鄂尔多斯盆地银东地区层间氧化带特征分析

郭宏伟 戴明建

(1.中国核工业地质局208大队，包头 014010；2.中国地质大学（北京），北京 100083）

鄂尔多斯盆地银东地区层间氧化带特征分析

郭宏伟1，2戴明建2

(1.中国核工业地质局208大队，包头 014010；2.中国地质大学（北京），北京 100083）

层间氧化带是矿床形成的直接控制因素，铀矿化位于层间氧化带的尖灭部位，产于相邻氧化带发育的灰色砂体中，层间氧化带是找矿的地球化学标志和矿床形成的直接控制因素。通过对该区地质构造和沉积演化历史的系统分析，重点描述中侏罗统直罗组和下白垩统华池—环河组层间氧化带的特征，进而确定本区具备形成层间氧化带砂岩型铀矿的条件。

鄂尔多斯盆地；银东地区；层间氧化带；砂岩型铀矿

1 银东地区地质概况

银东地区位于鄂尔多斯盆地西缘逆冲带中北部，其构造位置属西缘褶皱冲断带和天环向斜西翼的北段（图1）。本区具有“双重”基底特征，可分为结晶基底和褶皱基底，结晶基底为太古界和元古界的一套中深变质岩系。褶皱基底由古生界的寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系和二叠系组成，岩石固结程度较高，并发生过一定程度的变质作用。本区发育的盖层有三叠系（T）、侏罗系（J）、下白垩统（K）、古近系渐新统（E）、新近系上新统（N）和第四系（Q）组成［1］。各地层在水平和垂直上的发育存在一定的差异，其中侏罗系和白垩系是本区的沉积主体。中侏罗统直罗组、下白垩志丹群砂体发育、结构疏松、分布稳定，是该区寻找可地浸砂岩型铀矿的主要目的层［2-3］。多期次的构造活动有利于目的层层间氧化作用的发育和铀的富集成矿。

图1 西缘逆冲带构造纲要图

2 层间氧化带发育特征

层间氧化带型铀矿矿床一般位于盆地边缘构造斜坡带上,矿化受层间氧化带控制［4］，成矿时间较短,铀矿物主要是沥青铀矿、铀石,常伴生有Mo,Se,V,Re稀有元素等特点，空间分布与层间氧化带相似［5-6］。层间氧化带砂岩型铀矿是我国目前寻找的主要类型，随着找矿工作的深入，可供探索的区间逐渐缩小，因此开辟新的找矿领域、拓展找矿空间有着重要的战略意义。

受工作区西部逆冲带断裂褶皱的影响，工作区内的层间氧化带发育特征较为复杂。据现有钻孔资料，圈定了本区主要目的层中侏罗统直罗组和下白垩统华池—环河组氧化带前锋线的大致位置（图2）。

2.1 中侏罗统直罗组层间氧化带特征

中侏罗统直罗组层间氧化总体由西向东发育。直罗组层间氧化带产于该组下段中粗砂岩及含砾中粗砂岩中，氧化带受褶皱、断裂的影响，在局部地段发生倾向上的位移，但并没有改变走向的连续性［7］。该层间氧化带由冯记沟以南至清水营，氧化带南北向延伸长度达80km以上，连续性好，具有一定的铀矿化显示，在其倾向上氧化带前锋线距离该含水岩组的出露区一般不超过3km。在层间氧化带内岩石颜色主要表现为褐黄色和棕红色，褐铁矿化极其发育，岩石颜色较为均一，但受其渗透性的影响略有差异。一般渗透性好的岩石表现为褐黄色，渗透性差的岩石表现为棕红色。褐铁矿化在渗透性好的岩石中表现为均匀的褐黄色，而在渗透性差的岩石中呈现为斑点状向外扩展的褐黄色晕圈。在其过渡带中褐黄色和棕红色渐渐被灰白色取代，仅出现少量的褐黄色或棕红色斑点，而在其还原带中岩石表现为浅灰色，见有炭化植物碎屑，无氧化痕迹。在氧化带的后部具有明显的颜色对称特征，氧化强度由砂体的中间部位向上、下渐弱，表现在颜色上，由中间的褐黄色或棕红色向上、下渐变为灰白色和灰色，而在氧化带的前锋线一带，这种对称结构则表现的不明显。

图2 清水营-马家滩地段直罗组下段层间氧化带前锋线分布图

通过对本区钻孔岩芯的观察和取样分析发现，本区直罗组层间氧化带可划分为完全氧化带 (强氧化亚带)、不完全氧化带(中氧化亚带和弱氧化亚带)、过渡带和未氧化带。

据岩芯观察氧化带由红、黄、褐、白等色调的砂岩组成，由完全氧化带至于不完全氧化带，色调浓度逐渐变淡，最后变成黄白色。过渡带颜色的特点是灰色调，色浓而不均匀。未氧化带颜色特点是显示原生岩石灰色，灰黑色，色调均匀。在完全氧化带中，含有泥砾的砂岩或砂泥岩互层时，砂岩强烈氧化为黄色，而泥砾或泥岩层多褪色变为灰白色。当砂岩含有植物残片时，残片也被氧化褪色，但其形态仍然清晰可辨；沿沉积层层理或冲刷面氧化作用更强烈一些。在粉砂质泥岩中，一般氧化作用仅达褪色程度，但其中像黄铁矿这样易于发生变化的矿物却强烈氧化，变为褐色斑点。

从矿物组合特点来看，完全氧化带中石英、长石和岩屑的蚀变与其他带无明显的区别，均有石英的次变边，长石和岩屑的泥化、杂基的重结晶化、微晶石英的玉髓化以及长石、岩屑的假杂基黏土化等，而重要的特征是岩石遭受强烈氧化作用产生褐铁矿化，并且部分脱水转变为赤铁矿，故使岩石发红，炭质物氧化后消失，大量黏土矿物如高岭土、伊利石被尘状褐铁矿、针铁矿浸染，呈褐黄色，而多水高岭石较少。不完全氧化带中氧化亚带石英、长石和岩屑的蚀变与强氧化带基本相似，主要区别在于褐铁矿化非常发育，岩石中的铁矿物(磁铁矿、黄铁矿)和含铁矿物(黑云母等)强烈蚀变为褐铁矿或针铁矿。炭质物经氧化后绝大部分遭破坏，致使岩石中炭含量过低。另外在岩屑或杂基中也时有褐铁矿化或不均匀的分散状褐铁矿染。黏土矿物性状与强氧化亚带类似。不完全氧化带中弱氧化亚带的主要特征是长石、岩屑泥化成灰白色、白色斑点状，磁铁矿、黄铁矿、黑云母等矿物多变为尘埃状褐铁矿或呈黑云母假像的针铁矿，有少量的炭屑及微晶黄铁矿。黏土矿物多为高岭石，少量蒙脱石和混在其内的绿泥石。过渡带是铀的聚集带，位于氧化带舌状体前缘。在该带中黄铁矿和褐铁矿(包括针铁矿)共存是其主要特征，同时见微晶石英、玉髓、绿泥石和炭屑。铀矿物主要有沥青铀矿、铀石等。黏土矿物主要为高岭石、伊利石，其他矿物很少见到。未氧化带即原生岩石带，基本上未受后期氧化作用，颜色保持原生深灰-灰色。有较多的炭质碎屑和有机质、黄铁矿未受蚀变。黏土矿物少量，偶见水云母化。

从岩石地球化学环境指标的分析结果来看，氧化亚带由于氧化作用强烈，S2-、FeS2、Fe2+／Fe3+达最低值，而Fe3+达最高值，岩石呈现黄色调。不见有机炭，没有铀矿化，铀镭平衡严重偏镭（图3）。过渡带长石、岩屑黏土化；S2-、FeS2、Fe2+／Fe3+普遍升高，并保持一定水平；黄铁矿、白铁矿、褐铁矿、水针铁矿、赤铁矿共存是最大特征，岩石颜色由黄色调转为暗色调，呈现不均匀灰色；铀矿物为沥青铀矿、铀石、含铀炭屑、含铀地沥青；还原环境的交替带、矛盾带，也是铀成矿作用的关键地带。还原剂主要是黄铁矿、有机质和还原性气体(如烃类)。未氧化带即原生岩石带。S2-、Fe2+／Fe3+低于过渡带， FeS2高于过渡带，黄铁矿、白铁矿未蚀变；岩石为均匀的暗灰色；有机炭含量恢复正常值。

图3 氧化带分带与化学成分关系图

2.2 下白垩统华池—环河组层间氧化的特征

对现有钻孔资料综合分析对比发现本区华池—环河组层间氧化带由西向东发育方向，层间氧化带沿地层倾向氧化厚度逐渐减小，前缘呈不规则状尖灭，在平面上呈蛇曲状展布。氧化带前锋线长度150km，氧化带宽度大于40km，埋深一般为100～300m。剖面上看从氧化带—过渡带—还原带，氧化作用逐渐减弱，反映在岩石颜色上，则表现为从氧化到还原颜色由棕红色、褐黄—黄绿色向灰绿色、灰色过渡，绿色在本区是层间氧化—还原过渡带的标志，其中在氧化带岩石颜色呈连续和相对均匀分布，这主要受岩石的渗透性控制，黄绿色和褐黄色赋存于渗透性较强的岩石中，而红色、褐色、紫色则赋存于弱渗透岩石中。过渡带岩石呈不连续的斑点状分布，在本区其表现形式为褐色有黄褐色斑点向着还原带逐渐减少。还原带岩石颜色为较均一的灰绿色、灰色及灰黑色。从地球化学环境指标取样分析结果统计来看，氧化带 Fe3+含量为 1.66～2.51mg/L，Fe2+含量一般小于 1.6mg/L，Fe3+/Fe2+大于 1.27，ΔEh值为 16.5～24.5mV，有机炭含量小于0.09%。过渡带岩石中Fe3+含量为 1.14～1.56mg/L，Fe2+含量为 1.25～1.7mg/L，Fe3+/Fe2+为 1.14～0.67， 有机炭含量小于 0.06%，ΔEh值为12.9～21.2 mV，还原带岩石中Fe3+含量较低，一般为 1.04～1.68mg/L，Fe2+含量为 1.53～1.87mg/L，Fe3+/Fe2+一般小于1.0，有机炭含量为0.07%～0.09%，ΔEh值为 19.5～23mV。

3 结 论

层间氧化带是矿床形成的直接控制因素，铀矿化位于层间氧化带的尖灭部位，产于相邻氧化带发育的灰色砂体中。据现有钻孔资料显示，本区主要目的层中侏罗统直罗组和下白垩统华池—环河组氧化带前锋线的大致位置已圈定，并确定了银东地区在该目的层具备形成层间氧化带砂岩型铀矿的条件。

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Abstract：Interlayer oxidation zone is the direct factors of the mineralization.The Uranium mineralization is located at the pinch position of interlayer oxidation zone and occurred in the gray sand body among adjacent oxidation zones.Interlayer oxidation zone is the geochemical prospecting indicator.By the systematic analysis of the geologic structure and evolution,this paper focuses on studying characteristics of interlayer oxidation zone of the Zhiluo Formation of Middle Jurassic and Huachi-Huanhe Formation of Lower Creteceous,and thus it is determined that this area possesses the condition of the formation of interlayer oxidation zone sandstone-type uranium ore.

Key words：Ordos basin；Yindong area；interlayer oxidation zone；sandstone-type uranium mineralization

The Characteristics of Interlayer Oxidation Zone in the Yindong Area of Ordos Basin

GUO Hongwei1,2DAI Mingjian2
(1.Team 208 of China Nuclear Industry Geology Bureau，Baotou 014010；2.China Geology University，Beijing 100083）

P574

A

1673-1980（2012）01-0041-03

2011-09-23

郭宏伟（1973-），男，内蒙古包头人，高级工程师，中国地质大学在读博士研究生，研究方向为区域成矿地球化学。