漫话中国最大铀矿(3)

漫话中国最大铀矿（3）胡经国四、鄂尔多斯盆地铀矿地质㈠、中国北方内陆盆地地质背景在古生代初期，受南北向区域拉张应力场作用，在西伯利亚板块和中朝板块之间形成了近东西向分布的蒙古一鄂霍茨克海。

处于该海槽内的二连盆地，接受了厚度达万米以上的复理石、碳酸盐岩、海相碎屑岩和火山岩等优地槽－冒地槽沉积。

经加里东期－海西期构造运动，该地槽逐步褶皱迥返。

近年来，在盆地内多处发现侵位于石炭系、志留系、泥盆系和二叠系的蛇绿岩套，提供了南北陆壳不断增生扩大的证据。

据蛇绿岩侵位时代确定，蒙古－鄂霍茨克海最后封闭于二叠纪晚期，使分裂的北亚大陆又重新连为一体。

据地面观察和地球物理资料推断，前中生代基底断裂自北而南主要有：贺根山、西拉木伦河、楚鲁图和康保等断裂；其延伸长度均达几百千米或上千千米。

地表所见的蛇绿岩套位于这些断裂带上。

与断裂相间，分布着一系列的复背斜和复向斜。

随着海西构造运动阶段的结束，塔里木－华北陆块与西伯利亚陆块对接相连。

处于特提斯区北部的中国，至三叠纪时，以秦岭－昆仑山一线为界，形成了引人注目的南面海洋、北面陆地的古地理格局。

中国北方除了局部地区时有海侵事件发生并且有海相、海陆交互相或半咸水相沉积以外，大部分内陆盆地都不同程度地接受了陆相沉积，如鄂尔多斯盆地、二连盆地、准噶尔盆地、吐鲁番盆地等。

㈡、鄂尔多斯盆地区域地质鄂尔多斯盆地在地质上，北起阴山、大青山，南抵秦岭，西至贺兰山、六盘山，东达吕梁山、太行山，盆地总面积为37万平方公里，是中国第二大沉积盆地。

鄂尔多斯盆地是地质学上的名称，在地理上通常称为陕甘宁盆地。

其行政区域横跨陕、甘、宁、蒙、晋五省（区）。

鄂尔多斯地区西、北、东三面被黄河环绕，南面与古长城相接，因此该地区被称为“河套”地区。

从地质特征看，鄂尔多斯盆地是一个整体升降、坳陷迁移、地质构造简单的大型多旋回克拉通盆地。

其基底为太古界及下元古界变质岩系；沉积盖层为长城系、蓟县系、震旦系、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、第三系、第四系等，地层总厚度达5000～10000米。

主要油气产层是三叠系、侏罗系以及中元古界到早古生界奥陶系。

从地质构造特征看，鄂尔多斯盆地西降东升，东高西低，非常平缓，每公里坡降不足1度。

鄂尔多斯盆地的矿产资源丰富。

天然气、煤层气和煤炭的探明储量均居中国全国首位；石油资源居全国第四位。

而且，战略性铀矿资源丰富。

此外，还拥有水资源、地热、岩盐、水泥灰岩、天然碱、铝土矿、油页岩、褐铁矿等多种矿产资源。

鄂尔多斯地区在现代地貌上表现为盆地。

它的地质发展历史可以追溯到距今35亿年前的地质历史时期，并且经历了以下几个地质历史发展阶段：⑴、早太古代至晚太古代：华北地台基底雏形阶段；⑵、早元古代：华北地台形成阶段；⑶、中、晚元古代：沉积盖层发展阶段；⑷、古生代：陆表海沉积阶段；⑸、中－新生代：坳陷盆地阶段；⑹、新生代：现代地貌形成阶段。

㈢、鄂尔多斯盆地铀矿地质1、鄂尔多斯盆地油、气、煤和铀的富集特征鄂尔多斯盆地经历的构造运动和沉积环境的变迁，决定了多种矿产的时空分布特征；该盆地中铀的富集，与深部油、气和煤的存在有着密切的关系；并且该盆地中铀的富集，对油、气和煤的成藏和成矿具有一定的促进作用。

鄂尔多斯盆地是中国第二大沉积盆地。

它位于中国大陆中西部，具有稳定沉降、坳陷迁移、扭动明显的多旋回沉积型特点，是一个由不同时代和不同类型沉积盆地叠合的克拉通类型的含油气盆地。

它可以划分为：伊盟隆起、渭北隆起、西缘前陆冲断带、天环坳陷、陕北斜坡和晋西挠褶带等六个沉积构造单元。

其总面积约为25万平方公里。

⑴、鄂尔多斯盆地铀的富集特征在鄂尔多斯盆地内，目前已查明三叠系以浅的铀矿床主要为砂岩型铀矿床和泥岩型铀矿床。

白垩系环河－华池组、罗汉洞组，以及侏罗系直罗组、安定组，主要为砂岩型铀矿床，适宜用“地浸法”进行开采。

侏罗系铀的成矿有利远景区主要包括：伊盟隆起的西南区域和西缘前陆冲断带的马家滩构造。

白垩系铀的成矿有利远景区主要包括：伊盟隆起北部的杭锦旗－伊深2井－鄂托克前旗所围成的区域，西缘前陆冲断带的桌子山－磁窑堡以东区域和天环向斜西翼。

侏罗系延安组、三叠系延长组以及部分白垩系的铀矿床，主要为泥岩型铀矿床。

延安组铀的成矿有利远景区，主要分布于环县、吴旗、定边范围内，铀矿化引起的“高自然伽马异常幅值”分布区呈北北东走向。

延长组铀矿床主要分布于镇原、环县、吴旗范围内，其“高自然伽马异常幅值”分布区呈南东走向。

鄂尔多斯盆地深部（三叠系以深）大量测井资料表明，盆地内三叠系纸坊组和刘家沟组、二叠系石盒子组和山西组、石炭系太原组和本溪组、奥陶系马家沟组，均有“高自然伽马异常”存在。

化验测试和自然伽玛能谱测井结果表明，“高自然伽马异常”与铀元素增加有良好的正相关关系，即深部地层“高自然伽马异常”主要由铀元素增加引起，相应异常区域存在铀异常。

盆地北部二叠系石盒子组铀异常区域，主要位于以横山为中心的区域，向北不超过巴拉索地区；二叠系山西组铀异常分布于巴拉索、横山所夹持的“S”形带状区域。

石炭系太原组铀异常区域，主要位于巴拉索－横山－榆林连成的区域，“高自然伽马异常”等值线呈近似北东向；石炭系本溪组铀异常主要位于乌审旗－巴拉索－横山－榆林的“Z”形区域中，神木地区也有显著铀异常分布。

奥陶系马家沟组铀异常分布于通过榆林的近北东向区域中。

⑵、鄂尔多斯盆地油、气、煤和铀的共生关系①、鄂尔多斯盆地演化与多种矿产富集的时空分布特征鄂尔多斯盆地在演化发展过程中，经历了四次潮湿－干旱旋回。

第一次潮湿－干旱旋回，主要涵盖中元古界到早古生界奥陶系。

在寒武系和奥陶系浅海台地上，发育了厚层的碳酸盐岩地层。

加里东运动使奥陶系碳酸盐岩整体抬升，长期的风化、剥蚀和淋滤作用使该风化壳成为下古生界良好的天然气储层。

该旋回还可以细分为两个由干旱到潮湿的小气候旋回，岩石颜色由棕红色（原生氧化环境）转变为灰色（原生还原环境），促使奥陶系顶部马家沟组铝土质泥岩中富集了一定量的铀元素。

第二次潮湿－干旱旋回，涵盖石炭系、二叠系和三叠系中下统。

在此阶段盆地内，形成了上古生界石炭－二叠系海陆交互相煤系和石炭系海相石灰岩两套生油岩；这两套生油岩分布广、厚度大，而且生烃能力强。

加里东运动使鄂尔多斯盆地和整个华北地台一起抬升，在相对上升期主要形成粗粒碎屑岩；海西运动使地台再度下降，在相对下降期主要形成煤系或泥质沉积。

石炭纪古气候应属于温湿性气候，沉积环境为原生还原环境。

在二叠纪早期，该区再次上升成为陆地，海水退出，发育河流及三角洲相沉积，形成了多种砂岩、泥岩和煤层。

古气候由温湿向干旱转变，沉积环境也由原生还原环境向原生氧化环境转变。

到二叠纪晚期，全区广泛分布湖相泥岩沉积。

石炭－二叠纪时期，随着环境的变迁，在盆地北部煤系地层中存在局部铀元素富集。

第三次潮湿－干旱旋回，涵盖三叠系上统和侏罗系中下统。

三叠纪晚期气候温湿，植物茂密，在盆地的中南部形成中生界延长组湖相生油岩和较好的成煤地层。

印支运动使三叠系沉积遭受不同程度的剥蚀和下切，形成大量沟谷和残丘。

延长组以填平补齐的方式，沉积了河流相碎屑岩、泥岩及煤层。

至早侏罗世末期，逐渐发展成为湖泊及河流沼泽相沉积，形成了一套具有温湿气候特点的泥岩层，其沉积环境以原生还原环境为主，有短暂氧化环境。

在延长组沉积时期，在镇原、环县、吴旗地区，铀元素富集特征明显。

第四次潮湿－干旱旋回，涵盖白垩系下统到新生界。

除了早白垩世短时间具有温湿气候特点以外，白垩纪大部分时间气候干旱炎热，风化剥蚀作用很强。

因此，在本地区形成一套以洪流冲积相及河流相为主的棕红色砂岩、泥岩及局部地区的石膏层。

在新生代第三纪早期，本区因隆起未接受沉积。

而在第三纪中期则在局部封闭环境中，形成棕红色泥岩、中细粒砂岩和砂质泥岩层。

在第三纪中期以后，受喜马拉雅运动影响，盆地全面上升，盆地演化进入消亡期。

在此阶段，在盆地北部、西缘以及西南缘的白垩系地层中，形成了砂岩型铀矿。

②、鄂尔多斯盆地铀富集与深部油、气和煤之间的关系铀在自然环境中，以四价和六价两种价态存在。

四价铀在富含游离氧的表生带里极不稳定，很容易形成六价铀。

六价铀在表生环境里，一般不单独存在，它同氧结合形成非常稳定的“铀铣络阳离子”UO12+。

在氧化－还原过渡带内，UO12+常被还原成四价铀而沉淀下来。

铀及其化合物在水溶液中的溶解度和存在形式，对于表生环境里pH质和Eh值（氧化还原电位）的变化极为敏感。

在天然水体中，碳酸根离子浓度与铀的溶解度，呈正相关关系。

对于早古生代奥陶纪时期的鄂尔多斯盆地而言，海侵处于高潮，富足的碳酸溶液使海水中铀的溶解度显著增大，这个时期铀的溶解和运移自由而充分。

奥陶纪末期形成的马家沟组铝土质泥岩，对铀吸附性很强，加上环境从原生氧化到原生还原的变迁，促使风化壳中富集了相当数量的铀元素。

促使铀在有机质中富集的主要原因，是还原作用、吸附作用和形成有机化合物的化学反应。

在有机质中，聚集铀能力最强的是腐殖质和腐泥质。

泥炭及褐煤吸附铀及其它金属元素的能力最强。

在晚石炭世本溪组沉积时，盆地西部遭受祁连海侵，东部遭受华北海侵，在榆林和延安一带形成了一套以灰黑色铁铝土质泥岩和铝土岩为主、含凝灰岩的泻湖相沉积。

从区域而言，本溪组为海相－海陆交互相地层，可以细分为上下两段。

下段为铁铝土岩段；上段为砂岩、石灰岩和煤层与暗色泥岩互层。

铁铝土质泥岩和煤层，对铀元素有很好的吸附作用，凝灰岩中相对高的铀元素丰度也促进了本溪组的铀元素富集。

在石炭纪太原期、二叠纪山西期形成海陆交互相煤系和铀源岩的过程中，多期慢速海进和快速海退加速了对盆地地台的淋滤，促进了铀元素溶解，海水中丰富的腐殖质吸附了大量铀元素。

该期的原生还原环境，有利于铀的沉淀和富集。

测井资料表明，在盆地东北部太原组煤层底部总有显著的自然伽玛异常。

能谱测井表明，这是由铀元素富集引起的。

溶于水中的H2S、HS-、H2、CH4和其它碳氢化合物是铀的还原剂。

三叠纪延长期，在形成盆地中生界湖相生油岩（延长组）和较好成煤地层（延长组）过程中，有机质吸附作用和还原条件的满足，促进了铀元素富集。

在这个时期，深部上古生界进入生气阶段，天然气作为铀的还原剂，继续促进着深部铀的富集。

在侏罗纪延安期，尽管其成煤机制和石炭－二叠纪成煤机制相似，但是延安期是一个水进到水退的过程，环境呈氧化性，不利于铀的沉淀和富集。

而且，该期地层富含油气，不利于铀的溶解、迁移和聚集，相对而言“铀源”供应似乎呈现不足。

测井资料表明，侏罗系媒和铀的共存关系，没有石炭系本溪组和太原组的煤和铀的共存关系那样紧密。

白垩纪大部分时间气候干旱炎热，剥蚀作用很强。

从晚三叠世直到现在，盆地地下水的渗入作用越来越强，这也为白垩系层间氧化带型铀矿形成提供了先决条件。

同时，华池－环河组沉积物富含有机质，其底部夹多层凝灰岩，这为铀的成矿提供了一定的“铀源”。