二连盆地查干敖包地区赛汉组铀矿化特征及找矿方向

2021-10-02 09:18赵天林魏安军田亮尹永朋
铀矿地质 2021年5期
关键词:煤田铀矿潜水

赵天林,魏安军,田亮,尹永朋

(中陕核工业集团地质调查院有限公司,陕西 西安 710100)

近年来,随着“煤铀兼探”理念的实施,广大地矿工作者以地浸砂岩型铀矿成矿理论为指导,以寻找地浸砂岩型铀矿找矿远景区和靶区为目的,在我国北方重要沉积盆地对煤田钻孔资料进行“二次开发和利用”,系统筛选煤田勘查区内高自然伽马异常钻孔,以此为依据圈定异常钻孔,开展远景区预测,优选找矿靶区,择优进行钻探验证,寻找潜在铀资源量[1-4]。该方法在松辽盆地大庆长垣地区、二连盆地各凹陷、伊犁盆地等地区取得了重大的突破,发现了众多前景意义巨大的工业矿体和矿产地[5-7]。

查干敖包地区位于呼仁布其凹陷中部,前人对该区进行了区域地质、水文调查和以煤矿、石油为主的矿产调查,取得了一些基础地质和矿产地质资料,且主要集中在呼仁布其凹陷南次凹的烃源岩特征、资源潜力评价、石油成藏条件分析及土壤油气化探异常成因及模式等方面[8-13]。但该区地质工作程度整体较低,针对地浸砂岩型铀矿的研究少之又少,仅部分学者对红格尔地区下白垩统沉积体系及砂岩型铀矿成矿前景[14]和呼仁布其凹陷南次凹的铀矿化特征与找矿远景进行了研究[4]。本文以呼仁布其凹陷中次凹的查干敖包地区白垩系赛汉组为研究对象,以该区煤田测井资料及钻孔岩心资料为基础,对放射性测井资料进行二次开发,兼顾异常验证铀矿钻孔,重点分析赛汉组的铀矿化特征、砂岩型铀成矿条件及找矿方向,进一步丰富该凹陷铀矿地质工作程度和扩大二连盆地铀矿资源储备。

1 区域地质背景

呼仁布其凹陷位于二连盆地西北部巴音宝力格隆起中部(图1a),是发育于早白垩世北东向展布的中生代断陷盆地,由北、中、南3 个次级凹陷组成[10,14-16],研究区位于凹陷中次凹。研究区所处的伊勒门洼陷呈北北东向展布,与呈北东东向展布的达来庙洼陷总体呈“Y”字型(图1b)。伊勒门洼陷属单断箕状洼陷,基底为一呈北北东向狭长条带状展布,长约80 km,宽约15 km,为地堑式洼陷,分别以F1、F2和F3断裂为边界,边缘基底埋深200~600 m,沉降中心位于洼陷中部,基底埋深大于1 000 m[14]。

图1 呼仁布其凹陷及研究区位置(a)和研究区地质简图(b)(据参考文献[14]修改)Fig.1 Tectonic location(a)and geological sketch of the study area(b)(modified after reference[14])

奥陶系-二叠系及华力西期侵入岩、中生界侏罗系及燕山早期侵入岩组成盆地基底,并形成北东向隆起带,前者主要为变质砂岩、板岩、碳酸盐岩、安山质火山碎屑岩及凝灰岩,后者为橄榄玄武岩、流纹岩、安山质火山角砾岩和凝灰岩。海西-燕山期花岗岩类侵入体广泛分布,主要有黑云母花岗岩、黑云母二长花岗岩、钾长花岗岩、石英斑岩和花岗闪长岩等[4,13-14,17]。

研究区盖层由老至新依次为下白垩统巴彦花群(K1b)、古近系始新统伊尔丁曼哈组(E2y)及第四系(Q)。其中,下白垩统巴彦花群赛汉组(K1s)为本区含铀目的层[4,14]。根据煤田钻孔资料[18],该层揭 露厚度为69.14~561.38 m,平均为185.18 m,未见底,其岩性主要由灰色砂砾岩、含砾泥岩、细砂岩及煤层组成;始新统伊尔丁曼哈组岩性主要为土黄色砂质砾岩和红色泥岩等;第四系主要为冲洪积砂砾石层及风成砂等(图2)。

图2 研究区综合柱状图Fig.2 Stratigraphic column of the study area

2 煤田资料二次开发和利用

煤田勘查资料二次开发的目的是充分利用煤田勘查资料,圈定地浸砂岩型铀矿找矿靶区,为砂岩型铀矿调查提供战略选区与工作部署依据[19]。根据吴兆剑等[3]总结的煤田资料二次开发技术,本文以研究区内煤田测井资料结合钻孔岩心资料,进行“异常筛选和战略选区”,进而进行“原位验证和氧化还原环境判别”。

2.1 异常筛选指标的确定

根据砂岩型铀矿成矿规律和赋矿条件分析,初步确定自然伽马异常强度、厚度、埋深、赋存岩性、颜色、赋存砂体(砂组)厚度等指标进行筛选[19]。在有一定工作程度的区域,根据钻探验证结果适时调整上述技术指标(表1)。

表1 煤田钻孔资料筛选指标Table 1 Screen index of coalfield borehole

2.2 异常筛选及战略选区

煤田资料表明,赛汉组被古近系伊尔丁曼哈组不整合覆盖,自然伽马异常主要分布在灰黑色泥岩、碳质泥岩及细砂岩中,赛汉组顶部存在一套稳定的古风化壳(图3)。这表明,赛汉组顶部铀储层沉积后,遭受长时间抬升剥蚀作用,有利于含氧含铀水沿不整合面侧向运移和沿赛汉组顶部古风化壳砂体垂向渗入,形成大面积潜水氧化型板状铀矿(体)化,不排除在局部有利地层结构处形成潜水转层间氧化型板状和卷状铀矿(体)化。同时,赛汉组顶部目的层砂体发育,具备“泥-砂-泥”结构,且研究区内北东东向区域断裂发育,具备基本的补径排体系。最为重要的是,据煤田钻孔伽马异常极值图(图4a)和异常累计厚度图(图4b)显示,区内伽马异常明显,大致呈北北东向展布,指示了良好的找矿前景。

图3 研究区煤田钻孔地质剖面图Fig.3 Geological section of coalfield boreholes in the study area

2.3 原位验证

原位验证主要选取异常极值高、异常厚度大、容矿砂体(砂组)厚、赋矿岩性好,能够揭示研究区地层、沉积、氧化还原环境等各方面信息且具有代表性的煤田钻孔展开。本文在异常筛选和战略选区的基础上,优选4 个原位验证孔,其中包括1 个工业孔,2 个矿化孔,1 个异常孔(图4)。其中,YZK01 原位验证孔距原煤孔约5 m 左右,从图5 可以看出,煤田高异常自然伽马钻孔在砂岩型铀矿勘查快速突破工作中具有重要意义,可以快速圈定找矿靶区和远景区,加快勘探节奏。

图4 研究区煤田钻孔异常极大值等值线(a)及异常累计厚度图(b)Fig.4 Map of the maximum abnormal value contour(a)and abnormal cumulative thickness of borehole in working area(b)

2.4 氧化还原环境判别

由于原位验证仅针对煤田异常钻孔查证,而赋煤和赋铀主体空间具有不一致性,即富铀砂体多位于盆地边缘靠近构造斜坡带一侧,赋煤主体位于三角洲平原和河流泥沼相及湖沼相,两者在构造位置、沉积体系分配和成矿模式上存在差异[3]。尽管我国北方能源盆地存在“下油(气)、中煤、上铀”的成藏模式,且煤田验证孔已揭露出工业铀矿体,但应考虑到煤田钻孔并非最佳铀成矿位置[1]。因此,有必要根据验证孔揭示的地层、砂体及后生蚀变特征,结合煤田钻孔资料进行氧化还原环境的判别,寻找有利铀成矿位置。

研究认为,赛汉组上段沉积期,研究区自盆缘向盆内主要发育冲积扇、扇三角洲和湖沼相沉积,发育一系列多期叠置、切割的河道砂体,铀矿化发育于Ⅲ号煤层上部氧化砂岩与灰色砂岩、泥岩接触部位。由于河道对赛汉组下段下切作用强烈,使下段顶部煤层剥蚀与上段河道砂体接触或二次搬运以煤屑、炭化碎屑等形成赋存于上段河道砂岩中。被剥蚀的煤层多以煤屑等形式赋存在赛汉组顶部砂岩中,亦或煤层与赛汉组上段河道砂体直接接触,互层产出,与铀矿(体)化有较好的垂直对应关系(图5)。

图5 YZK01 孔与原煤孔自然伽马对比图Fig.5 Natural gamuma comparison between the coalfield drilling and borehole YZK01

3 研究区地质特征

3.1 含矿地层特征

赛汉组为本区主要含铀目的层,含矿砂体主要位于赛汉组上部,岩性主要为浅灰色、灰色砂砾岩、砂岩、含砾泥岩及薄煤层。砂体顶部存在一套稳定的古风化壳,岩性以浅黄色、黄褐色砂砾岩、含砾砂岩夹细砂岩和粉砂岩薄层,普遍发育高岭石和褐铁矿化现象(图6a、b、c、d),在YZK01 孔中发育层间氧化带(图6a、e)。铀矿化主要分布在古风化壳下部灰色细砂岩、碳质泥岩及煤屑中(图6a、f、g),见少量黄铁矿集合体(图6h)。煤田资料显示赛汉组中段存在一套稳定的Ⅲ号煤层(图6g),古近系伊尔丁曼哈组底部为一套冲、洪积扇沉积的砾岩、砂砾岩及砂岩层,两者在研究区内稳定分布。

图6 研究区岩性特征图Fig.6 Core photos showing the lithologic characteristics of the study area

3.2 含矿砂体及沉积特征

目的层砂体位于赛汉组上部,发育于赛汉组顶部不整合面之下,Ⅲ号煤层之上,为一套扇三角洲分流河道砂体。根据钻探验证结果,对赛汉组上段含矿含水层砂体埋深和厚度分布特征展开分析。目的层砂体底界埋深特征显示该砂体分布较广泛(图7a),但横向上变化较大,埋藏较浅(小于200 m)。在研究区西南部埋藏浅,为60~80 m;在东北部埋藏相对较深,为100~200 m。目的层砂体厚度特征表明砂体主要分布于东北、西北和南部(图7b),厚度(累计厚度)多为10~20 m,中部砂体较薄,表明研究区可能为东北、西北和南部三周所围限,西南缘未封闭的汇水洼地。结合钻孔岩心认为,本区赛汉组上段主要发育冲积扇、扇三角洲和湖沼沉积体系,沿周缘蚀源区发育一系列扇三角洲前缘朵体,铀矿化主要赋存在扇三角洲亚相的(水下)分流河道微相中(图8)。总之,扇三角洲分流河道砂体厚度较大,构造简单,地层产状平缓,地层倾角一般小于10°,富含有机质、植物碎屑及薄煤层等还原组分,岩性以灰色细砂岩夹暗色泥岩等为主,是潜在的富铀砂体。

图7 目的层砂体底界埋深(a)及砂体厚度等值线图(b)Fig.7 Contour map of the bottom depth(a)and thickness(b)of the target sand body

图8 目的层沉积相简图Fig.8 Sedimentary facies sketch map of target layer

3.3 岩石地球化学类型及氧化带识别

岩石地球化学类型直接受沉积、成岩环境控制,是岩石具备氧化能力和还原能力的重要体现,为氧化带的识别和空间展布研究提供依据[3]。

3.3.1 岩石地球化学类型

通过宏观岩性观察与描述判断不同岩石地球化学类型,在赛汉组砂体中主要识别出4 种岩石地球化学类型:灰白色砂岩(褐铁矿化发育)(图6c)、浅黄色砂岩(图6e)、深灰色砂体(图6f)和灰色砂体(图6h)。灰白色和浅黄色砂体主要为砂体经含铀含氧流体进入铀储层氧化作用形成,因氧化程度、后生改造的不同而呈现不同的氧化色,据其可识别氧化带;深灰色砂体主要表现为深灰色含砾砂岩,其富含碳质碎屑及黄铁矿(图6g),铀矿化往往在过渡带中产出,据其可识别过渡带;灰色砂体主要表现为灰色含砾砂岩,其岩性均一较稳定,黄铁矿及碳质碎屑未见明显受改造标志,据其可识别还原带。

3.3.2 氧化带类型识别及空间分布

研究表明,研究区赛汉组以潜水氧化为主,局部发育潜水转层间氧化带。其中,潜水氧化带在平面上主要分布在研究区东北和东南部地区(图9a),深度介于30.45~160.40 m,平均埋深86.62 m,铀矿化位于赛汉组潜水氧化面之下的细粒沉积中,铀矿化呈板状(图3),是识别潜水氧化带的主要标志。赛汉组末期由于挤压隆升剥蚀,地层长期出露地表,含氧含铀水通过赛汉组顶部砂岩层下渗,在砂岩下部富含有机质的暗色泥岩和灰色细砂岩中发生铀的富集。

YZK01孔第2层矿化段测井曲线呈单峰式展布,对应矿化段岩心具有“灰-黄-灰”的岩石序列(图5),是识别层间氧化带的主要标志。结合原位验证孔和煤田录井资料,将层间氧化砂体比率表征为灰白色砂体、浅黄色砂体总厚度占砂体厚度的百分比。通过氧化砂体比率平面编图发现层间氧化砂体比率变化范围为0~100%,主要分布在33%~90%之间。氧化砂体比率高值区(>80%)位于研究区北部YZK01至YZK02井一线、南部YZK03井一线,呈现朵状分布,最大值为100%(图9b)。研究发现,层间氧化带主要分布在潜水氧化作用较深区域(>100 m),二者具有较好的叠合型,这进一步说明层间氧化作用由潜水转化而来。

图9 潜水氧化带空间展布(a)及层间氧化带空间展布图(b)Fig.9 Buried depth map of phreatic oxidation zone(a)and interlayer oxidation zone(b)

3.4 还原介质类型及空间展布

通过铀矿化段暗色泥岩厚度与铀异常极大值分布关系编图发现,铀异常分布范围与暗色泥岩的分布范围密切相关,发育铀异常信息的区域均有暗色泥岩的分布(图10a)。不同地区铀异常强度与暗色泥岩厚度范围的配置关系有所不同,西南部铀异常活跃的区域暗色泥岩厚度在20~45 m 范围内,东北部地区铀异常主要发育于暗色泥岩厚度在5~15 m 范围内。

找铀目的层之下的断陷湖盆沉积具备沼泽炭化成煤条件,这恰恰给找铀目的层带来了异地还原介质,利于形成地球化学障(图5、图6g)。通过铀矿化段下伏Ⅲ号煤层厚度与铀异常极大值分布关系编图发现,铀异常分布范围和Ⅲ号煤层分布范围与暗色泥岩的分布范围不同(图10b)。研究区西南部铀异常活跃的区域与Ⅲ号煤层分布特征较吻合,煤层厚度在0.25~28.63 m 范围内,平均为8.69 m,这表明西南部煤岩型铀矿化较为发育。

图10 暗色泥岩厚度与异常极大值叠合(a)Ⅲ号煤层厚度与异常极大值叠合图(b)Fig.10 Superimposition map of the thickness and maximum anomaly value in dark mudstone(a)and Coal Seam III(b)

3.5 铀矿化特征

赛汉组铀矿化以1~2层为主,以YZK01孔最为典型。该孔赛汉组主要发育两层铀矿化,解释品位变化范围为0.005 2%~0.038 9%,厚度为0.1~2.2 m,矿化顶板埋深112.75~148.45 m,含矿岩性为浅灰色砂岩、含砾泥岩及薄煤层,炭屑等还原介质丰富,具有较强的还原能力。

第1 层铀矿化受古潜水氧化带的控制。平面上,潜水氧化面大面积分布(图9a),异常总体呈面状产出,但矿化不集中,矿化程度较低;垂向上,铀矿化位于赛汉组潜水氧化面之下的灰黑色泥岩、灰色细砂岩及薄煤层中(图11),铀矿化呈板状。赛汉组上段沉积属于断坳转换后热-重力沉降期[20],赛汉组末期由于挤压隆升剥蚀,赛汉组长期出露地表,研究区周缘含氧含铀水通过赛汉组顶部砂岩层下渗,在砂岩下部富含有机质的暗色泥岩和灰色细砂岩中发生铀的富集。

第2层铀矿化受潜水-层间氧化带控制(图9b、图11)。铀矿化赋存在层间氧化砂体下部的灰色细砂岩、粉砂岩及暗色泥岩中。研究区煤田钻孔放射性异等值线显示,潜在铀矿孔和矿化孔大致沿周缘岩体呈带状、朵状分布,指示矿体可能的走向(图9b)。通常认为,曲线异常段呈箱形,指示该孔可能位于铀矿体卷头部位;异常段曲线以厚层、锯齿状为特征,暗示该孔可能位于铀矿体卷头更靠近还原带位置;异常段曲线呈薄层双峰式发育,说明该孔可能位于铀矿体卷头靠近氧化带位置[3];而异常段曲线呈薄层单峰式,暗示该孔可能位于铀矿体卷头比双峰式更靠近氧化带一侧。YZK01孔第2层矿化段测井曲线呈单峰式展布,矿化段位于层间氧化带下部,呈板状产出,且对应矿化段岩心具有“灰-黄-灰”的岩石序列,指示该区存在典型的潜水转层间氧化带,且该孔可能处于铀矿体卷状更靠近氧化带一侧,即氧化带前锋线应位于该孔东北侧。

图11 YZK01-ZK0829-YZK02 孔地质剖面图Fig.11 Geological section of cross borehole YZK01-ZK0829-YZK02

4 铀成矿条件分析

4.1 构造条件

二连盆地演化发展经历了基底古生代多旋回海槽及其褶皱回返上升为陆阶段、盖层断陷湖盆发展阶段,及其之后的坳陷阶段,直至“红层”覆盖阶段,盆地的这一演化使研究区具备了形成找铀目的层及其叠加后生成矿作用的条件[4]。

研究区经历了华力西期、燕山期和喜山期3 次构造运动。华力西期构造运动表现极为强烈,使泥盆系、石炭系产生褶皱、断层和区域变质。在燕山早期发生第1 次抬升,沉积了目的层赛汉组;进入晚白垩世,燕山晚期构造运动使本区进一步隆升,发生第2 次抬升,缺失上白垩统,并使赛汉组经历了一期古潜水氧化和成矿作用。其后,在本区沉积了伊尔丁曼哈组,喜山期构造运动使本区继续隆升,发生第3 次抬升,使目的层赛汉组遭受了氧化和成矿作用。晚白垩世至今的构造演化表明,找矿目的层赛汉组形成之后本区处于差异抬升阶段,上覆盖层沉积厚度薄甚至缺失,目的层长期处于抬升剥蚀状态,有利于潜水和层间氧化作用发育[4,14]。

4.2 铀源条件

研究区周边岩体有华力西晚期、海西期、燕山早期的中-酸性岩体,铀源主要来自巴音宝力格隆起燕山期黑云母二长花岗岩、海西期肉红色钾长花岗岩及花岗闪长岩,其铀含量为(2.5~4.6)×10-6,钍含量为(16.8~25.0)×10-6,铀丢失率为80%~93%[21];上侏罗统玄武岩中铀含量为(2.0~3.5)×10-6,钍含量为(9.0~12.0)×10-6;上侏罗统凝灰岩中铀含量为(3.0~10.0)×10-6,钍含量为(23.0~27.0)×10-6[14]。聂逢君等[22]对二连盆地及周边岩体中U-Th 分析得出,Th 含量普遍比U 高,表明蚀源区岩体风化强烈,铀迁移几率高,且燕山早期岩体中U、Th 相关性较好。综上所述,海西期、燕山期各类花岗岩及上侏罗统凝灰岩是研究区主要铀源。

本次研究在钻孔岩心样品中发现了大量的火山岩岩屑,毛孟才[23]在研究二连盆地外围的基底地层时,综合了一些地层中火山岩的U、Th 含量,发现除了玄武岩中含铀量稍低以外,其他与火山作用相关的岩石中U 含量都在4×10-6以上,这表明基底及地层中的火山岩对铀源有贡献作用(表2)。同时,赵岳等[4]对呼仁布其凹陷赛汉组岩石铀含量统计认为,铀预富集期沉积岩平均铀含量为(0.45~13.00)×10-6,明显高于其他同类沉积岩。以上几方面的条件均说明本区具有良好的铀源条件。

表2 二连盆地基底地层中中酸性火山岩及相关岩石U、Th 含量Table 2 The U and Th content of intermediate-acid volcanics and related rocks in the strata of basement in Erlian Basin

4.3 岩相及地层条件

研究区主要含矿砂体为赛汉组上段扇三角洲分流河道砂体,砂岩分选性、渗透性较好,单砂体相对较厚,厚度可达10~20 m,岩性以中粗砂岩为主,原生灰色砂体中富含有机质、炭屑及黄铁矿等还原性物质(图6g、h)。平面上由北西方向和北东方向的双物源叠合,由多期扇三角洲前缘朵体组成,向物源方向连成片状,向湖沼方向呈朵叶状,形成较大范围的泛连通体,砂体呈带状近南北向展布(图7b、图8)。含矿砂体下部由湖沼或冲积平原沉积的碳质泥岩、粉砂岩和薄煤层等构成稳定的隔水底板;砂体上部为扇三角洲前缘粉砂岩、粉砂质泥岩等构成的较稳定的隔水顶板,具备“泥-砂-泥”结构,是寻找砂岩型铀矿的有利层位。同时,局部地区由于差异抬升作用,赛汉组顶部砂体直接暴露地表,是寻找潜水转层间氧化作用的有利部位[14]。

4.4 古气候条件

岩石的原生颜色,尤其是泥岩的颜色能够反映岩石形成时的古气候条件。赛汉组形成时的气候在盆地内具分带性,二连盆地的气候从西到东,自南向北逐渐由半干旱温暖潮湿变为温暖潮湿。在呼仁布其凹陷内,赛汉组完全由一套冲积扇和扇三角洲环境下的灰色、深灰色砂砾岩、含砾砂岩、砂岩及泥岩组成,普遍含有多层煤线,该沉积期古气候温暖潮湿,岩石中富含植物碎屑等还原性介质,有利于含矿目的层的形成[4,14];伊尔丁曼哈组为一套冲洪积相的红色粗碎屑岩建造,含矿目的层形成之后的成矿作用为干旱-半干旱的气候条件,有利于含铀含氧水向盆内运移、富集[14]。

4.5 水文地质条件

研究区属于巴音宝力格隆起水文地质地块区内的自流水(承压水)盆地[14]。地下水的补给为南东缘达来庙洼陷周缘岩体基岩裂隙水和大气降水,由达来方向向南西和北东向径流,除了东北部为总排泄源外,在呼仁布其凹陷的西南地段有大片沼泽地,为局部排泄源[24](图12)。地质分析认为,区内F1、F2和F3断裂发育(图1b),晚白垩世—古新世时期,由于差异升降作用,赛汉组上段遭受抬升剥蚀,有利于大面积的潜水氧化作用和局部潜水-层间氧化作用的发生,含氧含铀水沿目的层砂体由南东向北西径流,在F1断裂处顺断裂排泄形成局部排泄源,从而使研究区具有通畅的补径排条件[14]。当渐新统沉积后期,层间水主要为基岩裂隙水补给,渗入作用减弱,故晚白垩世—古新世时期是最佳铀成矿期[4]。

图12 二连盆地中东部水文地质略图(据参考文献[24]修改)Fig.12 Hydrogeological map of Erlian Basin(modified after reference[24])

4.6 还原条件

前人在二连盆地努和廷矿床和赛汉塔拉-巴彦乌拉地区的找矿和研究工作,都证实油气或煤成气对找铀目的层具有极强的还原作用[25-27]。石油地质研究表明,呼仁布其凹陷东部深洼槽区腾格尔组半深湖-深湖相烃源岩十分发育,有机碳含量大于5.0%,具有较好的生烃潜力;镜质体反射率大于5.0%,热演化处于低成熟的生油阶段[8-10]。根据二连盆地有机质热演化阶段的划分,当深度达到1 250~2 600 m 时,干酪根降解速度加快,大量裂解脱氢生成油气。油气沿断层可以达到地表附近,对含铀含氧流体进行还原。事实上,研究区铀矿(体)化大致处于深洼槽区斜上方,油气通过断层达到目前的铀矿化深度并不难。同时,在该区附近施工的石油钻孔孔口处见油浸砂岩[28]。上述现象均显示沿断裂构造具后生还原作用,从而进一步增强目的层砂体的还原能力。

5 下一步找矿方向

对以往58 个煤田钻孔进行分析,发现23个钻孔为潜在铀矿孔,铀矿化主要发育在下白垩统赛汉组上部的细砂岩、泥岩及薄煤层中。煤田钻孔自然伽马异常极大值介于7.30~54.31 Pa/kg 之间,平均值为20.42 PA/kg,异常高值区主要分布在研究区的东北部和西南部,分别可达54.31 PA/kg 和39.61 PA/kg。

研究区铀异常类型有砂岩型、泥岩型及煤岩型。其中,砂岩型的潜水氧化带型铀异常为主要类型,铀矿化位于赛汉组潜水氧化面之下的灰黑色泥岩、灰色细砂岩及薄煤层中(图3、5),异常强度较弱,在研究区中东部广泛分布(图9a);潜水-层间氧化型铀异常为主攻类型,主要发育于赛汉组上段层间氧化砂体下部的灰色细砂岩、粉砂岩及暗色泥岩中(图5、11),异常强度高,主要分布于东北部和西南部局部地区(图9b);泥岩型主要位于赛汉组下段深灰色-灰色泥岩中,异常强度较低,分布于研究区西南部和东北部地区;煤岩型往往与潜水或潜水-层间氧化型铀矿化伴生产出(图5)。

潜水-层间氧化带型铀矿是本区主攻方向,其目的层位于赛汉组上部,岩性为浅灰色砂砾岩、砂岩、含砾泥岩及薄煤层,其南北延伸约10 km,东西宽约6 km,厚度适中,连续性较好,主要分布在工作的东北部和西南部。总体趋势是向凹陷中部砂岩粒度变细,泥岩夹层增多;靠近凹陷边部在扇三角洲分流河道部位砂体厚度大、粒度粗;在分流河道边部和前缘向前三角洲过渡部位均质性增强,是有利的赋矿部位。因此,在纵向上寻找扇三角洲主干分流河道砂体,在平面上寻找扇三角洲前缘朵体,是下一步工作重点。

6 结论

1)对煤田资料的铀矿二次开发利用,挖掘了矿体空间信息,提高了找矿准确性,在查干敖包地区取得了较好的找矿效果。同时,为“以煤找铀”和“煤铀兼探”工作提供了新的找矿思路和技术线索,具有一定的推广性。

2)通过对研究区构造、铀源、岩相及地层条件、古气候与水文地质条件等分析后发现本区下白垩统赛汉组具有良好的砂岩型铀矿成矿条件。

3)本区找矿目的层为下白垩统赛汉组,主要发育冲积扇-扇三角洲-湖沼沉积体系。铀矿化主要发育在赛汉组上部,扇三角洲前缘砂体分布广泛、厚度适中,连续性较好,具备“泥-砂-泥”结构。赛汉组上部普遍发育潜水氧化作用,在有利地层结构部位发育潜水转层间氧化作用,是下一步找矿主攻方向。

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