二連盆地鈾礦床成礦類型及時(shí)空分布特征

林效賓，李西得，劉武生

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院 中核集團(tuán)鈾資源勘查與評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029）

二連盆地地處內(nèi)蒙古中東部，為北方重要的石油、天然氣、煤炭、鈾等多種能源礦產(chǎn)的產(chǎn)地。經(jīng)過(guò)幾代核工業(yè)地質(zhì)人員的努力，20 世紀(jì)末在烏蘭察布坳陷探明了蘇崩、努和廷等沉積成巖型鈾礦床；21 世紀(jì)以來(lái)，在“綜合勘查，系統(tǒng)評(píng)價(jià)”基本找礦思路的指導(dǎo)下，發(fā)現(xiàn)或探明了巴彥烏拉、賽漢高畢、哈達(dá)圖等多個(gè)可地浸砂巖鈾礦床，并落實(shí)為一類鈾礦基地［1-4］。

隨著勘探程度的增強(qiáng)，二連盆地鈾礦找礦層位由淺及深，逐步突破，形成了鈾礦床“類型多、層位多”的空間展布特征。而總結(jié)不同成礦類型鈾礦床的劃分依據(jù)、成礦規(guī)律及時(shí)空分布特征等，建立“找礦模式”，對(duì)鈾礦勘探方向具有重要的指導(dǎo)意義。中國(guó)鈾礦床類型繁多，不同學(xué)者依據(jù)含礦主巖、礦化成因、礦體形態(tài)、控礦構(gòu)造或產(chǎn)出環(huán)境等分類原則劃分有不同的方案，但總的原則是有利于研究和實(shí)際找礦勘察工作的需要［5］。秦明寬等（2009）將二連盆地區(qū)域鈾礦化類型按含礦主巖劃分為砂巖型、泥巖型、膏（鈣）結(jié)巖型和含鈾煤型等，按礦化成因劃分為沉積成巖型、潛水氧化型、潛水-層間型和復(fù)合成因型等4 類［6］。聶逢君等（2015）提出了二連裂谷盆地“同盆多類型”鈾礦床組合概念，將二連盆地鈾礦床劃分為含煤泥（砂）巖型鈾礦床、古河道砂巖型鈾礦床、湖相泥（砂）巖型鈾礦床等類型［7］。以上鈾成礦類型的劃分對(duì)二連盆地鈾礦勘探部署均具有重要的理論和指導(dǎo)意義。

近幾年，二連盆地鈾礦勘探以主攻古河道型砂巖鈾礦床為主，在其資源量不斷增加的同時(shí)，包括布拉格、古乃素木等在內(nèi)的其他類型鈾礦床也相繼被發(fā)現(xiàn)，因此有必要對(duì)二連盆地鈾成礦類型和時(shí)空分布規(guī)律進(jìn)行再次總結(jié)歸納。本文主要在前人成果的基礎(chǔ)上，通過(guò)探討二連盆地已發(fā)現(xiàn)鈾礦床的分類、成礦模式、成礦時(shí)代、空間展布等特征，提出了不同類型鈾礦床產(chǎn)出的有利部位及找礦方向。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

二連盆地的大地構(gòu)造位置屬于蒙古-興安裂谷系中部，為中生代后期在海西褶皺基底和侏羅系殘留盆地基礎(chǔ)上形成的中、小盆地群的組合［7-8］。盆地四周被古生代和早中生代隆起圍限，東、南、西、北分別以大興安嶺隆起、溫都爾廟隆起、狼山隆起、巴音寶力格隆起為界，內(nèi)由5 個(gè)次級(jí)坳陷（川井坳陷、烏蘭察布坳陷、馬尼特坳陷、烏尼特坳陷、騰格爾坳陷）及1 個(gè)隆起（蘇尼特隆起）組成，其內(nèi)部又分割為43 個(gè)次級(jí)凹陷和22 個(gè)次級(jí)凸起（圖1）。盆地基底由元古宙、古生代變質(zhì)巖及基性-中酸性侵入巖構(gòu)成［9-10］。蓋層主要為白堊系、古近系和新近系，白堊系自下而上依次劃分為阿爾善組（K1a）、騰格爾組（K1t）、賽漢組（K1s）、二連組（K2e）；古近系自下而上依次劃分為腦木根組（E1n）、阿山頭組（E2a）、伊爾丁曼哈組（E2y）、呼爾井組（E3h）；新近系自下而上依次劃分為通古爾組（N1t）、寶格達(dá)烏拉組（N2b）［11-12］。下白堊統(tǒng)賽漢組為砂巖型鈾礦床主要產(chǎn)出目的層，核地質(zhì)系統(tǒng)一直沿用上、下兩段的劃分原則，近年不同學(xué)者提出了三段或四段的劃分方案［3，11，13］，為便于銜接，本文繼續(xù)沿用兩分方案。

圖1 二連盆地構(gòu)造分區(qū)略圖（據(jù)參考文獻(xiàn)［18］修改）Fig.1 Structural division of Erlian Basin（modified after reference［18］）

盆地中、新生代構(gòu)造演化是在古生代造山帶基礎(chǔ)上發(fā)生和發(fā)展的［14］。早-中侏羅世，古亞洲構(gòu)造域退卻，太平洋構(gòu)造體制啟動(dòng)，盆地處于初始伸展裂陷階段，晚侏羅世末—早白堊世，二連盆地處于同擠壓沉積階段。早白堊世時(shí)期，盆地處于強(qiáng)烈伸展斷陷階段［15-17］，在構(gòu)造應(yīng)力作用下，盆地內(nèi)部形成了大量北東-南西走向的半地塹式、地塹式、復(fù)式等3 種類型斷陷（圖2），其中90%以上為半地塹斷陷。地塹式斷陷在本區(qū)發(fā)育較少，復(fù)式斷陷由一系列半地塹和地塹連接而成，在地塹和半地塹之間的隆起上仍有同沉積存在［19］，白堊紀(jì)地層充填在這些斷陷之中，構(gòu)成盆地沉積蓋層的主體。在各坳陷內(nèi)，阿爾善組-騰格爾組主要發(fā)育了一套沖（洪）積扇-扇三角洲-湖泊沉積體系。阿爾善組沉積了以灰綠、棕紅色粗碎屑為主夾灰綠、深灰色泥巖的陸相碎屑巖建造，騰格爾組沉積了灰、深灰色泥巖夾少量砂巖、砂礫巖的湖相碎屑巖建造［20］。賽漢組沉積期二連盆地處于斷坳轉(zhuǎn)換期，盆地內(nèi)構(gòu)造沉降減弱，地層受凹陷斷裂控制開始減弱，但對(duì)沉積體系仍有一定的影響。賽漢組沉積時(shí)，沿湖盆兩端形成大型辮狀河三角洲與凹陷長(zhǎng)軸平行或斜交，湖盆中部發(fā)育數(shù)十至上百千米的辮狀河相沉積；沿湖盆陡岸形成大面積沖積扇和扇三角洲砂體，沖（洪）積扇成群成帶分布，成礦目的層賽漢組沉積厚度大，且埋深較大；緩坡為宏偉壯觀的辮狀河三角洲群體，沉積厚度相對(duì)較薄、但埋深較淺。晚白堊世初，二連盆地遭受了一期強(qiáng)烈的擠壓構(gòu)造反轉(zhuǎn)，之后盆地處于差異升降期，二連組沉積了一套半干旱、氧化條件下以泥巖為主雜色碎屑巖系。古近紀(jì)以來(lái)，二連盆地伸展斷陷結(jié)束，轉(zhuǎn)為熱沉降期［21］，早古近紀(jì)沉積了一套以泥巖為主含石膏的紅色碎屑巖建造，新近紀(jì)沉積了一套以磚紅色泥巖為主的碎屑巖建造［20］。

圖2 二連盆地構(gòu)造樣式（據(jù)參考文獻(xiàn)［19］修改）Fig.2 The structural types of Erlian Basin（modified after reference［19］）

2 鈾礦成礦類型及主要成礦模式

2.1 成礦類型劃分

產(chǎn)于沉積盆地之內(nèi)的鈾礦床，受大地構(gòu)造、古氣候、巖相古地理、古水文地質(zhì)等條件綜合控制，但歸根結(jié)底無(wú)論是沉積成巖型、潛水氧化、層間氧化亦或是其他復(fù)合型，均為地下水在有利沉積相帶與賦礦巖體水-巖作用的直接結(jié)果，也可以理解為鈾礦體多產(chǎn)于具有適宜水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)的砂體之中［22］。

隨著二連盆地鈾礦勘探的不斷突破，為便于找礦方向的探討，本文主要以含礦主巖及水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)的區(qū)別作為鈾礦床類型劃分依據(jù)，具體涉及含礦巖性、構(gòu)造位置、地下水補(bǔ)-徑-排條件、鈾產(chǎn)出層位、賦礦沉積相及鈾成因類型等多個(gè)條件的不同。按含礦主巖的不同，二連盆地鈾礦床可劃分為砂巖型和泥巖（粉砂巖）型兩大類，進(jìn)一步劃分為4 個(gè)亞類（表1）：第一亞類為沉積成巖型泥巖（粉砂巖）鈾礦床，位于凹陷沉積中心的洼槽帶，礦體產(chǎn)出于上白堊統(tǒng)二連組、腦木根組等湖相泥巖、粉砂巖之中，代表性鈾礦床有努和廷鈾礦床、蘇崩鈾礦床、腦木根鈾礦床等；第二亞類為古河道型砂巖鈾礦床，位于凹陷洼槽帶，礦體產(chǎn)于古近系、下白堊統(tǒng)賽漢組上段辮狀河相及少數(shù)曲流河相古河道砂體中，代表性鈾礦床有哈達(dá)圖鈾礦床、賽漢高畢鈾礦床、巴彥烏拉鈾礦床等；第三亞類為斷裂陡傾帶潛水-層間氧化帶型砂巖鈾礦床，位于凹陷斷裂發(fā)育的陡傾斜坡帶之上，礦體產(chǎn)出于下白堊統(tǒng)賽漢組上、下段扇三角洲相中的砂體之中，代表性鈾礦床為寶拉格鈾礦床、道爾蘇鈾礦床等；第四亞類為緩傾斜坡帶層間氧化帶型砂巖鈾礦床，位于凹陷斷裂欠發(fā)育、傾角較小的斜坡帶之上，礦體產(chǎn)出于下白堊統(tǒng)賽漢組上段及下段辮狀河三角洲相的砂體之中，代表性鈾礦床為古乃素木鈾礦床等。

表1 二連盆地鈾礦床分類及特征Table 1 Classification and characteristics of uranium deposits in Erlian Basin

2.2 主要成礦模式

二連盆地鈾礦床成礦類型較多，所建立的成礦模式也比較多。根據(jù)上述鈾礦床劃分方案，可歸納為努和廷式、古河道式（包括巴彥烏拉式、賽漢高畢式、哈達(dá)圖式）、道爾蘇式、古乃素木式等4 種模式（圖3），各成礦模式概述如下。

努和廷式：晚白堊世二連組沉積晚期，在干旱炎熱氣候條件下，蝕源區(qū)花崗巖等富鈾巖體的鈾元素被水體攜帶至凹陷低洼積水區(qū)，強(qiáng)烈的蒸發(fā)濃縮作用使水體中鈾元素不斷濃縮，并隨著泥質(zhì)巖層不斷下沉和深埋，至成巖期巖層中的鈾元素被重新分配、富集、沉淀，形成鈾礦化［23-26］。白堊紀(jì)末，地層抬升遭受剝蝕，至古新世晚期開始，沉積了一層黑色泥巖層，始新世晚期盆地又逐漸抬升，區(qū)域上造成了廣泛的沉積間斷。受黑色泥巖阻擋作用，始新世經(jīng)歷了一期油氣改造作用，鈾進(jìn)一步疊加富集，至新近紀(jì)晚期，經(jīng)歷了熱水改造作用，鈾礦體局部變得更富［26］。

古河道式：古近紀(jì)開始，在干旱的古氣候環(huán)境下，以賽漢晚期古河道砂體為成礦場(chǎng)所，主要通過(guò)側(cè)向（谷坡）、順向（河道走向）及垂向（“天窗”）等3種不同方式進(jìn)行含氧含鈾水的滲入氧化作用，不同的滲入方式造成的成礦類型、方式、強(qiáng)度和規(guī)模等皆有各自特點(diǎn)［4，9，27］。古近紀(jì)中后期，古河道上部普遍覆蓋了較厚的泥巖蓋層，地下水滲入作用減弱，鈾成礦作用停滯，進(jìn)入保礦階段。二連盆地古河道型鈾礦床可歸納為3類成礦模式：賽漢高畢式，以垂向（“天窗”）補(bǔ)給為特點(diǎn)，主要發(fā)育潛水氧化帶型鈾礦化；巴彥烏拉式，以側(cè)向（谷坡）為補(bǔ)給區(qū)，主要發(fā)育潛水-層間氧化帶型鈾礦化；哈達(dá)圖式，以順向（河道走向）為補(bǔ)給徑流區(qū)，發(fā)育層間氧化帶型鈾礦化［9］。上述3 種類型鈾礦化多產(chǎn)于古河道交匯、變寬、變深、拐彎等水頭顯著變化的部位［2，9，27-28］。

道爾蘇式：騰格爾晚期，二連盆地進(jìn)入斷陷穩(wěn)定拉張期，湖盆邊緣大中型辮狀河三角洲和扇三角洲向湖盆中心快速推進(jìn)［17］，在道爾蘇地區(qū)，陡傾的斷裂構(gòu)造控制了賽漢組下段扇三角洲相的發(fā)育。至古近紀(jì)早期，含氧含鈾水開始滲入，因賽漢組下段扇三角洲平原相以砂礫巖沉積為主，泥質(zhì)少，滲透性好，幾乎被完全氧化，至扇三角洲相前緣后，泥巖層逐漸增多，地下水流速變緩，氧化作用逐漸減弱，地下水中鈾元素卸載，在砂巖與泥巖、含煤泥巖的接觸部位富集成礦［7，29］。

古乃素木式：早白堊世晚期的反轉(zhuǎn)構(gòu)造導(dǎo)致早白堊世地層褶皺變形，部分賽漢組遭受剝蝕。二連組晚期至古近紀(jì)末期，進(jìn)一步的抬升剝蝕，處于斜坡帶部位的賽漢組下段也出露至地表，開始在含氧含鈾水滲入作用下發(fā)育潛水和層間氧化，在過(guò)渡帶部位形成了“卷狀”為主的鈾礦化。新近紀(jì)早期，通古爾組完全覆蓋了凹陷邊緣的賽漢組露頭，地下水滲入作用被阻斷，鈾成礦作用結(jié)束進(jìn)入保礦階段。

3 鈾礦床時(shí)空分布特征探討

3.1 成礦時(shí)代

砂巖型鈾成礦作用是構(gòu)造演化、古氣候、古水文地質(zhì)條件、巖相古地理等綜合因素控制的結(jié)果，構(gòu)造演化為鈾成礦時(shí)代的主控因素。中國(guó)東北部晚白堊世以來(lái)相似的構(gòu)造演化特征，造成了二連盆地、海拉爾盆地、松遼盆地等地區(qū)相一致的鈾成礦期次。根據(jù)已有鈾礦床等時(shí)線年齡數(shù)據(jù)來(lái)看［3，9，26，30-33］，中國(guó)東北部盆地主要可劃分為7 期鈾成礦時(shí)段（表2）。

表2 中國(guó)東北部中新生代盆地鈾礦床成礦年齡統(tǒng)計(jì)表Table 2 Statistics on metallogenic age of uranium deposits in Meso-Cenozoic basins in Northeast China

第1 期為晚白堊世同生沉積鈾成礦階段，起到鈾礦床預(yù)富集作用，其年齡與目的層沉積時(shí)間相一致。郭知鑫（2018）認(rèn)為晚白堊世初（100～89 Ma），鄂霍茨克陸塊碰撞亞洲大陸東緣，中國(guó)東北地區(qū)及鄰區(qū)發(fā)生了一期強(qiáng)烈的北西-南東向擠壓構(gòu)造作用［34］，盆地早白堊世伸展斷陷活動(dòng)突然結(jié)束，賽漢組及之下的地層發(fā)生強(qiáng)烈的褶皺變形，形成了一系列反轉(zhuǎn)構(gòu)造。在此擠壓作用之后，二連盆地沉降中心向北西方向遷移，僅在西北部洼地之內(nèi)發(fā)育了二連組（K2e），并伴隨有鈾的同生成礦作用，而巴彥花群部分抬升至地表開始接受剝蝕及地下水氧化作用。

第2～6 期為晚白堊世-古近世鈾礦疊加富集期，早古新世，盆地動(dòng)力機(jī)制發(fā)生了根本的轉(zhuǎn)變，太平洋板塊俯沖方向由原來(lái)的北北西向轉(zhuǎn)變?yōu)楸蔽魑飨?，同時(shí)印度板塊與歐亞板塊的碰撞也對(duì)歐亞大陸內(nèi)部造成影響。中國(guó)北東部產(chǎn)鈾盆地總共經(jīng)歷了5 期鈾成礦作用，其中晚白堊世末—古新世初（平均年齡為（64.8±5.4）Ma）及始新世中期（平均年齡為（44.0±3.2）Ma）為主要的鈾成礦期次。因二連盆地距板塊碰撞帶較遠(yuǎn)，此時(shí)期盆地的動(dòng)力性質(zhì)為弱擠壓下的右旋張扭，盆地處于差異升降階段。

第7 期，新近紀(jì)以來(lái)中國(guó)東北部斷陷盆地普遍沉積了厚層的新近系，使產(chǎn)鈾目的層補(bǔ)給條件受阻，鈾成礦作用微弱，但在盆地邊緣等部位，在上覆新近系較薄的地段仍有鈾成礦作用。例如二連盆地騰格爾坳陷南緣山間凹陷內(nèi)的巴彥塔拉鈾礦床鈾成礦年齡為（7±0）Ma。

值得說(shuō)明的是利用等時(shí)線方法計(jì)算鈾礦床的全部成礦年齡通常需要大量的樣品，部分鈾礦床現(xiàn)有年齡數(shù)據(jù)并不能代表全部鈾成礦期次，隨著數(shù)據(jù)量的增加可能有新的年齡被計(jì)算得出。

3.2 沉積間斷與鈾成礦作用

不整合面沉積間斷與鈾成礦作用在時(shí)間尺度上具有重疊關(guān)系早有論斷，認(rèn)為其對(duì)鈾成礦作用非常重要［9，26，35-36］。

根據(jù)盆地水動(dòng)力條件，盆地可分為滲入和滲出兩種方式水動(dòng)力循環(huán)區(qū)，淋濾階段的滲入?yún)^(qū)更有可能形成外生水成鈾礦床，因?yàn)橥ǔＴ趧兾g淋濾期，地層均有一定幅度的抬升，位于構(gòu)造強(qiáng)烈部位的地層發(fā)生傾斜，部分裸露至地表并被剝蝕，含水層地下水開始泄壓，形成了完整的地下水補(bǔ)-徑-排體系，此時(shí)含氧含鈾水才可在水壓差的驅(qū)動(dòng)下在含水層中滲流，層間氧化及鈾成礦作用才可不斷向前推進(jìn)；而在盆地沉降期，含水層補(bǔ)給區(qū)可能被上覆地層覆蓋，隔絕了地下水的補(bǔ)給作用，地下水交替減弱，甚至由滲入?yún)^(qū)再次轉(zhuǎn)為滲出區(qū)，鈾成礦作用也隨之停滯。隨著盆地的抬升和沉降作用的交替進(jìn)行，鈾成礦作用也呈階段式成礦的特點(diǎn)，表現(xiàn)在鈾成礦年齡多集中于沉積間斷期。

二連盆地屬斷坳復(fù)合型裂谷盆地［37］，其與大型臺(tái)型向斜盆地（如鄂爾多斯盆地、蘇薩雷蘇盆地等）、山間盆地（如伊犁盆地、吐哈盆地）在鈾成礦條件上存在顯著差異［38］。在沉積埋藏階段，裂谷盆地含水層更易被后期地層所覆蓋，使地下水層間氧化及鈾成礦作用停滯，其鈾礦床成礦年齡與沉積間斷更為相關(guān)（圖4）。

圖4 二連盆地沉積間斷與鈾礦床成礦年齡（國(guó)際地層表?yè)?jù)國(guó)際地層委員會(huì)［39］）Fig.4 Sedimentary discontinuities and metallogenic age of uranium deposits in Erlian Basin（stratigraphic table according to International Committee on Stratigraphy［39］）

二連盆地在構(gòu)造反轉(zhuǎn)作用下，早白堊世以來(lái)形成了賽漢組-二連組及二連組-腦木根組兩期大的沉積間斷，地層之間呈角度不整合接觸，并且形成了若干次小規(guī)模的沉積間斷，地層之間主要為平行不整合接觸。

二連盆地已有的地層年齡數(shù)據(jù)主要根據(jù)古生物和區(qū)域地層對(duì)比獲得。根據(jù)已有地層定年結(jié)果，下白堊統(tǒng)巴彥花群可籠統(tǒng)定為135～95 Ma［40］。其中騰格爾組為歐特里夫階-巴雷姆階［41］或瓦蘭今階-阿普特階，任建業(yè)等（1999）在烏里亞斯太斷陷進(jìn)一步厘定阿爾善組相當(dāng)于貝里阿斯階-瓦蘭今階，年齡為138～131 Ma，騰一段地層年齡為131～126 Ma，騰二段 為126～121 Ma［42］。在J/K1a、K1a/K1t、K1t1/K1t2等3 個(gè)界面上均發(fā)育有較多的下切河谷，表明前地層沉積后發(fā)育有抬升隆起作用，但整個(gè)盆地中阿爾善組和騰格爾組的沉積環(huán)境仍然處于裂陷期，推斷沉積間斷時(shí)間較短，盆地仍處于地下水的滲出階段，不易發(fā)生大規(guī)模的潛水或?qū)娱g滲入氧化作用。K1t/K1s這一不整合面代表二連盆地壓應(yīng)力場(chǎng)由右旋張扭到左旋壓扭反轉(zhuǎn)階段，盆地進(jìn)入擠壓坳陷期沉積［42］。雖然此階段二連盆地滲入?yún)^(qū)范圍有所擴(kuò)大，但溫暖潮濕的古氣候環(huán)境［43］，使?jié)B入水的鈾含量及氧化能力均較低，因此騰格爾組在此階段不利于氧化帶及鈾礦化的發(fā)育。K1s/K2e界面代表早白堊世晚期二連盆地的整體抬升和剝蝕作用，此沉積間斷時(shí)段較長(zhǎng)，大于20 Ma，盆地水文地質(zhì)條件進(jìn)入以滲入為主階段，加之炎熱干旱的古氣候環(huán)境，非常有利于氧化作用的發(fā)育，推測(cè)在該階段，賽漢組、騰格爾組等在部分地段發(fā)育了較深的潛水或?qū)娱g氧化作用，并形成了鈾礦化。二連組沉積期，雖然未發(fā)育大的沉積間斷，但盆地部分地區(qū)早白堊世地層仍處于剝蝕淋濾作用之下，地下水氧化作用仍在持續(xù)。K2e/E1n界面代表晚白堊世至古新世中期，太平洋板塊運(yùn)動(dòng)方向由北北西向轉(zhuǎn)為北西西向，同時(shí)印度板塊與歐亞板塊陸殼碰撞，在兩種應(yīng)力疊加作用下，二連盆地經(jīng)歷了一次強(qiáng)烈反轉(zhuǎn)構(gòu)造，形成了一系列壓性、壓扭性反轉(zhuǎn)構(gòu)造［18］，此時(shí)，盆地完全進(jìn)入滲入型盆地階段，含鈾含氧水持續(xù)的滲入作用，使賽漢組上段發(fā)育了廣泛的潛水-層間氧化作用，位于各凹陷邊緣的賽漢組下段、騰格爾組則發(fā)育了較深的層間氧化作用，并在氧化前鋒線部位有鈾礦體產(chǎn)出，為二連盆地鈾礦床的主成礦期之一。

二連組-腦木根組沉積間斷之后，二連盆地動(dòng)力性質(zhì)為弱擠壓下的右旋張扭，盆地整體表現(xiàn)為差異升降為主，表現(xiàn)為北西向南東掀斜的特點(diǎn)，沉積中心和范圍逐步向南東方向遷移［20，44］。這種弱擠壓的構(gòu)造環(huán)境，使古近系發(fā)育的多次沉積間斷均為平行不整合接觸。腦木根組以晚古新世沉積為主，同時(shí)接受了始新世最早期部分沉積及少許古新世沉積，年齡約59.2～54.8 Ma，其與上覆阿山頭組之間呈平行不整合接觸，沉積間斷發(fā)生于54.8～54.1 Ma；阿頭山組跨越了早-中始新世，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)（年齡約54.1～48.2 Ma），但中部有缺失，沉積間斷年齡約為50.4～49.5 Ma，其與上覆伊爾丁曼哈組之間呈平行不整合接觸，沉積間斷年齡暫無(wú)法確定；伊爾丁曼哈組的時(shí)代亦為中始新世，與上覆沙拉木倫組呈平行不整合接觸，沉積間斷年齡不詳；沙拉木倫組主要分布于沙拉木倫河兩岸陡坎的中、上部，與上覆漸新統(tǒng)烏蘭戈楚組呈平行不整合接觸，沉積間斷時(shí)間暫不詳［12，45-46］。古近紀(jì)每次沉積間斷期，地層的抬升致使含礦含水層補(bǔ)給露頭、滲透性、承壓水頭、富水性等水文地質(zhì)條件發(fā)生改變，地下水補(bǔ)-徑-排條件重新活化，干旱的古氣候環(huán)境下，含氧含鈾水持續(xù)不斷的進(jìn)入含水層，使前期形成的鈾礦化不斷向前、向深疊加滾動(dòng)富集。

古近紀(jì)末期—中新世初期，中國(guó)北方盆地普遍受喜馬拉雅第二幕構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所影響，造成了中國(guó)北方盆地及中亞地區(qū)一致的成礦期次。此次運(yùn)動(dòng)，致使二連盆地北部和西部抬升，中新世湖盆游移到蘇尼特右旗以東地區(qū)，部分地區(qū)古斷裂復(fù)活，中新世初期沿?cái)嗔延行鋷r漿溢出［12］，此時(shí)期鈾礦床可能主要處于熱改造階段。

古近系-新近系沉積間斷之后，二連盆地西部主要受印度板塊向北俯沖擠壓影響而收縮，烏蘭察布坳陷西部處于隆升剝蝕狀態(tài)，而東部受太平洋板塊弧后拉張作用的影響而大范圍沉降，接受了一套以洪泛平原相-湖相為主的紅色泥巖夾砂巖建造。中新世二連盆地中部蘇尼特隆起兩側(cè)發(fā)生明顯沉降，接受了通古爾組（N1t）沉積，中部地區(qū)地表水與白堊系含水層水力聯(lián)系被切斷，中部鈾成礦作用停止；上新世，全區(qū)普遍沉積了寶格達(dá)烏拉組（N2b）紅層，超覆于古近系、白堊系之上，全盆地表水與古近系、白堊系含水層的水力聯(lián)系被切斷，潛水及層間氧化作用基本停止，對(duì)已經(jīng)形成的鈾礦體起到保護(hù)作用。雖然全盆超覆的紅層不利于地下水的滲入成礦，但對(duì)在隆起上的部分次級(jí)凹陷或構(gòu)造活躍地段影響較小，地表水仍可持續(xù)的滲入古近系、白堊系含水層之中，地下水氧化及鈾成礦作用仍在持續(xù)，例如在喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)第三幕形成的巴彥塔拉鈾礦床（成礦年齡約為7 Ma）。

3.3 空間展布及找礦方向探討

二連盆地不同類型鈾礦床，產(chǎn)于不同的沉積相部位，主受構(gòu)造控制，成礦作用與沉積間斷期的古氣候、古水文地質(zhì)、古地質(zhì)等條件息息相關(guān)。盆地內(nèi)4 種不同類型鈾礦床應(yīng)在構(gòu)造、古地理、古水文地質(zhì)認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，從識(shí)別構(gòu)造-沉積-水文地質(zhì)鈾成礦有利環(huán)境入手，在不同構(gòu)造部位應(yīng)注重相應(yīng)層位、相應(yīng)沉積相、相應(yīng)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)及相應(yīng)類型鈾礦床的勘查（圖5）。

圖5 二連盆地鈾成礦概念模式圖Fig.5 Conceptual model of uranium mineralization in Erlian Basin

第一類沉積成巖型鈾礦床多定位于二連組、伊爾丁曼哈組湖相沉積地層之中。伊爾丁曼哈組分布范圍有限，二連組雖分布范圍較廣，但受干旱的古氣候控制，地層缺少有機(jī)質(zhì)等還原性物質(zhì)，后生成礦基礎(chǔ)條件較差，其找礦的有利區(qū)域僅限于烏蘭察布坳陷和馬尼特坳陷的中部地區(qū)［38］。

第二類古河道型鈾礦床找礦目的層主要為賽漢組上段，次為伊爾丁曼哈組，多定位于凹陷中部的辮狀河沉積體系的古河道砂體之中，產(chǎn)鈾古河道寬約5～25 km，長(zhǎng)20～120 km，含礦含水層厚12～94 m，厚度變化大，中夾數(shù)層以透鏡體狀或少數(shù)面積較小的層狀產(chǎn)出的隔水夾層，其滲透系數(shù)為2.0～18.3 m/d。鈾礦體多產(chǎn)于河道交匯、變寬、拐彎等河道水動(dòng)力條件發(fā)生變異的部位，即地下水滲流速度發(fā)生變化的部位。

第三類斷裂陡傾帶潛水-層間氧化帶型砂巖鈾礦床找礦目的層主要為賽漢組下段，次為賽漢組上段，騰格爾組為重要的潛力目的層。該類型礦床多定位于各凹陷斷裂發(fā)育的一側(cè)，賦礦層為扇三角洲相前緣部位，該部位具有“泥-砂-泥”結(jié)構(gòu)，并含有較豐富的有機(jī)碳等還原物質(zhì)，利于地下水滲流成礦。在大型沖積扇的扇根部位，往往在基底上發(fā)育正交或斜交于凹陷的深切或殘留河谷等水文地質(zhì)行跡。這種河谷在賦礦目的層沉積時(shí)提供了豐富的物源，在成礦時(shí)又成為含氧含鈾地下水補(bǔ)給的主要來(lái)源。因此現(xiàn)今地貌中，凹陷邊緣的蝕源區(qū)部位發(fā)育深切或殘留河谷為尋找該類型礦床的一個(gè)重要的地貌標(biāo)志。

第四類緩傾斜坡帶層間氧化帶型鈾礦床找礦目的層主要為賽漢組下段、賽漢組上段，次為騰格爾組，多定位于各凹陷緩傾的斜坡帶之上，適度的傾角利于大規(guī)模辮狀河三角洲相沉積體系的發(fā)育。根據(jù)中國(guó)層間氧化帶型鈾礦床統(tǒng)計(jì)認(rèn)為含礦含水層單層砂體厚度在3～62 m，一般大于8 m，厚度過(guò)薄的砂體中一般不發(fā)育大規(guī)模的層間氧化帶及鈾礦化，砂體厚度為10～40 m 是礦化主體厚度；含礦含水層傾角3°～10°為易，這種穩(wěn)定的傾角，是地下水能夠持續(xù)滲入成礦的基礎(chǔ)。根據(jù)二連盆地現(xiàn)有鈾礦床成礦年齡統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，鈾成礦作用多發(fā)生于晚白堊世末期至漸新世末期，所以該類鈾礦床及第二類、第三類鈾礦床發(fā)育的前提條件為含礦含水層在此成礦主要階段部分巖體處于開啟狀態(tài)，即在剝蝕掉主成礦期以來(lái)的地層之后，找礦目的層砂體部分處于出露狀態(tài)，這是找礦遠(yuǎn)景區(qū)評(píng)價(jià)的一個(gè)重要條件。

下白堊統(tǒng)騰格爾組及阿爾善組均暫未發(fā)現(xiàn)工業(yè)鈾礦化現(xiàn)象，但根據(jù)沉積間斷與鈾成礦的關(guān)系，晚白堊末期之后，騰格爾組及下伏阿爾善組在沉積間斷期亦有可能出露地表接受含氧含鈾水的滲入改造，也具有產(chǎn)出第三類和第四類鈾礦床的可能性，因此十分有必要評(píng)價(jià)古近紀(jì)騰格爾組及阿爾善組的有利鈾成礦相帶是否具有處于開啟狀態(tài)的條件。另外蒙古國(guó)“蘇敏河”式鈾礦化產(chǎn)于第四系古河道砂中，該古河道直接發(fā)育于富鈾花崗巖巖體之上，河道砂體被第四紀(jì)玄武巖覆蓋，雖至今在二連盆地未發(fā)現(xiàn)類似礦床，但應(yīng)加強(qiáng)對(duì)第四紀(jì)玄武巖覆蓋區(qū)該類型鈾礦床的找礦工作，可能成為二連盆地一種新的鈾礦化類型［6］。

綜上，在二連盆地不同構(gòu)造部位應(yīng)以尋找相應(yīng)類型鈾礦床為主，一是應(yīng)注重沉積相分布特征研究，以定位有利相帶分布區(qū)域，尤其是不同構(gòu)造條件下的層序地層樣式特征；二是注重北西、北北西、北北東向斷裂發(fā)育特征研究，一方面上述類型斷裂構(gòu)造多為張性斷裂，在蝕源區(qū)易于發(fā)育成為大型溝谷，為凹陷提供大量物源，控制了沉積相的展布，另一方面該類型斷裂及其所控制的沉積相體多為地下水的優(yōu)勢(shì)通道，對(duì)地下水的補(bǔ)-徑-排條件及鈾成礦作用具有重要控制作用；三是注重沉積間斷期巖相古地理、古地質(zhì)、古地貌、古水文地質(zhì)、古氣候等條件相互耦合與鈾成礦關(guān)系研究，在沉積間斷期地層緩慢抬升剝蝕，盆地滲出區(qū)逐漸轉(zhuǎn)為滲入?yún)^(qū)，產(chǎn)鈾地層只有在此時(shí)期形成有利的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)才具有成礦的基礎(chǔ)條件，即目的層應(yīng)具有有利的沉積相體，相體所構(gòu)成的含水層具有一定傾角且部分出露地表能直接或間接地接受地表水體的垂向補(bǔ)給，構(gòu)成完整的補(bǔ)-徑-排體系，在干旱的古氣候環(huán)境下，含氧含鈾水持續(xù)滲入，層間氧化帶及鈾礦化作用才可進(jìn)行。

4 結(jié)論

1）二連盆地鈾礦床具有“類型多、層位多”的特點(diǎn)，根據(jù)含礦巖性、構(gòu)造位置、水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)、鈾產(chǎn)出層位、賦礦沉積相及鈾成因類型等多因素綜合考慮，將其劃分為沉積成巖型泥巖（粉砂巖）鈾礦床、古河道型砂巖鈾礦床、斷裂陡傾帶潛水-層間氧化帶型砂巖鈾礦床、緩傾斜坡帶層間氧化帶型砂巖鈾礦床等4 個(gè)亞類。各類型鈾礦床產(chǎn)出層位、構(gòu)造位置、沉積相、水文地質(zhì)條件等均具各自特點(diǎn)。

2）對(duì)比中國(guó)東北部斷陷盆地已有鈾礦床年齡數(shù)據(jù)，鈾成礦作用主要集中于晚白堊世至古近紀(jì)末期，共可劃分為7 個(gè)期次；各期次鈾成礦作用與中國(guó)東北部構(gòu)造活動(dòng)密切相關(guān)，多發(fā)生于區(qū)域地層沉積間斷期，表現(xiàn)為階段式的成礦特點(diǎn)；新近紀(jì)以來(lái)，二連盆地普遍沉積了泥巖蓋層，鈾成礦作用基本結(jié)束，進(jìn)入保礦階段。

3）根據(jù)二連盆地鈾礦床“時(shí)空”分布特征，盆地內(nèi)4 種不同類型鈾礦床應(yīng)根據(jù)凹陷的構(gòu)造樣式，在斷裂陡坡帶、緩傾斜坡帶、洼槽帶等不同構(gòu)造部位尋找相應(yīng)層位、相應(yīng)沉積相、相應(yīng)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)及相應(yīng)類型的鈾礦床。

致謝：核工業(yè)二四三大隊(duì)康世虎總工程師，核工業(yè)二〇八大隊(duì)呂永華處長(zhǎng)、任曉平高工、何大兔研究員為本文的野外工作給予了大量幫助，在此一并感謝！