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东胜地区铀成矿古水动力条件研究
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摘要
鄂尔多斯盆地是我国主要的产油、气、煤盆地之一。盆地北部东胜地区铀成矿带是近10年发现的大型可地浸砂岩铀成矿带。诸多生产和研究部门对其成矿地质条件、成矿环境、控矿因素与成矿远景进行了研究,取得了可喜的找矿成果。由于此类矿床属盲矿,其找矿和矿体定位预测有较大的难度。为深入研究铀成矿作用,探讨铀成矿作用中的水文地球化学特征和古水动力条件,本论文以水成铀矿床成矿理论为基础,从研究现代地下水水文地球化学和地下水动力条件入手,通过水文地质学、同位素水文学技术、计算机模拟软件“MODFLOW”对地下水动力条件进行模拟研究,探讨铀成矿的古水文地质,古水文地球化学条件和古水动力条件,及其砂岩型铀矿成矿的古地下水成矿作用。
     鄂尔多斯盆地北部直罗组在整个中生代,具有完整的补、径、排古地下水系统,构造的稳定性决定了古地下水运动的特征,即古地下水由北西向南东运移;新构造运动改变了盆地区域构造的变化,造成东胜铀成矿带直罗组沉积体系、构造环境和古水动力的改变,也造成了后期氧化作用对早期层间氧化带及铀矿体的叠加改造作用。
     东胜地区侏罗系直罗组含水层地下水补给区位于西北部的高头窑、罕台川地区,以及作为侧向补给的东北部神山沟地区,东胜梁的隆起没有改变直罗组含水层的流向,直罗组含水层流向主体依然是由北西向南东,同时存在后期由北东向南西方向的侧向补给;排泄区位于乌兰木伦河和南部的红碱淖、赤盖淖、巴嘎淖等湖淖地区。铀成矿带位于水化学类型由Cl·SO_4-Na向HCO_3·Cl-Na型的变异带。矿区地下水受到有机还原物质的影响,使矿区地下水处于偏碱性的弱还原环境。
     东胜地区直罗期和延安期发育陆相盆地,水体盐度范围在8~14‰之间,为湖相沉积环境。包裹体中古地下水的pH为9.88~10.05,形成于弱碱性环境。恢复矿区经历过最大埋藏深度大约是850m,皂火壕地区最大埋藏温度是90.5℃
     通过对晚侏罗世—早白垩世宜君期早期水文地质期、渐新世水文地质期、全新世—现今水文地质期计算,恢复各水文地质期地层展布情况;运用Visual MODFLOW软件,初步建立东胜地区古水文地质模型,模拟结果显示东胜铀成矿带,晚侏罗纪到始新世水动力条件总体方向为近南北向,有利于铀矿的形成和改造。始新世后研究区北东部剥蚀,同时矿区有机质还原保矿作用使铀矿得以保存免于破坏。
     东胜地区铀成矿古水动力条件模拟和研究,进一步明确了鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿成矿环境,为该类型铀矿盲矿找矿提供了良好的找矿标志。
Ordos basin is one of the mainly oil,gas and coal productive basin in China.The Dongsheng uranium metallogenic belt has been discovered which is a large in-situ leachable sandstone-type uranium deposit belt in the north of Ordos basin in recent 10 years.The studies of the metallogenic geological conditions,ore-forming environment,ore-controlling facers and deposits prospective of this area have been proved effectively by many investigation team and research departments.Owing to the fact that such deposits being deeply buried ones,the location prediction and analysis for such deposits become hard point in prospecting.With the purpose of in-depth studying metallogenesis of uranium deposit,discussing the characteristics of hydrogeochemistry and the condition of hydrodynamic in uranium mineralization,this paper was based on the theories of aqueous uranium deposit,approach hydrogeochemical and hydrodynamic condition of modern groundwater,and through hydrogeology and isotopic hydrogeology,computer software "MODFLOW" simulating hydrodynamic condition of groundwater,exploring the paleo-hydrogeology,paleo-hydrogeochemical,paleo-hydrodynamic condition and the paleo-ground-water metallogenesis of sandstone-type uranium mineralization.
     Zhiluo Formation has whole groundwater system with replenishment,runoff and drainage relations in north of Ordos basin in Mesozoic.The stability of the geological tectonic determine the characteristic of paleoground-water flow,namely paleoground-water flow direction from NW to SE.New tectonic movement changed regional geological structures,worked the transform of depositional systems,tectonic environment and paleohydrodynamic of the Zhiluo Formation in Dongsheng uranium metallogenic belt,and the accumulation and reformation processes of earlier interlayer oxidation zone and uranium deposit by later oxidation
     The recharge of groundwater of Zhiluo Formation aquifer is located on the northwest of Gaotouyao and Hantaichuan area,and the northeast of Shenshangou area as lateral recharge.The main flow direction is NW to SE,contemporarily,later subordinate lateral flow direction from NE to SW,due to the upheaval of Dongsheng did not change the direction of the recharge of groundwater of Zhiluo Formation aquifer.The discharge areas are located on Wulanmulun River and the south of Hongjian lake,Chigai lake and Baga lake.The uranium metallogenic belt is located on the variant belt of hydrochemical types form Cl·SO_4-Na to HCO_3·Cl-Na.The mining area ground water located in the alkalescent reductive field because of the influence of the organic reducing materials.
     Continental basin was developed in the zhiluo and Yan'an Stage,salinity ranged from 8%0 to 14%o,belong to lacustrine facies aggradation circumstance.The inclusion formed in alkalescent environment,the pH value of paleoground-water is 9.88~10.05.It is concluded that the most Buried depth about 850m during geological evolution in mining area,the most buried temperature is 90.5℃.
     This paper separately restores various hydrogeological period such as the late Jurasic-early cretaceous period,the oligocene period,the Holocene Epoch-now period.The paleohydrodynamic model was preliminarily built up by using the software of Visual MODFLOW in Dongsheng area. The simulation results showed that hydrodynamic condition overall direction from the near north to south in the late Jurassic period to the eocene epoch which was advantageous to the formation and the transformation of uranium deposits in the Dongsheng uranium metallogenic belt.After the eocene epoch,northeast of the research area was denudated,simultaneously,the uranium deposit avoided destructing by protective ore action of organic matter in the mining area.
     Through these research and simulation of uranium mineralization paleo-hydrodynamic condition in dongsheng area,sandstone-type uranium deposit environment was more clear in the northeast of Ordos Basin and offered good deposit prospecting signatures of this type uranium deposits.
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