吐哈盆地長(zhǎng)流水地區(qū)鈾礦成礦前景分析

王騰 康利剛

摘要：在吐哈盆地中東部地區(qū)已投入部分鈾礦找礦工作，但是沒(méi)有取得較好的成果，本文擬對(duì)吐哈盆地中東部長(zhǎng)流水地區(qū)鈾成礦條件進(jìn)行前景分析，對(duì)找礦提供一定的理論依據(jù)。研究區(qū)位于駱駝圈子淺凹陷中，南部蝕源區(qū)總體鈾含量較高，目的層也具有較高的鈾背景值，滿(mǎn)足地下水的“補(bǔ)一徑一排”條件，層間氧化帶發(fā)育，通過(guò)鉆探工作發(fā)現(xiàn)部分的鈾異常以及鈾礦化現(xiàn)象，具有較好的成礦條件。

關(guān)鍵詞：吐哈盆地中東部;長(zhǎng)流水地區(qū)：鈾成礦前景

古亞洲洋造山帶及其兩側(cè)的中一新生代沉積盆地是中國(guó)最重要的沉積型鈾礦床形成發(fā)育的鈾成礦構(gòu)造（焦養(yǎng)泉等，2015）。在沉積型鈾成礦構(gòu)造域中，古亞洲洋造山帶是重要的富鈾地質(zhì)體，盆山耦合作用是形成鈾源供給系統(tǒng)的必要前提，地表水的沉積作用是連接造山帶和沉積盆地的紐帶，它制約了含鈾碎屑和溶解鈾（U6+）的遷移運(yùn)輸途徑（焦養(yǎng)泉等，2015）。吐哈盆地作為中亞造山帶的重要組成部分，對(duì)砂巖型鈾礦的形成有著重要的意義。目前在吐哈盆地西南部發(fā)現(xiàn)有十紅灘鈾礦床，屬于典型的層間氧化帶砂巖型鈾礦床，而在吐哈盆地的中東部鈾礦找礦方面已投入部分工作，但沒(méi)有取得較好的找礦成果，僅在大南湖地區(qū)發(fā)現(xiàn)少量“雞窩”狀礦體，連續(xù)性較差，其他地段整體投入工作量較少，目前沒(méi)有重大的突破。本文擬對(duì)長(zhǎng)流水地區(qū)鈾礦成礦條件進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)該地區(qū)的成礦潛力，為今后的鈾礦找礦工作提供一定的理論依據(jù)。

1.地質(zhì)背景

吐哈盆地處于西伯利亞板塊、哈薩克斯坦板塊和塔里木板塊的交接結(jié)合部位（見(jiàn)圖1），東西長(zhǎng)約660km，南北寬60km～130km，盆地群山環(huán)繞，盆地北鄰北天山（又可劃分為博格達(dá)山和哈爾里克山），南鄰覺(jué)羅塔格山，地勢(shì)總體呈北高南低、東高西低，形成向中南部?jī)A斜的地貌景觀。根據(jù)區(qū)域重磁特征及露頭，可將吐哈盆地劃分為吐魯番凹陷、哈密凹陷、了墩隆起和南部隆起四個(gè)I級(jí)構(gòu)造單元，又可將這四個(gè)I級(jí)構(gòu)造單元細(xì)劃分為16個(gè)Ⅱ級(jí)構(gòu)造單元（見(jiàn)圖1）。研究區(qū)位于哈密東南部，構(gòu)造單元屬于大南湖隆起帶的駱駝圈子淺凹陷中。盆地與北天山呈斷層接觸，而與覺(jué)羅塔格山在不同區(qū)域呈現(xiàn)出不同的接觸關(guān)系，其中哈密地區(qū)，覺(jué)羅塔格山北緣構(gòu)造變形非常微弱，以寬緩褶皺形式出現(xiàn)（朱文斌等，2001）。也就是說(shuō)研究區(qū)雖然屬于造山帶的前緣，但是總體上構(gòu)造變形不強(qiáng)烈。

區(qū)域侵入巖屬準(zhǔn)噶爾一北天山構(gòu)造一巖漿區(qū)北天山分區(qū)博格達(dá)帶、哈爾里克一覺(jué)羅塔格帶。侵入時(shí)代以中泥盆世（386.5Ma～369.5Ma）、早石炭世（349Ma-330Ma）、晚石炭世一晚二疊世（ 320Ma-252Ma）和早中三疊世（246Ma～230Ma）四個(gè)階段（周濤發(fā)等，2009）。巖性以中酸性巖為主（圖2），覺(jué)羅塔格山地質(zhì)體總體鈾含量較高，鈾平均含量2.25×10-6，釷平均含量5.45×10-6，U/Th平均0.65。盆地南緣古鈾含量達(dá)到2.54×10-6，活化鈾含量達(dá)到-l.08×10-6，鈾的活化淋失率達(dá)到43%，反映蝕源區(qū)鈾已經(jīng)大量活化遷移，為盆地鈾的局部再富集打下了良好基礎(chǔ)，（據(jù)203所內(nèi)部資料）。

1.花崗巖類(lèi);2.基性-超基性巖類(lèi);3.構(gòu)造單元（I1-吐哈地塊，I2-哈爾里克大南湖島弧系;Ⅱ1-康古爾山韌性剪切帶，Ⅱ2-阿奇山-滿(mǎn)蘇島弧系，Ⅱ3-中天山地塊，Ⅱ4-南天山晚古生代弧后盆地，Ⅱ5-北山裂谷）;4.主干斷裂（①大草灘斷裂，②康古爾塔格黃山深大斷裂，③雅滿(mǎn)蘇斷裂，④阿奇克庫(kù)都克斷裂，⑤星星峽斷裂，⑥托克遜干溝斷裂，⑦中天山南緣斷裂，雅滿(mǎn)蘇干湖斷裂）。

2.研究區(qū)地層特征

根據(jù)前人研究.中國(guó)北西部地區(qū)中新生代盆地形成可地浸的砂巖型鈾礦的找礦層位或含礦建造主要為中、下侏羅統(tǒng)和上白堊統(tǒng)，其次為下白堊統(tǒng)。三疊系雖有砂巖型鈾礦產(chǎn)出，但規(guī)模小，分布局限，且?guī)r石成巖度高，不利于地浸工藝開(kāi)采。古近系一新近系雖也有大量鈾異常，礦化和小礦床產(chǎn)出，但總體上比較分散，規(guī)模小，含礦主巖以泥巖為主，工業(yè)利用受到一定限制（權(quán)志高，2012）。一般在碎屑巖巖石中，中一粗砂巖、礫巖是較為有利的砂巖型鈾礦層巖性;沉積巖的結(jié)構(gòu)和組分決定其物性特征，是鈾礦是否聚集形成及空間定位的關(guān)鍵因素之一（吳柏林，2005）。

本文研究的層位為中侏羅統(tǒng)西山窯組，該層位在研究區(qū)內(nèi)沒(méi)有出露，通過(guò)鉆探揭露，西山窯組直接超覆于石炭系之上，與上覆的第三系呈不整合接觸。研究區(qū)內(nèi)西山窯組巖石鈾含量平均值為（ 2.90～9.04）×10-6，說(shuō)明中侏羅統(tǒng)西山窯組鈾含量較高，是一套富鈾建造;西山窯組主要巖性為灰色、褐黃色以及玫瑰紅色中一粗砂巖、細(xì)礫巖，以及灰一灰黑色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖等，具有良好的“泥一砂一泥”結(jié)構(gòu)，具有對(duì)層間氧化帶的發(fā)育以及鈾富集的良好條件（圖3）。

1.第四系;2.新近系葡萄溝組;3.中侏羅統(tǒng)西山窯組;4..礫巖;5.砂質(zhì)礫巖;6.粗砂巖;7.中砂巖;8.細(xì)砂巖;9泥質(zhì)粉砂巖;10.泥巖;11.炭質(zhì)泥巖;12.粉砂質(zhì)泥巖;13.煤層;14.層間氧化帶。

3.沉積環(huán)境

我國(guó)中新生代干旱一半干旱氣候主要出現(xiàn)在三個(gè)時(shí)期，三疊紀(jì)早中世、中晚侏羅世至第三紀(jì)晚期，更新世潮濕期之后直到現(xiàn)在。而在這些干旱期內(nèi)，早先形成的溫暖潮濕氣候條件下的暗色含煤沉積建造形成了鈾礦化的含鈾巖系。古氣候環(huán)境從宏觀上決定了砂巖鈾礦賦存的物質(zhì)基礎(chǔ)和形成過(guò)程。含鈾巖系容礦地層一般為溫暖潮濕氣候條件下形成的“灰色”巖系建造，富含有機(jī)質(zhì)等還原劑，具有較高的還原容量，是砂巖鈾礦賦存的有利層位。當(dāng)古氣候演變?yōu)檠谉岣珊禇l件時(shí)則是鈾礦的形成時(shí)期（吳柏林，2017）。

根據(jù)前人研究資料（張代生等，2001），吐哈盆地早侏羅世至中侏羅世早期為溫暖潮濕的亞熱帶氣候;中侏羅世中晚期為半潮濕、半干旱的溫帶一亞熱帶氣候;從中侏羅世末期開(kāi)始轉(zhuǎn)為炎熱干旱的亞熱帶氣候。根據(jù)鉆孔揭露顯示，研究區(qū)內(nèi)中侏羅統(tǒng)西山窯組未氧化砂體顏色主要為灰色以及灰黑色，內(nèi)部富含豐富的炭化植物碎屑以及黃鐵礦結(jié)核，具有較高的還原性，屬于溫暖潮濕氣候的產(chǎn)物（圖4）。

4.地下水特征

研究區(qū)區(qū)域自然地理?xiàng)l件為氣候極度干旱，大氣降水奇缺，亦無(wú)地表徑流及水體，吐哈盆地是一個(gè)封閉的自流水盆地，地下水的賦存形式有山地基巖裂隙水和山間盆地空隙一裂隙水。哈密凹陷作為白留水盆地，具有相對(duì)獨(dú)立的地下水補(bǔ)給、徑流和排泄系統(tǒng)，研究區(qū)南部覺(jué)羅塔格山基巖裂隙水作為補(bǔ)給源，中侏羅統(tǒng)西山窯組作為徑流區(qū)，哈密盆地下游是地下水的主要排泄處（孫亞軍等，2017），構(gòu)成了獨(dú)立的滲入地下水運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，為層間氧化帶砂巖型鈾礦床形成提供了有利“補(bǔ)一徑一排”條件（圖5）。

1.盆地內(nèi)基巖出露區(qū);2.物探推測(cè)斷裂;3.遙感推測(cè)斷裂;4.地下水排泄區(qū);5.地下水排泄窗;6.地下水運(yùn)動(dòng)方向;7.研究區(qū)位置。

5.鈾礦化特征

近兩年的工作中，長(zhǎng)流水地區(qū)發(fā)現(xiàn)了煤巖型鈾礦孔以及若干的礦化孔與異?？?，從圖4中可以看出，目前所發(fā)現(xiàn)的工業(yè)孔、礦化孔以及異?？椎姆植?，均在層間氧化帶前鋒線附近，鈾的富集與層間氧化帶的關(guān)系密切（圖6）。

1.工業(yè)孔;2.礦化孔;3.異常孔;4.無(wú)礦孔;5.層間氧化帶前鋒線;6.斷裂構(gòu)造;7.勘探線及編號(hào)。

6.結(jié)論

吐哈盆地西部與東部地層發(fā)育情況具有極高的相似性，到目前為止鈾礦找礦方面僅在吐哈盆地西部十紅灘地區(qū)具有較大的突破，但是在吐哈盆地東部地區(qū)未有重大的突破。研究區(qū)南部蝕源區(qū)總體鈾含量較高，目的層也具有較高的鈾背景值，具有良好的“泥一砂一泥”結(jié)構(gòu)，滿(mǎn)足地下水的“補(bǔ)一徑一排”條件，層間氧化帶發(fā)育，通過(guò)鉆探T作發(fā)現(xiàn)部分的鈾異常以及鈾礦化現(xiàn)象，具有較好的成礦條件。

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