冀北中生代砂岩型铀矿赋存条件分析

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[摘 要]介绍了河北省北部中生代砂岩型铀矿的地质背景和成矿条件，提出了开展找矿的工作方法和途径。

[关键词]砂岩型铀矿；中生代地层；成矿条件；冀北

中图分类号：TD353.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0270-01

铀资源是国家战略资源和重要的能源资源，是核军工和核电的重要原料。在我国已探明的铀资源中，砂岩型铀资源占总量的41.6%，研究砂岩型铀矿是当前我国地质工作者面临的新课题。河北省北部发育有多个中生代盆地。在疏理钻孔测井成果过程中，发现部分钻孔的砂岩层存在自然伽玛高异常，部分定量值及厚度达到了工业标准要求，而且分布范围较广，主要集中于中生界和新生界岩石中，且埋藏较浅。所以，进行铀矿地质调查工作，研究其分布、产状及沉积规律，查明赋存状况，有利于实现全省地质找矿新突破，符合国家发展新型能源的战略方针，对加强我国能源资源勘查开发潜力，改善矿产资源格局都有很大的促进作用，为核能利用提供可靠的后备资源保障。

1 地质背景

1.1 构造

河北省北部地处华北地台北缘，北与兴蒙海西地槽褶皱带毗邻，是天山-阴山东西向复杂构造带与大兴安岭新华夏隆起带的交切复合区，东西向和北东向主构造交切复合成为区域构造的基本格局。中生代时期强烈的陆内造山运动造就整个研究区域呈东西向展布，受台缘深断裂及内陆裂谷控制的广大区域是我国北部一条极为重要的铀钼（铜）多金属成矿带，近年在区内及周边的沽源、围场等多个中生代盆地内相继发现一系列铀矿床、矿点。

按走向划分河北省境内发育断裂主要有东西向断裂、北北向断裂、北西-北北西向断裂、北东向断裂4组，东西向和北北向两组断裂最为发育，控制了河北省总体构造格架。北部的燕山及其以北，区域构造线以东西走向为主。东西向断裂构造极为发育，不同级别的构造单元的划分多数以EW向断裂为分界线，如康保-围场深断裂、尚义-平泉深断裂、丰宁-隆化深断裂及大庙―娘娘庙深断裂、密云―喜峰口大断裂等。

1.2 地层

中生界是一套复杂的陆相火山-沉积岩系，主要由陆源碎屑岩及中酸性火山岩，夹煤及油页岩组成。含丰富的动植物化石。区域内的张北-怀安小区、张家口-沽源小区、承德-围场小区、宣化-蔚县小区等区分别发育中生界各时代地层，不同程度反映河北省北部地区三叠系、侏罗系及白垩系各统的岩系旋回特征，多数小区沉积地层齐全。

（1）张北-怀安小区

中生界不发育，地层出露较少，层序不全。中、下侏罗统和白垩系主要集中于南部尚义至万全一带，以河流相含煤碎屑岩和山麓相红色砂砾岩沉积为主，火山岩不发育。上侏罗统仅零星分布于张北和康保地区，主要为喷溢相酸性火山岩层。各期地层（J1、J2、J3和K）分别发育于不同盆地，各盆地地层剖面多单旋回结构，地层发育不连续。

（2）张家口-沽源小区

中生界较发育，以火山岩分布最为普遍。尚义-平泉深断裂以南，中、下侏罗统较集中，主要为河湖相含煤砂泥岩和河流相红色砂（泥）砾岩地层，且自南向北减少。断裂以北，上侏罗统和下白垩统分布广泛。上侏罗统以酸性火山岩为主，且自西向东，由南向北增多、增厚；下白垩统为湖相沉积层，常伴随上侏罗统火山岩发育。各期地层分别形成单独的含煤盆地（J1-2）、红色盆地（J2）、火山盆地（J3）或含油页岩盆地（K1）；各盆地沉积多为单旋回或二旋回。

（3）承德-围场小区

区内中生界盆地数量多、范围广、继承性强，地层连续，剖面较完整。除中、下三叠统和中、上白垩统外，其余地层发育齐全。上三叠统和中―下侏罗统主要出露于丰宁-隆化深断裂以南，沉积类型以河湖相含煤碎屑岩及河流相红色砂砾岩为主，间溢流相中（基）性火山岩。上侏罗统和下白垩统除断裂带以南比较发育外，堆积区主要集中于断裂带以北。上侏罗统多为中酸性-亚碱性熔浆喷发堆积，且自西向东较少、变薄，由南向北增多、增厚。下白垩统以湖相沉积为主，常与上侏罗统组成二旋回结构的火山-沉积序列，大面积出露于隆化、围场和棋盘山地区。

（4）宣化-蔚县小区

中生界比较发育，以中―下侏罗统出露最为广泛，上侏罗统分布较少，上白垩统仅局部地区有零星露头。南部以中侏罗统沉积为主；北部除中―下侏罗统外，中侏罗统也较为普遍，同时有少量的上侏罗统和上白垩统。中、下侏罗统总体沉积方向为北东东向，上侏罗统为北北东向。侏罗系中―下统以河湖相煤系沉积为主，中统主要为河流相红色砂（泥）岩及中性火山岩，上统为喷溢相酸性火山岩；上白垩统为山麓相冲、洪积砂（泥）砾岩，各沉积区堆积时间较短，地层多为单旋回或二旋回序列。层序不全，剖面不完整。

2 成矿条件

（1）研究区内分布有多个中生代盆地。它们具有相对稳定的地质构造环境，活动性较小，仅有断块活动，多属凹陷盆地，沉凹幅度不大，多数盖层无强烈褶皱，岩层产状平缓，造就盆地面积较大，沉积分异较好。各盆地基底主要为太古宇混合岩化变质岩，古老基底多被中新生代地层直接覆盖，二者沉积间断较大。受新中元古代及海西期构造的岩浆活动、混合岩化及花岗岩化作用的影响，造成了铀的初始富集。燕山期的中酸性火山岩，不仅含铀量高，而且强烈的火山活动和多次旋回的火山喷发，造就了有利的火山盆地、火山构造与断裂构造系统，为中新生代地层的后期成岩提供丰富的铀成矿物源。

（2）河北省北部多地沉积有中生代地层，沉积环境为内陆冲积扇、河流、河湖、湖泊相。其岩性特征主要是一套复杂的火山-沉积岩系，由陆源碎屑岩、中酸性火山岩、煤层及油页岩组成，并富含动植物化石；新生界、中生界分布广、面积大，主要分布于河北张家口-承德地区的山前盆地、山间盆地、河谷地带。沉积类型以河、湖堆积为主，洪、风、残积次之。在长期的地质演化过程中，区域气候条件多次改变，干旱炎热环境持续时间长，有利于铀源体的强烈剥蚀氧化，使铀转入地下水体，含氧含铀地下水沿高渗透的砂岩层向深部迁移，发育层间氧化带，从而使铀充分迁移并发生次生富集。

（3）中生代时期沉积的富含有机质、硫铁质矿物体的砂岩层，具有较高的还原性、高渗透性和分布的高稳定性，沉积分异好。另外，由于河流相砂岩受古河道控制程度较大，层间氧化带砂岩型铀矿的成矿规模受河道变化、河网化发育控制，砂岩型铀矿常以卷状小矿体断续分布。

（4）大型冲积扇前缘地带，面积较大的湖泊与河流交互相带等都是很有利的成铀岩相带：岩性变化不大，分选性好，随盆地缓慢升降，振荡交替使沉积物常具有泥―砂―泥的多层性旋回特征，使铀源矿物易在层间运动，不再向深层遗失。

上述多种条件的共同作用，即在氧化还原接触带的前锋线附近，含铀矿物沉积成岩，形成“卷状”模式的成矿带。诸多地质条件构成了河北省北部地区有利的富铀成矿因素，为后期铀矿床的形成奠定基础。

3 工作方法和步骤

（1）系统化收集整理研究区以往地质勘查成果，进行二次分析研究。重点对已施工钻孔测井资料进行详细分析，统一测井参数单位。

（2）筛选自然伽玛值高异常钻孔，界定统计异常孔和潜在铀矿化孔。

（3）结合铀矿床的含矿建造、成矿时代、成矿作用、矿化特征以及铀矿床的产出地质背景，分析研究本区中生代砂岩型含铀矿床的沉积规律和特征。在总结成矿要素与预测要素的基础上，圈定成矿远景区，优选最小预测区。

（4）以成矿规律研究为基础，综合分析、研究冀北地区中生代砂岩型铀矿成矿地质条件和成矿规律，以国家和省级矿产资源规划、地质勘查规划为指导，结合我国当前铀矿开采新技术的发展水平、技术条件，进行战略选区研究。

（5）提出研究区中生代砂岩型铀矿资源地质找矿部署建议，为矿产资源部门科学合理制定勘查规划提供可靠依据。

参考文献

[1] 李盛富，张蕴.砂岩型铀矿物的形成机理[J].铀矿地质，2004，20（2）：80―84.

[2] 王剑锋.铀地球化学教程[M].北京：原子能出版社，1986.

[3] 河北省地质矿产局.河北省北京市天津市区域地质志[M].北京：地质出版社，1989.

作者简介

孙跃民，男，工程师，从事煤田地质地球物理测井和地质勘查工作多年。