王 健 張 鵬 劉敬杰 曲守全 邢 楠 曹德強(qiáng)

(山東省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院)

準(zhǔn)噶爾盆地是我國重要的含油氣疊合盆地，也是新疆中新生代陸相沉積賦鈾礦盆地之一。該盆地主體是準(zhǔn)噶爾褶皺系，周邊為褶皺山系環(huán)繞。北部與阿爾泰褶皺系相連，西靠準(zhǔn)噶爾褶皺系西準(zhǔn)噶爾優(yōu)地槽褶皺帶，東接準(zhǔn)噶爾褶皺系東準(zhǔn)噶爾優(yōu)地槽褶皺帶，南與天山褶皺系北天山優(yōu)地槽褶皺帶為伴。盆地主體是準(zhǔn)噶爾地臺(tái)或中間地塊，具有古生代洋盆褶皺基底，下伏太古宙—元古宙陸塊。從早二疊世開始海相前陸盆地轉(zhuǎn)化為內(nèi)陸沉積盆地，經(jīng)歷了晚二疊世拗陷期、三疊紀(jì)斷拗期、侏羅紀(jì)—古近紀(jì)拗陷期和新近紀(jì)—第四紀(jì)收縮期這4個(gè)構(gòu)造演化階段[1-2]。

自上世紀(jì)50年代至今，在準(zhǔn)噶爾盆地南緣、東部和西北緣中新生代地層中發(fā)現(xiàn)并評(píng)價(jià)了多處砂巖型鈾礦床和大量鈾礦化點(diǎn)(帶)，形成3個(gè)鈾成礦帶。老君廟地區(qū)正處于盆地東部成礦帶，類比準(zhǔn)噶爾盆地東部砂巖型鈾礦床及礦化點(diǎn)，老君廟地區(qū)具有相同的地質(zhì)背景和相似的鈾成礦地質(zhì)條件，同屬準(zhǔn)噶爾盆地東部有利地帶[3-6]。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

老君廟地區(qū)區(qū)域構(gòu)造屬沙—奇隆起區(qū)(Ⅰ級(jí))大井凹陷(Ⅱ級(jí))構(gòu)造中的老君廟凹陷區(qū)，是準(zhǔn)噶爾中新生代拗陷盆地東部邊緣地區(qū)，詳見圖1。拗陷區(qū)在下石炭統(tǒng)末期褶皺隆起。發(fā)育自二疊紀(jì)以來的陸相沉積，由二疊系、三疊系、侏羅系3個(gè)亞構(gòu)造層組成，并發(fā)生褶皺、斷裂。區(qū)域上出露有古生代、中生代和新生代地層。

圖1 準(zhǔn)噶爾盆地構(gòu)造單元分區(qū)

區(qū)域構(gòu)造形態(tài)為北西部和北東部構(gòu)成一隆起，主要地層為古生代地層，整體巖性為一套火山巖沉積，產(chǎn)狀受火山作用控制。中部及南部為老君廟凹陷沉積，由侏羅系地層組成，拗掐邊緣地層產(chǎn)狀較陡(傾角35°～60°)，中部較開闊平緩(10°～20°)，傾向受拗陷邊緣形態(tài)控制，指向拗陷中心。

巖漿巖以淺成侵入巖為主，在區(qū)域的東北部零星出露，詳見圖2。

圖2 區(qū)域地質(zhì)略圖

2 成礦條件

2.1 鈾源條件

老君廟地區(qū)北部的卡拉麥里山為以中基性、中酸性火山碎屑巖為主的古生界褶皺帶，是第四紀(jì)以來的準(zhǔn)噶爾盆地東部的主要物源供給區(qū)。卡拉麥里山一帶鈾含量一般在(3.7～5.5)×10-6，鈾的偏高場(chǎng)主要集中在大慶溝、沙丘河、老鷹溝、北山煤礦和老君廟以北等中新生界露頭區(qū)，呈零星塊狀分布，含量多大于6×10-6，活化鈾的偏高場(chǎng)與鈾的分布基本吻合，含量多大于2.5×10-6，說明卡拉麥里山具有一定的鈾遷移能力，是鈾的遷出區(qū)，山脈南部和北部是鈾的遷入?yún)^(qū)，可以為該區(qū)提供一定的鈾源[7-8]。

2.2 構(gòu)造條件

老君廟地區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地東部的沙丘河—奇臺(tái)隆起區(qū)，北部為卡拉麥里山，構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)較弱，且卡拉麥里山前發(fā)育傾斜自流水盆地和產(chǎn)狀平緩的局部滲入型斜坡，為鈾成礦創(chuàng)造了相對(duì)有利的構(gòu)造條件[9]。

2.3 地層條件

準(zhǔn)噶爾盆地東部砂巖型鈾礦找礦目的層主要為侏羅系地層，自下而上主要有下侏羅統(tǒng)八道灣組、三工河組、西山窯組和中上侏羅統(tǒng)石樹溝群[10-11]。

其中八道灣組為潮濕還原環(huán)境下的暗色含煤碎屑沉積，總體表現(xiàn)為下粗上細(xì)的正旋回，并由3個(gè)小韻律組成，顏色呈灰、深灰、灰綠、灰黑色，該組為一套河流—湖沼相的沉積，砂體較穩(wěn)定，延續(xù)性好。

三工河組的沉積環(huán)境與八道灣組類似，下部為一套辮狀河沉積，中上部為濱湖、淺湖相沉積，局部為分流河道、河漫灘相。

西山窯組為河流、湖沼相沉積，發(fā)育2個(gè)韻律層，通常含有2層煤。

石樹溝群與西山窯組呈平行不整合接觸，下亞群是一套灰色層，為辮狀河、濱湖、淺湖相、分流河道沉積物；中亞群是一套雜色層，以河道相、河漫灘相、濱湖、淺湖相沉積；上亞群是一套棕紅色、紫紅色的紅層，以粉砂質(zhì)泥巖、泥巖為主。

綜上說明，該區(qū)侏羅系地層河流相沉積較發(fā)育，且富含煤等有機(jī)質(zhì)，利于鈾的富集成礦。

2.4 水文地質(zhì)條件

準(zhǔn)噶爾盆地四周為褶皺山系所環(huán)繞，呈現(xiàn)出一個(gè)三角形封閉式的承壓自流水盆地。盆地內(nèi)地勢(shì)總體呈北高南低、東高西低的趨勢(shì)。盆地周邊山為盆地的補(bǔ)給區(qū)，盆地平原區(qū)為徑流區(qū)，盆地南部地區(qū)是盆地內(nèi)各個(gè)含水層的承壓水排泄區(qū)，構(gòu)成了較好的補(bǔ)給—徑流—排泄系統(tǒng)，為砂巖型鈾礦的形成提供了良好的水文地質(zhì)條件。

2.5 古氣候條件

準(zhǔn)噶爾盆地中新生代古氣候經(jīng)歷了多次交替，其中早—中侏羅世溫暖潮濕的氣候形成了八道灣組、三工河組、西山窯組、石樹溝群富有機(jī)質(zhì)的有利含礦建造，為砂巖型鈾礦主要找礦目的層；自晚侏羅世開始，經(jīng)歷了齊古期、晚白堊世—古新世、漸新世至今3個(gè)時(shí)期干旱—半干旱古氣候過程[12-16]，有利于鈾的淋濾、遷移、滲入到含礦建造沉淀富集成礦。

3 找礦潛力分析

前人在開展老君廟幅1∶20萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的同時(shí)，開展了同比例尺的放射性調(diào)查工作，在該區(qū)發(fā)現(xiàn)多處放射性異常，異常主要產(chǎn)在含煤盆地的煤系地層中，詳見表1。由于受當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)室條件限制，對(duì)鈾的賦存狀態(tài)、礦物種類等未進(jìn)行研究，但確定了侏羅紀(jì)煤系地層是尋找鈾礦的有利層位。

表1 區(qū)域放射性異常

另外，通過廣泛收集老君廟地區(qū)前期鉆孔測(cè)井資料，共收集煤田鉆孔113個(gè)[17]，按照鉆孔中γ強(qiáng)度<150 API為無礦孔，鉆孔中γ強(qiáng)度>150 API對(duì)應(yīng)巖性是砂巖時(shí)為潛在鈾礦化孔，對(duì)煤田鉆孔進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和排查，發(fā)現(xiàn)自然伽瑪異常鉆孔74個(gè)，單層異常厚度<1.00 m的鉆孔43個(gè)，單層異常厚度1.00～3.00 m的鉆孔22個(gè)，單層異常厚度>3.00 m的鉆孔9個(gè)，單層異常厚度最大達(dá)32.65 m；異常巖性為粉砂巖—細(xì)砂巖的鉆孔53個(gè)，異常巖性為中砂巖—粗砂巖的鉆孔14個(gè)，異常巖性為礫巖的鉆孔1個(gè)，異常巖性為泥巖的鉆孔6個(gè)；異常賦存于侏羅系上中統(tǒng)石樹溝群的鉆孔69個(gè)，異常賦存于侏羅系中統(tǒng)西山窯組的鉆孔1個(gè)，異常賦存于侏羅系下統(tǒng)三工河組的鉆孔1個(gè)，異常賦存于侏羅系下統(tǒng)八道灣組的鉆孔3個(gè)，煤田鉆孔γ異常信息詳見表2，典型鉆孔柱狀圖詳見圖3。

圖3 典型鉆孔測(cè)井γ異常

表2 老君廟地區(qū)煤田鉆孔γ異常信息統(tǒng)計(jì)

綜上所述，前人面上的放射性測(cè)量顯示該區(qū)放射性異常強(qiáng)度高和品位較高，而煤田測(cè)井資料顯示，該區(qū)自然伽瑪異常賦存層位較穩(wěn)定、異常厚度較大，巖性以各種粒度的砂巖為主，說明該區(qū)具有較好的砂巖型鈾礦找礦前景。

4 結(jié) 論

(1)通過對(duì)老君廟地區(qū)鈾源、構(gòu)造、地層、水文地質(zhì)、古氣候等條件綜合分析，該區(qū)具備非常有利的砂巖型鈾礦成礦條件。

(2)通過對(duì)前人面上放射性測(cè)量工作成果及煤田測(cè)井資料的深入研究，顯示老君廟地區(qū)侏羅系地層尤其是石樹溝群具有良好的找礦前景。