银东地区“七里镇”砂岩氧化带与铀成矿论文_赵德才

宁夏回族自治区核工业地质勘查院 750021

摘要:侏罗系中统直罗组“七里镇”砂岩层为银东地区铀矿化主要赋存层位。其氧化带发育与地层的沉积环境、岩性、岩相、空间位置、构造发育特征及地下水动力条件关系密切。

关键词:七里镇岩沙;层间氧化带;直罗组

1、侏罗系直罗组地层沉积特征

侏罗系直罗组地层是盆地主要的铀成矿层位。沉积环境为温湿(原生还原)向干旱(原生氧化)演化的过程,为曲流河相、河流—湖泊相沉积。岩性是以紫红、灰绿、蓝灰色泥岩、粉砂岩、细粒砂岩互层为主,向下粒度变粗,底部为一层灰绿、灰白色含细砾粗砂岩。具泥-砂-泥韵律结构,砂体较为稳定,“泥砂”比一般为0.67-0.80,整体上 “泥砂”比值不高,说明砂体相对较厚。

2、氧化带类型

侏罗系中统直罗组地层是主要含铀地层,从收集到的资料情况看,铀矿化层形成于层间砂体中,其上、下有良好的隔水层屏蔽含铀含氧水在层间的运移。含铀含氧水具有侧向渗流和承压特点,向东南方向迳流。氧化带受岩石埋藏条件和渗透性制约,一般靠近凸起蚀源区及构造开放部位氧化带发育良好,远离蚀源区及构造封闭部位氧化带不发育。“七里镇”砂岩本身是主要的含铀载体和储铀空间。综合分析认为银东地区层间氧化带是主要成矿类型。

3、“七里镇”砂岩体空间展布特征

“七里镇”砂岩在该区广泛分布于南北长约60km、东西宽约10-14km的范围内,该砂体受构造的影响,不同地区埋深差别较大,一般靠近盆地西北部边缘以及背斜构造的轴部埋藏较浅,而远离盆缘的东南部以及向斜构造的轴部埋藏较深。总的趋势是西北部埋藏浅,东南部埋藏深,并由北西向南东倾伏。自西北向东南砂体厚度变厚,一般埋深250—600m,最大埋深达700m以上。据煤田资料统计结果,“七里镇”砂岩厚度一般为50—160m。总体上自西向东厚度变厚、埋深变深、自背斜轴向两侧逐渐增厚,随埋藏深度自浅而深岩石完整程度增高,致密程度自北向南增强。

4、“七里镇”砂岩氧化还原特征

根据钻孔岩芯编录及Fe+2/Fe+3比值对比分析,初部确定调查区氧化环境岩石中Fe+2/Fe+3比值小于0.25-0.85;氧化—还原环境岩石中Fe+2/Fe+3比值为0.85—1.25;还原环境岩石中Fe+2/Fe+3比值大于1.25。钻孔岩芯采样Fe+2、Fe+3含量结果显示,钻孔所揭露直罗组地层大多数岩石样品中Fe+2/Fe+3比值相对较低,说明施工钻孔多处于侏罗系中统直罗组地层氧化或氧化—还原过渡环境,见矿部位主要在氧化—还原过渡带。

5、“七里镇”砂岩铀矿化特征

北起1号靶区、南至5号靶区是铀矿化主要发育区域。

(1)5号靶区铀赋矿层位为“七里镇”砂岩层灰白色、黄绿色粗砂岩。异常孔七里镇砂岩颜色为灰绿色,偏还原环境。

七里镇”砂岩层氧化还原层位示意图

5号靶区的矿化发育于尖儿庄背斜东翼,受尖儿庄背斜及东侧逆断层的控制。含矿层位为侏罗系中统直罗组地层,铀矿层分上、下两层,上层铀矿层形成于直罗组地层中上部浅灰色、灰白色细砂岩中;下层铀矿层形成于直罗组底部“七里镇”灰绿色—灰白色粗粒长石石英砂岩中。铀异常层厚度较大,一般铀含量较高。

(2)4号靶区矿化发育于周家沟于家梁背斜西翼,背斜西侧为于家梁断层、东侧为一北西向断层,铀矿化受周家沟于家梁背斜和断裂构造的控制。铀矿化发育于侏罗系中统直罗组下部“七里镇”褐黄色、灰白色长石石英砂岩中。1-1、1-2号钻孔位于靶区北部,于家梁背斜东、西两翼,显示含矿岩层均发育于侏罗系直罗组下段七里镇砂岩体内,1-3号孔铀矿化段岩性以灰白色中粒砂岩、粉砂岩为主,少量泥质粉砂岩,铀矿化受周家沟于家梁背斜和断于家梁断层的控制,从已施工钻孔可推测,4号靶区铀矿化主要发育于于家梁背斜西翼。

(3)2号靶区铀矿化发育于鸳鸯湖背斜东翼。铀矿化主要受鸳鸯湖背斜的控制。铀矿化形成于侏罗系中统直罗组“七里镇”灰白色长石石英粗砂岩中。

(4)1号靶区铀矿化发育于浅灰色“七里镇”砂岩体内,铀矿层所处的部位构造相对简单,顶板为灰绿色粉砂岩,底板为灰绿以泥质粉砂岩。

通过资料显示,区内主要含矿层为“七里镇”粗粒长石石英砂岩,颜色以灰白色为主,次为黄绿色。铀品位达到工业要求的厚度较大,品位较高,平米铀量达到工业要求。铀矿层的展布规模受构造和层间氧化带控制作用明显。含矿岩石中常含炭化植物碎屑、黄铁矿、煤屑等还原物质。从平面上看,铀矿化不连续性分布;从垂向上看铀矿化分多层,铀含量变化较大。

银东地区铀在矿石中呈铀矿物和吸附二种形式存在。

6、构造对“七里镇”砂岩体铀矿化的控制作用

(1)铀矿化与主要断裂构造的关系:深大断裂构造不但控制着铀矿化发育的展布格局,同时也是深部还原流体的通道,并控制着氧化带的发育及铀矿化产出的形态特征。银东地区主要发育四条北西向大断层,分别是西部的烟墩山断层,东部的马柳断层,中部的杜窑沟断层和李新庄断层。这四条断层北起石槽村南至金家渠,贯穿调查区南北,为逆冲断层,断距30-150m。铀矿化的发育主要局限于烟墩山断层和马柳断层之间,该组断裂构造格局控制了银东地区地层的展布方向及水动力体系,也直接控制着银东地区铀矿化的空间分布,其特点是铀矿化轴线与断裂构造线方向基本一致,为北西向。杜窑沟断层、李新庄断层及次级断裂构造不但控制着铀矿化的空间位置及产出形态,同时也对铀矿化的连续性和稳定性产生破坏作用。

(2)铀矿化与主要褶皱构造的关系:中新生代晚期的构造运动在鄂尔多斯盆地西缘银东地区盖层中形成了一些次级宽缓背斜(鼻状隆起)如尖儿庄背斜、周家沟于家梁背斜、积家井背斜和贺家窑向斜、马家滩向斜等、与隐伏断裂构造一起不仅对层间承压水的迳流、排泄等水文地质条件有明显的制约,也控制着局部层间氧化带的空间发育形态,同时控制了铀矿层的空间展布形态。铀矿层一般发育于背斜的翼部,在倾伏端尖灭。

银东地区北部和南部铀成矿条件存在较大差异。总体上银东地区北部构造相对于东南部较简单,一般发育宽缓褶皱,地层产状变化较小,地层较稳定,因此北部铀成矿的构造条件要好于东南部;东南部断裂构造较为发育且复杂,褶皱构造较为紧密,地层产状变化较大,但具有较丰富的油气等还原物质,从还原介质条件看,东南部却要好于西北部。

结论:银东地区铀矿化受层间氧化带控制作用明显,主要矿化与直罗组“七里镇砂岩体”关系密切,富铀层主要发育于弱氧化或氧化还原过渡带中。平面上矿化呈带状展布,垂向上矿化呈多层,品位变化较大。不同区域矿化层埋深差别较大,一般靠近盆地西北部边缘以及背斜构造的轴部埋藏较浅,而远离盆缘的中东部以及向斜构造的轴部埋藏较深。

参考文献:

[1]侯尚杰.宁东铀成矿规律及矿模式探讨,《工程技术:文摘版》2015年

论文作者:赵德才

论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期

论文发表时间:2018/1/23

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