李炳謙 王強(qiáng)強(qiáng) 張明正 魯克改

摘? ?要：喀什凹陷克孜勒蘇群發(fā)育眾多鈾礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)，其成因存在較多爭(zhēng)議，具有同生沉積-淋濾地瀝青砂礫巖型、地瀝青疊加式層間氧化帶砂巖型及與油氣褪色作用相關(guān)的砂巖型鈾礦床等觀(guān)點(diǎn)。在分析鈾礦化形成條件基礎(chǔ)上，研究喀什凹陷巴什布拉克鈾礦床鈾源、氧化還原作用、鈾礦化賦存空間及油氣侵入，認(rèn)為克孜勒蘇群中鈾礦化屬古潛水氧化成因，鈾礦化受區(qū)域性古潛水氧化作用控制。

關(guān)鍵詞：喀什凹陷;巴什布拉克鈾礦;克孜勒蘇群;鈾礦化成因;古潛水氧化帶

喀什凹陷是我國(guó)重要含鈾區(qū)，鈾礦化類(lèi)型較多[1-4]。目前下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群中鈾礦化品位最高，規(guī)模最大，以巴什布拉克鈾礦床為典型。對(duì)該鈾礦化成因，學(xué)者們觀(guān)點(diǎn)不一[5-9]。本文通過(guò)區(qū)域地質(zhì)背景、目的層特征及鈾控礦因素分析，認(rèn)為該鈾礦化受區(qū)域性古潛水氧化帶控制，晚期侵入克孜勒蘇群的油氣位于主成礦期之后，巴什布拉克礦床深部具較好的找礦前景。

1? 研究區(qū)地質(zhì)特征

1.1? 區(qū)域地質(zhì)特征

研究區(qū)位于塔里木盆地西南緣喀什凹陷，基底為長(zhǎng)城系片巖。蓋層由中新生界組成，主要為陸源碎屑巖建造夾海相碳酸鹽巖和膏鹽層（圖1）。目前，區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)1個(gè)鈾礦床，4個(gè)鈾礦化點(diǎn)及一系列鈾異常點(diǎn)。

1.2? 目的層特征

克孜勒蘇群呈NW向展布，上部與英吉沙群整合接觸，下部與基底不整合接觸，局部與侏羅系不整合接觸。為一套原生灰、灰綠色與原生褐紅、褐黃色互層的雜色沉積建造，為辮狀河三角洲沉積，分上、下兩個(gè)旋回，物源主要源自基底變質(zhì)巖。

1.3? 鈾礦化特征

目的層沿南天山山前延伸約50 km，與基底接觸部位普遍存在放射性高場(chǎng)，氧化程度自西向東逐漸增強(qiáng)。巴什布拉克鈾礦床礦體平均厚1.20 m，平均品位0.120%，礦體形態(tài)呈似層狀、透鏡狀，局部呈不規(guī)則狀。賦礦層具以下特征：①鈾礦化主要產(chǎn)于淺黃與藍(lán)灰色巖石過(guò)渡的氧化還原過(guò)渡帶內(nèi)，鈾元素富集于藍(lán)灰色礫巖中（表1），氧化帶內(nèi)鈾遷移率達(dá)88%，過(guò)渡帶內(nèi)富集大量鈾元素;②巖性的不均一導(dǎo)致礦化具多層;③鈾主要以分散吸附狀態(tài)存在于填隙物中，原生鈾礦物主要為瀝青鈾礦，表生鈾礦物主要為鈾黑、柱鈾礦?，屬后期含鈾流體在過(guò)渡帶沉淀富集而成。

2? 鈾成礦因素分析

2.1? 雙重鈾源的補(bǔ)給作用

放射性測(cè)量數(shù)據(jù)表明，克孜勒蘇群和長(zhǎng)城系放射性背景值最高（表2），除第四系外，長(zhǎng)城系標(biāo)準(zhǔn)偏差最大，地層鈾活化遷移明顯。因此，來(lái)自蝕源區(qū)中的活性鈾，加之目的層氧化巖石強(qiáng)烈的鈾卸載能力，二者均可為鈾成礦提供豐富的鈾源。

2.2? 下亞旋回氧化和還原作用

目的層兩個(gè)旋回中均見(jiàn)氧化現(xiàn)象。其中下亞旋回（第一巖性段）多為陸相沉積，上亞旋回（第二至第五巖性段）以陸相為主，夾有少量海相沉積[10-13]。上亞旋回中，目前僅在頂部見(jiàn)有少量氧化砂體，未發(fā)現(xiàn)鈾異常;下亞旋回由頂至底，構(gòu)成一個(gè)潛水氧化帶（圖2），過(guò)渡帶中已發(fā)現(xiàn)多層鈾礦化。氧化帶內(nèi)殘留有灰色及褐紅色不規(guī)則透鏡體，同時(shí)伴有氧化的黃鐵礦、碳化植物碎屑，過(guò)渡帶頂部殘留有褐黃色不規(guī)則透鏡體。

基于上述現(xiàn)象認(rèn)為，區(qū)域上早白堊世發(fā)生沉積間斷，下亞旋回暴露地表（圖2-a，b），經(jīng)強(qiáng)氧化作用，使含鈾含氧水中鈾元素進(jìn)一步濃縮[14-15]，形成古潛水氧化帶。伴隨強(qiáng)水巖作用，鈾元素發(fā)生活化，向下遷移（圖2-c，d），由氧化帶遷移帶來(lái)的六價(jià)鈾在過(guò)渡帶內(nèi)被還原性物質(zhì)吸附成礦（圖2-e，f）。

2.3? 粗粒沉積物對(duì)鈾礦化的控制

目的層鈾礦化發(fā)育于粗碎屑巖中，視電阻率曲線(xiàn)呈鐘型（圖3），沉積環(huán)境以水下分流河道為主的灰色粗粒沉積物，粒徑大，孔隙發(fā)育，滲透性好，粗粒間有機(jī)質(zhì)、泥質(zhì)等還原介質(zhì)含量相對(duì)較高，為富集鈾的主要載體。

2.4? 油氣疊加作用

關(guān)于巴什布拉克礦床鈾礦化成因，五一九大隊(duì)研究認(rèn)為是沉積-淋濾地瀝青砂礫巖型鈾礦，也有研究者認(rèn)為是由礦床目的層灰色含礦砂礫巖系油氣還原形成，油氣吸附作用和層間氧化作用共同控制鈾成礦[8-9]。前人據(jù)地表及深部存在的瀝青質(zhì)、巖石露頭中紅色砂巖中存在的藍(lán)灰（灰白）色團(tuán)塊及二者不規(guī)則的顏色接觸界線(xiàn)，認(rèn)為礦床賦礦層為灰綠、藍(lán)灰色砂礫巖層，屬油氣還原產(chǎn)物。鈾礦化主要發(fā)育于地瀝青分布范圍，礫巖內(nèi)地瀝青厚度越大，則鈾礦化層數(shù)越多（圖4）。據(jù)石油資料顯示，區(qū)內(nèi)始新世末期才有油氣運(yùn)移或油藏[14-16]。巴什布拉克鈾礦床成礦年齡為144～137 Ma、76 Ma、38 Ma、17～8.38 Ma、2.5 Ma1，說(shuō)明鈾成礦作用早于油氣形成，早期鈾成礦與油氣活動(dòng)并不相關(guān)。38～2.5 Ma時(shí)期的鈾成礦，表明油氣侵入后礦床中部分礦體被地瀝青“膠結(jié)”，難以遷移而保留在原地，部分石油與地瀝青含量相對(duì)較低部位，仍有鈾成礦作用疊加?。

3? 鈾礦成因分析

下亞旋回頂部發(fā)育一層不穩(wěn)定的褐紅色泥巖層，有古地表風(fēng)化裂隙和裂紋痕跡;下部紅色砂體不穩(wěn)定，呈穿層狀。含礦層由頂至底可分為強(qiáng)氧化帶、弱氧化帶和過(guò)渡帶。強(qiáng)氧化帶以褐紅色中砂巖夾粗砂巖、細(xì)砂巖為主，局部夾有泥巖透鏡體，底部為褐紅色砂巖夾淺灰色砂巖條帶及透鏡體，表明氧化程度開(kāi)始降低。弱氧化帶以黃色、淺黃色粗砂巖、中砂巖為主，夾淺灰色礫巖和泥巖透明體，夾有褐紅色同巖性條帶和透鏡體，氧化程度進(jìn)一步降低，局部見(jiàn)鈾礦化。過(guò)渡帶以灰、灰綠色砂巖、礫巖為主，夾不穩(wěn)定泥巖透鏡體，鈾礦化主要賦存砂礫巖中，過(guò)渡帶中的砂巖、礫巖中均具氧化斑點(diǎn)及團(tuán)塊，在過(guò)渡帶地表露頭，由于砂巖中殘留的石油、地瀝青較少，易發(fā)生再次氧化，形成類(lèi)似“層間氧化帶”的假象。

據(jù)地質(zhì)演化與鈾控礦因素分析認(rèn)為，克孜勒蘇群中鈾礦化的形成有兩個(gè)階段：①潛水氧化階段。早白堊世早期，氣候異常炎熱[10，17-18]，氧化作用使流經(jīng)元古界和目的層砂巖、礫巖流體活性鈾含量激增，隨地下水向下遷移，不斷氧化目的層中的還原性物質(zhì)，隨著流體中氧逐漸消耗，目的層巖石顏色由強(qiáng)氧化帶的褐紅色變?yōu)槿跹趸瘞У暮贮S色，直至深部巖石不再氧化，仍保留為灰色，鈾元素于過(guò)渡帶逐漸富集并形成鈾礦體。U-Pb同位素測(cè)年顯示，該階段由144 Ma開(kāi)始，于137 Ma結(jié)束2，隨后沉積上部巖性段。晚白堊世區(qū)內(nèi)發(fā)生大規(guī)模海侵作用，由于缺失鈾源，鈾礦化在此階段基本停止;②再分配階段。始新世早期沉積的地層被掀斜接受剝蝕，油氣沿不整合界面侵入目的層粗碎屑巖，之后由于構(gòu)造抬升，油氣從目的層中退出，殘留大量地瀝青。一方面增加了砂體的還原性及吸附性，另一方面殘留的地瀝青在空間上與早期鈾礦體疊合，鈾礦體將難以再次遷移。與此同時(shí)，目的層頂部海相地層及底部基底構(gòu)成穩(wěn)定隔水層，與目的層共同構(gòu)成大的隔水層-透水層-隔水層體系。礫巖、粗砂巖滲透性好，早期形成的未被地瀝青“吸附”的鈾礦化便二次氧化繼續(xù)向深部運(yùn)移，在新的氧化還原過(guò)渡帶逐漸富集成礦。未被地瀝青吸附（或地瀝青含量較低）的鈾礦化繼續(xù)向下運(yùn)移，使得深部鈾礦體進(jìn)一步富集。

4? 結(jié)論

巴什布拉克鈾礦床含礦巖石為克孜勒蘇群下亞旋回粗碎屑巖，屬辮狀河三角洲產(chǎn)物。目的層內(nèi)鈾礦化主要發(fā)育在早白堊世，屬古潛水氧化成因，早期鈾礦化與古潛水氧化作用密切相關(guān)。始新世至今，由于油氣的侵入及構(gòu)造掀斜，使得早期形成的鈾礦化二次氧化，向下再次運(yùn)移，在新的氧化還原過(guò)渡帶富集成礦，礦床深部具有很大的找礦前景。

參考文獻(xiàn)

[1]? ? 李盛富，王果.喀什凹陷中生代以來(lái)的構(gòu)造事件對(duì)中—下侏羅統(tǒng)鈾礦化的影響[J].世界核地質(zhì)科學(xué)，2008（1）：7-12.

[2]? ? 葉發(fā)旺.ASTER數(shù)據(jù)與ETM數(shù)據(jù)蝕變信息提取的對(duì)比研究-以巴什布拉克鈾礦區(qū)油氣還原蝕變分析為例[J].地球信息科學(xué)學(xué)報(bào)，2009，11（3）：274-281.

[3]? ? 黃以.塔里木盆地中新生代紅層的次生還原作用與鈾礦化[J].新疆地質(zhì)，1997（1）：84-89.

[4]? ? 李盛富，陳洪德，蔡根慶，等.巴什布拉克鈾礦床物質(zhì)成分[J].礦物學(xué)報(bào)，2015，35（3）：365-372.

[5]? ? 方維萱，賈潤(rùn)幸，郭玉乾，等.塔西地區(qū)富烴類(lèi)還原性盆地流體與砂礫巖型銅鉛鋅-鈾礦床成礦機(jī)制[J].地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào)，2016，38（6）：727-752.

[6]? ? 韓鳳彬，陳正樂(lè)，陳柏林，等.新疆喀什凹陷巴什布拉克鈾礦流體包裹體及有機(jī)地球化學(xué)特征[J].中國(guó)地質(zhì)，2012，39（4）：985-998.

[7]? ? 阿種明，李清海，張廣輝.塔里木盆地喀什凹陷北緣鈾成礦條件分析[J].新疆地質(zhì)，2008，26（4）：391-395.

[8]? ? 李盛富，王成.巴什布拉克鈾礦床形成機(jī)理及其找礦標(biāo)志[J].世界核地質(zhì)科學(xué)，2008（3）：143-149.

[9]? ? 秦明寬，趙瑞全.對(duì)塔里木盆地巴什布拉克鈾礦床成因的新認(rèn)識(shí)[J].鈾礦地質(zhì)，2000（1）：26-30.

[10]? 江德昕，王永棟，何卓生，等.新疆塔里木盆地早白堊世克孜勒蘇群孢粉組合[J].微體古生物學(xué)報(bào)，2006（4）：371-391.

[11]? 丁孝忠，郭憲璞，彭陽(yáng)，等.新疆塔里木盆地白堊紀(jì)—第三紀(jì)層序地層學(xué)研究[J].地球?qū)W報(bào)，2002（3）：243-248.

[12]? 郭憲璞.新疆克孜勒蘇群的沉積環(huán)境探討-兼論塔里木盆地西部白堊系最低海相層位[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，1991（2）：188-198.

[13]? 郭憲璞.塔里木盆地西部海相白堊系—第三系界線(xiàn)劃分的研究[J].地球科學(xué)，1990（3）：325-335.

[14]? 張君峰，王東良，王招明，等.喀什凹陷阿克莫木氣田天然氣成藏地球化學(xué)[J].天然氣地球科學(xué)，2005（4）：507-513.

[15]? 王招明，趙孟軍，張水昌等.塔里木盆地西部阿克莫木氣田形成初探[J].地質(zhì)科學(xué)，2005（2）：237-247.

[16]? 張有瑜，Horst ZWINGMANN， Andrew TODD，等.塔里木盆地典型砂巖油氣儲(chǔ)層自生伊利石K-Ar同位素測(cè)年研究與成藏年代探討[J].地學(xué)前緣，2004（4）：637-648.

[17]? 高榮臻.新疆西南天山中-新生界砂巖容礦鉛鋅成礦作用[D].中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），2018.

[18]? Zhong Li，Wenjie Song，Shoutao Peng，et al. Mesozoic-Cenozoic tectonic relationships between the Kuqa subbasin and Tian Shan， northwest China： constraints from depositional records[J].Sedimentary Geology，2004，172（3）.

Cause Analysis of Uranium Mineralization in Lower Cretaceous Kizilsu Group in Kashi Depression

Li Bingqian，Wang Qiangqiang，Zhang Mingzheng，Lu Kegai

（No.216 Geological Party，CNNC，Urumqi，Xinjiang，830011，China）

Abstract： There are many uranium ore spots and mineralization spots in the Kizilsu group of Kashi depression， and there are many controversies about their genesis， such as syngenetic sedimentary leached asphaltic glutenite type， asphaltic superimposed interlayer oxidation zone sandstone type and sandstone type uranium deposits related to oil and gas fading. This paper studies the uranium source， redox process， occurrence space of uranium mineralization and oil-gas invasion of bashbulake uranium deposit in Kashi sag. Based on the analysis of the formation conditions of uranium mineralization， it is considered that the uranium mineralization in the Kizilsu group is caused by paleophreatic water oxidation， and the uranium mineralization is controlled by regional paleophreatic water oxidation.

Key words：Kashi depression;Bashibulake uranium deposit;Kizilsu group;genesis of uranium mineralization;Phreatic oxidation zone