北部和西南部局部地區(qū)（圖9b）；泥巖型主要位于賽漢組下段深灰色-灰色泥巖中，異常強度較低，分布于研究區(qū)西南部和東北部地區(qū)；煤巖型往往與潛水或潛水-層間氧化型鈾礦化伴生產(chǎn)出（圖5）。

潛水-層間氧化帶型鈾礦是本區(qū)主攻方向，其目的層位于賽漢組上部，巖性為淺灰色砂礫巖、砂巖、含礫泥巖及薄煤層，其南北延伸約10 km，東西寬約6 km，厚度適中，連續(xù)性較好，主要分布在工作的東北部和西南部?？傮w趨勢是向凹陷中部砂巖粒度變細，泥巖夾層增多；靠近凹陷邊部在扇三角洲分流河道部位砂體厚度大、粒度粗；在分流河道邊部和前緣向前三角洲過渡部位均質(zhì)性增強，是有利的賦礦部位。因此，在縱向上尋找扇三角洲主干分流河道砂體，在平面上尋找扇三角洲前緣朵體，是下一步工作重點。

6 結(jié)論

1）對煤田資料的鈾礦二次開發(fā)利用，挖掘了礦體空間信息，提高了找礦準確性，在查干敖包地區(qū)取得了較好的找礦效果。同時，為“以煤找鈾”和“煤鈾兼探”工作提供了新的找礦思路和技術(shù)線索，具有一定的推廣性。

2）通過對研究區(qū)構(gòu)造、鈾源、巖相及地層條件、古氣候與水文地質(zhì)條件等分析后發(fā)現(xiàn)本區(qū)下白堊統(tǒng)賽漢組具有良好的砂巖型鈾礦成礦條件。

3）本區(qū)找礦目的層為下白堊統(tǒng)賽漢組，主要發(fā)育沖積扇-扇三角洲-湖沼沉積體系。鈾礦化主要發(fā)育在賽漢組上部，扇三角洲前緣砂體分布廣泛、厚度適中，連續(xù)性較好，具備“泥-砂-泥”結(jié)構(gòu)。賽漢組上部普遍發(fā)育潛水氧化作用，在有利地層結(jié)構(gòu)部位發(fā)育潛水轉(zhuǎn)層間氧化作用，是下一步找礦主攻方向。