二连盆地中部古河谷砂岩型铀矿成矿特征及潜力分析

二连盆地早白垩世末期断拗转换的构造应力场背景,为赛汉组上段古河谷沉积的发育创造了有利的地质条件。赛汉组上段古河谷沉积是在下段辫状河三角洲沉积的基础上演化而成,由于湖泊沉积衰亡,形成了长流程的古河道砂体,为铀成矿提供了理想的赋矿空间。晚白垩世-古新世长时间的沉积间断,有利于氧化带的发育。因此,古河谷砂体和氧化带控制了盆地内的铀成矿。笔者通过以哈达图、赛汉高毕和巴彦乌拉铀矿床的对比分析,建立了二连盆地3种不同古河谷类型的铀成矿模式,并对其进行了潜力分析,指出找矿的方向。     

二连盆地中东部赛汉组古河谷砂岩型铀矿床控矿成因相研究

二连盆地为中国北方重要的油、煤、铀能源盆地,盆地内沉积型铀矿床主要分布于中东部赛汉组古河谷内,典型的矿床有巴彦乌拉大型铀矿床、巴润小型铀矿床、赛汉高毕中型铀矿床和哈达图矿床。古河谷内矿床表现为"同河谷多矿床、同河谷多类型"的特点。古河谷砂岩型铀矿床(体)受古河谷内河流沉积体系和氧化还原界面的控制。本文在赛汉组古河谷铀源、沉积体系、控矿结构面和典型矿床研究的基础上,总结了控矿成因相特征,建立了古河谷内矿床的控矿成因相模式。将赛汉组古河谷内典型矿床的控矿成因相模式划分为辫状河-潜水/辫状河潜水-层间氧化型和曲流河-潜水氧化型。     

二连盆地巴赛齐赛汉组含铀古河谷沉积特征及铀成矿流体动力学

本文分析了二连盆地巴赛齐赛汉组含铀古河谷的钻孔、地震、测井等资料,对其进行了沉积特征及地层划分。结果显示,古河谷内赛汉组下段主要发育三角洲-湖沼沉积,可划分为两层。赛汉组上段主要为冲积扇-河流沉积,可划分为4层,不同地段顶部遭受了不同程度的剥蚀。古河谷内铀矿化主要位于赛汉组上段第一、第二层辫状河砂体中。古河谷铀成矿流体动力学研究表明,古河谷内铀成矿作用方式主要为:(1)砂体本身还原介质及深部油气还原的氧化还原成矿;(2)不同盐度含铀含氧流体混合卸载成矿。通过地层划分对比及铀成矿流体动力学研究,合理解释了古河谷内砂岩型铀矿床分布的原因及关系。     

二连盆地伊和高勒地区赛汉组砂岩型铀成矿条件

为揭示二连盆地马尼特坳陷伊和高勒地区下白垩统赛汉组砂岩型铀成矿条件,文章通过系统研究伊和高勒地区的构造特征、地层特征、岩性特征、岩石地球化学特征、地层含铀性、沉积相特征、水文地质和放射性水化学特征、氧化特征等,并与巴彦乌拉地区进行对比,分析了砂岩型铀成矿条件。研究区外部铀源条件好,赛汉组含铀性低;具有完善的“补-径-排”体系,放射性水化学异常明显。沙那凹陷具有缓倾的构造斜坡,发育辫状河三角洲,砂体发育,主要为灰色砂岩与泥岩互层;阿北凹陷具有陡倾的构造斜坡,发育扇三角洲,砂体极为发育,岩性为灰色、杂色砾岩夹灰色泥岩;沙那凹陷铀成矿条件较阿北凹陷好,相比巴彦乌拉地区赛汉组铀成矿条件较差。     

二连盆地川井坳陷构造演化对砂岩型铀矿成矿作用的约束

川井坳陷位于二连盆地西部,坳陷内目的层赛汉组上段发育辫状河、辫状河三角洲-湖沼沉积,砂体发育。受构造、构造演化影响,在坳陷东部发育晚白垩世苏海布龙剥蚀窗口,在坳陷西部白音查干地区发育古近纪剥蚀窗口,剥蚀窗口控制了后生含铀含氧流体向盆地内入渗参与成矿,找矿类型为赛汉期斜坡带型及古河谷型。东西二个剥蚀窗口的发现,对合理解释已发现的矿化异常、找矿预测模型的构建提供了基础。通过构建坳陷三位一体找矿预测模型,预测了苏海布龙、白音查干西及包龙凹陷东三个铀成矿远景区。     

二连盆地马尼特坳陷西部砂岩型铀矿成矿的沉积学背景

在二连盆地马尼特坳陷西部巴彦乌拉地区,有关赛汉组上段砂岩型铀矿储矿砂体的成因目前存有争议。笔者通过地震剖面、钻孔岩心分析和砂分散体系制图,对赛汉组上段进行了成因分析。研究发现,赛汉组具有特征的断坳转换期构造背景并由此决定了其优质铀储层的发育;赛汉组上段并非传统认识上的纵向辫状河成因,而是剥蚀残留的多个侧向上源自巴音宝力格隆起物源区的辫状河三角洲体系的集合体;构造反转和剥蚀作用对赛汉组地层进行了强烈改造,辫状河三角洲遭受强烈剥蚀,保存了具有多个朵状分割性的带状砂体,形成构造天窗和氧化带并发育铀矿化;砂体的平面非均质性控制了铀成矿作用,砂分散体系的变异部位、沉积相变部位是成矿的有利区域。     

二连盆地砂岩型铀矿找矿方向探讨

文章通过岩性和铀含量分析,进一步确定了二连盆地主要找矿目的层为赛汉组上段(K1s2),重要找矿层位为赛汉组下段(K1s1),探索找矿层位为腾格尔组上段(K1t2),兼顾找矿层位为二连组(K2e)。从铀源-构造-建造-改造全要素进行了铀成矿条件整体分析,认为赛汉组上段主要沿各凹陷长轴方向发育古河谷,形成古河谷型铀矿化,受古河谷、凹陷中央低洼构造、后生蚀变控制;赛汉组下段和腾格尔组上段主要沿盆缘斜坡带发育扇三角洲沉积体系,形成潜水-层间氧化带型铀矿化,受铀源、三角洲沉积体系、后生蚀变控制;二连组主要在额仁淖尔凹陷中部发育湖泊沉积体系,形成沉积成岩型铀矿化,受铀源、二连期最大湖泛面控制;二连盆地发育大规模铀成矿作用,大致可划分为三期:99~78 Ma为沉积成岩期,67~37 Ma为后生作用主成矿期,25~8 Ma为后生叠加改造期。在此基础上,分层位按类型指明了找矿方向,总体认为二连盆地找矿工作应以乌兰察布和马尼特坳陷为重点,辐射川井、腾格尔和乌尼特三大坳陷,统筹兼顾、合理部署,具有很大找矿潜力。     

腾格尔坳陷建造与铀矿找矿模式

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。     

腾格尔坳陷建造与铀矿找矿模式

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。     

内蒙古二连盆地乌兰察布坳陷白垩系特征及铀成矿类型

根据近年在二连盆地乌兰察布坳陷构造类型、沉积体系等方面取得的研究成果,结合前人在本区不同层位发现了不同成因类型的铀矿化,期待企望建立盆地不同构造演化阶段沉积特征与铀成矿类型之间的有机联系。研究认为本区具备多个有利的铀成矿层位和多种铀成矿类型,其中,上白垩统二连组发育冲积(扇)平原和湖泊沉积体系,有利于形成沉积成岩型铀矿床;下白垩统巴彦花群赛汉组发育河流和沼泽沉积体系,有利于形成古河谷型铀矿床;下白垩统巴彦花群腾格尔组发育扇三角洲、辫状河三角洲和湖泊沉积体系,有利于形成同沉积叠加潜水—层间氧化改造型铀矿床。     

二连盆地中部古河道砂岩型铀矿成矿特征

笔者通过对铀源、赛汉组上段沉积建造、构造演化等的分析认为,二连盆地中部具备古河道砂岩型铀矿成矿条件;古河道形态与规模、河道内沉积微相、潜水一层间氧化是铀矿床定位的“三要素”,其不同的组合方式构成了不同的古河道砂岩型铀矿成矿模式。据此,指出二连盆地中部具有较好的古河道找矿远景。     

内蒙古二连盆地哈达图砂岩铀矿渗出铀成矿作用

[研究目的]哈达图铀矿床是产于二连盆地下白垩统赛汉组上段的一个特大型砂岩型铀矿床，其与传统砂岩铀矿特点不同，矿体呈多层板状，控矿灰色砂体具“两黄夹一灰”特征，传统的渗入（潜水氧化、层间氧化）砂岩型铀成矿理论难以解释，阐明其成因和控矿要素对创新砂岩铀成矿理论与红杂色砂岩中铀矿找矿均具有重大意义。[研究方法]采用野外和室内、宏观和微观相结合，主要包括野外观察、区域地质、构造学、沉积学、岩石学、矿物学、地球化学（元素、有机、同位素）、地震解释和铀矿床学等方法。[研究成果]阐明了矿床矿体、控矿灰色砂体和矿化特征，指出研究区红杂色建造赛汉组上段、二连组和伊尔丁曼哈组为原生氧化建造成因，主含矿层赛汉组上段控矿灰色砂体是深部还原性流体对其再还原的结果，主要受连通深部的断裂构造及相关河道或不整合面控制，属后生改造成因，从成矿铀源、深部渗出流体的形成、铀的迁移和沉淀阐述了砂岩渗出铀成矿作用机制，提出哈达图砂岩铀矿床主要是渗出铀成矿作用形成，建立了相应的渗出铀成矿模式。[结论]发现揭示了红杂色砂岩形成砂岩铀矿一种新的铀成矿作用——渗出铀成矿作用，并由此提出了在红杂色沉积建造中寻找砂岩铀矿“上红下黑、上下连通、红中找灰、灰中找矿”预测评价的新思路，指出针对红杂色沉积建造砂岩铀矿找矿新层位，在找矿空间上可由盆缘拓展到盆中、由浅部拓展到深部。创新点：阐明控矿灰色砂体是深部还原性流体再还原的结果，属后生改造成因；提出了红杂色砂岩形成砂岩铀矿新的渗出铀成矿作用，建立了哈达图砂岩铀矿渗出铀成矿模式；提出了在红杂色沉积建造中寻找砂岩铀矿预测评价的新思路。     

滇西腾冲地块构造-盆地演化与砂岩型铀矿成矿条件

以"煤铀兼探"新思路带动的中国西南地区新一轮砂岩型铀矿勘查,首选滇西腾冲地块新近纪盆地群为突破口。从容矿主岩沉积建造、铀源地质体配置、成矿作用驱动3个方面,总结了腾冲地块构造-盆地演化对铀成矿的影响。在大陆汇聚构造体制下,地块内发育一系列受断裂制约的狭长状断陷盆地和冲积扇、扇三角洲、辫状河、湖泊的复合沉积体系,扇中辫状河道、三角洲前缘席状砂、水下分流河道等是赋铀砂体发育的有利沉积微相。中特提斯洋俯冲碰撞形成的燕山期中酸性花岗岩和经历多期构造变质的高黎贡山群花岗片麻岩、混合花岗岩为区内铀成矿提供了充足的物质来源。而赋矿层同沉积期的新近纪构造运动,以及第四纪以来的地壳差异升降,驱动了产铀盆地内部的潜水氧化和后期叠加的层间氧化成矿过程。基于上述认识,提出当前区内的铀矿勘查应加强沉积微相和岩相古地理研究,建立赋矿有利相带的空间分布模式;同时加强不同蚀源区地质体的铀源能力分析和成矿作用类型的甄别,更准确地锁定潜在铀矿体的定位规律。     

二连盆地马尼特坳陷南北双向供源铀成矿模式探讨

内蒙古二连盆地马尼特坳陷是中国北方重要的砂岩型铀成矿区带之一。前人铀矿找矿工作主要聚焦于马尼特坳陷北缘,认为坳陷南部不具备铀成矿的基本条件或成矿减弱。而煤铀兼探最新成果表明,坳陷南缘已初步控制一条长约6.8 km的铀矿带,指示南缘具备与北缘同等的成矿前景。通过对比剖析马尼特坳陷南北缘典型铀矿床（点）的地质特征,结合坳陷沉积构造演化历史,构建了马尼特坳陷南北双向供铀的统一铀成矿模式,指出:马尼特坳陷南北缘均以层间氧化带型铀成矿为主,但坳陷北缘以赛汉组上段为主要找矿目的层,而坳陷南缘以赛汉组下段为主要找矿目的层,赛汉组上段为次要找矿目的层。马尼特坳陷主要铀成矿期可分为三期:第一期铀成矿为二连组晚期至古近纪早期,代表铀成矿年龄为（68±1.6）Ma~（63.4±5.5）Ma,成矿类型为潜水氧化带型;第二期铀成矿为古近纪中期,代表铀成矿年龄为（51.2±4.3）Ma,成矿类型为层间氧化带型为主,兼有潜水氧化带型;第三期铀成矿为古近纪中晚期,代表铀成矿年龄为（44±5）Ma~（37.1±1.9）Ma,成矿类型为层间氧化带型,第二和第三期铀成矿是本区主成矿期,且随着时间的推移,铀矿体变富变大。今后铀矿找矿重点应向马尼特坳陷南缘转移,且有望落实一条长度大于70 km的铀成矿带,为马尼特坳陷南缘铀矿找矿工作指明了方向。      

二连盆地马尼特坳陷西部幕式裂陷作用对铀成矿的影响

二连盆地包括马尼特坳陷早白垩世具有幕式裂陷特点。裂陷幕不同阶段控制铀储层的垂向分布并且控制砂岩型铀矿的垂向分布。在马尼特坳陷西部,有利的储矿层位、有利的铀储层的成因类型和砂岩型铀矿的形成过程都与盆地的幕式演化密切相关。赛汉组为断拗转换期,为最有利的铀储层发育层位;裂陷幕的末期通常伴随弱构造反转,多幕弱构造反转形成的构造斜坡控制古水文地质系统并控矿;不同裂陷幕阶段之间的不整合面和剥蚀作用是氧化带和砂岩型铀矿发育的有利时期;幕式裂陷决定了石油-天然气、煤和砂岩型铀矿的时空配置。根据二连盆地幕式裂陷不同阶段的构造、沉积特征可以明确重点勘探层位、找矿类型和有利找矿部位。     

沉积、成岩与铀成矿:中国砂岩型铀矿研究的创新发现与认知挑战

21世纪,中国在砂岩型铀矿勘查领域获得了前所未有的辉煌成就.砂岩型铀矿产出于沉积盆地,铀矿的形成必须经历由沉积埋藏到抬升成矿两个重要的演化阶段.其中,在抬升成矿阶段,大气降水和氧化-还原作用的参与和约束是最显著的成矿特征.显然,这是一种典型的表生成岩作用的产物,是铀储层复杂成岩序列中的重要一环,隶属于“外生成矿”的范畴.虽然,砂岩型铀矿的成矿作用遵循氧化还原与铀变价的普遍机理,但是特殊的沉积背景却导致了铀成矿作用的多样性和地区的专属性.一些由沉积作用、沉积环境和古气候造就的关键控矿要素,能够从“基因”上直接影响表生成岩阶段的铀成矿作用,由沉积、成岩到铀成矿是一个具有成因联系的地质过程,而盆山耦合机制始终是其最根本的原始驱动力.随着对铀成矿作用细节行为研究的深入,一些创新发现不断地冲击着以往固有的认识,诸如碳质碎屑与铀成矿的相互作用、黄铁矿复杂而有序的演化习性、碳酸盐胶结物与铀成矿的共生叠置、敏感矿物的流体示踪、铀储层非均质性制约下的铀成矿机理、双重还原介质制矿模型、铀成矿的复合地球化学障等.还有一些研究对传统地质学理论提出了认知挑战,诸如,铀储层开放成岩环境中碳质碎屑的“碳化作用机理”、黄铁矿溶蚀或者生长界面上的铀沉淀化学动力机制、干旱沉积背景的铀成矿机理等.同时,铀成矿机理和普遍规律的研究,也为砂岩型铀矿的衰变地质效应研究和盆地铀资源的系统探索奠定了良好的地质基础.相信,针对沉积盆地整装的系统的成矿机理与成因联系研究,必将释放巨大的盆地铀资源潜力和矿床产能,在进一步丰富铀成矿理论的同时助力实现“双碳目标”.