二连盆地赛汉高毕地区砂岩型铀矿赋存状态研究*

胡珺珺，聂逢君，邓居智，康世虎

(1．东华理工大学核资源与环境教育部重点实验室， 江西南昌 330013;2．核工业地质局二〇八大队， 内蒙古包头市 014010)

二连盆地赛汉高毕地区砂岩型铀矿赋存状态研究*

胡珺珺1，聂逢君1，邓居智1，康世虎2

(1．东华理工大学核资源与环境教育部重点实验室， 江西南昌 330013;2．核工业地质局二〇八大队， 内蒙古包头市 014010)

二连盆地赛汉高毕地区是新近突破的砂岩型铀矿成矿区域，详细研究该矿区矿体中铀矿物的赋存状态，对研究区砂岩型铀矿的选冶具有重要意义。赛汉高毕地区含矿层位为早白垩世赛汉组，赋矿岩石为灰色粉砂－细砂岩、灰色中－细砂岩、黄色中－细砂岩。利用电子探针分析技术，对研究区含矿砂岩进行了详细分析，结果显示，铀矿物主要为沥青铀矿、铀石、菱钙铀矿。铀矿化与黄铁矿、钛铁矿、石英、长石、有机质等密切共生。

二连盆地;砂岩型铀矿;赋存状态

1 盆地地质概况

二连盆地的大地构造位置属于蒙古一兴安裂谷系中部，是中生代后期在海西褶皱基底和侏罗系残留盆地基础上，经正向断层强烈拉伸、裂陷而形成的一群中、小型盆地群的组合(焦贵浩等，2003)。北西以加里东－海西期巴音宝力格隆起为界，南界为加里东期的温都尔庙隆起，东界为燕山中期的大兴安岭隆起，西界为狼山隆起。二连盆地一级构造划分为北部断陷带、中央隆起带和南部断陷带。二级构造划分为5个坳陷和1个隆起，即苏尼特隆起(属中央隆起带)，马尼特坳陷、乌兰察布坳陷和川井坳陷(属北部断陷带)，腾格尔坳陷和乌尼特坳陷(属南部坳陷带)。

1980年代，在二连盆地开展了详细的铀矿地质工作，目前盆地内已经探明控制了赛汉高毕矿床、巴彦乌拉矿区、努和廷矿床、苏崩矿床、脑木根矿床和川井矿床。本研究的重点选择在赛汉高毕地区，是二连盆地新近突破的砂岩型铀矿成矿区域，位于二连盆地中部的乌兰察布坳陷二级构造单元。赛汉高毕矿床为自SW向NE方向低弯度的曲流河，河道中的沉积物粒度相对较细，河流体系中泛滥平原微相发育。通过古地磁［1］、孢粉［2］和钻孔等综合分析研究，赛汉高毕地区赋矿层位均属于下白垩世赛汉组(K1bs)，研究区的隐伏隆起及SE方向的苏尼特隆起是该矿区的主要铀源体［3］，因此探讨赛汉高毕矿区铀矿赋存状态对该矿区选冶具有重要的参考价值。

2 取样位置及测试方法

本项研究的含铀矿样品均采自赛汉高毕地区工业钻孔中含矿层段，取自SZK8－24－1孔129．0 m处灰色细砂岩和SZK3－16孔148．5 m处灰黑色粗砂岩。岩性为灰绿色细砂岩、灰色含砾粗砂岩、黄色和黄褐色中砂岩。

所有测试工作都是在东华理工大学核资源与环境教育部重点实验室测试完成，样品经镀碳处理之后，在Inca ENERGY能谱和JXA－8100电子探针上分析测试，其中实验条件为:加速电压15．0 kV，探针速流1．00E －11 A，束斑大小1 μm。

3 铀矿赋存状态

通过电子探针分析可知，赛汉高毕地区铀矿物类型主要有沥青铀矿、铀石和菱钙铀矿。各铀矿物类型及其电子探针分析结果见表1。电子探针背散射图像见图1。

(1)沥青铀矿。本次研究在SZK8－24－1孔中可见沥青铀矿。沥青铀矿的颗粒均较小，只有1－n μm(图1(E))。沥青铀矿主要与炭化植物碎屑共生，电子探针分析显示矿物本身的化学成分主要为 UO284．84%，CaO 2．29%，其中 UO2含量很高，测试分析几乎没有受到共生矿物的影响。在取自SZK63－32的SH－80，SZK3－14的SH－05－06－1 2个样品中皆发现了沥青铀矿［4］，沥青铀矿与有机质、白铁矿紧密共生，沥青铀矿交代充填在有机质胞腔内。

表1 赛汗高毕地区铀的单矿物类型与电子探针分析结果

图1 赛汉高毕地区铀矿物与其它矿物共生关系的电子探针背散射电子像

(2)铀石。普通显微镜下难以区分铀石和沥青铀矿，利用电子探针成分测试结果，再根据UO2和干扰杂质的含量，确定产于石英和长石的空隙中铀矿物为铀石，铀石主要生长在石英等硅酸盐矿物的空隙中，故分析数据中SiO2有一定的含量。单个铀石晶体细小，粒状，＜1 μm，集合体呈团块状。在赛汉高毕地区的SZK8－24－1(129．0 m)孔有出露，颗粒约6 μm左右，且铀石主要产出于石英的缝隙中(图1(F))，矿物中含有一定量的Th和硅酸盐，因为铀石产于石英中，所以硅酸盐的测试结果相差很大，可能受石英的影响。

(3)菱钙铀矿。以前的研究认为，赛汉高毕地区的主要铀矿物是铀的磷酸盐矿物，而本次研究发现了铀的碳酸盐矿物，可能是本区的重要铀矿物之一。在SZK3－16钻孔中发现了大量的铀的碳酸盐矿物，该铀矿物个体较小，但富集共生集合体较大，个别的可在10 μm以上(图1(C)、(D))，镜下为不透明矿物，常产出于石英和长石的空隙中，电子探针分析显示有硅的存在，但整体特征表明，UO2远远大于CaO，通过对比铀矿石和非薄片空白区碳峰的强度来初步判别所测矿物是否含碳，经测定，本区铀矿物中碳峰的强度大概是空白区碳峰的2倍。另外，因为铀矿物中水不能测出，所以本区电子探针分析结果的总量在56．76% ～76．76%之间(见表1)，符合菱钙铀矿的成分特征，因此将该区铀的碳酸盐矿物定名为菱钙铀矿。

铀矿物化学成分的电子探针分析结果见表1中的样品号6，其中前6个点检测的是长石和石英中的铀矿物，而第7个点检测的是与黄铁矿、钛铁矿共生的铀矿物，所以第7个点显示Fe和S的含量均较高，而Si的含量低，且Th的含量也与其它几个矿物的不同，该矿物的前6个点的主要成分分析显示，UO2在29．56% ～42．38%，CaO 在5．13% ～18．29%。多数测点均检出Si，可能是铀矿物分布在石英和长石的空隙中，分析时因硅酸盐矿物干扰引起的，而不是矿物本身的成分。对比第7个点的分析，7号点

Si的含量很低，仅1．9%，主要是因为铀矿物共生处硅酸盐较少，不足以影响分析结果，而Fe和S的含量高出前6个点很多，也说明了这点。除第7个点外，检测中稀土和Th的含量均很低，排除了类质同像的可能。检测的其它氧化物的含量也多与共生矿物的干扰有关，所以该矿物本身的化学成分应只有UO2和CaO。综合以上的分析，该矿物有一定含量的CO2和H2O，从测试数据看，分析结果的总量为56．76% ～76．76%。

4 结论

赛汉高毕地区的铀矿化主要产出于赛汉组底部的灰色粉砂、细砂岩中，其上下多为灰绿－灰黑色的含泥细砂－中砂岩，富铀矿石是细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、砂质泥岩等。电子探针分析显示，铀矿物主要为沥青铀矿、铀石和菱钙铀矿，其中沥青铀矿主要与有机质共生，铀石主要出露于石英颗粒的空隙中，菱钙铀矿则广泛分布于石英、长石等的后期裂隙中。

致谢:野外地质调查研究与样品采集工作得到了核工业二〇八大队部分同仁的大力支持，在此深表谢意!

［1］ 聂逢君，陈安平，胡青华，等．内蒙古二连盆地早白垩世砂岩型铀矿含矿目的层时代探讨［J］．地层学杂志，2007，31(3):272－279．

［2］ 凡秀君，聂逢君，陈益平，等．二连盆地巴彦乌拉地区砂岩型铀矿含矿地层时代与古地理环境探讨［J］．铀矿地质，2008，24(3):150－154．

［3］ 毛孟才．准巴彦塔拉盆地铀成矿条件及找矿前景分析［J］．铀矿地质，2003，19(1):16 －20．

［4］ 范 光，秦明宽，申科峰，等．12082砂岩型铀矿床中铀矿物的电子探针研究［J］．电子显微学报，2006，25(S):301 －302．

国家自然科学基金资助项目(40972067)．

2010－12－06)

胡珺珺(1985－)，女，江西德安人，硕士研究生，从事砂岩型铀矿地质学研究，Email:yzbqw@126．com。