全 文 ：世界有色金属  2016年 5月下120
综合物探技术在额济纳旗马鬃山
苏木砂岩型铀矿中的应用研究
刘国栋，李振华，刘慧光，王卫东
（河南省地矿局第二地质勘查院，河南 郑州 451450）
摘  要 ：砂岩型铀矿床是指工业铀矿化主要产于砂岩（包括含砾砂岩、粉砂岩、泥岩）中的铀矿床。本文通过
对额济纳旗马鬃山苏木地区的地质构造背景结合区域重磁特征分析，发现区内存在两个有利砂岩型铀矿成矿
的盆地；再参考区域内的航空放射性资料，布置了两个地面验证区域，使用地面伽玛总量测量的手段，成功发
现9个伽玛总量偏高场，37个矿化异常点；矿化点地表取样的铀含量多数超过工业边界品味，最高铀含量超过
0.19%，接近工业品位的4倍；通过航磁、航重、航空伽玛、地面伽玛等综合物探技术在本区内的应用，发现该
区域是铀成矿的有利地段，具有较高的可能寻找到大型的砂岩型铀矿。
关键词 ：砂岩型铀矿；伽玛总量；盆地；
中图分类号 ：P423.3   文献标识码 ：A   文章编号 ：1002-5065（2016）10-0120-4
Application of Integrated Geophysical Prospecting in Ejinaqi Mazongshan
hematoxylin sandstone type uranium deposits
LIU Guo-dong,LI Zhen-hua,LIU Hui-guang,WANG Wei-dong
(Henan Bureau of Geology and Mineral Exploration Institute of Geology second,Zhengzhou 451450,China)
Abstract: Sandstone type uranium deposit is a uranium deposit which is mainly produced in sandstone (including
gravel sandstone, silty sandstone and mudstone). Based on the geological background of the region of Ejinaqi
MAZONGSHAN hematoxylin analysis of regional gravity and magnetic features combination, found there are two
favorable sandstone type uranium mineralization in the basin; then reference area of airborne radioactive data, the
layout of the two ground verification area, used to measure the total Meongama means successfully found 9 gamma
ray high field, 37 mineralization anomaly; uranium mineralization points most surface sampling than industrial
boundary taste, highest uranium content more than 0.19%, nearly 4 times the industrial grade; the aeromagnetic,
airborne gravity, airborne gamma, gamma and other comprehensive geophysical prospecting technology application
in this area, the area is the favorable area uranium mineralization, with higher to find a large sandstone type uranium
deposit.
Keywords: sandstone type uranium deposit;Gamma total;basin;
收稿时间：2016-05
作者简介：刘国栋，生于1985年，男，山东临沂人，硕士，工程师。
工作单位：河南省地矿局第二地质勘查院。
研究方向：应用地球物理。
通讯地址：河南省郑州市地矿局第二地质勘查院。
联系方式：liguong4011635@163.com
1  区域地质条件
区域地层属天山——兴安岭区、北山分区。由老至
新出露元古界北山岩群、元古界蓟县—青白口系圆藻山
群、晚古生界石炭系白山组及红柳园组、晚古生界二叠
系下统双堡塘组、中生界侏罗系中下统芨芨沟组、侏罗
系中统龙凤山组、中生界白垩系下统赤金堡组、新生界
新近系上新统苦泉组和新生界第四系。而分布面积最
广，并与铀矿有生成联系主要是白垩系地层。主要分布
在高山边缘、山间盆地或戈壁浅滩等地形相对低洼地区。
本测区以白垩系地层为主，东南角分布有部分侏罗
纪地层，区内零星分布有第四系覆盖，主要放射性异常
区域在白垩系地层中 [1]。区域内侵入岩不发育，在长期
的地质发展过程中，伴随各期构造运动而发生的岩浆活
动，主要以二叠纪、侏罗纪侵入岩为主，各岩体均以小
岩株产出。区域地质经历了加里东期至喜山期多次构造
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运动，其中表现强烈、影响广泛的主要是加里东期和华
力西中晚期构造运动，并由此奠定了区内大地构造的基
本轮廓 [2]。
1- 一级构造单元界线 ；2- 三级构造单元界线 ；3- 红泉深断裂 ；
4- 双鹰山大断裂 ；5- 放射性测量验证区
图 1 嘉峪关北部地区大地构造略图
由于构造运动发展的多期性和不均衡性，致使本
区的沉积地层、构造变动和侵入岩的空间分布等，均在
纵向上具有明显的差异 [3]。大致以红泉深断裂，即鄂博
庙—红柳泉—格鲁马井一线为界，南属中朝准地台、敦
煌地轴、西碱泉拱断束，北属天山—内蒙古地槽褶皱系、
北山地向斜褶皱带、音凹峡复向斜的中部。
测区东南方向紧邻南泉—白沙窝复向斜。该向斜
轴向为北东东—南西西，褶皱形态为紧密线状，轴线弯
曲，在西南部轴向北东，向北东弯曲呈北北西向，是对
称的复向斜构造。核部由石炭系下统粉变质砂岩、板岩
所组成。其褶皱由紧密全型褶曲和次一级背斜、向斜所
组成，均被垂直于轴向的逆断层所分割。倾角一般为
50°～ 70°。两翼由侏罗系中上统岩组所组成。在背斜
与向斜转折处断裂发育，以北东东－南西西向断层为主，
还有少量的平推断层。
2  区域重磁异常特征
2.1  区域重力异常特征
区域重力场值由北向南逐渐降低。调查区内布格重
力值的范围在 -234 ～ -192×10-5m/s2 之间，幅值变化
达 42×10-5m/s2。重力场特征通过局部重力高和重力低
以及等值线的弯曲或畸变予以展示。局部重力高和重力
低的形态呈椭圆状，高、低异常之间的重力梯级带和异
常过渡带走向为近东西向、近南北向、北西向和北东向，
显示了本区纵横交错的构造格架。
1- 红泉深断裂 ；2- 双鹰山大断裂 ；3- 本次工作区 ；4- 重力推测盆地范围
图 2 1:25 万布格重力异常等值线平面图
调查区南中部的大片局部重力低呈椭圆状，重力场
值由中心向四周均匀递增，在调查区内形成南泉～白沙
窝～黑帐房“弧形”重力梯级带。该异常区出露地层主要
为白垩系下统赤金堡组，南侧、西侧和南东侧出露侏罗
系中下统龙凤山群地层，根据上述地质特征和重力特征，
说明该大片局部重力低多为一中生界盆地。
区域重力异常主要由双鹰山大断裂重力梯度带、砂
石地重力高、沙婆泉盆地重力低和红柳大泉盆地重力低
组成。
双鹰山大断裂重力梯度带北西西——南东东走向，
位于北山地向斜褶皱带上，其南部为音凹峡复向斜，北
部紧邻马鬃山复背斜，地层岩性变化快，地层由南向北
逐渐抬升，从而形成重力场梯度特征。
砂石地重力高位于矿调去东北部，在马鬃山复背斜
上，地层抬升引起。
沙婆泉盆地重力低、红柳大泉盆地重力低，是两个
位于音凹峡复向斜上的重力低异常，形成原因是地层凹
陷。
2.2  区域航磁异常特征
区域航磁异常和地质构造有很大关系，磁异常主要
分布在断层附近和北部马鬃山复背斜附近。矿调区内分
布有大面积的低缓平稳场，是沉积型地层分布广泛体现。
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1- 红泉深断裂 ；2- 双鹰山大断裂 ；3- 本次工作区 ；4- 航磁异常编号
图 3 1 ∶ 25 万航磁异常△ T 等值线平面图
马鬃山复背斜附近磁异常主要位于二叠系地层，存
在大量的中性火山岩，它是造成该异常的主要原因。
砂石地负磁异常可能是受到其北部高磁异常的影
响。
东炭窑井高磁异常是本区异常幅度最大的，位于双
鹰山大断裂西北部，分布很多基性火山岩，有较多的海
西期花岗岩出露是寻找铁矿的有利地段。
甘 C-82-17 和甘 C-82-20 性质差不多主要与二叠
系地层中基性火山岩引起。
甘 C-82-19 位于矿调区中心，属于红柳大泉盆地，
地层以白垩系沉积地层为主，异常是由铁质结核引起。
本工作区位于磁场平稳的地方，说明工作区内铁磁
性物质含量极少，推测出测区内起到铀富集还原作用的
物质以有机物为主。
3  成矿地质预期
区域内铀矿按铀元素来源分为内生铀矿和外生铀
矿，其中外生铀矿主要产于侏罗系、白垩系地层中，明
显受层位及岩性控制，矿化以单铀型为主。
1- 砖红色陆相碎屑岩 ；2- 碎屑岩、含劣质煤及岩盐 ；3- 碎屑岩夹煤层 ；4- 碎屑岩、碳酸岩盐、中性—中酸性火山岩 ；
5- 中酸性火山岩、碎屑岩等 ；6- 片麻岩、片岩、大理岩、混合烟 ；7- 灰岩、大理岩 ；8- 花岗闪长岩 ；9- 钾长花岗岩、花岗岩 ；
10- 斜长花岗岩 ；11- 断裂 ；12- 铀偏高场编号 ；13- 钾偏高场编号 ；14- 南泉测区 ；15- 航磁圈定的隐伏岩体 ；
16- 航磁推断的断裂
图 4 U、K 单量偏高场的空间分布位置图
区域内侏罗系盆地分布面积较广，矿化异常主要分
布在封闭条件较好的盆地边缘或其附近。因为盆地边缘
不但靠近蚀源区，提供了丰富的铀和还原介质，而且一
般在古地貌洼地的翼部，断裂比较发育，有利于携带有
用组分的古地下水汇集成矿。此外河流相、沼泽相比较
发育，碎屑沉积交替频繁，也为铀的富集提供了有利条
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1- 伽玛总量异常点 ；2- 成矿远景段范围及编号 ；3- 化探异常范围及编号 ；4- 铀矿出露点
图 5 南泉成矿远景区伽玛总量异常分布图
件。由于盆地内部的广大地区，同生铀源不丰富，后生
油源也较之贫乏，致使含铀层位分布不均，厚度较薄，
缺少期后再造叠加的地质环境。特别是区内上侏罗纪地
层多以湖相碎屑沉积为主，大部分在干旱或半干旱的充
分氧化环境下沉积的，而湿热的还原环境的沉积时间短
暂，故普遍缺少有机质、炭质、黄铁矿等还原介质，不利
于铀的富集 [4]。
从以往资料看，本矿调区沙婆泉盆地和红柳大泉盆
地都存在成矿的条件，是寻找砂岩型铀矿的有利地段。
他们不但有含铀较高的蚀源区，而且该地层中含有丰富
的有机质、泥质、炭质和黄铁矿等还原介质，同时河流
相、河漫滩相沉积比较发育。
4  成矿地质验证
现在以南泉测区为例说明该区域砂岩型铀矿成矿特
征。使用地面伽玛总量测量方法，在两个测区圈出了 9
个伽玛偏高场，伽玛场分布形态与化探异常套合效果较
好，矿化出露层位和沉积地层层位照应良好。发现有意
义的矿化点 37 个，在矿化异常点 S18 上取样化验，发现
铀含量超过 0.19%。
南泉测区位于 U(19) 异常东南部分，平均铀含量
4-5ppm，比围岩高出 2ppm ；其生成原因均与区内出
露的华力西晚期侵入的花岗岩体有密切关系，也可以说
场内铀元素的物质来源主要是来自这些富铀岩体，即在
表生作用下，岩体内的铀元素经长期迁移，使其在粉砂
岩、泥质页岩、砂岩及泥灰岩等岩性中得以富集。
南泉及红柳大泉测区内白垩系下统赤金堡组是区域
内主要的沉积型铀矿化地层。含矿层位超复沉积在基底
上，多与原生的薄层石膏相伴产出。含矿岩性以钙质、
泥质粉砂岩和铁锰质含炭粉砂岩、炭质泥岩。矿化一般
较均匀，多呈薄层状产出。由于后期隆起剥蚀，使部分
含矿层位呈孤岛状山头分布。强度一般在 25 ～ 50nC/
(kg·h)，个别可达 100 ～ 150 nC/(kg·h). 含铀量大部
分低于 0.03%，少数可达 0.17%。铀的次生矿物及其他
金属矿物均很少见。
总结来说 ：南泉测区位于南泉盆地内，整体有三个
方面的成矿有利因素。
铀源补给条件丰富。该区存在两个主要的铀元素来
源，位于测区西北部的华力西晚期侵入的花岗岩体和位
于东南部侏罗纪地层，铀元素含量均很高，其中侏罗纪
地层富含有机质给铀元素富集提供还原作用。
有意义的异常点、带比较多。从以往地质资料看，
U(19) 偏高场存在很多铀异常，在六处铀性异常中，U/
Th 比值大都大于 1，U/K、U/Tc 亦有明显异常，这通常
是鉴别沉积型铀矿的典型特征。
位于沙盘泉盆地西部边缘，成矿地质条件优越。沙
婆泉盆地具有很好的封闭环境，是铀元素富集成矿的有
利地区。
红柳大泉测区位于双鹰山大断裂的南侧，红柳大泉
盆地的北缘，从地质构造背景来看，同样是铀元素富集
成矿的有利地区。
综上所述，综合运用常规物探技术，成功发现并论
证了额济纳旗马鬃山苏木地区有着优越的成就大型砂岩
型铀矿的地质构造环境，并且在这次研究中发现了多个
矿化点，有的矿化点铀矿品位超过可开采临界值的 6 倍
以上。期待展开后续更加详细的勘探工作，在本区域寻
找到超大型铀矿为我国的经济建设提供清洁能源。
[1] 焦新华，无燕冈.磁法与重力勘探[M].吉林大学出版社.2009.
[2] 鲁挑建，姜启明.放射性地球物理勘查[M].哈尔滨工程大学出版
社.2009.
[3] 邢秀娟，柳益群，樊爱萍.鄂尔多斯盆地店头地区砂岩型铀矿成因
初步探讨[J].《中国地质》2006年第3期.
[4] 朱卫平，吴仁贵，章永梅.鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿床成矿条
件分析[J].中国科技论文在线.
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