塔里木盆地喀什凹陷北緣鈾成礦特征及找礦前景

塔里木盆地喀什凹陷北緣鈾成礦特征及找礦前景

1地質(zhì)構(gòu)造單元喀什凹陷位于塔里木盆地西南山區(qū)的西部，結(jié)構(gòu)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(gòu)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(nèi)幾乎沒有暴露。盆地覆蓋層為中新世?？κ舶枷荼本売袃蓚€層次的構(gòu)造單元：庫孜貢蘇破土和南天山褶皺帶。2有利成礦層及構(gòu)造地層2.1鈾成礦層位與鈾成礦關(guān)系密切的地層為中—下侏羅統(tǒng)、下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群.中—下侏羅統(tǒng)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(tǒng)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(fā)育,但巖石膠結(jié)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(fā)育.中侏羅統(tǒng)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(fā)育厚度適中的砂體(8~15m),以中-細粒砂巖為主,泥質(zhì)膠結(jié),多數(shù)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(guī)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(fā)育,膠結(jié)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(tǒng)由克孜勒蘇群構(gòu)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(jù)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(fā)育,厚度較大,泥質(zhì)膠結(jié),膠結(jié)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(chǎn)物——瀝青質(zhì),砂巖型鈾成礦巖相條件較有利.因此,研究區(qū)有利找礦目的層主要為中侏羅統(tǒng)楊葉組、塔爾尕組和下白堊統(tǒng)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(tǒng)和部分下白堊統(tǒng)砂體中發(fā)育.野外調(diào)查發(fā)現(xiàn),中侏羅統(tǒng)楊葉組和塔爾尕組砂巖露頭上發(fā)育后生氧化帶,巖石顏色為黃色、淺黃色,褐鐵礦化發(fā)育(圖3),沿走向具一定規(guī)模延伸在康蘇南楊葉組露頭中,膠結(jié)疏松的黃色氧化砂體在褶皺中延續(xù)性良好,說明層間氧化發(fā)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(fā)育強弱不等的后生氧化現(xiàn)象,其中氧化程度與巖石膠結(jié)程度密切相關(guān).當膠結(jié)致密時,氧化程度弱;膠結(jié)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(nèi)局部見層間氧化帶,部分鉆孔中灰色砂巖中發(fā)育薄層鈾礦化,古氧化帶發(fā)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(tǒng)克孜勒蘇群中、下部,黃色與灰綠色砂巖呈近EW向?qū)訝罨驐l帶狀產(chǎn)出,黃色砂巖多是后生氧化產(chǎn)物.2.3次生還原蝕變次生油氣還原蝕變主要在下白堊統(tǒng)和部分中侏羅統(tǒng)砂體中發(fā)育.在康蘇南背斜中侏羅統(tǒng)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(xiàn)象,部分層間氧化帶還原退色,加大了找礦難度.在下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群黃色、灰綠色砂巖中有黑色星點狀瀝青質(zhì)分布,尤其在BSBLK礦床,部分鉆孔中見到液態(tài)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(guān)系區(qū)內(nèi)具工業(yè)價值的鈾礦化主要產(chǎn)于南天山褶皺沖斷帶中西部的下白堊統(tǒng),其次產(chǎn)于中侏羅統(tǒng)(圖1).目前已發(fā)現(xiàn)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(tài)呈層狀、似層狀及透鏡狀或卷狀(?).產(chǎn)于下白堊統(tǒng)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(guān)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(tài)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(zhì)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(zhì)膠結(jié)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(guān)的隱晶質(zhì)膠結(jié)物狀鈾(瀝青鈾礦等),呈分散狀或細小堆積體、細網(wǎng)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(zhì)膠結(jié)、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(xiàn)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(nèi)層系界面或泥質(zhì)隔擋層控制明顯.產(chǎn)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(tǒng)塔爾尕組下部淺黃(略帶灰)色砂巖所夾灰黑色碳質(zhì)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(guān)系密切,地表呈不連續(xù)點狀.沿傾向向南,在鉆孔內(nèi)紅或黃色砂巖附近的灰色砂巖中發(fā)現(xiàn)多層薄層鈾礦化,顯示層間氧化型鈾礦化特征,礦化規(guī)模有待進一步工作查證.4中—成礦前景分析研究區(qū)雖屬新構(gòu)造運動強烈活動區(qū),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(wěn)定地段可能保留有礦化.相對穩(wěn)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(fā)育中、新生界巖層,傾角27°~75°,一般為45°,屬褶曲較發(fā)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(tǒng)露頭分布較有限,沿走向東西長不足40km,由于巖層產(chǎn)狀普遍較陡(多大于45°),厚度適中的砂體不多,多數(shù)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(fā)育,難以形成大規(guī)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(fā)育后生氧化,砂體中碳化植物碎屑和黃鐵礦等還原物質(zhì)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(tǒng)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(fā)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(fā)現(xiàn)與油氣還原有關(guān)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(gòu)造單元為南天山山前褶皺-沖斷帶中較穩(wěn)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(tǒng)楊葉組、塔爾尕組和下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群.中侏羅統(tǒng)以尋找層間氧化型鈾礦化為主,下白堊統(tǒng)以尋找次生油氣還原型鈾礦化為主.總體看,下白堊統(tǒng)找礦前景優(yōu)于中侏羅統(tǒng).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(nèi)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(gòu)造運動的疊加改造,使區(qū)內(nèi)侏羅系強烈隆升變形,發(fā)育NW向褶皺和斷裂.區(qū)域地質(zhì)構(gòu)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(gòu)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(guān)系沒有受后期強烈的構(gòu)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(gòu)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(gòu)造形態(tài)較復雜,發(fā)育大量形態(tài)不完整的小規(guī)模短軸褶皺,褶皺軸線多呈NW向,構(gòu)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(fā)育,中生界只有下白堊統(tǒng)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(fā)育,疊瓦狀逆沖斷層和飛來峰構(gòu)造發(fā)育.地表構(gòu)造變形十分復雜,由北向南發(fā)育三排背斜構(gòu)造,為近地表的、樞紐近