潮水盆地铀成矿水文地球化学研究

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[摘要]潮水盆地位于河西走廊北部，横跨内蒙古自治区西南部和甘肃省中北部。西起合黎山，东至腾格里沙漠西缘，北达北大山，南抵龙首山；地理座标为东经99°30′～103 °30′、北纬38°20′～40°00′。本文研究中，笔者着重对潮水盆地铀成矿水文地球化学环境进行研究。

[关键词]潮水盆地 铀水文地球化学环境 补给

[中图分类号] P941.75 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-2-94-1

潮水盆地铀矿地质工作始于20世纪50年代末，先后有原182大队7队对盆地北部大红山地区开展过普查及部分勘探工作；1990年代，原西北地勘局212大队对碱泉矿床、大红山矿床和唐家沟矿床进行了地浸可行性论征和区域层间氧化带铀成矿条件研究。这些工作的开展为本区砂岩型铀矿的进一步勘察提供了较为丰富的资料。

1自然地理与地质背景

1.1自然地理

潮水盆地长年降雨量少、蒸发量大、气候较为干旱，为典型内陆干旱气候区。据阿拉善右旗气象资料统计显示，潮水盆地年温差较大。8月份历年气温最高，平均32 ℃；1月份历年气温最低，平均-9.50℃。潮水盆地区全年降水主要集中在6～8月，年平均降水量为115.8mm。盆地三面环山，可将其划分为基岩剥蚀区、山前冲洪积平原和沙漠戈壁等地貌单元[1]。

1.2地质背景

潮水盆地东部为鄂尔多斯地块，南部与河西走廊过渡带相接，西部为塔里木板块，北部与内蒙―天山褶皱带相邻。蚀源区地层及盆地基底主要由古生界泥盆系、北大山群、以及古元古界龙首山群等组成。侵入岩分布于盆地南北两侧蚀源区，形成大小不等的岩基、岩株和岩墙等中深成相侵入体。

2盆地水文地质简况

地下水根据含水层岩性及水动力条件划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙孔隙水以及基岩裂隙水这三种类型。在阿右旗坳陷北部唐家沟一带，砂岩含水性较好，钻孔（井）平均涌水量49m3/d，最大62m3/d，单位涌水量0.013～0.097 L/（s.m），渗透系数0.026～0.070m/d，水化学类型为SO4°Cl-Na，Cl°SO4-Na 型，矿化度1.0～5.0g/L，为承压含水层。

3铀水文地球化学特征

现场对56个水源点进行了系统调查和取样测试，根据含水层埋深可分为排泄方式主要以机井、自流井为主的深层地下水排泄方式和主要以泉、民井为主的浅层地下水排泄方式。由于前者与矿有着密切的关系，以下进一步阐述了深层地下水铀水文地球化学特征。

3.1铀水文地球化学环境

在天然水中铀被溶解、迁移、沉淀及富集后的环境就是铀水文地球化学环境，在对砂岩型铀矿勘探过程中，不仅要研究地下水化学成份和含矿含水层地下水迳、排、补，还应进一步研究铀水文地球化学环境。据下表1从氧化还原电位和溶解氧看，浅层地下水的Eh值一般介于200～500mv之间，溶解氧值位于3～9mg/L之间。地下水的Eh和溶解氧平均值在平易至照壁山地区分别为335mv和7.13mg/L；在碱泉地区为254mv和4.58mg/L；在白芨芨―红柳园地区为432mv和6.1mg/L，均属于氧化的水文地球化学环境。

3.1.1 潮水盆地北缘照壁山―白芨芨地区

潮水盆地北缘照壁山―白芨芨地区为北西西走向的长条形斜坡地带，由南到北依次为盆地中心、山前斜坡地带以及基岩山区。在补给区及靠近蚀源区山前地带采取的9个水样中，水的pH值为 8.1～9.3（平均为8.6），Eh值为209～483mv，水中溶解氧为2.9～7.2 mg/L（平均为5.9mg/L），属弱碱性氧化环境。这种环境对岩石中铀的氧化十分有利[2]。

3.1.2平易―平山湖地区

平易―平山湖地区主要位于下白垩统庙沟组中，在潮水盆地西南部。补给区泉发育，在所取的7个水样中（表1），其pH值为 8.0～9.1，Eh值为221～367 mv，水中溶解氧为7.2～8.8mg/L。此外，还发现有氡的异常.沿地下水流向，水中铀含量具有逐渐减少的规律，由补给区的35×10-6g/L降低到平易―平山湖一带的20×10-6～25×10-6g/L，表明地下水中的铀可能发生了还原沉淀，即存在铀还原的水文地球化学环境。

3.2 铀迁移、沉淀条件分析

本文分析铀的迁移与沉淀条件，主要是以潮水盆地北缘照壁山―白芨芨地区为例，以沥青铀矿饱和指数来确定铀在水中的迁移与沉淀条件。

计算结果表明，在地下水补给区，沥青铀矿饱和指数位于-13～-17之间，过渡带（Eh=-75mv）饱和指数为-1.0～1.1，当水的Eh值为-200mv时，其相应的SI值位于24～29之间，水中沥青铀矿处于沉淀状态，铀具备沉淀的条件。

4总结

综上所述，通过对潮水盆地铀成矿水文地质条件分析，潮水盆地北缘，从补给区到排泄区地下水由氧化环境到氧化-还原过渡环境再到还原环境，具有明显的水文地球化学分特征，其中最为明显的是层间氧化带的前锋线。此外，潮水盆地北部白芨芨地区地下水和照壁山从补给区向排泄区迳流过程中，在地下水作用下，铀经历了由溶滤迁移到还原沉淀的矿化过程。

参考文献

[1]刘金辉. 潮水盆地铀成矿水文地质条件分析[J]. 地质找矿论丛.2006，30（6）.

[2]潭鸿赞. 测老庙盆地铀成矿水文地球化学条件分析[J].华东地质学院学报.2008，15（2）.