塔里木盆地喀什凹陷北缘铀成矿特征及找矿前景

塔里木盆地喀什凹陷北缘铀成矿特征及找矿前景

1地质构造单元喀什凹陷位于塔里木盆地西南山区的西部，结构位于南天山褶皱带和西昆仑褶皱带的控制带。该凹陷可分为四种类型的可分类构造单元：南天山褶皱带（i）、库孜贡苏破土带（ii）、西昆仑前褶皱带（iii）、喀什深凹陷（i4）（图1）。盆地直接基本位于元古代生代，主要分布在西昆仑和南天山褶皱带。盆地内几乎没有暴露。盆地覆盖层为中新世。喀什凹陷北缘有两个层次的构造单元：库孜贡苏破土和南天山褶皱带。2有利成矿层及构造地层2.1铀成矿层位与铀成矿关系密切的地层为中—下侏罗统、下白垩统克孜勒苏群.中—下侏罗统可细分为莎里塔什组、康苏组、杨叶组、塔尔尕组(图2).下侏罗统分布于库孜贡苏断陷,其中莎里塔什组为一套冲积扇相砾岩,岩相条件不利于铀成矿;康苏组为一套灰绿色砾岩、砂岩夹泥岩和煤层的河流三角洲相沉积,砂体发育,但岩石胶结较致密,透水性较差,不利于含铀含氧层间水渗入,后生氧化作用不发育.中侏罗统分布较广,在库孜贡苏断陷、南天山山间盆地及山前褶皱-冲断带均有出露,其中杨叶组为一套湖沼相的砂岩、粉砂岩、泥岩、煤线薄互层状沉积,只有下部和上部发育厚度适中的砂体(8~15m),以中-细粒砂岩为主,泥质胶结,多数较致密,部分较疏松且透水性较好,含较多碳化植物碎屑和粒状、不规则状黄铁矿,砂岩型铀成矿岩相条件局部有利;塔尔尕组为一套砂岩、粉砂岩夹泥岩的扇三角洲相沉积,砂岩较发育,胶结以较致密为主,较疏松次之,含少量碳化植物碎屑,砂岩型铀成矿岩相条件局部有利.下白垩统由克孜勒苏群构成,主要在南天山山前褶皱-冲断带北部呈条带状出露,为一套河流三角洲相沉积,根据其砾岩-砂岩-泥岩韵律特征,可进一步划分为上、中、下3段.砂体发育,厚度较大,泥质胶结,胶结疏松-较疏松,透水性好-较好,褐红色为主,夹黄色和灰绿色条带,在黄色和灰绿色砂岩、砾岩中局部见次生油气还原产物——沥青质,砂岩型铀成矿岩相条件较有利.因此,研究区有利找矿目的层主要为中侏罗统杨叶组、塔尔尕组和下白垩统克孜勒苏群.2.2后生氧化蚀变后生氧化蚀变主要在中侏罗统和部分下白垩统砂体中发育.野外调查发现,中侏罗统杨叶组和塔尔尕组砂岩露头上发育后生氧化带,岩石颜色为黄色、浅黄色,褐铁矿化发育(图3),沿走向具一定规模延伸在康苏南杨叶组露头中,胶结疏松的黄色氧化砂体在褶皱中延续性良好,说明层间氧化发生在褶皱形成之前.在康苏北一带的杨叶组与塔尔尕组露头砂岩中发育强弱不等的后生氧化现象,其中氧化程度与岩石胶结程度密切相关.当胶结致密时,氧化程度弱;胶结疏松时,氧化强烈.地表氧化带呈NW向延伸沿倾向向南,钻孔内局部见层间氧化带,部分钻孔中灰色砂岩中发育薄层铀矿化,古氧化带发育方向自北向南,推测在氧化前锋线附近可能存在卷状铀矿体.在下白垩统克孜勒苏群中、下部,黄色与灰绿色砂岩呈近EW向层状或条带状产出,黄色砂岩多是后生氧化产物.2.3次生还原蚀变次生油气还原蚀变主要在下白垩统和部分中侏罗统砂体中发育.在康苏南背斜中侏罗统杨叶组见有深灰色油浸砂岩,说明侏罗系砂岩中存在次生还原现象,部分层间氧化带还原退色,加大了找矿难度.在下白垩统克孜勒苏群黄色、灰绿色砂岩中有黑色星点状沥青质分布,尤其在BSBLK矿床,部分钻孔中见到液态石油.在矿带及其附近,原生红色、杂色砂岩被明显还原为灰色、浅灰色、灰绿色和黄绿色条带或团块(图4),说明灰色系为后期油气还原形成.3铀矿化与成矿关系区内具工业价值的铀矿化主要产于南天山褶皱冲断带中西部的下白垩统,其次产于中侏罗统(图1).目前已发现铀矿床、矿点各1处,矿化点及异常多处.铀矿化类型有泥岩型、砂岩型及含沥青砂砾岩型.铀矿体形态呈层状、似层状及透镜状或卷状(?).产于下白垩统的铀矿化以BSBLK矿床为代表.铀矿化主要赋存于克孜勒苏群下段灰黄、灰绿色砂岩及所夹砾岩和少量泥岩中,其中砂岩中最多(57%),砾岩中次之(37%),泥岩中最少(6%).从各岩性含矿率看,砂岩含矿率最低(3.2%),砾岩含矿率居中(12%),泥岩含矿率最高(22%).分布最广的原生铀矿物为含铀沥青石,常与黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿和辉钼矿共生.其次见到少量沥青铀矿及含铀矿物.多与星点状沥青密切伴生,两者间呈正比关系,沥青充填于岩石碎屑间或沿着不同岩性交界面分布,或富集于薄层泥岩的表面.铀在沥青中呈吸附状态存在,说明在成矿早期液体石油运移过程中,泥岩夹层和透水性差的钙质砾岩起了良好的阻挡作用.分散的石油集中于岩石层理或裂隙面上,取代钙质胶结物,并吸附还原含氧含铀水带来的活性铀.另外,岩石碎屑中含大量与沥青无关的隐晶质胶结物状铀(沥青铀矿等),呈分散状或细小堆积体、细网脉状分布,品位0.03%~0.8%,多分布在含沥青铀矿层外围.铀矿化在地表主要赋存于钙质胶结、较致密且透水性差的砾岩中,透水性好的疏松砂岩中矿化极少.近地表处有大量石膏及铀的云母类次生矿物形成,铀镭平衡遭破坏,显示偏镭现象.沿倾向600~1000m间,矿体厚度增大,品位增高,类似于卷状矿体的卷头(图4),说明地表透水性好的砂体中早期形成的铀矿化遭受过氧化-迁移-再还原过程,早期油气使原生氧化层还原.由于岩石还原能力提高,被地下水带来的活性铀在次生还原界面附近被还原沉淀,并逐渐形成砂岩型铀矿化.铀矿化在后期层间氧化作用中遭受含氧水的氧化淋滤而顺层迁移,在氧化还原界面附近被油气还原形成无沥青矿化的砂岩型铀矿①,而透水性差的砾岩中铀矿化被保留下来.铀矿化基本上受层位控制,常与围岩呈微小的角度.铀矿化受层内层系界面或泥质隔挡层控制明显.产于侏罗系的铀矿化以KS铀矿化点为代表,铀矿化主要赋存于中侏罗统塔尔尕组下部浅黄(略带灰)色砂岩所夹灰黑色碳质页岩中,部分含碳化植物碎片和硫化物灰色砂岩中也含矿.矿化与含还原剂高的岩石关系密切,地表呈不连续点状.沿倾向向南,在钻孔内红或黄色砂岩附近的灰色砂岩中发现多层薄层铀矿化,显示层间氧化型铀矿化特征,矿化规模有待进一步工作查证.4中—成矿前景分析研究区虽属新构造运动强烈活动区,强烈的隆升与剥蚀对早期形成铀矿化有一定破坏作用,但局部相对稳定地段可能保留有矿化.相对稳定部位为中新生界与古老隆起边缘不整合接触地带,即南天山山前褶皱-冲断带的中西段(巴什布拉克褶皱-冲断带、乌恰走滑-逆冲带),发育中、新生界岩层,倾角27°~75°,一般为45°,属褶曲较发育的单斜带,是后生铀矿化较有利成矿部位.从地表露头看,除库孜贡苏断陷外,南天山山前褶皱-冲断带的中—下侏罗统露头分布较有限,沿走向东西长不足40km,由于岩层产状普遍较陡(多大于45°),厚度适中的砂体不多,多数砂体较致密,透水性较差,不利于含氧含铀层间水渗入,后生氧化砂体不太发育,难以形成大规模多层位层间氧化带型砂岩铀矿.只有部分透水性好的疏松砂体中发育后生氧化,砂体中碳化植物碎屑和黄铁矿等还原物质较丰富,具备形成层间氧化带砂岩型铀矿条件,是寻找层间氧化带砂岩型铀矿的主攻目的层.下白垩统克孜勒苏群露头范围较广,沿走向东西长80km,较疏松的次生还原型砂体较发育,砂体厚度大,透水性良好,局部有油气显示,利于形成次生油气还原型砂岩铀矿,是寻找次生油气还原型铀矿化的主攻层位.在次生油气还原相对较弱地段,后期若有充足含氧含铀水补给,是形成可地浸次生油气还原型砂岩铀矿的有利地段.前人在该群已发现与油气还原有关的铀矿床和沿地层走向分布的大量铀矿点、矿化点,显示良好成矿远景.总之,喀什凹陷北缘铀成矿有利构造单元为南天山山前褶皱-冲断带中较稳定的中、西段,有利找矿地段为乌鲁克恰提至乌恰地带,找矿类型有次生油气还原型、层间氧化带型,有利找矿目的层为中侏罗统杨叶组、塔尔尕组和下白垩统克孜勒苏群.中侏罗统以寻找层间氧化型铀矿化为主,下白垩统以寻找次生油气还原型铀矿化为主.总体看,下白垩统找矿前景优于中侏罗统.侏罗系的隆升变形为晚三叠—中侏罗世走滑拉分断陷盆地.由NW向塔拉斯-费尔干纳大断裂走滑活动形成,断陷内侏罗系厚5500m,以含煤碎屑岩为主,其下部莎里塔什组砾岩厚度大于1000m.盆地于侏罗纪消亡后,又遭受新生代构造运动的叠加改造,使区内侏罗系强烈隆升变形,发育NW向褶皱和断裂.区域地质构造背景自西向东进一步划分为巴什布拉克褶皱-冲断带(Ⅱ11)、乌恰走滑-逆冲带(Ⅱ12)、托帕背斜带(Ⅱ13)(图1).(1)巴什布拉克褶皱-冲断带.位于康苏以西,由侏罗系、白垩系、新生界和下伏古生界、元古界基底构成,缺失三叠系,中、新生界盖层总厚度相对较小.白垩系主要分布在山前,侏罗系在山前零星出露,古近—新近系分布较广.除西部边缘外,中、新生界盖层与基底呈角度不整合接触,这种接触关系没有受后期强烈的构造活动破坏.从北向南盖层时代由老至新,走向近NWW向,倾向南,岩层倾角西部为30°~40°,东部为40°~75°,构造条件有利于后生铀成矿;(2)乌恰走滑-逆冲带:位于乌恰一带,处于库孜贡苏断陷与南天山山前褶皱-冲断带相交部位.由于同时受塔拉斯-费尔干纳断裂走滑活动和天山山前断裂冲断活动影响,构造形态较复杂,发育大量形态不完整的小规模短轴褶皱,褶皱轴线多呈NW向,构造条件对后生铀成矿局部有利;(3)托帕背斜带:位于乌恰以东地带,新生界较发育,中生界只有下白垩统零星出露,缺失侏罗系,总沉积厚度远大于西部巴什布拉克褶皱-冲断带.褶皱与冲断活动十分发育,叠瓦状逆冲断层和飞来峰构造发育.地表构造变形十分复杂,由北向南发育三排背斜构造,为近地表的、枢纽近