二連盆地腦木根凹陷鈾成礦水文地質(zhì)特征淺析

田 亮，葉 陽，尹永朋，李 名，趙天林，魏安軍

(1.中陜核工業(yè)集團(tuán)地質(zhì)調(diào)查院有限公司，陜西 西安 710100；2.中國石油華北油田公司，河北 任丘 062552)

地下水水文地質(zhì)條件在鈾礦富集過程中發(fā)揮重要作用[1-3]，鈾水文地球化學(xué)找礦已經(jīng)成為一種重要找礦手段，具有成本低、效率高等優(yōu)點[4-6]。本次研究工作主要通過調(diào)查取樣，收集資料等，大致查明該地區(qū)地下水水動力、水化學(xué)類型、放射性水化學(xué)分布特征等，為該地區(qū)鈾礦勘查，鈾礦找礦以及后期的地浸開采提供必要的水文地質(zhì)參數(shù)依據(jù)。

1 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境特征

腦木根凹陷位于內(nèi)蒙古二連盆地烏蘭察布坳陷的西南部，坳陷的基底構(gòu)造走向為北東向，坳陷內(nèi)部凹凸相間呈北東向多字排列。腦木根凹陷走向NNE轉(zhuǎn)NEE向，串聯(lián)組合為主，斷層傾角小，短陷規(guī)模小。工作區(qū)鈾成礦主要富集地層為下白堊統(tǒng)賽漢組，上覆地層為二連組、古今系、新近系，下覆地層為騰格爾組。鈾源主要來源為凹陷南緣的海西期中酸性巖體，北緣的海西期、燕山期中酸性巖體，總出露面積近1萬平方公里。物源由南向北東搬運，局部分流匯集，砂體厚度增加，粒度由粗到細(xì)。下部以辮狀河沉積為主，向上過渡為洪泛平原沉積。

2 研究區(qū)地下水類型及水動力特征

2.1 第四系松散堆積潛水

主要分布在烏蘭推饒木、查干礦床一帶及低山丘陵區(qū)前低洼地帶和階狀高平原臺緣陡坎前的溝谷松散堆積層中。含水層為粒徑不等的砂、亞砂土，主要依靠大氣降水補給，其動態(tài)特征隨季節(jié)性變化較大，一般分布不連續(xù)，沒有統(tǒng)一的排泄區(qū)，以大氣蒸發(fā)和人工開采為主要排泄途逕，水位埋深在1～3 m，由于水位埋深淺，蒸發(fā)作用強烈，多為礦化度2～8 g/L的微咸水或咸水，富水性差異較大，一般為3～40 m3/d，零星分布于低山丘陵區(qū)前低洼地帶的地下水富水性極差，涌水量多小于10 m3/d。

圖1 腦木根凹陷構(gòu)造示意圖

2.1.1 第三系碎屑巖裂隙孔隙潛水和層間水

區(qū)內(nèi)第三系分布廣泛，含水層所處位置相對較高，主要分布于中部、南東部，巖性細(xì)砂巖為主，隔水層泥巖為主。含水層厚度一般3.72～32.76 m，最大82.96 m，最小0.88 m。水位埋深一般13.65～33 m，最大96.93 m，最小1.65 m，單井涌水量一般21.61～68.20 m3/d，最大298.50 m3/d，最小4 m3/d。滲透系數(shù)0.46～0.98 m/d，最大3.08 m/d，最小0.143 m/d。腦木根南東一帶地下水具承壓性，水頭大于11.60 m。

2.1.2 白堊系碎屑巖裂隙孔隙潛水或?qū)娱g水

含水層主要出露于北西部低山丘陵區(qū)前緣及埋藏分布于腦木渾、查干礦床及江岸牧場一帶，其特征受古地理沉積環(huán)境的影響，由北西部的近蝕源區(qū)向沉積中心方向變化較大，北西部以潛水形式存在，巖性以粗砂巖和砂礫巖為主，水位埋深一般9～12 m，最深63.08 m，涌水量一般0.87～38.04 m3/d，滲透系數(shù)1.79～13.24 m/d。向東、南方向至沉積中心，泥，砂相間轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€乃至多個層間含水層。北東部地區(qū)地下水具承壓性，水頭高度一般3～8 m，最高達(dá)16.90 m，涌水量一般0.30～333.78 m3/d，滲透系數(shù)一般0.002～0.983 m/d，弱透水，富水性弱。

2.2 基巖裂隙水

分布在西北部，呈北東、南西向展布，賦存于前白堊紀(jì)變質(zhì)巖或花崗巖裂隙中，為不穩(wěn)定風(fēng)化裂隙潛水。依靠大氣降水垂直滲入補給，順地勢向南東逕流，補給盆地含水層而排泄，是本區(qū)盆地地下水重要補給區(qū)。

本區(qū)各含水層主要受大氣降水、北部基巖裂隙水和南東部領(lǐng)區(qū)地下水補給，由北西和南東向中央?yún)R集，在查干礦床一帶形成局部排泄區(qū)(圖2)。

圖2 腦木根地區(qū)地下水水文地質(zhì)特征分布圖

3 研究區(qū)地下水水化學(xué)類型特征

腦木根地區(qū)地下水水化學(xué)類型特征與其補、逕、排條件密切相關(guān)，從地下水的補給區(qū)(北西部低山丘陵區(qū)和南東部高平原)、逕流至排泄區(qū)(查干礦床一帶)，其水化學(xué)類型依次為：Cl·SO4·HCO3-Na，Cl·SO4-Na型水、Cl-Na型水，Cl-Na·Mg型水。地下水礦化度也依次變高，在北西部低山丘陵區(qū)和南東部高平原地下水礦化度一般小于1 g/L，查干礦床一帶地下水礦化度大于5 g/L，最高值可達(dá)106.50 g/L，這兩個地區(qū)之間為大范圍的礦化度2～5 g/L的微咸水及咸水，反映出地下水水化學(xué)的水平分帶性。

4 研究區(qū)地下水放射性水化學(xué)特征

通過調(diào)查取樣，分析測試，收集資料等工作，研究結(jié)果表明腦木根地區(qū)地下水水中鈾含量一般為120 μg·L-1，氡濃度一般小于100 Bq/L，鈾含量最大值為910 μg·L-1，氡濃度最大值為14 958 Bq/L。地下水水中鈾、氡含量的自然底數(shù)和異常值采用坐標(biāo)展直法確定，其中鈾含量自然底數(shù)為56 μg·L-1，偏高值為76 μg·L-1，增高值為114 μg·L-1，異常值為148 μg·L-1；氡含量自然底數(shù)為95 Bq/L，偏高值為150 Bq/L，增高值為160 Bq/L，異常值為200 Bq/L。按照異常標(biāo)準(zhǔn)，所發(fā)現(xiàn)的鈾、氡異常暈主要分布在查干礦床地區(qū)，均由鈾礦化引起，鈾異常暈集中分布在腦木根地區(qū)中部的地下水排泄區(qū)，表明鈾富集成礦主要集中在地下水水流變緩，水巖作用較強的地區(qū)。

5 結(jié)語

通過對腦木根地區(qū)地下水進(jìn)行調(diào)查取樣，分析測試，收集前人研究資料等研究工作，從地下水水動力、水化學(xué)、放射性水化學(xué)特征三個方面對該地區(qū)鈾成礦水文地質(zhì)條件進(jìn)行了淺析。結(jié)果表明，研究區(qū)中部地下水水流排泄區(qū)位置的Cl·SO4-Na型地下水水環(huán)境特征有利鈾成礦、富集，該地區(qū)地下水水流相對較緩，水巖作用較強。