酒東盆地車場(chǎng)泉鈾礦床地質(zhì)特征及成因探討

李建軍

（陜西省核工業(yè)地質(zhì)局211大隊(duì)，陜西 西安710024）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

圖1 盆地大地構(gòu)造位置圖

車場(chǎng)泉鈾礦床位于酒東盆地東北緣[1]，祁連褶皺系北祁連加里東褶皺帶北緣與華北板塊阿拉善地塊西南緣之過渡帶上(圖1)。酒東盆地是酒泉盆地的主要部分，盆地地層由基底及蓋層兩大部分組成[2]。盆地北部基底由震旦系云母石英片巖、變粒巖，結(jié)晶灰?guī)r，硅化灰?guī)r夾后期酸性巖脈及古老結(jié)晶花崗片麻巖及海西花崗巖組成；盆地南部基底由北祁連灰?guī)r、板巖、千枚板巖、變砂巖組成。盆地蓋層由上三疊統(tǒng)(T3)，新近系白楊河組（N1b），震旦系中深變質(zhì)巖系、海西期花崗巖及北東部侏羅系鈾背景值較高，是該區(qū)主要鈾源層，下白堊統(tǒng)新民堡群第一巖組上段是主要賦礦層位。

2 地質(zhì)特征

2.1 地層、構(gòu)造、巖漿巖

礦區(qū)地層整體呈近東西向，地層平緩，傾角一般5—21°的單斜層。主要目的層為新民堡群第一巖組上段、次為第一巖組下段，鈾背景值一般：0.02×10-4—10.5×10-4，平均 1.12×10-4。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主，褶皺構(gòu)造次之[3]。褶皺構(gòu)造總體表現(xiàn)為一些軸向北東向的寬緩向斜褶皺，受北東向斷裂控制，是張扭性斷裂構(gòu)造擠壓牽引的結(jié)果。斷裂構(gòu)造主要表現(xiàn)為北西西—北西向、北北東—北東向，前者將東北斜坡帶分為北部抬升帶、中部次抬升帶、南部下降帶。中部次抬升帶又可進(jìn)一步分為4個(gè)抬升斷塊，3個(gè)下降斷塊，礦區(qū)處于被切割成若干菱形塊段。

2.2 巖性巖相

在盆地邊緣主要發(fā)育沖積扇相—扇三角洲相沉積、辮狀河流相、局部出現(xiàn)湖泊相，而扇三角洲相是成礦有利巖相。巖性以灰綠色、灰白色礫巖，砂質(zhì)礫巖為主，次為中—細(xì)砂巖，局部出現(xiàn)灰綠色、紫紅色及淺棕色泥質(zhì)粉砂巖、泥巖等，具有多個(gè)個(gè)正韻律疊置或倒韻律，顯示構(gòu)造活動(dòng)逐步減弱。

2.3 氧化帶

氧化帶在礦區(qū)發(fā)育比較廣泛，分為三種，潛水氧化帶：傾向埋深一般0.0—2.46m，厚度一般6.8—2.46m，平均9.3m，巖性為泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖、粗砂巖及含礫粗砂巖。潛水—層間過渡氧化帶：傾向埋深16.5m，厚度10.55m，巖性為灰綠色細(xì)砂巖。層間氧化帶：傾向埋深17—237m，厚度1—6.7m，平均3.83m巖性為灰綠色、灰白色細(xì)砂巖。與鈾礦化關(guān)系密切的主要為前兩者。

2.4 砂體特征

根據(jù)沉積旋回，從下而上劃分為九套含礦砂體，為ST1—ST9，其中ST7、ST8為工作區(qū)的主要含礦砂體，主要分布于新民堡群第一巖組上段，一般傾向埋深6.8—237m，厚度10.6—57.1m，平均26.8m，巖性為細(xì)砂巖—細(xì)礫巖，砂泥比一般0.75—5.93：1，平均2.51：1，礦體品位一般為 0.6773—5.2555×10-4， 平均為 3.9352×10-4， 平米鈾量一般為0.06—10.098kg/m2，平均 1.7882kg/m2。

2.5 地球化學(xué)特征

2.5.1 化學(xué)成分

巖石主要是灰色、淺灰色、深灰色、灰黑色含炭屑細(xì)砂巖、粗砂巖及含炭泥質(zhì)粉砂巖，以細(xì)砂巖為主。鈾礦石化學(xué)成分（見表1）。從表可知：Si02一般57.62—71.15%，平均 62.96%，Ai203一般 10.82—14.18%，平均12.54%，燒失量一般4.84—20.40%，平均10.22%，其余含量較低，該礦石屬低硅酸鹽型。

2.5.2 U/Th及特征元素

礦區(qū)不同鈾礦化體的U、Th及特征元素分析結(jié)果表明：①區(qū)內(nèi)U、Th含量與巖石粒度成反比，粒度越細(xì)，鈾、釷含量越高，鈾平均值為68.70×10-6，釷平均值為10.71×10-6。②相同巖性不同地段，有機(jī)碳（orgC）含量變化較大，照背山地段最為豐富。③C02在富礦地段含量很小，在礦化地段相比含量變化較大，反映碳酸鹽在后期沉積演化作用過程中活動(dòng)性較強(qiáng)。④H2S在西部及中部含量最豐富，而東部相對(duì)較低，反應(yīng)了西部還原容量遠(yuǎn)大于東部。⑤Fe3+/Fe2+比值西部及中部相差不大，而東部地段礦段中Fe3+含量較高。

2.5.3 微量元素

區(qū)內(nèi)微量元素化學(xué)分析結(jié)果顯示：相同巖性不同地區(qū)微量元素在淺部相對(duì)富集，而Sc、Re、Ga、則無(wú)明顯變化，而V含量在西部則明顯降低，Mo則相對(duì)富集，反映了微量元素在過渡帶及還原帶具有選擇性富集和地球化學(xué)分帶特點(diǎn)。

2.6 鈾的存在形式及價(jià)太

礦石中鈾主要呈分散吸附狀態(tài)存在，鈾分布比較均勻，主要集中于黃鐵礦、炭屑、有機(jī)質(zhì)中，礦石以六價(jià)鈾為主，顯示活性鈾比例大，而且，隨著深度加大，六價(jià)鈾含量比例有減少趨勢(shì)，反映與后生改造關(guān)系密切。

3 鈾成礦條件及礦床成因

3.1 鈾源條件

該區(qū)東北部蝕源區(qū)和基底是富鈾的花崗巖及變質(zhì)巖類，巖體內(nèi)有多處鈾礦化點(diǎn)和異常點(diǎn)，基底經(jīng)歷了長(zhǎng)期的隆起，具有較厚的風(fēng)化殼（厚110—150m），有利于鈾元素的活化遷移，為盆地沉積和鈾成礦提供了豐富的物源和鈾源。

3.2 具備鈾成礦的地層條件

車場(chǎng)泉鈾礦區(qū)主要目的層為下白堊統(tǒng)新民堡群第一巖組上段(K1xn1—2)。背景值較高，巖性為以淺褐黃色、灰色、灰綠色為主的細(xì)碎屑巖建造，含有機(jī)質(zhì)、含炭屑和黃鐵礦等，具備后生成礦必須的還原條件。

3.3 有利的構(gòu)造條件

車場(chǎng)泉鈾礦位于酒東盆地次級(jí)構(gòu)造單元—北部單斜構(gòu)造帶，總體構(gòu)造為一向南西傾斜的單斜層，屬于自流水單斜盆地的逕流，補(bǔ)給區(qū)為北部的富鈾的花崗巖體，排泄源為盆地中部的黑河，因此區(qū)內(nèi)具備形成層間氧化帶型砂巖鈾礦成礦構(gòu)造環(huán)境。

3.4 古氣候條件

酒東盆地早白堊世早期氣候?yàn)榘敫蔁幔噪s紅色碎屑巖沉積為主。早白堊世中期，氣候環(huán)境轉(zhuǎn)為溫濕，以湖泊沉積為主。早白堊世晚期，氣候干旱炎熱紅色粗碎屑巖建造。氣候由干旱—半干旱—溫濕—干旱氣候的轉(zhuǎn)變，下白堊統(tǒng)地層中發(fā)育有一定厚度的灰色碎屑巖建造，而且盆地后期新構(gòu)造改造相對(duì)較弱，有利于氧化作用和鈾的富集，有利于潛水—層間氧化帶發(fā)育。

3.5 水動(dòng)力及水文地球化學(xué)條件

3.5.1 水動(dòng)力條件

白堊紀(jì)后，盆地開始抬升，氣候變得干燥炎熱，為含鈾含氧地下水的補(bǔ)給、逕流和排泄提供了有利的水動(dòng)力環(huán)境。

3.5.2 水文地球化學(xué)條件

車場(chǎng)泉鈾礦區(qū)含水層主要為下白堊統(tǒng)及第四系。地下水主要來之于大氣降水、基巖裂隙水、碎屑巖裂隙孔隙水和松散巖類孔隙水等。

1）補(bǔ)給區(qū)：分布于北部的中、低山及丘陵地帶，降水量不大，地下水類型是基巖裂隙水，徑流條件好，水循環(huán)比較頻繁，流途短。礦化度一般在3.00—6.52g/L，最高10g/L。pH值一般在7.31—8.03，水質(zhì)類型為 SO4·Cl—Na、SO4—Na·Ca 或 SO4—Na 型。

2）徑流區(qū)：主要位于東北斜坡帶上，地下水類型是下白堊統(tǒng)的裂隙孔隙水，地下水的pH值7.52—7.92，礦化度2.17—7.92g/L，最高11.89g/L。 水質(zhì)類型以 SO4·Cl—Na 或 Cl·SO4—Mg·Na 型。

3）排泄區(qū)：位于黑河及黑河北側(cè)的河谷平原地區(qū)，地下水水位埋深較淺在 8—35m，pH 值 7.31—8.03 之間。 水質(zhì)類型為 SO4·HCO3—Mg·Na或 SO4·HCO3—Mg·Na·Ca 型。 礦化度 1.44—2.3g/L 之間，最高 7g/L。

3.6 穩(wěn)定的地層結(jié)構(gòu)和砂體條件

區(qū)內(nèi)地層既具有穩(wěn)定的泥—砂—泥結(jié)構(gòu)，砂泥比2.51：1。盆地基底為一相對(duì)隔水層，其上的礫巖、砂巖、細(xì)砂巖、含碳泥質(zhì)粉砂巖等其透水性并不完全一致。地下水的排泄窗為南部的黑河，近乎平行于地層走向，對(duì)層間氧化帶發(fā)育十分有利。

3.7 有利的巖性巖相條件

礦區(qū)自蝕源區(qū)到盆地中心方向分別為沖積扇→扇三角洲→辮狀河流→淺湖相。以扇三角洲相為主，巖性以含碳細(xì)砂巖為主，次為砂礫巖，砂體中富含有機(jī)質(zhì)炭屑和黃鐵礦等還原物質(zhì)，具備鈾成礦有利的巖性巖相條件。

3.8 后生改造氧化作用明顯，鈾礦化顯示良好

區(qū)內(nèi)主要目的層廣泛發(fā)育后生改造作用，可見碳酸鹽化，黃鐵礦化，褐鐵礦化。主要表現(xiàn)為潛水氧化、潛水—層間過渡氧化及層間氧化等形式，特別是以潛水氧化作用最為發(fā)育，與礦化最為密切。

3.9 油氣作用的存在對(duì)鈾的成礦起著還原障的作用

盆地南部有油氣或油浸砂巖顯露，反映盆地中存在有后生還原作用的可能，油氣對(duì)目的層砂體的還原作用，促進(jìn)了還原障的形成和氧化帶及過渡帶的二次還原，為含鈾含氧水在運(yùn)移過程中的沉淀富集起著重要的還原劑作用。

3.10 礦床成因的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

1）盆地北部蝕源區(qū)及基底花崗巖為該區(qū)鈾成礦提供了豐富物源。

2）具備有利的水動(dòng)力及水文地球化學(xué)環(huán)境。

3）受層位控制，鈾礦化主要分布于下白堊統(tǒng)新民堡群第一巖組上段，次為第一巖組下段。

4）鈾礦化嚴(yán)格受巖相—巖性控制，最有利巖相為扇三角洲相。

5）鈾礦化受潛水氧化、潛水—層間過渡氧化及層間氧化控制，以潛水氧化型為主。

6）鈾礦化分布巖性廣泛，有泥質(zhì)粉砂巖，泥灰?guī)r，細(xì)砂巖及砂礫巖，以細(xì)砂巖為主。

7）鈾礦化與有機(jī)質(zhì)、粘土質(zhì)吸附及砂體滲透性密切相關(guān)，富礦化產(chǎn)于高滲透性、高有機(jī)質(zhì)含量的砂巖中。

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