塔里木盆地北缘英岗地区铀成矿特征及找矿远景*

李炎龙　邬力生　王国荣

(核工业二一六大队)



塔里木盆地北缘英岗地区铀成矿特征及找矿远景*

李炎龙邬力生王国荣

(核工业二一六大队)

摘要英岗地区位于塔里木盆地柯坪断隆，属塔里木北缘铀成矿带，区内含铀及富铀层众多，为铀矿化的形成提供了重要的物质来源。结合区域铀矿勘查成果，对区域地质背景、地质特征、铀成矿特征进行了详细分析，并划分了成矿远景区。研究结果表明：①英岗地区上石炭统康克林组具备铀资源找矿前景，初步确定其铀成矿类型为古层间氧化带型；②英岗地区上石炭统康克林组铀成矿可分为3个阶段，即晚石炭世铀初始富集阶段、早二叠世铀叠加富集阶段和新生代强烈构造改造阶段。上述分析成果对于该区今后铀矿找矿工作有一定的参考价值。

关键词铀成矿带区域地质背景地质特征铀成矿特征成矿远景区

柯坪断隆的铀矿找矿工作始于20世纪50—60年代，之后几乎未开展过系统的找矿工作，因此对该区的铀成矿特征及找矿远景的研究成果较少[1]。近年来，随着新疆铀矿找矿工作的持续开展，南天山—塔里木盆地北缘的铀成矿带成为南疆铀矿找矿工作的重点开展区域[2-3]。针对该地区开展了大量的地质工作、物、化探工作和水文地质工作以及相关的研究，但多侧重于南天山其他成矿区域或整体性研究，其成果对于柯坪地区英岗一带开展铀矿找矿工作的指导意义不大。为此，本研究结合柯坪断隆英岗地区铀矿找矿勘探成果，对该地区铀成矿特征及找矿远景进行探讨。

1　区域地质背景

英岗地区位于塔里木盆地西北缘南天山褶皱带柯坪断隆北塔里木带，是柯坪断隆的主要铀成矿集中区，主要由加里东和华力西两个构造层组成。该区主要构造形迹：东部为大型的阿克苏穹形隆起和围绕隆起产生的EW或NE—SW走向的断裂、地垒及短轴褶皱，继断隆之后又形成了横向断裂及共轭小褶皱；西部则主要由喜马拉雅运动形成的NE向断裂及单斜地垒。区内地层出露基本齐全，除中生界缺失外，其他均有发育，其中寒武系、奥陶系、泥盆系、石炭系和二叠系均见有较多的铀矿点及异常点。区内侵入岩主要分布于北塔里木带，其中又以柯坪塔格的古生代地层内的侵入岩为最多。在横向断裂附近，以斜交和垂直地层的脉岩为主，其中包括NE、NNE、SN向3类脉岩，其次还有少量筒状、环状和不规则状的脉岩。

2　研究区地质特征

2.1地层特征

区内元古界地层以变质片岩和海相碎屑岩为主；古生界地层出露较齐全，以海相碳酸盐岩及碎屑岩为主；新生界地层则以陆相碎屑岩堆积为主，分布于山前及山间凹陷中(图1)。区内地层以上石炭统康克林群为主要找矿目的层，在下二叠统比尤列提群中铀矿化少有分布。上石炭统康克林群(C3kn)厚度小，一般厚50～100m，整体呈EW向条带状展布，倾角30°～40°，在英岗矿点走向近SN，倾角大于80°，部分地段近于直立。据岩性可分为2个部分：上部为纯净的碳酸岩建造，岩性组合为灰色、灰白色、生物碎屑灰岩；下部为碎屑岩建造，岩性组合为白色、灰白色长石石英砂岩、石英砂岩部分杂砂岩夹灰质页岩、泥灰岩、砂砾岩透镜体，砂岩为中厚层状，发育有大量的斜层理、平行层理及槽状交错层理，为砂岩中形成U的活跃区与聚集区，并成为铀成矿的有利层位。以英岗矿点为中心向东、向西地层总厚度依次变薄，底部出露砾岩及含砾砂岩，砂岩粒度由中—细粒级至中粒级，与成矿有关的炭质页岩及砂岩透镜体由东至西皆变薄至消失，英岗矿点当时处于沉积中心，物质成分丰富，并含大量的硫、铁、铅等伴生矿产，该区地层属滨海湖上带沉积，与D3k地层下伏呈平行不整合接触。

图1　英岗地区地质概况

2.2构造特征

区内褶皱构造较简单，主要表现为NE向单斜地垒，断裂构造较少，区内仅包含有英岗断裂、沙井子断裂、库鲁克乌居木大断裂等。单斜地垒(S倾)呈EW向延伸，全长约60km，由英岗断裂切割为东西两段。东西两段均为古生代地层组成，倾角30°～60°，近山脊倾角显著变缓，一般不超过25°。区内断裂以英岗断裂为主，断层北部走向为NW向，向南转为近SN向，断层面倾向SW或近于W，倾角40°～50°，位于断层面西部的丘里塔格群灰岩及白云岩，向东逆覆于上古生界各地层之上，在断层走向转折处为阿图什组所覆盖，是一条左行走滑起协调作用的位移转换带。

2.3侵入岩

区内侵入岩极不发育，主要属浅成侵入及喷出成因的基性岩类，即粗玄岩和辉绿岩岩组，该岩组分布范围广泛，形成岩墙和熔岩盖层，主要以辉绿岩、玄武岩分布于下二叠统比尤列提组中。

3　铀成矿特征

3.1铀矿空间分布特征 3.1.1地表铀矿化分布特征

区内铀矿化多出露于地表，多赋存于上石炭统康克林组中，下二叠统比尤列提组仅在区内东部零星可见。上石炭统康克林组中的铀矿化主要分布于砾岩与砂岩中，少量分布于泥岩中。砾岩与砂岩一般为互变关系，实际上可认为是一层。

(1)砂岩中的矿化。含矿砂岩主要为中、细粒岩屑石英砂岩，次为砾岩。砂岩呈浅黄色、浅灰色及浅灰白色，由砂和填隙物组成，属于颗粒支撑类型，多为孔隙式胶结，点接触，砂质成分主要为石英、长石及岩屑，含量75%～96%，分选好；次为粒状磁铁矿、钛铁矿、绿帘石零星散布，填隙物为泥质杂基，部分已重结晶为显微鳞片状高岭石等黏土矿化，砾岩由砾、砂和填隙物组成，砾石成分为鲕粒灰岩，多呈棱角状、次棱角状，分布不均匀。砂岩与砾岩含矿部位一般含有机质多，砂岩颗粒较大，呈灰色或灰白色，地表呈灰黄色，一般含矿砂岩含黄铁矿较多，地表氧化多呈褐黄色的氢氧化铁。

(2)泥岩中的铀矿化。夹于上述含矿砂岩层中，分层现象明显，呈灰黑色、黑色，沿走向或倾向不稳定，矿化呈透镜状、扁豆状。矿化与炭质含量关系密切，炭化程度高的泥岩，U品位高；炭化程度低的泥岩，U品位低。石膏沿灰黑色泥岩层理分布，与铀矿化关系密切，石膏发育的部位矿化较优，不发育的部位矿化较差。灰黑色泥岩渐变为黏土页岩时，矿化尖灭。二叠系中铀矿化主要赋存于比尤列提组薄层炭质泥岩中，地表铀异常较连续，长约2km，厚约0.7m，倾向150°～170°，倾角35°～40°，地表放射性总量一般为(50～110)×10-6。

3.1.2深部铀矿化分布特征

近2a来，随着英岗地区铀矿找矿工作的重新启动，核工业二一六大队先后在该区针对上石炭统、下二叠统施工了多个钻孔，仅于上石炭统康克林组深部见有工业铀矿(化)体，其他层位未发现铀矿化。上石炭统康克林组深部铀矿化受3层砂岩控制，自上而下铀矿化埋深逐渐增加，最深可达300m，矿体真厚度0.03～4.36m，含矿岩性多为浅褐红色中砂岩、褐黄色粗砂岩、灰白色中砂岩等。同层砂体中，浅部铀矿化多分布于该层砂体的顶、底两侧，伽玛测井曲线表现为双峰状，中部砂体多为黄色—浅褐红色砂岩，深部施工的钻孔大都未见异常，并且揭露到的砂体均为灰白色、浅灰色，仅个别钻孔揭露到较厚的矿体(图2)，伽玛测井曲线表现为多峰形态。因此，可认为浅部所揭露的铀矿化体为翼部矿体，深部厚大的矿体为氧化—还原过渡带处的铀矿体，具有典型的层间氧化带型铀成矿特征，氧化带自上而下发育，所揭露的铀矿体主要为氧化带翼部的铀矿(化)体，且从地表至地下深处随着深度的增加，砂岩铀矿化逐渐增高。

图2　古层间氧化带型工业铀矿体剖面形态特征

3.2铀矿石矿物特征

区内矿石类型按产出的主岩可分为砂岩型、泥岩型两类。矿石的自然类型以含铀砂岩(包括细粒、中粒)型矿石为主，含铀泥岩(包括粉砂质、炭质的)型较少。矿石工业类型以砂岩型矿石为主，炭质泥岩型矿石次之。矿石由砂和填隙物组成，属于颗粒支撑类型，孔隙式胶结，分选好，以粒径小于0.5～0.25mm的中砂为主，另见少量粒径小于0.75～0.5mm的粗砂和粒径小于0.25～0.1mm的细砂，磨圆呈次角状，成分由石英、长石和岩屑组成。石英含量70%～90%，多为单晶石英，见少量石英岩等多晶石英，部分单晶石英具次生加大边；长石含量2%～3%，见少量钾长石，未见斜长石；钾长石具轻微程度泥化现象；岩屑以凝灰岩和霏细岩岩屑为主，另见少量泥岩岩屑，岩屑具中等—轻微程度绢云母化，含量8%～28%。与铀矿关系较密切的矿物主要有黄铁矿、磁铁矿、钛铁矿和绿帘石，粒状，粒径0.125～0.05mm，不均匀分布，微量。

区内以黄铁矿化为主要的围岩蚀变，其次见有少量磁铁矿化。黄铁矿呈粒状，半自形—他形晶，个别晶粒见五角十二面体晶形，主要分布于砂粒空隙中，部分分布于砂粒间，具胶结结构，另见微量呈浸染状分布于砂表面。磁铁矿主要呈浸染状分布于砂粒空隙中，局部具胶结结构，另见少量呈浸染状分布于砂、砾颗粒表面。矿石显微影像显示，含矿岩石中U以UO2的形式赋存于岩石中，多数铀矿物为铀黑，多呈星点状、斑点状，少数为沥青铀矿，以脉状、网状产出，充填于矿物裂纹颗粒间隙或微细裂隙中(图3、表1)。

图3　矿石显微影像注：由亮至暗的矿物依次为铀矿物 (对应测点3#～6#)、黄铁矿、石英和高岭石。

表1　含矿岩石化学组分含量 %

3.3蚀变特征

在地表，含矿部位主要为氧化砂体，呈褐黄色、黄色，另有少量炭质泥岩中含矿。在氧化砂岩中，钾长石具轻微程度泥化现象，多见钛铁矿、褐铁矿和绿帘石等，呈粒状，粒径0.2～0.05mm，不均匀分布，局部地段肉眼可见铁质结合及浸染状褐铁矿化铁质胶结物，含量约4%。在深部，含矿部位主要为灰色、灰白色中—细粒砂岩，经镜下鉴定,黄铁矿、钛铁矿和绿帘石分布不均匀，呈粒状，粒径0.125～0.05mm，另有鳞片状高岭石和绢云母等黏土矿物。

3.4铀成矿主要阶段3.4.1晚石炭世铀初始富集阶段

研究区所在的塔里木铀成矿省塔里木北缘铀成矿带属陆缘隆起带。区内的含铀及富铀层众多，主要为下寒武统下部的炭质页岩、泥灰岩，下中泥盆统砂岩及碳酸盐，上石炭统(C3kn)砂岩、灰黑色泥岩及生物碎屑灰岩等。在晚石炭世阶段，随着南天山洋的最终闭合，塔里木板块与准噶尔板块发生碰撞，柯坪地区北部南天山褶皱隆升形成了北部蚀源区，为铀矿化的形成提供了最主要的物质来源。区内相关水文地质资料显示，该地区地下水中U含量相对较高，因此，可认为富铀蚀源区为铀矿的形成提供了优越的物源，后期由于地形起伏较大，水流运动畅通、径流条件好，蚀源区水对富铀层、含铀层进行了冲蚀和溶蚀并形成了含铀含氧水，流入上石炭统康克林群中，形成了初始的氧化带及铀富集。

3.4.2早二叠世铀叠加富集阶段

早二叠世阶段为板块碰撞后的拉伸阶段，主要表现为地壳的拉伸并形成了大量的张性裂隙，为岩浆活动和热液运移提供了良好的通道。随着深部基性熔岩的大规模喷发，产生了大量的热液并萃取深部富铀层中的U及其他金属成矿物质，形成了富铀多金属成矿热流体，沿石炭系渗透性砂岩层叠加改造砂岩中早期形成的铀矿化(异常)，并在局部地段形成了富厚工业铀矿体。

3.4.3新生代强烈构造改造阶段

喜马拉雅晚期强烈的SN向挤压及天山陆内造山作用，一方面使柯坪断隆南北两侧的断裂重新活动，形成了NE向的单斜地垒带，另一方面也使原产状平缓的含矿层位陡倾甚至倒转，导致已形成的矿体被剥露，地表遭受风化侵蚀，先期形成的氧化带多被剥蚀殆尽，但在地表露头及钻孔中仍可见到部分保留下的氧化带，露头氧化砂砾岩呈紫红色、褐黄色等较深的氧化色调，岩芯中可见浸染状、分散状的褐铁矿化。

4　找矿远景

(1)英岗Ⅰ级铀成矿远景区。该区位于研究区中部，经航空放射性测量，该区内有一较高的放射性异常区，地表铀异常受近SN向英岗断裂控制明显，铀矿化出露于上石炭统康克林群底部的3层砂岩内，矿化标志明显，且矿点和矿化异常点分布较广，呈带状分布。通过钻探工程揭露，底部砂岩中发育氧化还原过渡带，并揭露到了工业铀矿体。

(2)英岗—东英岗一带Ⅱ级铀成矿远景区。位于研究区东部，与英岗Ⅰ级铀成矿远景区相邻。该区主要找矿层位为上石炭统康克林群，具有丰富的铀源，铀矿化受地层控制明显，地表零星出露，经航空放射性测量，该区内有3个较高但不连续的放射性异常区，与地层对应较好。另外，该区内开展过少量钻探揭露工作，在康克林群底部砂岩内揭露到氧化砂体，并于砂体两翼见有铀矿化线索。

参考文献

[1]郑和荣.天山南北前陆盆地演化及褶皱-冲断带构造样式[M].北京：地质出版社，2007.

[2]张磊，邱余波，王福东，等.蒙其古尔铀矿床三工河组砂体特征与铀成矿的关系[J].现代矿业，2016(2)：88-92.

[3]邱余波，伊海生，罗星刚，等.洪海沟铀矿床头屯河组岩相特征及对铀成矿的控制[J].金属矿山，2015(1)：90-93.

(收稿日期2016-05-12)

UraniumMetallogenicCharacteristicsandProspectingProspectiveofYinggangareaoftheNorthernTarimBasin

LiYanlongWuLishengWangGuorong

(No.216GeologicParty,ChinaNationalNuclearCorporation)

AbstractYinggang area is located in Kalpin fault uplift of Tarim basin,it belongs to the uranium metallogenic belt of the northern Tarim basin,many uranium layers and rich uranium layers are distributed in Yinggang area,they area provide the important material resources of the formation of uranium mineralization.Based on the prospecting results of the uranium deposits in Yanggang area,the regional geological background,geological characteristics of the area,uranium metallogenic characteristics area analyzed,besides that the prospect areas are delineated.The study results show that:①the prospecting prospective of uranium deposit of upper carboniferous Kangkelin formation of Yinggang area is good,the uranium metallogenic type of upper carboniferous Kangkelin formation is determined as inter-layer oxidation zone type;②the uranium metallogenic of upper carboniferous Kangkelin formation of Yinggang are can be divided into three stages,they are the initial enrichment stage of uranium in late carboniferous epoch,superposition enrichment stage of uranium in early permian epoch and strong tectonic reworking stage in cenozoic.The above study results can provide some reference for the uranium deposit prospecting work in Yinggang area.

KeywordsUranium metallogenic belt, Regional geological background, Geological characteristics, Uranium metallogenic characteristics, Metallogenic prospect area

*中国核工业地质局基金项目(编号：201314)。

李炎龙(1987—)，男，助理工程师，830011 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市北京南路467号。