塔拉沟地区延安组与直罗组古层间氧化带特征对比分析

刘斌

（核工业二〇八大队地勘二处，内蒙古 包头 014010）

本文根据“古层间氧化带型”砂岩铀成矿理论为指导依据，根据绿色和灰色砂岩化学界面定位找矿的具体标志，在盆地北部直罗组先后发现了众多特大的、超大型铀矿床及矿产地。

延安组位于直罗组下部，可划分为5个岩段，与直罗组相同，在盆地边缘暴露地表接受了含氧含铀水改造，使夹持于其间的砂体具备形成层间氧化带型铀矿的基本条件，本文总结了塔拉沟地区直罗组和延安组的古层间氧化带特征，指出延安组同直罗组下段具有相似的控矿因素，并发现了较好的铀矿化（异常）信息，其价值值得进一步探索。

1 地质概况

研究区域地处在鄂尔多斯中新生代盆地北面的伊盟所凸起的地点上，如图1所示。

图1 鄂尔多斯盆地北部构造分区略图

北方向面临着河套的断层面，南面连接着伊陕大斜坡。印支运动直接造成了盆地从西面向东、从北向南进行大规模的倾斜，形成了一个巨大的斜坡地带，并在此基础上沉积了延安组、直罗组，特别是直罗组稳定展布的河流相砂带，延安组继承了直罗组的沉积特点，为后期铀成矿提供了良好的储层空间。燕山运动使研究区地层向西倾斜，造成北东南西向展布，与此同时给成矿期间含氧含铀随稳定运动规则，一定程度上给成矿创造了相对有利的条件且位于呼斯梁—皂火壕巨型铀成矿带上，具有有利成矿的构造位置。分析认为，延安组具有同直罗组相同区域构造背景和相似的铀成矿地质环境。

本次研究工作总结了研究区直罗组下段及延安组的古层间氧化带特征及铀矿化展布特征，通过进行一系列对比，为下一步铀矿找矿工作提供基础依据。

2 古层间氧化带展布特征对比

研究区延安组与直罗组的古层间氧化带识别标志相似，均以绿色、红色砂岩为古氧化带的识别标志，灰色砂岩为还原带识别标志[1]，根据当前钻探控制程度，延安组内过渡带（矿化带）较直罗组差。

2.1 直罗组古层间氧化带展布特征

2.1.1 平面特征

研究区直罗组下段上亚段与下亚段砂体中绿色古层间氧化带发育宽度7～35 km，总体由北向南、由北东向南西方向发育[2]；古层间氧化带的前锋线地处于杭锦旗—巴音青格利—大营整条线路上，在整体面貌上呈现出由西北向东南的蛇形状态发展，总长度约700 km；还原带位于研究区西南部，发育规模较大，同时在研究区东部柴登壕地区见灰色还原带残留体。

2.1.2 剖面特征

研究区域的直罗组下段上亚段和下亚段在氧化剖面的形成状态是相似的，都是从东北方向延伸到西南方向，随着态势的延伸，绿色的古氧化砂层慢慢变薄，深度逐渐变厚，其整体的变化趋势和地层的产生形状相同。砂体氧化深度多在515～700 m之间，在研究区域内东南方向附近的氧化深度是最大的；氧化砂体多数是接近含矿含水层或者底板的。不同的地方在于含矿含水层中泥岩和粉岩层数渐渐增多，整体形成了泥沙泥的矿体结构，导致了氧化带呈现向上并且层数变多，并没推进的位置各不相同，对于矿体的多层产出进行控制，铀矿同样产生在绿色古氧化层和灰色的砂岩过渡层度之间的灰色砂岩当中，形成形态多数呈现出板状或者层状[3]，如图2所示。

图2 大营铀矿床典型剖面图

在直落组的下端上亚的矿体当中相较于亚段矿体更为连续并且产量丰富，主要以层间氧化带附近的翼部的矿体部门为主，下翼的矿体在整体上要比上翼的连续性好并且规模更大，在远离氧化带附近的矿体分布富集逐渐变弱，并且出现断点，连续性逐渐变差，上下矿体之间的距离也变大，矿体大多数都是呈现出平整规则的板状形状。

2.2 延安组古层间氧化带展布特征

研究区延安组划分了5个岩段[4]，古层间氧化带在第Ⅰ、Ⅴ岩段发育较好，第Ⅱ～Ⅳ岩段在研究区内未发现，故以延安组第Ⅰ、Ⅴ岩段为主要找矿目的层。

2.2.1 平面特征

研究区延安组第Ⅰ、Ⅴ岩段内发育大面积的氧化—还原叠置带，总体上由北东向南西发育。延安组第Ⅰ岩段氧化—还原叠置带南北向延伸距离20～50 km，古完全氧化带仅在剥蚀边界一带发育，宽度5～8 km，氧化带前锋线呈北西南东向展布，沿主河道向南延伸，推测大于150 km，还原带主要位于研究区西南部，在东部罕台庙一带见灰色残留体；延安组第Ⅴ岩段氧化—还原叠置带平均宽度约8 km，发育范围比第I岩段小，古层间氧化带前锋线呈近东西向不规则蛇曲状展布，长近30 km，还原带位于研究区南部[5]。

2.2.2 剖面特征

在研究区域中，延安组第一岩断当中氧化带的岩性当中呈现为绿色砂岩，根据受低层的倾向和砂体整体在空间上的分布形态等因素，在氧化—还原叠置带当中多数呈现出下边是绿色，上边是灰色的现象，如图3所示，氧化砂体一般为单层的阐述，并且埋深的整体变化较大，变化趋势与地层产状大致相同，由北向南、由北东向南西逐渐变薄，直至尖灭。局部地区受到了河道分流和眼砂岩所呈现出的非均性质的影响，使得氧化的方向发生改变，出现多层氧化的现象，同时也反应出了层间的氧化作用是受了砂岩的渗透性和还原能力以及地下水的流动动力的影响。

图3 研究区延安组第I岩段典型剖面示意图

研究区延安组第V岩段氧化砂体呈“上绿下灰”，如图4所示，古层间的氧化带是从东面向南面由浅变深进行渐变的，并且在北部和东部附近的氧化砂体的实际厚度和含水层的砂体厚实大致上是相同的，从向南和向西氧化砂体的整体厚度是要小于含水层的砂体厚度的，并且向前锋线方向变窄，主要表现为灰绿色调并见有亮黄色褐铁矿化斑点，古层间氧化特征明显。

图4 研究区延安组第Ⅴ岩段典型剖面示意图

3 地球化学环境指标特征对比

通过对直罗组与延安组古层间氧化带地球化学环境指标特征对比分析，如表1所示，直罗组含矿砂岩中有机碳的含量高于原生灰色砂岩，而有机碳的含量主要与沉积期的水动力条件有关，说明水动力条件的变异部位既是还原性介质的富集部位，也是成矿期的有利成矿部位。

表1 延安组及直罗组环境指标特征对比表

此外，含矿砂岩的低价硫的含量明显高于原生灰色砂岩，说明在有机碳含量高的部位，砂体的还原性越强，越容易形成黄铁矿，进而促进铀的还原富集。延安组继承了直罗组的沉积特征和成矿期改造条件[2]，说明延安组具有较好的成矿潜力。

4 控矿因素对比

研究区直罗组下段及延安组内铀矿化产出均受古层间氧化带控制，在平面部位上，铀矿主要的生产地点在氧化的前锋线附近氧化—还原的叠置带砂岩当中，在剖面上，铀矿主要的生产地点是在绿色古氧化砂岩与灰色砂岩当中的过渡灰色砂岩当中，略有不同的是，在延安组第Ⅰ岩段铀矿化产于绿色砂岩上部的灰色砂岩内，而在延安组第Ⅴ岩段及直罗组下段中，铀矿化均产于绿色砂岩下部的灰色砂岩部位，推测由于延安组内煤层及还原介质含量较高，其地层内部还原能力较强，因此延安组底部氧化带铀矿化产在氧化带顶部。

5 结论

从古层间氧化带展布特征来看，延安组内古层间氧化带发育范围小于直罗组下段下亚段，直罗组下段下亚段整体的发育范围是要比下段上亚段范围小的，表明了层位的位置越靠上，古层间的氧化带范围的分布就越广，氧化强度越大的规律。延安组沉积后与直罗组之间有一个沉积冲刷面，存在沉积间断，该沉积间断面造成了延安组剥露地表，延安组顶部发育5～50 m不等的高岭土风化壳，致使延安组上部较底部古层间氧化带规模变小。

延安组目前发现的铀矿化，多产于主干河道边部，砂岩变薄的区域，其产出规律与直罗组下段大营等矿床的产出规律一致，延安组同直罗组下段具有相似的控矿因素，即砂体厚度对铀矿化有一定影响，在氧化强度适中的部位、砂岩厚度变化部位有利于成矿。