寧夏磁窯堡地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征與侏羅系鈾成礦前景

摘 要：磁窯堡地區(qū)位于鄂爾多斯盆地西緣褶皺沖斷帶中段，構(gòu)造活動(dòng)十分強(qiáng)烈。本文從地層特征、中新生代各時(shí)期構(gòu)造性質(zhì)及形變樣式、構(gòu)造單元次級(jí)劃分等方面闡述了研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征，并對(duì)構(gòu)造作用與鈾成礦關(guān)系進(jìn)行了探討，結(jié)合區(qū)內(nèi)已知鈾礦化特征，認(rèn)為該區(qū)具有形成層間氧化帶砂巖型鈾礦的有利條件，有良好的找礦前景。

關(guān)鍵詞：磁窯堡地區(qū)；地質(zhì)構(gòu)造特征；鈾成礦作用

磁窯堡地區(qū)位于寧夏回族自治區(qū)東部，與鹽池縣相接。大地構(gòu)造位置處于鄂爾多斯盆地西緣褶皺沖斷帶中段，也是我國(guó)東、西兩大構(gòu)造域的銜接地帶和不同性質(zhì)構(gòu)造單元的交匯復(fù)合部位[1]，位于鄂爾多斯地塊和阿拉善地塊之間（圖1），總體上構(gòu)造活動(dòng)性較強(qiáng)，一直以來(lái)人們對(duì)磁窯堡鈾礦研究工作關(guān)注度不高。因此，筆者在前人工作的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析該區(qū)燕山-喜山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特征，構(gòu)造作用與水成鈾礦成礦的關(guān)系，認(rèn)識(shí)到在磁窯堡地區(qū)存在相對(duì)穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境和構(gòu)造斜坡地段，對(duì)鈾成礦十分有利。并結(jié)合區(qū)內(nèi)已知鈾化特點(diǎn)，認(rèn)為研究區(qū)具有良好的鈾找礦前景，對(duì)下一步鈾礦找礦工作具有一定的指導(dǎo)意義。

1 構(gòu)造背景

中-新生代，華北板塊受華南板塊、伊佐奈歧和印度等板塊離散、匯聚的影響，經(jīng)歷了從被動(dòng)大陸邊緣向主動(dòng)大陸邊緣轉(zhuǎn)化的地球動(dòng)力學(xué)演化過(guò)程[2]，鄂爾多斯盆地西緣作為華北板塊的一部分，與其經(jīng)歷了相同的演化過(guò)程。但因所處的獨(dú)特大地構(gòu)造位置，在不同地質(zhì)歷史時(shí)期有著不同的性質(zhì)與邊界，演化過(guò)程十分復(fù)雜[3]。特別是印支、燕山和喜山等3期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)其影響最明顯，使盆地西緣在強(qiáng)烈擠壓構(gòu)造背景下，發(fā)生褶皺、俯沖和整體抬升，形成了盆地西緣現(xiàn)今的構(gòu)造格局（圖2）。

2 地質(zhì)構(gòu)造特征

2.1 基底和蓋層特征

基底及蝕源區(qū)由前寒武系結(jié)晶地塊及古生界地層組成。鈾豐值較高，為后期沉積提供了豐富的物源和鈾源。

蓋層由三疊系、侏羅統(tǒng)、白堊統(tǒng)、新近系和第四系組成（圖2），就侏羅紀(jì)沉積而言，三疊系構(gòu)成其直接基底。其中上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組（T3y）為一套在潮濕氣候條件下形成的陸相碎屑巖含煤、含油建造，在同沉積時(shí)就可吸附鈾，是富鈾層，為后期沉積提供了部分物源和鈾源。中侏羅統(tǒng)在磁窯堡地區(qū)分布廣泛，延安組（J2y）為溫暖潮濕氣候條件下形成的一套河流-湖泊三角洲相碎屑巖含煤、含油建造，三角洲相、河流相砂體發(fā)育。鈾富集從沉積時(shí)就已開始，是富鈾層，為找礦目的層；直羅組（J2z）為一套河流-湖泊相沉積，下部河流相砂體發(fā)育，為研究區(qū)主要找礦目的層；安定組（J2a）為干旱條件下堆積的河湖相紅色細(xì)碎屑巖，不具找礦意義。

2.2 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特征

磁窯堡地區(qū)處于鄂爾多斯盆地西緣褶皺沖斷帶中段，位于鄂爾多斯地塊和阿拉善地塊之間，由于獨(dú)特的大地構(gòu)造位置，其構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相當(dāng)復(fù)雜。

三疊紀(jì)-中侏羅世， 西緣構(gòu)造帶沒有發(fā)生大規(guī)模的造山，該時(shí)期湖盆展布范圍寬闊，總體屬陸相殘延克拉通內(nèi)疊合盆地[4]。

侏羅紀(jì)沉積之后經(jīng)歷了多期次構(gòu)造-改造[5]，其中燕山運(yùn)動(dòng)第Ⅲ幕以強(qiáng)烈的擠壓沖斷作用和抬升剝蝕為突出特點(diǎn)，使侏羅系及其以前的地層發(fā)生摺皺斷裂和隆升，形成一系列近南北走向的褶皺沖斷帶，發(fā)育古銀川隆起，奠定了盆地西緣褶斷帶的雛形；燕山運(yùn)動(dòng)第Ⅳ幕、第Ⅴ幕以來(lái)，西緣褶斷帶活動(dòng)加強(qiáng)，向盆內(nèi)逆沖，盆地地層遭受強(qiáng)烈剝蝕。此時(shí)銀川古隆起帶達(dá)到最高峰，沉積蓋層被剝蝕殆盡，至此該褶皺沖斷帶已趨成熟并基本定型（圖3A）。之后經(jīng)歷了剝蝕夷平。這一時(shí)期對(duì)層間氧化帶鈾礦的形成較為有利。

喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)為保持?jǐn)嗔?、褶皺?gòu)造形態(tài)不變條件下的差異抬升剝蝕作用和近東西向構(gòu)造走滑作用，賀蘭山轉(zhuǎn)變?yōu)閿鄩K山，銀川地塹式斷陷盆地形成（圖3B），并在其斷陷內(nèi)形成了數(shù)千米的新生代沉積物，從而扭轉(zhuǎn)了區(qū)內(nèi)的構(gòu)造格局，逐步呈現(xiàn)出今日的構(gòu)造面貌（圖2）。

2.3 次級(jí)構(gòu)造單元特征

研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地西緣褶皺沖斷帶中段，褶皺和斷裂構(gòu)造發(fā)育。依構(gòu)造屬性，自西至東依次將研究區(qū)劃分為賀蘭山斷褶帶、銀川斷陷、橫山堡一馬家灘斷褶帶等三個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元（圖2）。

2.3.1 賀蘭山斷褶帶和銀川斷陷

賀蘭山斷摺帶分布于賀蘭山大斷裂以西地區(qū)，構(gòu)造比較復(fù)雜，總體表現(xiàn)為復(fù)背斜構(gòu)造，斷裂構(gòu)造特別發(fā)育。軸部由元古界構(gòu)成，兩翼均有寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系、三疊系和白堊系出露；銀川斷陷受賀蘭山大斷裂和黃河大斷裂控制，其基底由奧陶系及以前地層構(gòu)成。中侏羅世-漸新世，銀川斷陷為一南北向高隆起帶，它同當(dāng)時(shí)的賀蘭山斷摺帶一起構(gòu)成西部剝蝕區(qū)，剝蝕作用強(qiáng)烈，鈾豐值較高，為后期沉積提供豐富的物源和后期層間氧化帶的形成提供充足的含鈾含氧水。

2.3.2 橫山堡-馬家灘斷摺帶

西以黃河大斷裂為界，東為馬柳斷裂與天環(huán)向斜呈NS向齒狀沖斷線相接，該斷褶帶為南北向展布的構(gòu)造帶，具有明顯的分段性。依構(gòu)造屬性，自北至南劃分為橫山堡斷褶段、磁窯堡一馬家灘斷褶段、石溝驛褶斷段等三個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元（圖2）。

（1）橫山堡斷褶段

北界至陶樂，南界被黎家新莊斷層相截，西界為黃河斷裂，東側(cè)逐漸傾入天環(huán)向斜，主要出露古生界地層。該帶基底卷入變形，發(fā)育典型的厚皮構(gòu)造[6]。由一系列走向近NNE或NE向的褶皺群及與之相伴的斷層組成，由于受南北向的沖斷層的切割逆沖，褶皺形態(tài)都不完整，呈半背斜、半向斜狀。在橫剖面上呈西仰東覆的疊瓦狀排列，構(gòu)成反沖組合。自晚侏羅世該帶上升呈SN向斷塊狀隆起，成為含鈾含氧水的補(bǔ)給區(qū)。

（2）劉家莊-馬家灘斷褶段

北起黎家新莊斷層，南止馬家灘之南的中衛(wèi)-中寧斷裂，西起黃河斷裂和煙筒山斷層，東以馬柳斷裂為界，組成地層為中生界，從北向南，構(gòu)造變形程度逐漸增強(qiáng)。北段磁窯堡一帶，以褶皺為主，斷層較少，褶皺寬緩穩(wěn)定，軸面東傾，向南傾伏，構(gòu)造比較簡(jiǎn)單；南段馬家灘一帶，褶皺、斷裂發(fā)育密集成帶，方向性、成排性明顯，以一系列由西向東逆沖推覆體組成的薄皮構(gòu)造為主，與斷裂平行發(fā)育一系列NNW向長(zhǎng)短軸褶皺，構(gòu)造圖像復(fù)雜。該斷褶段是控制磁窯堡地區(qū)砂巖型鈾礦化及異常分布的主要構(gòu)造。

2.3.3 石溝驛褶斷段

分布于黃河大斷裂以東、煙筒山斷裂以西地區(qū)，構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，為一寬緩?fù)暾臋E圓形大向斜，次級(jí)褶皺不發(fā)育，在向斜翼部有走向逆斷層出現(xiàn)。西翼稍陡于東翼，核部地層為直羅組，兩翼地層為延安組、二疊系、三疊系，中侏羅世后本區(qū)一直隆起遭受剝蝕，未見早白堊世沉積。

3 構(gòu)造作用與鈾成礦

3.1 構(gòu)造為鈾成礦提供良好的鈾源

該區(qū)處于逆沖帶的內(nèi)側(cè)，受逆沖作用的影響，該區(qū)中生代沉積的碎屑物直接由元古界地層的剝蝕產(chǎn)物組成，其鈾豐度值均較經(jīng)過(guò)二次搬運(yùn)沉積的碎屑物要高，可為東部目的層提供良好的鈾源。

3.2 構(gòu)造對(duì)含礦層變形的控制

晚侏羅世以來(lái)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使該區(qū)含礦層遭受強(qiáng)烈的構(gòu)造變形（褶皺、斷裂）和隆升剝露。在北部橫山堡地段造成找礦目的層剝蝕殆盡，不具備形成砂巖型鈾礦的條件；在磁窯堡-馬家灘地段，整個(gè)中生代一直處于相對(duì)穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境，只發(fā)育有輕微的褶皺構(gòu)造，斷裂構(gòu)造不發(fā)育。該地段在晚侏羅世后銀川地區(qū)長(zhǎng)期繼承性隆起，形成了有利于鈾成礦作用的單一的東傾構(gòu)造斜坡帶（圖3），在西部翹起端，侏羅系地層大面積出露，給含鈾含氧水滲入、運(yùn)移造成一個(gè)適宜的水動(dòng)力環(huán)境，形成層間氧化帶和鈾礦化。一直到漸新世賀蘭山進(jìn)一步崛起，銀川斷陷的形成，才結(jié)束了鈾的成礦作用；在石溝驛地段向斜東翼部位，發(fā)育相對(duì)穩(wěn)定的局部構(gòu)造斜坡，對(duì)成礦有利。

3.3 構(gòu)造對(duì)砂體空間展布的制約

中侏羅世，研究區(qū)處于弱擠壓構(gòu)造環(huán)境之下，古氣候潮濕，辮狀河砂體發(fā)育，富含有機(jī)質(zhì)和黃鐵礦。砂體具有一定的規(guī)模，并發(fā)育頂?shù)装甯羲畬?，即具有砂巖型鈾礦化的泥-砂-泥地層結(jié)構(gòu)條件。尤其是直羅組下段發(fā)育辮狀河砂體，厚度一般為30～50米的。膠結(jié)較疏松，孔隙度較大，富水性強(qiáng)，滲透性好，對(duì)層間氧化帶砂巖型鈾礦的形成十分有利。延安期構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)平靜，其中發(fā)育一定規(guī)模的河流相砂體，亦對(duì)層間氧化帶的發(fā)育和鈾礦化的形成有利。

3.4 構(gòu)造對(duì)氧化、還原作用的改造

區(qū)內(nèi)中侏羅統(tǒng)直羅組和延安組中均發(fā)育早期紅色、晚期黃色兩種氧化，鈾礦化與晚期氧化關(guān)系最為密切。通過(guò)構(gòu)造演化分析，認(rèn)為早期紅色氧化砂巖經(jīng)過(guò)沖斷推覆、抬升剝蝕、疊合埋深及斷塊分隔等后期改造作用；晚期黃色氧化沿背斜兩翼發(fā)育，且繼承早期紅色氧化并對(duì)其進(jìn)行疊加改造，使鈾進(jìn)一步富集成礦。喜山運(yùn)動(dòng)形成銀川斷陷切斷了西部蝕源區(qū)（賀蘭山）地下水，造成地下水流向完全改觀，滲入作用受到限制，氧化作用不發(fā)育，相反沿?cái)嗔褋?lái)自深部的還原性氣體沿?cái)嗔褬?gòu)造和砂巖層向上部運(yùn)移、逸散，后生還原作用開始增強(qiáng)，古氧化帶發(fā)生“二次”還原蝕變，使古地下水氧化作用所形成的鈾礦化受到一定的疊加改造。

4 區(qū)內(nèi)已知鈾礦化特征

區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)泥巖型和砂巖型鈾礦化。在石溝驛為泥巖（煤）型鈾礦化，屬于同生沉積。在碎石井、磁窯堡為層間氧化帶砂巖型鈾礦化，鉆探控制面積達(dá)30多平方公里，分析品位一般在0.001～0.0999%之間，碎石井最高分析品位達(dá)0.3%。目前發(fā)現(xiàn)的鈾礦化帶沿寬緩的背（向）斜翼部展出，鈾礦化體以板狀為主，其次為卷狀、透鏡狀等形態(tài)。含礦層巖性為疏松、較疏松灰色中粗粒砂巖，上下均有穩(wěn)定的隔水層，氧化帶呈舌狀體展布，其外圍灰色巖石中含有豐富的有機(jī)質(zhì)和黃鐵礦。鈾礦化體分層產(chǎn)出于層間氧化帶及其氧化帶上、下翼， 即氧化還原過(guò)渡帶之間，具多層狀，鈾礦化體明顯受層間氧化帶和構(gòu)造控制。

5 結(jié)束語(yǔ)

5.1 在磁窯堡地區(qū)，燕山運(yùn)動(dòng)第Ⅲ幕塑造了本區(qū)基本構(gòu)造形式，同時(shí)伴隨構(gòu)造運(yùn)動(dòng)滲入型氧化作用和鈾成礦作用，鈾礦化受氧化帶和構(gòu)造控制明顯；喜山運(yùn)動(dòng)形成的銀川斷陷，使該區(qū)鈾成礦作用基本停止。

5.2 地質(zhì)構(gòu)造特征決定了研究區(qū)鈾源充足、發(fā)育地質(zhì)環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定的構(gòu)造斜坡帶、砂體發(fā)育和后生蝕變作用強(qiáng)，對(duì)層間氧化帶砂巖型鈾礦的形成十分有利。通過(guò)近幾年的勘查，區(qū)內(nèi)已有較好的鈾礦化現(xiàn)象[7]，顯示該區(qū)具有良好的找礦前景。

5.3 石溝驛地區(qū)有可能存在后生砂巖型鈾礦化，值得進(jìn)一步探索。

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作者簡(jiǎn)介：鄧?yán)^燕（1969-），女，四川大竹縣人，工程師，一直從事鈾礦地質(zhì)勘查和研究工作。