二連盆地賽漢高畢地區(qū)砂巖型鈾礦賦存狀態(tài)研究*

胡珺珺，聶逢君，鄧居智，康世虎

(1．東華理工大學(xué)核資源與環(huán)境教育部重點實驗室， 江西南昌 330013;2．核工業(yè)地質(zhì)局二〇八大隊， 內(nèi)蒙古包頭市 014010)

二連盆地賽漢高畢地區(qū)砂巖型鈾礦賦存狀態(tài)研究*

胡珺珺1，聶逢君1，鄧居智1，康世虎2

(1．東華理工大學(xué)核資源與環(huán)境教育部重點實驗室， 江西南昌 330013;2．核工業(yè)地質(zhì)局二〇八大隊， 內(nèi)蒙古包頭市 014010)

二連盆地賽漢高畢地區(qū)是新近突破的砂巖型鈾礦成礦區(qū)域，詳細研究該礦區(qū)礦體中鈾礦物的賦存狀態(tài)，對研究區(qū)砂巖型鈾礦的選冶具有重要意義。賽漢高畢地區(qū)含礦層位為早白堊世賽漢組，賦礦巖石為灰色粉砂－細砂巖、灰色中－細砂巖、黃色中－細砂巖。利用電子探針分析技術(shù)，對研究區(qū)含礦砂巖進行了詳細分析，結(jié)果顯示，鈾礦物主要為瀝青鈾礦、鈾石、菱鈣鈾礦。鈾礦化與黃鐵礦、鈦鐵礦、石英、長石、有機質(zhì)等密切共生。

二連盆地;砂巖型鈾礦;賦存狀態(tài)

1 盆地地質(zhì)概況

二連盆地的大地構(gòu)造位置屬于蒙古一興安裂谷系中部，是中生代后期在海西褶皺基底和侏羅系殘留盆地基礎(chǔ)上，經(jīng)正向斷層強烈拉伸、裂陷而形成的一群中、小型盆地群的組合(焦貴浩等，2003)。北西以加里東－海西期巴音寶力格隆起為界，南界為加里東期的溫都爾廟隆起，東界為燕山中期的大興安嶺隆起，西界為狼山隆起。二連盆地一級構(gòu)造劃分為北部斷陷帶、中央隆起帶和南部斷陷帶。二級構(gòu)造劃分為5個坳陷和1個隆起，即蘇尼特隆起(屬中央隆起帶)，馬尼特坳陷、烏蘭察布坳陷和川井坳陷(屬北部斷陷帶)，騰格爾坳陷和烏尼特坳陷(屬南部坳陷帶)。

1980年代，在二連盆地開展了詳細的鈾礦地質(zhì)工作，目前盆地內(nèi)已經(jīng)探明控制了賽漢高畢礦床、巴彥烏拉礦區(qū)、努和廷礦床、蘇崩礦床、腦木根礦床和川井礦床。本研究的重點選擇在賽漢高畢地區(qū)，是二連盆地新近突破的砂巖型鈾礦成礦區(qū)域，位于二連盆地中部的烏蘭察布坳陷二級構(gòu)造單元。賽漢高畢礦床為自SW向NE方向低彎度的曲流河，河道中的沉積物粒度相對較細，河流體系中泛濫平原微相發(fā)育。通過古地磁［1］、孢粉［2］和鉆孔等綜合分析研究，賽漢高畢地區(qū)賦礦層位均屬于下白堊世賽漢組(K1bs)，研究區(qū)的隱伏隆起及SE方向的蘇尼特隆起是該礦區(qū)的主要鈾源體［3］，因此探討賽漢高畢礦區(qū)鈾礦賦存狀態(tài)對該礦區(qū)選冶具有重要的參考價值。

2 取樣位置及測試方法

本項研究的含鈾礦樣品均采自賽漢高畢地區(qū)工業(yè)鉆孔中含礦層段，取自SZK8－24－1孔129．0 m處灰色細砂巖和SZK3－16孔148．5 m處灰黑色粗砂巖。巖性為灰綠色細砂巖、灰色含礫粗砂巖、黃色和黃褐色中砂巖。

所有測試工作都是在東華理工大學(xué)核資源與環(huán)境教育部重點實驗室測試完成，樣品經(jīng)鍍碳處理之后，在Inca ENERGY能譜和JXA－8100電子探針上分析測試，其中實驗條件為:加速電壓15．0 kV，探針?biāo)倭?．00E －11 A，束斑大小1 μm。

3 鈾礦賦存狀態(tài)

通過電子探針分析可知，賽漢高畢地區(qū)鈾礦物類型主要有瀝青鈾礦、鈾石和菱鈣鈾礦。各鈾礦物類型及其電子探針分析結(jié)果見表1。電子探針背散射圖像見圖1。

(1)瀝青鈾礦。本次研究在SZK8－24－1孔中可見瀝青鈾礦。瀝青鈾礦的顆粒均較小，只有1－n μm(圖1(E))。瀝青鈾礦主要與炭化植物碎屑共生，電子探針分析顯示礦物本身的化學(xué)成分主要為 UO284．84%，CaO 2．29%，其中 UO2含量很高，測試分析幾乎沒有受到共生礦物的影響。在取自SZK63－32的SH－80，SZK3－14的SH－05－06－1 2個樣品中皆發(fā)現(xiàn)了瀝青鈾礦［4］，瀝青鈾礦與有機質(zhì)、白鐵礦緊密共生，瀝青鈾礦交代充填在有機質(zhì)胞腔內(nèi)。

表1 賽汗高畢地區(qū)鈾的單礦物類型與電子探針分析結(jié)果

圖1 賽漢高畢地區(qū)鈾礦物與其它礦物共生關(guān)系的電子探針背散射電子像

(2)鈾石。普通顯微鏡下難以區(qū)分鈾石和瀝青鈾礦，利用電子探針成分測試結(jié)果，再根據(jù)UO2和干擾雜質(zhì)的含量，確定產(chǎn)于石英和長石的空隙中鈾礦物為鈾石，鈾石主要生長在石英等硅酸鹽礦物的空隙中，故分析數(shù)據(jù)中SiO2有一定的含量。單個鈾石晶體細小，粒狀，＜1 μm，集合體呈團塊狀。在賽漢高畢地區(qū)的SZK8－24－1(129．0 m)孔有出露，顆粒約6 μm左右，且鈾石主要產(chǎn)出于石英的縫隙中(圖1(F))，礦物中含有一定量的Th和硅酸鹽，因為鈾石產(chǎn)于石英中，所以硅酸鹽的測試結(jié)果相差很大，可能受石英的影響。

(3)菱鈣鈾礦。以前的研究認為，賽漢高畢地區(qū)的主要鈾礦物是鈾的磷酸鹽礦物，而本次研究發(fā)現(xiàn)了鈾的碳酸鹽礦物，可能是本區(qū)的重要鈾礦物之一。在SZK3－16鉆孔中發(fā)現(xiàn)了大量的鈾的碳酸鹽礦物，該鈾礦物個體較小，但富集共生集合體較大，個別的可在10 μm以上(圖1(C)、(D))，鏡下為不透明礦物，常產(chǎn)出于石英和長石的空隙中，電子探針分析顯示有硅的存在，但整體特征表明，UO2遠遠大于CaO，通過對比鈾礦石和非薄片空白區(qū)碳峰的強度來初步判別所測礦物是否含碳，經(jīng)測定，本區(qū)鈾礦物中碳峰的強度大概是空白區(qū)碳峰的2倍。另外，因為鈾礦物中水不能測出，所以本區(qū)電子探針分析結(jié)果的總量在56．76% ～76．76%之間(見表1)，符合菱鈣鈾礦的成分特征，因此將該區(qū)鈾的碳酸鹽礦物定名為菱鈣鈾礦。

鈾礦物化學(xué)成分的電子探針分析結(jié)果見表1中的樣品號6，其中前6個點檢測的是長石和石英中的鈾礦物，而第7個點檢測的是與黃鐵礦、鈦鐵礦共生的鈾礦物，所以第7個點顯示Fe和S的含量均較高，而Si的含量低，且Th的含量也與其它幾個礦物的不同，該礦物的前6個點的主要成分分析顯示，UO2在29．56% ～42．38%，CaO 在5．13% ～18．29%。多數(shù)測點均檢出Si，可能是鈾礦物分布在石英和長石的空隙中，分析時因硅酸鹽礦物干擾引起的，而不是礦物本身的成分。對比第7個點的分析，7號點

Si的含量很低，僅1．9%，主要是因為鈾礦物共生處硅酸鹽較少，不足以影響分析結(jié)果，而Fe和S的含量高出前6個點很多，也說明了這點。除第7個點外，檢測中稀土和Th的含量均很低，排除了類質(zhì)同像的可能。檢測的其它氧化物的含量也多與共生礦物的干擾有關(guān)，所以該礦物本身的化學(xué)成分應(yīng)只有UO2和CaO。綜合以上的分析，該礦物有一定含量的CO2和H2O，從測試數(shù)據(jù)看，分析結(jié)果的總量為56．76% ～76．76%。

4 結(jié)論

賽漢高畢地區(qū)的鈾礦化主要產(chǎn)出于賽漢組底部的灰色粉砂、細砂巖中，其上下多為灰綠－灰黑色的含泥細砂－中砂巖，富鈾礦石是細砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、砂質(zhì)泥巖等。電子探針分析顯示，鈾礦物主要為瀝青鈾礦、鈾石和菱鈣鈾礦，其中瀝青鈾礦主要與有機質(zhì)共生，鈾石主要出露于石英顆粒的空隙中，菱鈣鈾礦則廣泛分布于石英、長石等的后期裂隙中。

致謝:野外地質(zhì)調(diào)查研究與樣品采集工作得到了核工業(yè)二〇八大隊部分同仁的大力支持，在此深表謝意!

［1］ 聶逢君，陳安平，胡青華，等．內(nèi)蒙古二連盆地早白堊世砂巖型鈾礦含礦目的層時代探討［J］．地層學(xué)雜志，2007，31(3):272－279．

［2］ 凡秀君，聶逢君，陳益平，等．二連盆地巴彥烏拉地區(qū)砂巖型鈾礦含礦地層時代與古地理環(huán)境探討［J］．鈾礦地質(zhì)，2008，24(3):150－154．

［3］ 毛孟才．準(zhǔn)巴彥塔拉盆地鈾成礦條件及找礦前景分析［J］．鈾礦地質(zhì)，2003，19(1):16 －20．

［4］ 范 光，秦明寬，申科峰，等．12082砂巖型鈾礦床中鈾礦物的電子探針研究［J］．電子顯微學(xué)報，2006，25(S):301 －302．

國家自然科學(xué)基金資助項目(40972067)．

2010－12－06)

胡珺珺(1985－)，女，江西德安人，碩士研究生，從事砂巖型鈾礦地質(zhì)學(xué)研究，Email:yzbqw@126．com。