準(zhǔn)噶爾盆地南緣頭屯河地區(qū)砂巖型鈾礦成礦環(huán)境與找礦方向

耿英英，劉章月，2，黃少華，何中波

（1.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029；2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）煤炭資源與安全開采國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083）

我國(guó)核電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展對(duì)鈾資源提出了重大長(zhǎng)遠(yuǎn)的需求，而發(fā)現(xiàn)和查明更多的鈾資源是國(guó)內(nèi)核地質(zhì)領(lǐng)域當(dāng)前或今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)的重大任務(wù)［1］。

我國(guó)北方廣泛發(fā)育了眾多中新生代沉積盆地，目前已有多個(gè)盆地發(fā)現(xiàn)、探明了一批大中型乃至特大型砂巖型鈾礦床。準(zhǔn)噶爾盆地作為我國(guó)第二大沉積盆地，與全球著名的砂巖型鈾礦聚集區(qū)——中亞鈾礦聚集區(qū)毗鄰［2］，與之有相似構(gòu)造演化和沉積巖石組合的吐哈盆地和伊犁盆地均有大型砂巖型鈾礦床產(chǎn)出，但至今在準(zhǔn)噶爾盆地仍沒有發(fā)現(xiàn)大型鈾礦床，僅在準(zhǔn)東卡姆斯特地區(qū)發(fā)現(xiàn)了中型鈾礦床［3-4］。據(jù)核工業(yè)二一六大隊(duì)鉆探資料顯示，準(zhǔn)噶爾盆地南緣頭屯河地區(qū)中侏羅統(tǒng)頭屯河組和下白堊統(tǒng)清水河組中發(fā)現(xiàn)了工業(yè)鈾礦體，找礦成果不斷擴(kuò)大，作為砂巖型鈾礦優(yōu)選區(qū)段，準(zhǔn)噶爾盆地南緣頭屯河地區(qū)顯示出良好的開發(fā)前景［5-10］，表明本地區(qū)很有可能實(shí)現(xiàn)砂巖型鈾礦的突破。

針對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地南緣的構(gòu)造和沉積演化，前人已開展了大量的研究，尤其對(duì)準(zhǔn)噶爾南緣的變形特征、演化歷史［11］，天山山脈的隆升歷史和機(jī)制［12-13］以及盆地的沉積響應(yīng)［14-15］等方面都進(jìn)行了深入的研究。此外針對(duì)本地區(qū)的砂巖型鈾礦化點(diǎn)，也做了一些研究，前人工作主要集中于成礦條件分析等方面［16-20］，而對(duì)于準(zhǔn)噶爾盆地南緣強(qiáng)構(gòu)造變形區(qū)砂巖型鈾礦成礦環(huán)境及成礦遠(yuǎn)景方面研究較少。在此背景下，本文以砂巖型鈾礦成礦理論為指導(dǎo)，通過近年來鈾礦勘查的最新進(jìn)展和認(rèn)識(shí)并結(jié)合前人地質(zhì)研究成果，對(duì)該地區(qū)砂巖型鈾礦成礦環(huán)境及構(gòu)造保礦條件進(jìn)行深入研究，探討砂巖型鈾礦的成礦遠(yuǎn)景及找礦方向。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

準(zhǔn)噶爾盆地位于中亞造山帶中部，其南北兩側(cè)被天山造山帶和西伯利亞-哈薩克斯坦板塊所限，是中國(guó)第二大內(nèi)陸盆地。頭屯河地區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地南緣中部，發(fā)育區(qū)域性縱向走滑斷層，向東以山前斷裂帶為界與博格達(dá)山相鄰，發(fā)育博格達(dá)山前弧形逆沖推覆構(gòu)造帶［21］，向西發(fā)育三排近東西向延伸的具有典型斷展式特征的北天山山前褶皺-逆沖推覆構(gòu)造帶（圖1a），盆山耦合方式為沖隆-掀斜型，變形方式主要為沿走滑斷裂產(chǎn)生的寬緩雁列褶皺，地層逆沖推覆縮短量較小，基本保留了原先盆緣單斜的構(gòu)造形態(tài)［22］。

頭屯河地區(qū)中、新生代地層出露齊全，賦礦層位為侏羅系和白堊系，兩者之間呈不整合接觸。白堊系底部清水河組（K1q）可見沖刷面，普遍發(fā)育含有花崗質(zhì)礫石的灰綠色底礫巖，是鈾礦化發(fā)育的主要層位，向上細(xì)砂巖、粉砂巖和泥巖逐漸增多，總體表現(xiàn)為沖積扇快速入湖的沉積特征。侏羅系不整合覆蓋于三疊系之上，自下而上細(xì)分為八道灣組（J1b）、三工河組（J1s）、西山窯組（J2x）、頭屯河組（J2t）、齊古組（J3q）和喀拉扎組（J3k），均發(fā)育有一定規(guī)模的利于鈾礦富集的河流相沉積。

2 鈾礦化特征

準(zhǔn)噶爾南緣頭屯河地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的砂巖型鈾礦（化）點(diǎn)均發(fā)育于第一排構(gòu)造帶內(nèi)，產(chǎn)于鼻狀背斜的北翼或向斜南翼的中生代地層內(nèi)。鈾礦化賦存層位主要為下侏羅統(tǒng)八道灣組、三工河組、中侏羅統(tǒng)西山窯組、頭屯河組和下白堊統(tǒng)清水河組，尤其以頭屯河組最為富集，其次是下白堊統(tǒng)清水河組。主要礦（化）點(diǎn)包括：喀拉扎礦點(diǎn)、冬窩子礦點(diǎn)、硫磺溝礦點(diǎn)、阿德崗礦點(diǎn)、達(dá)坂礦化點(diǎn)、萬(wàn)家窯礦化點(diǎn)、哈薩墳異常點(diǎn)及郝家溝異常點(diǎn)等（圖1b，表1）。鈾礦化類型主要為砂巖型，礦化成因主要分為兩種：一種為古層間氧化，后期疊加油氣-潛水氧化，油氣一般沿?cái)嗔?、不整合面及礫巖、砂礫巖、砂巖等滲透性較好的巖層滲出遷移至地表；一種為潛水氧化，氧化帶呈面狀展布。主要成礦要素包括鈾源條件、構(gòu)造活動(dòng)、含礦層位、沉積建造、沉積相、后生蝕變、層間氧化作用、鈾礦化標(biāo)志等。

圖1 準(zhǔn)噶爾盆地南緣頭屯河地區(qū)鈾礦化地質(zhì)圖Fig.1 Geology map of uranium mineralization in Toutunhe area，southern margin of Junggar Basin

表1 頭屯河地區(qū)主要已知鈾礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)及異常點(diǎn)（據(jù)文獻(xiàn)［8］修改）Table 1 Mainly uranium deposits，mineralization occurrences and uranium anomalies in Toutunhe area (modified after reference[8])

3 關(guān)鍵控礦因素

3.1 鈾源

蝕源區(qū)的富鈾地質(zhì)體是砂巖型鈾礦成礦的重要條件。頭屯河地區(qū)的鈾源主要來源于南側(cè)天山地區(qū)“活性鈾”份額較高的中酸性火山巖、火山碎屑巖和花崗巖體，鈾含量平均值超過3×10-6［23-27］，個(gè)別富鈾地質(zhì)體鈾含量非常高，如中天山北緣望峰花崗巖鈾含量可高達(dá)9.45×10-6［28］，平均鈾含量高達(dá)6.13×10-6。

除蝕源區(qū)富鈾地質(zhì)體能給含礦目的層輸送鈾源外，下白堊統(tǒng)清水河組底礫巖富含花崗巖礫石，也可以為準(zhǔn)噶爾盆地南緣中下侏羅統(tǒng)（阿德崗礦點(diǎn)）和下白堊統(tǒng)輸送大量鈾源。

通過系統(tǒng)采集準(zhǔn)噶爾盆地南緣下白堊統(tǒng)清水河組底礫巖，分析其中的原始鈾含量。選擇樣品時(shí)剔除了含礦段，且所取樣品均為未被氧化的灰綠色礫巖，并將樣品粉碎至80 目，模擬成礦時(shí)地下水水化學(xué)環(huán)境，即用NaHCO3配置成與本區(qū)現(xiàn)代地下水相當(dāng)?shù)膒H 值＝8 的弱堿性HCO3－水溶液，采用固液比為1∶10，在室溫（20 ℃）條件下分別浸泡7 天、15 天和30 天（每天攪拌1～2 次），各取浸液一次進(jìn)行鈾含量分析（表2）。分析表明下白堊統(tǒng)清水河組底礫巖鈾含量為（1.96～104）×10-6，較一般沉積巖高，也較準(zhǔn)噶爾盆地周緣蝕源區(qū)酸性侵入巖高。所有樣品在浸泡7 天后，基本將其中的活性鈾浸出，后期浸出液中鈾含量變化不大。30 天總浸出率為0.33%～7.86%，平均為2.24%，而周緣蝕源區(qū)酸性侵入巖鈾浸出率為0.05%～1.90%，平均為0.91%［18］，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于清水河組底礫巖。由此可見，本區(qū)下白堊統(tǒng)清水河組底礫巖鈾本底值較高，而且其中鈾浸出率較蝕源區(qū)高出2～3 倍，是中下侏羅統(tǒng)充足的鈾源體，而且活性鈾搬運(yùn)距離短，是一個(gè)高效鈾源體。

表2 頭屯河地區(qū)清水河組底礫巖鈾本底和鈾浸出率Table 2 Uranium background value and active uranium leaching rate of conglomerate at the bottom of Qingshuihe Formation in Toutunhe area

3.2 構(gòu)造

頭屯河地區(qū)在構(gòu)造上屬于準(zhǔn)噶爾盆地南緣西部斷褶帶，南鄰北天山構(gòu)造帶。晚古生代至今，準(zhǔn)噶爾盆地南緣經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，古生代為增生造山階段，中生代開始進(jìn)入陸內(nèi)演化階段，特別是新生代受到南側(cè)印度和歐亞板塊碰撞的影響，天山山脈快速隆升，向兩側(cè)盆地強(qiáng)烈逆沖，導(dǎo)致中、新生代地層發(fā)生強(qiáng)烈變形。

晚侏羅世—早白堊世，拉薩地塊與歐亞板塊發(fā)生碰撞，天山地區(qū)受此影響構(gòu)造活動(dòng)開始活躍，北天山開始隆升并向北逆沖，準(zhǔn)噶爾盆地南緣中、下侏羅統(tǒng)發(fā)生構(gòu)造抬升和剝蝕作用，造成下白堊統(tǒng)清水河組與上侏羅統(tǒng)喀拉扎組（或齊古組）之間的不整合接觸，亦形成了頭屯河地區(qū)山前第一成礦斜坡帶。隨著構(gòu)造活動(dòng)的繼續(xù)，喀拉扎斷裂向南逆沖，致使其北側(cè)中、下侏羅統(tǒng)產(chǎn)生掀斜［29］，從而在頭屯河地區(qū)形成了第二成礦斜坡帶，并與山前第一成礦斜坡帶一起構(gòu)成了本區(qū)雙重斜坡帶的格局（圖3）。

圖3 頭屯河地區(qū)雙重成礦斜坡帶構(gòu)造Fig.3 Structure of double metallogenic slope zone in Toutunhe area

成礦年代學(xué)研究表明，我國(guó)天山山間盆地（伊犁盆地和吐哈盆地）內(nèi)典型鈾礦床的主要成礦年齡為48～38 Ma；塔里木盆地北緣薩瓦甫齊鈾礦床的主要成礦年齡為39 Ma［30］。可見，天山山間盆地和南側(cè)盆地均在古近紀(jì)期間發(fā)生了大規(guī)模成礦作用。劉紅旭等［31］研究顯示，該期成礦作用在天山山間盆地和兩側(cè)盆地內(nèi)具有普遍性，被稱為新疆地區(qū)砂巖型鈾礦的主成礦期。白堊紀(jì)—古近紀(jì)，頭屯河地區(qū)兩個(gè)成礦斜坡帶整體表現(xiàn)為較穩(wěn)定的緩慢抬升，其上覆地層的沉積范圍相比于侏羅系明顯減小，沉積邊界開始明顯向北遷移。而在斜坡帶南部邊界，中下侏羅統(tǒng)和下白堊統(tǒng)被掀斜，靠近地表，有利于來自蝕源區(qū)的含鈾含氧水對(duì)目的層進(jìn)行長(zhǎng)期蝕變改造并成礦。

中新世末（10 Ma）以來，天山及其鄰區(qū)發(fā)生強(qiáng)烈的隆升和逆沖推覆作用。隨著逆沖作用的持續(xù)進(jìn)行，本區(qū)雙重斜坡帶的格局遭到破壞，盡管南部山間盆地內(nèi)可能有鈾礦體殘留，如松樹頭鈾礦點(diǎn)，但緊鄰北天山的第一成礦斜坡帶之上的鈾礦體已被剝蝕殆盡；而遠(yuǎn)離造山帶的第二成礦斜坡帶抬升剝蝕量較?。?1］，因此基本保留了原始的單斜構(gòu)造形態(tài)，其上仍殘留有部分鈾礦體，如喀拉扎斷裂北側(cè)的硫磺溝背斜兩翼的鈾礦體。

3.3 古氣候演化及有利沉積建造

晚三疊世—早白堊世早期，頭屯河地區(qū)古氣候大致經(jīng)歷了潮濕—半干旱—潮濕—半干旱—干旱5 個(gè)演變階段［32］。

早侏羅世延續(xù)了晚三疊世晚期的成煤環(huán)境，以溫暖潮濕的氣候?yàn)橹鳎沦_統(tǒng)八道灣組表現(xiàn)為辮狀河三角洲相沉積，主要發(fā)育暗色含煤碎屑巖建造，下段主要為中粗砂巖和細(xì)砂巖為主，夾粉砂巖和碳質(zhì)泥巖及煤線；中段主要為泥巖和泥質(zhì)粉砂巖為主，代表了一個(gè)大規(guī)模的湖浸過程；上段中厚層狀粗砂巖與泥巖、粉砂巖互層，夾碳質(zhì)泥巖、煤線，局部發(fā)育薄層紅色泥巖，反映早侏羅世早期成煤環(huán)境遭受破壞，指示了氣候的短期干旱。下侏羅統(tǒng)三工河組整體為一套湖浸體系下形成的細(xì)碎屑沉積物，以灰綠色、深灰色泥巖和砂巖不等厚互層為特點(diǎn)，總體上以泥巖為主，向東至吉木薩爾一帶，粒度變粗，在三工河地區(qū)以砂巖為主，水西溝地區(qū)為礫巖與泥巖互層；向西至瑪納斯河一帶，巖性主要為厚層砂巖、粉砂巖與粉砂質(zhì)泥巖不等厚互層。

中侏羅世早期以暖溫帶潮濕氣候?yàn)橹?，含煤地層發(fā)育，中侏羅世晚期氣候由溫暖潮濕型向偏干旱方向發(fā)展，出現(xiàn)半干旱、半潮濕的特點(diǎn)，中侏羅統(tǒng)西山窯組發(fā)育灰、灰綠色河湖相泥巖夾煤層和薄層砂巖，頭屯河組發(fā)育河湖相雜色碎屑巖沉積，主要為灰、灰綠色、黃綠色與棕紅色泥巖與砂巖互層，上、下粗中間細(xì)，中部夾泥灰?guī)r及碳質(zhì)泥巖或煤線。地層中自下而上紅色層比例逐漸增加，指示氣候逐漸干旱化。晚侏羅世，全球性升溫事件持續(xù)了整個(gè)晚侏羅世，地層以單調(diào)的紫紅色或棕紅色砂礫巖為主，晚侏羅世—早白堊世沉積期間，上侏羅統(tǒng)齊古組和下白堊統(tǒng)清水河組底部發(fā)育薄層灰綠色粗砂巖和礫巖沉積，指示出現(xiàn)過短暫的半干旱-半潮濕氣候。

3.4 有利目標(biāo)層位及砂體發(fā)育特征

準(zhǔn)噶爾盆地已知含礦層具有多層位的特點(diǎn)，從二疊系至新近系均有產(chǎn)出，準(zhǔn)噶爾盆地南緣頭屯河地區(qū)砂巖型鈾礦主攻目標(biāo)層位則主要為中侏羅統(tǒng)頭屯河組（圖4）和下白堊統(tǒng)清水河組［32］。

圖4 頭屯河地區(qū)頭屯河組辮狀河相沉積特征Fig.4 Sedimentary characteristics of braided river facies in Toutunhe Formation in Toutunhe area

頭屯河組沉積時(shí)期，研究區(qū)碎屑物源供應(yīng)充足，主要以河湖相沉積為主，為灰色、灰綠色、灰黃色、紫紅色砂礫巖、細(xì)-粉砂巖、泥巖相交互的地層，上、下粗中間細(xì)，中部夾泥灰?guī)r及碳質(zhì)泥巖或煤線。砂巖總體厚度自北向南遞增，在20～130 m 之間。白堊系總體砂體不發(fā)育，且都以紅色-褐紅色為主。目前，下白堊統(tǒng)清水河組底部為一套扇三角洲相底礫巖沉積，顏色主要為灰綠色，偶含炭屑，含豐富的黃鐵礦，厚度在5～23 m 之間。

總體而言，頭屯河地區(qū)早中侏羅世和早白堊世早期砂巖中含較多的炭屑及黃鐵礦，并夾灰色、灰黑色泥巖或煤層，具有較高的還原容量（圖5），為該區(qū)鈾的富集提供了良好的容礦空間，其后多期次的干旱古氣候環(huán)境對(duì)蝕源區(qū)鈾元素的活化遷移提供了便利，同樣為鈾元素的富集奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。因此總體來說研究區(qū)是一個(gè)有鈾成礦潛力的區(qū)域。

圖5 頭屯河地區(qū)鈾礦（化）點(diǎn)含礦砂巖層的還原介質(zhì)Fig.5 Reduction medium of ore-bearing sandstone layer in uranium mineralization occurrences in Toutunhe area

3.5 氧化帶發(fā)育特征

準(zhǔn)噶爾盆地南緣氧化帶保存較少，從目前地面觀測(cè)和鉆孔調(diào)查情況分析，頭屯河地區(qū)三工河組、頭屯河組和清水河組氧化帶發(fā)育和保存條件最好，發(fā)育有古層間氧化疊加油氣-潛水氧化帶和潛水氧化帶。

3.5.1 古層間氧化疊加油氣-潛水氧化帶

在白堊紀(jì)—古近紀(jì)較為穩(wěn)定的沉積期內(nèi)，本區(qū)以寬、淺湖相沉積為主，沉積邊界開始明顯向北遷移，未發(fā)現(xiàn)大面積礫巖等不穩(wěn)定沉積組分；古近系基本繼承了白堊紀(jì)沉積特征，主要以河流相-湖相沉積為主，其盆地邊界、盆山格局也與白堊紀(jì)相似。白堊紀(jì)—古近紀(jì)穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境有利于盆緣含鈾含氧水長(zhǎng)期對(duì)中下侏羅統(tǒng)目的層進(jìn)行改造，從而在此期間形成了準(zhǔn)噶爾盆地南緣區(qū)域古層間氧化帶。

古近紀(jì)之后，在喀拉扎斷裂在形成過程中，斷裂切穿了中下侏羅統(tǒng)甚至三疊系，深部含油氣熱鹵水沿?cái)嗔焉弦疲?3］，浸入上部頭屯河組、齊古組、喀拉扎組和清水河組等地層，提高了地層的有機(jī)質(zhì)容量，同時(shí)在斷裂帶中形成方解石脈和地瀝青充填，后與地表含鈾含氧水混合，進(jìn)而對(duì)成礦斜坡帶的古層間氧化帶進(jìn)行了改造。這種適度的含油氣流體的浸入對(duì)本區(qū)古層間氧化帶型鈾礦的保護(hù)及后期潛水氧化型鈾礦的形成非常有利。阿德崗礦點(diǎn)為典型的油氣侵入疊加潛水氧化成因，地表可見潛水氧化淋濾形成的鐵錳質(zhì)團(tuán)塊，并含有片狀石膏充填其中，有鈾異常。

3.5.2 潛水氧化帶

頭屯河地區(qū)三工河組、頭屯河組和清水河組均發(fā)育不同程度的潛水氧化帶。其中，三工河組中的潛水氧化帶主要見于郝家溝地區(qū)，發(fā)育于三工河組上段，由北向南氧化程度逐漸變強(qiáng)。砂體顏色變化規(guī)律為黃灰色、含黃色氧化斑點(diǎn)和黃色，具有潛水氧化帶特征。頭屯河組砂礫巖中的氧化帶在頭屯河地區(qū)廣泛發(fā)育（圖6），在硫磺溝背斜南翼可見地表呈黃色、土黃色，氧化帶與原生灰色帶有清晰的灰黑色過渡條帶，經(jīng)掃描電鏡和能譜分析，灰色主要為褐鐵礦和錳的高價(jià)氧化物；清水河組底礫巖中的潛水氧化帶主要見于冬窩子礦點(diǎn)，呈紅黃色，發(fā)育規(guī)模不大，主要呈條帶狀，氧化程度不高，沒有發(fā)現(xiàn)底礫巖整體被氧化的現(xiàn)象，而根據(jù)前期在冬窩子礦點(diǎn)的鉆探工程完成的南北向聯(lián)孔剖面顯示，條帶狀氧化帶在冬窩子礦點(diǎn)南側(cè)（淺部）發(fā)育多層，而在北側(cè)（深部）鉆孔氧化帶明顯較少，且快速尖滅，為典型的潛水氧化成因。

圖6 硫磺溝礦點(diǎn)（小北溝）油氣漂白帶殘留的褐紅色氧化砂體Fig.6 Maroon oxide sand body remaining in the oil and gas bleaching zone of Liuhuanggou uranium occurrence（Xiaobeigou）

4 鈾成礦模式及找礦方向

4.1 鈾成礦模式

根據(jù)頭屯河地區(qū)區(qū)域地質(zhì)背景、鈾成礦地質(zhì)特征、成礦地質(zhì)條件及鈾礦化發(fā)育特點(diǎn)、鈾成礦成因機(jī)制等，考慮到頭屯河地區(qū)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度以及對(duì)盆緣鈾成礦作用的改造方式等因素，認(rèn)為頭屯河地區(qū)鈾成礦模式為強(qiáng)構(gòu)造改造背景下的疊加改造成礦，鈾成礦發(fā)育過程可分為3 個(gè)階段（圖7）。

圖7 頭屯河剖面雙重斜坡帶成礦模式Fig.7 Ore-controlling model of dual-slope zone of Toutunhe section

1）含礦建造形成期-鈾的預(yù)富集階段

早中侏羅世，天山地區(qū)處于準(zhǔn)平原化狀態(tài)，準(zhǔn)噶爾盆地南緣穩(wěn)定沉降水體與盆地的中央坳陷區(qū)相連，在暖溫帶潮濕氣候控制下，中下侏羅統(tǒng)發(fā)育厚層煤層、碳質(zhì)泥巖層，之上發(fā)育了富含有機(jī)質(zhì)、炭屑的灰色砂礫巖層。中侏羅世晚期古氣候向干旱炎熱型轉(zhuǎn)變，頭屯河組上部沉積了一套以泥巖、細(xì)砂巖為主的雜色巖層，為鈾成礦提供了很好的容礦空間的同時(shí)，也接受了來自中天山和北天山的中酸性花崗巖碎屑物質(zhì)，在地層中形成了早期的鈾預(yù)富集［34］。

中下侏羅統(tǒng)發(fā)育的厚層煤層、碳質(zhì)泥巖層作為古層間氧化作用的隔水底板，頭屯河組上部發(fā)育的泥巖、細(xì)砂巖為主的雜色巖層作為古層間氧化作用的隔水頂板，這種泥-砂-泥的地層結(jié)構(gòu)有利于來自天山的含鈾含氧水的滲入。

2）主成礦期

晚侏羅世—早白堊世，受拉薩地塊與歐亞板塊碰撞遠(yuǎn)程效應(yīng)影響，天山地區(qū)構(gòu)造活動(dòng)開始活躍，北天山開始隆升并向北逆沖，準(zhǔn)噶爾盆地南緣侏羅系發(fā)生構(gòu)造抬升和變形，并形成了下白堊統(tǒng)與上侏羅統(tǒng)之間的區(qū)域性不整合面。同時(shí)，喀拉扎斷裂開始形成，造成其北側(cè)早侏羅世地層發(fā)生掀斜，形成本區(qū)南北兩個(gè)斜坡帶的雙重斜坡帶格局。

晚白堊世—古近紀(jì)，這是本區(qū)砂巖型鈾成礦的主要時(shí)期，在此期間準(zhǔn)噶爾盆地南緣整體發(fā)生較穩(wěn)定的緩慢沉降，地層沉積范圍相比侏羅系明顯減小，這有利于含鈾含氧水對(duì)盆緣中下侏羅統(tǒng)目的層進(jìn)行長(zhǎng)期蝕變改造，可在盆緣形成大面積古層間氧化帶型砂巖型鈾礦。具體而言，由于本區(qū)具有雙重斜坡帶箕狀凹陷特點(diǎn)，在箕狀凹陷周緣山前第一斜坡帶上可大規(guī)模形成古層間氧化帶及鈾礦化，同時(shí)，在第二斜坡帶上也形成了古層間氧化帶鈾礦體。

3）后期改造保礦期

中新世末（10 Ma）以來，天山及其鄰區(qū)發(fā)生強(qiáng)烈的隆升和逆沖推覆作用。由于強(qiáng)烈的構(gòu)造擠壓與抬升剝蝕，本區(qū)雙重斜坡帶的格局遭到破壞，早期形成的古層間氧化帶型鈾礦體抬升至地表而被強(qiáng)烈剝蝕殆盡，而在構(gòu)造抬升相對(duì)緩和的第二成礦斜坡帶可能有部分古礦體保留下來。

4.2 找礦方向

判斷一個(gè)研究區(qū)是否具有找礦前景，需要考慮兩個(gè)因素：在地質(zhì)演化過程中是否發(fā)生過成礦作用；成礦期后的構(gòu)造演化是否有利于礦體保存［31］。

白堊紀(jì)—古近紀(jì)，頭屯河地區(qū)兩個(gè)成礦斜坡帶整體表現(xiàn)為較穩(wěn)定的緩慢抬升，在斜坡帶南部邊界發(fā)育了大規(guī)模鈾成礦作用。中新世末以來，天山及其鄰區(qū)發(fā)生強(qiáng)烈的隆升和逆沖推覆作用，本區(qū)雙重斜坡帶格局遭到破壞，第一成礦斜坡帶因緊鄰北天山，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，之上的鈾礦體已被剝蝕殆盡，第二成礦斜坡帶遠(yuǎn)離造山帶，地層抬升剝蝕量較小［22］，基本保留了原始的單斜構(gòu)造形態(tài)，其上古層間氧化帶和部分鈾礦體得以保存，又因喀拉扎斷裂導(dǎo)通地下水和含油氣熱鹵水而接受后期改造，使古層間氧化帶和鈾礦體變得復(fù)雜。

5 結(jié)論

1）從鈾源、構(gòu)造背景、古氣候演化及有利沉積建造、砂體發(fā)育及后生氧化蝕變等成礦條件分析，頭屯河地區(qū)具有較大的砂巖型鈾礦找礦潛力，主要找礦層位為中侏羅統(tǒng)頭屯河組和下白堊統(tǒng)清水河組，找礦類型為古層間氧化帶型疊加油氣-潛水氧化和潛水氧化型。

2）蝕源區(qū)富鈾火成巖和下白堊統(tǒng)清水河組底部礫巖層為頭屯河組和清水河組鈾成礦提供了豐富的鈾源；早中侏羅世和早白堊世早期，形成于亞熱-溫濕性古氣候和半干旱-半潮濕環(huán)境下的富含炭屑、有機(jī)質(zhì)和黃鐵礦等還原性物質(zhì)的含煤碎屑沉積建造，為該區(qū)鈾的富集提供了良好的容礦空間，且垂向上泥-砂-泥的地層結(jié)構(gòu)有利于來自天山的含鈾含氧水的滲入、古層間氧化作用的發(fā)育和鈾的富集；構(gòu)造掀斜為含鈾含氧水的滲入改造提供的構(gòu)造條件，也為大規(guī)模的古層間氧化帶和潛水氧化帶的發(fā)育提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

3）頭屯河地區(qū)現(xiàn)今地層變形強(qiáng)烈，受到明顯的抬升和剝蝕，但在鈾成礦時(shí)期，本地區(qū)處于較穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境，只是在成礦期后地層被褶皺抬升剝蝕，在構(gòu)造變形相對(duì)較弱的部位鈾礦體可能被保存下來，形成剝蝕殘留型古礦。此外頭屯河地區(qū)古層間氧化帶型和潛水氧化帶型砂巖鈾礦化受鈾源、構(gòu)造活動(dòng)、地層結(jié)構(gòu)、沉積建造、氧化帶和還原介質(zhì)多重控礦因素影響。從構(gòu)造保礦角度分析，第二成礦斜坡帶有利于前期“古礦”的保存，是尋找古層間氧化帶砂巖型鈾礦化的優(yōu)選地段。因此，在準(zhǔn)噶爾盆地南緣頭屯河地區(qū)，應(yīng)將找礦方向從不利于保礦的山前褶皺沖斷帶強(qiáng)構(gòu)造變形區(qū)轉(zhuǎn)移至靠近第二排構(gòu)造帶的單斜區(qū)域。