(內蒙古包頭核工業208大隊01410)
大營鈾礦床是鄂爾多斯盆地繼竈火壕和那嶺溝鈾礦床之後的又壹超大型砂巖型鈾礦床。該礦床的發現經歷了放射性礦產調查評價階段和找礦階段。礦床的含礦層位仍為中侏羅統直羅組。與竈火壕和那嶺溝鈾礦床不同，大營礦床的主要含礦層位是直羅組下段上亞段，其次是下亞段。礦體均受古層間氧化帶控制，與竈火壕、那嶺溝鈾礦床具有相似的鈾成礦特征和控礦因素。
[關鍵詞]大營；特大號；古層間氧化帶；砂巖鈾礦
大營鈾礦床位於內蒙古鄂爾多斯市杭錦旗東部。隸屬鄂爾多斯市杭錦旗塔蘭古爾鄉行政管轄，面積約237km2，距杭錦旗約25km，礦區距109國道約5km，交通便利。是高原丘陵區由剝蝕堆積、堆積和河流地貌組成的地貌景觀，地形切割強烈。
1發現和探索過程
2002-2007年，在2000年[1]圈定的孫家梁-沙沙格臺-竈火壕-大城梁-那嶺溝-杭東直羅組區域層間氧化帶前沿的基礎上，完成了《鄂爾多斯盆地北部地浸砂巖型鈾礦時空定位及成礦機理研究》、《地浸砂巖型鈾礦快速評價技術及應用研究》等重大科研項目。五裏桂廟遠景區(大營地區)已在氧化帶前緣西端進壹步圈定，但由於鄂爾多斯盆地北部工作量有限，層間氧化帶前緣的含礦性尚未探明。2009年至2011，國土資源部中央地質勘查資金管理中心在東勝煤田杭東、車家渠-五蓮寨子地區投入煤炭勘查。中國核工業地質局提出建議，希望核地勘單位同時進行放射性測井和地質測井。中央地質勘查基金管理中心同意核工業208大隊承擔這項工作，並對這項工作給予了經費支持。然後2011年9月至2012年2月，12大營超大型砂巖型鈾礦床普查確認。
調查評價1.1
2009年至2011年，中央地質勘查基金管理中心在東勝煤田杭東、車家渠-五蓮寨子勘查區開展煤炭勘查工作時，核工業二〇八大隊承擔了“內蒙古東勝煤田杭東、車家渠-五蓮寨子勘查區放射性礦產調查與評價”項目，對勘查區66個煤田鉆孔進行了放射性伽馬測井及相應地質。工作量57700m，在直羅組發現工業鈾礦孔16個，鈾礦化孔22個，圈定了長約20km，寬14km的鈾成礦帶，進壹步總結了大營地區的巖性、巖相、巖石地球化學特征和鈾礦化特征及控礦因素[2]。
1.2人口普查
2011年9月至2012年9月，在國土資源部中央地質勘查基金管理中心的資助下，核工業二零八大隊等五家單位承擔了“內蒙古杭錦旗大營礦區鈾礦預調查和普查”項目，核工業二零八大隊主持了該項目的技術工作。按照“區域評價、整體控制、局部解剖”的技術思路，結合核工業二零八大隊多年來在鄂爾多斯盆地北部鈾礦勘查中積累的地質資料和寶貴的找礦經驗，對大營地區鈾成礦環境進行了整體評價， 評價了中侏羅統直羅組上下亞段的古層間氧化帶前緣及其含礦性，從整體上評價了砂體上下亞段鈾帶的空間分布特征、規模和連續性。 鉆探工作量近13×104m，鉆探鉆孔186個，發現工業鈾孔112個，礦床達到超大型規模。核工業208大隊在鄂爾多斯盆地北部再次取得重大找礦突破[2]。
2礦床的基本特征
2.1結構特征
大營鈾礦床位於鄂爾多斯盆地第三系構造單元沂蒙隆起的中北部(見本書《內蒙古竈火壕超大型鈾礦床圖1》)。其沈積蓋層結構簡單，壹般受東西向分布的大型褶皺和局部小型正斷層控制。褶皺形成於早白堊世之前，而斷層形成於早白堊世或之後。直羅組沈積後，整個盆地隆升，失去了上侏羅統，在沈積的東北部。
2.2地層特征
大營鈾礦床鉆孔揭露的地層與竈火壕、那嶺溝礦床相似，含礦地層也是中侏羅統直羅組下段[4]，也可分為上亞段(J2z1-2)和下亞段(J2z1-1)。與竈火壕和那嶺溝礦床不同，該礦床不僅以下直羅組下亞段為含礦層[5]，而且以下直羅組上亞段為主要含礦層(圖1)。
2.2.1直羅組下段下段(J2z1-1)
該巖石段主要巖性為淺灰色、灰色、綠色、灰綠色中粗粒、中粒和中細粒砂巖。總的來說，砂體呈西北-東南方向分布，多條粗細砂帶交替出現。壹般厚度40 ~ 80m，最小厚度31.10m，最大厚度94.70m，平均厚度63.46m，厚度變化小，穩定性好。砂體頂部發育幾米至十幾米厚的淺綠色、灰色泥巖和厚度不等的薄煤層、煤線或碳質泥巖，可作為上亞段和區域防水頂板的分層標誌(圖2、3)。砂巖固結度低，相對松散。是本區找鈾礦的骨架砂體，具大槽狀交錯層理和平行層理，頂部泥巖中偶見水平層理。砂體底部埋深較大，壹般在570-660m之間，最大可達875.80m，最小為418.00m，平均埋深637.72m
圖1大營鈾礦床侏羅紀地層結構
(據焦陽泉2012)
2.2.2直羅組下段上亞段(J2z1-2)
該巖石段的巖性為綠色、淺綠色、淺灰色細砂巖、中細砂巖、中粗砂巖、泥巖和粉砂巖。砂體主要呈NE-SW向帶狀分布，SW向分叉，轉為NW-SE向弧形分布，呈厚-薄-厚交織分布格局。砂體的分布規律和分布模式表明:第壹，沈積上亞段砂體非均質。砂巖厚度壹般在30 ~ 70m之間，最小18.50m，最大91.40m，平均52.35m，砂體中泥巖夾層增多，厚度變化相對較大。砂巖膠結程度差，結構松散，見平行層理和小交錯層理。總的來說，該巖石段砂體連續性較好，是另壹個重要的找礦目的層(圖2、圖3)。
圖2大營鈾礦床D95勘探線剖面圖
1—直羅組上段；2—直羅組下段下亞段；3-直羅組下段上亞段；4—延安組；5—泥巖；6-伽馬曲線；7—地層和巖性邊界；8—層間氧化帶和前緣；9—灰色砂巖；10-工業鈾礦體；11-鈾礦化體；12-地層省略號
2.3水文地質特征
中侏羅統直羅組下段下亞段和上亞段為河流沈積，河道砂體發育，形成有利於鈾礦化的隔水-隔水水文地質構造。根據直羅組下段的沈積特征、沈積環境和規模以及含水巖組的垂向和橫向變化規律，自下而上可劃分為兩個含礦含水層:直羅組下段下亞段(J2Z1
直羅組下段下亞段含礦含水層厚度變化不大，穩定性好。巖性主要為粗砂巖、中粗砂巖和中砂巖，碎屑間孔隙發育，連通性好。含礦含水層的頂板為泥巖、泥質粉砂巖、粉砂巖、薄煤層等。受地形和構造的影響，地勢由東北向西南平緩傾斜。隔水底板為延安組頂部的灰色粉砂巖、泥巖和致密高嶺土細砂巖，連續性和穩定性好。
直羅組下段上亞段含礦含水層含有層間承壓水。根據礦床內兩個水文地質孔的成果，地下水位埋深較大，分別為119.48m、123.51m，承壓水頭分別為462.42m和484.49m，有利於原地浸出開采。單孔湧水量分別為33.27m3/d、100.96m3/d，單位湧水量分別為0.0026 l/s·m和0.026 l/s·m，滲透系數分別為0.0119m/d和0.083m/d。根據鉆孔巖心的水文地質錄井，認為直羅組下亞段含水層的富水性和滲透性相對好於直羅組上亞段。
圖3大營鈾礦床下段主礦體縱剖面I。
1——下白堊統；2—直羅組上段；3-直羅組下段上亞段；4—直羅組下段下亞段；5—泥巖；6—伽馬測井曲線；7—地層和巖性邊界；8—層間氧化帶和前緣；9—灰色砂體；10-工業鈾礦體；11-鈾礦化體；12-地層縮寫符號
2.4層間氧化帶發育特征
2.4.1直羅組下段層間氧化帶發育特征
平面上，直羅組下亞段古層間氧化帶發育距離在5 ~ 15 km之間，總體氧化方向為東北至西南。前鋒線位於五裏歸寺-大營東部，長約20km，呈不規則蛇形分布(圖4)。在前鋒線西南和西部的還原帶，砂體呈灰色，富含有機質和黃鐵礦等還原介質。過渡帶從東北向西南向東南呈帶狀分布，寬度1.3 ~ 5km，最大寬度12km。從唐公梁以西壹直延伸到大營以東，整體呈弧形分布，部分手指向東北方向突出。
圖4大營鈾礦床直羅組下段巖石地球化學示意圖。
在剖面上，直羅組下段下亞段氧化帶為綠色古氧化砂巖，受地層走向和砂體分布控制。過渡帶砂巖多呈“上青下灰”或“灰綠”狀(圖2)，呈層狀，砂體氧化深度多在575 ~ 730m之間，從東北向西南，綠色古氧化砂巖厚度逐漸變薄，變化趨勢與地層產狀大致相同。局部受河流砂體分叉和砂巖非均質性影響，形成多層氧化現象。
2.4.2直羅組下段和上段層間氧化帶發育特征
平面上，直羅組下段上亞段古層間氧化帶發育距離在4 ~ 20公裏之間，總體氧化方向為東北至西南。前鋒線位於五裏歸寺東至大營東壹線(圖5)，長約25km，沿近南北東南蛇形不規則分布。下亞段氧化帶前鋒線形狀復雜，部分呈鋸齒狀和舌狀。前線西部和西南部還原帶的砂體為灰色；過渡帶沿地下水運移方向寬2.0 ~ 5.0 km，呈向西凸出的月牙形，在東北方向向北擴展，在近南北方向中間擴展，在西北方向向南擴展。
圖5大營鈾礦床直羅組下段上亞段巖石地球化學示意圖。
輪廓的上部和下部子構件中的氧化帶在形態上是相似的。同樣，從東北向西南，綠色古氧化砂巖厚度逐漸變薄，埋深增大，變化趨勢與地層產狀大致相同。砂體氧化深度大多在565，438+05 ~ 700 m之間(圖2、圖3)。
2.5礦體特征
2.5.1直羅組下亞段礦體特征
平面上，直羅組下段下亞段鈾礦帶總體呈北西-南東向展布，長15 ~ 20km，寬800~2000m。呈條狀向兩端開放，嚴格受層間氧化還原過渡帶控制(圖4)。
在剖面上，直羅組下段下亞段礦體多位於礦床北部古層間氧化帶的上翼(圖2)，發育在含礦砂體的中上部。礦體的產狀與目標砂體的產狀壹致，向南和向西平緩傾斜。在礦床南部，直羅組下亞段礦體多位於古層間氧化帶的下翼，發育於含礦砂體的中下部，近水平產出，與頂底板產狀基本壹致。礦體以扁平、板狀為主，卷狀礦體頭部少見。礦化體主要分布在工業礦體周圍。礦體標高由東北向西南逐漸降低，礦體埋深明顯受地形控制，總體呈由東北向西南增高的趨勢(表1)。
表1大英鈾礦床礦體產出特征統計表
下亞段礦體厚度相對穩定，層間氧化帶前鋒線形態突變處厚度較大，翼部厚度相對較薄，即厚度較大的礦體主要集中在層間氧化帶前鋒線附近；礦體礦化分布總體均勻，品位變化不大(表2)。每平方米礦體的鈾含量變化均勻，高位鈾含量主要分布在層間氧化帶前沿附近。
表2大營鈾礦床直羅組下段礦體厚度、品位及每平方米含鈾量變化特征壹覽表
2.5.2直羅組下段和上段礦體特征
平面上，直羅組下段上亞段鈾礦帶總體呈東北-西南-東南方向展布，總體呈U形，開口向東北，長約20公裏，寬400～2000米。礦體沿走向和傾向連續性差，礦體呈條帶狀、透鏡狀，遠離或斜向層間氧化帶前沿。礦床西北部砂體沈積韻律增強，砂體非均質。但位於礦床東南部的主礦體ⅲ-12總體沿NW-SE方向展布，寬6.40km，寬550 ~ 1350 m，東南方向仍有進壹步擴展的空間，走向和傾向連續性好(圖5)。
在剖面上，直羅組上亞段礦體較下亞段連續、豐富，主要為受層間氧化帶控制的翼礦體。下翼礦體較上翼礦體連續性更好，規模更大，遠離氧化帶的前緣礦體富集減弱，連續性逐漸變差，上下翼礦體間距加大(圖2、圖3)。礦體以平板狀為主，層間氧化帶前緣附近有圈頭礦跡象。上亞段礦體埋深明顯受地層傾向和地形控制，總體上呈由東北向西南增加的趨勢。主礦體ⅲ-12在上亞段的埋深和標高變化小於整個煤層(表1)，反映出礦體賦存穩定，不受地層和地形影響，礦體標高變化不大，局部分布起伏較大。上亞段礦體和III-12主礦體厚度變化規律，層間氧化帶前緣附近厚度較大，層間氧化帶兩側呈舌狀突出，翼部礦體厚度相對較小(圖3)。上亞段礦體品位相對較高，但主礦體相對均勻，變化不大(表2)。上亞段礦體每平方米鈾含量變化較大，部分地區出現高鈾含量礦體，主要分布在古層間氧化帶前緣附近。
2.6礦石特征
礦床中直羅組下段上下亞段的礦石均為砂巖，主要為淺灰色和深灰色長石砂巖和應時長石砂巖。巖石成巖程度不高，膠結疏松，壹般具有粒序層理。礦石中碎屑含量高，占全巖總量的85% ~ 90%，碎屑成分雜，以應時為主。填隙材料由混合基質和水泥組成。根據粘土礦物的X射線衍射分析，混合基質主要由蒙脫石組成，相對含量約為60%，其次為高嶺石、綠泥石和伊利石。水雲母是主要的水泥。礦石中鈾的存在形式有分散吸附、鈾礦石和含鈾礦石(圖6 ~圖9)。
鉀長石和粘土礦物對鈾的吸附。
圖7鈾的吸附和綠泥石的生成
圖8鈦鐵礦(ⅱm)、金紅石(Ru)和應時(Q)邊緣的鈾石(Coff)。
圖9瀝青鈾礦(礦坑)與方解石(Cc)和綠泥石(CHL)有關。
3主要成果和創新
3.1主要成果
1)大營鈾礦床是繼鄂爾多斯盆地北部竈火壕、那嶺溝大型砂巖鈾礦床發現後，又發現並探明的超大型砂巖鈾礦床。
2)大致了解了礦床下直羅組上亞段的水文地質參數。直羅組下段上亞段含礦含水層地下水位深，承壓水頭高，滲透性差。水文地質孔湧水量在不同地段差異很大；水化學類型為Cl SO 4-Na或Cl-Na，但鹽度較小，為0.9 ~ 1.6g/l。
3)初步查明了礦床古層間氧化帶的發育特征。直羅組下段古層間氧化帶總體呈NW-SE向分布，發育規模較大，古氧化距離約40km，最大埋深830m，壹般在575-730m之間；層間氧化帶的前鋒線為NW-SE向。直羅組下段上亞段古層間氧化帶呈NW-SE向，發育規模較大，古氧化距離約45km，古層間氧化帶前緣向西彎曲。
4)大致查明了礦體的空間分布形式、規模、厚度、品位及其變化特征。下亞段礦體(層)形態簡單，平面上呈NW-SE帶狀分布，礦體控制程度低，連續性差，礦體厚度和品位變化較小。上亞段鈾礦帶總體呈東北-西南-東南方向展布，總體呈U形，開口向東北，長約20公裏，寬400～2000米..主礦體ⅲ-12總體呈北西-南東向展布，呈寬緩帶狀，長6.40km，寬550 ~ 1350 m，分布穩定。
5)大致查明了鈾的礦石類型、物質成分、化學成分和存在形態。大營礦床礦石主要為中粒和中粗粒砂巖。礦石工業類型主要為含鈾碎屑巖，特征礦物含量低；礦石的礦物成分基本保持圍巖的主要成分；鈾以三種形態存在，主要以吸附態存在，主要存在於鈾礦石中，此外還有少量的含鈾物質。
3.2主要創新點
1)首次在鄂爾多斯盆地東北部直羅組下段上亞段發現大型鈾礦體，進壹步拓展了盆地北部的鈾礦找礦層位，對盆地北部找礦具有良好的指導意義。
2)進壹步豐富了鄂爾多斯盆地北部的鈾礦找礦標誌。通過直羅組上、下亞段砂體頂部薄煤層、煤線和炭質泥巖的分布範圍與氧化還原過渡帶的空間分布和礦體的分布規律對比，認為煤系和砂體頂底板目的層中的炭屑在變質作用時形成烴類流體，可能直接為成礦提供還原劑，控制層間氧化和鈾礦化[6]。因此，目的層砂體頂板中的薄煤層、煤線和碳質物。
4開發利用現狀
對直羅組下段上亞段礦石進行了初步的實驗室靜態浸泡試驗、滲透性試驗和柱浸試驗，其有效性和經濟性有待進壹步研究和評價。
5結束語
大營鈾礦床雖然在找礦階段取得了壹定的成績，但仍存在壹些亟待解決的問題:
1)礦床鈾礦體埋藏較深，相應的鉆探費用和地浸建孔費用會大大增加。在礦床詳查階段，應進行地浸現場條件試驗和開發預可行性研究，並論證相應的工業指標。
2)礦床已建1特殊水文地質孔，含礦層滲透系數較小，但1特殊水文地質孔不具有代表性，在詳查階段應加強對礦床水文地質條件的研究。
3)礦床勘探類型需要進壹步對比研究和鉆探工程驗證。
參考
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苗愛生，彭，，等.內蒙古杭錦旗大營鈾礦普查地質報告[R].核工業208大隊，2008:26-87。
張康，等。鄂爾多斯盆地斷塊構造與資源[M]。Xi安:陜西科學技術出版社，1989:10-37。
李思田，等。大型陸相盆地層序地層學研究--以鄂爾多斯中生代盆地為例[M]。北京:地質出版社，1995:21-43。
苗愛生，王培華，等.內蒙古達拉特旗那嶺溝鈾礦床(N21-N88線)詳細地質報告[R].核工業208大隊，2013:46-10。
焦陽泉，等.鄂爾多斯盆地東北部直羅組底部砂體劃分規律及鈾礦化信息調查[R].核工業108大隊，2013:56-85。
中國鈾礦勘查的重大進展和突破——新世紀以來新發現和探明的鈾礦實例
[作者簡介]苗愛生，男，出生於1967，博士，研究員級高級工程師。65438-0993參加工作，長期從事鈾礦地質勘查工作。現任核工業第208旅地質勘探二處處長。承擔的重大項目獲國家科技進步二等獎、國防科技進步壹等獎、二等獎，中核集團鈾礦找礦壹等獎、二等獎，2007年度“十大地質找礦成果”，2013年度“十大地質找礦成果”。第十屆中國青年科技獎、第十屆青年地質科技獎金錘子獎獲得者。