柴达木盆地北缘逆冲构造与砂岩型铀矿的关系初析

乔建学, 赵希刚, 刘 林, 陈 秋

(1.陕西核工业地质局211大队,陕西 西安 710024;2.核工业 203研究所,陕西 咸阳 712000;3.陕西煤炭能源技术学院,陕西咸阳 712000)

柴达木盆地北缘逆冲构造与砂岩型铀矿的关系初析

乔建学1, 赵希刚2, 刘 林2, 陈 秋3

(1.陕西核工业地质局211大队,陕西 西安 710024;2.核工业 203研究所,陕西 咸阳 712000;3.陕西煤炭能源技术学院,陕西咸阳 712000)

柴达木盆地北缘逆冲推覆构造带是寻找砂岩型铀矿的远景区,该区构造复杂,后期改造强烈,逆冲构造发育,最常见的构造样式有单冲构造、对冲构造、反冲构造、斜坡带等。不同的构造样式造成沉积地层产状和厚度存在差异,同时影响砂岩型铀矿成矿环境。通过分析不同的构造样式与铀矿化的关系,认为在不同逆冲构造样式中铀矿找矿工程部署有所差异。

逆冲构造;砂岩型铀矿;柴达木盆地北缘

盆地北缘中新生代盆地基底主要由元古代达肯大板群、全集山群,古生代寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、二叠系和三叠系及加里东、海西期、印支期和燕山期的中酸性火成岩组成。其中元古界、泥盆系及各期中酸性岩体是有利的铀源体,为砂岩型铀成矿提供丰富的铀源。盖层主要由下侏罗统小煤沟组,中侏罗统大煤沟组、石门沟组,上侏罗统采石岭组、红水沟组,下白垩统犬牙沟组,第三系路乐河组、下干柴沟组、上干柴沟组、下油砂山组、上油砂山组和狮子沟组,第四系七个泉组及更新统一全新统冲洪积 -湖积层组成。中下侏罗统为一套含煤碎屑岩建造,是砂岩型铀成矿的主要目的层。

近年来,柴北缘铀矿勘查已经发现该区存在古、近现代两种类型的层间氧化带,与砂岩型铀成矿关系密切。在局部地段已发现砂岩型工业铀矿体和重要的铀矿化信息。因此,该区具有较好的铀矿成矿前景。

研究表明,柴北缘砂岩型铀矿与逆冲构造具有明显的关系。笔者结合石油系统地震剖面波谱特征研究了盆地北缘的构造样式,分析了不同构造样式与砂岩型铀成矿关系,确定找矿目的层的空间展布,从而为铀矿化勘探工程的部署提供参考依据。

1 地震波谱特征

通过地震剖面和参数井的对比分析,建立工作区地震层序关系 (表 1),其与地质层位的划分具有对应关系。根据这些特征研究不同岩性的地震波谱特征,泥岩段波谱特征振幅小,强度低,变化平稳,同相轴连续性好。煤层波谱特征振幅大,强度高,变化剧烈,同相轴连续性好,表现为平行、亚平行。碎屑岩波谱特征振幅大,强度高,变化剧烈,同相轴连续性较差,表现为席状、席状披盖、楔状、滩状、透镜状、丘状等杂乱现象。利用这些特点可以研究断裂构造特征。

2 主要的构造样式特征

柴达木盆地北缘中新生代以来的构造运动使盆地盖层发生了强烈的后期改造。早侏罗世—早白垩世柴达木盆地北缘以伸展构造为主,形成了下侏罗统的断陷和中侏罗统—下白垩统坳陷式沉积,晚白垩世的构造运动使盆地北缘区发生了构造转换,形成了以逆冲推覆为主的构造运动 (胡受权等,1999)。在前期形成北西向构造格局的基础上,盆地北缘地区以弱伸展构造为特征,盆地区以前陆盆地为特点,沉积了第三系。新生代晚期的构造运动继承了晚燕山运动的特点,盆地继续挤压,以压缩构造样式为主 (戴俊生,2000),形成了柴达木盆地北缘中新生代盆地特有的逆冲构造特点。

逆冲构造在地震剖面上表现为地震反射波谱同相轴发生错断、拖曳、弯曲等变形。

表 1 柴达木盆地北缘地震层序关系表Tab.1 The seism ic sequence relationship table of the northern m argin ofQ aidam basin

2.1 单冲构造

单冲构造造成地震波同相轴发生叠瓦式错位。构造应力是以祁连山构造带为主导,受祁连山的挤压,盆地盖层沿断层向盆地内叠瓦逆冲。单冲断层的上盘地震波同相轴向上突出,呈弯曲状 (图 1);单冲断层的下盘地震波同相轴呈单斜。单冲断层靠近盆缘密度大,地层连续性差;反之,单冲断层远离盆缘,地层连续性较好。主要发育于赛什腾 -绿草山山前、鱼卡、马海凸起等地区。

图1 柴达木盆地北缘鱼卡地区单冲构造地震剖面图Fig.1 The seism ic profiles of single thrust structure in Yuqia region,the northern m argin ofQ aidam basin

2.2 对冲构造

对冲构造造成地震波同相轴发生波形错位,由于在不同的构造运动时期构造应力存在差异,靠近祁连山蚀源区一侧的主要应力使地震波同相轴发生错位的距离大。在发生对冲断层集中部位地震波同相轴变形,连续性差 (图 2);远离对冲断层的地层连续性较好,地震波同相轴呈单斜。受昆仑山构造带和祁连山构造带的双重影响,对冲构造使地层沿断层向南冲逆的幅度大,之后向北逆冲,盖层呈断块结构,如鱼卡地区路乐河地段。

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图2 柴达木盆地北缘赛什腾地区对冲构造地震剖面图Fig.2 The seism ic profiles of opposite thrust structure in Saishiteng region,the northern m argin ofQ aidam basin

2.3 反冲构造

反冲构造造成地震波同相轴发生台阶式错位,构造应力主要位于盆地南缘,受昆仑山构造带影响,沉积地层沿断层向北冲逆,盆地内地层抬升,从盆地内到盆缘,找矿目的层地震波同相轴呈逐渐降低的台阶状。在发生反冲断层集中部位地震波同相轴连续性差 (图 3);远离对冲断层的地层连续性较好,地震波同相轴呈单斜。主要发育昆特依地区。

2.4单斜构造

单斜构造的形成与逆冲推覆构造带的反向逆冲构造有关,由于盆地基底呈断块,形成差异性升降,局部隆起使地震波同相轴呈单斜,如马海地区地层向北倾(图 4)。一般是翘倾一侧找矿目的层埋藏浅,找矿目的层下降一侧埋藏深。

上述几种构造样式不是单一的,同一个地区或地段可能同时存在几种不同的构造样式。

图3 柴达木盆地北缘昆特依地区反冲断层地震剖面图Fig.3 The seism ic profiles of recoil fault in Kunteyi region,the northern margin ofQ aidam basin

3 主要的构造样式与砂岩型铀矿找矿工程的部署

砂岩型铀矿的主要控矿因素——层间氧化带的形成对地层要求是必须有适于地下水形成补给、径流、排泄完整系统的斜坡带,而且这种斜坡带从形成至今应保持斜坡带的相对稳定。根据柴达木盆地北缘山前逆冲带的构造样式分析研究,认为在燕山晚期构造挤压形成的斜坡带、单冲构造、对冲 构造、反冲构造 (刘林等,2008)均具有这种特点。

图4 柴达木盆地北缘马海地区单斜构造地震剖面图Fig.4 The seism ic profiles ofmonoclinal structure in Mahai region,the northern margin ofQ aidam basin

柴达木盆地北缘山前逆冲构造,使找矿目的层连续性发生变化,有的呈台阶状,或断块状,有的呈单斜 (傅成铭,2009)。单冲构造使靠近蚀源区的地层呈波形,可以作为寻找古层间氧化带型铀矿的区域,向盆地内部,找矿目的层埋深急剧增大;对冲构造发育区,可以作为寻找古层间氧化带型铀矿的区域,靠近山前蚀源地段,寻找层间氧化带型铀矿地段,向盆地内部,找矿目的层埋深急剧增大;反冲构造发育地段,可以作为寻找古层间氧化带型铀矿的区域,靠近山前蚀源地段,是寻找层间氧化带型铀矿地段,向盆地内部,作为寻找与油气还原有关的铀矿化。单斜构造形成找矿目的层较为稳定的斜坡带,有利于层间氧化带型铀矿的形成。

事物发展具有正反两方面作用,逆冲断裂的存在破坏地层的连续性,但是为砂岩型铀矿的富集提供了深部的还原性物质,在断层附近可能形成与油气还原有关的铀矿化。

4 结论与建议

通过研究柴达木盆地北缘山前逆冲带中的构造运动产生逆冲构造体系特征,认为逆冲构造控制着盆地北缘构造和盆地盖层的沉积作用,使地层连续性变差 (马金龙等,2002;周如炎等,2000),不利于现代层间氧化带的形成,而远离这些构造地段,地层连续性较好,有利于现代层间氧化带的形成。因此,该区铀矿找矿工程的部署在逆冲断裂发育部位,寻找古层间氧化带或与油气有关的铀矿化,远离断裂发育部位,寻找现代层间氧化带型铀矿化。

逆冲构造样式造成盆地北缘构造和找矿目的层的产状复杂化,使柴达木盆地北缘找矿难度增大。因此,研究分析该区逆冲构造样式,对寻找层间氧化带型铀矿化具有重要的指导作用。建议施工前收集该区的已有的深部地质资料,并辅佐开展少量的地面物探测量工作,进行综合分析研究,确定不同地段的构造样式,为下一步的钻探施工提供依据。

感谢青海石油勘探局提供的基础资料,使研究工作得以实现。

戴俊生.2000.柴达木盆地构造样式控油作用分析[J].石油实验地质,22(2):121-124.

傅成铭.2009.柴达木盆地北缘盆—山耦合特征及对砂岩型铀成矿的控制作用[J].世界核地质科学,26(1):31-37.

胡受权,曹运江,黄继祥,等.1999.柴达木盆地侏罗纪盆地原型及其形成与演化探讨[J].石油实验地质,21(3):189-195.

刘林,宋哲,宋宪生,等.2008.柴达木盆地北缘中新生代地质构造演化与砂岩型铀成矿关系[J].东华理工大学学报:自然科学版,31(4):306-312.

马金龙,李凤君,贾庆军.2002.柴达木盆地北部碰撞构造与盆地改造变形[J].石油实验地质,24(4):291-300.

周如炎,李相博,袁剑英.2000.祁连—柴达木构造域盆地—造山带耦合构造体系[J].新疆石油地质,21(5):387-390.

The Relationship Analysis of Thrust Structure and Sandstone Type Uranium Deposits at Northern Margin of Qaidam Basin

Q I AO Jian-xue1, ZHAO Xi-gang2, L I U Lin2, CHEN Qiu3
(1.The NO.211 Brigade of ShanxiNuclear GeologyBureau,Xi’an,SX 710024,China;2.NO.203 Research Institute of Nuclear Industry,Xianyang,SX 712000,China;3.Shanxi Coal Energy Institute,Xianyang,SX 712000,China)

The thrust belt at northern margin of the Qaidam basin is prospective area for finding sandstone-type uranium deposits.The structure is complicated,post-reformation is strong and thrust structure develops in this area.Single thrust structure,opposite thrust structure,recoil structure and slope zone are themost common structural patterns.The different of tectonic style causes differences in occurrence and thickness of sedimentary strata and effects the metallogenic environment of sandstone-type uranium deposits.By analyzing the different between the tectonic style and uranium mineralization,it shows that uranium prospecting works deployment vary with the different of thrust tectonic styles.

thrust structure;sandstone-type uranium deposits;the northern margin ofQaidam basin

P619.14

A

1674-3504(2010)03-252-05

10.3969/j.issn.1674-3504.2010.03.06

2010-03-09

中国地质调查局资源评价项目 (1212010818073)

乔建学 (1960—),男,高级工程师,从事铀矿地质找矿与勘探。