内蒙古大营铀矿的铀矿发现

1. 内蒙古大营铀矿的铀矿发现

2012年11月4日，国土资源部称，由中央地质勘查基金投资实施的内蒙古中部大营地区铀矿勘查取得重大突破，发现国内最大规模的可地浸砂岩型铀矿床。连同此前的勘查成果，该地区累计控制铀资源量跻身于世界级大矿行列。这对我国立足国内提高铀资源供应，提高核电发展资源保障能力有重大意义。

2. 内蒙古大营特大型铀矿床

苗爱生　彭云彪　乔鹏　王贵
（核工业二〇八大队，内蒙古　包头　01410）
[摘要]大营铀矿床是鄂尔多斯盆地继皂火壕和纳岭沟铀矿床发现之后落实的又一个特大型砂岩型铀矿床，该矿床的发现经历了放射性矿产调查评价阶段和普查阶段。矿床赋矿层位仍为中侏罗统直罗组，与皂火壕和纳岭沟两个铀矿床不同的是大营矿床主含矿层位为直罗组下段的上亚段，其次为下亚段。矿体均受古层间氧化带控制，具有与皂火壕、纳岭沟铀矿床类似的铀成矿特征与控矿因素。
[关键词]大营；特大型；古层间氧化带；砂岩铀矿床
大营铀矿床位于内蒙古鄂尔多斯市杭锦旗的东部，行政区划上隶属于鄂尔多斯市杭锦旗塔然高勒乡管辖，面积约237km2，距杭锦旗约25km，矿区距109国道约5km，交通便利。为高原丘陵区的剥蚀堆积、堆积及河成地形组成的地貌景观，地形切割强烈。
1　发现和勘查过程
2002～2007年，核工业北京地质研究院、核工业二〇八大队等单位在2000年圈定的孙家梁—沙沙圪台—皂火壕—大成梁—纳岭沟—杭东直罗组区域型层间氧化带前锋线的基础上[1]，完成了《鄂尔多斯盆地北部地浸砂岩型铀矿时空定位与成矿机理研究》、《地浸砂岩型铀矿快速评价技术及应用研究》等重大科研项目，在氧化带前锋线西端进一步圈定了乌力桂庙远景区（大营地区），但因在鄂尔多斯盆地北部投入工作量所限，未对层间氧化带前锋线含矿性进行探索。2009～2011年，由国土资源部中央地质勘查基金管理中心投入，在东胜煤田杭东、车家渠—五连寨子地区开展煤炭勘查工作，中国核工业地质局提出建议，希望在勘查煤炭的同时由核地勘单位同步进行放射性测井和地质编录，中央地质勘查基金管理中心同意由核工业二〇八大队承担该项工作，并给予了工作经费支持。接着，2011年9月至2012年12月经过普查落实了大营特大型砂岩型铀矿床。
1.1　调查评价
2009～2011年，中央地勘基金管理中心在东胜煤田杭东、车家渠—五连寨子勘查区开展煤炭勘查时，由核工业二〇八大队承担了《内蒙古东胜煤田杭东、车家渠—五连寨子勘查区放射性矿产调查评价》项目，对勘查区内66个煤田钻孔进行了放射性γ测井及相应的地质、物探、水文地质编录等工作，完成工作量57700m，在直罗组中发现了16个工业铀矿孔、铀矿化孔22个，圈定了长约20km、宽1～4km的铀成矿带，并进一步总结了大营地区岩性岩相、岩石地球化学和铀矿化等特征及控矿因素[2] 。
1.2　普查
2011年9月至2012年12月，由国土资源部中央地质勘查基金管理中心出资，核工业二〇八大队等5家单位共同承担了《内蒙古杭锦旗大营矿区铀矿预查、普查》项目，核工业二〇八大队主持项目的技术工作。按照“区域评价，总体控制，局部解剖”的技术思路，结合核工业二〇八大队多年来在鄂尔多斯盆地北部铀矿勘查工作中积累的地质资料和宝贵的找矿经验，对大营地区铀成矿环境进行总体评价，对中侏罗统直罗组下段上、下亚段砂体中古层间氧化带前锋线及其含矿性进行评价，对上、下亚段砂体中铀矿带的空间展布特征、规模及连续性进行总体控制，对铀成矿局部富集地段进行解剖，开展大营铀矿床的预查、普查工作。完成钻探工作量近13×104 m，施工钻孔186个，发现工业铀矿孔112个，矿床达到了特大型规模，核工业二〇八大队又一次在鄂尔多斯盆地北部取得了找矿的重大突破[2]。
2　矿床基本特征
2.1　构造特征
大营铀矿床位于鄂尔多斯盆地三级构造单元伊盟隆起的中北部（见本书《内蒙古皂火壕特大型铀矿床》一文图1），其沉积盖层构造简单，总体上受近东西向分布的大型褶皱和局部小型正断层控制，褶皱发育于早白垩世之前，而断层形成于早白垩世或者早白垩世之后，直罗组沉积之后盆地整体抬升缺失上侏罗统，在矿床北东部遭到一定程度的剥蚀[3] 。
2.2　地层特征
大营铀矿床钻孔揭遇地层与皂火壕、纳岭沟矿床类似，其赋矿层位同样为中侏罗统直罗组下段[4]，亦可分为上亚段（J2z1-2）和下亚段（J2z1-1）。与皂火壕、纳岭沟矿床不同之处在于该矿床不仅直罗组下段下亚段为含矿层[5]，而且直罗组下段上亚段为矿床的主要赋矿层位（图1）。
2.2.1　直罗组下段下亚段（J2z1-1）
该岩段主要岩性为浅灰色、灰色、绿色、灰绿色中粗粒、中粒、中细粒砂岩。砂体总体上呈北西－南东方向展布，呈多条厚—薄—厚交替出现的砂带。厚度一般在40～80m，最小厚度为31.10m，最大厚度为94.70m，平均厚度为63.46m，厚度变化小，稳定性较好。在砂体顶部发育厚几米至十几米的浅绿色、灰色泥岩以及厚度不一的薄煤层、煤线或炭质泥岩，可作为与上亚段的分层标志及区域隔水顶板（图2，图3）。砂岩固结程度低，较松散，是区内铀矿找矿的骨架砂体，发育大型槽状交错层理、平行层理，顶部的泥岩中偶见水平层理。砂体底部埋深大，一般在570～660m之间，最大可达875.80m，最小418.00m，平均埋深637.72m。

图1 大营铀矿床侏罗纪地层结构

（据焦养泉等，2012）
2.2.2　直罗组下段上亚段（J2z1-2）
该岩段岩性为绿色、浅绿色、浅灰色细砂岩、中细砂岩、中粗砂岩、泥岩、粉砂岩，砂体主要呈北东－南西向带状展布，向南西方向出现分叉，转为北西－南东向弧形展布，呈现出厚—薄—厚相互交织的分布格局，由砂体展布形态与分布格局表明：一是矿床内上亚段砂体非均质性增强，二是矿床区内上亚段为一种特殊、近源的大型曲流河—曲流河三角洲沉积体系成因。砂岩厚度一般在30～70m之间，最小为18.50m，最大为91.40m，平均为52.35m，砂体内部的泥岩夹层数量增多，厚度变化相对较大。砂岩胶结程度较差，结构较松散，见平行层理和小型交错层理。总体而言，该岩段砂体连续性好，为又一重要找矿目的层（图2，图3）。

图2 大营铀矿床D95号勘探线剖面图

1—直罗组上段；2—直罗组下段下亚段；3—直罗组下段上亚段；4—延安组；5—泥岩；6—伽马曲线；7—地层及岩性界线；8—层间氧化带及前锋线；9—灰色砂岩；10—工业铀矿体；11—铀矿化体；12—地层省略符号
2.3　水文地质特征
中侏罗统直罗组下段下亚段和下段上亚段为流河相沉积，河道砂体发育，形成了利于铀成矿的隔水—含水—隔水的水文地质结构，根据直罗组下段的沉积作用特点、沉积环境和规模、含水岩组的垂向和水平方向变化规律，自下而上可分为2个含矿含水层：直罗组下段下亚段（J2z1-1）含矿含水层和直罗组下段上亚段（J2z1-2）含矿含水层。
直罗组下段下亚段含矿含水层厚度变化小，稳定性较好。岩性以粗砂岩、中粗砂岩、中砂岩为主，碎屑间孔隙较发育，连通性较好。含矿含水层顶板为同组泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、薄煤层等，受地形、构造影响，由北东向南西缓倾。隔水底板为延安组顶部的灰色粉砂岩、泥岩、致密高岭土化细砂岩等，连续性、稳定性较好。
直罗组下段上亚段含矿含水层赋存层间承压水，据矿床两个水文地质孔取得的成果，地下水位埋深较大，分别为119.48m、123.51m，承压水头分别为462.42m、484.49m，对地浸开采较为有利。单孔涌水量分别为33.27m3/d、100.96m3/d，单位涌水量分别为0.0026L/s·m、0.026L/s·m，渗透系数分别为0.0119m/d、0.083m/d，导水系数分别为0.53m2/d、4.39m2/d。通过钻孔岩心水文地质编录认为直罗组下段下亚段含水层的富水性和渗透性比直罗组下段上亚段含水层的富水性和渗透性相对较好。

图3 大营铀矿床上亚段主矿体纵Ⅰ剖面图

1—下白垩统；2—直罗组上段；3—直罗组下段上亚段；4—直罗组下段下亚段；5—泥岩；6—伽马测井曲线；7—地层及岩性界线；8—层间氧化带及前锋线；9—灰色砂体；10—工业铀矿体；11—铀矿化体；12—地层缩略符号
2.4　层间氧化带发育特征
2.4.1　直罗组下段下亚段层间氧化带发育特征
平面上直罗组下段下亚段古层间氧化带发育距离在5～15km之间，总体氧化方向由北东向南西。前锋线位于乌力桂庙—大营东部一线，长约20km，呈不规则的蛇曲状展布（图4）。前锋线南西部还原带，砂体呈灰色，富含有机质、黄铁矿等还原介质；过渡带呈北东—南西—南东向带状展布，宽1.3～5km，最宽达12km，在唐公梁西部一直到大营东部，总体呈弧形分布，局部向北东部呈指状突出。

图4 大营铀矿床直罗组下段下亚段岩石地球化学略图

剖面上直罗组下段下亚段氧化带为绿色古氧化砂岩，受地层倾向及砂体展布控制，过渡带中砂岩多呈“上绿下灰”或“灰、绿”相间产出（图2），呈层状，砂体氧化深度多在575～730m之间，由北东向南西，绿色古氧化砂岩厚度逐渐变薄，变化趋势与地层产状大致相同。局部受河道砂体分叉及砂岩非均质性的影响，形成多层氧化现象。
2.4.2　直罗组下段上亚段层间氧化带发育特征
平面上直罗组下段上亚段古层间氧化带发育距离在4～20km之间，总体氧化方向由北东向南西。前锋线位于乌力桂庙东部—大营东部一线（图5），长约25km，呈不规则状沿近南北—南东蛇曲状展布，较下亚段氧化带前锋线形态复杂，且局部呈锯齿、舌状突出。前锋线西部、南西部还原带砂体呈灰色；过渡带沿地下水运移方向发育宽度为2.0～5.0km，呈向西突出的弯月状，北部呈北东向展布，中间呈近南北向展布，南部呈北西向展布。

图5 大营铀矿床直罗组下段上亚段岩石地球化学略图

剖面上上亚段与下亚段氧化带在形态上具类似的特征，同样由北东向南西，绿色古氧化砂岩厚度逐渐变薄，埋深加大，变化趋势与地层产状大致相同，砂体氧化深度多在515～700m之间（图2，图3）。
2.5　矿体特征
2.5.1　直罗组下段下亚段矿体特征
平面上，直罗组下段下亚段铀矿带总体呈北西－南东向展布，长15～20km，宽800～2000m不等，向两端处于开放状态，呈条带状，严格受层间氧化－还原过渡带控制（图4）。
剖面上，直罗组下段下亚段矿体在矿床北部多产于古层间氧化带的上翼（图2），发育于含矿砂体的中上部，矿体产状与目的层砂体的产状一致，向南西缓倾斜。在矿床南部直罗组下亚段矿体多产于古层间氧化带下翼，发育于含矿砂体的中下部，呈近水平产出，与顶、底板的产状基本一致。矿体以平整的板状为主，少见卷状矿体的卷头部分，矿化体主要沿工业矿体周边分布。矿体标高由北东向南西逐渐降低，矿体埋深受地形控制明显，总体上显示出由北东向南西逐渐增大的趋势（表1）。
表1 大营铀矿床矿体产出特征统计


下亚段矿体厚度较稳定，在层间氧化带前锋线形态突变部位厚度大，翼部矿体厚度相对较薄，即厚度较大矿体主要集中于层间氧化带前锋线附近；矿体矿化分布总体较均匀，品位变化较小（表2）；矿体平米铀量总体变化较均匀，高平米铀量主要分布于层间氧化带前锋线附近。
表2 大营铀矿床直罗组下段矿体厚度、品位、平米铀量变化特征一览表


2.5.2　直罗组下段上亚段矿体特征
平面上，直罗组下段上亚段铀矿带总体呈北东—南西—南东向展布，大致上呈向北东开口的U形，长约20km，宽400～2000m，矿体沿走向、倾向的连续性较差，矿体呈带状、透镜状，远离层间氧化带前锋线分布或与前锋线斜交，矿床北西部砂体中沉积韵律增多，砂体的非均质性增强，砂体中层间氧化带呈多层指状由北东向南西延伸，在不同韵律层中均有小型层间氧化带控制的铀矿体。而位于矿床东南部的主矿体Ⅲ－12总体上沿北西－南东向展布，呈宽缓带状，长6.40km，宽550～1350m，且向南东方向还未进行加密控制，有进一步扩大的空间，矿体沿走向、倾向连续性好（图5）。
剖面上，直罗组上亚段矿体整体上较下亚段矿体连续且富集，以层间氧化带控制的翼部矿体为主，下翼矿体较上翼矿体连续性好且规模大，远离氧化带前锋线矿体富集减弱，连续性逐渐变差，且上、下翼矿体之间的距离加大（图2，图3）；矿体以平整的板状为主，在层间氧化带前锋线附近有见卷头矿的迹象。上亚段矿体矿层埋深受地层倾向与地形控制明显，总体上显示出由北东向南西逐渐增大的趋势。上亚段主矿体Ⅲ－12埋深、标高变化均较整个矿层小（表1），反映了矿体产状变化稳定，受地层、地形影响不大，矿体标高变化不大，局部呈起伏的波状分布。上亚段矿体及Ⅲ－12主矿体厚度变化具有规律性，在靠近层间氧化带前锋线部位厚度大，在层间氧化带呈舌状突出的两侧厚度大，翼部矿体厚度相对较小（图3）。上亚段矿体品位较大，但主矿体较均匀，变化不大（表2）。上亚段矿体平米铀量变化较大，局部地段出现高平米铀量矿体，主要分布于古层间氧化带前锋线附近。
2.6　矿石特征
矿床内直罗组下段上、下亚段矿石均为砂岩，以浅灰色、深灰色长石砂岩和石英长石砂岩为主。岩石成岩程度不高，胶结疏松，一般具有粒序层理。矿石中碎屑含量高，占全岩总量的85%～90%，碎屑成分比较杂，以石英为主。填隙物由杂基和胶结物组成，杂基据黏土矿物X 射线衍射分析，成分主要为蒙脱石，相对含量在60%左右，其次为高岭石、绿泥石、伊利石。胶结物以水云母为主。矿石中铀的存在形式有分散吸附形式、铀矿物及含铀矿物（图6至图9）。

图6 吸附铀与钾长石、黏土矿物共生


图7 吸附铀与绿泥石共生


图8 钛铁矿（Ⅱm）、金红石（Ru）、石英（Q）边缘的铀石（Coff）


图9 与方解石（Cc）、绿泥石（Chl）共生的沥青铀矿（Pit）

3　主要成果和创新点
3.1　主要成果
1）大营铀矿床是在鄂尔多斯盆地北部发现皂火壕特大型和纳岭沟大型砂岩铀矿床之后，又发现和探明的一个特大型砂岩铀矿床。
2）大致了解了矿床直罗组下段上亚段水文地质参数特征，直罗组下段上亚段含矿含水层的地下水位埋深较大，承压水头高，含矿含水层渗透性较差；水文地质孔单孔涌水量在不同地段差异较大；水化学类型为Cl·SO4-Na或Cl-Na型，但矿化度较小，在0.9～1.6g/L之间。
3）大致查明了矿床古层间氧化带发育特征。直罗组下段下亚段古层间氧化带总体呈北西－南东向展布，发育规模较大，古氧化距离为40km左右，最大埋深达830m，一般在575～730m之间；古层间氧化带前锋线呈北西－南东向展布。直罗组下段上亚段古层间氧化带呈北西－南东向展布，发育规模大，古氧化距离为45km左右，古层间氧化带前锋线呈向西突出的弧形展布。
4）大致查明了矿体的空间展布形态、规模、厚度、品位及变化特征。下亚段矿（层）体形态简单，平面上呈北西－南东向带状展布，矿体控制程度低，连续性差，矿体厚度、品位变化相对较小。上亚段铀矿带总体呈北东－南西－南东向展布，大致上呈向北东开口的U形，长约20km，宽400～2000m不等。主矿体Ⅲ－12总体上沿北西－南东向展布，呈宽缓带状，长6.40km，宽550～1350m，展布稳定。
5）大致查明了矿石类型、物质组分、化学成分、铀存在形式等。大营矿床矿石均以中粒、中粗粒砂岩为主。矿石工业类型以特征矿物含量低的含铀碎屑岩矿石为主；矿石矿物成分基本保持了围岩的主要成分；铀具有3种存在形式，以吸附态为主，铀矿物以铀石为主，另外，还有少量的含铀矿物。
3.2　主要创新点
1）首次在鄂尔多斯盆地东北部直罗组下段上亚段中发现了规模巨大的铀矿体，进一步拓展了盆地北部铀矿找矿层位，对盆地北部找矿具有很好的指示意义。
2）进一步丰富了鄂尔多斯盆地北部的铀矿找矿标志。经对直罗组下段上、下亚段砂体顶板中薄煤层、煤线、炭质泥岩的分布范围与氧化－还原过渡带空间分布及矿体展布形态对比，认为砂体顶底板中煤系及目的层中炭屑在变质过程中形成烃类流体，可能直接为成矿提供了还原剂，对层间氧化及铀成矿具有控制作用[6] ，因此，目的层砂体顶板中薄煤层、煤线、炭质泥岩的空间分布范围可作为找矿标志。
4　开发利用状况
对矿床直罗组下段上亚段矿石开展了初步的实验室静态浸泡试验、渗透试验和柱浸试验研究，其可利用性和经济性有待进一步研究和评价。
5　结束语
大营铀矿床在普查阶段虽然取得了一些成果，但仍有如下一些问题亟需要解决：
1）矿床铀矿体埋深大，相应的钻探费用、地浸孔成建井费用将大幅度增大，在矿床详查阶段应开展地浸现场条件试验与开发预可行性研究，并论证相应的工业指标。
2）在矿床施工了1个专门水文地质孔，含矿层渗透系数小，但1个专门水文地质孔代表性不强，在详查阶段应加强矿床水文地质条件的研究。
3）矿床勘查类型需要进一步做对比研究和钻探工程验证。
参考文献
[1]陈安平，彭云彪，等．内蒙古东胜地区砂岩型铀矿预测评价与成矿特征研究[R]．核工业二〇八大队，2004:126-157.
[2]苗爱生，彭云彪，等．内蒙古杭锦旗大营铀矿床普查地质报告[R]．核工业二〇八大队，2008:26-87.
[3]张抗，等．鄂尔多斯盆地断块构造及资源[M]．西安：陕西科学技术出版社，1989:10-37. 
[4]李思田，等．大型陆相盆地层序地层学研究——以鄂尔多斯中生代盆地为例[M]．北京：地质出版社，1995:21-43.
[5]苗爱生，王佩华，等．内蒙古达拉特旗纳岭沟铀矿床（N21—N88号线）详查地质报告[R]．核工业二〇八大队，2013:46-10.
[6]焦养泉，等．鄂尔多斯盆地北东部直罗组底部砂体分部规律及铀成矿信息调查[R]．核工业一〇八大队，2013:56-85.

我国铀矿勘查的重大进展和突破进-—入新世纪以来新发现和探明的铀矿床实例

[作者简介]苗爱生，男，1967年生，博士，研究员级高级工程师。1993年参加工作，长期从事铀矿地质勘查，现任核工业二〇八大队地勘二处处长。承担的重大项目曾获国家科学技术进步二等奖，国防科学技术进步一等奖、二等奖，中国核工业集团公司铀矿找矿一等奖、二等奖，2007年度“十大地质找矿成果”，2013年度“十大地质找矿成果”。第十届中国青年科技奖和第十届青年地质科技奖金锤奖获得者。

3. 内蒙古大营铀矿的介绍

内蒙古大营铀矿（鄂尔多斯杭锦旗塔然高勒矿区），由中央地质勘查基金投资实施的内蒙古中部大营地区铀矿勘查取得重大突破，发现国内最大规模的可地浸砂岩型铀矿床。该地区累计控制铀资源量跻身于世界级大矿行列。这对我国立足国内提高铀资源供应，提高核电发展资源保障能力有重大意义。

4. 内蒙古大营铀矿在哪里

内蒙古大营铀矿在内蒙古中部大营地区。
2012年11月4日，国土资源部称，由中央地质勘查基金投资实施的内蒙古中部大营地区铀矿勘查取得重大突破，发现国内最大规模的可地浸砂岩型铀矿床。
内蒙古鄂尔多斯盆地煤炭、铀矿两种资源共存，两种资源储量均居国内预测资源储量首位。煤、铀资源协调开发能保护国家的宝贵资源，对优化我国能源结构具有战略意义，对区域经济发展具有重要作用。当前研发塔然高勒矿区煤、铀共采技术对综合开发整个鄂尔多斯盆地煤炭、铀矿两种资源将具有示范效应。

5. 内蒙古大营铀矿的重大意义

“煤铀兼探”找矿新思路实现了一矿变双矿的创举。中央地质勘查基金在该地区既勘查评价了一处资源量达510亿吨的超大型煤矿，又发现了一处超大型铀矿。不仅节省了大量铀矿前期找矿投资，同时也缩短了4至5年的铀矿勘查周期，预计开发利用后可取得显著的经济效益和社会效益。 在取得巨大成就的前提下，在国土资源部的积极推动，“煤铀兼探”思路正得到广泛的推广应用，新的铀矿找矿成果不断涌现，促成了我国铀矿勘查开发格局的转变，为立足国内提高铀资源供应能力展现出良好的前景。

6. 内蒙古大营铀矿的铀煤共采

内蒙古鄂尔多斯盆地煤炭、铀矿两种资源共存，两种资源储量均居国内预测资源储量首位。煤、铀资源协调开发能保护国家的宝贵资源，对优化我国能源结构具有战略意义，对区域经济发展具有重要作用。当前研发塔然高勒矿区煤、铀共采技术对综合开发整个鄂尔多斯盆地煤炭、铀矿两种资源将具有示范效应。

7. 大营铀矿在哪？内蒙古大营铀矿储量位置

内蒙古中部大营地区铀矿勘查实现找矿重大突破，主要得益于中央地质勘查基金“煤铀兼探”的勘查思路创新，即根据区域矿产分布规律，进行勘查技术优化组合，在开展煤炭勘查的同时，利用煤炭钻孔同步进行放射性测井和编录，探索砂岩型铀矿存在的可能性。在发现并圈定一系列重大铀矿找矿靶区后，果断决策开展铀矿勘查会战。【摘要】
大营铀矿在哪？内蒙古大营铀矿储量位置【提问】
您好♥【回答】
内蒙古中部大营地区铀矿勘查实现找矿重大突破，主要得益于中央地质勘查基金“煤铀兼探”的勘查思路创新，即根据区域矿产分布规律，进行勘查技术优化组合，在开展煤炭勘查的同时，利用煤炭钻孔同步进行放射性测井和编录，探索砂岩型铀矿存在的可能性。在发现并圈定一系列重大铀矿找矿靶区后，果断决策开展铀矿勘查会战。【回答】

8. 内蒙古纳岭沟铀矿床

苗爱生　彭云彪　胡立飞　王贵
（核工业二〇八大队，内蒙古　包头　014010）
[摘要]纳岭沟砂岩型铀矿床是鄂尔多斯盆地皂火壕特大型砂岩铀矿床发现之后落实的第二个大型砂岩型铀矿床。矿床赋矿层位为中侏罗统直罗组下段，同样受古层间氧化带控制，但古氧化带垂向控矿作用更为明显，矿床特征、矿体特征、成矿规律及控矿因素与皂火壕铀矿床相类似。
[关键词]纳岭沟；大型；古层间氧化带；地浸砂岩型铀矿床
纳岭沟铀矿床位于内蒙古鄂尔多斯市北西约89km处，行政上隶属于内蒙古达拉特旗中和西镇管辖，矿区内国道、公路及便道横纵交错，交通便利。本区为丘陵区地貌，地形切割强烈。
1　发现和勘查过程
纳岭沟铀矿床是核工业二〇八大队在2000年对鄂尔多斯盆地北部编图预测研究的基础上[1]，以当时预测的层间氧化带前锋线为依据，以皂火壕铀矿床“古层间氧化带”成矿模式为指导，经过铀资源调查和区域评价工作发现的，经过预查、普查和详查等工作，现已落实为大型可地浸砂岩型铀矿床。
1.1　调查评价
2001～2005年，核工业二〇八大队承担了中国核工业地质局下达的《鄂尔多斯盆地北部地浸砂岩型铀资源调查评价》项目。选择位于区域层间氧化带前锋线的呼斯梁地区为靶区，以寻找第二个“皂火壕式”层间氧化带砂岩型铀矿床为目标，开展了铀资源调查评价工作。重新收集了部分煤田及水文地质等钻孔资料，进行了进一步的编图预测研究，进一步圈定了呼斯梁地区直罗组下段层间氧带前锋线。为了验证直罗组下段层间氧化带前锋线的含矿性，投入钻探工作量3500m（含中国地质调查局投入2000m），施工钻孔11个，发现两个工业矿孔，初步圈定了直罗组下段下亚段控制铀矿化的灰色砂岩“残留体”。
1.2　区域评价
2006～2008年，在上述调查评价工作的基础上，为了快速评价呼斯梁地区铀资源潜力，核工业二〇八大队承担了中国核工业地质局下达的《内蒙古鄂尔多斯市伊和乌素—呼斯梁地区1∶25万铀资源区域评价》项目，以“区域展开、适当追索”的总体技术思路，对呼斯梁地区铀成矿环境进行了总体评价，对中侏罗统直罗组下段下亚段灰色砂岩“残留体”的分布规律及其与铀矿化的空间产出位置进行控制与解剖，完成钻探工作量40500m，施工钻孔129个，新发现工业铀矿孔13个，落实了纳岭沟中型砂岩铀矿产地[2]。
1.3　预查
2009～2011年，核工业二〇八大队承担了《内蒙古鄂尔多斯市呼斯梁地区铀矿预查》项目。以“总体控制，局部解剖，分段预查，落实资源”的总体技术思路对呼斯梁地区开展了铀矿预查工作，对呼斯梁地区铀成矿环境进行总体评价，对灰色残留体东部边缘控矿性与矿体连续性进行解剖，以纳岭沟矿产地为重点勘查区，探索矿体沿走向与倾向的连续性，落实铀资源规模。在纳岭沟矿产地完成钻探工作量39500 m，施工钻孔85个，累计发现工业铀矿孔33个，纳岭沟展现出具有大型地浸砂岩型铀矿的前景[3]。
1.4　普查
2012年，核工业二〇八大队承担了中国核工业地质局下达的《内蒙古达拉特旗纳岭沟铀矿床普查》项目，采用“矿带总体控制，分段普查，局部加密，提交实验段”的总体技术思路对纳岭沟铀矿床开展普查工作，在对矿床进行总体控制和分段普查的同时，系统总结研究矿体的产出特征、分布规律、控制因素，指导区域找矿，对主矿体的局部进行加密控制，基本查明其规模、形态、产出特征等，为开展现场地浸条件试验作准备。完成钻探工作量35000 m，新发现工业铀矿孔69个，按地浸砂岩型一般工业指标估算铀资源量达大型矿床规模[4] 。
1.5　详查
2013年，核工业二〇八大队地质勘查承担了中国核工业地质局下达的《内蒙古达拉特旗纳岭沟铀矿床详查》项目，采用“矿带总体控制，主矿体部分详查、分段普查”的总体技术路线对纳岭沟铀矿床N21—N88号勘探线开展详查地质工作，在对纳岭沟铀矿床矿带进行总体控制和主矿体部分详查的同时，进一步总结矿体的产出特征、局部隔水层的分布规律，研究铀成矿的控制因素，指导外围找矿。完成钻探工作量40000 m，新发现工业铀矿孔57个，矿床达到了大型规模，并对铀矿资源开发利用前景进行了预可行性研究[5]。
2　矿床基本特征
2.1　构造特征
鄂尔多斯盆地是一个大型的克拉通盆地，总体以垂直升降运动为主要的构造运动形式[6]。纳岭沟铀矿床位于鄂尔多斯盆地北东部三级构造单元伊盟隆起的中部偏北区域（见本书《内蒙古皂火壕特大型铀矿床》一文图1），地表断裂构造极不发育，但在岩心编录中可见到较多的构造擦痕。
2.2　地层特征
纳岭沟铀矿床揭露地层与皂火壕铀矿床基本相同[7]，亦可分为上亚段（J2z1-2）与下亚段（J2z1-1）（图1），赋矿层位仍为中侏罗统直罗组下段下亚段。与皂火壕铀矿床不同之处在于虽按照“旋回对比、分级控制、等厚原则”的小层对比原则进行了划分，但上、下亚段之间没有稳定的隔水层，属同一个含矿砂体，厚度大，但在矿体上下存在局部隔水层（图2）。岩性主要由绿色、灰色中粒、粗粒砂岩构成，夹泥岩、粉砂岩薄层，结构疏松。矿床位于河道砂体中心部位，整体呈北西－南东向展布，由河道砂体中心向两侧逐渐变薄，平均厚124.1m，最大厚度大于160m，厚度变化小，稳定性较好。

图1 纳岭沟铀矿床地层综合柱状图


图2 纳岭沟铀矿床N12号勘探线剖面图

1—下白垩统；2—中侏罗统直罗组上段；3—中侏罗统直罗组下段上亚段；4—中侏罗统直罗组下段下亚段；5—古氧化带；6—还原带；7—泥粉质局部隔水层；8—钙质局部隔水层；9—工业铀矿体/铀矿化体；10—泥岩层/砾石层；11—钻孔及埋深；12—古层间氧化带前锋线；13—地层及岩性界线；14—地层缩略符号
另外，直罗组下段下亚段可进一步划分为两段：下部以砾质辫状河道沉积的砾岩、砂质砾岩为主，目前已在该层位中发现工业铀矿化；上部以砂质辫状河道沉积的绿色、灰色砂岩为主，在纳岭沟铀矿床分布广泛，呈泛连通状，是铀矿化的主要赋存层位，砂岩粒度较粗，多含细砾，灰色砂岩中多见炭屑、煤屑和黄铁矿。
直罗组下段上亚段以绿色、浅绿色和暗绿色砂岩为主，个别钻孔中下部可见到灰色砂岩，在矿床南部已在该层位发现工业铀矿化，砂岩中常见泥质夹层，在矿床范围内上亚段与下亚段沉积环境基本相同[3,5]，均为辫状河沉积环境。
2.3　水文地质特征
纳岭沟铀矿床含矿含水层在矿区内稳定分布，埋深大，赋存的地下水为承压水，地下水位埋深109.45～153.41 m，承压水头为169.55～252.46m，含矿含水层水位标高及承压水头具有从北向南逐渐增大的特征[5]。
从水文地质孔抽水试验成果看，含矿含水层富水性变化不大，单井涌水量为83.64 （水位降深9.32m）～123.18m3/d（水位降深15.87m），单位涌水量为0.092～0.1032L/s· m，含矿含水层渗透系数为0.55～0.63m/d，导水系数为17.34～72.55m/d。综上所述，含矿含水层的富水性及渗透性较好，单孔涌水量较大，对地浸开采较有利[5]。
2.4　古层间氧化带发育特征
纳岭沟铀矿床古层间氧化带的发育特征与皂火壕铀矿床类似，不同之处在于纳岭沟铀矿床过渡带规模大，氧化前锋的垂向控矿作用明显，纵向上控矿作用不明显（图2,图3）。
平面上，完全氧化带发育于矿床北部（图3），发育距离在10.0～18.0km之间，总体呈近东西向带状展布，在矿床北东部呈舌状向南东凸出；氧化－还原过渡带发育规模较大，整体呈北东－南西向展布，沿地下水运移方向发育距离在7.0～25.0km之间，铀矿体均产于氧化－还原过渡带内，古层间氧化带前锋线亦呈北东－南西向展布；还原带位于矿床南东部，发育规模较小，矿床内延伸距离约15km。

图3 纳岭沟铀矿床直罗组下段下亚段岩石地球化学环境及矿体展布示意图

1—氧化带；2—氧化－还原过渡带；3—还原带；4—氧化带与过渡带分界线；5—古层间氧化带前锋线；6—勘探线及编号；7—工业铀矿孔；8—铀矿化孔；9—铀异常孔；10—无铀矿孔；11—工业铀矿体
垂向上，绿色古氧化砂岩一般为单层产出（图2），砂体整体呈“上绿下灰”的特征，纳岭沟铀矿床古氧化砂体厚度为0～101.50m，由北西向南东逐渐变薄直至尖灭；古氧化砂体底界埋深为283.20～627.00m，由北东向南西埋深逐渐加大；古氧化砂体底界标高为827.50～1144.00m，由北东向南西方向逐渐变低，与地层产状基本一致，可能与东部抬升有关，但变化较小。
2.5　矿体特征
平面上，纳岭沟铀矿床矿体整体呈北东－南西向带状展布（图3），局部呈透镜状，主矿体长约5500m，宽200～1700m，面积约5.0km2，连续性较好，规模较大，形态复杂，矿体边部连续性稍差，形成“天窗”。主矿体平均厚度为3.58m（表1），变化较大，在平面上厚度变化无规律性，多为突变；平均品位为0.0771%，相对高品位区分布在N7—N28线中部和北部，呈近东西向带状展布，其他部位也有零星分布；平均平米铀量为6.11kg/m2，高值区亦无明显规律，呈点状分布。
表1 纳岭沟铀矿床矿体矿化特征统计


剖面上，主矿体、矿化体呈板状、似层状，产于远离顶、底板的绿色砂岩和灰色砂岩过渡部位的灰色砂岩中（图2）。主矿体顶板埋深为314.05～464.05m，底板埋深为321.25～464.95m（表2），埋深较大，除局部受地形影响外，整体由北东向南西底板埋深逐渐增大，变化具规律性且稳定。主矿体顶板标高为1034.92～1111.07m，底板标高为1034.02～1102.45m，顶、底板标高变化不大，产状平缓，整体由北东向南西缓倾斜。
表2 纳岭沟铀矿床矿体埋深及标高统计


2.6　矿石特征
纳岭沟铀矿床矿石为砂岩类矿石，主要为疏松、较疏松的浅灰色、灰色长石砂岩和长石石英砂岩。以中粒、粗粒砂岩为主，矿石中碎屑含量高，占全岩总量的90%以上，碎屑成分以石英为主，其次为长石；黏土矿物主要以杂基形式存在，平均含量为10.3%。黏土矿物成分以蒙皂石、高岭石为主，伊利石和绿泥石次之。纳岭沟铀矿床铀的存在形式为两种：吸附态和铀矿物，以吸附铀为主，在电子显微镜下含矿碎屑岩中的黏土矿物普遍含铀。铀矿物主要为铀石、沥青铀矿（图4，图5）。

图4 石英（Q）、绿泥石（Chl）、黄铁矿（Py）共生的沥青铀矿（Pit）


图5 TiO2颗粒，铀石（Coff）包裹的灰色内核为钛铁矿（Ilm）

3　主要成果和创新点
3.1　主要成果
1）纳岭沟铀矿床是在鄂尔多斯盆地北部发现皂火壕特大型砂岩铀矿床之后，落实的又一个大型可地浸砂岩型铀矿床，是我国在沉积盆地中铀矿找矿的又一个重大突破。按地浸砂岩型铀矿一般工业指标估算，矿床达到了大型规模，矿体产出较集中，其中主矿体近万吨[5]。
2）从2012年6月开始，中核集团地矿事业部部署核工业北京化冶研究院等单位开展地浸试验，选择较为经济的CO2+O2的浸出工艺，开展了纳岭沟铀矿床地浸开采现场条件试验，到2013年3月，浸出液铀浓度达到了74mg/L以上，平均42mg/L。2014年完成地浸开采的现场条件扩大试验，试验结果表明，纳岭沟铀矿床基本具备矿砂建设条件，CO2+O2浸出工艺试验取得圆满成功。
3）大致查明了矿床水文地质特征。含矿含水层稳定顶板为同组洪泛沉积的泥岩，平均厚20.4m；含矿含水层平均厚124.1 m，厚度大，对地浸开采不利，但矿体上部与下部存在局部隔水层，具一定规模，连续性较差。矿体上部局部隔水层以泥岩为主，下部局部隔水层以钙质砂岩为主。
4）基本查明了矿床古层间氧化带发育特征。古层间氧化带总体呈近南北向、北东－南西向展布，发育规模较大，古氧化距离为20～40km（不含剥蚀区），最大埋深达730m，一般在200～500m之间。古层间氧化带前锋线呈近东西向展布于矿床南部。
5）基本查明了矿体的空间展布形态、规模、厚度、品位及变化特征。主矿体形态简单，平面上呈北东－南西向带状展布，长约5500m，宽200～1700m，矿体相对稳定，连续性较好，平均厚度为3.58m，平均品位为0.0771%，平均平米铀量为6.11kg/m2；剖面上产于古层间氧化带下部，呈板状、似层状，产状平缓。
6）基本查明了矿石类型、物质组分、化学成分、铀存在形式等。矿石以中粒、中粗粒、粗粒砂岩为主，少见钙质砂岩矿石，偶见泥岩矿石。矿石工业类型以特征矿物含量低的含铀碎屑岩矿石为主；矿石矿物成分基本保持了围岩的主要成分；铀以吸附态为主，铀矿物以铀石为主，见少量的晶质铀矿、沥青铀矿、铀钍石、方钍石及次生铀矿物，多呈分散吸附态分布于泥质、有机质及黄铁矿周边。
3.2　主要创新点
1）进一步完善了鄂尔多斯盆地北东部铀成矿模式。纳岭沟铀矿床铀成矿作用与皂火壕矿床基本相同，但又具有其特殊性。
首先，纳岭沟铀矿床处于伊盟隆起北部，河套断陷形成之后含矿砂体未出露地表，无含氧水的补给，不具备皂火壕铀矿床后期二次氧化作用铀的再富集阶段。
其次，矿床南部存在泊江海子断裂，该断裂形成于加里东期，燕山末期终止活动，为一多期继承性活动断裂。纳岭沟铀矿床的成矿时期为晚白垩世—始新世中期（测得成矿年龄为（84±1）Ma、（61.7±1.8）Ma、（56.0±5.2）Ma、（38.1±3.9）Ma，核工业北京地质研究院）。因此，该断裂既是下部还原气体上升的通道，也是盆地北缘地下水的局部排泄源，在盆地北部形成完整的地下水补－径－排系统，对层间氧化带发育及铀成矿具控制作用。
第三，据纳岭沟铀矿床3个水文孔水质分析结果，在抽水过程中目的层地下水pH 值在7.00～7.60之间，平均为7.37，呈中性—弱碱性；对矿层定深取样进行水质分析，地下水中pH 值在8.90～13.30之间，平均值为10.15，呈碱性，据此推测纳岭沟铀矿床含矿含水层地下水垂向上自上而下具酸性—中性—碱性的分带性。下部层位上升的还原性气体与蚀变云母析出的Fe3＋在云母解理间形成球状黄铁矿，同时，在碱性环境下，部分石英熔融，在黄铁矿边缘形成铀矿物，即铀石。其分布直接受蚀变黄铁矿、黑云母控制。
因此，纳岭沟铀矿床的铀成矿作用可分为预富集阶段、古层间氧化作用的酸性成矿阶段、古层间氧化带碱性成矿阶段、后期还原改造保矿阶段。
2）建立了含矿目的层直罗组等时地层格架，重建了沉积体系域。矿床内直罗组下段下亚段以辫状河沉积为主，向下游依次过渡为辫状河分流河道及曲流河沉积。下亚段为低位体系域发育的辫状河沉积，早期沉积一套砂质砾岩，中晚期为一套多旋回叠加的厚大砂体。直罗组下段上亚段在矿床内为辫状河—辫状河三角洲沉积，与盆地北东部存在较大差异[7]。
4　开发利用状况
纳岭沟铀矿床（N21—N88线）地浸开采的预可行性研究已基本完成，采用“二氧化碳加氧气”的浸出工艺已获得成功，2014年已经基本具备大型铀矿山的建设条件。
5　结束语
由于纳岭沟铀矿床直罗组下段砂体厚度大，而砂体中存在厚度较薄的泥岩隔挡层，对地浸工艺试验起到了关键性的作用，因此，加大对泥岩薄层分布规律、连续性等的研究，划分矿床铀资源分布状况，有助于合理规划开采单元。
纳岭沟铀矿床资源储量已达到大型铀矿床规模，且矿体的连续性较好，但在矿体边部和矿床外围控制程度较低，尤其在主矿体南部、北部砂砾岩中已发现多个工业铀矿孔，对矿体的展布规模还未控制，矿体还未封边，具有向多个方向延伸的可能。因此，随着勘查工作的继续及对矿体控制程度的提高，纳岭沟铀矿床有望发展为特大型可地浸砂岩型铀矿床，铀资源潜力巨大。
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[5]苗爱生，王佩华，等．内蒙古达拉特旗纳岭沟铀矿床（N21—N88号线）详查地质报告[R]．核工业二〇八大队，2013:46-10.
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我国铀矿勘查的重大进展和突破进-—入新世纪以来新发现和探明的铀矿床实例

[作者简介]苗爱生，男，1967年生，博士，研究员级高级工程师。1993年参加工作，长期从事铀矿地质勘查，现任核工业二〇八大队地勘二处处长。承担的重大项目曾获国家科学技术进步二等奖，国防科学技术进步一等奖、二等奖，中国核工业集团公司铀矿找矿一等奖、二等奖，2007年度“全国十大地质找矿成果”，2013年度“全国十大地质找矿成果”。第十届中国青年科技奖和第十届中国青年地质科技奖金锤奖获得者。