二连盆地马尼特坳陷铀成矿地质条件分析

杨崇根

（东华理工大学，江西 南昌 330013）

1 概述

随着绿色、可持续发展理念的提出和传统能源带来的环境压力，我国对清洁能源的需求日益增加，尽可能地寻找和开发利用清洁能源成了首要解决的难题，因此，进一步加大铀矿勘查力度，推进铀矿资源开发，快速扩大核电事业在我国电力行业的占比成为了一项迫在眉睫的工作。砂岩型铀矿具有单矿藏资源储量大、对环境污染小等优点，同时开采成本相对较低，已在当前世界铀矿勘查中占主导地位。二连盆地马尼特坳陷近年来经过大量的研究与开发，已经发现了诸多铀矿床和铀矿点。分析总结该地区的铀成矿地质条件，对进一步找矿和建立成矿模式都具有重要意义。

2 地质概况

马尼特坳陷是二连盆地的一个大型次级坳陷，位于二连盆地东北部，夹持于其北西向的巴音宝力格隆起和南东向的苏尼特隆起之间，呈北东向展布，面积约1.4 万km2。坳陷基底构成及形态比较复杂,地势凹凸起伏明显，共划分为9 个凹陷和4 个凸起，各凹陷基底埋深一般为800～2800m,凸起区基底埋深相对较浅，在200～800m 之间,主要由古生界变质岩、中下侏罗统碎屑岩、火山岩以及海西、印支、燕山多期构造运动中形成的中基性-酸性岩浆岩构成[1]。盖层主要由中新生代沉积层发育而来，包括晚中生代白垩系下统巴彦花群、白垩系上统二连组、新生代古近系伊尔丁曼哈组、新近系中新统通古尔组和上新统宝格达乌拉组及第四系碎屑岩系，其中位于巴彦花群中的赛汉组是主要含矿层位。

3 铀成矿地质条件

3.1 沉积构造演化条件

古生代末，受太平洋板块与亚欧板块相互挤压的应力作用，古亚洲洋消亡，陆地抬升[2]，二连盆地从此进入陆相盆地演化阶段，同时形成了五坳夹一隆的构造格局及线性褶皱基底雏形，马尼特坳陷也在此基础上形成，为后期物质的沉积提供了容纳空间。中生代，盆地受印支构造运动的影响强烈，马尼特坳陷不稳定边缘断距不同程度加大，差异的升降形成了大规模的斜坡带，这对后期物质的沉积和氧化带的发育十分有利。白垩世是该地区的主沉积阶段，也是坳陷发展的鼎盛时期，在该阶段发育了腾格尔组、赛汉组和二连组地层。在腾格尔期坳陷内发育了众多NE 向的基底断裂，以拉张走滑断裂为主，控制了坳陷的边界，使整个坳陷夹持于三条NE 向断裂之内，这对后期的地下热流体上涌提供了通道。赛汉早期构造活动减弱，在断陷的边部、缓坡地带发育了冲积扇、辫状河及三角洲沉积体系，坳陷中心沉积环境相对稳定，形成了以浅湖及沼泽相为主的褐煤层和灰黑色泥岩，是铀成矿的有利相带。早白垩世末期，盆地构造体制发生反转，使得早白垩世甚至早中侏罗世地层发生压缩扭断和隆升剥蚀，地表中的含氧、含铀水直接沿赛汉组向下渗入富集[3]。赛汉晚期，断裂构造活动基本停止，马尼特坳陷进入稳定的坳陷发展期，在坳陷地势低洼处形成了古河道，构成了找矿有利的场所。

在赛汉组沉积后的晚白垩世末-古新世，受太平板块俯冲以及印度板块与欧亚板块碰撞叠加应力的影响，马尼特凹陷形成了一系列的压性、压扭性反转构造，造成白垩纪地层，特别是赛汉组遭受强烈的风化剥蚀和淋滤，形成大面积有利于铀成矿的构造天窗和潜水－层间氧化带，从而广泛发育层间氧化带和铀成矿用[4]。

3.2 地层条件

二连盆地主要的赋矿层位为赛汗组，分为上下两段。马尼特坳陷西部的白音芒来—那仁宝力格地块主要分布赛汉组上段(K1s2)地层，由辫状河沉积体系和辫状河三角洲沉积体系组成，发育一套黄色、灰色、灰白色中粗砂岩、砂质砾岩、含砾砂岩、砂岩夹泥岩，砂体厚度在10～200m 之间,通常由3～5 个正韵律组成，每个韵律层的顶部泥岩、粉砂岩通常缺失或很薄，致使砂体连通性好，构成地下水良好的运移通道和储铀空间[5]。灰色砂体中有机质及黄铁矿发育，为成矿提供了有利的还原介质。赛汉组下段(K1s1)在区域内分布较广，主要发育辫状河三角洲-湖沼沉积体系，岩性以灰色、灰黑色、黑色泥岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩夹砂岩为主，部分区域可见灰绿色泥岩。湖盆沼泽化形成褐煤层，因此煤层较为发育，为稳定陆相环境沉积的产物。该层位构成了赛汗组上段砂体的区域隔水层，同时层内的褐煤、炭屑等有机质为后期铀成矿提供了间接的还原剂。

3.3 铀源条件

马尼特坳陷蚀源区主要为两侧的隆起带，北西侧的巴音宝力格隆起和南东侧的苏尼特隆起。隆起区内广泛分布着元古界、上古生界和海西期的中酸性侵入岩以及上侏罗统中酸性火成岩。上元古界温都尔庙群岩体铀背景值较高，其中的云母石英岩、片岩铀含量达（2.6～5.8）×10-6，海西期花岗岩铀含量（2.2～5.4）×10-6，铀源丰富[6]。在盆地发展过程中，隆起区长期高于侵蚀基准面，受到严重的风化剥蚀，随着大气降水，风化产物中的铀大部分被水溶解、部分保留着碎屑形式搬运到盆地。在同生沉积阶段，通过陆解作用和各种生物、化学作用，植物碎屑等这些腐殖类有机质和黏土矿物从还原性水介质中萃取铀[7]，经过一系列的成岩作用后铀进一步富集从而形成铀矿。

3.4 氧化带分析

铀成矿与氧化带关系密切，马尼特坳陷赛汗组上段、赛汗组下段及伊尔丁曼哈组原生砂体在沉积后均发生了潜水—层间氧化作用，被氧化的砂体通常呈黄色、灰黄色。根据黄色氧化砂体与灰色微氧化砂体的配置关系，在平面上划分出氧化带、氧化—还原过渡带、还原带。河谷上游的白音芒来和巴润地段氧化作用强烈，在河道边帮形成完全氧化带，并包围河道中部的氧化-还原过渡带，向南东方向氧化作用逐渐，最终形成还原带。其中氧化-还原过渡带长约34km,宽1～6km,面积分布较大。铀成矿主要发生在氧化-过度带中，受氧化带前锋控制。该区域氧化带沿着河谷呈舌型氧化，形成了大面积的氧化-还原过渡带，表明该区域氧化带有利于铀成矿。

4 结论

马尼特坳陷在沉积构造演化时期经历多次构造反转和抬升剥蚀，积累了大量的富铀砂体和有机质，并发育有多条基底断裂为后期热流体涌入及改造成矿提供了有利条件；蚀源区铀源丰富，赛汉组上段砂体通透性良好，下段发育大量的有机质和煤层是铀成矿重要的还原介质，同时赛汉组下段的煤层与赛汉组上段顶部的泥岩共同构成了砂体的隔水顶底板，形成“泥-砂-泥”是铀成矿十分有利的建造；区内氧化还原条件好，发育大规模的潜水-层间氧化层和氧化-还原过渡带，具有良好的成矿前景。