二連盆地馬尼特坳陷鈾成礦地質條件分析

楊崇根

（東華理工大學，江西 南昌 330013）

1 概述

隨著綠色、可持續發展理念的提出和傳統能源帶來的環境壓力，我國對清潔能源的需求日益增加，盡可能地尋找和開發利用清潔能源成了首要解決的難題，因此，進一步加大鈾礦勘查力度，推進鈾礦資源開發，快速擴大核電事業在我國電力行業的占比成為了一項迫在眉睫的工作。砂巖型鈾礦具有單礦藏資源儲量大、對環境污染小等優點，同時開采成本相對較低，已在當前世界鈾礦勘查中占主導地位。二連盆地馬尼特坳陷近年來經過大量的研究與開發，已經發現了諸多鈾礦床和鈾礦點。分析總結該地區的鈾成礦地質條件，對進一步找礦和建立成礦模式都具有重要意義。

2 地質概況

馬尼特坳陷是二連盆地的一個大型次級坳陷，位于二連盆地東北部，夾持于其北西向的巴音寶力格隆起和南東向的蘇尼特隆起之間，呈北東向展布，面積約1.4 萬km2。坳陷基底構成及形態比較復雜,地勢凹凸起伏明顯，共劃分為9 個凹陷和4 個凸起，各凹陷基底埋深一般為800～2800m,凸起區基底埋深相對較淺，在200～800m 之間,主要由古生界變質巖、中下侏羅統碎屑巖、火山巖以及海西、印支、燕山多期構造運動中形成的中基性-酸性巖漿巖構成[1]。蓋層主要由中新生代沉積層發育而來，包括晚中生代白堊系下統巴彥花群、白堊系上統二連組、新生代古近系伊爾丁曼哈組、新近系中新統通古爾組和上新統寶格達烏拉組及第四系碎屑巖系，其中位于巴彥花群中的賽漢組是主要含礦層位。

3 鈾成礦地質條件

3.1 沉積構造演化條件

古生代末，受太平洋板塊與亞歐板塊相互擠壓的應力作用，古亞洲洋消亡，陸地抬升[2]，二連盆地從此進入陸相盆地演化階段，同時形成了五坳夾一隆的構造格局及線性褶皺基底雛形，馬尼特坳陷也在此基礎上形成，為后期物質的沉積提供了容納空間。中生代，盆地受印支構造運動的影響強烈，馬尼特坳陷不穩定邊緣斷距不同程度加大，差異的升降形成了大規模的斜坡帶，這對后期物質的沉積和氧化帶的發育十分有利。白堊世是該地區的主沉積階段，也是坳陷發展的鼎盛時期，在該階段發育了騰格爾組、賽漢組和二連組地層。在騰格爾期坳陷內發育了眾多NE 向的基底斷裂，以拉張走滑斷裂為主，控制了坳陷的邊界，使整個坳陷夾持于三條NE 向斷裂之內，這對后期的地下熱流體上涌提供了通道。賽漢早期構造活動減弱，在斷陷的邊部、緩坡地帶發育了沖積扇、辮狀河及三角洲沉積體系，坳陷中心沉積環境相對穩定，形成了以淺湖及沼澤相為主的褐煤層和灰黑色泥巖，是鈾成礦的有利相帶。早白堊世末期，盆地構造體制發生反轉，使得早白堊世甚至早中侏羅世地層發生壓縮扭斷和隆升剝蝕，地表中的含氧、含鈾水直接沿賽漢組向下滲入富集[3]。賽漢晚期，斷裂構造活動基本停止，馬尼特坳陷進入穩定的坳陷發展期，在坳陷地勢低洼處形成了古河道，構成了找礦有利的場所。

在賽漢組沉積后的晚白堊世末-古新世，受太平板塊俯沖以及印度板塊與歐亞板塊碰撞疊加應力的影響，馬尼特凹陷形成了一系列的壓性、壓扭性反轉構造，造成白堊紀地層，特別是賽漢組遭受強烈的風化剝蝕和淋濾，形成大面積有利于鈾成礦的構造天窗和潛水－層間氧化帶，從而廣泛發育層間氧化帶和鈾成礦用[4]。

3.2 地層條件

二連盆地主要的賦礦層位為賽汗組，分為上下兩段。馬尼特坳陷西部的白音芒來—那仁寶力格地塊主要分布賽漢組上段(K1s2)地層，由辮狀河沉積體系和辮狀河三角洲沉積體系組成，發育一套黃色、灰色、灰白色中粗砂巖、砂質礫巖、含礫砂巖、砂巖夾泥巖，砂體厚度在10～200m 之間,通常由3～5 個正韻律組成，每個韻律層的頂部泥巖、粉砂巖通常缺失或很薄，致使砂體連通性好，構成地下水良好的運移通道和儲鈾空間[5]。灰色砂體中有機質及黃鐵礦發育，為成礦提供了有利的還原介質。賽漢組下段(K1s1)在區域內分布較廣，主要發育辮狀河三角洲-湖沼沉積體系，巖性以灰色、灰黑色、黑色泥巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖夾砂巖為主，部分區域可見灰綠色泥巖。湖盆沼澤化形成褐煤層，因此煤層較為發育，為穩定陸相環境沉積的產物。該層位構成了賽汗組上段砂體的區域隔水層，同時層內的褐煤、炭屑等有機質為后期鈾成礦提供了間接的還原劑。

3.3 鈾源條件

馬尼特坳陷蝕源區主要為兩側的隆起帶，北西側的巴音寶力格隆起和南東側的蘇尼特隆起。隆起區內廣泛分布著元古界、上古生界和海西期的中酸性侵入巖以及上侏羅統中酸性火成巖。上元古界溫都爾廟群巖體鈾背景值較高，其中的云母石英巖、片巖鈾含量達（2.6～5.8）×10-6，海西期花崗巖鈾含量（2.2～5.4）×10-6，鈾源豐富[6]。在盆地發展過程中，隆起區長期高于侵蝕基準面，受到嚴重的風化剝蝕，隨著大氣降水，風化產物中的鈾大部分被水溶解、部分保留著碎屑形式搬運到盆地。在同生沉積階段，通過陸解作用和各種生物、化學作用，植物碎屑等這些腐殖類有機質和黏土礦物從還原性水介質中萃取鈾[7]，經過一系列的成巖作用后鈾進一步富集從而形成鈾礦。

3.4 氧化帶分析

鈾成礦與氧化帶關系密切，馬尼特坳陷賽汗組上段、賽汗組下段及伊爾丁曼哈組原生砂體在沉積后均發生了潛水—層間氧化作用，被氧化的砂體通常呈黃色、灰黃色。根據黃色氧化砂體與灰色微氧化砂體的配置關系，在平面上劃分出氧化帶、氧化—還原過渡帶、還原帶。河谷上游的白音芒來和巴潤地段氧化作用強烈，在河道邊幫形成完全氧化帶，并包圍河道中部的氧化-還原過渡帶，向南東方向氧化作用逐漸，最終形成還原帶。其中氧化-還原過渡帶長約34km,寬1～6km,面積分布較大。鈾成礦主要發生在氧化-過度帶中，受氧化帶前鋒控制。該區域氧化帶沿著河谷呈舌型氧化，形成了大面積的氧化-還原過渡帶，表明該區域氧化帶有利于鈾成礦。

4 結論

馬尼特坳陷在沉積構造演化時期經歷多次構造反轉和抬升剝蝕，積累了大量的富鈾砂體和有機質，并發育有多條基底斷裂為后期熱流體涌入及改造成礦提供了有利條件；蝕源區鈾源豐富，賽漢組上段砂體通透性良好，下段發育大量的有機質和煤層是鈾成礦重要的還原介質，同時賽漢組下段的煤層與賽漢組上段頂部的泥巖共同構成了砂體的隔水頂底板，形成“泥-砂-泥”是鈾成礦十分有利的建造；區內氧化還原條件好，發育大規模的潛水-層間氧化層和氧化-還原過渡帶，具有良好的成礦前景。