可地浸砂岩型铀矿的成矿水文地质条件分析

范文军

（中陕核工业集团地质调查院有限公司，西安 710000）

可地浸砂岩型铀矿的成矿铀源通常来自两个方面，一是富铀地层或富铀花岗岩体等构成的沉积盆地基底或蚀源区，二是沉积盆地内部的富铀沉积地层。在成矿作用的过程中，通过氧化还原作用形成铀矿体通常分为两种情况，一种是在含有富氧离子的地下水长期径流氧化改造后，将地层中处于还原状态下固态的U4+矿物氧化成为游离状态的U6+离子，并随水体的运移在氧化还原过渡带附近富集成矿，二是在富含有机质或还原烃类的地下水长期径流还原改造后，将地层中处于游离状态的U6+离子还原成为固态的U4+矿物，并在还原障附近富集成矿。因此，可地浸砂岩型铀矿的成矿和水文地质有着密切关系。

1 准噶尔盆地北西地区水文地质背景

1.1 补给、径流、排泄机制

1.1.1 补给区

该地区地下水以基岩裂隙水为主，主要通过大气降水补给，部分降水通过自然蒸发和植物蒸腾作用排到大气中，部分通过地表径流汇聚成溪流。该地区有砂岩结构地层与地表河流直接或间接接触，因此，部分补给也通过地表河流完成。

1.1.2 径流区

该区域主要分布中新生代水文地质构造层，其地下水主要为层间孔隙水，局部存在构造裂隙水。地下水径流区域主要集中在乌尔禾—夏孜盖—迭伦山—福海一带。这些水体通过地下径流的方式，逐渐向盆地中心运移[1]。

1.1.3 排泄区

玛纳斯湖地区属于沙漠，该区域的温度较高，降雨少，蒸发快，相关统计数据表明，该地区的蒸发量能够达到降水量的20倍，其为承压水垂直向上运移的越流排泄区[2]。同时，该区域也存在层间承压水，其沿着构造破碎带、构造天窗，通过向上运移的方式排泄。

1.2 水文地质分区

依据水文地质特点，准噶尔盆地北西地区可以划分为4个分区，分别为：扎伊尔—雪米斯坦山区、和什托洛盖山间自流水盆地区、夏子街渗入型水文地质区和玛纳斯湖渗出型水文地质区，每个分区的水文环境各不相同。因此，在具体分析过程中，要依据实际情况进行，确保最终分析结果的合理性，从而实现对可地浸砂岩型铀矿成矿机理的合理分析，为后续的开采等相应工作提供依据。

2 水文地球化学特征分析

2.1 潜水水化学特征

扎伊尔—雪米斯坦山西部，地势较高，该区域的温度较低，常年可见积雪，水化学类型主要为HCO3·SO4-Ca·Na、HCO3-Ca·Na 及 SO4·HCO3-Na·Ca型。山脉的东段地势相对较低，气候相对干旱，补给条件较差，补给来源主要为大气降水。

2.2 承压水水化学特征

和什托洛盖盆地和克拉玛依的含水层以侏罗系含水层为主，该区域的水质类型主要有为SO4-Na、HCO3-Na、Cl-Na型。在白垩系含水层中，水质的主要类型为Cl-Na，同时一些地段也发现了HCO3-Ca型。从该区域水化类型的实际变化情况来看，其从矿化度0.35 g/L的淡水，逐渐变为矿化度达到43.3 g/L的卤水。而通过对古近系和新近系含水层中矿化度的变化情况进行对比发现，该区域由淡水逐转变为咸水，矿化度也由最初的不到1.0 g/L，增加到超过19.0 g/L。通过分析，人们可以发现，该地区的水质类型有三种，分别为HCO3-Na型、SO4-Na型、Cl-Na型[3]。

2.3 潜水放射性水化学特征

针对雪米斯坦基山和扎伊尔山地区的具体情况进行分析，并结合不同时期对该区域的放射性水化学调查分析，笔者最终发现了3个Rn异常（超过81.8～160.9 Bk/L）、5个U异常区（超过10.0×10-6g/L）。对该区域的盆地进行详细分析，笔者发现，该区域的地势较低，同时该区域的蒸发作用比其他地区强烈，地下水补给不足，最终导致该区域潜水中的U含量要超过其他地区，通常处于3.0×10-6～10.0×10-6g/L。而对和布克河谷亲水中的U含量进行分析，笔者发现，该区域的U含量超过10.0×10-6g/L，最大值超过50.0×10-6g/L。和什托洛盖凹陷北翼水也含有一定量的U，通过量测发现，该区域U的含量超过10.0×10-6g/L，U含量高的区域，超过60.0×10-6g/L，此外，在玛纳斯湖、艾里克湖以百口泉区域，U含量也超过10.0×10-6g/L。

对整个区域的潜水进行分析发现，区域内的潜水大都为含氧水，同时该区域存在个别低洼、排水不畅的地段，该地段会存在微量的硫化氢气体，含量不到0.10 mg/L。此外，水中还含有一定量的Fe2+离子和Fe3+离子，其中Fe3+离子的含量要比Fe2+的高[4]。

2.4 承压水放射性水化学特征

侏罗系含水层中O的含量为0.2 mg/L，H2S的含量与O的含量相同，同时Fe3+离子的含量要大于Fe2+离子。通过对该区域水的酸碱性进行测量，笔者发现，该区域水的pH值为8.2，呈碱性，U含量为0，推测位于还原带[5]。对白垩系含水层进行分析可知，其含氧量为2.8～7.0 mg/L，而H2S的含量与侏罗系相比，则较为波动，并不集中，主要在0～0.3 mg/L浮动，pH值则在7.6～8.9，同时该含水层含有一定量的U，其含量处于1.8×10-6～21.3×10-6g/L。通过对新近系含水层和古近系含水层中的钻孔资料进行分析可知，该区域存在含氧含铀水[6]。

3 成矿水文地质条件分析

依据水文地质资料，按照补给来源，可以将氧化带分为不同的类型，具体情况如下：

基岩裂隙水侧向补给型层间氧化带。该区域的氧化砂岩并未裸露在地表面，直接与基地岩石相接触，层间水会受到基岩裂隙水补给。通过钻探还发现了含油砂岩，并且该区域油气十分发育，这对于层间氧化带的发育来说较为不利。下部层位与排泄区域相比位置较远，因此受油气的影响相对较小，而发育深度与西部相比则更深[7]。

潜水补给型层间氧化带。该类型层间氧化带的主要特征是，氧化砂岩层与上覆松散堆积物呈直接接触，含水量丰富。部分氧化砂岩层裸露于地表，直接接受大气降水补给，补给来源相对单一，受季节特点影响较大[8]。通过分析可以发现该地区东部受油气影响较小，西部地区受到的影响则较大。对该层间氧化带的地下水成分进行检测，水的含氧量较高。层间水可以接受潜水补给，整体结构相对来说比较稳定，含氧量较高，为U的氧化迁移提供了前提条件。

4 结语

可地浸砂岩型铀矿成矿会受到多方面因素的影响，水文地质条件是其中最为重要的影响因素。分清成矿时期是古水文地质环境还是现今的水文地质环境，或者是古今持续作用的水文地质环境，也是较难探明的控矿因素。由此可见，在分析可地浸砂岩型铀矿的成矿条件时，人们一定要加强对水文地质条件的分析，掌握工作区水文地质控矿因素，同时完成对成矿前景的准确预测，促进行业的发展。

1 陈德荣，苏远东，赵恒兵，等.四川盆地可地浸砂岩型铀矿区域成矿条件探讨[J].四川地质学报，2013，33（1）：47-52.

2 王福东，魏显珍.伊犁盆地南缘铀成矿与水文地质条件研究[J].科学技术与工程，2015，15（4）：5-10.

3 权志高，宋 哲，傅成铭，等.柴达木盆地北缘地区砂岩型铀矿成矿条件与成矿潜力[J].铀矿地质，2014，30（3）：155-160.192.

4 钟延秋，李 佳，姜丽娜，等.松辽盆地北部西斜坡地浸砂岩型铀矿成矿条件分析[J].吉林地质，2010，29（3）：29-34.58.

5 权志高，徐高中.中国北西部地区砂岩型铀矿含矿建造及找矿前景[J].地质学报，2012，86（2）：307-315.

6 王永和，焦养泉，吴立群.从铀成矿条件分析西北地区砂岩型铀矿找矿[J].西北地质，2007，（1）：72-82.

7 杨海波，钟延秋.松辽盆地东北隆起区砂岩型铀矿成矿条件分析[J].地质与资源，2011，（5）：332-338.

8 梁永新，刘 洋.西准噶尔白杨河地区砂岩型铀矿成矿条件分析[J].西部资源，2016，（5）：68-69.