1、书书书第 卷第期 年月铀矿冶 收稿日期：基金项目：河南省财政地质勘查资金项目资助（豫国土资发 号）第一作者简介：司建涛（），男，河南新郑人，硕士，高级工程师，主要从事非洲固体矿产资源勘查和区域资源潜力评价工作。坦桑尼亚鲁乎乎盆地砂体放射性特征及铀资源潜力分析坦桑尼亚鲁乎乎盆地砂体放射性特征及铀资源潜力分析司建涛，曹杰，白德胜，曹义甲，孙进，冯攀（河南省地质矿产勘查开发局第二地质矿产调查院，河南 郑州 ）摘要：鲁乎乎盆地东部斜坡带砂体发育且厚度较大，具备形成层间氧化带砂岩型铀矿的空间条件。鲁乎乎盆地具备二元结构，通过地质、伽马总量测量，研究了该区地层、岩性及构造发育特征，并圈定了多个放射性异常靶
2、区；通过伽马能谱综合剖面及地表工程进行异常查证，确定了、和为有利的异常区。通过进一步的研究和勘查工作，鲁乎乎盆地具备发现中大型砂岩型铀矿床的潜力。关键词：鲁乎乎盆地；砂体；放射性；铀资源；坦桑尼亚中图分类号：文献标志码：文章编号：（）：坦桑尼亚最具潜在勘探价值的铀矿资源是位于坦桑尼亚西南部卡鲁（）系的砂岩型铀矿化。坦桑尼亚能源矿产部向外国公司签发的铀矿探矿许可证大多分布在坦桑尼亚南部的晚古生界代早中生界代塞卢斯盆地卡鲁系砂岩区，以及坦桑尼亚中部的前寒武纪基底区的干盐湖，勘查表明上述地区的铀矿资源较为丰富。年，坦桑尼亚能源矿产部颁发姆库居河（）采矿证，揭开了坦桑尼亚铀矿开采的序幕。河南省地矿局第
3、二地质矿产调查院于 年在坦桑尼亚西南部开展铀资源选区评价工作，通过区域成矿条件和放射性异常特征分析，选取鲁乎乎盆地开展了地质调查和评价工作。鲁乎乎盆地位于坦桑尼亚西南部，研究区位于鲁乎乎盆地东部斜坡带内，砂体发育且厚度较大，具备了形成层间氧化带砂岩型铀矿的空间条件。笔者通过地质、伽马总量测量工作，对鲁乎乎盆地东部斜坡带内矿体发育进行了研究。研究区地质特征鲁乎乎盆地大地构造位置位于乌宾迪活动带（）与乌萨加兰活动带（）的接触部位（图），盆地的东北部分位于乌萨加兰活动带内，西南部分位于乌宾迪活动带内。该盆地是在元古代乌萨加兰群的深变质岩及花岗岩山系中发展起来的晚古生代早中生代山间盆地，盆地 轴 向
4、呈 北 东南 西 向，长 约 ，宽 约 ，面积约 。地层特征研究区位于鲁乎乎盆地东部北东抬起、向南西倾伏的单斜构造上，大面积分布元古代乌萨加兰深系变质岩及花岗岩、石炭三叠纪卡鲁系碎屑沉积岩和新近纪沉积的红层等，构成了鲁乎乎盆地的基底和盖层。研究区地层整体倾向为西、南西和北西向，产状较平缓，倾角一般为 ，局部受构造影响发生倒转。构造特征研究区内表层大面积为第四系松散沙土及冲洪积物覆盖，构造性质较难辨识，地质测量和遥感构造解译中可分辨的规模较大的断裂构造主要由构造活动导致的差异升降形成，地表表现为以河谷洼地为主的负地形。图坦桑尼亚地质构造简图 研究区砂体特征根据铀元素随地下水的迁移距离、沉积环境中
5、的还原介质发育情况等因素，将研究区东部伽马异常范围内顶底板有稳定泥岩或泥质粉砂岩隔层的厚层砂岩，作为寻找砂岩型矿的目标砂体，并进行重点查证。根据钻孔揭露情况，研究区内卡鲁系碎屑沉积厚度大，盆地基底埋藏较深，整体超过 ；区内发育多层厚大的砂体，并具厚层泥岩夹层（图），研究区内主要表现为河流相三角洲相交替出现，并夹有漫滩沼泽相。（）红褐色中细粒砂岩夹灰白色细粒砂岩；（）红褐色中粗粒砂岩夹灰白色细粒砂岩；（）红褐色中细粒砂岩中的棕灰色泥岩；（）褐红色粗粒砂岩。图砂岩出露特征 铀矿冶第 卷 砂体在垂向上的划分因受岩性岩相因素的影响，钻孔中揭露的岩性差异较大，以砂岩层中泥质岩夹层作为划分砂体的依据，从上
6、而下大致划分为 层砂体（图）。图研究区卡鲁系砂岩综合柱状图 砂体在平面上的变化砂体在平面上的变化受河道发育方向影响。钻孔主要揭露不等厚层状砂岩，泥质岩夹层较多，由北西到南东砂体由厚变薄，泥质岩夹层增多。由此可知，河流发育中心沿盆地轴心，整体由北东向南西方向发育。砂体岩石物质成分为鉴定岩石的结构、构造、矿物成分及确定岩第期司建涛，等：坦桑尼亚鲁乎乎盆地砂体放射性特征及铀资源潜力分析石名称，在盆地内部、盆缘位置以及探矿工程中采集了具有代表性的岩（矿）石，采样位置一般位于覆盖层下 。研究区的砂岩层主要由不同粒级的长石石英砂岩组成（图、表），其中砂岩由砂和填隙物组成，属于颗粒支撑类型，孔隙式胶结，点
7、接 触。砂 岩 分 选 中 等，以 中 砂（粒 径 ）和粗砂（粒径 ）为主，细砂（粒径 ）量较少；多为次圆状，少量为次角状。砂岩成分主要是石英、长石和岩屑，其中石英质量分数为 ，长石质量分数为，岩屑质量分数为，填隙物质量分数为，重矿物质量分数小于。表砂岩中矿物成分统计 样品编号石英长石岩屑重矿物填隙物胶结类型定名 微量孔隙式中粒长石石英砂岩 微量孔隙式含砾中粒岩屑长石砂岩 微量孔隙式细粒长石石英砂岩 孔隙式细中粒长石石英砂岩 孔隙式中细粒长石石英砂岩 微量孔隙式中粗粒长石石英砂岩 微量孔隙式细中粒岩屑长石砂岩 微量孔隙式细粒长石石英砂岩 微量孔隙式粗中粒长石石英砂岩 微量孔隙式细中粒长石石英砂
8、岩 微量孔隙式细粒长石岩屑砂岩 微量孔隙式粗粒长石石英砂岩 微量孔隙式中细粒长石石英砂岩 微量孔隙式中粒长石石英砂岩 微量孔隙式中粒长石石英砂岩 微量孔隙式细粒长石石英砂岩 微量孔隙式粗中粒岩屑长石砂岩 孔隙式中细粒长石石英砂岩 孔隙式粗中粒长石石英砂岩平均 研究区铀成矿条件分析 构造条件研究区所在的鲁乎乎盆地属于低山丘陵区，海拔 一 般 小 于 ，相 对 高 差 一 般 小 于 ，总体上北东高、南西低，形成由北东向南西的大斜坡，盆缘断裂构造为地下水形成提供了开启窗口，该断陷盆地是形成水成铀矿的有利构造环境。岩性岩相条件铀成矿目的层卡鲁系古河谷的河床沉积分布于东部沿盆地轴心，主要是灰色砂和细砾
9、岩，河漫滩相通常是砂与粉砂泥的薄层互层，湖盆沉积在西部，主要为灰色的粉砂岩、泥岩互层并含煤层。水动力条件研究区位于盆地东北部，从盆地东北地下水渗入补给，到盆地近北西向的中央大断裂减压排泄，构造了完整的自流地下水补径排水动力系统。铀矿冶第 卷从新近纪（）红层直接覆盖在卡鲁超群（）上。可以看出，盆地缺失地层，长期的沉积间断是渗入型地下水形成层间氧化带的有利条件。古气候条件鲁乎乎盆地一直处于干旱或半干旱的荒漠地形地貌卡鲁超群沉岩期，总体上保持了温暖潮湿气候，原生岩石为灰色，有利于大气中的氧进入成矿目的层，并形成层间氧化带。成岩后期曾断续存在的短暂干旱化导致在岩层中出现杂色岩石（如红色灰白色、斑杂色砂
10、岩、紫红色泥岩等），成岩后期气候环境对铀成矿具有一定影响。岩石地球化学分带目前研究区内仅发现地表氧化带、潜水氧化带和层间氧化带，铀矿化的过渡带、原生还原带有待进一步研究发现。铀源条件研究区地下水上游的盆地蚀源区分布着强烈变质岩及侵入花岗岩，这些变质岩和花岗岩是盆地陆相沉积的物质来源及铀源体。对盆地周边的变质岩系岩石进行的放射性测量显示，伽马总量一般为 ，平 均 为 。野外采样及室内分析结果显示，盆地边缘蚀源区 岩 石 的 铀 质 量 分 数 为 ，黑云石英片岩的铀质量分数较高，二长片麻岩的钍铀比值较高（钍铀比为 ），反映出蚀源区的岩石特别是二长片麻岩古铀含量较高且严重亏损流失，表明盆地铀源主要
11、来自二长片麻岩等岩石。地球物理特征及异常查证伽马测量使用 型数字辐射仪，伽马能谱测量使用 型便携式微机四道能谱仪，仪器准确性由河北省石家庄市国防科技工业 二级计量站标定。地球物理特征研究区内开展了:万伽马总量测量工作（图），通过对伽马总量测量数据进行整理和计算，得出全区伽马背景值为 ，伽马背景值标准偏差为 ，进一步划分出不同级的放射性异常场（表表）。图研究区伽马总量测量等值线图 综合盆地沉积环境特征及盆地水动力条件，认为盆地东部砂岩含水性及渗透性良好，铀元素易随古水流向沉积中心迁移，泥碳、有机质等吸附介质较丰富，更有利于铀的富集。第期司建涛，等：坦桑尼亚鲁乎乎盆地砂体放射性特征及铀资源潜力分析
12、表研究区伽马总量场的分级 场级伽马总量场值范围 低场 偏低场 正常场 偏高场 高场 异常场 表研究区各类岩石放射性统计 岩性特征伽马总量 中细粒砂岩 含砾粗砂岩 风化壳 第四系冲积物、坡积物 异常查证研究区伽马值分布较均匀，低场区主要集中在研究区北部和中部，其中北部低场区成带状分布，主要由第四系沉积物覆盖层较厚导致；中部低场区成椭圆状零星分布，地表主要为松散状氧化砂岩出露，长期受雨水影响，造成观测值偏低。正常场区广泛分布于研究区，其主要为不同粒级的砂岩和第四系坡积物覆盖等。高场区呈条带状近南北走向，主要分布于不同粒级的砂、泥岩层（褐红色氧化带为主）、河流两侧冲积物及其形成的沼泽地内。根据计算出
13、的异常下限，可将研究区域划分出、和 异常场区（图）。异 常 区 位 于 研 究 区 东 北 部，呈“椭 圆形”，南北向为其长轴方向，长为 ，东西向最宽为 ，面积为 。该区地层主要以褐红、褐黄色粗粒长石石英砂岩、灰白色细粒长石石英砂岩和青灰色泥质粉砂岩为主，探槽内褐红色粗粒长石石英砂岩与泥岩的接触部位放射性异常较明显，伽马值为 。从伽马能谱综合剖面（图）可以看出，钍元素含量高于铀元素，推测该处深部存在铀元素的亏损和迁出，地表向下放射性异常较稳定。图异常查证区地质放射性测量综合剖面图 铀矿冶第 卷异常区位于研究区东部、异常区南部，呈“纺锤形”，南北向长为 ，东西向最宽为 ，面积约 。岩性主要为褐红
14、色、斑杂色中粒长石石英砂岩，伽马能谱剖面测量显示，伽马最高值为 ，高值异常与地表斑杂色砂岩位置对应较好，能谱剖面上铀放射性数值高于钍放射性数值，说明伽马异常主要由铀引起。浅井揭露主要为灰白色中粒长石石英砂岩，浅井编录显示伽马最高值为 ，放射性异常向深部整体呈升高的趋势。总体来看，地表放射性异常，深部可能存在铀矿化富集。异 常 区 位 于 研 究 区 东 南 部，呈“椭 圆形”，南北向为其长轴方向，长为 ，东西向最宽为 ，面积约 。地表坡积物和浮土覆盖严重，探槽揭露岩层以浅灰、灰白、斑杂色细粗粒长石石英砂岩为主，剖面放射性总量值最高达 ，探槽剖面伽马测量值高值位置基本一致。伽马曲线和能谱剖面中的
15、、呈正相关关系，铀值高于钍值说明放射性异常主要由铀引起，该异常可作为进行深部验证的依据。异常区位于研究区中部，呈“倒 形”，南北 向 较 长，最 长 为 ，东 西 向 最 宽 为 ，面积约 。地表大部分为第四系沼泽覆盖，局部出露岩性主要为褐红、土黄、灰白色中粗粒长石石英砂岩，探槽揭露放射性总量为 ，高值异常对应位置为灰白、斑杂色细粒长石石英砂岩段；浅井揭露放射性总量为 ，高值异常对应位置为灰白色粗粒长石石英砂岩向泥岩的过渡地段。总体来看，随着深度的增加，放射性异常有增高的趋势；且在泥岩与砂岩的接触部位，伽马异常的增高尤其明显，当存在有机质时伽马异常明显高于其他部位。这说明有机质的存在为铀元素富
16、集提供了还原介质，对铀的富集有利。铀成矿远景预测鲁乎乎盆地具备水成铀矿的有利构造环境，在还原容量高的透水岩层中发育了层间氧化带，具有完整的自流地下水补径排水动力系统，研究表明其具有一定的岩石地球化学分带条件和良好的铀源区；同时在研究区内通过放射性测量工作，也发现了放射性异常分布面积较大、放射性总量较高、砂体厚大及泥岩隔层发育的异常区域。鲁乎乎中央断裂带为东部地下水减压区源，断裂带的西部为未变岩石带（含煤的原生 还原带）。因此，盆地的层间氧化还原过渡带（铀矿化带）应在氧化岩层的钻孔与减压带之间，该地区为盆地层间氧化带砂岩型铀矿有利区。排泄源不仅在空间上控制着区域性层间氧化带的位置及其含矿性，而且也决定着其在时间中的位置，排泄源可看作形 成 后 生 铀 矿 床 和 其 他 伴 生 矿 产 的 聚 矿构造 。因此，鲁乎乎盆地具备良好的铀成矿条件，其成矿远景区位于鲁乎乎东部的排泄源区，即推测层间氧化带前锋线附近（图），同时具有放射性异常的区域也具有一定的工作价值。蚀源区；盆地界线；河流；推测层间氧化带前锋线；推测远景区；钻孔；城镇；研究区。图鲁乎乎盆地砂体分布特征 第期司建涛，等：坦桑尼亚鲁乎