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user: 2. 铀成矿条件分析 2.1. 地层条件 贝尔凹陷内地层出露不连续，前人钻探揭露地层主要有第四系(Q)、新近系呼查山组(N 2 h)、上白垩统青元岗组(K 2 q)、下白垩统伊敏组三段(K 1 y 3 )、下白垩统伊敏组二段(K 1 y 2 )、下白垩统伊敏组一段(K 1 y 1 )及印支期花岗岩(γ 51 )。其中，上白垩统青元岗组发育洪泛平原相的红色、紫红色泥岩；下白垩统伊敏组三段发育辫状河相–湖相的灰色、灰绿色细砂岩、中砂岩、砂质砾岩夹灰绿色泥岩；下白垩统伊敏组二段发育扇三角洲–湖相的灰色、灰绿色泥岩、泥质细砂岩、细砂岩；下白垩统伊敏组一段发育滨浅湖相的灰色、灰绿色泥岩(图3)。 研究区内目的层为下白垩统伊敏组三段。其顶板埋深一般180~360 m，底板埋深一般310~490 m，且具有由北向南逐渐变深的趋势。地层厚20~190 m，厚度变化较大，显示了早期断陷对后期凹陷地层具有一定的控制作用。同时受物源供给的影响，倾角较小，一般为5˚~10˚，利于地浸砂岩型铀矿的浸出。另一方面，下白垩统伊敏组顶板为上白垩统青元岗组发育的紫红色泥岩，底板为伊敏组二段的灰色、灰绿色泥岩(表1)，具备了稳定的“泥–砂–泥”结构，为铀成矿提供了良好的顶底板泥岩隔水层。 图2. 海拉尔盆地构造单元划分示意图 图3. 贝尔凹陷地层结构特征 Table 1 Formation structure table of Baer lake depressio 统 组 段 厚度(m) 沉积相 岩性 第四系 松散砂砾 新近系上新统 呼查山组 灰色、灰绿色泥岩 上白垩统 青元岗组 55~350 洪泛平原 紫红色泥岩 下白垩统 伊敏组 三段 0~180 辫状河 灰色砂岩夹灰绿色泥岩 二段 55~160 扇三角洲相 灰、灰绿色泥岩、泥质细砂岩、细砂岩 一段 80~110 滨浅湖 灰、灰绿色泥岩 表1. 贝尔湖坳陷地层结构表 2.2. 构造条件 早白垩世时期，贝尔湖坳陷在构造作用下，其内部发育多个次级凸起及凹陷，其次级凹陷均为单断箕状型，由南向北依次为贝尔凹陷、乌尔逊凹陷、新宝力格凹陷、红旗凹陷和赫尔洪德凹陷，其中乌尔逊–贝尔凹陷是最有潜力的2个凹陷 [ 2 ] 。 (一) 贝尔凹陷 贝尔凹陷位于贝尔湖坳陷南部，东部为磋岗隆起，西部为巴彦山隆起，北与乌尔逊凹陷相邻，向南延伸至蒙古国境内。长56 km，宽53 km，面积约3010 km 2 ，是海拉尔盆地内最大的一个凹陷。受西侧皇德断裂控制，该凹陷为单断箕状型(图4)，具有“西断东超”的特点。其基底埋深一般为4600 m。 (二) 乌尔逊凹陷 乌尔逊凹陷位于贝尔湖坳陷的中部，东接磋岗隆起，西接巴彦山隆起，北与新宝力格凹陷相邻，南与贝尔凹陷接壤，整体呈南北向展布，长71.7 km，宽32.6 km，面积约2240 km 2 。受西侧皇德断裂控制，该凹陷为单断箕凹陷，具有“西断东超”的特点。其基底埋深一般为4000~5000 m，最深可达7000 m，盖层包括下白垩统铜钵庙组、南屯组、大磨拐河组、伊敏组、上白垩统青元岗组、新近系及第四系。 贝尔湖坳陷的5个次级凹陷盖层均为白垩统铜钵庙组、南屯组、大磨拐河组、伊敏组、上白垩统青元岗组、新近系及第四系。 从各次级凹陷的性质及盆地的构造演化来看 [ 2 ] [ 15 ] ，早白垩世铜钵庙组(K 1 t)沉积时，坳陷北部下降幅度大，北部以湖相黑色泥岩为主，中部以杂色砂砾岩为主，坳陷南部基本没有沉积；南屯组沉积时，沉积中心移至赫尔洪德凹陷以南；大磨拐河组(K 1 d)沉积时，全区进入平稳沉降期。此时，湖盆面积扩大，坳陷中部和南部为欠补偿沉积，半深湖–深湖相发育，沉积中心在坳陷中部，坳陷北部为补偿性沉积，以湖沼相的泥岩、煤层为主；至坳陷发育后期伊敏组沉积时，坳陷北部仅有薄层沉积，坳陷中南部、南部沉积地层厚度大，沉积中心可能延伸到蒙古境内。晚白垩世开始，青元岗组沉积时，在区域隆起的背景下，不但使找研究区目的层(伊敏组)发生掀斜和开启(盆缘)，在次级凹陷的东、西和北面三侧形成缓倾的构造斜坡带，而且坳陷内部几乎未有地层沉积或沉积很薄，为含氧含铀水向盆内渗入、径流创造了有利条件。新近纪、第四纪构造运动主要表差异性升降，局部地段接受了河流相沉积。 由此可以看出，早白垩统大磨拐河组及伊敏组形成以后，在早白垩世至晚白垩世之间存在较长时间的沉积间断，长达30 Ma，在干旱的气候条件下，有利于含氧含铀水长时间的向盆内注入。 此外，坳陷两侧的嵯岗隆起和巴彦山隆起分布着石炭–二叠系浅变质岩、上侏罗统酸性火山岩、华力西期和燕山期花岗岩，局部地段直接出露地表，形成较大面积的构造天窗，有利于潜水、基岩裂隙水直接向目的层进行补给。 图4. 贝尔凹陷构造剖面示意图 2.3. 岩性–岩相及砂体条件 贝尔湖坳陷在目的层伊敏组三段沉积时期处于“断–坳”转换阶段，湖盆萎缩，湖水后退。因此，沿各次级凹陷的长轴方向发育冲积扇–辫状河相沉积(图5)，并逐渐过渡为辫状河三角洲–滨浅湖相沉积。贝尔凹陷以辫状河相沉积为主，发育于凹陷中心，而冲积扇相则沿凹陷两侧的蚀源区发育，规模较小，且多被剥蚀殆尽。 其赋矿砂体以辫状河河道砂体为主。砂体规模较大，厚约20~100 m，且具有凹陷中心较厚，向两侧逐渐递减的趋势(图5、图6)。岩性为细砂岩、中砂岩、砂质砾岩，砾石主要为石英砾、长石砾、火山岩砾，砾径较小，一般2~5 mm，分选及磨圆中等–差，岩石疏松，强透水。 2.4. 后生蚀变 贝尔凹陷具有良好的氧化–还原条件。区内早白垩世为温暖、潮湿气候，目的层伊敏组为一套暗色沉积建造，所形成的灰色河道砂体富含有机质；晚白垩世干旱气候，新近纪至第四纪仍以干旱–半干旱的气候为主，中间也有潮湿的古气候。因此，在目的层沉积之后随即就进入了长期的干旱炎热的气候环境，长达90 Ma，不但保证了下渗水含有丰富的溶解氧，还为含氧含铀水的下渗提供了充足的时间。此外，新生代以来盆周由于受次造山运动的影响，使得目的层有了轻微的裸露、掀斜和开启，并在坳陷边缘隆起形成构造天窗，利于含铀含氧水向坳陷中心渗入，同时坳陷可使含氧水稳定、持续的下渗，使潜水氧化逐渐转变为区域层间氧化作用，形成层间氧化带。 贝尔凹陷沿中心发育了一条辫状河河道，且在已施工钻孔B2、B3孔中见大量团块状、浸染状褐铁矿化等明显后生氧化现象，说明在贝尔凹陷内沿南东向北西发育一条氧化带，整体呈NE向展布。 2.5. 铀源条件 海拉尔盆地蚀源区火山岩类和花岗岩类岩石的原始铀含量都较高，活铀性也高，火山岩类平均Uo为10.061 × 10 −6 ，平均△U为−49.57%；花岗岩类平均Uo为18.381 × 10 −6 ，平均△U为−80%。显示了蚀源区岩石能为沉积盆地的铀成矿作用提供很好的物质基础：沉积时形成富铀砂体，成矿时提供铀源 [ 11 ] 。 坳陷两侧的嵯岗隆起和巴彦山隆起广泛分布着酸性火山岩、华力西期花岗岩、燕山期花岗岩、古生代浅变质岩、变质混合岩，铀丰度普遍较高(表2)，最高高达22.3 × 10 −6 ，且其活化率较高，为区内地浸砂岩型铀矿的形成提供了丰富的铀源 [ 10 ] 。 图5. 贝尔湖坳陷南部早白垩世伊敏晚期岩性–岩相图 图6. 贝尔凹陷伊敏组三段砂体厚度等值线图 Table 2 List of rock uranium abundances in erosion area of Baer depressio 岩性 现测铀(10 −6 ) 古铀(10 −6 ) 活化率(%) 活化经历(Ma) 变质混合岩类 2.9~7.6 9~10 15.0~55.0 100 O-P 1 古生代浅变质岩类 4.95 7.0 30.0 100 华力西期花岗岩类 2.7~22.3 3.2~8.8 18.0~50.0 7.0~20.0 55.0~90.0 55.0~78.0 100 100 燕山期花岗岩类 2.8~5.4 11.0~15.0 65.0~75.0 100 酸性火山岩类 2.1~12.3 22.0 87.0 100 表2. 贝尔湖坳陷蚀源区岩石铀丰度值一览表