宁东地区层间氧化带型砂岩铀矿化特征及成矿规律研究

宁东地区层间氧化带型砂岩铀矿化特征及成矿规律研究

王有平 赵旭辉

宁夏核地质调查院 宁夏 银川市 750021

摘要：鄂尔多斯盆地西缘具备形成层间氧化带型砂岩铀矿的良好条件。2012年我院在该地区重新立项，并开始地浸砂岩型铀矿勘查。通过系统的总结该地区地浸砂岩型铀成矿条件、铀源、主要控矿因素、矿化体特征及铀成矿规律，对进一步认识宁东地区铀成矿前景，指导寻找地浸砂岩型铀矿具有重要意义。

关键词：铀成矿条件；铀矿化特征；铀成矿规律。

一 铀矿化特征

宁东地区铀矿化主要产于中侏罗直罗组和延安组地层中，其中直罗组下段下亚段、下段上亚段和延安组二煤上部砂岩层是主要的铀矿化层位。以下主要述叙中侏罗直罗组下段下亚段和下段上亚段铀矿化特征。

1、中侏罗直罗组下段（J₂z¹）下亚段（J₂z^1-1）

（1）构造条件、岩性—岩相、岩石地球化学条件、地下水动力条件及铀源条件是该层位层间氧化带发育的前提条件，该层位铀成矿主导因素则是层间氧化带、断裂和褶皱构造等。铀矿化产于灰黄、灰白、浅灰可渗透性砂体中。

（2）受NNW或SN向构造格架控制，宁东地区下亚段层位形成的层间氧化带和铀矿化带总体上也以条带状呈现NNW或SN向展布特点。

金家渠铀矿区受金家渠断裂构造影响，形成东、西二个铀矿化带。东矿化带又分为北东矿化带和南东矿化带，西矿化带又分为北西铀矿带和南西铀矿带。金家渠铀矿化带长大于3km，矿化带宽大于300m，矿化层厚度大于1.1m，品位大于0.01 %；石槽铀矿化带长大于9km，宽大于300m，含矿层厚度大于1.0m，品位大于0.01%；麦垛山铀矿区铀矿化带长3km，宽大于250m，矿化层厚度大于1.5m，品位大于0.012%；羊肠湾铀矿区铀矿化带长大于4km，宽大于170m，矿化层厚度大于2.1m，品位大于0.013%；叶庄子铀矿区铀矿化规模小，以带状零星分布，长大于1km，宽150～300m。矿化层厚度大于0.7m，品位大于0.005%。

（3）铀矿化多呈板状体或似板状体，且水平方向上分布连续，垂向上矿化层存在较多夹层，夹层一般为0.2～5m。

（4）铀矿化层铀镭平衡系数在0.982～0.986之间变化，其平均铀镭平衡系数为0.984，铀矿化层中铀镭元素处于平衡状态，未出现偏镭或偏铀现象。

（5）铀矿化的发育与岩石中有机质和铁质、黄铁矿、褐铁矿、硫化物、烯类（CH₄）物质等还原物质关系密切。延安组地层煤层在巨大高温高压下，体积变小，从中可大量释放出硫化氢（H₂S）气体等还原物质，该还原物质沿断裂上升进入上部矿化层，使矿化层中铀发生沉积富集。同样，金家渠铀矿区也是油气区，其三叠系上田组地层富含烯烃类物质，也是铀发生沉积富集的重要还原物质之一。样品分析结果显示，铀矿化层中硫含量为0.028-0.760%，有机质含量为0.16-2.33%，二者含量与铀含量均大致呈正相关关系。总体上铀矿化层还原物质的含量愈多，还原铀的能力愈强，形成的铀矿化规模也愈大。

（6）氧化还原过渡带内岩石Fe⁺²/Fe⁺³比值为0.87～1.26，大多数铀矿化发生于氧化还原过渡带内。

（7）矿石中的铀赋存形式有两种：以吸附状态和铀矿物。吸附状态铀主要与粘土矿物、粉未状黄铁矿、炭质物密切相关。铀矿物主要是沥青铀矿、少量铀石。

（8）铀成矿年龄为3.42±0.91Ma，地质时代为新近纪中新世晚期，为后生成因类型。

2、中侏罗直罗组下段（J₂z¹）上亚段（J₂z^1-2）

直罗组下段上亚段地层矿化砂体以紫红色、灰白色粗砂岩及黄绿色、灰白色细砂岩、粉砂岩为主。岩相变化较大，具有砂泥互层结构。该地层内层间氧化带发育规模较小，总体上砂体厚度相对较薄，且储铀空间不足。岩石渗透性相对较差，不利于含铀含氧水的运移，仅在麦垛山和金家渠区段局部形成铀矿化，其它区域未见铀矿化。铀矿化层厚度大于2.9m，铀品位大于0.0248%。

二 铀成矿规律

宁东地区复杂的地质构造，决定了宁东地区铀成矿规律有其独特性。由于宁东地区中侏罗直罗组（J₂z）地层是主要的含矿地层，该地层含铀砂体为层间氧化带型铀成矿类型。以下主要述叙中侏罗直罗组（J₂z）铀成矿规律。

1、铀矿化一般发育于背斜及向斜的翼部，在倾伏端尖灭，铀矿化轴线与褶皱构造方向基本一致，多为NNW或SN向。铀矿化受构造作用明显，烟墩山断层、马柳断层及中部的杜窑沟断层和李新庄断层在区域上控制了中侏罗直罗组铀矿层的分布格局；背、向斜两翼是局部水动力条件的改变部位，也是形成有利于铀沉积的地球化学障部位。经过研究发现距离主要的控矿断裂构造40～250m范围是形成铀矿化的主要区域。

2、铀矿化受层间氧化带控制作用明显，主要铀矿化与直罗组下段砂体关系密切，富铀层主要发育于弱氧化或氧化还原过渡带中。平面上铀矿化呈带状展布，垂向上矿化呈多层，品位变化较大。不同区域铀矿化层埋深差别较大，一般靠近盆地西北部边缘以及背斜构造的轴部埋藏较浅，而远离盆缘的中东部以及向斜构造的轴部埋藏较深。

3、铀矿化明显受沉积岩相控制，铀矿化多形成于以河流相、河流～滨湖相沉积为主的直罗组地层内，中侏罗世直罗期沉积了较厚的成矿砂体，特别是沉积了直罗组下段下亚段主要含矿砂体。该砂体为铀的沉积富集提供了足够的储铀空间。

4、深部三叠系上田组地层中的油气层（油气圈闭）上部，往往能够形成较好的铀矿化。麦垛山东南部和金家渠为铀矿区，也是三叠系上田组地层油气发育区，直罗组下段砂体中的铀在成因上，与下部油气层释放出的烃类物质有一定的关系。在空间分布上，铀矿化形成于油气层上部或附近。直罗组下段下亚段砂体中形成的铀矿化具有品位高、厚度大的特征。

结束语：宁东地区铀矿体大多存在于层间氧化带中。掌握铀矿体的矿化特征及成矿规律，对后期详查设计以及找矿方向都具有非常重要的作用。

参考文献：

[1] 王有平、李秀花等 宁夏宁东地区铀矿资源远景调查2013年度总结报告 2013.1

[2] 沈社强、王有平等 宁夏宁东地区铀矿资源远景调查2014年度总结报告 2014.12

[3] 魏观辉、高立宝等 层间氧化带型砂岩铀矿成矿与找矿的思考 铀矿地质 2003.1

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