塔里木盆地北緣塔里克地區(qū)構造變形特征與砂巖型鈾成礦作用關系研究

韓鳳彬 陳正樂 王國榮 阿種明 楊軍峰 霍海龍 孫瀟 魯克改

摘? ?要：塔里克地區(qū)位于塔里木盆地庫車坳陷東部，已發(fā)現(xiàn)一系列砂巖型鈾礦床（點）。本次研究在野外調查和構造變形分析基礎上，探討塔里克地區(qū)中新生代以來變形期次、時限及與砂巖鈾礦成礦作用關系。研究表明，該區(qū)中新生代構造變形主要為吐格爾明背斜及近EW向、NE-NNE向斷裂構造。EW向斷裂以逆沖推覆性質為主，NE-NNE向斷裂主要為左旋走滑性質，與推測的NNW向右旋走滑斷裂構成區(qū)域褶皺-斷裂構造，指示區(qū)域性近NS向擠壓應力性質。據(jù)生長地層發(fā)育情況，吐格爾明背斜最終定型于上新世晚期—早更新世早期。結合不整合面發(fā)育及區(qū)域資料分析，認為吐格爾明背斜在中生代晚期至新生代早期開始形成，發(fā)育一系列逆沖推覆構造和NE向左旋走滑地層。受印亞碰撞及匯聚過程遠程效應影響，古近—新近紀吐格爾明背斜再次抬升剝露。新近紀持續(xù)的NS向應力作用，疊加于吐格爾明背斜之上，在背斜南翼發(fā)育近EW向斷裂，形成NE向的左旋走滑斷層。結合鈾礦化特征，推測鈾礦化（體）形成于中生代晚期—古近紀。中新世之后，早期形成的礦體隨區(qū)域構造變形被改造，呈礦體倒轉、正?；虮粍兾g狀態(tài)。

關鍵詞：塔里木盆地;塔里克;構造變形;新生代;砂巖型鈾礦

砂巖型鈾礦形成、分布與構造運動具密切聯(lián)系，特別是新生代構造對砂巖型鈾礦的形成與保存具重要作用[1-13]。塔里木盆地北緣輪臺-庫車-阿克蘇一帶，侏羅紀以來構造活動強烈，發(fā)育多排褶皺-逆沖推覆構造。構造運動相對穩(wěn)定地段，可形成大型砂巖型礦床。近年來，庫車-拜城地區(qū)相繼發(fā)現(xiàn)多處賦存于強構造活動區(qū)的層間氧化帶型、地瀝青砂礫巖型等礦床、礦點[2]，顯示該區(qū)具良好的砂巖型鈾礦找礦潛力。庫車坳陷東部塔里克地區(qū)，也發(fā)現(xiàn)東塔里克、陽霞、油苗溝和西塔里克等礦床（點）。前人對區(qū)域地質演化和砂巖型礦床成礦規(guī)律進行研究，主要集中在庫車坳陷中新生代構造演化、塔里木盆地北緣鈾成礦特征、蝕變作用、成因模式及區(qū)域成礦潛力等方面[1-2;5;12;14-24]。

本文通過野外調查和構造變形分析，對塔里克地區(qū)構造變形期次、時限進行研究，探討構造變形與砂巖型鈾礦成礦作用間關系，構建強構造活動區(qū)砂巖型鈾礦成礦模式，以期為該區(qū)鈾礦勘查工作提供科學依據(jù)。

1? 區(qū)域地質背景

塔里克地區(qū)地處塔里木盆地北緣庫車坳陷東端（圖1-a），出露下元古界及侏羅系、白堊系、古近系、新近系和第四系（圖1-b，表1）[9]。下元古界為綠泥石片巖;下侏羅統(tǒng)以灰色碎屑巖為主，砂泥巖互層夾煤層，不整合于元古界之上，煤層中發(fā)育煤巖型鈾礦化;中侏羅統(tǒng)以雜色、紅色碎屑巖為主，目前發(fā)現(xiàn)的鈾礦點多賦存于該層位中;白堊系下部為灰色碎屑巖，中上部為雜色、紅色碎屑巖，局部夾灰?guī)r;白堊系不整合于侏羅系之上;古近系為紅色、雜色夾灰綠色碎屑巖（石膏），與下伏地層呈不整合接觸;新近系下部以雜色條帶狀碎屑巖為主，夾石膏，不整合覆蓋于古近紀和中生界之上，上部為灰色砂泥巖互層。塔里克地區(qū)下元古界綠泥石片巖中有花崗巖侵入體。區(qū)域逆沖斷裂和褶皺構造發(fā)育（圖1-b）。

2? 構造變形特征

2.1? 褶皺構造

吐格爾明背斜是塔里克地區(qū)發(fā)育的大型褶皺構造為塔里克地區(qū)主體構造（圖1-b）。塔里克河西側，背斜呈NW向、NWW向展布（圖2，3）;塔里克河東側，背斜呈近EW向展布（圖4）。背斜北翼地層從侏羅系至第四系均有發(fā)育，傾角45°～60°;南翼缺失中—上侏羅統(tǒng)、白堊系至古近系，地層傾角30°～35°。塔里克河東岸，背斜核部出露下元古界綠泥石片巖、花崗巖及侏羅系（圖1-b，圖3），見次級褶皺構造（圖3-a）。

2.2? 斷裂構造

塔里克地區(qū)斷裂據(jù)走向可分為兩類：一類呈近EW-NWW向，為逆沖斷裂;另一類呈NE-NNE向，多為走滑斷裂。塔里克河東側吐格爾明背斜核部地區(qū)（圖1-b中所示圖4位置），可見EW向F1斷裂。F1斷裂面北傾（圖2），沿陽霞組煤層發(fā)育。斷裂下盤發(fā)育牽引褶皺（圖4），斷裂帶內煤層強烈變形，出現(xiàn)揉皺等現(xiàn)象，推測該斷面為區(qū)域性推覆構造的主滑脫面之一。據(jù)牽引褶皺軸向與斷層面夾角關系，判斷該斷裂為逆沖斷裂。

塔里克河西側，F(xiàn)1斷裂發(fā)育于中—下侏羅統(tǒng)，為小型破碎帶，為逆沖推覆性質（圖2和圖5中的F1斷裂），伴有疊瓦反沖系統(tǒng)（圖5-a）。上覆古近系和新近系產(chǎn)狀近水平（圖2，5），不整合于傾斜的中—下侏羅統(tǒng)之上，表明新生代該背斜核部區(qū)域構造活動相對趨緩。往東至塔里克煤礦一帶，F(xiàn)1切穿下侏羅統(tǒng)阿合組、陽霞組。據(jù)區(qū)域地質資料，F(xiàn)1的東延被新近紀吉迪克組不整合覆蓋，推測F1斷裂形成于中新世之前。在塔里克河西側新近系康村組中（圖1-b中所示圖6位置），可見近EW向F3斷裂（圖6-a），斷層面北傾，傾角較陡（圖6-a），斷層面發(fā)育方解石質擦痕（圖6-b）。據(jù)擦痕性質判定斷層面以南地層（下盤）下降，為逆沖斷層。塔里克河東側，F(xiàn)3發(fā)育于康村組灰白、土黃色砂泥巖中，靠近斷裂帶，地層產(chǎn)狀變化較大，北側（上盤）地層較陡，下盤地層趨緩。斷裂帶由一系列疊瓦逆沖破碎帶組成，總體上傾角較陡，北傾（圖6-c）。因其切穿新近系康村組，推測F3斷裂在中新世之后形成。地貌特征顯示現(xiàn)今可能仍有活動。

研究區(qū)NE向、NNE向斷裂為左旋走滑性質，且存在兩期活動跡象。早期NE向斷層發(fā)育于吐格爾明背斜核部，切割中下侏羅統(tǒng)，形成時代較老，可能與背斜形成時代一致。較新一組斷裂主要發(fā)育于新生代地層中，如研究區(qū)東北部，NNE向（圖1-b中F5）斷裂切穿西域礫巖和新近系庫車組;研究區(qū)西南部塔里克河西岸，NE向（圖1-b中F6）斷裂切穿侏羅系和新近系。由于該組斷裂均切穿新近系，推測該方向斷裂至少在更新世之后仍有活動。

據(jù)1∶20萬區(qū)域地質資料，推測沿塔里克河發(fā)育一條NNW向的右旋走滑斷層（圖1-b中F7），與NE向左旋走滑斷裂及EW向逆沖推覆斷層相互配套，指示受區(qū)域性NS向的擠壓。

2.3? 構造變形時代及中新生代區(qū)域構造演化

為確定吐格爾明背斜定型時代，本次野外對發(fā)育于該背斜邊緣的西域礫巖產(chǎn)狀進行測量，在西域組礫巖中上部發(fā)現(xiàn)生長地層（圖1-b，圖7，8）。西域礫巖地層傾向基本一致，傾角從相對穩(wěn)定的52°變?yōu)?0°、47°、40°、35°，直至24°，最后穩(wěn)定在17°～12°，據(jù)此劃分出生長前地層、生長地層和生長后地層。結合前人在天山南側山前確定的西域礫巖時代[25]，推測該生長地層大概形成于2.5～2 Ma。據(jù)前人成果和本次野外研究[1-2，5，12，14-18]，認為吐格爾明背斜及核部近EW向斷裂形成于中生代晚期，吐格爾明背斜南翼近EW向斷裂為中新世以后形成，背斜最終定型時代在西域礫巖沉積中上部。

區(qū)域性NE-NNE向斷層在新近紀期間活動。塔里克地區(qū)中新生代構造演化可概括如下：中生代早期，區(qū)域處于隆升狀態(tài)，侏羅紀地層不整合于元古代地層之上。白堊系與侏羅系之間發(fā)育不整合，暗示天山及前陸盆地內部燕山期變形的存在。中生代晚期—新生代早期，區(qū)域遭強烈擠壓，吐格爾明背斜開始形成，伴隨發(fā)育一系列逆沖推覆構造（如F1斷裂），并逐漸開始整體性抬升與剝露。古近紀期間，構造相對穩(wěn)定，隨著天山隆起和前陸盆地的發(fā)育，沉積了古近紀庫木格列木群膏泥巖，不整合于被剝蝕的背斜之上。古近—新近紀，區(qū)內構造活動再次強烈，吐格爾明背斜再次抬升剝露。在庫拜前陸盆地內，中新統(tǒng)吉迪克組不整合于下伏前中新世地層上。新近紀期間，受印亞大陸碰撞遠程效應影響，區(qū)域性構造活動導致天山持續(xù)隆起和庫拜盆地內部強烈變形，但吐格爾明背斜核部變形不大，古近紀和吉迪克組產(chǎn)狀相對保持平緩。塔里克地區(qū)，該階段變形主要為NE向左旋走滑斷層、NW向右旋走滑斷層（推測）、背斜南翼發(fā)育的近EW向的F3斷裂及背斜兩翼持續(xù)變形所導致的新近紀地層傾斜。吐格爾明背斜最終在西域組沉積的中晚期（即上新世晚期至更新世早期）定型。

前人磷灰石裂變徑跡和礫石統(tǒng)計研究指出[12， 26-31]，天山強烈隆起和兩側盆地強烈下沉主要發(fā)生在中新世以后，中新世以來特別是上新世至更新世時期是區(qū)域構造背景發(fā)生重大變化的主要時期。

3? 構造變形與鈾成礦作用關系

砂巖型鈾礦床的形成是一個漸進過程。構造運動主要通過改變一個地區(qū)地形地貌和沉積環(huán)境，改變含礦流體流向、流速，構成有利儲礦部位[2，32]。塔里克地區(qū)中新生代構造活動強烈，不利于砂巖型鈾礦的形成。塔里木盆地北緣強烈斷褶帶內發(fā)現(xiàn)的陡傾和反轉層間氧化帶及鈾礦化突破了以往對該區(qū)域鈾成礦的認識[2]。如在塔里克地區(qū)克孜勒努爾組灰色砂體發(fā)現(xiàn)東塔里克、西塔里克和油苗溝等礦點（圖9-a，b）。

分析認為，塔里克地區(qū)存在相對平緩的構造活動階段和合適的地層結構、氣候條件及鈾源等砂巖型鈾礦成礦的必備條件。在中新生代相對干旱的氣候條件下，來自北側天山富含鈾的地表水進入庫拜盆地，以中侏羅世克孜勒努爾組為代表的、發(fā)育有良好的泥-砂-泥地層結構和相對穩(wěn)定的沉積相，在地層中形成礦化（體）。隨后在相對強烈活動的構造平緩期，出現(xiàn)鈾礦化疊加成礦。區(qū)域褶皺和不整合面及塔里克地區(qū)鈾礦化特征分析表明，中生代晚階段（中侏羅世之后）與古近紀期間，塔里克地區(qū)間斷存在相對穩(wěn)定的構造平緩期，這有利于鈾礦的形成。中新世之后，隨著吐格爾明背斜開始形成，早期形成的礦體隨地層變形發(fā)生變形，可能導致早期形成的礦體由于處于背斜不同位置，呈現(xiàn)出礦體倒轉、正?；虮粍兾g狀態(tài)（圖9-c）。如塔里克河鈾礦點和東塔里克鈾礦點，由于處于吐格爾明背斜核部偏北側，呈倒轉狀態(tài)（圖9-c中情況一）;塔里克河以西部分地段，出露礦體位于吐格爾明背斜核部南側，為正常礦體形態(tài)（圖9-c中情況二）。

庫車組同樣具有合適地層結構及相對穩(wěn)定的傾斜，有利于后期氧化地表水順層與地層內還原介質發(fā)生氧化還原反應，鈾被還原沉淀聚集成礦。該背斜最終定型于西域礫巖中上部沉積時期，后期成礦作用可能持續(xù)時間不長，可能僅形成區(qū)域性礦化，但不排除局部地段形成礦體。

4? 結論

野外調查和綜合分析表明，塔里克地區(qū)中生代晚期至新生代早期構造變形強烈，吐格爾明背斜開始形成，同時發(fā)育逆沖推覆構造。古近—新近紀，塔里克地區(qū)構造活動又一次增強，吐格爾明背斜再次抬升剝露。新近紀期間，庫拜盆地內部強烈變形，吐格爾明背斜核部變形不大，在塔里克地區(qū)開始形成NE向左旋走滑斷層和推測NW向右旋走滑斷層及背斜南翼發(fā)育的近EW向斷裂，新近紀地層變傾斜。吐格爾明背斜最終在西域組沉積的中晚期定型。

塔里克地區(qū)中生代晚期—新生代早期開始形成鈾礦化（體）。中新世之后，早期形成的礦體隨地層變形發(fā)生變形，因背斜位置不同呈礦體倒轉、正?；虮粍兾g等狀態(tài)。

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Abstract： Talikeis located at the east part of the Kuqa depression，northern edge of the Tarim Basin. Series sandstone-type uranium deposits have been found. On the basis of field investigation and structural deformation analysis， this paper mainly focus on the deformation characteristics and stage during the Mesozoic to Cenozoic in theTalike area and their constraints on the sandstone-type uranium deposits. The Mesozoic-Cenozoic structural deformation in this area is mainly behaved as the formation of the Tugeerming anticline and its accompanying EW trending and NE-NNE trending faults. The thrust faulting of the EW trending faults， and the sinistral-slipping NE-NNE trending faults，together with the suggested dextral-slipping NNW trending faults， constitute a regional fold-fault system， indicating the regional compressive stress properties in the near NS direction， corresponding with the regional stress field. According to the development of growth strata， the Tugeerming anticline was finally formed during the late Pliocene to early Pleistocene. Combined with the development of unconformity and regional data analysis， it is considered that the Tugeerming anticline probably formed during the Late Mesozoic to the early Cenozoic， accompanied by a series of thrust nappe structures and NE trending sinistral strike-slipping faults. The Tugeerming anticline was probably uplifted and exposed again at the beginning time of the Neogene as the response to the far-distance affection of the Indo-Asian collision and afterward convergence process. During the Neogene， the continuous NS trending stress resulted in re-deformation of the Tugeerming fold， and the formation of NE trending left lateral strike slip faults and EW trending faults in the southern flank of the anticline. Combined with the analysis of uranium mineralization characteristics， it is inferred that uranium mineralization was formed during the Late Mesozoic to the Paleogene. After the Miocene， the early-formed ore bodies were transformed with the regional tectonic deformation， resulting in the state of inversion， normal or denudation.

Key words： Tarim Basin; Talike; Tectonic deformation;Cenozoic;Sandstone type uranium deposit