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        準噶爾盆地老君廟地區(qū)砂巖型鈾礦成礦條件與找礦潛力分析*

        2021-03-07 12:20:06劉敬杰曲守全曹德強
        現(xiàn)代礦業(yè) 2021年1期
        關鍵詞:準噶爾盆地侏羅系褶皺

        王 健 張 鵬 劉敬杰 曲守全 邢 楠 曹德強

        (山東省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院)

        準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,西靠準噶爾褶皺系西準噶爾優(yōu)地槽褶皺帶,東接準噶爾褶皺系東準噶爾優(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。盆地主體是準噶爾地臺或中間地塊,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、三疊紀斷拗期、侏羅紀—古近紀拗陷期和新近紀—第四紀收縮期這4個構造演化階段[1-2]。

        自上世紀50年代至今,在準噶爾盆地南緣、東部和西北緣中新生代地層中發(fā)現(xiàn)并評價了多處砂巖型鈾礦床和大量鈾礦化點(帶),形成3個鈾成礦帶。老君廟地區(qū)正處于盆地東部成礦帶,類比準噶爾盆地東部砂巖型鈾礦床及礦化點,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)域構造屬沙—奇隆起區(qū)(Ⅰ級)大井凹陷(Ⅱ級)構造中的老君廟凹陷區(qū),是準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)育自二疊紀以來的陸相沉積,由二疊系、三疊系、侏羅系3個亞構造層組成,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 準噶爾盆地構造單元分區(qū)

        區(qū)域構造形態(tài)為北西部和北東部構成一隆起,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,是第四紀以來的準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 構造條件

        老君廟地區(qū)位于準噶爾盆地東部的沙丘河—奇臺隆起區(qū),北部為卡拉麥里山,構造活動相對較弱,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)造了相對有利的構造條件[9]。

        2.3 地層條件

        準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)為下粗上細的正旋回,并由3個小韻律組成,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,且富含煤等有機質(zhì),利于鈾的富集成礦。

        2.4 水文地質(zhì)條件

        準噶爾盆地四周為褶皺山系所環(huán)繞,呈現(xiàn)出一個三角形封閉式的承壓自流水盆地。盆地內(nèi)地勢總體呈北高南低、東高西低的趨勢。盆地周邊山為盆地的補給區(qū),盆地平原區(qū)為徑流區(qū),盆地南部地區(qū)是盆地內(nèi)各個含水層的承壓水排泄區(qū),構成了較好的補給—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個時期干旱—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,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。由于受當時實驗室條件限制,對鈾的賦存狀態(tài)、礦物種類等未進行研究,但確定了侏羅紀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)前期鉆孔測井資料,共收集煤田鉆孔113個[17],按照鉆孔中γ強度<150 API為無礦孔,鉆孔中γ強度>150 API對應巖性是砂巖時為潛在鈾礦化孔,對煤田鉆孔進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和排查,發(fā)現(xiàn)自然伽瑪異常鉆孔74個,單層異常厚度<1.00 m的鉆孔43個,單層異常厚度1.00~3.00 m的鉆孔22個,單層異常厚度>3.00 m的鉆孔9個,單層異常厚度最大達32.65 m;異常巖性為粉砂巖—細砂巖的鉆孔53個,異常巖性為中砂巖—粗砂巖的鉆孔14個,異常巖性為礫巖的鉆孔1個,異常巖性為泥巖的鉆孔6個;異常賦存于侏羅系上中統(tǒng)石樹溝群的鉆孔69個,異常賦存于侏羅系中統(tǒng)西山窯組的鉆孔1個,異常賦存于侏羅系下統(tǒng)三工河組的鉆孔1個,異常賦存于侏羅系下統(tǒng)八道灣組的鉆孔3個,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 典型鉆孔測井γ異常

        表2 老君廟地區(qū)煤田鉆孔γ異常信息統(tǒng)計

        綜上所述,前人面上的放射性測量顯示該區(qū)放射性異常強度高和品位較高,而煤田測井資料顯示,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 論

        (1)通過對老君廟地區(qū)鈾源、構造、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)通過對前人面上放射性測量工作成果及煤田測井資料的深入研究,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。

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