南祁連地區(qū)木里坳陷大通河中上游盆地鈾礦成礦條件分析

趙 京

(中煤地質集團有限公司 北京地質調查分公司，北京 100040)

1 地質背景

南祁連地區(qū)系指中祁連以南，宗務隆山以北的廣大地區(qū)。從地質結構來看，南祁連構造帶應和中祁連-晚西地塊、柴達木地塊一起共同構成柴達木板塊。南祁連盆地是一個經過后期多次構造運動改造過的殘留盆地，根據(jù)基底性質、蓋層結構組成、構造格局排列方向以及區(qū)域大斷裂等一般構造單元劃分原則，結合南祁連盆地實際的地質特征，將其劃分為11個一級構造單元(潘桂棠等，2009；張吉光等，2010)，其中包括6個隆起：天棚隆起、大通山隆起、陽康隆起、拜興哈達隆起、疏勒南山隆起以及托來南山隆起；5個坳陷：天峻坳陷、下日哈坳陷、木里坳陷、哈拉湖坳陷和疏勒坳陷。各坳陷以各隆起相隔，構成了隆坳相間的基本構造格局。

1-大通河上游盆地；2-雙向俯沖新古元古代-中生代縫合帶邊界；3-俯沖新元古代一古生代縫合帶邊界；4-公路及省界；

南祁連盆地木里坳陷大通河中上游凹陷盆地位于西域板塊東北側，為一晚古生代-中生代斷陷盆地。北側為北祁連新元古-早元古生代縫合帶，南側為南祁連陸塊(見圖1)，盆地基底由3個不同時代褶皺和變質基底拼貼疊加而成，自下而上分別為前寒武系變質基底、加里東期褶皺基底和海西期褶皺基底，盆地內發(fā)育二疊系、三疊系地層。

大通河盆地地層區(qū)劃屬華北地層大區(qū)，秦祁昆地層區(qū)，祁連-北秦嶺地層分區(qū)，跨中、南祁連地層小區(qū)，地層時代為自古元古界至新生界，特別是二疊系-三疊系地層發(fā)育，呈大面積出露。盆地內從老到新發(fā)育的地層有中元古界薊縣系花石山群、克素爾組；中上奧陶統(tǒng)鹽池灣組、上奧陶統(tǒng)多索曲組；中下二疊統(tǒng)勒門溝組、草地溝組；上二疊統(tǒng)哈吉爾組、忠什公組；中下三疊統(tǒng)下環(huán)倉組、江河組；中三疊統(tǒng)大加連組、切爾瑪溝組；上三疊統(tǒng)阿塔寺組、尕勒得寺組；新近系咸水河組等(孫崇仁，1997)。

大通河盆地及周邊巖漿巖類型齊全，主要有超基性、基性巖類-輝長巖等；中性巖類-閃長巖等；中酸性巖類-花崗閃長巖、花崗斑巖等；酸性巖類-花崗巖等；噴出巖主要有基底式火山巖類-安山巖、玄武巖等。以上巖類以酸性、中酸性巖類為主。巖漿巖，特別是中酸性花崗巖是盆地內砂巖型鈾礦最重要的鈾源。

2 鈾成礦有利條件分析

2.1 鈾源條件

南祁連盆地南側古元古代-早古生代變質巖系結晶基底、中酸性火成巖是區(qū)內主要的蝕源區(qū)，也是鈾的初始來源。其既為盆地早古生代火成巖鈾的預富集提供鈾源，也是區(qū)內鈾成礦期含氧含鈾地下水的主要鈾源(徐寧等，2018)。同時，據(jù)前人對區(qū)內早古生代火成巖U0(巖石原始鈾含量)與△U(巖石鈾的遷出量)的計算可知，沉積蓋層在形成過程中不僅經歷了鈾的預富集，而且在后生蝕變中發(fā)生了鈾的大量帶出，即地層本身亦為豐富鈾源。因此，南祁連盆地鈾源非常豐富，具備成大型礦床的潛力。

2.2 地層和砂體條件

大通河盆地地區(qū)主要含礦目的地層為哈吉爾組，哈吉爾組地層巖石碎屑顆粒粒徑較大、巖石固結程度低、孔隙率高、滲透率好且還原容量較大，其三角洲沉積砂體厚度適中，連貫性好和滲透性強。這表明本區(qū)發(fā)育良好的后生成礦的巖性和沉積相條件。

2.2.1 巖性條件。 哈吉爾組巖性以紫紅色粉砂巖、泥巖夾紫紅色、灰綠色中-粗粒砂巖、含礫砂巖、礫巖、灰?guī)r為主(東南部發(fā)現(xiàn)沉凝灰?guī)r和凝灰質砂巖，凝灰物質為中酸性火山屑)。垂向上表現(xiàn)為多個不完整的正韻律沉積。該亞段砂巖成分以石英、長石、巖屑為主，次為云母和雜基含量較高，巖石分選中等，碎屑顆粒呈次棱角-次圓狀，固結程度低，多為泥質膠結，部分可見碳酸鹽膠結物，且在灰色砂體中多見孔雀石化還原介質。表明目的層具備良好的后生成礦的巖性條件。

2.2.2 砂體條件。根據(jù)前人資料可知，區(qū)域內哈吉爾組砂體大致呈北西西向展布，砂體主要為三角洲沉積，砂體厚度20m～50m，常見孔雀石化發(fā)育。該地區(qū)砂體發(fā)育，具備較為穩(wěn)定的泥-砂-泥結構，且平面展布規(guī)模較大，連貫性好、滲透性強且厚度適中，是徑流的良好通道，也是層間氧化帶發(fā)育的必要水文地質介質。有利于含氧含鈾地下水在地層中的運移及其與地層的物質交換，因此本區(qū)具備很好地水成鈾礦的生成條件。綜上所述，大通河盆地區(qū)域具備有利的砂體和沉積相。具備較為穩(wěn)定的泥-砂-泥結構。

2.3 構造條件

二疊紀時期的南祁連盆地是一個受限陸表海盆地，其盆地與周緣隆起及其海槽的關系有些類似于第四紀以來的渤海灣盆地，盆地的充填形式取決于海平面的相對變化及其與邊緣隆起的高度變化。二疊紀哈吉爾期海平面相對變化頻率，時而海平面上升超過邊緣隆起，時而下降低于邊緣隆起，使南祁連盆地處于一種不完全封堵的盆地環(huán)境中，從而形成哈吉爾組以陸源碎屑巖為主體偶夾碳酸巖的沉積組合。這為含氧含鈾水的滲入和補給提供了有利條件。

哈吉爾組沉積過程中，進行多次的上升下降，盆地大部分地區(qū)均長時期處于干旱-半干旱氣候環(huán)境中。因而大氣中氧能毫無阻擋地滲入深部，促進蝕源區(qū)和含鈾地層中鈾的氧化，并溶解在含氧地下水中，隨水流在砂體中運移滲流；同時干旱-半干旱氣候中強的蒸發(fā)作用，也有利于提高地表滲透水中鈾的含量(祁才吉等，2020)。因此，良好的水動力條件和古氣候條件，為鈾的富集提供了較為充分的先決條件。

2.4 氧化還原條件

對本區(qū)灰綠色灰色砂體中常含有大量的孔雀石化，這表明目的層還原容量大，有利于活動態(tài)的鈾酰離子的還原沉淀。同時地層中具有泥、砂、泥構造。因此，工作區(qū)具有鈾的沉淀富集和儲集成藏的還原條件。

2.5 異常特征

區(qū)域內水系沉積物測量工作所圈定的鈾常呈區(qū)帶出現(xiàn)。在對異常進行查證工作中，采集的地表巖石(灰綠色巖屑長石砂巖)樣品品位已達到171×10-6～711×10-6之間；已經較大的超出了工業(yè)品位；同時用γ測試儀在地層地表進行測量查證，發(fā)現(xiàn)二疊紀哈吉爾-忠什公組γ放射性測量值在22～70γ之間不等，該層位背景值較高。這為區(qū)域鈾礦找礦工作提供直接線索。

圖2 立項區(qū)內銅鈾礦(化)體

3 結論

中南祁連區(qū)具有好的鈾成礦地質背景和有利的成礦條件，且相應地層中存在大量的放射性異常，具備良好的成礦遠景，值得開展相應的地質工作。