鄂尔多斯盆地南缘砂岩型铀矿地质特征及成矿条件分析

任中贤，申平喜，陈粉玲

（陕西省核工业地质局211大队，西安 710024）

鄂尔多斯盆地南缘砂岩型铀矿地质特征及成矿条件分析

任中贤，申平喜，陈粉玲

（陕西省核工业地质局211大队，西安 710024）

鄂尔多斯盆地南缘，中侏罗统中粗粒砂岩中古层间氧化带发育，铀含量高，砂岩型铀成矿地质条件有利，已发现多处砂岩型铀矿床（点）。铀矿化产于中侏罗统直罗组下段辫状河流相的砂体中，受古层间氧化带控制；铀矿化与砂岩渗透性关系密切，一般产于胶结疏松、透水性较好的砂体中；成矿区域内中侏罗统广泛发育，砂岩型铀矿找矿潜力大。

鄂尔多斯盆地南缘；直罗组下段；砂岩型铀矿；地质特征；成矿条件

成矿区域位于鄂尔多斯盆地南缘，行政区划属陕西省延安市黄陵县、铜川市宜君县、耀州区及咸阳市旬邑县、彬县管辖。

1960年前后至今，陕西核工业地质单位在该地区开展了多项铀矿找矿工作，发现了双龙砂岩型铀矿床及较多的矿点、矿化点，铀成矿特征与鄂尔多斯盆地北缘东胜和大营铀矿床较为相似，铀成矿地质条件良好。

通过分析和总结鄂尔多斯盆地南缘砂岩型铀矿地质特征及成矿条件，认为该区域砂岩型铀成矿具有良好前景，是今后铀矿勘查重点区域。

1 铀成矿地质特征

在大地构造位置上，鄂尔多斯盆地属于中朝准地台的一部分。

1.1 构造特征

成矿区位于鄂尔多斯盆地（Ⅱ级）的南缘，处于伊陕斜坡（Ⅲ级）与渭北断隆（Ⅲ级）过渡部位的庙彬褶皱带内（图1）。

区内出露地层有三叠系至白垩系陆相沉积，形成了含煤建造和红色碎屑岩建造。第四系黄土发育，覆盖面积较大。

区内构造简单，断裂不发育，主要形成一系列NE、NNE向背斜和向斜，但总的趋势是一个向NW倾斜、倾角平缓的单斜构造，倾角为10°～20°。

1.2 含矿目的层特征

中侏罗统是区内主要含矿层位（图2），自下而上可分为延安组（J2y）、直罗组（J2z），局部缺失安定组（J2a）。

1.2.1 延安组（J2y）

该组假整合于三叠系之上，为河沼相含煤碎屑岩建造，厚度约40～110m，自下而上可分为4个岩段，岩性以灰色中粗粒砂岩或含砾粗砂岩夹泥岩为主。其中第1岩段岩性为灰色泥岩、粉砂岩及煤层，是该区主要的产煤岩段；砂岩中含大量的炭屑，局部岩性段煤层中见铀矿化。

1.2.2 直罗组（J2z）

直罗组可划分为上段（J2z2）和下段（J2z1）。直罗组下段（J2z1）为铀矿赋存层位，在全区稳定分布。为温暖潮湿古气候条件下的河流相沉积，可划分为5或6个韵律层，厚约36～94 m。根据其岩性—岩相和韵律特征进一步划分为直罗组下段上亚段（J2z1-2）和直罗组下段下亚段（J2z1-1）。

直罗组下段下亚段（J2z1-1）与延安组呈角度不整合接触，为沉积早期在潮湿气候环境下的砂质辫状河沉积体系，厚度约26～55 m。该段主要岩性为灰色、灰绿色中粗粒长石石英砂岩。岩石固结程度较疏松，局部致密状；岩石透水性好，局部为弱透水；富含碎屑状、细线状、条带状、煤块状等炭化植物碎片。黄铁矿化发育，多呈微粒状散布于砂岩中，局部亦呈团块状与炭屑、泥砾共生。局部地段见“油砂”，砂体为大型复合河道沉积，由1～3个韵律层组成，具大型块状层理、槽状斜层理、板状斜层理等。铀背景值2.0× 10-6～3.0×10-6，是该区主要的铀赋矿层位。

1.3 古层间氧化带特征

古层间氧化带主要发育在中侏罗统直罗组下段砂体内，呈NE—SW向延伸，长约155 km（图3）。在瑶曲镇以北埋深约为90～350 m，瑶曲镇南西方向埋深大于500 m，厚度一般10～25m，最厚达40m［1］。

古层间氧化带分带性明显。根据岩石颜色及矿物标志，沿层间氧化带的发育方向可分为氧化带、氧化还原过渡带、还原带。氧化带宽约4～9 km（距东部剥蚀边界），呈灰绿色，有机质、黄铁矿不存在（或很少），该带无铀矿化存在。氧化还原过渡带宽7.5～19 km，砂体呈灰绿色与灰色互层出现，在灰绿色砂岩中可见炭屑、黄铁矿假晶。目前所发现的铀矿化均位于该带中。还原带（灰色残留体）砂体呈灰色、深灰色，炭屑、有机质、黄铁矿未被氧化。

1.4 铀矿化特征

铀矿化主要产于直罗组下段砂岩层的辨状河—曲流河相砂体中，严格受层间氧化带前锋线位置控制，产于氧化还原过渡带，与广泛发育的绿色蚀变关系密切，工业矿体平面上赋存于古层间氧化带前锋线“舌状体”的内侧，剖面上产于灰绿色蚀变带两侧的灰色、灰白色砂岩中，矿石为灰色粗-中粒长石石英砂岩，含炭屑、有机质、黄铁矿等还原介质，铀品位与有机质含量呈正相关。

双龙铀矿床勘查结果表明，铀矿化呈面状展布，矿体多为板状、透镜状，埋深受地形影响较大，一般90～150 m，最深350 m，铀矿品位较富，厚度变化大。铀矿化与砂岩渗透性关系密切，一般产于胶结疏松、透水性较好的砂体中。图4所示为双龙铀矿床64号剖面矿体形态。

2 砂岩型铀成矿条件分析

2.1 铀源条件

2.1.1 直罗组下段沉积砂体为铀储层

根据中国地质大学（武汉）焦养泉教授等研究，鄂尔多斯盆地直罗组下段目前残留4个大型物源朵体，分别是北部阴山物源-沉积体系、西北部汝箕沟物源-沉积体系、西部石沟驿物源-沉积体系、西南部平凉物源-沉积体系，其中平凉物源-沉积体系面积达33 335 km2，成矿区位于该物源-沉积体系，铀源丰富［2］。

2.1.2 直罗组下段沉积期后有丰富的铀源补充

秦岭造山带自太古宙以来经历了多次构造热事件改造，形成了多处大面积放射性偏高场。区内除存在太华群、秦岭群和宽坪群等富铀层外，还广泛分布有不同时期富铀花岗岩，铀含量最高可达10×10-6。在花岗岩体内、外带发育有众多花岗岩型、伟晶岩型和其他水热型铀矿床、点。这些富铀地质体对直罗组下段地层中铀有补充作用。

2.2 构造及水动力条件

鄂尔多斯盆地是一个大型克拉通盆地，中生代晚期，燕山运动对盆地产生了重要影响，为直罗组河道砂体稳定连续发育创造了极为有利的条件。

中侏罗世晚期鄂尔多斯盆地南缘直罗组大面积被剥蚀，该地质时期构造格局是由SE向NW倾斜，促使含氧含铀水沿直罗组河道发育方向向盆地内渗入，这一构造格局一直保存到了始新世早期，具有完整的补-径-排古地理地下水系统，对层间氧化带的发育和铀的富集非常有利。

2.3 古地理及古气候条件

含矿层直罗组下段为辨状-曲流河相灰色砂岩建造，形成期为温湿的古气候，有利于形成富含有机质及黄铁矿等高还原容量的砂体；晚侏罗世—早白垩世早期的抬升运动，使鄂尔多斯盆地南缘地区和东南部蚀源区及直罗组长期暴露地表并遭受风化剥蚀，古气候由潮湿转变为干旱-半干旱，对层间氧化带发育非常有利。

2.4 地层岩性岩相条件

含矿层直罗组下段为辨状-曲流河相灰色砂岩建造，与延安组湖相泥岩及直罗组上段湖相泥岩组成了泥-砂-泥结构，是铀成矿的有利地层结构和层位条件，该层砂体形态与沉积相一致，砂体厚度一般25～65 m，厚度较为适中。砂体粒度中-粗粒，固结程度低，渗透性较好，砂体中富含炭化植物碎片和黄铁矿，是层间氧化带形成和铀沉淀富集的有利场所。

2.5 古层间氧化作用

直罗组下段的氧化带，是早期氧化作用形成的红色或黄色氧化砂体，后经油气、煤层气的后生还原作用形成的古层间氧化带，在区内表现为大规模的绿色蚀变。古层间氧化带具有区域性发育特点，规模大，呈NE—SW向延伸，长约155 km，宽11.5～28 km。铀矿体在平面上主要分布于古层间氧化带前锋线附近，位于氧化还原过渡带一侧，表现为层间氧化带舌状体控制的矿体，赋存于过渡带内绿色砂体尖灭部位相邻的灰色砂体中。古层间氧化带控制着矿体的分布，古层间氧化带前锋线附近氧化还原过渡带一侧，是寻找铀矿富大矿体的有利部位。

2.6 还原气体渗入作用

铀矿床成矿地球化学过程不仅包括古层间氧化作用，还存在二次还原作用。还原气体沿断裂构造、下切河谷渗入铀成矿目标层，增强了砂体的还原能力；延安组与直罗组角度不整合也为煤层气渗入铀成矿目标层创造了条件。还原气体的持续渗入，抑制了古层间氧化作用的进一步发展，为铀的沉淀和富集创造了更为有利的条件。

3 结语

鄂尔多斯盆地北缘有大营、东胜铀矿床，盆地西缘有磁窑堡和惠安堡铀矿床；鄂尔多斯盆地南缘铀成矿条件与盆地北缘东胜—大营地区相似，具备古层间氧化带砂岩型铀矿的成矿条件。

鄂尔多斯盆地南缘现有双龙、焦坪—照金镇（庙湾）两个明显的铀矿化集中区，已勘查发现了双龙中型铀矿床和另一个小型铀矿床；铀矿化受古层间氧化带控制，古层间氧化带前锋线附近氧化还原过渡带一侧是铀成矿重点部位，铀资源潜力大。

［1］申平喜，方民强，陈粉玲，等.鄂尔多斯盆地南缘砂岩型铀矿整装勘查区设立建议书［R］.西安:陕西省核工业地质局211大队，2013.

［2］焦养泉，李思田.陆相盆地露头储层地质建模研究与概念体系［J］.石油实验地质，1998，20（4）: 346-353.

Analysis on the geological features and ore-form ing conditions at the southern margin of Erdos basin

REN Zhongxian，SHEN Pingxi，CHEN Fenling（Geologic Party No.211，Shanxi Province Nuclear Geological Bureau，Xi’an 710024，China）

At the southern margin of Erdos basin，the paleo-interlayer-oxidation was developed in the medium-coarse-grained sandstone of Middle Jurassic System.High content uranium was enriched which are favorable for sandstone-type uranium deposit.There had been found multiple sandstonetype uranium deposits（ore occurrences）in this area.Uranium mineralization occurs in the sand body of braided fluvial facies in the lowermember of Zhiluo Formation of Middle Jurassic System.It was controlled by the paleo-interlayer-oxidation.Uranium mineralization was closely related with the permeability of sandstone and occurs generally in the sandstones where is loose cementation and water permeability better.The stratum of Middle Jurassic System was extensively developed in the work area.Therefore it has great prospecting potential for the sandstone-type uranium deposit.

southern margin of Erdos basin；the lowermember of Zhiluo Formation；sandstone-type uranium deposit；geological features；metallogenic conditions.

P614.19；P598；P611

A

1672-0636（2014）03-0514-05

10.3969/j.issn.1672-0636.2014.03.004

2013-08-04；

2014-01-04

任中贤（1967—），男，陕西西安人，工程师，长期从事地质勘查工作。E-mail:810136261@qq.com