油气田水沿贯通断裂上升,途中向渗透性较好的辫状河道洼地各种沉积微相地层中扩散,使所到之处形成还原环境,促使地层中原来的含铀含氧地下水发生二次还原作用,形成二次铀矿化的后生富集。古近纪至新近纪地壳又一次较强烈的隆升掀斜构造活动,在钱家店铀矿床周边形成多个姚家组的构造天窗,为地表含铀含氧水渗入提供了良好的通道。来自深部含油气田水沿断裂渗出,提供了良好的还原剂。辉绿岩脉的侵入,既提高了地下流体的温度,又加快了深部含油气田水中含硫有机化合物的热分解和地层中硫酸盐矿物的热化学还原作用,生成硫化氢,使姚家组渗透性较好的辫状河道洼地各种沉积微相地层还原性能增强,使含铀含氧地下水中的铀被还原、沉淀成矿。
5 勘探潜力分析
(1)钱家店铀矿床铀的物质来源主要为架马吐突起。架马吐突起位于钱家店凹陷东侧,出露岩性有火山岩、花岗岩、大理岩等。钱家店铀矿床砂岩中碎屑成分主要为石英、长石和花岗岩、火山岩岩屑,碎屑的磨圆度中等,长石含量较高,砾石成分见花岗岩、流纹岩、安山岩等,与架马吐突起上的岩性完全相同,说明距离该矿床不远的架马吐突起即是该矿床的物源区。架马吐突起上的花岗岩、中酸性火山岩中铀的含量较高,是钱家店铀矿床的主要矿源区,为该矿床含铀砂体的形成提供了丰富的铀源。
(2)构造“天窗”周围的姚家组砂岩高岭石化强烈,其带出的铀在适当的还原环境沉积成矿。在钱家店铀矿床方圆1253425 km范围内分布有烟灯吐、高林屯、乌日吐茫哈等3个姚家组构造“天窗”。这些构造“天窗”周围的姚家组砂岩长期接受大气降水的淋滤,形成大量的酸性含氧地下水,沿地层向深部迁移,使砂岩中的长石强烈高岭石化。矿床岩心观察可见,在姚家组上段和姚家组下段的上部,高岭石化普遍发育,姚家组下段上部的砂岩中长石几乎全部转变成高岭石。岩石强烈高岭石化的同时,将早期赋存于岩石中的铀带出,运移到适当的环境中进行二次还原、富集成矿。
(3)构造由高向低过渡的斜坡带,特别是平缓的斜坡是铀富集的最有利地区。钱家店铀矿床铀的富集在一定程度上与矿体所处的区域构造环境有一定关系。构造由高向低过渡的斜坡带是铀矿富集的有利部位。特别是斜坡带的突然变缓处,地下水动力条件相对比较稳定,更有利于铀的沉淀,是铀富集的最有利地区。
(4)钱家店铀矿床北段的矿体厚度虽然不大,但铀含量比较高,且相对连片集中分布。从近几年施工的情况来看,靠近NW向边界断层的03-17、05-17、15-01等探井都见到良好的矿化显示,揭露的含矿砂体稳定,沿断层继续向北东方向延展,预示该区仍有很好的勘探前景。
(5)钱家店凹陷中部铀矿化特征与北部相似,但明显受支流河道砂体控制。东四家子铀矿床分布在钱家店凹陷中部,与钱家店凹陷北部的钱家店铀矿床相毗邻。已发现的工业铀矿化都集中产于姚家组下段,但含矿主岩及铀矿化特征与钱家店铀矿床基本一致,其稀土元素配分模式表明沉积物质来源于同一物源区。东四家子铀矿床主要受支流河道砂体控制。含矿砂体呈条带状分布,单个矿体规模一般比较小,但大多成群分布,平面上常呈树枝状或雁行式分布。现有资料显示,钱家店凹陷中部是极有潜力的勘探重点区块。
6 结论
(1)钱家店铀矿床的物源区主要为由花岗岩、中酸性火山岩组成的架马吐突起,其铀含量较高,而地层隆起形成的剥蚀区及含矿层层间氧化带中的“溶解铀”
为本区铀的叠加成矿提供了丰富的铀源。钱家店铀矿床属于同生沉积、后生改造叠加的复合成因矿床。
(2)单斜地层形成的水文梯度为补、迳、排水动力系统的形成提供了适宜的空间。辫状河流相砂体孔隙度较高、透水性能较好,为含氧含铀层间水的迁移提供了良好的条件。贯通的深大断裂是含氧含铀地下水运移的通道,也是深部油气田水上升的通道。因此,适宜的水文地质条件、平缓西倾的单斜地层、贯通的深大断裂及辫状河流相砂体都为钱家店铀矿床提供了良好的成矿条件。
(3)钱家店铀矿床姚家组地层中还原组分含量相对较高,局部形成了有利于铀富集的地球化学障。还原组分主要来源于两个方面,一是来源于深部油气藏的烃类物质,二是来源于地层中的有机碳、硫化氢及甲烷等,这些还原组分为铀矿化的局部富集提供了还原环境。
(4)辫状河流相的沉积特征,相对稳定且有一定厚度的砂体、泥-砂-泥岩石组合及油气渗漏造成的还原环境都有利于砂岩型铀矿床的保存。
(5)钱家店铀矿床北段的矿体厚度虽然不大,但铀含量比较高,且相对连片集中分布。钱家店凹陷中部已发现的工业铀矿化都集中产于姚家组下段,含矿主岩及铀矿化特征与钱家店铀矿床基本一致,其稀土元素配分模式表明沉积物来源于同一物源区。单个矿体规模一般比较小,受支流河道砂体控制,但成群、呈树枝状或雁行式分布。根据现有资料分析,钱家店凹陷的北段及中部地区应是具有较大找矿潜力的重点勘探区块。
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