酒东盆地车场泉铀矿床地质特征及成因探讨

李建军

（陕西省核工业地质局211大队，陕西 西安710024）

1 区域地质背景

图1 盆地大地构造位置图

车场泉铀矿床位于酒东盆地东北缘[1]，祁连褶皱系北祁连加里东褶皱带北缘与华北板块阿拉善地块西南缘之过渡带上(图1)。酒东盆地是酒泉盆地的主要部分，盆地地层由基底及盖层两大部分组成[2]。盆地北部基底由震旦系云母石英片岩、变粒岩，结晶灰岩，硅化灰岩夹后期酸性岩脉及古老结晶花岗片麻岩及海西花岗岩组成；盆地南部基底由北祁连灰岩、板岩、千枚板岩、变砂岩组成。盆地盖层由上三叠统(T3)，新近系白杨河组（N1b），震旦系中深变质岩系、海西期花岗岩及北东部侏罗系铀背景值较高，是该区主要铀源层，下白垩统新民堡群第一岩组上段是主要赋矿层位。

2 地质特征

2.1 地层、构造、岩浆岩

矿区地层整体呈近东西向，地层平缓，倾角一般5—21°的单斜层。主要目的层为新民堡群第一岩组上段、次为第一岩组下段，铀背景值一般：0.02×10-4—10.5×10-4，平均 1.12×10-4。

区内构造以断裂构造为主，褶皱构造次之[3]。褶皱构造总体表现为一些轴向北东向的宽缓向斜褶皱，受北东向断裂控制，是张扭性断裂构造挤压牵引的结果。断裂构造主要表现为北西西—北西向、北北东—北东向，前者将东北斜坡带分为北部抬升带、中部次抬升带、南部下降带。中部次抬升带又可进一步分为4个抬升断块，3个下降断块，矿区处于被切割成若干菱形块段。

2.2 岩性岩相

在盆地边缘主要发育冲积扇相—扇三角洲相沉积、辫状河流相、局部出现湖泊相，而扇三角洲相是成矿有利岩相。岩性以灰绿色、灰白色砾岩，砂质砾岩为主，次为中—细砂岩，局部出现灰绿色、紫红色及浅棕色泥质粉砂岩、泥岩等，具有多个个正韵律叠置或倒韵律，显示构造活动逐步减弱。

2.3 氧化带

氧化带在矿区发育比较广泛，分为三种，潜水氧化带：倾向埋深一般0.0—2.46m，厚度一般6.8—2.46m，平均9.3m，岩性为泥质粉砂岩、细砂岩、粗砂岩及含砾粗砂岩。潜水—层间过渡氧化带：倾向埋深16.5m，厚度10.55m，岩性为灰绿色细砂岩。层间氧化带：倾向埋深17—237m，厚度1—6.7m，平均3.83m岩性为灰绿色、灰白色细砂岩。与铀矿化关系密切的主要为前两者。

2.4 砂体特征

根据沉积旋回，从下而上划分为九套含矿砂体，为ST1—ST9，其中ST7、ST8为工作区的主要含矿砂体，主要分布于新民堡群第一岩组上段，一般倾向埋深6.8—237m，厚度10.6—57.1m，平均26.8m，岩性为细砂岩—细砾岩，砂泥比一般0.75—5.93：1，平均2.51：1，矿体品位一般为 0.6773—5.2555×10-4， 平均为 3.9352×10-4， 平米铀量一般为0.06—10.098kg/m2，平均 1.7882kg/m2。

2.5 地球化学特征

2.5.1 化学成分

岩石主要是灰色、浅灰色、深灰色、灰黑色含炭屑细砂岩、粗砂岩及含炭泥质粉砂岩，以细砂岩为主。铀矿石化学成分（见表1）。从表可知：Si02一般57.62—71.15%，平均 62.96%，Ai203一般 10.82—14.18%，平均12.54%，烧失量一般4.84—20.40%，平均10.22%，其余含量较低，该矿石属低硅酸盐型。

2.5.2 U/Th及特征元素

矿区不同铀矿化体的U、Th及特征元素分析结果表明：①区内U、Th含量与岩石粒度成反比，粒度越细，铀、钍含量越高，铀平均值为68.70×10-6，钍平均值为10.71×10-6。②相同岩性不同地段，有机碳（orgC）含量变化较大，照背山地段最为丰富。③C02在富矿地段含量很小，在矿化地段相比含量变化较大，反映碳酸盐在后期沉积演化作用过程中活动性较强。④H2S在西部及中部含量最丰富，而东部相对较低，反应了西部还原容量远大于东部。⑤Fe3+/Fe2+比值西部及中部相差不大，而东部地段矿段中Fe3+含量较高。

2.5.3 微量元素

区内微量元素化学分析结果显示：相同岩性不同地区微量元素在浅部相对富集，而Sc、Re、Ga、则无明显变化，而V含量在西部则明显降低，Mo则相对富集，反映了微量元素在过渡带及还原带具有选择性富集和地球化学分带特点。

2.6 铀的存在形式及价太

矿石中铀主要呈分散吸附状态存在，铀分布比较均匀，主要集中于黄铁矿、炭屑、有机质中，矿石以六价铀为主，显示活性铀比例大，而且，随着深度加大，六价铀含量比例有减少趋势，反映与后生改造关系密切。

3 铀成矿条件及矿床成因

3.1 铀源条件

该区东北部蚀源区和基底是富铀的花岗岩及变质岩类，岩体内有多处铀矿化点和异常点，基底经历了长期的隆起，具有较厚的风化壳（厚110—150m），有利于铀元素的活化迁移，为盆地沉积和铀成矿提供了丰富的物源和铀源。

3.2 具备铀成矿的地层条件

车场泉铀矿区主要目的层为下白垩统新民堡群第一岩组上段(K1xn1—2)。背景值较高，岩性为以浅褐黄色、灰色、灰绿色为主的细碎屑岩建造，含有机质、含炭屑和黄铁矿等，具备后生成矿必须的还原条件。

3.3 有利的构造条件

车场泉铀矿位于酒东盆地次级构造单元—北部单斜构造带，总体构造为一向南西倾斜的单斜层，属于自流水单斜盆地的迳流，补给区为北部的富铀的花岗岩体，排泄源为盆地中部的黑河，因此区内具备形成层间氧化带型砂岩铀矿成矿构造环境。

3.4 古气候条件

酒东盆地早白垩世早期气候为半干热，以杂红色碎屑岩沉积为主。早白垩世中期，气候环境转为温湿，以湖泊沉积为主。早白垩世晚期，气候干旱炎热红色粗碎屑岩建造。气候由干旱—半干旱—温湿—干旱气候的转变，下白垩统地层中发育有一定厚度的灰色碎屑岩建造，而且盆地后期新构造改造相对较弱，有利于氧化作用和铀的富集，有利于潜水—层间氧化带发育。

3.5 水动力及水文地球化学条件

3.5.1 水动力条件

白垩纪后，盆地开始抬升，气候变得干燥炎热，为含铀含氧地下水的补给、迳流和排泄提供了有利的水动力环境。

3.5.2 水文地球化学条件

车场泉铀矿区含水层主要为下白垩统及第四系。地下水主要来之于大气降水、基岩裂隙水、碎屑岩裂隙孔隙水和松散岩类孔隙水等。

1）补给区：分布于北部的中、低山及丘陵地带，降水量不大，地下水类型是基岩裂隙水，径流条件好，水循环比较频繁，流途短。矿化度一般在3.00—6.52g/L，最高10g/L。pH值一般在7.31—8.03，水质类型为 SO4·Cl—Na、SO4—Na·Ca 或 SO4—Na 型。

2）径流区：主要位于东北斜坡带上，地下水类型是下白垩统的裂隙孔隙水，地下水的pH值7.52—7.92，矿化度2.17—7.92g/L，最高11.89g/L。 水质类型以 SO4·Cl—Na 或 Cl·SO4—Mg·Na 型。

3）排泄区：位于黑河及黑河北侧的河谷平原地区，地下水水位埋深较浅在 8—35m，pH 值 7.31—8.03 之间。 水质类型为 SO4·HCO3—Mg·Na或 SO4·HCO3—Mg·Na·Ca 型。 矿化度 1.44—2.3g/L 之间，最高 7g/L。

3.6 稳定的地层结构和砂体条件

区内地层既具有稳定的泥—砂—泥结构，砂泥比2.51：1。盆地基底为一相对隔水层，其上的砾岩、砂岩、细砂岩、含碳泥质粉砂岩等其透水性并不完全一致。地下水的排泄窗为南部的黑河，近乎平行于地层走向，对层间氧化带发育十分有利。

3.7 有利的岩性岩相条件

矿区自蚀源区到盆地中心方向分别为冲积扇→扇三角洲→辫状河流→浅湖相。以扇三角洲相为主，岩性以含碳细砂岩为主，次为砂砾岩，砂体中富含有机质炭屑和黄铁矿等还原物质，具备铀成矿有利的岩性岩相条件。

3.8 后生改造氧化作用明显，铀矿化显示良好

区内主要目的层广泛发育后生改造作用，可见碳酸盐化，黄铁矿化，褐铁矿化。主要表现为潜水氧化、潜水—层间过渡氧化及层间氧化等形式，特别是以潜水氧化作用最为发育，与矿化最为密切。

3.9 油气作用的存在对铀的成矿起着还原障的作用

盆地南部有油气或油浸砂岩显露，反映盆地中存在有后生还原作用的可能，油气对目的层砂体的还原作用，促进了还原障的形成和氧化带及过渡带的二次还原，为含铀含氧水在运移过程中的沉淀富集起着重要的还原剂作用。

3.10 矿床成因的几点认识

1）盆地北部蚀源区及基底花岗岩为该区铀成矿提供了丰富物源。

2）具备有利的水动力及水文地球化学环境。

3）受层位控制，铀矿化主要分布于下白垩统新民堡群第一岩组上段，次为第一岩组下段。

4）铀矿化严格受岩相—岩性控制，最有利岩相为扇三角洲相。

5）铀矿化受潜水氧化、潜水—层间过渡氧化及层间氧化控制，以潜水氧化型为主。

6）铀矿化分布岩性广泛，有泥质粉砂岩，泥灰岩，细砂岩及砂砾岩，以细砂岩为主。

7）铀矿化与有机质、粘土质吸附及砂体渗透性密切相关，富矿化产于高渗透性、高有机质含量的砂岩中。

［1］甘肃地质矿产局,编.甘肃省区域地质志[M].北京：地质出版社,1989.

［2］霍永录,等,编.中国石油地质志：第 13 卷[M].北京：石油工业出版社,1989.

［3］耿海军,李万华,等.酒东盆地东北缘构造特征及对铀成矿作用的影响[J].西北铀矿地质.咸阳：核工业二○三研究所,2007,33：8-15.

［4］李万华.酒东盆地北缘下白垩统沉积环境与铀成矿作用[J].西北铀矿地质.咸阳：核工业二○三研究所,2006,32(1).

［5］李建军,等,编.甘肃省高台县车场泉地区铀矿普查报告（内部资料）[Z].西安：核工业地质局二一一大队,2010.

［6］铀矿床矿物地球化学[M].李子颖,长铁岭,等,译.北京：核工业北京地质研究所,2003.

［7］何光玉,陈汉林,等.酒泉侏罗纪含煤盆地性质、原型及资源潜力[J].煤炭学报,2004,6.

［8］何光玉,杨树锋,陈汉林,等.河西走廊西段及邻区早白垩世盆地的重新厘定[J].石油学报,1994,11.

［9］陈启林,周洪瑞,李相博.蒙甘青地区早白垩世原型盆地特征及其对烃源岩分布的控制[J].地球科学进展,2005,6.

［10］任战利.中国北方沉积盆地构造热演化史研究[M].北京：石油工业出版社,1999.

［11］甘肃省地矿局第二水文地质工程地质队.1∶20万中华人民共和国区域水文地质普查报告[R].高台幅,1983.

［12］舒科夫斯基.沉积岩岩石学[M].北京：地质出版社,1952.

［13］何光玉,杨树锋,陈汉林,等.河西走廊西段早白垩世盆地的重新厘定[J].石油学报,1994,11.

［14］熊盛青,郑宝生,等.甘肃省合黎山地区航空物探（磁、伽玛能谱）勘查成果报告[R].地质矿产航空物探遥感中心,1991.

［15］[乌兹别克]X.L.卡里莫夫,等.乌兹别克斯坦共和国乌奇库杜克型铀矿床[M].狄永强,夏同庆,译.核工业地质局,1996.