DOI :10.3969/j.issn.1000-0658.2019.05.003
二连盆地乌兰察布坳陷铀矿勘查与研究工作起步于20世纪50年代，开展了地面物化探勘查，就异常点带进行浅钻查证，在脑木根组发现了查干矿床及多个浅层矿点。随着西方、中亚铀矿勘查新启，引进“层间氧化带”等模式，并与其对比研究，提出“沉积成岩”矿模式，在二连组发现努和廷超大型铀矿床。近年来随着研究的不断深入，在乌兰察布坳陷赛汉组上段建造间古河谷中发现了赛汉高毕、哈达图铀矿床及系列矿产地、矿点[1]。从其勘查史可以明显看出，随着矿理论的不断创新，勘查深度不断加深, 勘查层位不断拓展。笔者结合生产中在赛汉组下段新发现矿点，进行综合性分析与研究，为二连盆地铀矿矿空间再度拓展提供方向。 1区域地质背景
乌兰察布坳陷位于二连盆地的中西部,
由北西部的巴音宝力格隆起和南部、南东部的温都尔庙隆起及苏尼特隆起所夹持，面积约(1.6×104)km 2，包括13个次级凹陷和6个
凸起(图1)。主要断裂构造有贺根山断裂、赛乌苏断裂、索伦断裂和温都尔庙断裂，呈近东西向和北东 东向展布，是古生代近东西向古构造经燕山期北东向构造叠加改造的结果(陈戴生等,2006；焦贵浩,2002)。中新生代沉积坳陷主要由早白垩世早中期断陷型盆地和早白垩世晚期-新生代坳陷型盆地叠合而成，主体构造线为北东向[2]。
坳陷的基底是由元古宇和古生界变质岩系及华力西-燕山期的基性-中酸性侵入岩构
乌兰察布坳陷赛汉组下段铀成矿
地质条件及矿方向
吕永华1，刘武生2，康世虎1，徐亚雄1，刘璐1
relex
(1.核工业二〇八大队，内蒙古包头014010;2.核工业北京地质研究院，北京100029)[摘要]为了进一步拓展二连盆地矿空间，依据乌兰察布坳陷赛汉组下段的最新勘查进展，详细总结了赛汉组下段泥岩型和砂岩型两种铀成矿类型的铀矿化特征。从铀源体、构造反转与抬升、沉积体系发育特征及氧化带的空间展布、规模等角度，全面分析了乌兰察布坳陷赛汉组下段铀成矿地质条件，提出了该区赛汉组下段下一步勘查的方向，认为赛汉组下段铀矿化主要集中在坳陷边缘的次级凹陷斜坡带内，并且周边蚀源区具备富铀岩体，铀的活化、迁出率较高，地形远高于盆内沉积区。
[关键词]控矿因素；矿模式；矿方向；赛汉组下段；乌兰察布坳陷[文章编号]1000-0658(2019)05-
0273-09
[中图分类号]P619.14
[文献标志码]A
[基金项目]中国核工业地勘基金项目“内蒙古二连盆地铀矿资源调查评价与勘查”(编号:201901)和中核集团科技创新计划项目“二连盆地深部层位铀成矿关键地质问题研究与靶区优选”(编号:DZB162-1)联合资助。
[收稿日期]2018-06-11
[作者简介]吕永华(1986—)，男，工程师,2010年毕业于东华理工大学地球化学专业，主要从事砂岩型铀矿矿与研究工作。E-mail :494289931@qq
铀矿地质Uranium Geology
epos
Vol.35No.5Sep.2019
第35卷第5期2019年9月
铀矿地质第35卷
图1乌兰察布坳陷构造单元示意图
Fig.1
Schematic map showing the structure units of Wulanchabu depression 1—推测断层;2—凹陷;3—凸起;4—坳陷边界线
。
成；坳陷的沉积盖层由侏罗系、白垩系、古近系、新近系和第四系构成。下、中侏罗统主要为固结较好的湖沼相含煤地层，上侏罗统主要为陆相火山岩系，基本上不具备可地浸砂岩型铀矿的成矿条件[3]；下白垩统自下而上分为3个组，沉积范围广，厚度大，为一套巨厚的山麓相、三角洲相、河流相和湖相沉积[4]，是二连盆地沉积主体。其中，阿尔善组(K 1a )为杂重力流粗碎屑岩建造，厚度为96～1000m [4]；腾格尔组(K 1t )为含油碎屑岩建造，厚度为373～1339m [5]；赛汉组(K 1s )可
分为下段(K 1s 1)和上段(K 1s 2)，下段(K 1s 1)主要为三角洲相含煤碎屑岩建造，厚度为150～400m ；上段(K 1s 2)主要为河流相粗碎屑岩建造，厚度为50～600m 。下白垩统铀含量总体较高，为6.7×10-6。上白垩统二连组(K 2e )为
杂碎屑岩建造，厚30～80m ，分布局限，平均铀含量为4.4×10-6。古近系主要为红碎屑岩建造，是一套内陆河湖相沉积，铀含量为 3.9×10-6。新近系为红含碳酸盐碎屑岩建
造，零星分布。第四系由冲积、洪积层构成。
2铀矿化特征
本区赛汉组下段中主要发现了道尔苏矿
产地、艾勒格庙矿点、塔木钦矿点及周边山间盆地伊和乌苏矿点、赛汉塔拉矿点等。以往很多学者将道尔苏矿产地赋矿层位划分为腾格尔组[6]，笔者通过层序地层格架综合性研究，认为道尔苏矿产地赋矿层位应属于赛汉组下段。
根据成矿机理不同，赛汉组下段铀矿化类型可分为同沉积叠加后期改造泥岩型和潜水-层间氧化带砂岩型两种(以下简称为同沉积叠加后期改造型和潜水-层间氧化带型)。
同沉积叠加后期改造型铀矿化主要分布在辫状河三角洲平原亚相沼泽微相中，含矿岩性为灰、灰黑泥岩、碳质泥岩、褐煤层以及少量的含泥砂岩；矿石渗透性差，为致密类矿石，大部分矿石具有水平纹层理构
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第5期图2乌兰察布坳陷古特勒构造反转示意图(据中石化中原油田)
Fig.2Schematic map showing the structural reversion in Guteles ag of Wulanchabu depression
1—伊尔丁曼哈组;2—赛汉组;3—腾格尔组;4—阿尔山组;5—中下侏罗统;6—地层界线;7—赛汉组原始地层界线;8—逆
冲断层;9—钻井及井号。
造，碳质泥状结构，碳质含量占15%～20%，为细脉状炭屑，由丝碳化物组成，顺层理展布，含少许砂屑(石英为主)；矿体顶界面埋深42.79～122.23m ，厚度为0.70～1.47m ，富铀，较砂岩型矿体具有埋深浅、厚度薄、品位高的特点；上下围岩均为粗碎屑岩，被后期氧化，呈黄或褐黄。
潜水-层间氧化带型铀矿化主要位于构造斜坡缓坡带内，从沉积体系角度分析，则位于辫状河三角洲前缘亚相水下分流河道灰砂体中，矿石中多见细小的碳化植物碎屑；受岩性岩相、还原介质以及潜水-层间氧化前锋线的控制较明显，呈多层展布，一般分布于潜水-层间氧化带上下两翼，矿体埋深150～320m ，累加厚度为1.70～7.80m ，但单层铀矿化厚度较薄，铀矿(化)体上下围岩以黄、浅黄、浅灰砂岩为主，粒度明显大于矿化体；顶底板主要为泛滥平原红泥岩或分流河道间灰泥岩、粉砂岩。
3
赛汉组下段成矿地质条件
3.1
铀源条件
乌兰察布坳陷蚀源区中广泛发育华力西-
燕山期中酸性岩浆岩，其中北部蚀源区发育复式花岗岩带，该岩浆岩带侵位于上元古界艾勒格庙。据核工业北京地质研究院陈功等人采用U-Pb 同位素样品分析结果，铀含量
为(0.9～31.5)×10-6，原始铀含量为(17.8～
19.5)×10-6，活化丢失49%～57%；而南部蚀源区温都尔庙隆起主要发育华力西期中酸性
岩浆岩，侵位于元古宇和古生界变质岩中,
岩石原始铀丰度平均为5.7×10-6,U 活化丢失
89%，充分体现研究区具有较富的铀源体，并且铀的迁出率较高。3.2构造条件
3.2.1
早白垩世晚期构造反转
反转构造的研究关系到地表含氧、含铀水和地下油气的运移特征，对铀成矿具有非常重要的控制作用。通过对乌兰察布坳陷构造研究，发现大量原始伸展构造体系后期转化为挤压构造体系的现象，存在拉张伸展—挤压逆冲推覆—再伸展—逆冲反转的复杂脉动式演化特征。笔者认为强烈的构造反转存在两个时期，即中侏罗世末至晚侏罗世和早白垩世晚期，与赛汉组下段成矿最为密切的是早白垩世晚期的构造反转。
将构造反转作用时间定位于赛汉组晚期，从中石化中原油田地震剖面上可以看出(图2)，从阿尔善组(K 1a )到腾格尔组(K 1t )沉积后形成小规模冲断构造[7]，这些冲断层面均收敛于中-下侏罗统内或上侏罗统与古生界的角度不整合面上。而赛汉组(K 1s )受构造反转作用的影响，沉积后地层出现多个小型逆冲褶皱带，构造背斜高点处大部分遭受后期
太阳是大家的教学设计
剥
吕永华，等：乌兰察布坳陷赛汉组下段铀成矿地质条件及矿方向
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铀矿地质第35卷
图3乌兰察布坳陷地质体模拟的时间-温度曲线图
Fig.3
Simulated time-temperature graph of geological body in Wulanchabu depression
a —二连盐池石炭纪沉积岩样品;
b —齐哈日格图凹陷赛汉组晚期沉积岩样品;
c —卫镜岩体石炭-二叠纪花岗岩样品;
d —伊和乌苏
地区石炭-二叠纪花岗岩样品;1—可接受的模拟结果;2—符合良好的模拟结果;3—符合较好的时间-温度曲线;4—限制条件
。
蚀。构造反转和剥蚀作用对赛汉组进行了强烈改造[8]，与上覆地层存在明显的角度不整合接触，部分区段甚至赛汉组下段砂体直接裸露到地表，有利于含氧、含铀水的向下渗入，形成铀矿化。此类型构造反转作用在乌兰察布坳陷及周边多个次级凹陷中均可发现，如额仁淖尔、艾勒格庙、卫井、准宝力格、准棚凹陷等。3.2.2
时空曲率
晚白垩世至今整体抬升与差异性沉降综合学者对盆地晚白垩世以来整体抬升的研究成果[9]，笔者结合野外生产总结，通过磷灰石裂变径迹样品的测试结果进行反演模拟，分析晚白垩世至今整体抬升与差异性沉降对赛汉组下段的铀成矿控制作用(表1)。从表1可以看出:1)所有样品的表观年龄值分
散于83.4～46.7Ma ，均比样品所处地层真实年龄(300～120Ma )要小，说明均经历了60～70℃以上的退火作用，反应现今处于地表低
温环境的样品上部层位均遭受了不同程度的地层剥蚀;2)地层从K 1—C 的表观年龄总体呈现逐渐减小的趋势，与其地层的真实年龄(从小到大)呈逆向变化，反映了下部地层经历的退火作用相对较高、时间较长，隆升剥蚀相对较晚;3)不同岩体的表观年龄呈现一定的差异，表明其相应的沉降—隆升史具不一致性。基于Ketcham (1999)的退火模型，应用AFTSolve 1.3软件进行模拟，根据裂变径迹参数和样品所处的地质背景与条件，确定反演模拟的初始条件(图3)。
通过4组样品反演模拟的时间-温度曲线
注:ρs 为自发裂变径迹密度;ρi 为诱发裂变径迹密度;t 为裂变径迹年龄;L 为径迹长度;ρs 、ρi 括号内数值为径迹数
目;L 括号内数值为不同径迹长度下的根(条)数。
表1乌兰察布坳陷磷灰石裂变径迹分析数据表[10]
Table 1Data table for the analysis of apatite fission tracks in the Wulanchabu depression
样品号所在位置时代颗粒数/个
ρs /(105·cm -2)ρi /(106·cm -2)t /Ma中央7台每日农经
L /μm (N )
抬升幅度/m EN1011EN1021EN1041EN1002
齐哈伊和乌苏卫镜岩体二连盐池
K 1s γ42γ42C
1527278
1.537(189)
2.763(688)0.619(1157)
1.333(80)0.431(530)
0.541(1346)0.997(1865)0.5083(305)49.3±4.5
75.6±4.4
83.4±4.346.7±9.0
14.0±0.2(83)
14.1±0.1(101)14.1±0.1(102)13.7±0.3(28)
110022001800950
276··
第5期图4乌兰察布坳陷赛汉组下段沉积体系示意图
Fig.4
Schematic map showing the depositional facies of the lower member of Saihan Formation in Wulanchabu depression
1—花岗岩;2—剥蚀区;3—冲积扇;4—河道;5—泛滥平原;6—扇三角洲平原亚相;7—扇三角洲前缘亚相;8—辫状河三角洲平原亚相;9—辫状河三角洲前缘亚相;10—浅湖;11—深湖;12—湖湾;13—国界线;14—剥蚀区边界;15—岩相界线;
16—岩性界线;17—同沉积断层。
可以明显的看出：晚白垩世至今在乌兰察布坳陷及周边出现构造热事件、构造抬升、差异性沉降和准平原化，坳陷边缘的卫镜、伊和乌苏及二连盐池等地总体抬升幅度为950～2200m ，比坳陷内的齐哈日格图抬升幅度(1100m )大，使得坳陷边缘深部赛汉组下段受不同程度改造—地层被掀斜、剥蚀，有利于铀矿化的形成。3.3
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沉积相条件
乌兰察布坳陷赛汉组下段总体为一套冲积扇、扇三角洲相、辫状河三角洲相-湖泊相
沉积体系(图4)。在构造缓坡内以辫状河三角洲沉积相为主，相带较宽，向前延伸距离较长，一般长度约20～50km 、宽度10～20km 的砂带，砂体厚度60～120m ，平均厚度约80m ，其成层性、连通性较好，富含炭屑、
黄铁矿，是铀储存的理想空间，如：额仁淖尔(靠近巴音宝力格隆起岩体一带)、艾勒格庙、新乌苏、
伊和乌苏、赛汉塔拉及呼格吉勒图等地区；在构造陡坡则以山麓、冲积扇及扇三角洲相为主，砂体变化比较大，总体规模相对较小，碎屑表现为多粒级混杂堆积
，吕永华，等：乌兰察布坳陷赛汉组下段铀成矿地质条件及矿方向
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