韓效忠，胡 航，吳兆劍，蔣 喆，閆茂華

(中煤地質(zhì)工程總公司北京地質(zhì)調(diào)查分公司，北京 100040)

二連盆地是我國最重要的產(chǎn)鈾盆地之一。該盆地五大坳陷之一的馬尼特坳陷則是本區(qū)最主要的砂巖型鈾礦產(chǎn)地，目前在馬尼特坳陷南北緣各發(fā)現(xiàn)了一條鈾成礦帶。北緣大部分地區(qū)已基本探明，且局部地段已進(jìn)入開采階段，骨干礦床有白音烏拉鈾礦床，其成礦類型為潛水-層間氧化帶型[1-5]；南緣目前絕大部分區(qū)段的鈾礦找礦主要處于調(diào)查-預(yù)查階段，骨干礦床有恩格日因鈾礦床，鈾成礦類型與北緣相似，也為潛水-層間氧化帶型。依據(jù)馬尼特坳陷成礦條件分析，其南緣可能存在一條長度超過70km的鈾成礦帶，除恩格日因地區(qū)基本控制的近8km長的鈾成礦帶外，其余的大部分地區(qū)就鈾礦找礦而言還只是調(diào)查階段，工作程度極低，找礦空間廣闊。

準(zhǔn)柵地區(qū)位于馬尼特坳陷南緣西段，距恩格日因鈾礦床50多公里。從成礦條件來講，與恩格日因鈾礦床極為相似，從地理位置來講，處于南緣預(yù)測(cè)鈾礦帶的最西南端，是架起這一70多公里長鈾礦帶的支點(diǎn)區(qū)域之一，起橋頭堡的作用。在鈾煤兼探項(xiàng)目實(shí)施過程中，在準(zhǔn)柵地區(qū)發(fā)現(xiàn)了1個(gè)工業(yè)鈾礦孔，2個(gè)鈾礦化孔，煤田鉆孔資料測(cè)井放射性異常顯示，該區(qū)存在一條走向?yàn)镹E向、長度為9km的鈾異常帶，該異常帶能否發(fā)展成為鈾成礦帶，還需進(jìn)行大量的研究和勘查工作?？傊R尼特坳陷南緣鈾礦，能否有所明顯突破，事關(guān)該區(qū)找礦前景評(píng)價(jià)和工作部署戰(zhàn)略定位，對(duì)于該坳陷南緣是否存在超過70km的鈾成礦帶有著重要影響。

砂巖型鈾礦評(píng)價(jià)的關(guān)鍵因素之一是沉積特征分析。本文擬通過對(duì)該區(qū)主要含礦目標(biāo)層賽漢組(K1bs)層序格架、砂巖特征、砂地比(砂巖厚度/地層厚度)等因素全面分析，探討其對(duì)鈾成礦的控制作用，為馬尼特坳陷南緣鈾礦找礦提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

馬尼特坳陷基底由前侏羅系構(gòu)成，包括古生界變質(zhì)巖，中下侏羅統(tǒng)碎屑巖、火山巖及海西、印支、燕山多期中基性-酸性巖漿巖等，在盆地周邊隆起區(qū)大面積出露(圖1)。

下古生界為一套受到中等-淺變質(zhì)作用的海相碎屑巖、碳酸鹽巖夾中基性火山巖建造；上古生界為一套受到淺變質(zhì)作用的淺海相、海陸交互相的碎屑巖、碳酸鹽巖及海相火山巖、局部為陸相火山巖組成，巖性主要為變質(zhì)石英砂巖、硬砂巖、灰?guī)r、板巖和中性火山巖等。

中下侏羅統(tǒng)(J1-2)主要為一套內(nèi)陸河湖相含煤碎屑巖建造，因受燕山早期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及火山噴發(fā)作用影響，產(chǎn)狀較陡，并遭受較強(qiáng)的熱接觸變質(zhì)作用；上侏羅統(tǒng)主要為一套中酸性火山巖、火山凝灰?guī)r及碎屑巖建造。

中新生代沉積蓋層有白堊系下統(tǒng)巴彥花群(K1b)、白堊系上統(tǒng)二連組(K1e)、古近系伊爾丁曼哈組(E2y)、新近系中新統(tǒng)通古爾組(N1t)和上新統(tǒng)寶格達(dá)烏拉組(N2b)及第四系碎屑巖系。本區(qū)主要含礦地層為二連組和巴彥花群的賽漢組(K1bs)。

區(qū)內(nèi)巖體主要分布在巴音寶力格和蘇尼特隆起帶上，呈巖基及巖株產(chǎn)出，巖性以酸性為主，中北部主要發(fā)育侏羅紀(jì)花崗巖，而南部則以二疊紀(jì)和石炭紀(jì)花崗巖為主。巖體的伽瑪照射量率為9.55～10.06nC/kg·h，最高為12.13nC/kg·h[6]。這些巖體是本區(qū)鈾成礦的主要供鈾源體。

1-第四系；2-寶格達(dá)烏拉組；3-通古爾組；4-伊爾丁曼哈組；5-大磨拐河組；6-白音高老組；7-瑪尼吐組；8-紅旗組；9-林西組；10-哲斯組；11-大紅山組；12-本巴圖組；13-寶力高廟組；14-泥鰍河組；15-溫都爾廟群；16-寶音圖群；17-更新統(tǒng)玄武巖；18-花崗巖；19-花崗閃長巖；20-閃長巖；21-輝綠巖；22-超基性巖；23-斷層(斷裂帶、斷層和隱伏斷層)；24-角度不整合；25-平行不整合；26-區(qū)域?qū)娱g氧化帶前鋒；27-鈾礦床(點(diǎn))；28-古地下水流向圖1 馬尼特坳陷西段地質(zhì)簡(jiǎn)圖(隱伏斷層據(jù)文獻(xiàn)[6-7])Figure 1 Sketched geological map of western Manit depression (hidden faults after reference[6-7]

區(qū)內(nèi)斷裂主體走向?yàn)镹E向，其中克拉麥里-二連和錫林浩特北緣區(qū)域性大斷裂控制了坳陷的主體形成演化[8]，而次一級(jí)的坳陷內(nèi)隱伏斷層(F1-5)控制了內(nèi)部凸起和凹陷分布特征，同時(shí)這些隱伏斷層構(gòu)成了層間氧化帶局部排泄源，為坳陷南北雙向供鈾、形成平行兩條鈾礦帶提供了基本地質(zhì)條件。

2 賽漢組層序地層格架

2.1 層序地層劃分

本次劃分是在前期研究成果的基礎(chǔ)上，根據(jù)研究區(qū)地質(zhì)特征及勘探實(shí)際情況，運(yùn)用層序地層學(xué)原理，對(duì)賽漢組進(jìn)行地層的劃分。

具體劃分原則可以歸納為“尋標(biāo)、先大、后小、旋回控”，即：首先尋找區(qū)域性的標(biāo)志層，確定標(biāo)志層后，遵循先大層后小層的原則，在沉積旋回的控制下，結(jié)合層序地層學(xué)原理對(duì)含礦地層進(jìn)行劃分。另外，在劃分過程中，充分考慮了地層厚度、相變、高程以及橫向的連續(xù)性等條件。

標(biāo)志層主要有三套：①新近系底部雜色礫巖或含礫粗砂巖；②賽漢組中上部一套雜色或紫紅色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、煤層及與之對(duì)應(yīng)的炭質(zhì)泥巖；③賽漢組底部中粗砂巖河道沖刷面之下黑色泥巖(油頁巖)。

綜合大量馬尼特坳陷南緣已知煤田和鈾礦鉆孔資料，依據(jù)目前層序地層學(xué)最新理論，采用沉積體系域的變化規(guī)律，將馬尼特坳陷南緣含礦目標(biāo)層賽漢組自上面下劃分為K1bs3、 K1bs2和 K1bs1三個(gè)段。

(1)賽漢組上段(K1bs3)。巖性為灰色、灰綠色、黃色中粗砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖及泥巖，砂巖分選性較好，以石英質(zhì)為主，不發(fā)育煤層。巖性組合由2個(gè)明顯下粗上細(xì)的正旋回構(gòu)成，底部可見較為明顯的沖刷面，河道特征非常明顯，主河道寬度在1km左右，單個(gè)河道寬度不算大，但成NW向多條平行產(chǎn)出，砂巖具一定的連通性。在平面分布上，砂巖總體上顯示南部粒度較粗，中北部粒度較細(xì)的特點(diǎn)，即離蝕源區(qū)較近時(shí)粒度較粗，遠(yuǎn)離蝕源區(qū)時(shí)粒度變細(xì)。綜合分析認(rèn)為本段處于高位體系域中。該層段在恩格日因、準(zhǔn)柵等地區(qū)均有鈾礦化顯示，是馬尼特坳陷南緣鈾礦找礦的目標(biāo)層位之一。

(2)賽漢組中段(K1bs2)。巖性主要為灰色、灰綠色泥巖、粉砂巖、砂巖、礫巖夾黑色炭質(zhì)泥巖及煤層，與上段相比較巖石粒度明顯變細(xì)，是該區(qū)主要含煤地層，含煤1～6層，其中可采煤層一層，煤層最厚者達(dá)10m以上。從沉積相來分析，該段主要為湖泊沼澤相，含砂地層為三角洲相上發(fā)育的分流河道，從鉆孔未見明顯的層理特征這一現(xiàn)象初步判斷為水下三角洲平原亞相。總體處于湖泛時(shí)期的湖侵體系域。本層段是馬尼特坳陷主要產(chǎn)煤層段。

4)操作靈活性：五防系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)在五防主站及子站開具操作票，進(jìn)行操作；同樣可在五防主站或任意五防子站回傳操作記錄，遇有臨時(shí)操作任務(wù)時(shí)，可通過遠(yuǎn)程開操作票、網(wǎng)絡(luò)傳輸操作票，進(jìn)行操作任務(wù)的追加，具有更好靈活性。

(3)賽漢組下段(K1bs1)。巖性主要為礫巖到含礫粗砂巖。礫石粒徑最大可達(dá)5～8cm，礫石成分為花崗巖，閃長巖，分選性差，次棱角狀-棱角狀。砂巖以粗砂巖為主，成分以石英為主，次為長石和暗色礦物，次棱角狀、分選性一般，泥質(zhì)膠結(jié)。在鉆孔中未見明顯層理。綜合上述巖性組合產(chǎn)出狀態(tài)，該段沉積物具近源快速堆積的沉積特點(diǎn)，為沖積扇相沉積，下部多為扇根到扇中相礫石、卵石的沉積組合，上部為沖積扇上發(fā)育的辮狀水道沉積，顯示出低位體系域沉積體系。該段在準(zhǔn)柵地區(qū)未揭穿，其特征主要是依據(jù)恩格日因礦區(qū)進(jìn)行總結(jié)的，本段是恩格日因鈾礦床的主要含礦層位。

2.2 等時(shí)地層格架

為了突出準(zhǔn)柵地區(qū)含礦目標(biāo)層，精細(xì)研究砂巖、沉積相對(duì)鈾成礦的控制作用，又將賽漢組上段進(jìn)一步細(xì)分為兩個(gè)旋回，稱之為賽漢組上段上亞段(K1bs3-1)和賽漢組上段下亞段(K1bs3-2)，準(zhǔn)柵地區(qū)目前發(fā)現(xiàn)的鈾礦化主要發(fā)育在賽漢組上段上亞段中(圖2)。

針對(duì)準(zhǔn)柵地區(qū)，等時(shí)地層格架建立時(shí)選取了ZK208、ZK406、ZK604、ZK802和ZK1001進(jìn)行垂直物源方向?qū)有虻貙悠拭鎸?duì)比(鉆孔位置見圖4，下同)(圖2)，選取了ZK1800、ZK1802、ZK1812、ZK1804、ZK1806和ZK1816進(jìn)行近平行物源方面層序地層剖面對(duì)比(圖3)，目前揭露地層最深為賽漢組中段。從對(duì)比剖面來看，劃分的地層具區(qū)域上可對(duì)比，相對(duì)等時(shí)的特征，說明該劃分方案較為正確。

從垂直物源方向剖面來看，賽漢組上段上亞段和下亞段厚度變化不大，為50m左右，上亞段主河道砂巖位于ZK604一帶，而下亞段主河道砂巖位于ZK802一帶，指示主河道由老至新具有向SW偏移的趨勢(shì)；此外，上亞段相較下亞段砂巖較為發(fā)育，反映了該區(qū)湖盆逐漸萎縮，盆緣抬升加速的過程。

從平行物源方向剖面來看，上亞段和下亞段厚度變化不大，河流相特點(diǎn)比較明顯，剖面位置因距物源區(qū)相對(duì)較遠(yuǎn)，由SE向NW方向砂巖粒度變化不明顯，各亞段總體上均由兩個(gè)向上變細(xì)韻律組成。其中上亞段砂巖較發(fā)育，以三角洲平原亞相分流河流微相為主，下亞段砂巖發(fā)育相對(duì)較弱，也具三角洲平原亞相分流河道微相特征，這與垂直物源方向剖面反映的特點(diǎn)相類似，同樣也指示湖盆萎縮的過程。

綜合等時(shí)地層格架剖面，均說明將賽漢組劃分為三段是合理的，同時(shí)將上段細(xì)分為上、下亞段在準(zhǔn)柵地區(qū)是可進(jìn)行區(qū)域?qū)Ρ鹊?，這一方面說明地層劃分是相對(duì)等時(shí)，同時(shí)對(duì)后期不同層位鈾礦體連礦合理性將起到重要的指導(dǎo)作用。

圖2 準(zhǔn)柵調(diào)查區(qū)橫剖面圖Figure 2 Cross section of Zhunshan prospecting area

圖3 準(zhǔn)柵調(diào)查區(qū)18號(hào)線縱剖面圖Figure 3 Line No.18 longitudinal section in Zhunshan prospecting area

3 含礦目標(biāo)層沉積特征

本區(qū)鈾成礦主要位于賽漢組上段上亞段中，因此本文重點(diǎn)對(duì)該層段沉積特征進(jìn)行分析。

(1)賽漢組上段上亞段砂巖等厚特征。從圖4中可知，調(diào)查區(qū)賽漢組上段上亞段砂巖主要分布在南部和北部邊緣一帶，砂巖厚度多大于30m，中部砂巖相對(duì)較薄，形成一個(gè)匯水洼地,其西部邊界未控制，指示準(zhǔn)柵凹陷比調(diào)查區(qū)范圍要大。

(2)賽漢組上段上亞段砂地比特征。從準(zhǔn)柵調(diào)查區(qū)砂地比等值線圖(圖5)來看，含砂區(qū)帶砂地比多大于0.5，多數(shù)地段砂地比可達(dá)0.7～0.8。含砂率較低的區(qū)域分布在ZK205、ZK403、ZK601和ZK1412一帶，其砂地比小于0.4。砂地比高值區(qū)和低值區(qū)相間分布，形成總體呈NW向的帶狀展布特征。

(3)賽漢組上段上亞段沉積相分析。根據(jù)賽漢組上段上亞段砂巖等厚、砂地比分布特征，并結(jié)合鉆孔巖心分析，該亞段沉積相為三角洲平原亞相分流河道和分流間灣微相，鉆孔巖心中該段砂巖未見明顯的交錯(cuò)層理，指示其可能為下三角洲亞相部分。

圖4 準(zhǔn)柵調(diào)查區(qū)賽漢組上段上亞段砂巖等厚線圖Figure 4 Isopach of sandstone in upper submember, upper member, Saihan Formation in Zhunshan prospecting area

圖5 準(zhǔn)柵調(diào)查區(qū)賽漢組上段上亞段砂地比等值線圖Figure 5 Isogram of sandstone/ mudstone ratio of upper submember, upper member, Saihan Formation in Zhunshan prospecting area

4 鈾成礦及其與沉積特征的關(guān)系

4.1 鈾礦化特征

在準(zhǔn)柵地區(qū)，目前施工了5個(gè)鈾礦找礦鉆孔，其中1個(gè)為工業(yè)孔，2個(gè)礦化孔，1個(gè)為異?？?，1個(gè)為無礦孔。已發(fā)現(xiàn)的達(dá)到工業(yè)品位的鈾礦體有3～4層，基本上分布在同一砂巖當(dāng)中，均可累積成一個(gè)礦體(圖6)，礦體分布在賽漢組上段上亞段。其中 ZK4-8為工業(yè)孔，鈾含量為1.05 kg/m2，見礦最深部位為154.35m，最高品位1.912 5×10-4，鈾礦體單層最大厚度為2.10m，主體含礦圍巖為砂巖(注：紅色為鈾礦體)。

該區(qū)鈾成礦類型主要為層間氧化帶，其氧化還原的地球化學(xué)分帶十分清晰。在鉆孔28-0中，從123～127m為黃色含礫粗砂巖(氧化帶)，其下發(fā)育2m的灰色砂巖(還原帶)，從129～140m為黃色中到粗砂巖，構(gòu)成了厚為11m的層間氧化帶，其下則為還原帶(圖7)。

4.2 沉積特征對(duì)鈾成礦控制作用

本區(qū)已發(fā)現(xiàn)的主要鈾礦體在平面上呈NE方向展布，鈾礦體位于ZK1812、ZK802一帶，從圖4、圖5分析來看，這些區(qū)域砂巖厚度大，砂地比值高，其沉積相帶為分流河道微相， 指示分流河道微相對(duì)成礦起到了明顯的控制作用。

從圖2來看，賽漢組上段上亞段和下亞段沉積特征較為相似，均表現(xiàn)出分流河道微相特征，但只有上亞段含礦， 而下亞段未見鈾異常顯示。對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，上亞段砂巖粒度明顯粗于下亞段，鉆孔巖心也發(fā)現(xiàn)，上亞段相比較下亞段，砂巖疏松，滲透性較高，指示在沉積相帶、供鈾方向相同的條件下，較為粗粒、高滲透性的砂巖更有利于鈾成礦。

圖7 鉆孔ZK28-0中層間氧化帶示意圖(128～148m)Figure 7 A schematic diagram of interlayer oxidized zone in borehole ZK28-0 (128～148m)

4.3 重點(diǎn)找礦方向

馬尼特坳陷南緣恩格日因鈾礦床礦體多層分布，其中賽漢組上段鈾礦體由黃色砂巖與灰色砂巖界面控制，氧化還原界面清晰，為典型的層間氧化帶砂巖型鈾礦，砂巖分選性較好，沉積相帶為河道相，但與下段鈾礦體相比較，品位較低，多小于0.02%，礦量較小；賽漢組下段與上段相比較，這種氧化還原界面不是十分清楚，沉積相帶為沖積扇，礦體厚度大，最厚段可達(dá)13m，品位高，局部鈾品位高達(dá)0.1%，礦量大，是該礦床主要含礦層段。

準(zhǔn)柵地區(qū)目前已發(fā)現(xiàn)的鈾礦體位于賽漢組上段，成礦特征與恩格日因鈾礦床上段鈾礦體非常相似，同樣也表現(xiàn)為礦體品位低，礦帶窄的特點(diǎn)。因此筆者認(rèn)為，目前準(zhǔn)柵地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的鈾礦體非本區(qū)主要鈾礦體，下一步工作可參考恩格日因鈾礦床的特征，將主要找礦目標(biāo)層定為賽漢組下段，重點(diǎn)找礦工程應(yīng)布設(shè)在已知礦帶SE側(cè)靠近蝕源區(qū)的一帶。

5 結(jié)論

(1)依據(jù)層序地層分析，馬尼特坳陷準(zhǔn)柵地區(qū)賽漢組自上而下可劃分為上、中、下3個(gè)等時(shí)的層序段，即賽漢組上段(K1bs3)、中段( K1bs2)和下段(K1bs1)。其中上段又可劃分為兩個(gè)下粗上細(xì)的沉積旋回，分別稱之為賽漢組上段上亞段(K1bs3-2)和上段下亞段(K1bs3-1)。

(2)通過沉積相分析，賽漢組上段上亞段主要砂巖厚度大于30m，砂地比可達(dá)0.7～0.8，其沉積相為三角洲平原亞相分流河道和分流間灣微相；賽漢組上段下亞段沉積相特征與上亞段相似，但其河道微相砂巖相較上亞段偏細(xì)。

(3)河道砂巖明顯地控制了本區(qū)已發(fā)現(xiàn)的鈾礦體，且鈾礦化最先選擇砂巖厚度大，孔滲較好的層段富集。

(4)目前準(zhǔn)柵地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的鈾礦體非本區(qū)主要鈾礦體，下一步工作將主要找礦目標(biāo)層定為賽漢組下段，重點(diǎn)找礦工程應(yīng)布設(shè)在已知礦帶SE側(cè)靠近蝕源區(qū)的一帶。

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