二連盆地賽漢高畢地區砂巖型鈾礦賦存狀態研究*

胡珺珺，聶逢君，鄧居智，康世虎

(1．東華理工大學核資源與環境教育部重點實驗室， 江西南昌 330013;2．核工業地質局二〇八大隊， 內蒙古包頭市 014010)

二連盆地賽漢高畢地區砂巖型鈾礦賦存狀態研究*

胡珺珺1，聶逢君1，鄧居智1，康世虎2

(1．東華理工大學核資源與環境教育部重點實驗室， 江西南昌 330013;2．核工業地質局二〇八大隊， 內蒙古包頭市 014010)

二連盆地賽漢高畢地區是新近突破的砂巖型鈾礦成礦區域，詳細研究該礦區礦體中鈾礦物的賦存狀態，對研究區砂巖型鈾礦的選冶具有重要意義。賽漢高畢地區含礦層位為早白堊世賽漢組，賦礦巖石為灰色粉砂－細砂巖、灰色中－細砂巖、黃色中－細砂巖。利用電子探針分析技術，對研究區含礦砂巖進行了詳細分析，結果顯示，鈾礦物主要為瀝青鈾礦、鈾石、菱鈣鈾礦。鈾礦化與黃鐵礦、鈦鐵礦、石英、長石、有機質等密切共生。

二連盆地;砂巖型鈾礦;賦存狀態

1 盆地地質概況

二連盆地的大地構造位置屬于蒙古一興安裂谷系中部，是中生代后期在海西褶皺基底和侏羅系殘留盆地基礎上，經正向斷層強烈拉伸、裂陷而形成的一群中、小型盆地群的組合(焦貴浩等，2003)。北西以加里東－海西期巴音寶力格隆起為界，南界為加里東期的溫都爾廟隆起，東界為燕山中期的大興安嶺隆起，西界為狼山隆起。二連盆地一級構造劃分為北部斷陷帶、中央隆起帶和南部斷陷帶。二級構造劃分為5個坳陷和1個隆起，即蘇尼特隆起(屬中央隆起帶)，馬尼特坳陷、烏蘭察布坳陷和川井坳陷(屬北部斷陷帶)，騰格爾坳陷和烏尼特坳陷(屬南部坳陷帶)。

1980年代，在二連盆地開展了詳細的鈾礦地質工作，目前盆地內已經探明控制了賽漢高畢礦床、巴彥烏拉礦區、努和廷礦床、蘇崩礦床、腦木根礦床和川井礦床。本研究的重點選擇在賽漢高畢地區，是二連盆地新近突破的砂巖型鈾礦成礦區域，位于二連盆地中部的烏蘭察布坳陷二級構造單元。賽漢高畢礦床為自SW向NE方向低彎度的曲流河，河道中的沉積物粒度相對較細，河流體系中泛濫平原微相發育。通過古地磁［1］、孢粉［2］和鉆孔等綜合分析研究，賽漢高畢地區賦礦層位均屬于下白堊世賽漢組(K1bs)，研究區的隱伏隆起及SE方向的蘇尼特隆起是該礦區的主要鈾源體［3］，因此探討賽漢高畢礦區鈾礦賦存狀態對該礦區選冶具有重要的參考價值。

2 取樣位置及測試方法

本項研究的含鈾礦樣品均采自賽漢高畢地區工業鉆孔中含礦層段，取自SZK8－24－1孔129．0 m處灰色細砂巖和SZK3－16孔148．5 m處灰黑色粗砂巖。巖性為灰綠色細砂巖、灰色含礫粗砂巖、黃色和黃褐色中砂巖。

所有測試工作都是在東華理工大學核資源與環境教育部重點實驗室測試完成，樣品經鍍碳處理之后，在Inca ENERGY能譜和JXA－8100電子探針上分析測試，其中實驗條件為:加速電壓15．0 kV，探針速流1．00E －11 A，束斑大小1 μm。

3 鈾礦賦存狀態

通過電子探針分析可知，賽漢高畢地區鈾礦物類型主要有瀝青鈾礦、鈾石和菱鈣鈾礦。各鈾礦物類型及其電子探針分析結果見表1。電子探針背散射圖像見圖1。

(1)瀝青鈾礦。本次研究在SZK8－24－1孔中可見瀝青鈾礦。瀝青鈾礦的顆粒均較小，只有1－n μm(圖1(E))。瀝青鈾礦主要與炭化植物碎屑共生，電子探針分析顯示礦物本身的化學成分主要為 UO284．84%，CaO 2．29%，其中 UO2含量很高，測試分析幾乎沒有受到共生礦物的影響。在取自SZK63－32的SH－80，SZK3－14的SH－05－06－1 2個樣品中皆發現了瀝青鈾礦［4］，瀝青鈾礦與有機質、白鐵礦緊密共生，瀝青鈾礦交代充填在有機質胞腔內。

表1 賽汗高畢地區鈾的單礦物類型與電子探針分析結果

圖1 賽漢高畢地區鈾礦物與其它礦物共生關系的電子探針背散射電子像

(2)鈾石。普通顯微鏡下難以區分鈾石和瀝青鈾礦，利用電子探針成分測試結果，再根據UO2和干擾雜質的含量，確定產于石英和長石的空隙中鈾礦物為鈾石，鈾石主要生長在石英等硅酸鹽礦物的空隙中，故分析數據中SiO2有一定的含量。單個鈾石晶體細小，粒狀，＜1 μm，集合體呈團塊狀。在賽漢高畢地區的SZK8－24－1(129．0 m)孔有出露，顆粒約6 μm左右，且鈾石主要產出于石英的縫隙中(圖1(F))，礦物中含有一定量的Th和硅酸鹽，因為鈾石產于石英中，所以硅酸鹽的測試結果相差很大，可能受石英的影響。

(3)菱鈣鈾礦。以前的研究認為，賽漢高畢地區的主要鈾礦物是鈾的磷酸鹽礦物，而本次研究發現了鈾的碳酸鹽礦物，可能是本區的重要鈾礦物之一。在SZK3－16鉆孔中發現了大量的鈾的碳酸鹽礦物，該鈾礦物個體較小，但富集共生集合體較大，個別的可在10 μm以上(圖1(C)、(D))，鏡下為不透明礦物，常產出于石英和長石的空隙中，電子探針分析顯示有硅的存在，但整體特征表明，UO2遠遠大于CaO，通過對比鈾礦石和非薄片空白區碳峰的強度來初步判別所測礦物是否含碳，經測定，本區鈾礦物中碳峰的強度大概是空白區碳峰的2倍。另外，因為鈾礦物中水不能測出，所以本區電子探針分析結果的總量在56．76% ～76．76%之間(見表1)，符合菱鈣鈾礦的成分特征，因此將該區鈾的碳酸鹽礦物定名為菱鈣鈾礦。

鈾礦物化學成分的電子探針分析結果見表1中的樣品號6，其中前6個點檢測的是長石和石英中的鈾礦物，而第7個點檢測的是與黃鐵礦、鈦鐵礦共生的鈾礦物，所以第7個點顯示Fe和S的含量均較高，而Si的含量低，且Th的含量也與其它幾個礦物的不同，該礦物的前6個點的主要成分分析顯示，UO2在29．56% ～42．38%，CaO 在5．13% ～18．29%。多數測點均檢出Si，可能是鈾礦物分布在石英和長石的空隙中，分析時因硅酸鹽礦物干擾引起的，而不是礦物本身的成分。對比第7個點的分析，7號點

Si的含量很低，僅1．9%，主要是因為鈾礦物共生處硅酸鹽較少，不足以影響分析結果，而Fe和S的含量高出前6個點很多，也說明了這點。除第7個點外，檢測中稀土和Th的含量均很低，排除了類質同像的可能。檢測的其它氧化物的含量也多與共生礦物的干擾有關，所以該礦物本身的化學成分應只有UO2和CaO。綜合以上的分析，該礦物有一定含量的CO2和H2O，從測試數據看，分析結果的總量為56．76% ～76．76%。

4 結論

賽漢高畢地區的鈾礦化主要產出于賽漢組底部的灰色粉砂、細砂巖中，其上下多為灰綠－灰黑色的含泥細砂－中砂巖，富鈾礦石是細砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖、砂質泥巖等。電子探針分析顯示，鈾礦物主要為瀝青鈾礦、鈾石和菱鈣鈾礦，其中瀝青鈾礦主要與有機質共生，鈾石主要出露于石英顆粒的空隙中，菱鈣鈾礦則廣泛分布于石英、長石等的后期裂隙中。

致謝:野外地質調查研究與樣品采集工作得到了核工業二〇八大隊部分同仁的大力支持，在此深表謝意!

［1］ 聶逢君，陳安平，胡青華，等．內蒙古二連盆地早白堊世砂巖型鈾礦含礦目的層時代探討［J］．地層學雜志，2007，31(3):272－279．

［2］ 凡秀君，聶逢君，陳益平，等．二連盆地巴彥烏拉地區砂巖型鈾礦含礦地層時代與古地理環境探討［J］．鈾礦地質，2008，24(3):150－154．

［3］ 毛孟才．準巴彥塔拉盆地鈾成礦條件及找礦前景分析［J］．鈾礦地質，2003，19(1):16 －20．

［4］ 范 光，秦明寬，申科峰，等．12082砂巖型鈾礦床中鈾礦物的電子探針研究［J］．電子顯微學報，2006，25(S):301 －302．

國家自然科學基金資助項目(40972067)．

2010－12－06)

胡珺珺(1985－)，女，江西德安人，碩士研究生，從事砂巖型鈾礦地質學研究，Email:yzbqw@126．com。