1. 伊犁河的自然資源
水資源
新疆境內的伊犁河流域形似向西開口的三角形，有3條自西向東逐漸收縮的山脈，北為天山北支婆羅科努及伊連哈比爾尕山段，南為天山南支哈爾克及那拉提等山段，中為山勢較低的克特綿、伊什格里克等山段。北部和中部山段之間為伊犁河谷與喀什河谷，南部和中部山段之間為特克斯河谷與鞏乃斯河谷。因向西開口，全流域處於迎風面，降水豐富，谷地年降水量約300毫米，山地年降水量500～1000毫米。集水區內山地面積佔68%，是徑流豐富的重要原因。由於降水豐富，山地能自然形成植被，低山緩坡還能經營旱地農業，河谷平原的農田與林帶則需要補充灌溉，但耗水不多。
伊犁河流出國境的年徑流量約130億立方米。因流域范圍處於天山最高峰地區，故降水多，流量豐富，落差也大，水能蘊藏量700多萬千瓦，佔新疆水能蘊藏總量21%，如全部開發，每年可得電能620億度。開發條件好的水力地址有30多處，可裝機300萬千瓦，佔新疆開發條件好的水力資源30%。 其他資源
由於降水豐富，山地能自然形成植被，低山緩坡還能經營旱地農業，河谷平原的農田與林帶則需要補充灌溉，但耗水不多。伊犁河流出國境的年徑流量約130億立方米，水能蘊藏量700多萬千瓦，佔新疆水能蘊藏總量的21%，如果全部開發，每年可得電能620億千瓦小時。伊犁河流域植被覆蓋率為新疆最高的地區，平均覆蓋度達到90%。低山帶為優質春秋草場，中山帶為茂密雲杉林，高山帶為優質夏季草場。流域內礦產資源豐富，已發現的有遠景的礦產有20多種，分布於60多處。煤礦分布於伊寧、察布查爾、尼勒克、特克斯、昭蘇等地，其中，侏羅系煤層分布廣，儲量大，質量好。鐵礦主要集中於新源和昭蘇，儲量2000多萬噸，大部分為工業儲量。此外，昭蘇的錳、尼勒克的銅、鉛、特克斯的銅、伴生的鈦礦和伊寧的釩礦、鋁土、火粘土、石英砂、砂金及白雲母等礦產在流域內分布廣泛。
2. 新疆蒙其古爾特大型鈾礦床
張占峰王果蔣宏任滿船文戰久康勇李彥龍
（核工業二一六大隊，新疆烏魯木齊830011）
[摘要]蒙其古爾鈾礦床是「十一五」期間伊犁盆地南緣鈾礦找礦勘查的重要成果，礦床的發現和勘查經歷了預測評價、鑽探查證、成礦規律深化和再認識、礦體控制和資源量擴大等階段，是成礦理論完善和找礦勘查實踐相互促進、共同深化的典型範例。一系列的勘查和科研工作仍在進行中，控制和預測資源量有望達到超大型規模。該礦床資源儲量規模大，具備較好的地浸開采條件，「十二五」期間已經列為大型地浸鈾礦山的重點建設項目。
[關鍵詞]蒙其古爾；特大型鈾礦床；鈾礦勘查；地浸
蒙其古爾特大型鈾礦床位於新疆察布查爾縣境內，是繼庫捷爾太、扎吉斯坦和烏庫爾其鈾礦床後在伊犁盆地南緣落實的第四個可地浸砂岩型鈾礦床。
1發現和勘查過程
蒙其古爾鈾礦床最早發現於20世紀50年代中後期，60年代至90年代勘查停滯。2000年至2013年，核工業二一六大隊在蒙其古爾地區開展了系統的鈾礦找礦勘查，先後有大調查和地勘費項目在蒙其古爾地區發現工業鈾礦化；隨後以「攻深追控、多層同步、分段勘查」的總體工作思路開展了普查和詳查工作，目前礦床已達到特大型規模。
1.1煤岩型鈾礦勘查
20世紀50年代中後期至60年代中期，原二機部519大隊在伊犁盆地南緣開展了1∶2000愛曼詳測，首次發現了蒙其古爾地區煤岩型鈾礦化，1963年完成礦床（510礦床）詳勘工作，累計投入鑽探工作量88079m，同時開展了伽馬測井、地球物理測井、槽探、岩礦心放射性編錄及抽水試驗。大部分鑽孔分布於礦區南部控盆F1斷裂的兩側且只揭露到第八煤層底板，僅少數鑽孔揭穿了西山窯組。在煤岩型鈾礦勘查過程中，於1958年在西山窯組下段發現了砂岩型鈾礦化信息，但未進一步工作。1964年，提交了最終儲量報告，煤岩型鈾資源量達到大型規模。
1.2砂岩型鈾礦勘查
1.2.1成礦預測與鑽探查證
20世紀80年代末期，伊犁盆地作為尋找北方中新生代盆地中大型可地浸砂岩型鈾礦床的突破口，開展了大量的「產學研」相結合的鈾礦勘查工作，對蒙其古爾地區砂岩型鈾礦成礦地質條件和成礦遠景做了分析和研究。原519大隊已在蒙其古爾地區西山窯組下段砂體中發現的砂岩型鈾礦化信息，對該地區的後期地浸砂岩型鈾礦找礦工作起到了很重要的作用。
2000～2002年，以伊犁盆地中西段遠景調查（國土資源大調查項目）為支撐，核工業二一六大隊在蒙其古爾地區開展了砂岩型鈾礦找礦勘查，其中ZK A5612、ZKA560和ZK202在蒙其古爾地區揭露到三工河組（J1s）及西山窯組下段（J2x1）工業鈾礦化。與此同時，扎吉斯坦鈾礦床第Ⅴ旋迴16～7號線勘探項目在蒙其古爾地區布置了3個鑽孔，其中ZK4101、ZK2701孔發現了西山窯組上段（J2x3）工業鈾礦化，初步揭示了蒙其古爾特大型鈾礦床多層位產出的特點[1,2]。
1.2.2礦床勘查和成礦理論深化
2003～2004年，核工業二一六大隊承擔中國核工業地質局下達的項目，在伊犁盆地南緣中西段開展鈾礦預查工作，對蒙其古爾地區三工河組（J1s）和西山窯組（J2x）鈾礦化進行了系統探索，初步推測出3條工業鈾礦帶，估算鈾資源量達到小型規模。
2005～2007年，中國核工業地質局在蒙其古爾礦床P0～P55線部署普查工作。按照「探索、擴大和控制」的原則，以137°勘探線方向、400m×（400～200）m的基本間距部署工程。開設7條勘探線，投入鑽探工作量30950m，施工鑽孔51個，開展了地浸水文地質條件評價和礦體放射性平衡破壞規律研究，估算資源量接近大型鈾礦床規模[3]。
2008～2012年，按照「控制和落實」的原則，分別在PO～P31線和P35～P55線兩個地段開展詳查，以137°勘探線方向、200m×（200～100）m的基本工程間距布置鑽孔204個，累計投入鑽探工作量133763m，進一步查明了礦床地浸條件和礦體放射性特徵，累計控制資源量接近特大型鈾礦床規模[4,5] 。
2011年以來，以核工業天山鈾業公司為投資主體，在P0～P55線間分區塊陸續開展了勘探，已累計投入鑽探工作量59870m，施工鑽孔126個。
P0～P55線詳查結束後，控制礦體數增加到6個，資源量較普查增長一倍。成果的取得得益於對蒙其古爾礦床地質特徵和成礦規律的深入研究，尤其是認識到層間地下水側向氧化作用形成「雙礦帶」和「溢流」作用形成三工河組上段工業鈾礦體的成礦規律，指導了礦床的快速擴大。同時，P0～P55線詳查研究成果和認識應用到P0線以西普查和P55線以東探索工作中也取得較好的效果。
1.2.3深部勘查和外圍擴大
2006～2007年，伊犁盆地鞏留凹陷鈾資源評價項目率先在蒙其古爾礦床P55線以東的郎卡地區開展鑽探查證工作，在800m深度揭露到三工河組工業鈾礦化，通過分析認為揭露的鈾礦體極有可能是蒙其古爾礦床鈾礦體向東的延續，緊緊抓住「深部富礦、多層成礦、變形構造」等關鍵因素，工業鈾礦帶長度由此擴大到2.8km[6]。以此為依據，2008年在郎卡地區實施了錸礦預查（新疆維吾爾自治區資源補償費地質勘查項目），投入鑽探工作量2141m，新增了部分鈾資源量[7]。
2009～2012年，以勘查項目為支撐，核工業二一六大隊在蒙其古爾礦床P0～P55線外圍陸續投入鑽探工作量5300餘米，資源量進一步得到落實和擴大。
2013年，在蒙其古爾礦床P0線以西開展鈾礦普查，以137°勘探線方向、400m×200m的基本工程間距部署13條勘探線，投入鑽探工作量15280m，施工鑽孔37個，估算資源量（333+3341）達小型鈾礦床規模，證實PO線以西鈾礦體與P0～P55線鈾礦體是連續產出的。與此同時，以伊犁盆地蘇東布拉克地區鈾礦預查項目為支撐，以郎卡地區找礦成果為依據，繼續向東探索鈾成礦條件和潛力，陸續施工了L2004、L2014和L4014，發現西山窯組下段工業鈾礦化，礦帶規模再次由郎卡地區東擴2km。
2礦床基本特徵
2.1地層
中新生代蓋層不整合覆蓋於石炭系或二疊系中酸性火山岩、火山碎屑岩之上，缺失三疊系和上侏羅統。自下而上依次由中下侏羅統水西溝群（J1-2sh）陸相含煤碎屑岩沉積、中侏羅統頭屯河組（J2t）河流相沉積、白堊系（K）和古近系（E）紅色碎屑岩建造和第四系（Q）沖洪積物組成，鈾礦化賦存於潮濕氣候條件下形成的中下侏羅統水西溝群含煤碎屑沉積建造中，其中主含礦層位為三工河組和西山窯組，具有泥—砂—泥（煤）互層沉積特徵。以沉積韻律特徵為依據，將水西溝群自下而上劃分為第Ⅰ—Ⅶ沉積旋迴（圖1）。
三工河組（J1s）：對應於水西溝群V1亞旋迴—
西山窯組（J2x）：對應於水西溝群
2.2構造
蒙其古爾礦床位於伊犁盆地南緣斜坡帶東段構造相對活動區內，屬於次級構造單元扎吉斯坦向斜東南翼的組成部分，該向斜整體上呈東、西、南三面翹起，向北東方向敞開的屜狀向斜構造形態，向斜的軸部位於扎吉斯坦河河谷地段，傾向45°～48°，傾角6°～8°（圖2）。
鑒於地層、構造和水文地質特徵的差異，以F3斷裂為界，將扎吉斯坦向斜劃分為東西兩個構造單元。西構造單元產出扎吉斯坦礦床，東構造單元產出蒙其古爾礦床。其中東構造單元盆緣中生代地層與古生代地層多呈斷層接觸，含礦建造埋深大於西構造單元。礦床總體上夾持於F3斷裂和控盆F1斷裂之間，礦區范圍內，中生代地層呈向北東傾的單斜產出，產狀相對平緩，傾角3°～9°，平均為6°。受盆緣逆沖作用，礦區東南邊緣中生代地層翹起，直立甚至倒轉，局部古生代地層逆沖於中生代地層之上。
圖1 蒙其古爾地區地層綜合柱狀圖
圖2 蒙其古爾地區地質簡圖
1—古近系；2—白堊系；3—侏羅系；4—石炭系－二疊系；5—煤岩；6—燒結岩；7—泥岩；8—砂岩；9—地質界線；10—斷裂及編號；11—推測斷層；12—水系；13—補給區地表水流向；14—徑流區地下水流向
2.3水文地質特徵
（1）地下水補徑排體系
中下侏羅統水西溝群碎屑岩類孔隙裂隙水構成礦床的主要成礦地下水。由南部蝕源區補水、礦區徑流、盆內排泄構成完整的地下水補徑排體系，具體的排泄區或局部排泄源位置尚未能完全查清。
礦床地下水主要來源於西南部扎吉斯坦河上游的入滲水，補給區侏羅系露頭面積752000m2，補給海拔1320～1450m。河水流量在補給區平均損失68976m3/d，屬於開啟型水動力窗口。F1斷裂在P0～P47線間構造破碎形成水動力窗，水西溝群出露地表面積360000m2，補給海拔1322～1552m，蒙其古爾溝等河水入滲量約289m3/d。
礦區內地下水徑流范圍位於F1和F3兩條阻水斷裂之間，主要流向為47°，侏羅紀地層呈3°～9°向北東方向緩傾，水力坡度為0.02～0.20，地下水流速為0.01～0.11m/d，導水系數0.47～42.78m2/d，水位埋深一般在－50.28～110.26m之間。
（2）水文地球化學特徵
從盆地南緣補給區到盆地內部，入滲補給水中的H CO3參與絡合離子
圖3 蒙其古爾鈾礦床P0～P55線地下水水化學
1—斷層；2—河流；3—泉及編號；4—水文孔及編號；5—水井及編號；6—地下水流向；7—水化學類型；8—水化學類型分界線
表1 蒙其古爾鈾礦床P0～P55線水文地球化學分帶參數
（3）地浸開采水文地質條件
礦床補徑排體系完整，含礦含水層厚度適中，各含礦含水層頂、底板隔水層厚3.57～18.22m，總體較為穩定。三工河組含水層J1s1 和J1s2 之間的隔水層在27～55線南段存在普遍缺失現象，缺失面積較大；主含礦含水層三工河組和西山窯組下段滲透系數分別為0.32～1.28m/d和0.21～0.68m/d，滲透性能較好；礦床內地下水水位埋深淺，為5.89～110.26m，承壓水頭高度為195.14～548.10m；礦體賦存地段地下水礦化度低，總體呈中性，氧化還原電位均大於0。礦床水文地質條件總體適於地浸開采[4～5]。
2.4層間氧化帶及鈾礦體
蒙其古爾地區共發育4層規模較大的層間氧化帶和砂岩型工業鈾礦體，分別賦存於三工河組下段、三工河組上段、西山窯組下段和西山窯組上段砂體中。在復雜的地下水「雙通道的補水」和「層間溢流」補徑排體系作用下，礦床范圍內各含礦含水層不僅發育一個層間氧化帶和鈾礦體，而且在平面上，各層間氧化帶前鋒線呈蛇曲狀或港灣狀展布，互有交叉和疊置，有的分為南、北兩段，有的分為東、西兩段。受層間氧化帶發育形態控制，礦體形態各異，各層位礦體平面上互相疊置，空間關系較復雜。三工河組下段、三工河組上段和西山窯組下段均發育南、北兩個礦帶，西山窯組上段礦帶分為東、西兩個礦帶（圖4）。
圖4 蒙其古爾地區砂岩型鈾礦綜合成果
1—第四系；2—二疊系烏郎組；3—燒結岩；4—煤層及編號；5—不整合界面；6—整合或侵入接觸界線；7—河流；8—逆斷層、性質不明斷層、推測斷層及平移斷層；9—三工河組下段層間氧化帶前鋒線及鈾礦帶；10—三工河組上段層間氧化帶前鋒線及鈾礦帶；11—西山窯組下段層間氧化帶前鋒線及鈾礦帶；12—西山窯組上段層間氧化帶前鋒線及鈾礦帶；13—已預查、普查、詳查、勘探區
工業鈾礦體平面上產出在層間氧化帶前鋒線前後50～800m范圍內，一般在300m范圍以內。三工河組下段鈾礦體形態為卷形產出特徵，工業鈾礦體主要由卷頭部分構成，多呈長頭短翼形態產出，翼部礦體不太發育；三工河組上段北礦帶在含礦流體溢流作用下形成了品位高、厚度大的富大礦體，同時，礦體形態復雜，剖面上總體呈環形的卷狀產出；西山窯組下段工業礦體有少量短頭長翼的卷狀形態，大部分地段缺失卷頭，翼部礦體的增多導致礦體面積增大；西山窯組上段發育大規模鈾礦化而工業鈾礦體少，礦體多為板狀和透鏡狀，分布較零亂。
層間氧化帶和鈾礦帶總體長度大於10km，勘查程度不一，其中P0～P55線已完成詳查工作，其他地段工作程度未及普查。PO～P55線范圍內，工業礦體長700～2800m，寬25～680m；礦體走向總體為北東向，傾角4°～8°，平均為6°；礦體埋深288.45～666.55m，西淺東深。表現為中部平緩，西部和東部產狀略陡的產出特徵（表2）。
表2 蒙其古爾鈾礦床P0～P55線礦體產出特徵統計
垂直於層間地下水徑流方向的剖面上，層間氧化帶和鈾礦體在F1、F2和F3斷裂夾持區內呈疊瓦狀排列，礦體垂向上產出位置距離層間氧化－還原界面在10m以內，大多數情況下不大於3m。層間含氧含鈾水的側向氧化－還原作用形成三工河組、西山窯組相反方向發育的兩個卷形礦體或環形卷狀礦體（圖5）。
工業礦體平均厚4.2m，平均品位0.0833%，平均平米鈾量為7.04kg/m2，最大平米鈾量可達82.59kg/m2。三工河組工業鈾礦體平均品位大於0.1%，平均厚度大於4m，富大礦體的空間分布與層間氧化帶前鋒線趨於吻合，前鋒線附近礦體品位高（＞0.2%）、厚度大（＞6m），向氧化帶一側逐漸降低，向原生岩石帶一側快速減小；西山窯組工業卷狀鈾礦體較少，部分礦體與層間氧化帶前鋒線的依存關系不很明顯，富大礦體呈團塊狀分布，礦體品位、厚度由中心向四周逐漸降低（表3）。
表3 蒙其古爾鈾礦床P0～P55線工業鈾礦體厚度、品位、平米鈾量統計
2.5礦石物質成分及鈾存在形式
利用顯微鏡、掃描電鏡、電子探針、化學分析等方法開展了礦石物質成分及鈾存在形式研究。
礦石自然類型為疏鬆砂岩型鈾礦，是在低溫條件下形成的，礦石在其礦物組成上與圍岩無明顯差別，均為硅酸鹽礦物集合體。礦石中礦物以石英、岩屑和長石為主；含少量雲母、黃鐵礦及重礦物（磁鐵礦、鈦鐵礦）。黏土礦物主要有高嶺石、伊利石、伊矇混層、蒙脫石及綠泥石。
取自不同礦化層位的27個鈾礦石樣品中，有17個樣品中鈾以鈾礦物、分散吸附和類質同象混入物形式3種形態產出；有10個樣品中鈾呈分散吸附和少量類質同象形式存在。
圖5 蒙其古爾—扎吉斯坦礦床縱剖面
1—基底岩石；2—泥岩；3—煤層；4—氧化帶前鋒線；5—礦體；6—斷裂及編號
質同象混入物形式3種形態產出；有10個樣品中鈾呈分散吸附和少量類質同象形式存在。
鈾礦物主要產出於品位較高的礦石中，在大部分的貧礦石中也可發現鈾礦物，但含量要小得多。絕大部分樣品中的鈾礦物主要為顯微狀瀝青鈾礦（含少量再生鈾黑？），其次為水硅鈾礦和鈦鈾礦。鈾含量達2%的灰黑色含層狀炭屑粗砂岩樣品中，瀝青鈾礦呈葡萄狀分布於蜂窩狀炭屑胞腔內（圖6～圖9）[4～5]。
圖6 高品位礦石樣品中富含炭塊、炭屑和絲炭岩心
圖7 同一樣品具蜂窩狀胞腔結構，炭屑微區外貌光片，單偏光
圖8 炭屑胞腔充填大量球粒狀瀝青鈾礦，掃描電鏡明場像
圖9 單個胞腔中大量葡萄狀瀝青鈾礦，掃描電鏡明場像
2.6礦體放射性平衡特徵
P0～P55線間共施工物探參數孔14個，深入研究了礦體鐳氡放射性平衡特徵，計算修正值系數介於0.72～0.89之間，表明礦體總體偏鈾。
共採集鈾鐳放射性平衡系數樣品1758件，統計結果表明，礦層鈾鐳平衡系數無顯著差異，介於0.90～1.10之間，表明各礦層鈾鐳處於平衡狀態[4～5]。
2.7成礦年齡
取自不同賦礦層位、礦體不同部位（以卷頭和接近卷頭部位為主）的16個高品位礦石樣品的瀝青鈾礦表觀鈾成礦年齡分布於0.25～153Ma之間，206Pb/238U表觀年齡集中分布於4.1～11.5Ma之間，為蒙其古爾鈾礦床的主成礦期。選擇5個樣品進行了鈾系不平衡年齡測試，其中有3個樣品的鈾系不平衡年齡介於0.32～0.40Ma之間，對應的放射性活度比均明顯處於放射性不平衡狀態，表明瀝青鈾礦生成的時間較短，礦石年齡較小的樣品佔有一定的比例，礦床仍處於不斷富集和成長階段。
加拿大Manitoba大學Fayek教授測試了蒙其古爾鈾礦床3個礦石樣品中鈾礦物的鉛化學年齡，並由此推算了鈾礦物年齡，結果基本相同[4～5]。
2.8共、伴生礦產
Se、Mo、Re元素的富集與層間氧化作用有關，與鈾礦體在空間上擬合性較好。以組合取樣方式對鈾礦石及其圍岩開展了伴生元素Se、Mo、Re、V、Ga、Ge含量測試。分析結果表明：Mo、V、Ga、Ge僅個別樣品含量達到綜合利用指標；Se含量變化較大，難以圈連礦體；Re元素達到綜合利用指標，且具有一定的成礦規模，可在地浸開采鈾的過程中綜合開發利用。
礦床范圍內煤炭資源豐富，估算資源量較為可觀。
3主要成果和創新點
3.1主要成果
1）蒙其古爾特大型鈾礦床取得重大突破是中核集團建設「鈾礦大基地」指導思想在伊犁盆地得以落實的體現。從2000年中國地質調查局大調查項目在蒙其古爾地區取得找礦突破開始，中央財政地勘費和中核集團相繼投入超過20×104 m鑽探工作量，隨著蒙其古爾礦床的持續勘查，控制資源量不斷增加，礦床資源/儲量（333及以上類型）已達到特大型規模。
2）分地段、分區塊總體查明了蒙其古爾地區水文地質構造特徵及地下水補徑排機制，基本查明了礦床P0～P55線各含礦含水層的分布、結構、規模及埋深特徵；通過水文地質孔抽水試驗，查明了各含礦含水層的滲透系數、涌水量、承壓水頭高度、地下水pH 值、Eh值、礦化度等水文地質參數及水文地球化學參數。
3）重點在P0～P55線范圍開展了詳細的礦體放射性平衡破壞規律研究，確定了鈾鐳平衡系數和鐳氡平衡系數，為資源量估算過程中γ測井解釋結果的修正提供了可靠的依據。
4）從礦體空間構形和變異性、礦石質量、水工環條件等方面，開展了大量地浸條件分析評價工作。認為礦體產狀平緩，具有厚度大、平米鈾量高的特性，為優良資源；礦石及圍岩的物質成分適合地浸，礦石中的鈾容易浸出；隔水層分布基本穩定，含礦含水層的承壓性和滲透性高、水位埋深淺、涌水量較大，礦化度低，地浸條件好。
3.2主要創新點
（1）探采一體化勘查開發工作方法的創新
在伊犁盆地系統使用分階段、分區塊開展礦床勘查和外圍探索相結合的探礦模式，地礦深度聯合，開發及時跟進，探采一體化取得了良好的效果。
2007年蒙其古爾礦床P0～P55線普查結束時，已開始著手安排P0～P55線外圍勘查和礦山地浸試驗事宜。目前已完成P0～P31線和P35～P55線詳查，正在開展P0線以西普查和P55線以東評價及預查工作。
地浸開采試驗始於2009年並於當年取得較好的試驗結果，2013年完成了礦山「一期」工程建設。隨著P0～P55線詳查、P0線以西普查和P55線以東評價及預查工作不斷取得新成果，礦山「二期」和「三期」工程建設已列入日程安排。
（2）勘查技術手段的創新
在蒙其古爾鈾礦床勘查過程中運用車載式井中電磁流量儀和車載式井中水位儀技術，降低了水文地質孔施工成本，簡化了抽水試驗工作程序，排除了人為干擾因素，取得了更為精確的批量水文地質參數，真實反演了地下水流場，建立了「雙通道」和「溢流」成礦作用的地下水補徑排機制，為蒙其古爾鈾礦床成因研究和成礦模式建立提供了水文地質依據。
（3）成礦理論的深化創新
蒙其古爾鈾礦床的發現不僅是鈾礦找礦勘查成果的重大突破，其成礦模式也豐富了砂岩型鈾礦成礦理論，為進一步在中新生代盆地構造活動區找礦提供了一個「動中找靜」的典型實例。
該礦床無論從成礦條件、礦體特徵還是成礦模式上，均有別於伊犁盆地南緣其他礦床：蒙其古爾地區褶皺、斷裂發育的構造產出特徵成因於新構造運動以來多期次構造活動，較為強烈的構造運動為層間氧化作用提供勢能的同時，控礦斷裂產出部位及性質決定了地下水補徑排、層間氧化帶和鈾礦化發育方式和空間位置。地下水的雙補水通道和徑流模式決定了鈾的遷移路徑和有利的沉澱富集部位，構成了以「雙礦帶」和「溢流」成礦為特徵的「蒙其古爾式」成礦模式（圖10）。
（4）地浸開采工藝的創新
蒙其古爾鈾礦床P0～P31線詳查時已注意到富大鈾礦體形成於高反差的地球化學障附近，一系列的地球化學元素發生化學反應的同時形成了局部高鈣含量的礦石。針對這一礦床地質特徵，地浸試驗最終採用CO2+O2浸出工藝，浸出效果較好。
蒙其古爾礦床和層位礦體空間上呈疊瓦狀排列，目前正在開展單孔多層注浸開采工藝試驗，該方法能夠大幅度降低地浸開采過程中鑽探施工的成本。
4開發利用狀況
510地浸試驗隊於2009年6月成立，當年開始在蒙其古爾鈾礦床P0線開展地浸條件試驗。2010年4月，在條件試驗取得良好浸出效果的基礎上，進一步開展蒙其古爾礦床擴大試驗項目研究工作。現場地浸試驗採用CO2+O2浸出工藝。試驗取得了采冶關鍵技術的突破，獲得了成熟可靠的開采工藝。
按照新疆鈾礦冶大基地建設規劃，蒙其古爾地浸采鈾工程計劃按3期進行建設，其中，「一期」工程於2011年啟動，2014年試生產，2015年達產；「二期」工程於2014年啟動，2016年試生產，2017年達產；「三期」工程於2017年啟動，2019年試生產。
圖10 「蒙其古爾式」層間氧化帶砂岩型鈾礦成礦模式
1—火山岩；2—層間砂體；3—泥質隔水層；4—整合及不整合地質界線；5—層間氧化帶及鈾礦體；6—地下水流向
5結束語
蒙其古爾地區砂岩型鈾礦找礦勘查實踐過程充分體現了鈾礦找礦工作的反復性和長期性。勘查成果的重大突破得益於對成礦規律認識的提高，尤其是詳查階段成礦模式的建立對資源量持續擴大至關重要。加強生產過程中的科研工作，完善成礦理論並指導勘查是成果擴大的有力保障。
蒙其古爾礦床勘查過程中引入了淺層地震、音頻大地電磁測深物探方法，解決了控礦構造、地下水動力場研究中的部分問題，為礦床成因分析提供了支撐。同時，蒙其古爾鈾礦床地下水動力機制復雜，未能採用有效方法查明成礦流體補徑排機制，尤其是三工河組上段「溢流」成礦模式缺乏數據的支持，只停留在理論推測階段，需要在找礦技術和方法方面進一步加以創新。
蒙其古爾礦床夾持於F1和F3兩大斷裂之間，只是蒙其古爾構造單元內鈾礦帶的一部分，該鈾礦帶西起烏庫爾其，東至郎卡，礦帶長度超過10km，現已探明的烏庫爾其—扎吉斯坦—蒙其古爾3個地段，本質上是同屬一個特大型鈾礦床[1] 。構造單元內相同的構造、沉積特徵和相似的水動力體系預示著該構造單元內蘊藏著很大的成礦潛力，有待進一步勘查和研究。
參考文獻
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我國鈾礦勘查的重大進展和突破進-—入新世紀以來新發現和探明的鈾礦床實例
[作者簡介]張占峰，男，1970年出生，研究員級高級工程師。1991年畢業於華東地質學院地質系鈾礦勘查專業，2010年畢業於成都理工大學核自院核技術與應用專業，獲碩士學位。2012年以來任核工業二一六大隊副總工程師、地質科技處處長。長期從事鈾礦地質勘查及科研工作，2007年獲國家科技進步一等獎，2009年獲「全國十大找礦成果獎」、國防科技進步獎、中核集團公司找礦成果獎等。
3. 新疆烏庫爾其鈾礦床
王果張占峰王保群李細根王國榮李彥龍
（核工業二一六大隊，新疆烏魯木齊830011）
[摘要]烏庫爾其鈾礦床是在原519大隊概略評價基礎上經過各階段勘查工作提交的一個中型砂岩型鈾礦床，也是伊犁盆地南緣在中下侏羅統西山窯組上段（第Ⅶ旋迴）首個發現和探明的鈾礦床。礦床位於伊犁盆地南緣西部斜坡帶烏庫爾其微隆構造單元，屬典型的層間氧化帶砂岩型鈾礦。總體上，該礦床礦體分散且連續性差，品位偏低，現正進行現場地浸開采試驗。本文對礦床發現史、基本特徵、主要成果創新及開發利用現狀進行了論述和分析。
[關鍵詞]伊犁盆地南緣；地浸砂岩型鈾礦床；西山窯組上段；層間氧化帶
烏庫爾其礦床位於伊犁盆地南緣中西段，往東南距扎吉斯坦礦床4km，西距庫捷爾太礦床14km，是繼庫捷爾太、扎吉斯坦礦床後在伊犁盆地南緣發現的第三個可地浸砂岩型鈾礦床，也是伊犁盆地南緣鈾礦田（以下統一簡稱為「伊南鈾礦田」）首次在水西溝群西山窯組上段（第Ⅶ旋迴）發現具有一定規模的工業鈾礦[1,2]。行政區劃隸屬察布查爾錫伯自治縣管轄，距縣城直線距離約10km，礦區內交通便利。
1發現和勘查過程
該礦床發現和勘查過程大致可分為3個階段：一是以煤岩型鈾礦為主的概略評價階段，二是以地浸砂岩型鈾礦為主的地質勘查階段，三是以地浸試驗為主的礦山補充勘查階段。
1.1以煤岩型鈾礦為主的概略評價階段
烏庫爾其礦床鈾礦地質工作始於20世紀50年代。1959～1960年，原二機部519大隊在本區以大間距（4～2）km×（2～1）km）進行了概略評價，主要找礦類型為煤岩型鈾礦，施工28個鑽孔，鑽探工作量7950.3m。部分鑽孔揭露到中下侏羅統水西溝群（J1-2sh）層間氧化帶，為以後的砂岩鈾成礦預測提供了基礎資料。
1.2以地浸砂岩型鈾礦為主的勘查階段
1991～1994年，核工業二一六大隊在盆地南緣中西段開展了放射性水化學區調、砂岩型鈾礦地面綜合區調、前人資料的系統整理及成礦遠景預測評價。同期，核工業北京地質研究院、核工業二〇三研究所、核工業航測遙感中心對伊犁盆地南緣鈾成礦條件開展了專題研究。圈定烏庫爾其地區為具有良好層間氧化帶砂岩型鈾成礦潛力的Ⅰ類遠景區[3]。
1993～1995年，核工業二一六大隊與哈薩克沃爾科夫地質聯合體合作在烏庫爾其區開展了砂岩型鈾礦預查，勘查網度採用（2～4）km×（800～200）m，局部孔距達到100～50m，投入鑽探17366.6m，施工鑽孔46個，其中4個鑽孔分別在第Ⅴ和Ⅶ旋迴揭露到工業鈾礦化，初步確定烏庫爾其地段為砂岩型鈾成礦遠景區。該階段地質技術工作基本由哈方工作組完成，包括鑽探施工、地質編錄、測井、技術總結等，中方僅安排少數技術人員學習配合。因此該階段各類資料的分析整理不夠深入系統。
1996～1998年，核工業二一六大隊與哈薩克沃爾科夫地質聯合體開展技術合作，中方技術人員全程參與了各項地質工作。主要針對水西溝群西山窯組下段（Ⅴ2旋迴）砂岩型鈾礦進行了普查，鑽探施工由哈方完成（1998年核工業二一二大隊參與部分工程施工），投入鑽探工作量34206.2m，在389～549線間施工剖面14條。以（800～400）m（線距）×（200～100）m（孔距）的工程間距，在第Ⅱ、Ⅴ1、Ⅴ2、Ⅶ1、Ⅶ2、Ⅷ等層位均揭露到層間氧化帶，在429～485線控制一條工業鈾礦帶，並首次在第Ⅶ旋迴發現了工業鈾礦體。累計資源量規模為小型礦床。期間該隊與南京大學合作開展了礦石物質組分及層間流體作用科研項目研究[4,5]。
2000～2003年，核工業二一六大隊以水西溝群西山窯組上段（Ⅶ旋迴）為主要目的層，對本區開展了全面普查，鑽探工程重點集中於397～485線之間，投入鑽探工作量49051m。該階段對含礦岩系水西溝群進行了層位系統劃分，對第Ⅴ、Ⅶ旋迴沉積相進行了深入分析，提出了烏庫爾其微凸構造控礦的觀點。2002年提交了357～373線（首采段）勘查報告，2003年分別提交了烏庫爾其鈾礦床第Ⅴ旋迴和第Ⅶ旋迴普查地質報告。累計提交鈾資源量規模達到中型[6]。
2004～2005年，核工業二一六大隊對本區開展了勘探工作，勘探范圍為333～469線之間，東西長約7.5km，投入鑽探工作量24596.87m，根據礦體復雜性和地質可靠程度確定為Ⅲ類勘查類型，基本工程間距為200m×（100～50）m，局部孔距達25m。在Ⅴ旋迴和Ⅶ旋迴提交鈾資源量規模為中型，概算伴生硒資源量60.7t、錸資源量20.2t、煤炭資源量38956×104 t。需要說明的是，受勘探周期和工作量的限制，以及該礦床鈾礦體規模小、分散等特點，勘探階段圈定資源量類型僅為332+333[7]，實際上相當於達到詳查程度。
1.3礦山地浸試驗過程中的補充勘查階段
勘探工作結束以後，為滿足建設礦山的需要，礦山企業在不同地段組織開展了兩次補充勘探工作。
2007年，在413～429線間開展補充勘探工作，投入鑽探工作量9497m，圈定了331+332鈾資源量，除提高資源量級別和控製程度外，資源量的減少達41%。減少較大的原因有三：一是勘探階段鈾鐳平衡系數為0.85、進行了修正，而補勘階段隨著樣品數量的增加和取樣代表性增強，鈾鐳平衡系數為1.04、不予修正，僅此資源量減少達13%；二是隨著礦體控製程度提高（100m×（100～50）m），礦體外推距離減小，礦塊面積減小，但相應資源量級別提高，此為資源量變化的正常現象；三是很多加密控制鑽孔導致礦體斷開，說明鈾礦體本身規模較小，連續性差。
2012年，在341～469線的BK1和BK4區（不含413～429線）開展了補充勘探工作，投入鑽探工作量為16674m，工程見礦率僅為14%，採用100m×（100～50）m工程間距控制331類資源量。圈定了331+332鈾資源量，較勘探資源量減少達55%。究其原因有以下幾點：第一，勘探階段對Ⅶ旋迴鈾鐳平衡、鐳氡平衡均進行了修正，Ⅴ旋迴鐳氡平衡進行了修正，本次補勘資源量估算未做任何參數修正，因此勘探階段部分工業孔變為礦化孔未參與資源量估算，Ⅶ旋迴礦體品位下降30%, Ⅴ旋迴礦體品位下降12%，造成BK 1區資源量減少13.10%, BK4區資源量減少36.51%；第二，第Ⅶ旋迴工業礦帶窄，加密控制後原來連續的礦帶被斷開，甚至只剩單工程式控制制；第三，補勘提交資源量類別有了較大的提高，礦體外推距離減小，使礦塊面積有較大幅度減小，相應地資源量也有所減少（圖1，圖2）。但值得說明的是，通過補勘工作，鈾礦帶在平面的展布與勘探階段推測的基本一致，說明勘探階段推斷的鈾礦帶展布合理，估算資源量也是可靠的。
圖1 烏庫爾其鈾礦床BK1區Ⅴ2旋迴礦體塊段圈定對比
1—工業孔；2—礦化孔；3—無礦孔；4—層間氧化帶前鋒線；5—補勘階段工業礦體；6—勘探階段工業礦體
圖2 烏庫爾其鈾礦床BK4區Ⅶ旋迴鈾礦體塊段對比
1—工業孔；2—礦化孔；3—無礦孔；4—Ⅶ1層間氧化帶前鋒線；5—Ⅶ2層間氧化帶前鋒線；6一補勘階段圈定工業礦塊；7—勘探階段圈定工業礦塊
2012年以來，核工業二一六大隊在烏庫爾其礦床外圍開展普查工作，在417線北部2km處揭露到Ⅴ1旋迴工業鈾礦體（灰色砂體，1.8kg/m2），在469線以東初步控制一條工業鈾礦帶。因此，礦床外圍有望有新的發現。
2礦床基本特徵
2.1地層
礦區中新生代地層直接覆蓋在中—下石炭統中酸性火山岩、火山碎屑岩基底古風化殼之上，自下而上由中上三疊統小泉溝群（T2-3xq）淺湖相沉積、中下侏羅統水西溝群（J1-2sh）陸相含煤碎屑岩建造、中侏羅統頭屯河組（J2t）河流相沉積、新近系（N）和第四系（Q）沖洪積物組成（圖3）。
鈾礦化賦存於三工河組（J1s）和西山窯組（J2x），頭屯河組（J2t）尚未發現鈾礦化，八道灣組（J1b）和小泉溝群（T2-3xq）在礦區范圍內少有鑽孔揭露。據資料，小泉溝群在鑽探揭露區域基本缺失。主要含礦層特徵如下：
三工河組：對應於水西溝群V1亞旋迴—
西山窯組：對應於水西溝群
Ⅶ旋迴：可分為Ⅶ1亞旋迴和Ⅶ2亞旋迴。岩性以灰色、灰白色中粗粒含礫砂岩、砂礫岩、中細粒砂岩與綠灰色、灰色粉砂岩、泥岩為主，形成較厚的砂泥互層結構。有兩層主砂體，均賦存工業鈾礦化。
2.2構造
烏庫爾其鈾礦床位於伊犁盆地南緣西部斜坡帶東側，總體構造形態為一次級微隆起區，稱烏庫爾其微凸起。礦床東西長8km，南北寬5km，面積約40km2。凸起的軸部位於397線至445線間，寬約1.8km，軸部的走向及傾向略呈北北西向，傾角4°～6°，凸起的翼部分別向東西兩側傾斜，傾角3°～7°（圖4）。晚漸新世至早中新世（24Ma），在不對稱擠壓作用下形成了本區微隆構造格局，造成沉積蓋層發生掀斜，主含礦砂體開啟並接受大氣降水補給，在含鈾含氧水的持續補給和氧化改造下形成層間氧化帶及其控制的砂岩鈾礦。
圖3 烏庫爾其礦床地層綜合柱狀圖
圖4 烏庫爾其礦床東西向剖面略圖
1—砂體；2—煤層；3—鈾礦化部位；4—地層代號；5—煤層編號；6—鑽孔；7—鑽孔編號
2.3水文地質特徵
2.3.1地下水補－徑－排條件
盆地南緣察布查爾山蝕源區為含礦含水層地下水的補給區，補給形式主要有地表水、第四系潛水，其次為大氣降水和基岩裂隙水。含礦含水層開啟處距盆緣3～5km，層間水補給窗距層間氧化帶前鋒線（鈾礦帶）一般為4～8km。遙感及地震資料顯示，礦區北1km處存在一近東西向的隱伏斷裂為本區局部排泄源（陳建昌等，1995），伊犁河南側的北東向隱伏斷裂為南緣區域排泄區。
地下水流向在280°～35°之間；水位埋深在－15.48～110m之間，地下水具有強承壓性，水頭高度192.60～333.53m；滲透系數在0.22～0.58m/d之間；地下水流速0.006～0.0018m/d。
2.3.2地下水水化學特徵
礦區承壓水水化學特徵在平面上具有明顯的水化學成分分帶性（圖5）。具體表現為從東南向西北可分為4個帶，與地下水流向基本一致，各水帶參數特徵見表1。
表1 烏庫爾其鈾礦床地下水化學成分分帶性特徵一覽表
圖5 烏庫爾其鈾礦床地下水水化學
2.3.3水文地球化學特徵
蝕源區地表水溶解氧含量為12.60mg/L, Fe2+/Fe3＋為0.50,pH 值為8.16；基岩裂隙水溶解氧含量大於7.00mg/L,Fe2+/Fe3＋介於0.31～2.0之間，Eh值一般大於400mV, pH 值在7.0～8.0之間，補給區的地表水、地下水均具有的較強氧化性能。礦床地下水中溶解氧含量為0.1～4.3mg/L,H2S含量為0.01～0.04mg/L,Eh值為－231～185mV。表明地下水從蝕源區向礦區徑流過程中，水中溶解氧被逐漸消耗，原生還原砂體被氧化，鈾不斷氧化遷移和再遷移、再富集。
2.4層間氧化作用及鈾礦體
2.4.1空間分布特徵
烏庫爾其鈾礦床主要為砂岩型，偶見零星泥岩型、煤岩型。砂岩型工業鈾礦體分別賦存於Ⅴ1亞旋迴、Ⅴ2亞旋迴、Ⅶ1亞旋迴和Ⅶ2亞旋迴。Ⅶ旋迴礦帶主要分布於礦床中、西部，Ⅴ旋迴礦帶主要分布在礦床東部。
層間氧化帶發育規模、形態及含礦性差別較大，共發育6條層間氧化帶，其中以西山窯組層間氧化帶規模最大，並控制主要的工業鈾礦體。在平面上各層位層間氧化尖滅線呈近東西走向的蛇曲狀或港灣狀展布延伸，並相互交錯疊置（圖6）。
鈾礦帶與層間氧化帶發育緊密相關。平面上，鈾礦（化）體一般產出於層間氧化帶前鋒線附近100～200m范圍內，局部翼部礦體延伸較遠。工業鈾礦帶主要分布於357～381、411～433、449～469線層間氧化帶前鋒線彎曲轉折部位，分布不連續，而鈾礦化體則分布范圍較廣，基本連續（圖6）。
圖6 烏庫爾其鈾礦床層間氧化帶前鋒線及鈾礦（化）帶平面展布示意圖
1—Ⅴ1旋迴工業鈾礦化；2—Ⅴ2旋迴工業鈾礦化；3—Ⅶ1旋迴工業鈾礦化；4—Ⅶ2旋迴工業鈾礦化；5—鈾礦化帶；6—Ⅰ旋迴層間氧化帶前鋒線；7—Ⅱ旋迴層間氧化帶前鋒線；8—Ⅴ1旋迴層間氧化帶前鋒線；9—Ⅴ2旋迴層間氧化帶前鋒線；10— Ⅶ1旋迴層間氧化帶前鋒線；11—Ⅶ2旋迴層間氧化帶前鋒線
2.4.2層間氧化帶分帶特徵
該礦床遵循層間氧化帶砂岩型鈾礦的一般特徵，根據岩石的顏色、鐵物相特徵及其他地球化學指標，可將礦區層間氧化帶劃分為氧化帶、過渡帶和原生岩石帶3個岩石地球化學分帶。氧化帶可進一步劃分為強氧化帶、中氧化帶和弱氧化帶，對鈾礦帶劃分出前緣帶。鈾礦化分布於層間氧化帶前鋒線及上下翼尖滅部位，不同層位、地段鈾礦化發育特徵差別大。
層間氧化帶各亞帶岩石有機質、全硫、鈾及其伴生元素顯示一定的變化規律：Fe2O3與FeO 含量變化十分明顯，Fe2O3從氧化帶到原生岩石帶逐漸降低，FeO 則逐漸升高，呈相互消長關系，而二者的總量基本保持不變。Fe2O3/FeO 比值在氧化帶為2，在過渡帶比值為1.16。該比值越大，反映氧化作用越強烈，越有利於鈾的遷移；比值越小，對鈾沉澱越有利。
有機物和硫化物是岩石中主要的還原性物質，強氧化帶兩者含量均最低，隨氧化程度減弱含量不斷增高，不同之處在於有機炭的最高值在過渡帶為原生岩石帶的2倍、氧化帶的5～8倍，而硫化物在原生岩石帶最高（表2）。有機質的變化特徵可能反映了過渡帶存在較為活躍的細菌活動。鈾礦化富集程度與有機碳、全硫含量呈一定正相關，尤以有機碳更為明顯，品位越高的礦石一般含有機質越豐富，導致其岩石色調越深。
表2 層間氧化帶不同分帶鈾與有機碳、硫、價態鐵含量統計
2.4.3鈾礦體及鈾礦石
2.4.3.1 規模、形態
Ⅴ旋迴礦帶主要位於礦床東部389～469線間，由Ⅴ1和Ⅴ2亞旋迴礦體組成。主礦體Ⅴ2亞旋迴礦帶斷續長約2.0km，寬50～250m；礦體傾向總體為北北西向，傾角2.3°～8.7°；礦體埋深305～515m，由南往北、由西往東礦體埋深逐漸增大。
Ⅶ旋迴礦帶主要位於礦床的中、西部333線與469線之間，由Ⅶ1、Ⅶ：亞旋迴礦體組成。工業礦體主要分布於357～381線、413～437線、469線地段，延伸總長約4.8km，傾向發育寬度一般50～150m。礦體總體傾向北西，局部北北西，傾角2°～8°。礦體埋深170～380m。礦體連續性差、規模小，單工程式控制制礦體多。
礦體在剖面上以卷狀、復雜卷狀為主，其次為板狀、似層狀、透鏡狀。卷狀礦體以短頭短尾形態為主，各層位卷狀礦體規模和形態差異較大。卷頭礦體厚5～10m，寬一般25～100m；翼部礦體厚1～4m，寬50～150m。西山窯組上段卷狀礦體主要分布於357～381線地段和413～433線地段，尤其是Ⅶ2礦體多為厚大的短頭短尾形態。西山窯組下段及三工河組卷狀礦體分布於441～469線間（圖7，圖8）。
2.4.3.2礦體品位、厚度
Ⅴ旋迴礦體單工程厚0.75～7.1m，平均厚3.79m，變化系數為42.6%；單工程品位0.0109%～0.2011%，平均品位為0.0372%，變化系數為92.8%；單工程平米鈾量為1.02～11 .34kg/m2，平均平米鈾量為2.52kg/m2，變化系數為88.6%。卷頭礦體平米鈾量一般大於4.0kg/m2，翼部礦體平米鈾量一般為1.50～3.00kg/m2。
圖7 369號勘探線Ⅶ1與Ⅶ2亞旋迴礦體形態剖面示意圖
1—砂礫岩；2—含礫粗砂岩；3—粗砂岩；4—中砂岩；5—細砂岩；6—粉砂岩；7—粉砂質泥岩；8—泥岩；9—煤層；10—層間氧化帶；11—鈾礦化體；12—品位（%）/厚度（m）;13—砂體（旋迴）編號
圖8 445號勘探線Ⅴ1與Ⅴ2亞旋迴礦體形態剖面示意圖
l—砂礫岩；2—含礫粗砂岩；3—粗砂岩；4—中砂岩；5—細砂岩；6—粉砂岩；7—粉砂質泥岩；8—泥岩；9—煤層；10—層間氧化帶；11—鈾礦化體；12—品位（%）/厚度（m）;13—砂體（旋迴）編號
Ⅶ旋迴礦體單工程厚0.8～13.7m，平均厚4.58m，變化系數為63.4%；單工程品位0.0123%～0.2047%，平均品位為0.0364%，變化系數為89.3%；單工程平米鈾量為1.0～12.35kg/m2，平均平米鈾量為3.12kg/m2，變化系數為86.4%。
2.4.3.3礦石物質成分及鈾存在形式
礦石的自然類型為層間氧化帶疏鬆砂岩型鈾礦。礦石組分按成因可分為兩類：一類是碎屑物、有機質碎屑、黏土礦物及成岩期自生礦物，占礦石中礦物總數的98%～99%；另一類是成礦期生成的自生礦物，含量甚微，如黃鐵礦、白鐵礦及鈾礦物。
礦石中礦物以石英、長石和岩屑為主。其中，石英佔礦石總量的29%～34%，長石佔5%～22%，岩屑佔28%～34%。重礦物佔0.5%～0.8%，以鈦的氧化物及化合物類最常見，Ⅶ旋迴礦石中重礦物含量明顯高於其他層位。黏土礦物總量佔5%～15%，主由高嶺石、伊利石、綠泥石、蒙脫石構成，Ⅶ旋迴以伊利石為主，約佔55%;Ⅴ旋迴以高嶺石為主，約佔60%～90%。
礦石中的鈾主要以獨立鈾礦物、分散吸附狀態兩種存在形式為主，有少量以類質同象等形式存在於其他礦物中。鈾礦物主要為瀝青鈾礦（含少量再生鈾黑），其次為鈾石。分散吸附狀態的鈾大多為納米級的UO2+x分子或質點，少數為超顯微水瀝青鈾礦質點，為瀝青鈾礦的雛形[6,7]。
2.4.3.4伴生礦產
烏庫爾其礦床伴生元素研究工作程度較低。勘探階段在421～461線對西山窯組下段基本以400m×200m進行了控製取樣，鑽孔內一般採用系統的組合取樣（平均樣長0.49m）方法進行了研究；西山窯組上段伴生元素的研究僅限於349～381線地段，在該地段8條勘探線20個鑽孔中進行了較系統的取樣。總體上，硒和錸達到伴生礦產綜合利用指標，但對其賦存狀態等未作任何研究。同時對礦區范圍內煤炭資源進行了估算[7]。
3主要成果和創新點
3.1主要成果
1）發現並探明了一處中型地浸砂岩型鈾礦床。首次在伊犁盆地南緣提交Ⅶ旋迴砂岩型鈾礦資源量。概算伴生硒資源量60.7t、錸資源量20.2t，提交煤炭資源量38956×104t。
2）基本查明了地層結構、含礦砂體、層間氧化帶及砂岩型鈾礦體規模、空間展布形態等地質構造特徵。
3）查清了礦床含礦含水層的分布、結構、規模及埋深，通過水文地質孔抽水試驗，獲取了含礦含水層的滲透系數、涌水量、承壓水頭高度、地下水的pH 值、Eh值、礦化度等地浸水文地質參數及水文地球化學參數，為地浸評價提供了依據。
3.2創新點
該礦床是伊南礦田根據層間氧化帶砂岩型鈾成礦模式發現和探明的典型實例，對「伊犁式」層間氧化帶砂岩型鈾成礦理論進行了進一步深化和定型。伊犁盆地南緣鈾礦勘查和研究成果「填補了我國鈾礦勘查空白，極大地豐富和發展了我國金屬礦產成礦理論」（獲得2007年國家科技進步一等獎的成果鑒定結論）[8～10]，烏庫爾其礦床的找礦實踐為鈾礦理論的創新作出了貢獻。
1）通過該層間氧化帶砂岩型鈾礦床勘查實踐，並在此基礎上系統總結分析伊南鈾礦田其他鈾礦床的勘查研究，基本建立了我國中新生代陸相盆地「六位一體」的層間氧化帶砂岩型鈾成礦和找礦模式，提出了「三層兩面」的控礦觀點和「五帶式」層間氧化帶的岩石礦物地球化學分帶規律；提出了多期次成礦和新構造運動對層間氧化帶及鈾礦化發育影響和控制的觀點[8,11]。
2）盆緣構造斜坡帶背景下岩相岩性和地下水補－徑－排的耦合奠定了成礦基礎，決定了礦床的定位。提出了含礦砂體為三角洲平原相環境下分流河道沉積，砂體的厚度、粒度、滲透性較適中，這些條件為後來發育層間氧化帶提供了基礎。含礦建造形成後盆緣產生掀斜接受地下水補給，盆內產生東西向張扭性斷層構成地下水排泄源，形成完整的補－徑－排層間水水動力機制，為侏羅系發育層間氧化帶及鈾成礦創造了完善的條件[8,12]。
3）砂體突變導致層間氧化作用改變，產生氧化－還原過渡帶而發生鈾沉澱，決定礦體的產出部位，提出了沉積微相控礦的觀點。砂體突變指砂體厚度急劇減薄、泥質夾層增多、砂岩粒度由粗突然變細等，這種砂體突變是由微相環境變化引起，如三角洲水上分流河道由窄變寬、由直變彎、由水上向水下逐漸過渡等都會產生砂體變薄、沉積物變細、泥質夾層增多等現象，這些變異部位往往也是原始有機質及黏土含量增高的部位。砂體的這種突變，往往造成層間地下水的流速減緩甚至流向發生改變，水－岩作用時間變長，層間氧化作用滯緩，更有利於鈾從地下水中析出沉澱，因此常常在砂體變異部位發育較富的鈾礦體。
4）通過微觀研究，發現層間氧化帶前鋒線附近微生物成礦作用的現象，在氧化－還原過渡帶發生的物理、化學、生物作用是導致鈾富集成礦的直接因素，鈾礦物主要產出於植物胞腔邊緣，並發現成岩期和成礦期的黃鐵礦有共生關系（圖9至圖12）。
圖9 烏庫爾其礦床礦石中的鈾石（雙鍵四方柱狀）交代古真菌
圖10 烏庫爾其礦床礦石中碳屑的樹木腔胞結構及腔胞中的黃鐵礦、鈾礦物，光片
圖11 庫捷爾太礦床八道彎組礦石中鈾石沿植物細胞腔內壁分布（白色環帶）
圖12 烏庫爾其礦床礦石中成礦期黃鐵礦（中部亮白色）包裹成岩期草莓狀黃鐵礦（星點狀白色），光片
4開發利用狀況
烏庫爾其鈾礦床發現於1993年，2003年提交首采段並開展了地浸試驗，2005年完成勘探並轉入地浸開采試驗。自該礦床投入開發建設以來，在多年的野外現場試驗和生產過程中，礦體變化較大，資源量減少較為明顯，地浸效果總體不理想，加之礦山設計方案未能及時調整，從而影響了礦山建設的進程。烏庫爾其礦床並未正式投產，目前仍處於試驗階段。
5結束語
烏庫爾其礦床是伊犁盆地南緣鈾成礦帶發現和勘查的第三個砂岩型鈾礦床，並首次在Ⅶ旋迴發現了一定規模的工業鈾礦體。自1959首次揭露到有利的砂岩層位和層間氧化帶到1993～1995年預查、1996～2003年普查、2004～2005年勘探、2007年413～429線補充勘探、2008～2010年礦山施工了17個生產開拓鑽孔、2011～2012年全區補勘，整個勘查和後續開發工作歷程對今後勘查開發工作提供了借鑒：
1）應充分認識沉積盆地中砂岩型鈾礦產出的復雜性和不穩定性。
2）勘查開發工作應循序漸進，各階段對主要礦體的控制應到位，合理確定勘查類型，不應因開發的急需而採取跨階段勘查。同時，在發育多層工業礦體的情況下，應分別針對不同礦體採取不同的勘查類型進行控制，統一的勘查類型會導致某些礦體的控製程度偏低。
3）加大勘查階段經濟技術評價工作，正確確定地浸工藝。在礦山自身經補充勘查發現礦體及資源量大幅度變化後，應及時、主動調整礦山建設方案。
4）最新資料顯示，礦床北部2km處已經發現三工河組下段（第Ⅴ1旋迴）層間氧化帶及其控制的工業鈾礦體，礦床東部闊斯加爾地區已經獲取一定預測資源量，是今後勘查的方向，可能將為礦床開發提供後備資源。
參考文獻
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我國鈾礦勘查的重大進展和突破進-—入新世紀以來新發現和探明的鈾礦床實例
[作者簡介]王果，男，1969年出生，研究員級高級工程師。1993年畢業於華東地質學院（現為東華理工大學）地質系鈾礦勘查專業，2000年畢業於南京大學地球科學系礦物學岩石學礦床學專業，獲碩士學位。2009年以來任核工業二一六大隊總工程師。一直從事鈾礦地質勘查及科研工作，獲國家科技進步一等獎1項、國防科技進步二等獎2項、國土資源科學技術一等獎1項，2013年入選國家百千萬人才工程。
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7. 新疆洪海溝鈾礦床
羅星剛1師志龍2康勇1邱餘波1王新華1李家金1
（1．核工業二一六大隊，新疆烏魯木齊 830011;2．中核集團地礦事業部，北京100013）
[摘要]洪海溝鈾礦床是繼庫捷爾太、扎吉斯坦、烏庫爾其和蒙其古爾鈾礦床後核工業二一六大隊在伊犁盆地南緣發現的第五個砂岩型鈾礦床，是「十二五」期間在伊犁盆地南緣的重要找礦勘查成果。中侏羅統西山窯組上段為主要賦礦層，中侏羅統頭屯河組找礦工作取得較大進展，第十二煤層鈾資源量達大型。為伊犁盆地南緣下一步找礦工作提供了新的線索。
[關鍵詞]洪海溝鈾礦床；中侏羅統；鈾礦化特徵
洪海溝鈾礦床位於新疆維吾爾自治區伊犁哈薩克自治州察布查爾錫伯自治縣，距伊寧市60km，區內各鄉鎮之間均有簡易公路相通，各村莊及各牧業點之間均有便道可通行汽車，交通較方便。
1發現和勘查過程
1.1探索查證工作
1991～1995年，核工業二一六大隊在洪海溝—烏庫爾其地段進行了為期5年的普查工作，在洪海溝地區侏羅系發現有較好的層間氧化帶線索，為洪海溝鈾礦床後期的勘探工作奠定了基礎。但考慮到項目總體安排及鑽孔施工深度的問題，未能對洪海溝地區進行進一步控制[1]。
1.2鈾礦預查工作
2005～2007年，首先通過整理前人的資料，對其進行重新認識，對已有的鑽孔資料進行深入分析研究，調整以Ⅰ—Ⅱ旋迴為重點的工作部署為Ⅰ—Ⅱ、Ⅴ、Ⅶ旋迴並重，並對中上三疊統小泉溝群進行適當探索。後期工作重點調整為工作程度低、成礦前景好的Ⅶ旋迴，對其他旋迴進行補充工作。通過鑽探查證，在洪海溝地段Ⅶ旋迴初步控制了長約3.2km、寬100～250m的鈾礦帶，首次在Ⅷ旋迴發現了富含有機質的原生灰色砂體、層間氧化帶及工業鈾礦化，為伊犁盆地南緣擴大找礦遠景提供了新的層位。完成鑽探工作量32923m，施工鑽孔79個，發現工業鈾礦孔13個、礦化孔26個，鈾資源量達中型規模[2]。
1.3鈾礦普查工作
2008～2012年，為大致查明礦床的地質特徵，提交鈾資源量，落實可供詳查的礦產地，按照「探索、擴大和控制」的原則，對洪海溝地區進行普查工作。大致查明了頭屯河組、西山窯組地層層序、岩相、岩性、岩石結構構造；大致查明了含礦砂體結構、埋深、產狀、規模與分布。大致查明了賦存於中侏羅統的鈾礦體，在伊犁盆地南緣又落實了一個中型礦床，是伊犁盆地找礦的一個重大進展。其中砂岩型資源量可達中型規模，煤岩型資源量可達大型規模[3]。為下一步詳查工作奠定了基礎，並為伊犁盆地南緣的鈾找礦開拓了新的層位。
2礦床基本特徵
2.1地層特徵
礦區內中新生代蓋層不整合覆蓋於石炭系或二疊系中酸性火山岩、火山碎屑岩之上，中新生代蓋層沉積較齊全，自下而上由中上三疊統小泉溝群（T2-3xq）、中下侏羅統水西溝群（J1-2sh）陸相含煤碎屑岩建造、中侏羅統頭屯河組（J2t）河流相沉積、新近系（N）和第四系（Q）沖洪積物組成。鈾礦化分別賦存於八道灣組（Ⅱ旋迴）、西山窯組下段（Ⅴ旋迴）、西山窯組上段（Ⅶ1、Ⅶ2旋迴）及頭屯河組下段（Ⅷ1旋迴）4個層位的層間砂體中（圖1）。
八道灣組（J1b）：對應於水西溝群Ⅰ—Ⅳ旋迴，厚度約124m。下部為灰色、灰白色礫岩；中部以灰色含礫粗砂岩、粗砂岩及少量砂礫岩為主，砂體較厚；上部為灰色、灰白色中粗砂岩、細砂岩、粉砂岩、粉砂質泥岩、泥岩，頂部為第五煤層，煤層厚1.80～3.50m，相對穩定，為區域標志層。鈾礦化產於中下部的砂岩中。
西山窯組（J2x）：對應於水西溝群
圖1 洪海溝地區中—新生界地層綜合柱狀圖
頭屯河組（J2t）：通過對洪海溝地區西山窯組上段砂體厚度、砂體厚度與地層厚度比值、煤層厚度與地層厚度比值的統計，並進行綜合分析，認為中侏羅統頭屯河組形成時的古地理格局，中部為東西向的曲流河道，河道兩側為河漫灘，河漫灘外側為洪泛平原。地層厚度一般在80m左右，岩性主要為灰色含礫粗砂岩，以灰色、紅色為主的雜色泥岩、粉砂岩，夾不穩定的紅色粗砂岩，局部含薄層煤，總體上呈下粗上細的正韻律結構。產出砂岩型和煤岩型工業鈾礦化。
2.2構造特徵
洪海溝鈾礦床位於伊犁盆地南緣斜坡帶西部構造相對穩定區，屬於次級構造單元洪海溝西部凹陷，礦區總體呈傾向北偏西的單斜產出，傾角一般5°～13°。局部發育一些小的撓曲，使岩層傾角在小范圍內（100～300m）變陡，傾角變為16°～23° （圖2）。
圖2 洪海溝鈾礦床單斜地層產出剖面示意圖
1—第四系；2—新近系；3—中侏羅統頭屯河組；4—中侏羅統西山窯組上段；5—中侏羅統西山窯組中段；6—中侏羅統西山窯組下段；7—洪積物；8—泥岩；9—砂岩；10—煤層；11—層間氧化帶；12—鑽孔；13—砂礫岩
2.3水文地質特徵
2.3.1地下水補－徑－排體系
礦床內第四系、新近系覆蓋分布廣泛，厚度較大。礦床東側發育一條南北向沖溝（洪海溝），屬常年性地表徑流，洪峰期流量最大可達13×104 m3/d。地下水主要接受洪海溝地表水及第四系潛水的入滲補給。礦區北部金泉鄉、六十七團發育的一條隱伏斷裂是盆地淺層地下水以及侏羅系地下水的主要排泄區。
主要含礦含水層J2x3的補給窗口位於110勘探線以東，其補給窗口的面積約為1.39×106 m2，地下水接受地表水及第四系潛水的入滲補給。134至110勘探線區域范圍內，補給窗口以泥岩、粉砂岩、細砂岩等為主，缺失透水砂岩，水動力窗口開啟程度較差，地下水幾乎得不到補給。134勘探線以西補給窗口雖然發育透水性砂，但只接受第四系潛水的入滲補給，補給量相對較小（圖3）。
圖3 洪海溝鈾礦床西山窯組上段含礦含水層地下水補給、徑流示意圖
1—普查工作區范圍；2—地表水；3—層間氧化帶前鋒線；4—勘探線及編號；5—煤10頂板等高線；6—地下水流向；7—J2x3 含礦含水層地下水補給窗口；8—J2｜x3 含礦含水層開啟程度差的補給區域
受地層傾向及補給源的影響，礦床地下水的流向總體呈北西向，62勘探線以東及142勘探線以西地下水流向近似正北。水力坡度為0.02～0.15，地下水流速0.01～0.17m/d，導水系數5.05～12.02m2/d，地下水水位埋深在52.75～120.94m之間。
2.3.2水文地球化學特徵
從盆地南緣補給區到盆地內部，入滲補給水中的 H CO3參與形成絡合離子UO2
圖4 洪海溝鈾礦床地下水水化學
1一礫岩；2—煤層；3—河流；4—水文孔及編號；5—勘探線及編號；6—普查工作區范圍；7—已勘探區；8—HCO3型水；9—HCO3·S04型水；10—SO4·HCO3型水；11—SO4·Cl型水
表1 洪海溝鈾礦床水文地球化學參數
2.3.3地浸開采水文地質條件
礦床補－徑－排體系完整，含礦含水層厚度適中，頂底板隔水層較為穩定，各含礦含水層頂底板隔水層的平均厚度為7.56～24.29m。需要指出的是西山窯組上段含水層J2x1和J2x2之間的隔水層在72～102勘探線之間有較大面積的缺失，隔水層缺失地段兩個含礦含水層可視為同一含水層（圖5）。主含礦含水層西山窯組上段滲透系數為0.31～0.47m/d，導水系數為5.05～12.02m2/d，儲水系數為0.17～2.44×10-4。水文地質孔礦體有效厚度比為0.13～0.36，總體上具有較好的地浸礦/砂比值條件。礦床內地下水水位埋深為109.95～120.94m，承壓水頭高度為365.55～484.65m。含礦含水層地下水礦化度一般在0.19～1.34g/L之間；水溫13～17℃。另外，地下水pH 值為一般為7.20～8.88，接近於中性，該條件的地下水具有氧化－還原電位很容易被改變等特點。
圖5 洪海溝西山窯組上段含礦含水層隔水層頂板等厚圖
1—勘探線及編號；2—鑽孔；3—厚度等值線及值（m）;4—埋深高程等值線及值（m）;5—隔水層缺失區域；6—厚度大於16m;7—厚度介於13m和16m之間；8—厚度介於10m和13m之間；9—厚度介於7m和10m之間；10—厚度介於4m和7m之間；11—厚度介於1m和4m之間；12—厚度小於lm
2.4層間氧化帶及鈾礦化特徵
洪海溝鈾礦床發育多層層間氧化帶，總體上氧化帶呈倒疊瓦狀由南向北發育，Ⅴ、Ⅷ旋迴層間氧化帶呈蛇曲狀近東西向展布，Ⅶ旋迴層間氧化帶呈舌狀向北西向延伸。其中Ⅴ、Ⅶ、Ⅷ旋迴層間氧化帶發育規模大，已發現了工業鈾礦化。各層位礦體受控於相應含礦砂體中層間氧化帶分帶。在平面上，礦體形態各異，各層礦體隨各自氧化帶前鋒線位置賦存，僅在K20～K28線之間礦體相互疊置，礦體發育於層間氧化帶兩側50～300m范圍內，富大礦體主要集中於氧化帶兩側50m范圍內。總體上，4個層位的工業鈾礦體中以西山窯組上段上部鈾礦體最為穩定連續，鈾礦體平面展布面積最大（圖6）。礦體寬38～615m，長200～3500m，規模較大。
圖6 洪海溝鈾礦床鈾礦帶平面展布形態
1—Ⅷ1旋迴層間氧化帶前鋒線；2—Ⅶ2旋迴層間氧化帶前鋒線；3—Ⅶ1旋迴層間氧化帶前鋒線；4—Ⅴ旋迴層間氧化帶前鋒線；5—Ⅱ旋迴層間氧化帶前鋒線；6—Ⅰ旋迴層間氧化帶前鋒線；7—Ⅷ1旋迴鈾礦帶；8— Ⅶ2旋迴鈾礦帶；9—Ⅶl旋迴鈾礦帶；10—Ⅴ旋迴鈾礦帶；11—Ⅱ旋迴鈾礦帶
層間氧化帶地球化學分帶的岩石顏色、特徵鐵礦物、有機物含量、蝕變特徵與伊犁盆地南緣其他礦床類似。層間氧化帶各亞帶之間的地球化學環境呈漸變過渡關系，各亞帶岩石常量元素、有機質、鈾及其伴生元素顯示一定的變化規律（表2）：
1）Fe2O3從氧化帶到原生岩石帶逐漸降低，FeO 則逐漸升高，呈相互消長關系，Fe2O3/FeO 比值在氧化帶中最大，在過渡帶中最小，其他常量元素變化不大；有機物和硫化物在氧化帶含量最低，在過渡帶最高（表3）。
2）鈾在氧化帶含量最低，平均為8.00×10-6，隨氧化程度減弱，鈾含量不斷增高，鈾礦石帶含量急劇上升達最高值，超過100×10-6，到原生岩石帶鈾含量降為16.01×10-6，明顯小於氧化帶。說明在層間氧化帶發育過程中，砂體中的鈾元素明顯發生了活化遷移並富集成礦。
表2 層間氧化帶各地球化學分帶中氧化物含量統計
表3 層間氧化帶各地球化學分帶中U與C有、S全及價態鐵含量統計
剖面上，鈾礦體形態呈典型的卷狀，部分呈板狀。礦體在氧化帶上下翼均有發育，呈長翼短頭的特點，礦體多賦存於砂體厚度急劇減薄、泥質夾層增多、砂岩粒度由粗突然變細等部位（圖7），這種砂體變化是由微相環境變化所引起，這些變異部位往往也是原始有機質及黏土含量增高的部位。主礦體西山窯組上段礦帶呈港灣狀展布，並呈舌狀突出向北西方向延伸。礦體傾角大體與地層一致，總體上由南向北緩傾斜，礦體標高由南向北逐漸增大，礦體埋深由南向北逐漸加大（表4）。
洪海溝鈾礦床礦體厚度變化總體表現為靠近層間氧化帶前鋒線附近厚度大，向翼部礦體厚度減小，平均品位及平米鈾量一般在層間氧化帶前鋒線突變部位或層間氧化帶前鋒線附近變大，翼部礦體相對較小（表5）。高平米鈾量礦體主要分布於層間氧化帶前鋒線附近，與層間氧化帶前鋒線展布形態及河流相砂體發育方向相吻合。
圖7 洪海溝鈾礦床K28號勘探線剖面圖
1一第四系；2—新近系；3—中侏羅統頭屯河組；4—中侏羅統西山窯組上段；5—鬆散堆積物；6—砂岩；7—泥岩；8—煤層及編號；9—不整合界線；10—鑽孔編號、位置及孔深（m）;11—層間氧化帶；12—鈾礦體
表4 洪海溝鈾礦床礦體產出特徵統計
表5 洪海溝鈾礦床礦體厚度、品位、平米鈾量統計
2.5礦石物質成分及鈾存在形式
礦石的自然類型為層間氧化帶型長石岩屑砂岩鈾礦，礦石在其礦物組成上與圍岩並無明顯差別，均為硅酸鹽礦物集合體。
礦石礦物中石英佔礦物總量的37.5%～46.6%，岩屑佔19.2%～37.4%，長石佔15.2%～28.7%，雲母佔1.5%～3.5%，黃鐵礦佔1.2%～2.6%，重礦物佔0.8%～0.9%（主要為磁鐵礦、鈦鐵礦、鋯石和金紅石等），炭屑佔3.8%。礦石中出現較多瀝青質微脈（2.1%～3.2%），沿砂屑周邊和微裂隙充填。
利用顯微鏡、掃描電鏡、電子探針等方法研究了洪海溝鈾礦床礦石中鈾的存在形式。在所研究的不同礦化層位的7個鈾礦石樣品中，大部分呈分散吸附狀態形式存在於岩石填隙物、礦物表面、微裂隙中；在鋯石、磷灰石等副礦物中含極微量類質同象鈾；見少量瀝青鈾礦，可能與選送樣品中沒有富礦石有關（圖8至圖11）。
2.6含鈾煤岩型礦體特徵
在礦床內第八—十三煤層均不同程度見有煤岩型工業鈾礦化，其中第十二煤層頂板工業鈾礦化分布面積大、連續性較好，其他煤層礦化較分散，沒有形成規模。
鈾礦體主要集中於南部的134線及中部的k線一帶，向西北延伸至158線。多發育於頭屯河組下段砂體底部的煤層或泥岩上部，礦體上部與頭屯河組下段粗砂岩、含礫粗砂岩相鄰，下部為煤層或泥岩、炭質泥岩。在平面上沿南部的134線、東部7882孔向礦床西北匯聚，呈港灣狀展布，具有厚度小、品位高、米百分數大的特點。走向上長4.5km，傾向寬延伸在0.1～2.3km（圖12）。發育寬度最大地段為134號勘探線；品位最高的地段在134線南部，最高品位可達0.5720%，米百分數為0.502%。全區礦體平均厚1.02m,平均品位為0.099%，平均米百分數為0.101%，埋深為203.0～654.85m，總體上由南向北埋深加大（表6）。
圖8 鈾石的U元素X射線像
圖9 電子探針背散射像，對應鈾吸附富集區為一碳屑
圖10 顯微狀瀝青鈾礦
圖11 粗砂岩中瀝青鈾礦
表6 洪海溝鈾礦床含鈾煤岩型礦體厚度、品位、米百分數統計
3主要成果和創新點
3.1主要成果
1）大致查明了洪海溝地區地層結構、構造特徵。大致查明了層間氧化帶和鈾礦體的空間分布特徵，控制了4條工業鈾礦帶。大致查明了礦床地球物理特徵、礦體鈾鐳及鐳氡平衡破壞規律。共圈定砂岩型鈾資源量達中型規模，煤岩型及其相鄰泥岩型資源量達大型規模。首次在伊犁盆地南緣發現並控制規模較大的Ⅷ旋迴工業鈾礦體。
圖12 洪海溝鈾礦床第十二煤層礦帶平面圖
1—工業孔；2—礦化孔；3—無礦孔；4—煤岩型鈾礦體；5—庫捷爾太鈾礦床
2）基本查明洪海溝鈾礦床中侏羅統河流相及氧化帶發育特徵，砂體呈近南北向展布，在砂體厚度變化、粒度變化以及砂體前方出現非滲透性岩層部位有利於鈾礦體的富集，控制了層間氧化帶前鋒線的空間位置和鈾礦體的產出特徵。洪海溝鈾礦床砂體厚度在2.00～34.6m之間，其中，厚度在8.00～25.00m之間最有利於成礦，砂體厚度小於8.00m對鈾成礦不利。層間氧化帶前鋒線基本呈近東西向展布，其形態受河流相砂體的展布特徵控制，層間氧化帶呈蛇曲狀、港灣狀向北延伸。
3）大致查明了礦床的水文地質構造及各含礦含水層的分布、結構、規模及埋深，通過水文地質孔抽水試驗及水化學取樣，初步查明了主要含礦含水層的滲透系數為0.31～0.47m/d、承壓水頭高度為356.55～484.65m等水文地質參數及水文地球化學參數，為地浸條件評價提供了依據。
4）基本查明了礦體特徵，礦體穩定、連續性好，各層位礦體受控於相應含礦砂體中層間氧化帶分帶。剖面上，鈾礦體形態呈典型的卷狀，部分呈板狀，產狀平緩。
5）洪海溝鈾礦床為典型層間氧化帶砂岩型鈾礦床，可將成礦作用過程劃分為含礦岩系沉積含礦建造階段、表生後期改造成礦階段、礦後構造運動疊加再富集階段。
含礦建造階段：早—中侏羅世，受燕山運動影響，在溫濕氣候條件下沉積了一套陸相暗色含煤碎屑岩建造，各含礦旋迴均有厚大、穩定、結構疏鬆的砂體，從而為層間氧化帶的形成提供了場所，為含鈾含氧水運移提供了通道，為礦床形成提供了容礦空間，同時也為鈾成礦提供了物源。
表生後期改造成礦階段：受晚燕山運動影響，晚侏羅世盆地南緣整體抬升，含礦建造褶皺出露地表，上白堊統—古近系不整合於中下侏羅統之上。進入喜馬拉雅期，上侏羅統—古近系受古天山準平原化和整體沉降作用影響，加之氣候炎熱乾燥，形成一套紅色—雜色鈣質碎屑岩建造。盆地開始萎縮。同時蓋層遭受改造作用，發生褶曲、斷裂。盆地周邊隆起使其與盆地蓋層產生落差，使含水層中的水有了泄流的條件，為層間氧化帶的發育創造了條件，形成了鈾礦的最初富集。
礦後構造運動疊加再富集階段：喜馬拉雅期次造山運動及多期脈動式整體抬升形成了現代層間氧化帶的分布格局，控制了礦床的規模。在上新世—全新世，新構造運動進一步發展，盆地抬升，蝕源區與盆地蓋層落差明顯加大，古生代地層構成的察布查爾山隆起構成了補給區的水文地質體，在盆地中心的東西向隱伏大斷裂構成了盆地區域排泄源。此時盆地內形成了完整的補－徑－排層間承壓水動力系統。從而在盆地南緣形成層間氧化帶現代分布格局。隨著層間氧化帶的發展，在富含有機質的過渡帶形成了鈾的大量富集。
總體上洪海溝地區後生改造作用（層間氧化作用）與伊犁盆地南緣3期主要的構造活動密切相關，隆升剝蝕之後沉降接受沉積，形成的層間氧化帶與地層中砂體厚度密切相關。3期構造活動正好對應於伊犁盆地的主要成礦作用也說明了這一點。
3.2主要創新點
1）隨著伊犁盆地南緣鈾礦田勘查和研究程度的提高，有關扎吉斯坦河斷裂和洪海溝斷裂分別控制兩大「成礦集中區」的認識在洪海溝礦床找礦勘查實踐中得以應用。洪海溝鈾礦床與庫捷爾太鈾礦床分別位於洪海溝斷裂以西和以東，斷裂兩側水文地質條件、層間氧化帶發育和鈾遷移、富集條件有所差別。
2）利用以二維地震為主的物化探方法在查明洪海溝斷裂空間分布後，應用於礦床勘查過程中的地下水水動力體系分析和鈾礦成礦模式的建立，最終獲得找礦勘查的成功。礦床找礦勘查過程中應用「鬆散砂岩取心鑽具」國防授權專利技術，成功解決了500 m以深鑽孔采岩心難題。
3）用沉積相的研究成果指導找礦，效果明顯。砂岩型鈾礦的形成嚴格地受沉積相帶、沉積砂體的控制，成礦普遍具有層控性和相控性，沉積砂體是鈾礦容存的場所，是鈾賦存的層位（含礦層或容礦層），它的岩性－岩相發育、分布和變化關繫到鈾成礦作用的發生和發展，從而對鈾的富集起著明顯的控製作用。洪海溝地區主要含礦層位西山窯組上段地層為河流相沉積，河道砂體展布方向控制鈾礦體在平面上的展布方向。含氧含鈾的地表水或地下水，從東南方向的構造高點，沿著滲透性良好的河道砂體向下滲流，繞過砂體發育較差的河心泥灘，沿著砂體發育厚大的河道繼續向下滲流，在氧化－還原過渡帶含氧含鈾礦物逐漸沉澱下來，形成沿河道砂體方向展布的鈾礦體。砂岩型鈾礦的載體、砂體的分布控制了鈾礦體的分布，砂體的厚度及穩定性決定了層間氧化帶發育的規模及鈾礦體的空間分布（圖13）。
圖13 沉積相與鈾成礦關系示意圖
1—河道砂體；2—河漫灘；3—河漫沼澤；4—含鈾含氧地下水滲流方向；5—M10頂板等高線（m）;6—鈾礦體
4結束語
洪海溝鈾礦床為典型的層間氧化帶型砂岩型鈾礦化，礦化產出層位多。主礦體賦礦層位為西山窯組上段，次為頭屯河組下段，並在第十二煤層中也發現了初具規模的鈾礦體。洪海溝鈾礦床目前為一個中型鈾礦床，通過詳查階段的工作，其資源量有增大的可能，爭取在詳查階段結束後提交一個大型鈾礦床。
在洪海溝鈾礦床第十二煤層中有較大的含鈾煤型資源量，但地浸工藝只是針對砂岩型鈾礦，對含鈾煤型鈾礦的開采暫時還沒有切實可行的方法。
參考文獻
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[2]師志龍，王新華，等．新疆察布查爾縣扎吉斯坦—洪海溝地段鈾礦預查地質報告[R]．核工業二一六大隊，2007.
[3]羅星剛，李家金，等．新疆察布查爾縣洪海溝地區鈾礦普查地質報告[R]．核工業二一六大隊．2008～2012.
我國鈾礦勘查的重大進展和突破進-—入新世紀以來新發現和探明的鈾礦床實例
[作者簡介]羅星剛，男，1983年出生，工程師。2006年畢業於成都理工大學地球科學學院資源勘查專業，獲學士學位。2010年以來任核工業二一六大隊項目負責人，一直從事鈾礦地質勘查及科研工作。