本文选自国家级期刊《煤矿开采》，《煤矿开采》期刊是国家煤矿安全监察局主管、煤炭科学研究总院主办的国家级综合性学术期刊,面向国内外公开发行,国内统一刊号：CN:11-3677/TD，国际标准刊号：ISSN:1006-6225。
摘要：绿色蚀变、漂白蚀变以及碳酸盐化蚀变是证明油气是否曾经存在及其逸散规模的重要证据。本文通过总结各种蚀变现象特征认识到东胜矿床的后生蚀变类型的多样性。另外通过总结一些蚀变的原因，认识到东胜矿床应是一种受到后期还原性流体作用改造的古层间氧化带(即现今的绿色蚀变带)型铀矿床。
关键词：鄂尔多斯,蚀变特征,蚀变原因
引言
鄂尔多斯盆地位于华北板块西部,是我国大型内陆拗陷沉积盆地之一,盆地呈矩形,南北向展布,面积达23×104km2。现今盆地可分为伊盟隆起、晋西挠褶带、陕北斜坡、渭北隆起、天环坳陷、西缘冲断带等6个构造单元[8]。上世纪90年代在北面伊盟隆起的东部[1]探明东胜砂岩型大型铀矿。目前鄂尔多斯已成为中国煤、油、天然气、放射性铀四大能源集一体的最大能源盆地之一。
一、赋矿地层特征
位于伊盟隆起东部的东胜矿区处于华北板块北缘与兴蒙弧交接带南缘稳定地块部位,区内地层呈单斜产出,向SW缓倾,倾角1°～3°。伊盟隆起长期隆升造就了东胜地区水成铀矿侏罗系陆相砂岩目的层形成,以及形成后的水动力条件长期的稳定性。加之盆地后发展时期研究区整体抬升,一方面目的层产生掀斜和剥离,促使层间氧化作用进行,另一方面出现干旱炎热的环境为成矿提供有利的气候条件[4]。东胜矿床矿床的成因类型，目前比较趋向一致的认识是[6,7,9]：矿床早期为层间氧化带型铀矿，后来经区域性还原流体的改造-再富集-保矿作用，形成现今的矿床特征。
在矿区，延安组以其顶部含灰色炭质泥岩或灰黑色煤线的泥岩段或“漂白”的白色砂岩为标志与上覆直罗组相区分。直罗组是矿区的容矿目的层，延伸稳定；据岩性岩相特征进一步区分为上下两段（J2z1、J2z2），其中J2z1-1是主要的铀矿赋矿层位，而J2z1-2可见少量的铀矿化[2]。在东胜矿区直罗组下段存在一条向北东向开口的弧形展布的控矿绿色蚀变带，长可达300km，宽2～35km。从地质产状看，绿色带的“前身”应是氧化带，并由之还原蚀变后岩石显浅绿色。漂白层位为延安组顶部，距直罗组下部主要铀矿化层仅几米至十几米。当漂白层被剥蚀出露地表时，由于风化作用，这种漂白色被放大而更加明显[2]。
二、蚀变的类型及其特征
根据资料显示与砂岩型铀矿有关的后生蚀变现象有:绿色化蚀变，漂白褪色化，团块状、断续层状钙化砂岩及“钙化木”。其中又以绿色化和漂白化最为普遍。例如：
肖新建等[3]指出东胜地区砂岩的后生蚀变作用,早期包括黑云母和长石的绿泥石化，后期主要为基质的碳酸盐化和长石的绿帘石化。从垂向上,从上而下可以建立起后生蚀变分带:褐铁矿化+粘土化+碳酸盐化;绿化Ⅱ(主要为黑云母绿泥石化,也有长石绿泥石化和绿帘石化)+粘土化+碳酸盐化;绿化Ⅰ(主要为长石的绿帘石化)+碳酸盐化。碳酸盐化为最后期的后生蚀变类型,虽并非普遍存在,但可能对砂岩型铀矿的富集成矿有利。
吴柏林等[2]指出鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿床存在明显的绿色蚀变控矿带以及漂白现象，且含矿层较广泛地分布有不连续透镜状碳酸盐化钙质胶结砂岩。
丁万烈[5]指出鄂尔多斯盆地的中侏罗统直罗组下岩段中有一条规模宏大的绿色(含蓝灰色)蚀变带,长>300km,宽2～35km,沿着盆地的东北部呈弧形展布。经电子探针测定,直罗组绿色砂岩的绿色矿物是叶绿泥石,故绿色蚀变带的实质是绿泥石化蚀变带。
三、发生蚀变的原因
那么发生这些蚀变现象的原因是什么呢？根据2003年的钻孔剖面资料,在鄂尔多斯盆地东北边缘的直罗组下岩段七里镇砂岩中圈出了一条大规模的绿色蚀变带,而盆内则是灰色区。这条绿色蚀变带的地球化学性质是什么?即它在成因上究竟是氧化作用产物还是还原作用的结果,目前仍有不同的观点,归纳起来有以下3种[5]:
1、二次还原作用观点
这种观点认为,绿色蚀变带是控矿的区域层间氧化带被二次还原的结果,二次还原起保矿作用。按照这种观点,绿色蚀变是成矿后的还原蚀变。但是经鉴定,直罗组铀矿化地段绿色砂岩中的绿色矿物是叶绿泥石,并且沥青铀矿和黄铁矿主要赋存于叶绿泥石叶理之间及黑云母的片理之间,这表明叶绿泥石不是矿后形成的,而起码是与矿化同时或稍前出现的,这种现象与二次还原作用的观点是矛盾的。丁万力认为,本区的绿泥石化与铀矿化关系密切,与铀成矿是同期的,而不是成矿后的还原蚀变产物。
2、氧化作用观点
这种观点认为,绿色蚀变带就是区域层间氧化带。还有一种观点认为,绿色砂岩是氧化环境下形成的,灰色砂岩才是后生还原作用的结果。因为,灰色砂岩在绿色砂岩中呈群岛状。这两种观点的共同之处,就是认为绿色砂岩与氧化作用有关。M.H.Hey(1954)指出,绿泥石中的Fe3+是由Fe2+氧化而成的,他将Fe2O3含量<4%者称为正常绿泥石,将Fe2O3含量>4%者称为氧化的绿泥石。叶绿泥石以二价铁为主,不是氧化态的。鳞绿泥石、鲕绿泥石、铁叶绿泥石的Fe2O3含量高,是氧化态的绿泥石。因此丁万力认为,本区叶绿泥石化是还原态的蚀变。
3、热还原作用观点
借鉴俄罗斯学者对马林诺夫铀矿床的详细地球化学研究成果,联系本区的实际,可以得到一些启迪。笔者认为,本区叶绿泥石化蚀变是还原性质的蚀变,且可能是热还原性质的蚀变,其推测依据如下:
3.1从直罗组下岩段砂岩的绿色带仅分布在鄂尔多斯盆地边缘的特点来看,这条绿色带无疑不是沉积同生的。本区的绿泥石为叶绿泥石,它是富Mg的绿泥石,其产出多见于内生作用。
3.2本区蚀变组合是绿泥石化-黄铁矿化-碳酸盐化,是还原性蚀变组合,均与铀矿化有关。
3.3本区铀矿物(沥青铀矿)产于叶绿泥石和黑云母的解理之中,表明含矿溶液的渗透能力大。
3.4东胜地区铀矿化与断裂构造有一定关系。
3.5直罗组砂岩中的粘土矿物经鉴定主要为蒙脱石。蒙脱石主要是基性火山灰或火山玻璃在碱性环境中经分解而形成的,这表明在直罗组沉积期有火山活动。
3.6本区上三叠统延长组、中侏罗统延安组、下白垩统志丹群中均有火山岩夹层,且多有放射性异常。
3.7据赵孟为(1996)研究,鄂尔多斯盆地中生代晚期存在一高地温场,古地温梯度达3.5～5.7℃/100m。高地温场的直接原因是中侏罗世末期(170～160Ma)的热事件。总之,从种种迹象及地质背景来看,本区绿色蚀变的性质可能与马林诺夫矿床相类似,是热还原蚀变,并与铀成矿关系密切。热还原作用的观点认为,绿色砂岩与灰色砂岩的分界线是一条重要的地球化学障和地球物理障的界线,是成矿的有利地段,也是找矿的重点地段。
四、总结
本文主要是针对盆地赋矿地区的蚀变现象的描述以及发生蚀变原因的解释进行了一些总结，从中我们可以看出：
1、通过这些年来大家对鄂尔多斯盆地的研究，发现了东胜矿床的后生蚀变类型的多样性,主要有绿色蚀变、漂白蚀变、铀矿化蚀变、氧化蚀变和碳酸盐化蚀变。
2、虽然刚开始的时候大家对于蚀变现象的原因有不同的意见，但是随着研究的深入，现在更趋向于这种观点，即各蚀变相关地球化学指标均表明,绿色蚀变和漂白蚀变是在强还原性环境中形成的,因而东胜矿床应是一种受到后期还原性流体作用改造的古层间氧化带(即现今的绿色蚀变带)型铀矿床;其中还原性流体最主要的是深部来源的煤成气以及少量的油气作用。而且这种还原性的流体则是鄂尔多斯盆地在后期改造过程中,由于构造等因素使油气发生了重新调整并有部分天然气逸散,盆地中北部气田中成熟度较高的上古生界天然气向北运移并散失。这种来自于深部上古生界高成熟度的煤成气向盆地北东部逸散进入直罗组含矿层后，与大气降水来源的地下水一起形成气-水混合流体，该还原性流体对早期层间氧化带进行了还原改造，形成了现今的二次还原型铀矿化。并伴随有比较特征的绿色蚀变带，漂白作用，及含矿层中“钙质层”、黄铁矿化等相应水-岩作用的后生蚀变现象。
3、我们通过研究各种蚀变现象，可以知道绿色蚀变、漂白蚀变以及碳酸盐化蚀变是证明油气是否曾经存在及其逸散规模的重要证据。我们可以通过对蚀变砂岩的研究来进行油气资源评价和油气散失量估算。矿区绿色蚀变带是油气还原蚀变的产物，而东胜矿床的主要特点是由绿色蚀变带控矿，因此，油气的逸散蚀变地质作用是铀成矿的关键控制因素。
参考文献：
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