新疆三塘湖盆地牛圈湖地區(qū)蓋層特征及砂巖型鈾成礦條件分析

鄭國棟，羅強(qiáng),*，黃國龍，唐湘飛，吳建勇，韋昌鑫

(1.核工業(yè)二九〇研究所，廣東 韶關(guān) 512026；2.廣東省環(huán)境保護(hù)核輻射追蹤研究重點實驗室，廣東 韶關(guān) 512026；3.廣東省放射性生態(tài)環(huán)境保護(hù)工程技術(shù)研究中心，廣東 韶關(guān) 512026；4.核工業(yè)二一六大隊，新疆 烏魯木齊 830011)

鈾礦床類型復(fù)雜多樣(張金帶，2012)，其中，砂巖型鈾礦在全球鈾礦“家族”中占有十分重要的地位(張金帶，2016)。在20世紀(jì)90年代中國主攻北方砂巖型鈾礦的背景下，在三塘湖盆地先后開展過不同小比例尺鈾礦資源調(diào)查評價(核工業(yè)華東地質(zhì)局二七一大隊，1997，1998)，并前后有不同學(xué)者從水文地質(zhì)條件、地貌、基底等不同角度對整個盆地進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究與鈾成礦條件分析(金和海，2003；趙寶光等，2004；白志民等，2009；唐湘飛等，2009；黃大友等，2012；劉惠華，2014；洪濤，2018)，最終確立區(qū)內(nèi)鈾礦找礦目標(biāo)類型為層間氧化帶型。鈾礦找礦目的層有侏羅系西山窯組、頭屯河組及新近系昌吉河群；局部地區(qū)發(fā)現(xiàn)了受層間氧化帶控制的鈾礦化(唐湘飛等，2009)。值得提出的是，三塘湖目前仍未發(fā)現(xiàn)工業(yè)鈾礦化，僅在局部地區(qū)發(fā)現(xiàn)了受層間氧化帶控制的鈾礦化，且以往工作主要集中在盆地西部的漢水泉和淖毛湖地區(qū)，盆地內(nèi)中東部大部分區(qū)域仍然缺乏大比例尺資料和目的層鉆孔資料(牛圈湖地段)。近年來，得益于煤礦勘查工作的開展，在牛圈湖地段發(fā)現(xiàn)局部放射性較強(qiáng)，該地段位于盆地內(nèi)前期鈾礦工作的薄弱地區(qū)。因此，精細(xì)解剖牛圈湖地段鈾成礦條件，對發(fā)現(xiàn)盆地內(nèi)新的找礦空間，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)工業(yè)鈾礦化至關(guān)重要。

1 地質(zhì)背景

三塘湖盆地位于新疆維吾爾自治區(qū)東北部，伊吾縣和巴里坤哈薩克自治縣境內(nèi)，南與吐哈盆地隔山相望，西與準(zhǔn)噶爾盆地相鄰，北與蒙古國接壤，盆地主體呈北西—南東向條帶狀夾持于蘇海圖山與莫欽烏拉山之間，南北寬約46 km，東西長約500 km，面積約23 000 km2(歐陽征健等，2006；魯海鷗，2012)。盆地是古生代早期西伯利亞古板塊與哈薩克斯坦板塊碰撞形成的前陸盆地(圖1)，表現(xiàn)為東北逆沖推覆隆起帶與西南逆沖推覆隆起帶夾持的中央坳陷帶，呈兩隆夾一坳的構(gòu)造格局(圖2)。中央坳陷帶又由10個次級構(gòu)造單位組成，自北西至南東依次為烏通凹陷、小青凸起、漢水泉凹陷、紅疙瘩凸起、條湖凹陷、岔哈泉凸起、馬郎凹陷、方方梁凸起、淖毛湖凹陷及蘇魯克凹陷(唐湘飛等，2009)。南北逆沖推覆隆起帶構(gòu)成盆地南北主要蝕源區(qū)，出露泥盆系、石炭系、二疊系，有少量華力西期侵入巖(俞仁連等，1996；唐湘飛等，2009)。前人對盆地基底和蓋層形成演化已有一定的研究(Li et al.,1998；Liegeois et al.,1988; Coleman,1989; 肖序常等，1992；汪雙雙，2013)。認(rèn)為盆地整體大致經(jīng)歷了7個演化階段，分別為基底構(gòu)造演化階段、寒武紀(jì)—泥盆紀(jì)洋盆開啟閉合階段、早石炭世殘留海盆地演化階段、中晚石炭世—早二疊世雛形盆地發(fā)育階段、晚二疊世前陸盆地發(fā)育階段、三疊—白堊紀(jì)坳陷盆地發(fā)育階段及古近紀(jì)—第四紀(jì)再生前陸盆地發(fā)育階段(歐陽征健，2003；劉艷，2010)。盆地中新生代蓋層由中—上三疊統(tǒng)小泉溝群、侏羅系、下白堊統(tǒng)吐谷魯群、古近系—新近系和第四系組成。

1.大斷裂；2.盆地邊界；3.地名及位置

牛圈湖地區(qū)位于三塘湖盆地馬朗凹陷內(nèi)。馬朗凹陷位于三塘湖盆地中央坳陷帶的中南部，西至西峽溝，東至三塘湖以東地區(qū)，平面上圍繞條山凸起形成了一系列平行于條山凸起近東西走向的大型鼻隆構(gòu)造帶；這些鼻隆構(gòu)造帶自東向西傾伏于凹陷中(司學(xué)強(qiáng)等，2015)，可進(jìn)一步細(xì)分為岔哈泉構(gòu)造帶及牛圈湖-牛東構(gòu)造帶(圖2)。凹陷內(nèi)出露侏羅系主要為中—上侏羅統(tǒng)、缺失下侏羅統(tǒng)。牛圈湖地區(qū)在馬郎凹陷內(nèi)構(gòu)造特征整體為近東西向展布的寬緩背斜，南北兩側(cè)受背沖逆斷裂夾持(高崗等，2006；文靜等，2011；盛軍等，2016)。

1.盆地邊界；2.逆斷裂；3.地層尖滅及起始剝蝕線；4.構(gòu)造帶；5.凹陷；6.凸起

2 牛圈湖地區(qū)蓋層特征

2.1 蓋層地層沉積序列

在結(jié)合前人資料及本次地表調(diào)查的基礎(chǔ)上，對牛圈湖地區(qū)的蓋層沉積序列進(jìn)行對比分析，厘定了該地區(qū)的蓋層沉積序列(圖3)。

圖3 新疆三塘湖盆地牛圈湖地段地層劃分沿革圖

2.1.1 侏羅系

出露侏羅系主要為中侏羅統(tǒng)西山窯組和頭屯河組。

西山窯組:區(qū)內(nèi)主要巖性為黃色球狀含粉砂質(zhì)泥巖、灰白色硅質(zhì)粉砂巖、中厚層狀巖屑長石粗砂巖、含礫粗砂巖、褐色細(xì)粒鐵質(zhì)巖屑砂巖及泥巖，夾煤層、煤線及菱鐵礦透鏡體;最大可采煤厚度達(dá)30多米；水平層理、平行層理及交錯層理發(fā)育(圖4a);常見球形風(fēng)化(圖4b)、煤層、煤線(圖4c)和菱鐵礦結(jié)核(圖4d)，區(qū)別于其他地層。

頭屯河組:主要巖性為灰、褐灰、黃色、磚紅色礫巖、含礫砂巖、長石巖屑砂巖夾鐵質(zhì)砂巖、鐵質(zhì)粉砂巖、泥巖及煤線，底部見有礫巖、板狀交錯層理(圖4e)、菱鐵礦薄層(圖4f)或透鏡體;以砂巖為主夾極少煤線、菱鐵礦薄層；地層受強(qiáng)烈風(fēng)化作用，多呈土狀，形成低緩地形。

2.1.2 白堊系

白堊系在該地區(qū)主要出露地層為吐谷魯群，主要巖性為灰色、淺褐色、淺黃色、磚紅色礫巖、砂巖(圖4g、圖4h)及泥巖；可見有硅化木，發(fā)育平行層理、水平層理，形成丹霞地貌特征。

a、b、c、d.西山窯組；e、f.頭屯河組；g、h.吐谷魯群；i、j.安集海河組；k、l.獨子山組

2.1.3 古近系—新近系

主要出露古近系安集海河組和新近系獨子山組。

安集海河組:前人對盆地內(nèi)古近系始新世上部—漸新世下部的這套地層稱為烏倫古河組。在準(zhǔn)噶爾盆地北緣該套地層沉積稱為烏倫古河組，準(zhǔn)噶爾盆地南緣則統(tǒng)稱為安集海河組(新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局，1999)。安集海河組主要出露巖性為灰白色、磚紅色泥巖夾同色泥灰?guī)r(圖4i)、薄層砂巖、礫巖及介殼層；發(fā)育交錯層理、平行層理(圖4j)；形成丹霞地貌特征。野外所采樣品鏡下薄片顯示，巖石成分有方解石、石英、長石、巖屑、黏土礦物和不透明礦物，可見多條碳酸鹽巖脈，滴稀鹽酸起泡強(qiáng)烈，表現(xiàn)為明顯的泥質(zhì)灰?guī)r特征。綜合分析，該套地層應(yīng)劃歸于安集海河組較為合適。

獨山子組：出露地層一直被劃分為昌吉河群，該群自下而上又可細(xì)分為沙灣組、塔西河組和獨山子組(蔡土賜等，1999)。該群在區(qū)內(nèi)出露巖性以蒼棕色外貌為特征，巖性為蒼棕色、褐紅色、褐黃、土黃色砂質(zhì)泥巖(圖4k)、泥質(zhì)砂巖夾砂巖及礫巖，可見鈣質(zhì)結(jié)核發(fā)育(圖4l)，地貌上較為低緩。根據(jù)出露巖性特點，可將出露地層進(jìn)一步劃歸于上新世獨子山組。

2.1.4 第四系

第四系可細(xì)分為上更新統(tǒng)新疆群及全新統(tǒng)沖洪積物、湖沼積物2種成因類型，主要分布于山前、坡麓，沿沖溝兩側(cè)呈面狀展布；地貌上呈略向南、南西或北東緩傾斜的山前洪積扇帶，構(gòu)成現(xiàn)代的戈壁灘。

2.2 蓋層沉積構(gòu)造演化

三疊紀(jì)早期，三塘湖—淖毛湖地區(qū)處于抬升階段，缺失早三疊世地層，中—晚三疊世三塘湖—淖毛湖地區(qū)繼承性沉降，形成了中—晚三疊世的河流、濱淺湖相沉積。牛圈湖地區(qū)缺失該時期的地層。早侏羅世，牛圈湖及周邊地區(qū)整體抬升，缺失該時期地層。中—晚侏羅世由于應(yīng)力松弛引起了盆地大幅度下沉，出現(xiàn)了開闊湖盆及河流三角洲。中侏羅統(tǒng)西山窯組經(jīng)歷了以湖盆北部大面積分布早期辮狀河三角洲沉積向晚期的湖相沉積為主的轉(zhuǎn)變，為一套含煤沉積建造；頭屯河組則出現(xiàn)含菱鐵礦薄層的河湖相沉積建造。早白堊世，由于地殼抬升，盆地范圍縮小，盆地內(nèi)堆積了下白堊統(tǒng)吐谷魯群的一套紅色碎屑巖建造；白堊世末期，地殼全面抬升，造成盆地中缺失上白堊統(tǒng)。

自古新世開始，構(gòu)造運(yùn)動以差異性垂直升降為主，山區(qū)被抬升，而湖盆范圍又進(jìn)一步擴(kuò)大，湖相沉積直接超覆于古生界之上，堆積了始新統(tǒng)—漸新統(tǒng)安集海河組的一套湖相細(xì)碎屑巖建造。到新近紀(jì)湖盆范圍繼續(xù)擴(kuò)大，在此時期區(qū)域上接受了上新統(tǒng)獨山子組湖相細(xì)碎屑巖沉積。第四紀(jì)早期(早更新世)由于地殼上升和冰川發(fā)育而使湖盆干涸，中—晚更新世主要為洪積沉積，沿山前形成廣闊的洪積平原。

3 找礦目的層的確定

整個盆地的找礦目的層有侏羅系西山窯組、頭屯河組及新近系昌吉河群(唐湘飛等，2009)，但在盆地的不同區(qū)段，找礦目的層可呈現(xiàn)不同的定位。牛圈湖地區(qū)位于三塘湖盆地東西坳陷的分隔部位，地表西山窯組、頭屯河組出露較好的紅色、黃色氧化砂巖及灰色、灰黑色的泥巖及泥質(zhì)粉砂巖，存在透水性好的砂巖層，厚度適中；深部存在多層煤層，與泥質(zhì)巖層可共同形成良好的頂?shù)装甯羲畬?，在馬朗—淖毛湖一線以北可直接出露地表，頂板埋藏淺(金和海等，2003),牛圈湖地段西山窯組、頭屯河組2地層底板埋深多小于1 000 m。綜合分析，該地區(qū)找礦目的層為中侏羅統(tǒng)西山窯組、頭屯河組。

4 鈾成礦條件分析

4.1 鈾源條件較好

據(jù)前人資料，三塘湖盆地鈾源較豐富，老地層中U含量一般為2.5×10-6，侏羅系與下白堊統(tǒng)U含量為2×10-6～4×10-6。在東部坳陷下白堊統(tǒng)及頭屯河組、西山窯組灰白-黃褐色含煤地層中，U含量高并形成異常或礦化帶(洪濤，2018)。例如，產(chǎn)于牛圈湖淖毛湖一帶頭屯河組灰色粉砂巖中的131號礦化帶，東西長1 000 m，南北寬700 m，呈透鏡狀分布。已有資料表明，以酸性火成巖和高級變質(zhì)巖原巖為泥質(zhì)巖的基底盆地, 其鈾源條件最為優(yōu)越；區(qū)內(nèi)分布較大面積的花崗巖，該區(qū)的鈾源條件也相對較好(趙寶光等，2004)。盆地東北部中酸性花崗巖類分布面積較大，石炭紀(jì)火山巖類廣泛發(fā)育，能為盆地東北緣提供較豐富的鈾源，對成礦相對有利。盆地東部坳陷內(nèi)U含量較高的地層不僅提供盆地蓋層沉積物中的U，也可以為盆地地表、地下水提供鈾源。

4.2 有利的巖性、巖相條件

從鈾的成礦條件分析，有利于后生砂巖型鈾礦化形成的砂體類型必須是滲透性好的層狀砂體、席狀砂體、似層狀砂體或帶狀砂體。從沉積相和沉積體系來看，能形成這種砂體的沉積體系有辮狀河流沉積體系、辮狀河三角洲沉積體系、扇三角洲沉積體系、濱湖三角洲沉積體系和濱海三角洲沉積體系等(余達(dá)淦等，2004)。前文已敘述，牛圈湖找礦目的層為西山窯組和頭屯河組。

西山窯組巖性以淺黃色、黃褐色、黃綠色、灰色泥巖、粉砂巖、砂巖、砂礫巖、夾煤層煤線為主；煤層單層厚度較大，為15～20 m，普遍含碳化植物碎屑；在區(qū)域上有穩(wěn)定的隔水層，砂體薄，膠結(jié)作用不強(qiáng)，砂體粒度相對較細(xì)，以中細(xì)粒為主，泥-砂-泥結(jié)構(gòu)較好。巖相上，從整個馬朗凹陷來看，西山窯組主要發(fā)育辮狀河三角洲和湖泊相，西山窯組沉積環(huán)境主要由早期辮狀河三角洲為主向晚期湖泊相為主演變，整體為一個水進(jìn)過程(司學(xué)強(qiáng)等，2015)；牛圈湖一帶主要為辮狀河、辮狀河三角洲相(圖5)。

1.辮狀河；2.辮狀河三角洲、前三角洲；3.泛濫平原；4.辮狀河三角洲平原；5.濱淺湖；6.基底；7.山脈

頭屯河組巖性以黃褐色、磚紅色、灰色、灰白色砂巖、礫巖、泥巖夾鐵質(zhì)砂巖、鐵質(zhì)粉砂巖為主，可見煤線；砂體厚度較大，泥-砂-泥結(jié)構(gòu)較好；在砂體中發(fā)現(xiàn)了較多的黃鐵礦、有機(jī)質(zhì)碳屑等還原物質(zhì)，顯示有利還原環(huán)境。巖相上，頭屯河組在盆地中東部主要為一套沖積扇-辨狀河-湖相沉積(圖6)，牛圈湖地區(qū)主要為辮狀河相及淺湖相(圖6)。2地層皆顯示較為有利的巖性、巖相特征。

1.中新生代盆地邊界；2.頭屯河組殘留邊界；3.巖相界線；4.主要地名；5.沖積扇、扇三角洲相；6.辮狀河相；7.河湖交互相；8.淺湖相

4.3 后生蝕變發(fā)育

研究表明，目的層巖石中發(fā)育明顯的后生氧化蝕變作用，分帶性越明顯，鈾成礦的可能性越高。三塘湖盆地由于后期氣候極端炎熱、地層長期暴露于地表遭受剝蝕，具備發(fā)育氧化作用、層間氧化作用的條件。地表可見牛圈湖地區(qū)頭屯河組(圖7a)、西山窯組(圖7b)出露多層氧化砂巖，后生氧化蝕變十分明顯。牛圈湖地區(qū)ZKL4001鉆孔中西山窯組發(fā)育2套層間氧化砂體(圖7c)，砂體厚約15～30 m，巖性主要為中砂巖、細(xì)砂巖，以泥質(zhì)膠結(jié)為主，次為鐵質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié)，砂巖固結(jié)較疏松；在ZKL4002鉆孔則發(fā)現(xiàn)頭屯河組層間氧化砂體(圖7d)，氧化砂體厚約30 m，巖性以細(xì)砂巖為主，少量中砂巖，泥質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)，固結(jié)較疏松。2組地層地表及深部皆可見明顯的后生氧化蝕變發(fā)育。

a、d.頭屯河組地表及鉆孔氧化砂巖；b、c.西山窯組地表及鉆孔氧化砂巖

4.4 有利的古氣候條件

據(jù)準(zhǔn)噶爾盆地中新生代古氣候演化特征，對砂巖型鈾成礦作用研究表明，鈾礦化目的層位多為潮濕-半潮濕古氣候環(huán)境控制下產(chǎn)物(楊燁等，2016)。來自牛圈湖北西緣塘淺3井的孢粉資料顯示，中侏羅統(tǒng)西山窯組可見孢粉組合：Cyathiditesminor-Osmundacidites-Cycadopites-Quadraeculina，以喜溫濕和濕熱的分子為主，延續(xù)了早侏羅世晚期的氣候，古氣候以溫濕為主；中侏羅統(tǒng)頭屯河組則可見孢粉組合:Kraeuselisporitesma-nasiensis-Classopollis-Quadraeculina，出現(xiàn)指示干旱環(huán)境的Classopollis，喜濕分子相對減少，主體仍為亞熱帶氣候環(huán)境，但氣候較西山窯組沉積時期相對干燥些(黃嬪，2002)。孢粉化石反映的古植被類型揭示牛圈湖地段經(jīng)歷了中侏羅世早期溫帶或亞熱帶氣候向晚期亞熱帶氣候的轉(zhuǎn)變，這種氣候有利于在西山窯組及頭屯河組沉積時期形成鈾礦化。

4.5 有利的水文地質(zhì)條件

滲入型流水盆地因其可為鈾溶解與遷移提供很好的水動力條件，是形成典型層間氧化帶砂巖型鈾礦不可或缺的有利成礦條件之一(徐爭啟，2013)。三塘湖盆地是具有正向水文地質(zhì)和水文地球化學(xué)分帶的滲入型坳陷盆地，具豐富的水源補(bǔ)給區(qū)(金和海，2003；黃大友等，2012)。據(jù)盆地內(nèi)構(gòu)造特征，又可分為西部自流水區(qū)及東部自流水區(qū)，各區(qū)具有完整獨立的補(bǔ)-徑-排系統(tǒng)。

牛圈湖地區(qū)位于盆地東部自流水區(qū)，東部自流水區(qū)補(bǔ)給區(qū)為盆緣基巖山區(qū)，主要為南部的天山—北山(巴里坤北山)、北部的沙依蘇北山；補(bǔ)給來源則以南側(cè)的北天山中高山區(qū)側(cè)向補(bǔ)給為主，尤其是地表徑流及山間溪水和泉水對地下水的補(bǔ)給；地下水總體上沿坳陷邊緣山前戈壁地帶順地形坡度運(yùn)移，最后呈東向西徑流；東部坳陷排泄區(qū)位于牛圈湖、馬郎和汗虛一帶，排泄區(qū)主要在馬朗、大鹽池及小鹽池一帶，淖毛湖北緣斷裂及淖毛湖南緣基底斷裂形成排泄窗，總體上以斷裂上升泉、洼地的形式表現(xiàn)(黃大友等，2012)。從古水文地質(zhì)條件分析，盆地地下水的徑流方向曾發(fā)生過倒轉(zhuǎn)，目的層中侏羅統(tǒng)西山窯組、頭屯河組廣泛發(fā)育潛水及層間氧化作用。

有學(xué)者通過對盆地內(nèi)地下水進(jìn)行系統(tǒng)取樣分析，認(rèn)為盆地內(nèi)潛水層隨著水的礦化度增加，水中U含量有增高的趨勢(黃大友等，2012)。筆者通過對牛圈湖及周邊地區(qū)14個水化學(xué)樣的采集分析(表1)，可以看出排泄區(qū)水化學(xué)樣礦化度及U含量明顯高于徑流區(qū)，表現(xiàn)為較明顯地隨著水礦化度的增加，水中U含量隨之增高，U含量最高可達(dá)2.5×10-3g/L，礦化度最高可達(dá)149.05 g/L。而盆地深部層間水中U含量低于同地區(qū)表生帶水時，表現(xiàn)出隨著水化學(xué)成分的形成和深度的增加，水中U含量降低，這種變化規(guī)律有利于形成層間氧化帶型水成鈾礦化(黃大友等，2012)。

表1 三塘湖盆地牛圈湖及周邊地區(qū)水化學(xué)類型水平分帶規(guī)律統(tǒng)計表

4.6 層間氧化帶前鋒線走向與放射性煤田異?？追植紝?yīng)較好

近年來，鈾礦勘查工作中對于煤田和石油鉆孔資料的收集和二次開發(fā)至關(guān)重要，尤其是篩選放射性異常鉆孔，進(jìn)行鉆探驗證(劉文進(jìn)等，2019)。將已收集到的煤田鉆孔資料進(jìn)行二次開發(fā)，對牛圈湖地段的層間氧化帶進(jìn)行大致預(yù)測。結(jié)果顯示，頭屯河組和西山窯組層間氧化帶分布范圍連續(xù)，從鴨子泉一直可以連續(xù)到馬朗以東。其中，預(yù)測頭屯河組層間氧化帶前鋒線走向整體呈北西向，總長度可達(dá)120 km；西山窯組在梧桐窩子以東層間氧化帶前鋒線走向呈北西向，以西則轉(zhuǎn)變?yōu)楸睎|東向展布，總長度約115 km(圖8)。

1.第四系；2.新近系獨子山組；3.古近系安集海河組；4.下白堊統(tǒng)吐谷魯群；5.中侏羅統(tǒng)頭屯河組；6.中侏羅統(tǒng)西山窯組；7.上二疊統(tǒng)；8.中—上石炭統(tǒng)；9.下石炭統(tǒng)；10.華力西期花崗巖類；11.自然伽馬值異常的煤田鉆孔；12.地層整合界線；13.地層不整合界線；14.隱伏斷層；15.性質(zhì)不明斷層；16.公路；17.預(yù)測的頭屯河組層間氧化帶前鋒線；18.預(yù)測的西山窯組層間氧化帶前鋒線

同時，牛圈湖地區(qū)北側(cè)及南東側(cè)存在較多的自然伽馬測井異常鉆孔，主要是NW9ZK4、ZK0306等11個鉆孔部分層段具有高放射性異常(表2、圖9)。通過對比鉆孔中自然伽馬異常對應(yīng)的巖性，發(fā)現(xiàn)自然伽馬異常主要對應(yīng)2種巖性：一種為異常最高值出現(xiàn)在紅色砂巖中，巖層上下多為砂質(zhì)泥巖、泥巖，表現(xiàn)為較好的泥-砂-泥結(jié)構(gòu)；另一種多出現(xiàn)在粉砂、細(xì)砂巖與砂質(zhì)泥巖接觸界線附近。2種巖性均分布在煤層之上。

1.中—新生界；2.古生界；3.侵入巖；4.斷裂；5.地點；6.石油孔；7.鈾礦化點；8.鈾異常點；9.油氣區(qū)及生油層位

表2 三塘湖盆地牛圈湖地區(qū)煤田鉆孔放射性異常統(tǒng)計表

可以看出，預(yù)測層間氧化帶前鋒線走向與煤田自然伽瑪異常鉆孔分布位置具有較好的對應(yīng)關(guān)系。

4.7 盆地內(nèi)目的層已有鈾礦化和異常發(fā)育

盆地東部地表可見西山窯組、頭屯河組鈾礦化異常點。例如，128異常點、131礦化點等。同時，深部揭露鉆孔也可見西山窯組、頭屯河組層間氧化帶砂巖型U異常顯示。例如，漢水泉地區(qū)ZKH1005、ZKW1003等孔，自然伽瑪曲線雙峰形態(tài)明顯，與層間氧化作用有關(guān)。在盆地東部淖毛湖L1號勘探線頭屯河組砂巖中揭露到U異常，層間氧化砂體厚約9 m，埋深58～67 m，異常砂巖厚約0.5～1.3 m，層間氧化現(xiàn)象較明顯，說明盆地目的層具備一定的鈾成礦潛力。

4.8 油氣資源條件為砂體提供了有利的次生還原條件

三塘湖盆地油氣勘探始于20世紀(jì)90年代，隨著石油勘探程度的不斷提高，在盆地內(nèi)馬朗、條湖凹陷發(fā)現(xiàn)了5個油田、2個含油氣構(gòu)造。其中，有北小湖、牛圈湖、黑墩、馬中4個油田投入開發(fā)(王盛鵬，2013)，在二疊統(tǒng)及中—下侏羅統(tǒng)中獲得工業(yè)油流生油巖層(洪濤，2018)(圖9)。馬朗凹陷主要可見黑墩、馬中、牛圈湖3塊油田。其中，馬朗凹陷的牛圈湖油田侏羅系西山窯組油氣藏屬于背斜油氣藏，在背斜附近有斷裂與下伏蘆草溝組烴源巖溝通，而這種配置有利于形成油氣藏(高崗，2010)。此外，在牛圈湖北東的塘淺3井西山窯組中也發(fā)現(xiàn)了含油跡砂巖(洪濤，2018)。

結(jié)合盆地斷裂構(gòu)造發(fā)育特征認(rèn)為，一些斷裂構(gòu)造切穿盆地基底，當(dāng)斷裂構(gòu)造延伸到侏羅系、白堊系會明顯變?nèi)?白志明，2009)。馬郎凹陷油氣中有大量還原性氣體(CH4，H2S)逸出，沿馬朗、條湖凹陷的2個含油氣斷裂構(gòu)造上升遷移，在層間與含O、含U地下水相遇，使U還原富集。因此，馬朗、條湖凹陷豐富的油氣資源及切穿中新生代蓋層斷裂的存在可為該地段層間氧化帶的發(fā)育提供充分的次生還原條件。

4.9 鈾成礦前景分析

三塘湖盆地牛圈湖地段周邊中酸性花崗巖類及石炭紀(jì)火山巖類廣泛發(fā)育，鈾源條件較好。目的層西山窯組、頭屯河組在該地段出露較好，巖相表現(xiàn)為有利的辮狀河、辮狀河三角洲沉積，地表及深部可見明顯的后生氧化砂體發(fā)育，有機(jī)質(zhì)、黃鐵礦含量高，砂體有效孔隙度為15%～25%，砂巖層結(jié)構(gòu)松散，單層砂體厚度為15～60 m，巖層產(chǎn)狀為15°～25°，處于相對穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境，具有良好的“泥-砂-泥”結(jié)構(gòu)，目的層頂板埋藏淺，底板埋深多小于1 000 m；中侏羅世古氣候表現(xiàn)為以溫暖潮濕為主向溫暖半濕潤為主的有利氣候轉(zhuǎn)變；地下水補(bǔ)給區(qū)主要來自周邊的基巖山區(qū)，戈壁灘地貌自南向北地形起伏形成主要徑流區(qū)，排泄區(qū)則主要位于牛圈湖一帶的鹽堿發(fā)育地，總體上呈斷裂上升泉、洼地的形式；排泄區(qū)水化學(xué)樣礦化度及U含量明顯高于徑流區(qū)，表現(xiàn)為較明顯地隨著水的礦化度的增加，水中U含量增高。目的層發(fā)育較連續(xù)的層間氧化砂巖，預(yù)測的層間氧化帶前鋒線走向與煤田自然伽瑪異常孔分布位置對應(yīng)較好，且周圍油氣區(qū)及含油氣構(gòu)造發(fā)育。綜合分析，該地區(qū)成礦條件較好，鈾礦工作程度低，是尋找層間氧化帶砂巖型鈾礦的有利地區(qū)，牛圈湖地區(qū)北側(cè)一帶煤田異?？准蟹植嫉囟问窍乱徊介_展工作的重點靶區(qū)。

5 結(jié)論

(1)牛圈湖地段的蓋層地層從老到新依次為侏羅系西山窯組、頭屯河組、白堊系吐谷魯群、古近系安集海河組、新近系獨子山組及第四系。

(2)牛圈湖地段具有形成層間氧化帶砂巖型鈾礦的有利條件及潛力，牛圈湖地區(qū)北側(cè)一帶是下一步開展工作的重點靶區(qū)。