腾格尔坳陷建造与铀矿找矿模式

童波林，刘 波



腾格尔坳陷建造与铀矿找矿模式

童波林，刘 波

（核工业二〇八大队，内蒙古包头 014010）

在钻探资料基础上，通过对腾格尔坳陷赛汉组铀成矿环境、构造建造特征、控矿成因等研究基础上，建立了腾格尔坳陷的找矿模式。研究认为，研究区铀源条件优越，有良好的成矿层位赛汉组。赛汉组上段主要控矿沉积体系为辫状河沉积体系、辫状河三角洲体系。在辫状河沉积体系中矿体主要赋存于河道边缘、富含有还原介质的河道中央及切穿目的层的构造带上，辫状河三角洲体系中矿体主要赋存于辫状河三角洲前缘灰色砂体中，从而可确定在该区我们的可通过探索河道边缘、河道中央、切穿目的层的构造带及辫状河三角洲前缘的灰色砂体是寻找铀矿的有利地段。

铀矿；赛汉组；找矿模式；腾格尔坳陷

近年来二连盆地砂岩型铀矿勘查取得重大进展，从最早发现发现苏崩铀矿床、努和廷铀矿床等泥岩型铀矿，到现在的赛汉高毕、巴彦乌拉、哈达图等砂岩型铀矿床，这些都突显示出二连盆地具有良好的探矿前景。然而对于二连盆地南部最大的坳陷腾格尔坳陷来说，虽然多次对其经行研究探索，但是受找矿思路、工作程度及施工条件的控制，仅部分小的次级凹陷发现了一些铀矿化，但整个凹陷并无突破性进展。这时通过对腾格尔坳陷构造特征、地层格架、目的层沉积环境及氧化带特征等基础地质问题的研究，建立完整的找矿模式就成为该区铀矿勘查突破口。通过对已施工钻孔资料及前人资料的分析研究，认为该坳陷具有良好的找矿目的层，赛汉组上段和赛汉组下段，该目的层均具有完整的“泥-砂-泥”结构，具有非常有利的铀成矿环境，铀矿化处于辨状河道砂体及辫状河三角洲砂体中的氧化-还原过渡带及灰色泛连通砂体中，资源潜力较大。本文通过对腾格尔坳陷基础地质资料的研究，并结合野外实地工作，根据腾格尔坳陷内不同的沉积环境来确定有利的成矿沉积体积，进而研究确立有利的找矿模式。

1 区域地质背景

二连盆地位于中亚-蒙古地槽褶皱区，天山-内蒙-兴安华力西褶皱带内。盆地北西以加里东-华力西期巴音宝力格隆起为界，呈北东向展布；南界为加里东期温都尔庙隆起，呈东西向展布；东界为燕山中期大兴安岭隆起，呈北东向展布；西界以狼山隆起为界与巴音戈壁盆地相隔。其中腾格尔坳陷位于二连盆地的东南缘，北西邻苏尼特隆起，北东缘为大兴安岭隆起及乌尼特坳陷，南为温都尔庙隆起（图1）。周缘隆起出露岩性主要为华力西期花岗岩和燕山期花岗岩，铀含量高达2.60×10-6~13.70×10-6、钍含量17.00×10-6~70.00×10-6，钍铀比值为4.26~10.83，铀浸出率高，一般为10.25%~33.90%，最高可达51.73%，给盆地铀成矿提供了丰富的铀源。自中生代以来，坳陷经历了挤压隆升、拉张裂陷、坳陷期、回返抬升及整体下沉坳陷、整体抬升六个构造演化阶段，形成了一系列北东向拉张凹陷。其中白垩世早期（赛汉早期），受燕山二幕影响，凹陷由断陷转为坳陷沉降，缓慢下沉，并由断陷盆地转为坳陷盆地，同时在全盆地沉积下白垩统赛汉组下段、赛汉组上段，东西部地层均匀分布。晚白垩世-新近纪，受大兴安岭隆起影响，坳陷整体由东向西抬升，遭受剥蚀，形成有利于地下水补-径-排的“剥蚀型窗口”，有利于铀成矿，新近纪沉积的洪泛泥岩，有利于矿体的保存。

图1 二连盆地构造分区简图

2 构造特征

腾格尔坳陷是一个呈东西向展布的北断南超型箕状坳陷，呈近东西向展布，面积约24 000km2。

其位于中朝板块和西伯利亚板块的缝合带内，发育于赛汉塔拉复向斜基础上，基底起伏不平，是一个典型的“以岭为主”的地堑式的坳陷群。本区凹凸分割显著。西部盆地走向为北北东向，断陷持续沉降，属稳定-过渡型沉积，局部构造发育；东部盆地走向为北东东向，断陷窄长且较浅，沉积中心分散。腾格尔坳陷内次级凹陷整体上是“小而多，深而窄”的特征，呈现出多凹多凸的格局，共划分为七个凹陷和五个凸起分别为都日木凹陷、布图莫吉凹陷、额尔登苏木凹陷、赛汉乌力吉凹陷、翁贡乌拉凹陷等，凹陷、凸起整体走向北东，受二测断裂控制明显。

图2 二连盆地主要基底构造略图

1-构造分区线；2-盖层断裂线；3-推测深大断裂线；4-岩体

腾格尔坳陷盖层构造是在基底构造基础上，在拉张断陷和差异升降应力场环境作用下，在基底构造的基础上发育而成。自中生代以来，坳陷经历了挤压隆升、拉张裂陷、坳陷期、回返抬升及整体下沉坳陷、整体抬升六个构造演化阶段，形成了一系列北东向拉张凹陷。其中拉张裂陷、坳陷期构造、回返抬升期构造对沉积建造、岩相古地理环境和沉积矿产分布具有较大影响，砂岩型铀矿通常产于箕状断陷的稳定边缘或坳陷期稳定下切谷等。腾格尔坳陷内主要发育有东西向，北东-北东东向、北西向和北西西向四组走向断裂，它们包括基深大断裂，基底断裂及盖层断裂。

图3腾格尔坳陷沉积环境及地球化学图

1-富铀岩体；2-蚀源区；3-蚀源区边界线/沉积盆地边界线；4-冲积扇相；5-泛滥平原相；6-辨状河道；7-辨状河三角洲前缘亚相；8-辨状河三角洲平原亚相；9-滨浅湖相；10-氧化带；11-氧化还原过渡带；12-沉积相分界线；13-氧化带前锋线；14-勘探线及编号；15-收集非铀矿钻孔；16-铀矿施工钻孔；17-工业铀矿孔；18-铀矿化孔；19-铀异常孔；20-无铀矿孔；

腾格尔坳陷赛汉组下段处于断陷末期，但是仍然具有断陷期沉积特点，受边界断层和基地构造控制较为明显。赛汉组下段在工作区分布广泛，沉积厚度受各凹陷构造格局控制，凸起区基本没有接受沉积，各沉降中心以凹陷为沉积单元，与各凹陷长轴方向一致，分割性较强。

腾格尔坳陷赛汉组上段已经由断陷转换为坳陷初期，基本不受边界断层和基地构造控制。各凹陷已基本填平补齐，形成统一的河流-湖盆沉积。在平面上，沉降中心已由各凹陷独立成中心转移至坳陷的西部，形成统一的沉降中心。

3 建造特征

赛汉组为腾格尔坳陷的主要找矿层位，分布于坳陷的大部。其中赛汉组上段主要发育五种沉积体系，分别为冲积扇沉积体系、扇三角洲沉积体系、辫状河沉积体系、辫状河三角洲沉积体系和湖泊沉积体。研究发现主要的控矿沉积体系为辫状河沉积体系和辨状河三角洲沉积体系，其中发育的砂体结构疏松，成岩度低，孔隙度、渗透性好，可构成地浸砂岩型铀矿良好的储矿空间。其中辨状河沉积体系主要分布于布图莫吉-都日木、额尔登苏木-赛汉乌力吉等凹陷内，测井电阻率曲线呈箱型，具具有下粗上细的正粒序特征。辫状河三角洲控矿沉积体系，主要分布于阿奇图乌拉坳陷等地区，测井相呈漏斗状，具有细-粗-细的粒序特征（图4）。赛汉组下段主要沉积体系类型为扇三角洲、辨状河三角洲和湖泊三种沉积体系。其中扇三角洲沉积体系分布范围广，主要分布在各凹陷周边断层附近，沿边界断层叠置呈带状分布。辫状河三角洲沉积体系主要分布于阿其图乌拉凹陷的北部，湖泊沉积体系分布于各凹陷中心。新近系泥岩、赛汉组上段砂岩与赛汉组下段顶部泥岩，构成“泥-砂-泥”结构，构成该区铀成矿的有利地层储集结构。

图4 赛汉组上段地层综合柱状图

通过对已有资料分析，发现在赛汉组上段辫状河及辫状河三角洲灰色砂体中主要发育潜水-层间氧化带。其中辨状河沉积氧化带一般呈单层，部分地段有薄层泥岩但呈透镜状产出，未改变氧化带的整体结构，即呈“面状”向下、向前延伸。氧化岩石以黄色、亮黄色为主，见黄绿色、浅绿色，岩性多为砂质砾岩、含砾砂岩、砂岩等显。辨状河三角州沉积中氧化带在辫状河三角洲平原部位一般呈单层，部分地段有薄层泥岩但呈透镜状产出，在辫状河三角洲前缘，随着砂体层数增多，氧化带也随之变为多层，呈舌状向前延伸氧化岩石为，亮黄色、黄色砂砾岩、含砾中粗砂岩、含泥砂岩、细砂岩等。控矿成因相砂体氧化带大致发育三个阶段的氧化作用，即早期沉积成岩富集阶段（发育泥岩型矿化异常），赛汉组上段沉积后（早白垩世后期），新近系地层未沉积，发育古潜水氧化阶段，形成垂向上的完全氧化带、氧化还原过渡带及还原带。晚白垩世地壳抬升，有利于层间氧化作用发生，并形成平面上的氧化带、氧化还原过渡带及还原带。

图5 辨状河道成矿模式图

1-新近系；2-赛汉组上段；3-赛汉组下段；4-富铀岩体；5-冲积扇相；6-氧化砂体；7-还原砂体；8-泛滥平原泥岩；9-湖相泥岩；10-铀矿体；11-下部油气储集层；11-下部油气储集层；12-角度不整合线；13-氧化带前锋线；14-断层线；

4 找矿模式研究

在综合分析研究区铀成矿环境的基础上，依据其控矿成因相特征，建立了两种找矿模式。

1）辫状河沉积体系找矿模式（图5）：通常在该区内铀矿化一般赋存于河道边缘相砂体中或沿河道中心在氧化带前锋线上，局部地区在切穿目的层的构造处。由于河道砂体中心沉积砂体粒度较粗，岩石渗透性好，氧化作用往往沿侧帮或顺河道中心纵向发育，而在河道边缘由于其砂

体粒度较细，富含有机质、黄铁矿等还原介质，使得铀元素沉淀富集，形成侧向氧化的前锋线。含氧水由富铀岩体的携带物源，岩河道在纵向延伸过程中，遇到富含还原介质，还原能力强的砂体，使得水中六价铀被还原沉淀，在河道中央就会形成铀元素富集，从而形成氧化带前锋线。部分部位由于构造的影响，部分构造切穿基地岩层直达目的层，下部地层中油气岩断层通道向上到达目的层，将河道中的氧化砂体还原，使得铀元素沉淀富集，形成铀矿化。富矿岩性主要为河道边缘的灰色、深灰色中砂岩、细砂岩以及河道中央氧化带前锋线的含砾砂岩、砂质砾岩中，富含有机质、黄铁矿等还原物质。综上所述，辨状河道中铀矿化主要受氧化带前锋线控制，在该区辨状河道沉积相模式下找矿，因探索河道边缘、沿河道中央纵向探索氧化带前锋线，寻找切穿目的层的断层，来寻找铀矿化。

图6 辨状河三角洲成矿模式图

1-富铀岩体；2-氧化砂体；3-氧化-还原过渡带砂体；4-湖相泥岩；5-铀矿体；

2）辫状河三角洲沉积体系可以分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲三个亚相，铀矿化一般富集于靠近前三角洲的辫状河三角洲前缘亚相的灰色砂体中，其砂体粒度较细，一般为细砂岩、中砂岩，其中富含有机质、黄铁矿等还原介质。在三角洲平原发育分流河道，含氧流体从富铀岩体上携带大量六价铀，在三角洲前缘处由于其砂体粒度较细，泥岩夹层较多，并且前三角洲中富含有机质、黄铁矿等还原介质，使得含矿流体中的六价铀在前三角洲与三角州前缘接触部分被还原沉淀下来，形成氧化带前锋线，而赋存于三角洲前缘的灰色砂体中。综上所述，辨状河三角洲相成矿模式受辨状河三角洲前缘亚相中的氧化带前锋线控制，在该区的辨状河三角洲相沉积模式中因探索三角洲前缘的灰色砂体，通过寻找其氧化还原过渡带来寻找铀矿化线索。

5 结论

1）通过对已有资料分析，认为腾格尔坳陷的有利成矿层位为赛汉组赛汉组沉积时以坳陷为单元形成统一盆地，构造环境相对稳定，有利于各沉积体系的稳定发育，尤其为较大规模的的发育创造了条件，之后的构造隆升和伴随的掀斜作用及古气候的变迁，使目的层砂体接受了良好的后生改造，有利于铀成矿。

2）其主要的成矿沉积环境为辫状河、辫状河三角洲沉积体系。并建立了主要的成矿模型，发现在辫状河沉积体系找矿模式中铀矿化一般赋存于河道边缘相砂体中或沿河道中心在氧化带前锋线上，局部地区在切穿目的层的构造处，因通过对河道边缘、河道中央氧化带前锋线及切穿目的层的断层处探索，来寻找铀矿化。在辨状河三角洲沉积体系找矿模式中铀矿化一般富集于靠近前三角洲的辫状河三角洲前缘亚相的灰色砂体中，因通过对辨状河三角洲前缘亚相中灰色砂体的探索来寻找铀矿化。

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Formation and Uranium-Prospecting Model in the Tengger Depression

TONG Bo-lin LIU Bo

(No.208 Party, CNNC, Baotou, Inner Mongolia 014010)

This paper deals with uranium ore-formation environment, structure-formation and control factors of the Saihan Formation in the Tengger depression based on which an uranium prospecting model is set up. Braided river sedimentary system and braided river delta system are main ore control sedimentary system of the upper part of the Hansai Formation. The uranium orebodies in the braided river sedimentary system are confined to the river edge, river centre rich in reducing medium, while the uranium orebodies in the braided river delta system are confined to the gray sand bodies in the front of the braided river delta. Therefore, the river edge and river centre rich in reducing medium in the braided river sedimentary system and the gray sand bodies in the front of the braided river delta are favorable for searching for uranium deposit.

uranium deposit; Saihan Formation; prospecting model; Tengger depression

P619.14

A

1006-0995（2017）03-0409-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2017.03.013

2017-02-19

童波林（1983-），男，江西人，硕士，工程师，铀矿地质专业