塔里木盆地喀什凹陷北緣鈾成礦特征及找礦前景

1地質構造單元喀什凹陷位于塔里木盆地西南山區的西部，結構位于南天山褶皺帶和西昆侖褶皺帶的控制帶。該凹陷可分為四種類型的可分類構造單元：南天山褶皺帶（i）、庫孜貢蘇破土帶（ii）、西昆侖前褶皺帶（iii）、喀什深凹陷（i4）（圖1）。盆地直接基本位于元古代生代，主要分布在西昆侖和南天山褶皺帶。盆地內幾乎沒有暴露。盆地覆蓋層為中新世。喀什凹陷北緣有兩個層次的構造單元：庫孜貢蘇破土和南天山褶皺帶。2有利成礦層及構造地層2.1鈾成礦層位與鈾成礦關系密切的地層為中—下侏羅統、下白堊統克孜勒蘇群.中—下侏羅統可細分為莎里塔什組、康蘇組、楊葉組、塔爾尕組(圖2).下侏羅統分布于庫孜貢蘇斷陷,其中莎里塔什組為一套沖積扇相礫巖,巖相條件不利于鈾成礦;康蘇組為一套灰綠色礫巖、砂巖夾泥巖和煤層的河流三角洲相沉積,砂體發育,但巖石膠結較致密,透水性較差,不利于含鈾含氧層間水滲入,后生氧化作用不發育.中侏羅統分布較廣,在庫孜貢蘇斷陷、南天山山間盆地及山前褶皺-沖斷帶均有出露,其中楊葉組為一套湖沼相的砂巖、粉砂巖、泥巖、煤線薄互層狀沉積,只有下部和上部發育厚度適中的砂體(8~15m),以中-細粒砂巖為主,泥質膠結,多數較致密,部分較疏松且透水性較好,含較多碳化植物碎屑和粒狀、不規則狀黃鐵礦,砂巖型鈾成礦巖相條件局部有利;塔爾尕組為一套砂巖、粉砂巖夾泥巖的扇三角洲相沉積,砂巖較發育,膠結以較致密為主,較疏松次之,含少量碳化植物碎屑,砂巖型鈾成礦巖相條件局部有利.下白堊統由克孜勒蘇群構成,主要在南天山山前褶皺-沖斷帶北部呈條帶狀出露,為一套河流三角洲相沉積,根據其礫巖-砂巖-泥巖韻律特征,可進一步劃分為上、中、下3段.砂體發育,厚度較大,泥質膠結,膠結疏松-較疏松,透水性好-較好,褐紅色為主,夾黃色和灰綠色條帶,在黃色和灰綠色砂巖、礫巖中局部見次生油氣還原產物——瀝青質,砂巖型鈾成礦巖相條件較有利.因此,研究區有利找礦目的層主要為中侏羅統楊葉組、塔爾尕組和下白堊統克孜勒蘇群.2.2后生氧化蝕變后生氧化蝕變主要在中侏羅統和部分下白堊統砂體中發育.野外調查發現,中侏羅統楊葉組和塔爾尕組砂巖露頭上發育后生氧化帶,巖石顏色為黃色、淺黃色,褐鐵礦化發育(圖3),沿走向具一定規模延伸在康蘇南楊葉組露頭中,膠結疏松的黃色氧化砂體在褶皺中延續性良好,說明層間氧化發生在褶皺形成之前.在康蘇北一帶的楊葉組與塔爾尕組露頭砂巖中發育強弱不等的后生氧化現象,其中氧化程度與巖石膠結程度密切相關.當膠結致密時,氧化程度弱;膠結疏松時,氧化強烈.地表氧化帶呈NW向延伸沿傾向向南,鉆孔內局部見層間氧化帶,部分鉆孔中灰色砂巖中發育薄層鈾礦化,古氧化帶發育方向自北向南,推測在氧化前鋒線附近可能存在卷狀鈾礦體.在下白堊統克孜勒蘇群中、下部,黃色與灰綠色砂巖呈近EW向層狀或條帶狀產出,黃色砂巖多是后生氧化產物.2.3次生還原蝕變次生油氣還原蝕變主要在下白堊統和部分中侏羅統砂體中發育.在康蘇南背斜中侏羅統楊葉組見有深灰色油浸砂巖,說明侏羅系砂巖中存在次生還原現象,部分層間氧化帶還原退色,加大了找礦難度.在下白堊統克孜勒蘇群黃色、灰綠色砂巖中有黑色星點狀瀝青質分布,尤其在BSBLK礦床,部分鉆孔中見到液態石油.在礦帶及其附近,原生紅色、雜色砂巖被明顯還原為灰色、淺灰色、灰綠色和黃綠色條帶或團塊(圖4),說明灰色系為后期油氣還原形成.3鈾礦化與成礦關系區內具工業價值的鈾礦化主要產于南天山褶皺沖斷帶中西部的下白堊統,其次產于中侏羅統(圖1).目前已發現鈾礦床、礦點各1處,礦化點及異常多處.鈾礦化類型有泥巖型、砂巖型及含瀝青砂礫巖型.鈾礦體形態呈層狀、似層狀及透鏡狀或卷狀(?).產于下白堊統的鈾礦化以BSBLK礦床為代表.鈾礦化主要賦存于克孜勒蘇群下段灰黃、灰綠色砂巖及所夾礫巖和少量泥巖中,其中砂巖中最多(57%),礫巖中次之(37%),泥巖中最少(6%).從各巖性含礦率看,砂巖含礦率最低(3.2%),礫巖含礦率居中(12%),泥巖含礦率最高(22%).分布最廣的原生鈾礦物為含鈾瀝青石,常與黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦和輝鉬礦共生.其次見到少量瀝青鈾礦及含鈾礦物.多與星點狀瀝青密切伴生,兩者間呈正比關系,瀝青充填于巖石碎屑間或沿著不同巖性交界面分布,或富集于薄層泥巖的表面.鈾在瀝青中呈吸附狀態存在,說明在成礦早期液體石油運移過程中,泥巖夾層和透水性差的鈣質礫巖起了良好的阻擋作用.分散的石油集中于巖石層理或裂隙面上,取代鈣質膠結物,并吸附還原含氧含鈾水帶來的活性鈾.另外,巖石碎屑中含大量與瀝青無關的隱晶質膠結物狀鈾(瀝青鈾礦等),呈分散狀或細小堆積體、細網脈狀分布,品位0.03%~0.8%,多分布在含瀝青鈾礦層外圍.鈾礦化在地表主要賦存于鈣質膠結、較致密且透水性差的礫巖中,透水性好的疏松砂巖中礦化極少.近地表處有大量石膏及鈾的云母類次生礦物形成,鈾鐳平衡遭破壞,顯示偏鐳現象.沿傾向600~1000m間,礦體厚度增大,品位增高,類似于卷狀礦體的卷頭(圖4),說明地表透水性好的砂體中早期形成的鈾礦化遭受過氧化-遷移-再還原過程,早期油氣使原生氧化層還原.由于巖石還原能力提高,被地下水帶來的活性鈾在次生還原界面附近被還原沉淀,并逐漸形成砂巖型鈾礦化.鈾礦化在后期層間氧化作用中遭受含氧水的氧化淋濾而順層遷移,在氧化還原界面附近被油氣還原形成無瀝青礦化的砂巖型鈾礦①,而透水性差的礫巖中鈾礦化被保留下來.鈾礦化基本上受層位控制,常與圍巖呈微小的角度.鈾礦化受層內層系界面或泥質隔擋層控制明顯.產于侏羅系的鈾礦化以KS鈾礦化點為代表,鈾礦化主要賦存于中侏羅統塔爾尕組下部淺黃(略帶灰)色砂巖所夾灰黑色碳質頁巖中,部分含碳化植物碎片和硫化物灰色砂巖中也含礦.礦化與含還原劑高的巖石關系密切,地表呈不連續點狀.沿傾向向南,在鉆孔內紅或黃色砂巖附近的灰色砂巖中發現多層薄層鈾礦化,顯示層間氧化型鈾礦化特征,礦化規模有待進一步工作查證.4中—成礦前景分析研究區雖屬新構造運動強烈活動區,強烈的隆升與剝蝕對早期形成鈾礦化有一定破壞作用,但局部相對穩定地段可能保留有礦化.相對穩定部位為中新生界與古老隆起邊緣不整合接觸地帶,即南天山山前褶皺-沖斷帶的中西段(巴什布拉克褶皺-沖斷帶、烏恰走滑-逆沖帶),發育中、新生界巖層,傾角27°~75°,一般為45°,屬褶曲較發育的單斜帶,是后生鈾礦化較有利成礦部位.從地表露頭看,除庫孜貢蘇斷陷外,南天山山前褶皺-沖斷帶的中—下侏羅統露頭分布較有限,沿走向東西長不足40km,由于巖層產狀普遍較陡(多大于45°),厚度適中的砂體不多,多數砂體較致密,透水性較差,不利于含氧含鈾層間水滲入,后生氧化砂體不太發育,難以形成大規模多層位層間氧化帶型砂巖鈾礦.只有部分透水性好的疏松砂體中發育后生氧化,砂體中碳化植物碎屑和黃鐵礦等還原物質較豐富,具備形成層間氧化帶砂巖型鈾礦條件,是尋找層間氧化帶砂巖型鈾礦的主攻目的層.下白堊統克孜勒蘇群露頭范圍較廣,沿走向東西長80km,較疏松的次生還原型砂體較發育,砂體厚度大,透水性良好,局部有油氣顯示,利于形成次生油氣還原型砂巖鈾礦,是尋找次生油氣還原型鈾礦化的主攻層位.在次生油氣還原相對較弱地段,后期若有充足含氧含鈾水補給,是形成可地浸次生油氣還原型砂巖鈾礦的有利地段.前人在該群已發現與油氣還原有關的鈾礦床和沿地層走向分布的大量鈾礦點、礦化點,顯示良好成礦遠景.總之,喀什凹陷北緣鈾成礦有利構造單元為南天山山前褶皺-沖斷帶中較穩定的中、西段,有利找礦地段為烏魯克恰提至烏恰地帶,找礦類型有次生油氣還原型、層間氧化帶型,有利找礦目的層為中侏羅統楊葉組、塔爾尕組和下白堊統克孜勒蘇群.中侏羅統以尋找層間氧化型鈾礦化為主,下白堊統以尋找次生油氣還原型鈾礦化為主.總體看,下白堊統找礦前景優于中侏羅統.侏羅系的隆升變形為晚三疊—中侏羅世走滑拉分斷陷盆地.由NW向塔拉斯-費爾干納大斷裂走滑活動形成,斷陷內侏羅系厚5500m,以含煤碎屑巖為主,其下部莎里塔什組礫巖厚度大于1000m.盆地于侏羅紀消亡后,又遭受新生代構造運動的疊加改造,使區內侏羅系強烈隆升變形,發育NW向褶皺和斷裂.區域地質構造背景自西向東進一步劃分為巴什布拉克褶皺-沖斷帶(Ⅱ11)、烏恰走滑-逆沖帶(Ⅱ12)、托帕背斜帶(Ⅱ13)(圖1).(1)巴什布拉克褶皺-沖斷帶.位于康蘇以西,由侏羅系、白堊系、新生界和下伏古生界、元古界基底構成,缺失三疊系,中、新生界蓋層總厚度相對較小.白堊系主要分布在山前,侏羅系在山前零星出露,古近—新近系分布較廣.除西部邊緣外,中、新生界蓋層與基底呈角度不整合接觸,這種接觸關系沒有受后期強烈的構造活動破壞.從北向南蓋層時代由老至新,走向近NWW向,傾向南,巖層傾角西部為30°~40°,東部為40°~75°,構造條件有利于后生鈾成礦;(2)烏恰走滑-逆沖帶:位于烏恰一帶,處于庫孜貢蘇斷陷與南天山山前褶皺-沖斷帶相交部位.由于同時受塔拉斯-費爾干納斷裂走滑活動和天山山前斷裂沖斷活動影響,構造形態較復雜,發育大量形態不完整的小規模短軸褶皺,褶皺軸線多呈NW向,構造條件對后生鈾成礦局部有利;(3)托帕背斜帶:位于烏恰以東地帶,新生界較發育,中生界只有下白堊統零星出露,缺失侏羅系,總沉積厚度遠大于西部巴什布拉克褶皺-沖斷帶.褶皺與沖斷活動十分發育,疊瓦狀逆沖斷層和飛來峰構造發育.地表構造變形十分復雜,由北向南發育三排背斜構造,為近地表的、樞紐近