宿亥圖地區延安組第一巖段巖石地球化學特征及其與鈾成礦關系

摘要：宿亥圖地區位于鄂爾多斯盆地北東部。中侏羅統延安組為新的鈾找礦目的層，通過施工鉆孔，發現了較好的鈾礦化信息，且礦化（異常）位置位于灰色砂體與綠色砂體接觸附近，表明該層鈾成礦與層間氧化帶具有密切聯系。該區延安組第一巖段層間氧化帶發育，鈾礦化位置位于氧化砂體上翼，結合直羅組找礦模式，分析該地區巖石地球化學特征、層間氧化帶展布特征及鈾礦（異常）化產出特征，總結該區成礦規律。通過分析對比該區灰色砂體、灰綠色砂體及綠色砂體，總結該地區巖石地球化學特征與鈾成礦關系。

關鍵詞：宿亥圖；延安組第一巖段；巖石地球化學；鈾成礦關系

1.地質背景

工作區處于鄂爾多斯中新生代盆地北部的伊盟隆起帶上。伊盟隆起北鄰河套斷陷，南接伊陜斜坡。印支運動造就了盆地由西向東、由北向南傾斜的大型斜坡帶—伊陜斜坡，并在此基礎上沉積了延安組、直羅組，前人主要工作位于直羅組穩定展布的河流相砂帶，發現較多鈾礦床及鈾礦產地。近年來在延安組第一巖段也發現較好的鈾礦化信息及鈾成礦環境，本文針對延安組第一巖段巖石地球化學特征對鈾成礦影響。

2.巖石地球化學環境特征

巖石的原生地球化學類型直接受沉積、成巖環境控制，中侏羅統延安組第一巖段不同顏色反應出不同的地球化學特征，劃分為原生、后生巖石地球化學環境。

2.1原生巖石地球化學特征

巖石的原生地球化學類型受古氣候條件和沉積、成巖環境控制，主要表現為灰色砂巖。

中侏羅統延安組第一巖段，地層中含豐富的有機質和黃鐵礦、煤層，地層本身具有較高的原生還原能力。根據在中侏羅統延安組第一巖段灰色砂巖中所取環境樣分析，灰色砂巖中有機碳、S2-含量高，分別為0.13%，0.04%；Fe2O3/FeO值為 0.96%（表1），表現為還原環境。

2.2后生巖石地球化學特征

目的層延安組第一巖段巖石表現為后生還原巖石地球化學特征。

2.2.1灰綠色砂體

灰綠色砂體中FeO、有機碳含量最高，分別為2.80%，0.40%，Fe2O3/FeO值為0.76%（表1），表現為強還原環境。

2.2.2綠色砂體

宿亥圖地區北部延安組第一巖段出露地表，O2及水進入砂體潛入，從而形成層間氧化帶。綠色砂體中Fe2O3及含量最高，其他含量均略低于其他巖石，Fe2O3/FeO值為1.31%（表1），表現為氧化環境。

2.3ΔEh值特征

巖石比電位（ΔEh值）從還原帶、氧化帶、過渡帶由低到高，過渡帶中ΔEh值最高（表1），這可能是過渡帶中巖石含有大量的黃鐵礦及有機碳造成的。

2.4微量U特征

樣品對比分析結果顯示，微量U含量從還原帶—過渡帶—氧化帶逐漸變低。

2.5對比直羅組巖石地球化學特征

對比分析，延安組中綠色砂體Fe2O3/FeO值遠遠大于直羅組綠色砂體中的Fe2O3/FeO值，直羅組綠色砂體是經過二次還原形成，處于還原環境，推測延安組綠色砂體，處于氧化環境，氧化能力較強；而過渡環境中延安組砂體還原能力更強，灰色砂體化學特征相對一致（表2）。

3.層間氧化帶特征

宿亥圖地區延安組第一巖段巖石主要為綠色、灰綠色及灰色砂巖，位于氧化—還原過度帶，氧化帶方向近北東向—南西向，該段古層間氧化帶的發育特征具有垂直與水平分帶性。

3.1層間氧化帶的形成

延安組第一巖段層間氧化帶中氧化劑主要有兩種來源。第一種為延安組剝蝕或出露地表，O2隨地表水沿延安組第一巖段砂體遷移進入；第二種為地下水溶解下部延長組中Fe3+離子，由于下部延長組砂巖、泥巖中褐鐵礦化強烈，氧化能力強，延安組第一巖段砂體滲透性好，地下水動力較強，較容易溶解延長組頂部的氧化劑。延安組第一巖段頂部煤層發育穩定，且砂體中含大量黃鐵礦及有機質，還原能力較強，從而層間氧化帶形成，有利控制鈾成礦。

3.2平面特征

宿亥圖地區層間氧化帶在平面上呈北東—南西向發育，長度約13.5km，寬帶1km～2km，層間氧化帶前鋒線呈蛇曲狀（圖1）。

3.3垂向特征

該地區層間氧化帶垂向上呈單層板狀，局部見出現多層氧化帶（圖2），氧化砂體以粗砂巖、含礫粗砂巖及砂質礫巖等粗粒碎屑砂巖為主，氧化砂體整體上從北東—南西向逐漸變薄，埋深逐漸變大。

4.層間氧化帶與鈾成礦關系

4.1層間氧化帶與鈾礦空間展布關系

鈾（異常）礦化孔平面上嚴格受氧化—還原過渡帶控制，處于過渡帶中（圖1），剖面上鈾（異常）礦化受垂向過渡帶控制，產于綠色氧化砂巖與灰色砂巖過渡部位的灰色砂巖中，位于層間氧化帶上翼。氧化砂體呈單層板狀產出，鈾礦化（異常）體具板狀特征（圖2），受層間氧化—還原過渡帶控制。

4.2氧化砂體與鈾成礦關系

4.2.1砂體展布特征

研究區砂體呈北東—南西向展布，位于分支河道，砂體厚度以20m～100m為主，鈾（異常）礦化主要位于40m～80m區域，位于分支河道邊緣，砂體埋深由北向南逐漸變深。

4.2.2氧化砂體展布特征

從研究區氧化砂體百分率等值線圖可以看出：氧化砂體百分率在0～100%間變化，已發現的鈾（異常）礦化孔及煤田異?？字饕挥?0%～70%區間（圖3）。氧砂體百分率高值區主要位于北東部，氧化砂體百分率低值位于研究區南西部。總體表現氧化方向以北東—南西方向為主，由北東部向南西部逐漸變小，呈不規則“舌狀體”向南西方向凸出，直至尖滅。

5.結論

5.1灰色砂體及過渡帶灰綠色砂體處于還原環境，而底部綠色砂體處于氧化環境。

5.2ΔEh值從還原帶、氧化帶、過渡帶由低到高，微量U含量從過度帶—還原帶—氧化帶逐漸變高。

5.3延安組第一巖段層間氧化帶氧化劑來源為地表水攜帶O2及下部延長組中的Fe3+。

5.4層間氧化帶總體表現氧化方向以南西方向為主，由北東部向南西部逐漸變小，呈不規則“舌狀體”向南西方向凸出，直至尖滅。發現的鈾（異常）礦化孔位于過渡帶中，且位于綠色砂體上翼，鈾成礦受層間氧化帶控制。

5.5鈾成礦有利位置為砂體厚度40m～80m區間，且氧化率為30%～70%區間。

參考文獻：

[1]楊建新.鄂爾多斯盆地北東部延安組第一巖段層間氧化帶特征及鈾成礦條件分析，鈾礦地質，出版年：2005. 7第21卷第4期.

[2]苗愛生.內蒙古自治區達拉特旗納嶺溝鈾礦詳查（內部）2013年.