煤田資料“二次開發”在二連盆地鈾礦找礦前景分析中的應用

楊彪，陳中山

1. 河北省煤田地質局，河北石家莊050085；2. 河北省煤田地質局物測地質隊，河北邢臺054000

0 引言

二連盆地鈾礦勘查起步于20世紀80年代，20世紀80年代—90年代初主要是通過尋找物化探異常，以就點找點的方式來尋找礦床，期間在二連盆地開展了放射性測量等工作。在盆地周邊蝕源區及盆地內發現了大量的異常點、異常帶和異常暈，并對這些異常點、帶、暈開展了地表揭露和評價，最后選擇了礦化較好的點進行深部揭露工作。相繼開展了區域性編圖預測、成礦理論研究、調查評價、放射性測量和重點地段勘查等工作。近25年來，二連盆地找到了一批規模可觀、可用地浸方法開采的砂巖型鈾礦床[1-4]。不僅發現了規模較大的鈾資源儲量，而且還存在“同盆地多類型”鈾礦床[5]。

2005年左右，煤田地質系統的勘探隊伍在二連盆地開展了多個勘查區煤田綜合勘查工作，勘查區整體屬于二連盆地群中部，二連盆地群為含煤盆地，主要礦產為煤，少量盆地中有鈾礦化，并已發現了數個鈾礦床（或鈾礦產地），個別盆地的煤層中伴生有鎵、鍺，在隆起部位有金屬礦產。本文以以往煤田勘查區為研究區，對其鈾礦找礦前景進行了分析，為今后鈾資源調查評價提供了方向。

1 區域地質背景

二連盆地位于內蒙古中北部邊陲，是內蒙古的三大鈾礦盆地之一。二連盆地群由5個坳陷區和5個隆起區組成，東以大興安嶺隆起區為界，西至寶音圖隆起，北始于巴音寶力格隆起（中蒙邊界），南止于溫都爾廟隆起（陰山北坡），盆地群中部的蘇尼特隆起將5個坳陷分成東西兩帶，位于東帶的為烏尼特坳陷、騰格爾坳陷，位于西帶的為馬尼特坳陷、烏蘭察布坳陷和川井坳陷。

二連盆地群已發現了數個大中型—超大型沉積型鈾礦床和數處鈾礦產地。二連盆地群鈾礦（礦點、礦產地）眾多，多個地層為礦化賦存層位，多種巖性含礦，礦床（礦點、礦產地）成因類型較多。礦化賦存層位、含礦巖性、成因、環境等特征見表1。

表1 二連盆地群鈾礦主要特征簡表Table 1 A brief list of the main characteristics of uranium deposits in Erlian Basin Group

研究區大地構造位置同處于內蒙古地槽褶皺系（Ⅱ）、蘇尼特右旗晚華力西地槽褶皺帶（Ⅱ4）、二連坳陷（Ⅱ24）二連盆地群中眾多含煤盆地之一。研究區一位于蘇尼特隆起南西部、騰格爾坳陷北部，研究區二位于馬尼特坳陷中南部邊緣地帶。見圖1。

圖1 二連盆地地質略圖Fig.1 Geology sketch of Erlian Basin

2 以往鈾礦勘查進展

2.1 區域性編圖預測、成礦理論研究

在二連盆地開展了比較系統的1∶50萬鈾成礦地質條件研究及編圖、鈾成礦水文地質條件研究及編圖、鈾成礦構造物探研究及編圖。除馬尼特坳陷外，其它各坳陷均進行了1∶25萬的各類研究及編圖。通過編圖和研究，預測了一批有成礦前景的地區，包括川井坳陷的白音查干凹陷、烏蘭察布坳陷北西緣、騰格爾坳陷北緣等。相關工作預測了成礦遠景及成礦潛力[6-11]，為二連盆地開展找鈾礦工作指明了方向。

2.2 調查評價、放射性測量

調查評價大致分為放射性方法就點找礦、層間氧化帶模式找礦和古河谷型找礦等三個階段。其中中國核工業地質局加大了項目投入力度，發現了一批鈾礦整裝勘查區。在二連盆地騰格爾坳陷南緣、賽漢塔拉凹陷及巴音寶力格隆起上的巴音毛都、準巴彥塔拉和烏里雅斯太凹陷開展1∶25萬鈾資源評價，工作主要集中在巴音塔拉凹陷和寶格都烏拉凹陷，發現了巴音塔拉礦點[10-11]。此外，盆地放射性測量已完成了1∶20萬航空測量全覆蓋。但放射性測量對指導深部找礦工作還存在明顯不足[12]。

2.3 重點地段勘查等工作

二連浩特-東烏旗地區開展1∶5萬航空物探綜合勘查，發現了大量伽馬能譜異常。巴賽齊地區是21世紀以來二連盆地開展古河谷砂巖型鈾礦找礦的重點地段。復雜的砂體成因造成了古河谷總體控制程度較差[13]。

3 研究區鈾礦成礦分析判據

3.1 以往地質成果分析

二連盆地群已探明礦產資源有鈾、煤和石油。其中在努和廷超大型鈾礦床、蘇崩中型鈾礦床發現大型礦產地3處（巴彥烏拉、賽漢高畢、道爾蘇）。研究區西部巴彥烏拉地區為鈾礦整裝勘查區，目前已經在大磨拐河組上段控制長150 km，寬3~15 km，埋深100~200 m的北東向砂帶。在砂帶上疊加有潛水-層間氧化帶及層間氧化帶，氧化帶前鋒線沿古河谷方向發育，長70 km，發現了巴彥烏拉礦產地，圈出找礦靶區若干片，推測本研究區具有很大的找礦潛力。

3.2 煤田資料分析

以往煤田勘查區屬于二連含煤盆地群，含煤盆地（群）經過長時間穩定的沉積演化，其間又有短期的沉積間斷，具備沉積型鈾礦形成的地質條件。從區域上來看，二連盆地群中發現了多處沉積型大中型鈾礦或鈾礦產地。該區多個地層為礦化賦存層位，多種巖性含礦。研究區煤田勘查鉆孔測井資料顯示，在白堊系巴彥花組（K1b）上部地層中存在鈾礦化及放射性異常，且分布范圍較廣。

自然伽馬是巖石自然放射性的指示，利用自然伽馬曲線的幅度、形態組合等顯示確定物性是測井資料分析解釋的重要內容[14]。研究區自然伽瑪測井資料顯示放射性強度大于3.5 PA/kg的鉆孔為17個，異常地層厚度一般為0.5~1.2 m，最厚可達4 m。其中放射性強度大于7 PA/kg的鉆孔為9個，最高可達27.53 PA/kg。詳見表2。研究區鈾異常礦化總的特點為異常礦化層賦存層位單一、集中，空間分布面積較大，總體有利于成礦，預示該地區鈾資源遠景豐富。

表2 研究區放射性異常統計表Table 2 Study area statistical table of radioactive anomaly

據煤田鉆孔勘查資料，鈾異常礦化分布范圍廣、控礦因素明顯，礦化穩定、連續性較好。礦化埋藏淺，鈾礦資源易于開采利用。

3.3 有利的地質構造背景

研究區一位于蘇尼特隆起南西部、騰格爾坳陷北部，研究區二位于馬尼特坳陷中南部邊緣地帶，有利于鈾源的匯聚與富集。尤其在新構造運動的影響下，由于負向單元的進一步下陷，為承壓水系統的形成及礦體的保護創造了有利條件。

3.4 巖性巖相條件

研究區含煤地層和第三系巖性主要為泥巖、粉砂巖、煤層、砂巖及炭質泥巖等，從沉積環境及巖性方面分析，存在泥—砂—泥結構。白堊系下統巴彥花組可作為區域上尋找層間氧化帶型鈾礦的目的層。

3.5 盆地內水動力及水化學條件

研究區地下水主要來源于北東部低山丘陵區地下徑流補給和大氣降水垂直入滲補給，而后匯集低洼地帶與河谷中，由北東向南西排出區外。盆地內第三系紅色泥巖和巴彥花組中段灰黑色泥巖，其厚度較大而且分布穩定，構成了隔水層。

3.6 后生改造條件

二連盆地群東部蘇尼特隆起與騰格爾坳陷交界地帶和馬尼特坳陷廣泛存在后生氧化現象。巴彥花組廣泛存在黃灰色砂巖、砂質泥巖、泥巖，后生氧化現象很強烈。

3.7 氣候條件

研究區盆地古氣候：巴彥花組為溫暖潮濕，第三、第四系為干旱半干旱。該地區從古氣候條件分析，具備形成砂巖鈾煤型鈾礦條件。

3.8 鈾源條件

盆地基底及蝕源區有大面積的華力西期—燕山期富鈾花崗巖體，元古界、二疊系、侏羅系中均有大量的富鈾酸性火山巖，為鈾成礦提供了充分的物質來源。具備形成砂巖鈾煤型鈾礦條件。

3.9 儲礦部位條件

研究區一處于靠近二連盆地群騰格爾坳陷北部邊緣一個北西—南東向斜部位，地層產狀呈向內傾斜，角度一般小于10°。研究區二位于馬尼特坳陷中南部邊緣斜坡帶，地層傾角角度一般小于10°。雖然斜坡度不大，但地下水仍然沿透水砂巖層向盆地中心滲透流動，容易形成層間氧化帶砂巖型鈾礦。本區找礦目的層為巴彥花組地層，該組地層為河流、湖沼交互相沉積，有利于鈾的遷移富集。

研究區具有優越的泥巖型鈾礦床和砂巖型鈾礦床成礦地質條件。區內分布有大面積的富鈾花崗巖基底，是盆地內鈾成礦作用的重要鈾源提供者[15]。目的層下白堊統巴彥花組以河流相沉積為主，砂體富含還原劑，為古河谷型鈾礦成礦作用奠定了成礦條件。巴彥花組沉積期后，區域內出現了多個沉積間斷，并伴有長期的干旱氣候環境，使本區目的層遭受了較強的氧化作用，多個地區形成了潛水—層間氧化帶，在部分地區目的層還受到了來自地層深部的油氣還原作用，增加了還原強度，有利于鈾的富集。

4 研究區找礦前景和找礦方向

二連盆地存在構造活動的多期性和差異性，區域上找礦方向從未成為“統一”性盆地[16]，也就限制了該盆地總體成礦潛力。二連盆地周邊即使有豐富的鈾源作為補充，也很難形成大型砂巖型鈾礦床，但沉積建造和后生改造等條件決定了巴彥花組的鈾成礦可行性。通過對煤田鉆孔資料“二次開發”，依據鈾礦成礦分析，結合構造-沉積演化等條件，作者認為蘇尼特隆起南西部、騰格爾坳陷北部和馬尼特坳陷中南部邊緣地帶是二連盆地鈾礦最具有找礦前景的地區。

5 結論與建議

（1）二連盆地白堊系下統巴彥花組是該地區主要的含煤、鈾地層，是尋找砂巖型鈾礦的主要目的層。

（2）研究區具有優越的泥巖型鈾礦床和砂巖型鈾礦床成礦地質條件。區內大面積的富鈾花崗巖體，是盆地內鈾成礦作用的重要鈾源提供者，為古河谷型鈾礦成礦作用奠定了成礦條件。

（3）研究區為沉積型盆地，其面積廣、厚度大，目的層明確，蝕源區面積大，鈾源條件好，有成礦顯示。在本區煤田勘查鉆孔中已發現了較好的鈾礦化鉆孔，按照煤鈾兼探、以煤找鈾的找礦方針，有必要在該地區投入工作量，對鈾資源進行核查驗證。

（4）通過對研究區以往煤田勘查資料的綜合研究，以鉆孔放射性測井自然伽馬異常為主線，結合異常和煤層分布地質體特征，可圈定出找礦靶區，提出具有找礦潛力的遠景預測區，為今后鈾礦資源的勘查工作規劃、礦產地質調查部署提供重要依據。

（5）二連盆地結構復雜，鈾礦找礦難度較大，找礦工作相對嚴峻，建議把握泥巖-砂巖-泥巖結構這一關鍵因素，對以往煤田鉆孔資料進行“二次開發”。在加強古河谷及沉積成巖型鈾礦找礦的同時，應側向新層位、新類型的探索，戰略遠景區要加強富鈾巖體附近和構造適中的區域研究工作。