劉坤鵬，劉凱鵬，王曉鵬，李衛(wèi)，龔斌利，韓迪

（核工業(yè)二〇三研究所，陜西 西安 710086）

鄂爾多斯盆地具有豐富的鈾礦資源（朱強(qiáng)等，2022；張?jiān)频龋?022）。20 世紀(jì)50 至80 年代，核工業(yè)系統(tǒng)在盆地東北部、西緣、西南緣、東南緣發(fā)現(xiàn)5 個(gè)找礦遠(yuǎn)景區(qū)。2000 年以來，鈾礦找礦工作蓬勃發(fā)展，核工業(yè)208大隊(duì)在盆地北部發(fā)現(xiàn)皂火壕特大型、納嶺溝特大型、柴登壕大型、大營(yíng)超大型、巴音青格利大型鈾礦床；核工業(yè)203 研究所、核工業(yè)地質(zhì)研究院、中陜核核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院、中陜核二一一大隊(duì)、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心、西北大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）在盆地南部開展了一系列鈾礦勘查和科研工作（邢秀娟，2006；文思博等，2023），店頭小型鈾礦床擴(kuò)大至中型規(guī)模（胡俊華，2017，2019），彬州發(fā)現(xiàn)高平米鈾量工業(yè)礦體。前人對(duì)盆地南部基礎(chǔ)地質(zhì)、控礦因素進(jìn)行總結(jié)：鈾礦化與直羅組沉積古地貌關(guān)系密切（賀鋒，2017）；直羅組下段辮狀河主河道相或第三沉積旋回對(duì)鈾礦有重要的控制作用（彭小華，2018；彭勝龍等，2023）；區(qū)域上受NEE 向氧化-還原過渡帶宏觀控制（陳宏斌，2006；曹惠鋒，2018），垂向分帶明顯。煤田資料二次開發(fā)對(duì)鈾礦選區(qū)有重要指示意義（王軍禮，2018），黃隴侏羅紀(jì)煤田存在至少8 片天然伽瑪異常區(qū)（楊帆，2019），彬州-店頭一帶鈾礦化分布廣泛，具有較大的成礦潛力。楊合群等（2023）對(duì)該盆地鈾礦成礦作用進(jìn)行總結(jié)：白堊紀(jì)—新近紀(jì)期間富氧溶液作用對(duì)中侏羅統(tǒng)、下白堊統(tǒng)砂巖淋濾下滲再沉淀形成內(nèi)蒙鄂爾多斯市東勝鈾礦田、陜西黃陵縣雙龍、店頭鈾礦床以及內(nèi)蒙鄂托克旗紅井鈾礦點(diǎn)。白堊紀(jì)—新近紀(jì)期間富氧溶液作用對(duì)下白堊統(tǒng)砂巖淋濾下滲再沉淀形成內(nèi)蒙鄂托克旗紅井鈾礦床。目前，在建莊隆起北側(cè)發(fā)現(xiàn)店頭鈾礦、雙龍鈾礦和一批鈾礦點(diǎn)，但同樣面臨工業(yè)礦體連續(xù)性差、富集規(guī)律復(fù)雜的問題（賀鋒，2017），鈾礦找礦成果進(jìn)展未能持續(xù)擴(kuò)大。近些年，煤田、油田系統(tǒng)在黃隴侏羅紀(jì)煤田開展新一輪勘查工作，對(duì)構(gòu)造沉積演化有深一步認(rèn)識(shí)，以與店頭礦區(qū)相鄰的建莊地區(qū)為研究對(duì)象，開展綜合研究與編圖，將構(gòu)造、目的層沉積相、后生氧化展布有機(jī)結(jié)合，總結(jié)鈾礦化定位規(guī)律，為鈾礦勘查提供找礦新思路。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡和渭北隆起兩個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元過渡部位（圖1）（蘇中堂等，2022；唐瑋瑋等，2022）。

1.1 構(gòu)造

晚三疊世受NNE-SSW 構(gòu)造應(yīng)力擠壓、剪切作用下（馬曉軍，2019；王國(guó)強(qiáng)，2022），發(fā)育NWW 向古隆起（建莊古隆起）和斷裂（建莊SN 斷裂），大華北盆地全區(qū)抬升剝蝕，形成起伏不平、相間分布的高地、河谷（賀丹，2011）。富縣期在此構(gòu)造基底上沉積，基本保持背向斜相間分布的古地貌，延安期、直羅期繼承性填平補(bǔ)齊（郭正權(quán)等，2008），延安組、直羅組在富縣組沉積基礎(chǔ)上呈超覆式加積（趙俊興，2007），沉積厚度、巖相分帶、煤層特征均有所體現(xiàn)（王雙明，2017），煤田系統(tǒng)精細(xì)刻劃為Ⅰ～Ⅳ級(jí)控煤構(gòu)造（趙德政，1987；賀丹，2011；史利燕，2013）。此次研究收集整理區(qū)內(nèi)煤田鉆孔資料，編制直羅組頂?shù)装寮把影步M4-2 煤底板標(biāo)高等值線圖（梁少劍，2015），晚三疊世形成的建莊古隆起和NWW 向F1、F2斷裂延伸規(guī)模大，長(zhǎng)達(dá)15～30 km，對(duì)侏羅系沉積有重要的控制作用，斷裂具有同沉積特點(diǎn)；NWW 向建莊向斜沉積厚度大，兩側(cè)建莊隆起、狼牙溝背斜沉積厚度小。隨著燕山運(yùn)動(dòng)作用增強(qiáng)，以NW-SE 擠壓為主，形成NE 向?yàn)橹鞯鸟薨櫂?gòu)造，主要包括窯上背斜、王家溝背斜、老林溝背斜、瞭望臺(tái)向斜和新村向斜（圖2），構(gòu)造規(guī)模較NWW 向小，延伸長(zhǎng)5～11 km，NWW 向斷裂具有長(zhǎng)期活動(dòng)性，對(duì)NE 向褶皺構(gòu)造有分隔作用。

圖2 侏羅系地層厚度圖Fig.2 Jurassic strata thickness map

1.2 地層

研究區(qū)地層自下而上依次為上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組（T3y）、下侏羅統(tǒng)富縣組（J1f）、中侏羅統(tǒng)延安組（J2y）、直羅組（J2z）、下白堊統(tǒng)宜君組（K1y）、洛河組（K1l）、環(huán)河組（K1h）及第四系（Q）。下侏羅統(tǒng)富縣組（J1f）、中侏羅統(tǒng)延安組（J2y）（含煤層）、中侏羅統(tǒng)直羅組（J2z），沿建莊向斜、瞭望臺(tái)向斜地層厚度大，向隆起部位厚度變薄或無(wú)沉積。下白堊統(tǒng)宜君組（K1y），厚度由南東向北西遞減，與直羅組呈角度不整合接觸，中侏羅統(tǒng)安定組剝蝕殆盡。

中侏羅統(tǒng)直羅組（J2z）分上、下2 段：下段（J2z1）為灰、灰白色粗砂巖、含礫粗砂巖，富含碳屑、黃鐵礦，局部夾紫灰色、褐紅色砂巖；上段（J2z2）為灰雜、紫雜色含肉紅色鉀長(zhǎng)石粗砂巖及紫紅色泥巖（圖3）。

圖3 地層綜合柱狀圖Fig.3 Comprehensive stratigraphic histogram

2 目的層沉積相、砂體及氧化-還原過渡帶特征

2.1 沉積相

直羅組上段主要為曲流河沉積體系，為砂壩和泛濫平原沉積，“二元”結(jié)構(gòu)明顯（圖4），巖性為厚層狀泥巖、粉砂巖，作為區(qū)域隔水層。

圖4 直羅組單井相圖Fig.4 Single well phase diagram of Zhiluo Formation

直羅組下段主要為辮狀河，由2～3 個(gè)正韻律層組成，巖性主要為中粗砂巖、砂質(zhì)礫巖，含碳屑、粒狀黃鐵礦等，為河道滯留沉積和心灘沉積，發(fā)育沖刷構(gòu)造、槽狀、板狀交錯(cuò)層理，砂地比為0.70～0.97，砂體厚40～62 m（圖5），與延安期主河道表現(xiàn)出繼承性遷移的特點(diǎn)，與南部秦嶺物源供給一致（雷開宇，2017）。其余為泛濫平原，水平層理、小型板狀交錯(cuò)層理為主，砂地比為0.29～0.50，砂體厚為17～40 m。

2.2 主砂體展布

直羅組下段砂體厚度為30～55 m，最厚達(dá)62 m，主砂體（厚度≥40 m）展布受沉積相控制，主河道由南西、正南、南東向北西匯聚呈辮狀分布，寬度為2～3 km，區(qū)內(nèi)延伸長(zhǎng)12～15 km。

主砂體受沉積期古地貌控制明顯，位于建莊古隆起、窯上背斜、狼牙溝背斜砂巖粒度略粗，沉積厚度小，建莊向斜、瞭望臺(tái)向斜軸部為局部匯水區(qū)，巖性粒度變細(xì)，泥巖、粉砂巖厚度增大。

2.3 氧化-還原過渡帶特征

受燕山運(yùn)動(dòng)影響，晚白堊世渭北隆起由SE 向盆內(nèi)抬升或掀斜，中侏羅統(tǒng)直羅組發(fā)育大規(guī)模層間氧化作用，沿彬州-店頭一帶發(fā)育北東向氧化-還原過渡帶，寬度為5～25 km（圖1）（胡俊華，2019）。直羅組下段主砂體巖性地球化學(xué)具有垂向分帶特征，上部砂巖以氧化為主，呈紫紅色、灰紫色，發(fā)育褐鐵礦化、赤鐵礦化，厚度為1～24 m，下部砂巖以還原為主，呈灰色、灰白色，富含黃鐵礦、碳屑等。

氧化砂巖受構(gòu)造和沉積相控制：古隆起和背斜核部氧化砂巖厚度大，向洼陷部位厚度變薄；氧化砂巖厚度與沉積相有相關(guān)性，主河道氧化砂巖厚度大，一般為10～24 m，泛濫平原氧化砂巖厚度變薄，一般為1～8 m，表明主河道砂體連通性要好于泛濫平原相。根據(jù)目的層巖性地球化學(xué)特征，針對(duì)直羅組下段主砂體頂部、中部、底部預(yù)測(cè)了A、B、C 等3 條層間氧化帶前鋒線，大致呈NEE 向展布，受巖性巖相控制，局部呈蛇曲狀。

3 鈾礦化定位研究

3.1 天然伽瑪異常特征

統(tǒng)計(jì)煤田孔天然伽瑪測(cè)井資料，直羅組下段（J2z1）粗砂巖天然伽瑪背景值為8～20 γ，粉砂巖伽瑪值為10～30 γ，直羅組下段（J2z1）砂巖發(fā)育3 條NEE 向異常帶，分別受A、B、C 等3 條氧化帶前鋒線控制。其中，A 異常帶斷續(xù)延伸長(zhǎng)達(dá)11 km，產(chǎn)在直羅組下段（J2z1）頂部砂巖，由a1、a2、a3、a4 和a5 異常暈組成，單個(gè)異常暈面積為0.8～2.5 km2，連續(xù)性好，極值一般20～512 γ，厚度一般為2～5 m；B 異常帶延伸長(zhǎng)達(dá)9 km，由b1和b2 異常暈組成，產(chǎn)在直羅組下段（J2z1）中部砂巖，單個(gè)異常暈面積為2.0～3.0 km2，連續(xù)性好，極值一般為150～500 γ，厚度一般為3～8 m，具有多峰的特點(diǎn)；C異常帶由c1、c2 和c3 異常暈組成，產(chǎn)在直羅組下段（J2z1）底部砂巖，單個(gè)異常暈面積為0.5～1 km2，連續(xù)性差，極值一般為60～190 γ，厚度一般不大于1 m。自C 異常帶向A 異常帶天然伽瑪值有增高趨勢(shì)，由南東向北西遷移，與區(qū)域氧化改造方向一致。

3.2 鈾礦化定位

伽瑪異常暈分布與構(gòu)造、沉積相、層間氧化帶有關(guān)（圖6）。異常大多分布在次一級(jí)背斜軸部?jī)蓚?cè)，位于背斜和向斜之間的構(gòu)造斜坡帶上，如a1、a2、b1 和b2 異常暈位于狼牙溝背斜的兩側(cè)，a3 與a5 異常暈位于老林溝背斜的兩側(cè)，并且與斷裂交互部位異常強(qiáng)度大，厚度大。這是因?yàn)闃?gòu)造與含氧含鈾水的滲入、礦化元素富集關(guān)系極為密切，構(gòu)造復(fù)合部位往往地下水水動(dòng)力、地球化學(xué)環(huán)境發(fā)生變異的部位，有利與鈾元素富集沉淀。

伽瑪異常分布在辮狀河主河道展布關(guān)系密切，大多異常分布于主河道邊緣或心灘部位，a1、a2 和b2 異常暈位于河道兩側(cè)，a3、a4 和a5 異常暈位于主河道邊緣，與泛濫平原相過渡部位或心灘相。一般說來主河道水動(dòng)力過強(qiáng)，泥質(zhì)膠結(jié)物含量低，一般含碳化植物莖桿和自形-半自形粗粒黃鐵礦或結(jié)核；相過渡部位或心灘相，砂巖中泥質(zhì)膠結(jié)物含量高或夾薄層狀泥巖，炭屑和黃鐵礦含量高，碳屑呈絲狀、碎片狀，黃鐵礦呈細(xì)粒狀、浸染狀，圍繞碳屑邊緣分布，還原吸附能力較主河道更強(qiáng)，對(duì)鈾成礦更為有利。

伽瑪異常分布整體位于氧化-還原過渡帶內(nèi)，局域定位在氧化砂巖厚度變異部位，主河道內(nèi)氧化砂巖厚度在15 m 對(duì)成礦有利，泛濫平原相內(nèi)氧化砂巖厚度在6～10 m 較為有利，總體產(chǎn)在層間氧化帶前鋒部位及靠近氧化一側(cè)，b1 與b2 異常暈幾乎分布在NEE向?qū)娱g氧化帶前鋒部位，A 異常帶總體分布在層間氧化帶前鋒及氧化一側(cè)。

根據(jù)異常分布與構(gòu)造（褶皺、斷裂）、沉積相、氧化帶展布密切關(guān)系，筆者建立了“三過渡”定位模式。在篩選異常區(qū)或找礦靶區(qū)時(shí)，應(yīng)厘清區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂展布特征，一方面構(gòu)造奠定目的層展布特征，另一方面對(duì)氧化帶和水中鈾的富集影響極大，背斜、向斜之間斜坡帶與活動(dòng)性斷裂過渡部位往往是成礦最集中的部位；尋找辮狀河主河道與泛濫平原過渡部位或心灘部位，不僅具有有利的泥-砂-泥結(jié)構(gòu)，而且富含絲狀、碎片狀碳屑、有機(jī)質(zhì)等，還原條件有利；在氧化-還原過渡帶內(nèi)選擇氧化砂巖厚度6～15 m 的區(qū)域，在氧化帶前鋒及氧化一側(cè)，是成礦最有利的部位；綜合構(gòu)造、沉積相、氧化帶有利區(qū)復(fù)合部位，對(duì)煤田伽瑪異常進(jìn)行優(yōu)選排序，遞進(jìn)式精準(zhǔn)定位伽瑪異常，可將目標(biāo)范圍從原來的10～100 km2，縮小至1～2 km2。2019 年，核工業(yè)203 所優(yōu)選直羅組下段a3、b1 和b2異常，首孔對(duì)a3 探索發(fā)現(xiàn)工業(yè)礦體，填補(bǔ)建莊地區(qū)鈾礦勘查的空白。

鑒于盆地南部構(gòu)造、主河道、氧化帶的發(fā)育規(guī)模，大多“三過渡”復(fù)合區(qū)連續(xù)性差，也是已發(fā)現(xiàn)的礦體連續(xù)性差的主要原因，而雙龍鈾礦處于建莊古隆起北翼、NEE 向主河道、厚大氧化帶復(fù)合部位規(guī)模大，面積達(dá)300 km2，礦化帶長(zhǎng)度達(dá)4.5～7.0 km，并且連續(xù)性好?！叭^渡”模式大大提升找礦效率和成果，對(duì)鈾礦找礦和綜合研究具有很好的借鑒意義。

4 結(jié)論

（1）建莊地區(qū)NE、NWW 向背斜和向斜構(gòu)造，為侏羅紀(jì)前構(gòu)造，燕山期繼承性發(fā)展，控制中下侏羅統(tǒng)富縣組、延安組、直羅組沉積特征，也對(duì)氧化帶和鈾的沉淀富集影響很大。

（2）建莊地區(qū)直羅組下段辮狀河主河道大致由南向北，辮狀河河道與泛濫平原相過渡部位或心灘相，砂體厚度30～40 m 對(duì)鈾成礦最為有利。

（3）建莊地區(qū)古隆起、背斜以及主河道部位氧化砂巖厚，一般為10～24 m，向斜、泛濫平原相部位厚度1～8 m。氧化砂巖厚度變異部位（如主河道內(nèi)約15 m或泛濫平原相內(nèi)氧化砂巖厚度6～10 m）對(duì)鈾成礦有利，層間氧化帶前鋒及氧化一側(cè)常為鈾礦賦存部位。

（4）“三過渡”定位模式綜合構(gòu)造、沉積相、氧化帶有利區(qū)復(fù)合部位，遞進(jìn)式精準(zhǔn)定位伽瑪異常，縮小目標(biāo)靶區(qū)，指導(dǎo)建莊地區(qū)鈾礦找礦工作，大大提升找礦效率和成果；三過渡復(fù)合區(qū)規(guī)模是礦體連續(xù)性好或差的主要原因，對(duì)鈾礦找礦和綜合研究具有很好的借鑒意義。