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    二连盆地土壤微细粒铀地球化学分布特征及找矿方向

    严桃桃 聂兰仕 王学求 张必敏 刘汉粮 田密 徐善法 乔宇 窦备 尤景广

    严桃桃, 聂兰仕, 王学求, 张必敏, 刘汉粮, 田密, 徐善法, 乔宇, 窦备, 尤景广, 2022. 二连盆地土壤微细粒铀地球化学分布特征及找矿方向. 地球科学, 47(8): 2809-2823. doi: 10.3799/dqkx.2021.252
    引用本文: 严桃桃, 聂兰仕, 王学求, 张必敏, 刘汉粮, 田密, 徐善法, 乔宇, 窦备, 尤景广, 2022. 二连盆地土壤微细粒铀地球化学分布特征及找矿方向. 地球科学, 47(8): 2809-2823. doi: 10.3799/dqkx.2021.252
    Yan Taotao, Nie Lanshi, Wang Xueqiu, Zhang Bimin, Liu Hanliang, Tian Mi, Xu Shanfa, Qiao Yu, Dou Bei, You Jingguang, 2022. Regional Geochemical Distribution of Uranium in Fine⁃Grained Soil and Prediction of Prospecting in Erlian Basin. Earth Science, 47(8): 2809-2823. doi: 10.3799/dqkx.2021.252
    Citation: Yan Taotao, Nie Lanshi, Wang Xueqiu, Zhang Bimin, Liu Hanliang, Tian Mi, Xu Shanfa, Qiao Yu, Dou Bei, You Jingguang, 2022. Regional Geochemical Distribution of Uranium in Fine⁃Grained Soil and Prediction of Prospecting in Erlian Basin. Earth Science, 47(8): 2809-2823. doi: 10.3799/dqkx.2021.252

    二连盆地土壤微细粒铀地球化学分布特征及找矿方向

    doi: 10.3799/dqkx.2021.252
    基金项目: 

    中国地质调查局地质调查项目 DD20190451

    国家重点研发计划穿透性地球化学勘查技术项目 2016YFC0600600

    详细信息
      作者简介:

      严桃桃(1989-),男,博士,工程师,主要从事矿床与勘查地球化学研究. ORCID:0000-0002-3153-4959.E-mail:yantaotao@mail.cgs.gov.cn

      通讯作者:

      聂兰仕, ORCID:0000-0002-3223-9273.E-mail: nielanshi@163.com

    • 中图分类号: P595;P596

    Regional Geochemical Distribution of Uranium in Fine⁃Grained Soil and Prediction of Prospecting in Erlian Basin

    • 摘要: 二连盆地是我国砂岩型铀矿的重要产地之一,已相继发现了多个砂岩型铀矿床. 盆地中部赛汉高毕-苏尼特左旗地区南北缘发育大量古-中生代的花岗岩体,铀源丰富;且该区发育北东向展布的巴彦乌拉、赛汉高毕等古河道,为铀矿体的形成和保存提供了有利的构造条件,具有较好的找矿前景. 目前针对该地区砂岩型铀矿的勘查主要是通过地球物理勘探(电法、地震、重力、航磁)和钻探,常规的地球化学勘查方法在该区效果不理想. 为了满足大范围找矿勘查的需求,基于土壤微细粒分离测量技术在赛汉高毕-苏尼特左旗地区开展1∶25万区域化探扫面工作. 2 821件土壤样品中Hg、As、Mo、F、Zr、Sr、Sb、Li、Th、U等元素既有相对较高的富集系数,又有相对较大的变异系数. 通过元素相关分析和R型聚类分析将其分为Zr⁃Th⁃U⁃Mo组合和As⁃Sb⁃F⁃Li⁃Sr⁃Hg组合,优选U⁃Mo为铀矿的成矿指示元素. 依据U⁃Mo衬值地球化学综合异常圈定了3个铀矿找矿有利地段,其中地段I和II位于盆地次级坳陷内部,异常与古河道砂体有关,寻找砂岩型铀矿的潜力较大.

       

    • 图  1  二连盆地及研究区位置示意图

      据聂逢君等(2015);角图审图号:GS(2016)1549号

      Fig.  1.  Schematic map of the Erlian basin, showing the location of studying area

      图  2  研究区地质

      1. 第四系冲、洪积砂砾岩、粘土岩建造;2. 宝格达乌拉组:砖红色砂质泥岩、砂岩、砂砾岩、局部含钙质结核;3. 通古尔组、大庙并层:黄色、灰白色含砾粗砂岩、砂岩、泥岩;4. 乌兰戈楚组、呼尔井组并层:下部灰白色砂岩、灰绿色泥岩,上部灰白、桔黄色砂砾岩、粗砂岩夹泥岩;5. 腾格尔组:浅灰色、灰绿色砂泥岩互层,中部夹深灰色泥岩及油页岩;6. 兴安岭群:酸. 中. 基性火山岩及火山碎屑岩;7. 阿拉坦合力群泥岩、砂砾岩及煤层;8. 二叠系:上部为灰黑、灰绿色粉砂岩、板岩、砂岩,下部为变质砂岩、砾岩夹安山岩、板岩、泥灰岩;9. 石炭系:灰黑、灰黄色中酸性火山岩、火山碎屑岩,局部为灰绿色粉砂岩、杂砂岩及灰岩,见浅变质岩;10. 泥盆系:灰黄色、黄绿色、黄褐色碎屑岩、板岩,底部发育生物碎屑岩及火山岩;11. 奥陶系:灰绿色、灰黑色中基性、中酸性火山岩、火山碎屑岩,过渡为正常碎屑岩,底部见轻变质碎屑岩及结晶灰岩;12. 元古宇:砂砾岩、灰岩、白云岩、片岩、板岩、千板岩、大理岩、石英岩、变质玄武岩和辉长岩类;13. 第四纪玄武岩;14. 侏罗纪花岗岩;15. 三叠纪花岗岩;16. 二叠纪花岗岩;17. 二叠纪花岗闪长岩;18. 二叠纪石英闪长岩;19. 二叠纪闪长岩;20. 石炭纪花岗岩;21. 石炭纪花岗闪长岩;22. 石炭纪闪长岩;23. 泥盆纪超基性岩;24. 地质界线;25. 角度不整合线;26. 平行不整合线;27. 岩相界线;28. 断层;29. 推测古河道;30. 土壤微细粒采样范围;31. 地名;32. 铀矿床;据核工业北京地质研究所1∶50万地质图修编

      Fig.  2.  Geology of the studying area

      图  3  不同粒径土壤中U元素和Mo元素含量分布

      Fig.  3.  The distribution of U and Mo content in different grain⁃size soil

      图  4  元素富集系数和变异系数折线图

      Fig.  4.  Line chart of element enrichment coefficient and variation coefficient

      图  5  R型聚类分析树状图

      Fig.  5.  Tree diagram of R⁃type cluster analysis

      图  6  研究区U和Mo的地球化学图

      Fig.  6.  Geochemical distribution of U and Mo in the studying area

      图  7  研究区U和Mo的地球化学异常图

      Fig.  7.  Geochemical anomaly map of U and Mo in the studying area

      图  8  研究区U⁃Mo综合异常图

      Fig.  8.  Comprehensive geochemical anomaly map of U and Mo in the studying area

      表  1  样品测试分析方法

      Table  1.   Elements determined and analytical methods used.

      序号 测试项目 测试方法
      1 Li Co Ni Cu Zn Mo Cd Pb Th U ICP-MS
      2 As Sb Hg AFS
      3 MgO Al2O3 SiO2 Fe2O3 CaO Ti Cr Zr Nb XRF
      4 K2O Na2O V Sr Mn P Ba La ICP-AES
      5 FeO VOL
      6 F ISE
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      表  2  二连盆地研究区1∶25万区域化探元素含量统计参数

      Table  2.   Statistical parameters of regional 1∶250 000 geochemical survey in the studying area of Erlian basin

      元素 As Ba Cd Co Cr Cu F Hg La Li Mo
      最大值 183 1 638 0.43 39 154 64 4 000 1 406 116 179 8.52
      最小值 1.89 292 0.03 2.96 19 5.11 177 4.03 18.0 13.5 0.34
      中位数 9.61 616 0.11 9.78 63 21 442 23 40.1 28.1 0.82
      平均值 10.3 615 0.11 9.97 62 21 476 24 40.8 29.3 0.85
      标准差 5.16 69 0.03 1.99 10.9 4.61 178 27.3 7.44 8.43 0.33
      EC 4.30 577 0.09 9.1 42 15 471 13 36 21 0.62
      富集系数 2.39 1.07 1.30 1.10 1.49 1.41 1.01 1.84 1.13 1.40 1.37
      变异系数 0.50 0.11 0.28 0.20 0.17 0.22 0.37 1.14 0.18 0.29 0.39
      元素 Nb Ni Pb Sb Sr Th U V Zn Zr SiO2
      最大值 42.9 82.5 70.8 6.09 1416 49.0 14.6 189 386 2 580 75.2
      最小值 6.14 6.69 14.0 0.20 148 4.14 0.93 28.7 23.6 154 32.3
      中位数 14.9 22.5 21.1 0.75 219 13.2 2.39 84.1 63.0 556 63.3
      平均值 15.1 22.7 21.3 0.77 237 13.8 2.44 83.5 63.3 587 62.5
      标准差 2.46 4.70 2.49 0.24 76.0 3.62 0.60 12.0 13.8 210 4.23
      EC 14 22 18 0.33 232 10 2.2 63 63 179 61.7
      富集系数 1.08 1.03 1.18 2.33 1.02 1.38 1.11 1.33 1.00 3.28 1.01
      变异系数 0.16 0.21 0.12 0.31 0.32 0.26 0.25 0.14 0.22 0.36 0.07
      元素 Al2O3 Fe2O3 FeO K2O Na2O CaO MgO Ti P Mn
      最大值 18.9 7.82 3.28 3.98 9.46 24.2 8.78 10 520 1 834 1 943
      最小值 3.88 1.23 0.13 1.34 0.69 0.88 0.57 2 004 177 228
      中位数 13.7 4.21 1.19 2.79 2.17 1.63 1.69 4 695 469 646
      平均值 13.5 4.20 1.20 2.77 2.13 2.65 1.83 4 672 480 652
      标准差 1.12 0.62 0.30 0.26 0.38 2.33 0.65 563 115 106
      EC 12.84 2.19 1.66 3.04 2.56 6.18 2.15 2 880 514 561
      富集系数 1.05 1.92 0.72 0.91 0.83 0.43 0.85 1.62 0.93 1.16
      变异系数 0.08 0.15 0.25 0.09 0.18 0.88 0.36 0.12 0.24 0.16
      注:主量氧化物单位为×10-2,微量元素单位×10-6; 富集系数=平均值/东部出露地壳丰度(EC),EC数据引自迟清华和鄢明才(2007).
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      表  3  研究区特征元素相关系数表

      Table  3.   The correlation coefficient of characteristic element in the studying area

      As Sb F Sr Li Mo Th U Zr Hg
      As 1.00
      Sb 0.92 1.00
      F 0.61 0.61 1.00
      Sr 0.30 0.25 0.65 1.00
      Li 0.65 0.68 0.85 0.50 1.00
      Mo 0.46 0.45 0.49 0.35 0.49 1.00
      Th -0.09 -0.12 -0.12 -0.13 -0.09 -0.02 1.00
      U 0.30 0.27 0.38 0.38 0.36 0.57 0.35 1.00
      Zr -0.53 -0.55 -0.68 -0.31 -0.74 -0.29 0.35 -0.09 1.00
      Hg 0.49 0.51 0.31 -0.04 0.37 0.13 -0.10 0.00 -0.43 1.00
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      表  4  不同地质体单元上土壤中U和Mo元素含量特征统计表

      Table  4.   The contents of U and Mo in soils from different tectonic units

      序号 地质单元 样品数 U Mo
      中位数 平均值 中位数 平均值
      1 Q 64 2.35 2.50 0.82 0.97
      2 N2b 747 2.38 2.40 0.81 0.81
      3 N1t-d 485 2.26 2.32 0.81 0.84
      4 E3wl-h 625 2.36 2.44 0.79 0.85
      5 K1bt 18 2.35 2.60 0.79 0.84
      6 J3x 4 2.09 2.14 0.86 0.87
      7 J1-2al 15 2.56 2.67 0.87 0.89
      8 P 81 2.36 2.42 0.80 0.80
      9 C 96 2.39 2.37 0.87 0.87
      10 D 26 2.59 2.56 0.87 0.91
      11 Pt 118 2.51 2.59 0.84 0.87
      12 γJ 57 2.56 2.79 0.90 1.04
      13 γT 109 2.39 2.37 0.81 0.82
      14 γP 37 2.53 2.58 0.88 1.02
      15 γδP 43 2.58 2.60 0.86 0.86
      16 δοP 2 4.01 4.01 1.01 1.01
      17 δP 14 2.46 2.65 0.85 0.94
      18 γC 149 2.59 2.64 0.84 0.88
      19 δC 122 2.42 2.51 0.83 0.84
      20 ΣD 9 2.37 2.35 0.85 0.94
      注:地质单元符号与图 2注释一致,元素单位×10-6.
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    出版历程
    • 收稿日期:  2021-07-07
    • 刊出日期:  2022-09-25

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