引用本文
陈江源, 江民忠, 常树帅, 段晨宇, 牛家骥. 潮水盆地平易凹陷南缘航放异常区铀找矿前景分析[J]. 物探与化探, 2017,41(1): 102-110.
CHEN Jiang-Yuan, JIANG Ming-Zhong, CHANG Shu-Shuai, DUAN Chen-Yu, NIU Jia-Ji. An analysis of uranium ore-searching prospect of airborne radiocactive anomaly zone on the southern margin of Pingyi depression in the Chaoshui Basin[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2017,41(1): 102-110.  
Doi:10.11720/wtyht.2017.1.16
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潮水盆地平易凹陷南缘航放异常区铀找矿前景分析
陈江源1,2, 江民忠1,2, 常树帅1,2, 段晨宇1,2, 牛家骥1,2
1.核工业航测遥感中心,河北 石家庄 050002
2.中核集团 铀资源地球物理勘查技术中心重点实验室,河北 石家庄 050002

作者简介: 陈江源(1987-),男,2009年毕业于东华理工大学,工程师,主要从事航空物探、地面异常查证等工作。

收稿日期: 2016-01-21
基金: 中国核工业地质局基础调查项目(201556)
摘要

潮水盆地是河西走廊北侧阿拉善台隆中部的中新生代伸展断陷盆地。盆地中分布砂岩型、泥岩型、煤岩型4个铀矿床,13个铀矿点及数十处铀矿化点。通过对潮水盆地平易凹陷一带分布的航空放射性异常查证结果分析,结合盆地成矿地质背景、成矿特征、铀源、找矿目的层特征等,探讨了潮水盆地平易凹陷南缘铀找矿前景。分析认为,在平易一带白垩系存在有利的找矿目的层段,是找矿的突破口,航空放射性异常区是重点找矿地段,值得进一步探索。

关键词: 潮水盆地; 航空放射性异常; 找矿目的层; 铀找矿前景
中图分类号:P631 文献标志码:A 文章编号:1000-8918(2017)01-0102-09
An analysis of uranium ore-searching prospect of airborne radiocactive anomaly zone on the southern margin of Pingyi depression in the Chaoshui Basin
CHEN Jiang-Yuan1,2, JIANG Ming-Zhong1,2, CHANG Shu-Shuai1,2, DUAN Chen-Yu1,2, NIU Jia-Ji1,2
1.Aribore Survey and Remote Sensing Center of Nuclear Industry,Shijiazhuang 050002,China
2.CNNC Key Laboratory for Geophysical Exploration Technology Center of Urannium Resource,Shijiazhuang 050002,China
Abstract

The Tidal Basin is a Mesozoic-Cenozoic stretching fault basin in central Alxa platform uplift on the northern side of the Hexi Corridor.In this basis,there are four uranium deposits belonging to sandstone type,mudstone type and coal rock type,thirteen uranium ore spots and dozens of uranium mineralized spots.Through an analysis of the verification results of airborne radioactive anomalies distributed in Pingyi depression of the Tidal Basin in combination with ore-forming geological setting,metallogenic characteristics,uranium source and ore-prospecting target bed of the basin,the authors investigated the vista in search for uranium deposits on the southern margin of Pingyi depression in the Tidal Basin.The analysis shows that Cretaceous strata in Pingyi area have favorable ore-prospecting target bed which seems to be the breakthrough point of ore-prospecting,and the airborne radioactive anomaly area is the key ore-prospecting segment deserving further investigation.

Keyword: Chaoshui Basin; airborne radioactive anomaly; ore-prospecting target bed; vista in search for uranium deposit
0 引言

潮水盆地铀矿找矿工作始于20世纪50年代, 70年代中期到80年代中期, 是盆地大规模找矿阶段, 开展了大量的地质、物探等工作, 但只是对部分异常点(带)进行了评价[1], 90年代以来, 对盆地开始了新一轮的找矿工作, 特别是对盆地进行了铀资源区域评价。区内已发现砂岩型、泥岩型、煤岩型铀矿床4个, 在盆内及盆缘蚀源区发现包括砂岩型、泥岩型、煤岩型和花岗岩型、碱交代岩型在内的铀矿点13个和铀矿化点数十处[2]。2013年核工业航测遥感中心在甘肃省龙首山地区开展了1:5万航磁、航放测量工作。测区主要位于甘肃省境内, 北部跨及阿拉善地区, 从西至东为张掖、金昌、景泰。笔者以潮水盆地平易凹陷南缘分布的航放异常及地面查证特征为出发点, 结合区内已知铀矿床特征, 分析区域铀成矿条件, 探讨铀矿找矿方向。

1 潮水盆地成矿地质背景
1.1 大地构造位置

潮水盆地属中新生代断陷盆地, 位于阿拉善地块之上, 夹持于龙首山与北大山拱断带之间, 呈NW-近EW向弧形展布(图1), 长约380 km, 宽约65 km, 面积约24 000 km2 [3, 4]。

图1 潮水盆地构造分区示意(据核工业212大队, 1996)
1— 基底断裂; 2— 铀矿床、矿点; 3— 构造分区; 4— 平易凹陷; 5— 潮水盆地; 6— 钻孔位置; Ⅰ — 窖南断陷; Ⅱ — 窖水断陷; Ⅲ — 庙北断陷; Ⅲ 1— 苦北断陷带; Ⅲ 2— 马祖庙隆起带; Ⅲ 3— 宝家井凹陷带; Ⅲ 4— 东湖镇断陷; Ⅲ 5— 黑井坑单斜带; Ⅳ — 跃进隆起; Ⅴ — 大红山断陷; Ⅵ — 大青山隆起带; Ⅶ — 小梁隆起; Ⅷ — 碱泉断陷

1.2 主要地层及其含铀性

盆地基底主要由古元古界龙首山群、北大山群, 新元古界震旦系, 古生界泥盆系、石炭系和二叠系及加里东期、华力西期侵入岩组成。龙首山群、北大山群、元古界震旦系主要为一套巨厚的深变质岩, 局部为变火山岩; 泥盆系、石炭系和二叠系主要为一套厚度不大的浅变质岩和碎屑岩。这些基底岩石铀含量普遍较高, 是盆地内各类型铀矿化含矿主岩和成矿物质的主要物源, 尤其是加里东期、华力西期侵入岩。

盆地沉积盖层由侏罗系、白垩系、古近系、新近系及第四系组成, 各系、统之间均为不整合接触。地层发育程度基本受基底断裂活动控制。先后经历了燕山早期、中期、晚期及喜马拉雅早期的构造运动, 除局部变形较大外, 总体以断块升降运动为特征, 倾角平缓[5, 7]。

所查证的航空放射性异常(以下统称为“ 航放异常” )为2013年核工业航测遥感中心在甘肃省龙首山地区开展1:5万航空放射性测量发现的。工作区位于甘肃省境内, 地理坐标范围为:东经100° 00'~104° 11'、北纬36° 50'~39° 12', 工作区面积约48 500 km2。工作区位于下白垩统庙沟群中, 为一套主要含矿目的层, 由两类岩组构成:下岩组以紫红色、灰紫色厚层砾岩夹砂砾岩等为主, 上部出现灰、灰绿色或杂色含砾粗砂岩和细砂岩层, 夹紫红色钙质粉砂岩; 上岩组则以红色、灰色相间的泥岩、泥质粉砂岩为主(局部有泥灰岩夹层), 夹有黄色、灰绿色含砾粗砂岩、钙质砂岩, 顶部出现紫红色泥岩, 其中含钙质结核、薄层石膏与局部产出的葡萄状铁质结核层[8]。

1.3 岩浆作用

潮水盆地铀成矿区处于龙首山、合黎山、北大山所夹持和分割的区域内[9], 大地构造位于阿拉善地块西南部的阿拉善台隆过渡带(图2), 其背部与内蒙— 天山褶皱带的恩格乌苏活动陆缘相邻, 南部与河西走廊过渡带相接, 西部为塔里木板块, 西起甘肃高台红沟窑, 东至甘肃民勤红砂岗, 南以龙首山北深大断裂为界, 北以北大山深大断裂为界。东西长300 km, 南北宽50 km, 面积约15 000 km2。其主体为潮水盆地中西部、酒东盆地东部和碱泉盆地。对于成矿区内产于中新生代盆地中的铀矿床而言, 岩浆作用所形成的侵入岩或火山岩主要分布于盆地蚀源区, 是盆地成岩物质或成矿物质的源区, 分布不同时期花岗岩:合黎山区位于龙首山西北部约30 km处, 以华力西期花岗闪长岩和花岗岩为主; 龙首山区以加里东期花岗岩为主; 北大山区以华力西期、加里东期为主。龙首山是西北地区重要的热源铀矿成矿带, 分布有红石泉、新水井、金边寺、革命沟铀矿床及大量与花岗岩有关的铀矿点、矿化点; 在合黎山见有与花岗岩有关的碱井、2031等铀矿化异常点, 显示花岗岩类岩石丰富的铀含量和成矿潜力[10]。

图2 潮水盆地及周边地区板块构造划分概况
1— 构造单元分界线; 2— 区域性断裂; 3— 铀矿床及矿化点、异常点

2 航放异常查证结果分析
2.1 异常区地质特征

异常区位于潮水盆地平易凹陷南缘, 出露地层主要为白垩系庙沟群上岩组。区域资料表明, 上岩组为陆相碎屑岩, 由灰、灰绿、灰紫色细砂岩, 泥页岩夹钙质页岩, 泥灰岩组成, 厚度 715 m[8]。异常区南部分布有庙沟群下岩组、古元古界龙首山群及华力西期花岗岩。通过实地调查, 地表多数地段覆盖第四系钙质、泥质胶结层, 岩性为灰黑、灰绿色粉砂岩、灰黑色页岩及杂色泥岩, 岩层总体呈NW向展布。

异常区内粉砂岩、页岩和泥岩呈互层状产出, 产状平缓(图3), 倾向5° ~10° , 倾角3° ~5° 。粉砂岩呈块状构造, 主要以长石、石英为主, 胶结物为泥质、铁质, 厚度大于6 m, 见褐铁矿化、膏岩化; 页岩片理化明显, 局部破碎; 泥岩以松散状为主。

异常强度最大地段主要发育有含铁质、有机质的粉砂岩, 铀含量较高, 异常突出, 分布零散, 与地表淋漓作用密切相关。

图3 异常区岩石野外观察特征
a— 粉砂岩、页岩及泥岩互层; b— 粉砂岩与泥岩呈水平层理

2.2 异常区铀分布特征

2014~2015年核工业航测遥感中心对HFU-13、HFU-18、HFU-25号航放异常进行了三级查证, HFU-13号异常与周边的HFU-18、HFU-25号异常连成一片(图4a), 异常规模较大, 异常区位于潮水盆地铀成矿区平易凹陷南缘, 产于下白垩统庙沟群上岩组(K1mgb)中, 铀含量均较高, 放射性元素含量高值区成片成带分布[11]。重点介绍HFU-13号异常, 结合其他2个航放异常地面查证结果, 对区域上铀分布特征进行综合分析[12]。

2.2.1 航空放射场特征

从航空放射性铀剖面平面图(图4b)中看出, 异常在铀道上呈明显的尖峰和缓尖峰特征, 峰形规整, 其中HFU-25号异常U峰值最大(9.77× 10-6), 半峰值宽度约150 m, 连续多条测线反映明显, 走向近EW向; 从航空放射性铀等值线平面图(图4c)中看出, 异常区以高场显示, 呈带状、串珠状展布, 局部存在团块状、圆状高值点。白垩系庙沟群上岩组具有铀高特征, 铀含量一般在(3~10)× 10-6, 最高达到16× 10-6。

2.2.2 地面伽马总量特征

Tc异常总体呈带状展布(图5), 在异常带中分布有团块状高值区, 对应岩性主要为砂岩、粉砂岩; 异常值一般在(26~35)Uγ 之间, 地面最高值达80 Uγ , 背景值在(14~21)Uγ 。往深部测量幅值增幅较大, 距地表40 cm处增至为122 Uγ , 至 50 cm 时增为204 Uγ 。

2.2.3 地面伽马能谱特征

从表1及图6分析, K含量0.6%~2.6%, 标准偏差为0.3; U含量(1.0~50.8)× 10-6, 标准偏差为4.8; Th含量(3.4~70.1)× 10-6, 标准偏差为6.6。按各元素含量统计平均值2~3倍标准判定, 高场范围主要位于L1至L5测线平距200~600 m及1 600~2 000 m段。U、Th离散程度较大, 形成异常富集, K含量离差小变化平稳, 按大于3倍平均含量计算, 全区K无明显异常显示。大于3倍平均值的异常呈圆状展布, 范围较小, 剖面上呈明显的尖峰异常, K、U、Th含量峰值分别为2.6%、50.8× 10-6、70.1× 10-6, U/Th比值大于0.7, 属铀性异常。结合区域地质特征来看, 高场和异常区均分布在白垩系庙沟群上岩组中, 岩性主要为粉砂岩, 与页岩、泥岩互层, 测量结果表明异常区放射性背景场差异不大。

图4 潮水盆地平易凹陷南缘航放及地质概况
a— 地质概况; b— 航放铀含量剖面平面; c— 航放铀含量等值线平面; 1— 第四系; 2— 下白垩统庙沟群上岩组; 3— 下白垩统庙沟群下岩组; 4— 前长城系龙首山群a组; 5— 实测逆断层; 6— 角度不整合界线; 7— 地质界线; 8— 产状; 9— 居民点; 10— 航放异常点位置

表1 HFU-13航放异常地面伽马能谱测量结果

图5 HFU-13航放异常地面伽马总量测量视U含量等值线平面

根据按3倍平均含量计算, U存在1个明显异常区, 由于L1线以西及L1线与L2线之间局部地段出现断崖, 受此地形影响, 异常点以西的异常区未完全控制, 且L1线及L2线线距扩大。结合地面伽马总量测量及伽马能谱测量结果, 大致圈定了该异常区的范围, 其特征如下:

U-1异常位于L2线600~720 m之间, U峰值50.8× 10-6(为异常区最高), 向东L3线上也有微弱异常显示, 异常幅值衰减较快, U峰值为12.3× 10-6, 平面上呈NNW向展布的带状异常, 异常带北缘为一不规则圆状异常, 轴长约150 m。在异常区北端为一条NW向展布的U高场带, 在5条测线上均有反映, 带长约1 km, U含量一般在(5~9)× 10-6, 最高达11× 10-6; 这个地面U异常点, U/Th比值大于0.7, 属铀性异常。

2.3 综合分析

查证的HFU-13、HFU-18、HFU-25, 该类异常均位于潮水盆地铀成矿区平易凹陷南缘。异常产于下白垩统庙沟群上岩组中, 蚀源区广泛出露古元古界龙首山群和富铀的中酸性、酸性花岗岩类侵入体, 盆地盖层岩性主要为白垩系的砂岩、粉砂岩、页岩、泥岩等和第四系砂土、黏土、砂砾石组成, 地层具备“ 泥— 砂— 泥” 结构。蚀源区放射性元素含量高值带向北部盆地区延伸增高明显。

HFU-13号异常分布于潮水盆地铀成矿区, 产于砂岩型铀矿找矿目的层下白垩统庙沟群中, 地层以“ 泥— 砂— 泥” 互层为主, 存在两个地面实测U异常点, U-1异常U峰值50.8× 10-6, 向东L3线上也有微弱异常显示, 异常幅值衰减较快, U峰值为12.3× 10-6, 平面上呈NNW向展布的带状异常, 轴长约150 m; U-2异常U峰值22.2× 10-6, 平面上呈近EW向展布的半椭圆状异常, 长约230 m、宽约240 m。综合分析认为异常与铁质、泥钙质、炭质还原介质有关, 而且异常与周边的HF-18、HFU-25连成一片, 异常规模较大, 基本化学分析铀含量最高近50× 10-6。异常区南部存在多片高场区, 认为在铀高场及砂体发育地段具备铀找矿潜力。综合分析认为该异常区具有较好的铀成矿条件, 值得进一步探索。

图6 HFU-13航放异常区地面伽马能谱测量(K、Th、Tc、U/Th、U)含量等值线平面及U含量剖面平面

图7 潮水盆地铀矿分布概况
1— 蚀源区; 2— 泥岩型铀矿床; 3— 煤岩型铀矿床; 4— 砂岩型铀矿床、矿点; 5— 砂岩型铀矿化点; 6— 蚀源区界线; 7— 山峰; 8— 井; 9— 公路; 10— 市/镇; 11— 村庄; 12— 航放异常点

HFU-18、HFU-25号异常U含量高值分布在含铁质、有机质的砂岩中, 其中HFU-18号异常存在一个地面实测U异常点, U峰值14.3× 10-6, 向东仍有延伸; 平面上呈SN向半椭圆状, 长约600 m、宽约180 m。但这两个异常规模较小, 幅值不高, 该异常区铀高场分布范围广, 不排除铀高场区具有找矿潜力, 综合分析认为这两个异常可为寻找砂岩型铀矿提供线索。

3 潮水盆地铀成矿条件
3.1 成矿特征

3.1.1 矿化类型

潮水盆地成矿区主要发育砂岩型、泥岩型和煤岩型3种矿化类型。下面以沙枣泉、红沟窑砂岩型铀矿床为例, 说明这类矿床(点)的特点[15]。

1)含矿建造为一套半干旱气候条件下形成的红色、杂色碎屑岩建造, 铀矿化主要赋存于红色或杂色层所夹的灰色层内。含矿岩石主要为灰色泥质细砂岩、中砂岩, 少量为泥岩和粗砂岩、砾岩。砂岩普遍泥质含量较高, 渗透性较差。

2)矿体形态主要为板状、似板状、面状, 矿体厚度较小, 沙枣泉矿床平均厚度0.96 m, 红沟窑矿床平均厚度1.79 m; 矿石品位较低, 沙枣泉矿床平均品位0.0577%, 红沟窑矿床平均品位0.046%, 矿体埋深较浅。

3)铀的存在形式以吸附态为主, 主要吸附剂有碳屑、黄铁矿、粘土矿物等, 铀矿物主要为铀沥青铀矿, 次生铀矿物及硅铀矿等。

4)铀矿化的成因主要为沉积成岩, 并有后生叠加富集作用, 后生叠加富集作用主要为潜水氧化作用, 层间氧化作用在矿化形成作用中不明显或不起主要后生改造作用。

3.1.2 构造控矿特征

在空间分布上, 铀矿床、点均位于盆地蚀源区附近或中间凸起附近, 如潮水盆地诸多矿床和矿点, 均靠近北侧蚀源区北大山和南侧蚀源区龙首山分布(图7); 红沟窑矿床分布于合黎山附近2~3 km的范围内; 沙枣泉矿床位于合黎山与北大山夹持的次级小凹陷中(图7)。这种分布特征可能和盆地边缘区目的层出露或埋藏较浅, 后期成矿作用活动较强有关[16]。

区内中新生代盆地形成后, 构造作用相对比较活跃。构造作用形式以差异性的升降作用为主, 多表现为北东向和北西向断裂将盆地盖层切割成许多断块。铀矿化主要赋存于相对抬升块中的凹陷处。

成矿区盆地与蚀源区相对高差不大, 蚀源区均为中低山, 盆地形成后的准平原化作用强烈, 这是铀元素长期从盆地基底活化、迁移, 在盆地边缘沉淀富集的主要因素。

3.1.3 岩性控矿特征

区内赋矿层位为中侏罗统青土井组和下白垩统庙沟群及相应层位新民堡群。

1)中侏罗统青土井组:控制了唐家沟铀矿床和红沙岗铀矿点的分布。中侏罗统青土井组为一套冲积扇— 辫状河沉积体系, 总体由灰色砾岩、砂岩、泥岩及煤层组成多个沉积韵律。由下而上可分为5个岩性段[17]。唐家沟矿床铀矿化主要赋存在该组第9煤层中, 此为7煤层[18]。红沙岗砂岩型铀矿化主要赋存岩性为灰色、黄色中细粒长石石英砂岩, 富含炭化植物碎片、有机质和黄铁矿。

2)下白垩统新民堡群、庙沟群:控制了位于潮水盆地铀成矿区中大红山铀矿床(庙沟群)、红沟窑铀矿床(新民堡群)和沙枣泉铀矿床(新民堡群)产出[19]。该套地层总体可划分为两个岩性段。红沟窑铀矿床矿化主要形成于杂色冲洪积物所夹持的灰色夹层中, 大量钻孔资料的统计结果表明[15], 铀矿体赋存部位与炭屑密集区相关。大红山铀矿床矿体主要赋存于下白垩统庙沟群上部旋回砂岩、砾岩所夹的灰色泥岩、钙质泥岩中。沙枣泉铀矿床铀矿化主要赋存于下白垩统新民堡群第二岩组上段红色建造所夹的灰色夹层中, 少数产于第二岩组上段含砾粗砂岩、砂质砾岩中。

3.2 铀源

潮水盆地是一中新生代的渗人型自流水盆地, 地下水由南北两侧向盆地中部汇聚, 并由西向东流出盆地, 发育有完整的地下水补径排系统[20]。盆地蚀源区由北部古元古界北大山群、新元古界震旦系以及狼娃山、鸡心山等富铀岩体等组成, 铀背景值较高。北大山群铀丰度值较高, 铀含量一般为(6~10)× 10-6, 局部混合岩和黑云母石英片岩中含有晶质铀矿, 是区内良好的铀源层。研究区周缘古生代花岗岩体分布面积大, 几乎占据北大山蚀源区面积80%以上, 构造裂隙发育, 风化剥蚀强烈, 铀背景值(6~15)× 10-6, 钍含量(15~35)× 1 0-621。蚀源区不仅为盆地目的层的沉积形成提供了物质来源, 而且在盆地发展演化过程中长期持续提供了含氧、富铀地下水补给, 为盆地内目的层中层间氧化带多期次发育及砂岩型铀成矿提供了良好的物质来源和地下水渗流驱动力[22]。盆地沉积演化表明从石炭纪至侏罗纪时期, 蚀源区长期处于隆升和氧化剥蚀环境, 有利于基岩风化壳的发育和铀元素迁移[23]。在相对干旱的气候环境中, 在后生地下水的长期作用下, 大量的铀向盆地聚集。

3.3 找矿目的层特征

盆地内找矿目的层主要包括侏罗系、白垩系及新近系, 查证的航放异常均分布在白垩系庙沟群中, 以下重点分析下白垩系目的层特征。

下白垩统庙沟群属冲积扇-辫状河-湖泊沉积体系。岩性由下而上依次为紫红色、灰紫色厚层砾岩、砂砾岩, 灰绿色、杂色含砾粗砂岩、钙质细砂岩夹紫红色钙质粉砂岩; 上段为红、灰互层的泥岩、泥质粉砂岩。根据原核工业西北局212大队在平易地区沙枣泉铀矿化点勘探资料分析整理认为[24], 沙枣泉地区砂体由河流沉积体系的河床和边滩沉积物组成, 以细砂岩为主。砂体呈透镜状、似层状, 中间厚南北两侧薄, 具有一定的对称性, 砂体厚一般为20 m左右, 最厚为45.5 m, 最薄为2.3 m; 隔水层由粉砂岩、泥质粉砂岩等组成, 厚4~35 m。

在盆地西段平易地区炭山口— 炭窑子沟路线剖面观察可知, 该层位夹有4层煤线组, 由南而北依次为老君沟、东台石、炭窑子及炭窑子沟北, 而且在煤线组的附近均可见到厚大的砂体及后生氧化现象。

上述岩性特征反映早白垩世平易地区经历了干旱— 潮湿多次交替的古气候演变过程, 矿点发育地段庙沟群为河流相, 其岩石组合有利于层间氧化带砂岩铀矿的形成, 且平易地段发育良好的构造斜坡带。可见下白垩统庙沟群是潮水盆地继中侏罗统青土井群的又一有利层间氧化带发育的找矿目的层[25]。

3.4 层间氧化带发育特征

层间氧化带在潮水盆地北缘唐家沟地区中侏罗统青土井组中发育比较典型, 有一定的厚度、规模, 但目前尚未发现与层间氧化带有关的工业铀矿化[26]。下白垩统新民堡群和相应层位庙沟群在不同地区也都程度不同的发育层间氧化带, 在沙枣泉和红沟窑铀矿床也都发育与层间氧化带有关的工业铀矿化, 这种类型的铀矿化在整个矿床中不占主要部分, 其层间氧化带也相对规模小、厚度薄、不稳定。

此外, 在酒东盆地红沟窑地区, 发育一种特别的后生蚀变— 灰白色蚀变。灰白色蚀变是一种弱氧化、强水解形成的高岭土化酸性蚀变, 主要产物是高岭石, 位于黄色氧化带的前部。研究表明[27、28]:灰白色蚀变与铀成矿有一定关系, 铀矿化往往产在灰白色与灰色岩石界面附近, 其地球化学环境类似于层间氧化带前锋线, 因此可作为区内下白垩统目的层中砂岩型铀矿的找矿标志。

3.5 古气候环境

古气候条件直接影响沉积岩中原始还原性物质的发育程度以及铀的初始富集, 并影响或制约同生、成岩及后生砂岩型铀成矿作用[29]。潮水盆地中下白垩统庙沟组的岩石颜色呈现紫红色、灰紫色或红、灰色相间特征。岩石组合在垂向上, 由下而上依次为紫红色、灰紫色厚层砾岩、砂砾岩, 灰绿色、杂色含砾粗砂岩、钙质细砂岩夹紫红色钙质粉砂岩; 上段为红色、灰色互层的泥岩、泥质粉砂岩, 其中发育较多的钙质结核(层)、薄层石膏、葡萄状铁质结核层。据此认为庙沟组沉积早期古气候以干旱型为特征, 中期为相对潮湿型, 晚期则转变为干湿型, 即半干旱、干旱与相对潮湿频繁交替[30]。同时, 依据红层在盆地中广泛存在的事实, 结合沉积体系的分析, 得出如下推论:庙沟组沉积晚期盆地各坳陷的中心难以形成稳定水体(湖泊)或仅存在间歇性水体。在此称之为“ 相对滞流环境” [5]。

4 找矿前景分析

1)核工业航测遥感中心在2014~2015年对HFU-13、HFU-18、HFU-25号航放异常进行了查证, 查证结果显示异常均分布在潮水盆地平易凹陷南缘(图8)。盆地基底和蚀源区铀源丰富, 主要为古生界变质岩、变质混合岩, 其原岩多为海相含炭质碎屑岩、碳酸盐岩、泥质粉砂岩夹中基性火山岩的地槽型沉积建造, 并有加里东期、华力西期中酸性、酸性岩体分布, 这些不同时代地层、岩体为盆地沉积提供了大量成矿物质。

2)盆地沉积时虽受中新生代构造运动影响, 但盆地基底基本保持稳定, 地层产状平缓, 白垩系、古近系、新近系地层结构往往以“ 泥— 砂— 泥” 互层为主, 有利于层间氧化带型砂岩铀矿形成。

3)盆地所处气候条件是干旱— 半干旱气候, 有利层间氧化还原带形成。

4)盆地盖层已发现砂岩型铀矿床和铀矿(化)点, 有的通过进一步工作有望扩大铀的储量。如盆地北缘的大红山矿床(泥岩型铀矿), 在ZK88号钻孔(图1)308.83 m处, 见砂岩层含铀含量达 0.28%的矿化层, 说明大红山泥岩型铀矿深部可能有望找到砂岩、泥岩的二元结构形成的层间氧化带型砂岩铀矿[31], 是扩大矿床储量的重要信息。

5)盆地内已发现多个铀矿床, 如砂岩型红沟窑、沙枣泉铀矿床、泥岩型大红山铀矿床、煤岩型唐家沟铀矿床。该航放异常区位于潮水盆地铀成矿区内, 其所处地质环境、异常特征与已知红沟窑矿床相似, 认为该区具有较好的铀成矿地质条件。

经综合分析, 认为处在潮水盆地平易凹陷南缘一带的航放异常区是寻找砂岩型铀矿的有利区段。

图8 潮水盆地铀矿远景区
1— 新近系; 2— 上白垩统; 3下白垩统; 4— 中侏罗统; 5— 三叠系; 6— 地层界线; 7— 区域性断裂; 8— 铀矿床(点); 9— 铀矿区范围; 10— 已查航放异常点; 11— U异常区; 12— 找矿有利区段及编号

5 结论

1)通过对处在潮水盆地平易凹陷南缘一带分布的航放异常查证:查明HFU-13、HFU-18和HFU-25号航放异常与砂岩型铀矿化相关, 异常所处岩性层位具备泥— 砂— 泥条件, 砂岩富含炭质、铁、锰和有机质等还原性物质, 异常部位铀含量最高可达 0.005%, 这3处航放异常是寻找砂岩型铀矿的重要线索。

2)根据航放异常查证结果, 综合分析了潮水盆地砂岩型铀成矿地质环境。认为潮水盆地平易凹陷南缘HFU-13等异常一带, 盆源岩石富铀铀源条件好, 盆内赋矿砂岩层位发育, 还原剂物质丰富, 铀异常分布较多, 铀高场区分布面积较大。该区具备良好的砂岩型成矿条件和较多的找矿异常线索, 找矿潜力较大。

3)潮水盆地区内铀成矿条件较好, 工作程度较低, 有进一步找到更大规模和更富铀矿化的潜力。

4)潮水盆地白垩系具有一定规模的构造斜坡带, 有利于层间氧化带发育, 是区内有利的找矿目的层, 如桃花拉山以东的狼娃山井和大红山等地, 有较大的找矿空间。

5)航放异常是该区重要的找矿信息, 综合查证能有效、合理地评价异常成因、矿化特征及找矿前景, 达到快速找矿的目标。

致谢:在野外异常查证及室内数据处理、分析过程中, 得到核工业地质局刘广传监理和核工业航测遥感中心遥感地质勘查院汪冰总工程师等领导和同事的大力帮助, 并提出了宝贵的修改意见, 在此致以衷心的感谢!

The authors have declared that no competing interests exist.

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