鄂尔多斯盆地北东部阿不亥铀矿床控矿因素分析＊

胡立飞，王龙辉，曾林华

（核工业二〇八大队，内蒙古 包头 014010）

鄂尔多斯盆地北东部砂岩型铀矿找矿近些年取得了显著的效果，相继落实了受区域古层间氧化带前锋线控制的皂火壕、纳岭沟和大营铀矿床[1-2]，而阿不亥铀矿床是针对“灰色残留体”寻找铀矿的一个新突破，即是鄂尔多斯盆地北东部铀矿找矿的新发现，也扩大了鄂尔多斯盆地北东部的找矿视野。因此，总结“灰色残留体”成矿的控矿因素具有重要的理论和实际意义。

1 区域地质背景

阿不亥铀矿床位于鄂尔多斯盆地北东部东胜地区，构造上属于伊陕单斜区的东胜—靖边单斜，如图1所示。

图1 鄂尔多斯盆地东北部构造分区图

由于地壳的运动，造成了东胜—靖边的隆起状态，制高点在西北部地区，隆起的制高点没有发现古生界。北高南低的状态是印支运动早期造成的。东胜—靖边的沉积起源于侏罗纪延安年代。侏罗纪延安组织和直罗河的稳定流沙是稳定的伊陕所造成的，形成了北向南的长期沉积。因此后期形成了丰富含量的铀矿。

2 矿区地层

研究区主要含矿层位为直罗组（J2z），直罗组根据沉积古气候特征可分为上（J2z2）、下（J2z1）2段，下段又可进一步分为上亚段（J2z1-2）和下亚段（J2z1-1），下亚段辫状河砂体发育，并存在稳定的“泥-砂-泥”地层结构，是区内铀矿化的主要富集层段，如图2所示。

图2 鄂尔多斯盆地北东部钻孔综合情况

3 铀矿床特征

3.1 平面展布特征

阿不亥铀矿床与鄂尔多斯盆地北东部其他区域古层间氧化带前锋线控矿的铀矿床存在本质的区别，主要表现为期氧化前锋线呈环形分布。灰色残留体呈近南北向椭圆状分布，过渡带分布于其四周，具有环状氧化的特征，主要分布于东部。工业矿体产于灰色残留体的东部边界附近，整体呈近南北向展布，与灰色残留体展布方向基本一致，严格受古层间氧化带前锋线（灰色残留体边界）控制，如图3所示。

图3 阿不亥铀矿床矿体平面示意图

3.2 剖面形态特征

阿不亥铀矿床铀矿体主要产于直罗组下段下亚段（J2z1-1）辫状河砂体中，垂直部分是从古氧化绿色和灰色的砂岩中产生的。且多产于古层间氧化带下翼，呈板状、多层板状，局部呈卷状，受绿色古层间氧化带前锋线控制，如图4所示。矿体产状与目的层砂体的产状一致，呈近水平产出，与顶、底板的产状基本一致。

图4 阿不亥铀矿床A0号勘探线地质剖面图

3.3 主要矿石特征

通过电子探针、放射性照相分析表明，阿不亥铀矿床矿石中铀存在吸附和独立矿物2种形式。铀矿石主要成分是铀，黄铁矿、有机物和钛铁矿等都附着在铀矿物质中，如图5所示。

图5 铀石及其能谱照片

4 控矿因素分析

阿不亥铀矿床的形成受构造、砂体非均质性、古层间氧化带、岩石地球化学环境、还原介质等5个主要因素控制[3]。

4.1 构造对铀矿化的控制

构造因素从本质上决定了层间氧化带砂岩型铀矿床的形成。

阿不亥铀矿床所处的伊陕单斜区长期表现为北高、南低的单斜构造轮廓。延安未期的上隆构造导致了由于出现了陆蚀面，所以直罗组由于稳定升高而产生了沉淀，并且基本继承了延安组沉积时构造运动的方向和性质，具有西北向东南倾斜、地势较为平坦的古地貌特征，有利于直罗组河流相砂体的稳定发育和展布。

新构造运动使盆地周边的河套和银川凹陷形成并改变，盆地内部继续西斜，东部地区位于地层和地形的高处，由于不断有含铀水流过，所以原来就沉淀的砂岩铀矿就更加剧了沉淀，这也说明了阿不亥铀矿床矿体位于灰色残留体的东部与构造的关系非常密切。

4.2 砂体非均质性对铀矿化的控制

砂体非均质性是铀成矿的关键因素之一，砂体平面上非均质性主要表现在3个方面：首先是含砂量和厚度的变化，再有是走向和状态，还有砂体成分和成因的变化。由于骨架砂体的形态和相变等因素造成了古层间氧化带受到了发育影响。通过对砂体形成的分析，砂体形成很多岔道是由河道改变所造成的[4-5]。

砂体沉积的变化可以体现出砂体垂向的非均质性。流体的移动能力表现在垂直角度上沉积物的组合特点，然后形成铀矿。阿不亥铀矿的矿床位置处于下段的直罗组，所以顶板泥浆比较厚，处于泥岩层突变位置。原因有2点：其一是由于有稳定积累的泥浆，所以直罗组的下亚点顶板把气体屏蔽掉；其二是目的泥岩的突然变化造成了铀矿的流体运动速度变化。

4.3 古层间氧化带对铀矿化形成的控制

阿不亥铀矿床铀矿化受直罗组下段下亚段辫状河砂体中发育的灰绿色蚀变带控制。平面上，铀矿体主要产于灰色残留体东部的氧化—还原过渡带中，完全氧化中没有发现工业矿体，铀矿体的产出严格受灰色残留体边界的控制。

4.4 地球化学环境对铀矿化的控制

在古层间氧化带漫长的演化过程中，河沙中的黄氧化铁和碳化植物位于直罗组下亚段的河沙中，还有黑云母等矿物都发生了变化，簧铁矿由于氧化作用形成四氧化二硫，造成了氧化带呈现酸性土壤，因此铀矿便于流动，黑云母也演变成水黑云母或者白云母，而且形成氧化钾，砂岩的溶液产生反应成三氧化二钙。

4.5 还原介质对铀矿化的控制

通过对阿不亥铀矿床矿石、非矿化段灰色砂岩及绿色砂岩地球化学环境指标对比，矿石中有机炭质量分数为0.02%～1.23%，平均为0.33%；低价硫质量分数为0.12%～0.42%，平均为0.28%。非矿石灰色砂岩中有机碳质量分数为0.02%～0.62%，平均为0.14%；低价硫质量分数为0.03%～0.17%，平均为0.14%。绿色砂岩中有机碳质量分数为0.01%～0.33%，平均为0.08%；低价硫质量分数为0.02%～0.11%，平均为0.07%，如表1所示。统计分析结果表明，矿石的有机碳质量分数和低价硫质量分数明显高于非矿石灰色砂岩和绿色砂岩中有机炭和低价硫的质量分数，说明铀的富集与还原介质关系密切。

表1 阿不亥铀矿床岩石中有机碳、低价硫质量分数统计表

5 结论

阿不亥砂岩型铀矿床与鄂尔多斯盆地北东部其他铀矿床存在本质的区别，矿床的形成受“灰色残留体”的控制，过渡带分布于灰色残留体四周，工业矿体仅发育于灰色残留体东侧迎水面的过渡带中，矿床的规模相对较小。通过分析研究，总结了构造、砂体非均质性、古层间氧化带、地球化学环境及还原介质等因素对矿床铀矿化的控制，希望能对鄂尔多斯盆地北东部针对“灰色残留体”的砂岩型铀矿找矿工作起到参考作用。