二连盆地哈达图铀矿床含矿目的层岩石学特征研究
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作者:张锋
摘要：对哈达图砂岩型铀矿床含矿目的层岩石系统进行研究，结果表明，含矿目的层岩石主要有砂岩和砂质砾岩组成。其中，砂岩类型主要是长石砂岩、长石石英砂岩和岩屑长石砂岩。岩石物质成分主要由碎屑物和填隙物组成。
关键词：含矿目的层;岩石学特征;二连盆地;哈达图
二连盆地处于中亚一蒙古地槽褶皱区东部南缘的天山一内蒙一兴安华力西褶皱带内。二连盆地由川井坳陷、乌兰察布坳陷、马尼特坳陷、腾格尔坳陷、乌尼特坳陷和苏尼特中央隆起等6个二级构造单元组成，其内部又分割为53个次级凹陷和22个次级凸起。哈达图矿床位于二连盆地中西部的乌兰察布坳陷的齐哈日格图次级凹陷内。
1.矿区地质特征
哈达图地区位于乌兰察布坳陷的中东部，被北部的巴音宝力格隆起和塔木钦隐伏凸起、西部的东方红凸起和南部的苏尼特隆起所夹持，矿区内基底具有凹凸相间的特征，受NE向断裂构造的控制，内部凹陷多具双断特征。哈达图地区由脑木根北部、齐哈日格图、格日勒敖都、呼格吉勒图四个三级构造单元构成，哈达图矿区主要位于中齐哈日格图凹陷内，该凹陷长约70km，宽约5km-15km，面积约700km2，呈近南北向展布.具有发育大型河道的构造条件，基底埋深400m-1500m，凹陷北部最深，最大达2200m。
矿区内基底主要由元古界和古生界组成。元古界由一套中级变质海相碎屑岩及海相基性一中基性一超基性火山岩组成。古生界由一套轻微一弱变质海相碎屑岩、碳酸盐岩及海相（局部为陆相）火山岩组成。盖层发育较齐全，包括侏罗系、白垩系、古近系、新近系和第四系等。
钻探工程揭露表明，矿区内揭遇的地层自下而上主要有：下白垩统赛汉组下段和上段、上白垩统二连组、古近系和第四系。其中，赛汉组上段根据地层结构、沉积旋回和测井曲线特征，从下往上划分出三个亚层：第一亚层、第一亚层和第一亚层。赛汉组上段第二亚层为本区的主要含铀层位，本文主要研究该层岩石学特征。
2.目的层岩石学特征
哈达图地区赛汉组上段以河流沉积体系为主。其下部河道充填岩性为亮黄色、灰白色、灰色砂质砾岩、含砾砂岩，砾径较大，多含卵石，砾石含量较高，砂体以粒度正韵律沉积为主，具下粗上细的特征，由于河道砂体多期叠加，往往形成多个砂体在剖面上叠加出现，其间夹有泥岩层，河道充填砂体是铀矿化的赋存场所;中部为灰色、灰白色中细砂岩、细砂岩与红色、褐红色泥岩互层，砂体厚度相对较小，且不连续;上部以洪泛平原沉积为主，岩性为红色、深红色泥岩，发育大量浸染状、结核状铁锰质，局部夹粉砂岩、细砂岩，成岩度低，可塑性强，块状构造。根据不同期次和旋回的沉积特征，将哈达图地区赛汉组上段划分为砾质辫状河沉积、砂质辫状河沉积和曲流河沉积3个沉积亚层。每一个亚层的岩石学特征也存在一定的差异性。找矿目的层主要是第二亚层和第一亚层，下面主要介绍第二亚层的岩石学特征。
2.1碎屑岩类型
根据研究区岩矿鉴定结果，依据Full（1965）砂岩分类法进行分类，第二亚层样点主要落在长石砂岩、岩屑长石砂岩、长石石英砂岩区域中，碎屑岩主要类型为长石砂岩、长石石英砂岩和岩屑长石砂岩，反映该层碎屑岩特点是成熟度较高、长距离搬运。
2.2碎屑岩物质成分
研究区赛汉组上段碎屑岩主要由碎屑物和填隙物组成，碎屑物主要由石英、长石及花岗岩岩屑组成，含有极少量的火成岩岩屑、变质岩岩屑、重矿物和云母，填隙物主要由杂基中的伊利石、高岭石组成，胶结物中褐铁矿含量相对很少。
（1）碎屑物成分。哈达图地区赛汉组上段碎屑岩成分包括石英、长石（正长石、条纹长石、斜长石、微斜长石）、岩屑（花岗岩、火山岩、变质岩）、云母、重矿物。其中，石英、长石和岩屑含量比较多，重矿物、云母含量一般<1%。
①石英。石英是砂岩中碎屑物的主要成分，第二亚层石英含量44%-80%，平均60.2%，第三亚层石英含量47%-72%，平均59.0%，石英的磨圆度基本为棱角状和次棱角状，绝大多数具波状消光，单晶石英较为常见。不同来源的石英往往特点不同，而这种特点往往反映其与母岩的关系。赛汉组上段第二亚层石英主要为来自花岗岩，呈云雾状消光;其次为来自火山岩的石英，它们常保留近六边形外形或具港湾状溶蚀边缘，不具波状消光，表面光洁如水;来自变质岩的石英在该区碎屑物中也可见到，他形粒状结构，结合体呈条带状，具灰白干涉色和波状消光;本区石英部分具有自生加大边结构，应归属为再旋回石英。碎屑物中石英的多样性，反映了物源的多样性。
②长石。长石也是组成碎屑岩的重要矿物成分，第二亚层长石的含量12%-18%，平均19.3%说明长石的含量都比较高。第二亚层长石以正长石为主，见斜长石。正长石属于单斜晶系，晶体结构为架状结构，其形态为短柱状和厚板状，集合体呈粒状，颜色发白，具有玻璃光泽;斜长石的形态主要为叶片状，因钠和钙的比例不同，在加上其他矿物质的染色作用，使得斜长石的颜色较多。说明第二亚层碎屑物具有近物源，母岩主要为酸性或碱性成分的岩浆岩或者火山碎屑岩。
③岩屑。岩屑主要由火成岩岩屑和变质岩岩屑组成，其中，火成岩中花岗岩岩屑占主导地位。第二亚层火成岩岩屑中花岗岩岩屑含量<40%，平均含量6.7%，其他火成岩岩屑含量<7%，平均含量1.9%，变质岩岩屑含量<9%，平均含量2.4%，含有少量重矿物和云母。岩屑是反映碎屑物母岩类型的直接标志，是研究沉积物来源的重要依据。通过对赛汉组上段两个亚层岩屑含量的对比，显示了第一亚层较第二亚层、第三亚层的多物源性。各亚层岩屑颗粒粗大，通常含斑晶和出现脱玻化以后析出大量的铁质于表面。花岗岩屑主要包括花岗岩及來自条纹长石花岗岩和花岗岩的单晶石英等，其他的火山岩屑主要为流纹岩、流纹质玻屑凝灰岩等;变质岩屑主要为变质的凝灰岩、片状云母石英岩、千枚状板岩及绢云母片言等。多类型岩屑反映工作区碎屑物具有多物源特征，但岩屑以花岗岩屑为主，所以物源主要来自花岗岩区。 ④重矿物、云母。哈达图地区碎屑岩中重矿物、云母含量极少，含量一般小于1%，第二亚层基本不含重矿物和云母。
（2）填隙物成分。本区赛汉组上段碎屑岩的填隙物包括杂基及胶结物，碎屑岩填隙物以杂基为主，胶结物含量较少。
①杂基。赛汉组上段第二亚层碎屑岩中杂基的含量4%-13%，平均含量10.1%;说明搬运介质密度都较高，碎屑物分选作用差，沉积速率较大，这是结构成熟度较低的表现。本区杂基主要为伊利石，其次为高岭石和其他粘土矿物，伊利石的形态为显微鳞片状和致密块状，镜下呈白色、灰白色，玻璃光泽，致密块状呈油脂光泽或土状光泽，为酸性火成岩表生风化产物;高岭石的形态为隐晶质致密块状和土状集合体，土状块体具有粗糙感，一般呈白色，有时含杂质成深浅不同的各种颜色，主要是由富含铝硅酸盐的火成岩和变质岩，在酸性介质的环境里，经低温热液交代所形成。
②胶结物。本区胶结物含量较低，第二亚层含量<5%，平均1.4%;胶结物主要为方解石和褐铁矿，多为成岩一后生期的沉淀产物，标形特征显示显微球粒状、草莓状向立方体状或带方边结核状演变。褐铁矿主要为黄铁矿氧化成为褐铁矿，其形态包括结核状褐铁矿、孔隙式胶结物状褐铁矿。
2.3碎屑岩结构特征
按照碎屑岩中杂基的百分含量统计，结合电子显微镜正交偏光照片可以判断出哈达图地区赛汉组上段二亚层碎屑岩基本为颗粒支撑结构，孔隙胶结;颗粒之间多为点接触，都反映沉积物渗透性好，后期成岩改造作用较弱特点。
2.4碎屑岩构造特征
根据哈达图地区野外钻孔岩心编录、钻孔剖面以及电法剖面的研究，发现赛汉组上段第二亚层粗碎屑岩以中、大型板状交错层理为主，反映了较强水动力条件，具有河流沉积特征，层系顶界具有直脊波纹，低界有冲刷面，垂直水流方向显示平行砂纹，顺水流方向倾斜，纹层内常呈下粗上细的正韵律;其次为大型槽状交错层理，在横切面上层系界面呈槽状，纹层也呈槽状，在顺水流的剖面上，层系界面呈弧状，各纹层向下倾斜方向收敛并斜交，底部常见泥砾。在细碎屑的泥岩、粉砂岩中常见水平纹层里，细小的炭化植物碎屑顺层排列。
3.结论
研究分析结果表明，研究区含矿目的层主要有砂岩和砂质砾岩，其中，砂岩类型主要是长石砂岩、长石石英砂岩和岩屑長石砂岩，岩石成熟度低。
研究区含矿目的层的岩石物质成分主要由碎屑物和填隙物组成。碎屑物主要包括石英、长石、岩屑、云母、重矿物;填隙物主要包括杂基及胶结物，以杂基为主，胶结物含量较少。
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