吐哈盆地十红铀矿床北带西段侏罗系中统西山窑组层间氧化带地球化学特征分析

王德鹏　武正乾　曹雷

摘要：通过十红滩北矿带地球化学剖面研究，该区地球化学分带明显，依次可分为完全氧化亚带、不完全氧化亚带、氧化一还原过渡带（铀矿石亚带、铀扩散晕亚带）及原生岩石带。各种元素在不同亚带具有不同的富集和分配规律，而工业铀矿化主要形成于氧化一还原过渡带。提出在找矿过程中应该进一步加强岩石地球化学研究，探寻不同岩性段层间氧化带前锋线位置，指导十红滩铀矿找矿工程部署。

关键词：十红滩铀矿床；层间氧化带；地球化学

1.区域氧化带基本特征

吐哈盆地西南缘侏罗系后生氧化作用以潜水氧化作用和层间氧化作用两种形式存在，分别形成潜水氧化带和层间氧化带。其东西分布范围超过100km，埋深最大400余米。潜水氧化带在潜水面附近常有铀异常出现，但仅部分达到工业铀矿化品位，而层间氧化带前锋线附近岩石铀含量常达到工业铀矿化品位，是矿区主要的控矿部位。

2.西山窑组（J₂x）层间氧化带发育特征

吐哈盆地西南缘侏罗系中统西山窑组（J₂X）层问氧化带沿觉罗塔格山北麓呈近东西向呈带状分布，西起苏巴什，东至迪坎儿，东西延伸约100km。由下至上主要发育11层层问氧化带，主要分布在侏罗系中统西山窑组（J₂X）的四个岩性段中。

平面上层间氧化带呈带状分布，其前锋线总体呈缓波形、蛇曲形，局部地段呈港湾状。由南向北依次分布有西山窑组第一岩性段层问氧化带前锋线，第二岩性段层间氧化带前锋线和第三岩性段层间氧化带前锋线（图1）。

剖面上层间氧化带为呈镰刀状、断瓦状或迭瓦状的舌状体，埋深50m～300m，最深达400余米，由南向北逐渐加深，东西向层间氧化带埋深变化不大。

3.十红滩铀矿床北矿带西段层间氧化带地球化学特征

根据十红滩铀矿床北带西段层间氧化带发育特征、矿体空间展布特征及钻探工程控制程度等，自西向东选择了19、39线两条剖面进行层问氧化带地球化学特征研究。

3.1十红滩铀矿床北矿带19号线剖面层间氧化带地球化学特征

该线位于矿床北带西部，层问氧化带划分出完全氧化亚带、不完全氧化亚带、氧化一还原过渡带（铀矿石亚带、铀扩散晕亚带）和原生岩石带4个亚带，各亚带岩石中的元素含量也存在明显的变化规律（表1、表2）。

U分布于不完全氧化亚带，原生岩石带中含量较低，在铀矿石亚带中含量最高。其中完全氧化岩石带中含量最低，仅为5.50×10^-6；在铀矿石亚带中最高，达165.28×10^-6。Th在各亚带中含量变化不大。

伴生元素在各亚带中含量的变化规律明显：Se在原生岩石带中最低，在不完全氧化亚带和铀矿石亚带中含量较高，其峰值出现在铀矿石亚带部位，最高达64.48×10^-6；Re变化趋势与铀变化趋势相同，完全氧化亚带和原生岩石带中含量较低，在铀矿石亚带中含量较高，峰值达0.67×10^-6；Mo在铀矿石亚带中出现峰值；sc在各亚带中含量变化不大，仅在还原带中略有偏高；V在各亚带中分布无明显规律。∑S（总硫）、TOC（有机碳）这些对氧化一还原环境较为敏感的元素，在各亚带中的分布具有明显的规律性，在不完全氧化亚带中∑s（总硫）、TOC（有机碳）含量较低，其中TOC（有机碳）含量变化较大；TOC（有机碳）在铀矿石亚带中含量最高达0.47%，∑S（总硫）较高为0.65%；TOC（有机碳）在原生岩石带中偏高为0.055%，∑S（总硫）最高达1.09%；∑Fe（总铁）在各亚带中含量变化不大，在1.16%～2.02%之间波动，无明显变化规律，而Fe³⁺/Fe²⁺较为特殊，在不完全氧化亚带和铀矿石亚带较高，为2.03～6.61，在原生岩石带最低为0.40，这可能与样品局限性有关。

C02在各亚带中具有明显的分布规律，在不完全氧化亚带中含量最低，铀矿石亚带中最高，达3.83%，原生岩石带中的CO₂含量介于不完全氧化亚带与铀矿石亚带之间，为2.96%，其峰值位于铀矿石亚带接近不完全氧化亚带部位。说明铀矿石亚带中有碳酸岩的富集现象。

3.2十红滩铀矿床北带39号线剖面层间氧化带地球化学特征

位于矿床北带中部，属J₂x^3-1层问氧化带，层间氧化带划分出不完全氧化亚带、铀矿石亚带、原生岩石带3个亚带，各亚带岩石中的元素含量也存在明显的变化规律（表3、表4、图2）。

U在不完全氧化亚带，原生岩石带中含量较低，在铀矿石亚带中含量最高。其中在原生岩石带

中含量最低，仅为3.50×10^-6，在铀矿石亚带中最高达177.50×10^-6。Th在各亚带中含量变化不大。

伴生元素在各亚带中含量的变化规律明显：Se在原生岩石带中最低，在不完全氧化亞带和铀矿石亚带中含量较高，其峰值出现在不完全氧化亚带前端，接近氧化带前峰线部位，最高达33.13×10^-66；Mo变化趋势与铀相同，在不完全氧化亚带和原生岩石带中含量较低，在铀矿石亚带中含量较高，达1.30×10^-6；Re、Sc在各亚带中含量变化不大，仅在氧化一还原过渡带中略有增高；V在各亚带中分布无明显规律。

Fe、∑S（总硫）、TOC（有机碳）这些对氧化一还原环境较为敏感的元素，在各亚带中的分布具有明显的规律性。在不完全氧化亚带中铁主要以二价铁与三价铁共存形式存在，Fe³⁺/Fe²⁺一般1.10～2.22，∑S（总硫）、TOC（有机碳）含一较低，其中TOC（有机碳）含量变化较大；在铀矿石亚带中，Fe³⁺/Fe²⁺略低，一般为0.80～1.54，TOC（有机碳）、∑S（总硫）含量最高，达0.20%和0.29%；在原生岩石带中Fe³⁺/Fe²⁺最低，仅为0.24，TOC（有机碳）、∑S（总硫）含量略低，分别为0.05%和0.17%；∑Fe（总铁）在各亚带中含量变化不大，在1.14%～1.94%之间波动，无明显变化规律。

C02在各亚带中具有明显的分布规律，在不完全氧化亚带中含量最低，铀矿石亚带中最高达4.09%，原生岩石带中的C02含量介于不完全氧化亚带与铀矿石亚带之间，为0.37%，其峰值位于铀矿石亚带接近不完全氧化亚带部位。说明铀矿石亚带中有碳酸岩的富集现象。

4.结论

（1）十红滩铀矿床北带含矿层间氧化带据有明显的分带性，可划分为完全氧化亚带、不完全氧化亚带、铀矿石亚带、铀扩散晕亚带和原生岩石带。其中铀矿石亚带与铀扩散晕亚带矿物组合较为相似，一般与铀矿石亚带归并做为铀矿石及铀扩散晕亚带（图3）。

（2）各亚带中的矿物组合各不相同。完全氧化亚带主要为褐铁矿-赤铁矿-水针铁矿矿物组合；不完全氧化亚带主要为褐铁矿-赤铁矿-水针铁矿-绿泥石-碳屑矿物、物质组合，水针铁矿常保留黄铁矿晶形假象；铀矿石及铀扩散晕亚带主要以黄铁矿-绿泥石-铀矿物（沥青铀矿、铀石）-炭屑矿物、物质组合，个别见赤铁矿；原生岩石带主要为黄铁矿-绿泥石-炭屑矿物组合。

（3）各亚带的岩石地球化学特征也有明显差异。铀在完全氧化亚带、不完全氧化亚带和原生岩石带中含量较低，而在铀矿石亚带和铀扩散晕亚带中含量较高。