吐哈盆地长流水地区铀矿成矿前景分析

王腾 康利刚

摘要：在吐哈盆地中东部地区已投入部分铀矿找矿工作，但是没有取得较好的成果，本文拟对吐哈盆地中东部长流水地区铀成矿条件进行前景分析，对找矿提供一定的理论依据。研究区位于骆驼圈子浅凹陷中，南部蚀源区总体铀含量较高，目的层也具有较高的铀背景值，满足地下水的“补一径一排”条件，层间氧化带发育，通过钻探工作发现部分的铀异常以及铀矿化现象，具有较好的成矿条件。

关键词：吐哈盆地中东部;长流水地区：铀成矿前景

古亚洲洋造山带及其两侧的中一新生代沉积盆地是中国最重要的沉积型铀矿床形成发育的铀成矿构造（焦养泉等，2015）。在沉积型铀成矿构造域中，古亚洲洋造山带是重要的富铀地质体，盆山耦合作用是形成铀源供给系统的必要前提，地表水的沉积作用是连接造山带和沉积盆地的纽带，它制约了含铀碎屑和溶解铀（U6+）的迁移运输途径（焦养泉等，2015）。吐哈盆地作为中亚造山带的重要组成部分，对砂岩型铀矿的形成有着重要的意义。目前在吐哈盆地西南部发现有十红滩铀矿床，属于典型的层间氧化带砂岩型铀矿床，而在吐哈盆地的中东部铀矿找矿方面已投入部分工作，但没有取得较好的找矿成果，仅在大南湖地区发现少量“鸡窝”状矿体，连续性较差，其他地段整体投入工作量较少，目前没有重大的突破。本文拟对长流水地区铀矿成矿条件进行分析，评价该地区的成矿潜力，为今后的铀矿找矿工作提供一定的理论依据。

1.地质背景

吐哈盆地处于西伯利亚板块、哈萨克斯坦板块和塔里木板块的交接结合部位（见图1），东西长约660km，南北宽60km～130km，盆地群山环绕，盆地北邻北天山（又可划分为博格达山和哈尔里克山），南邻觉罗塔格山，地势总体呈北高南低、东高西低，形成向中南部倾斜的地貌景观。根据区域重磁特征及露头，可将吐哈盆地划分为吐鲁番凹陷、哈密凹陷、了墩隆起和南部隆起四个I级构造单元，又可将这四个I级构造单元细划分为16个Ⅱ级构造单元（见图1）。研究区位于哈密东南部，构造单元属于大南湖隆起带的骆驼圈子浅凹陷中。盆地与北天山呈断层接触，而与觉罗塔格山在不同区域呈现出不同的接触关系，其中哈密地区，觉罗塔格山北缘构造变形非常微弱，以宽缓褶皱形式出现（朱文斌等，2001）。也就是说研究区虽然属于造山带的前缘，但是总体上构造变形不强烈。

区域侵入岩属准噶尔一北天山构造一岩浆区北天山分区博格达带、哈尔里克一觉罗塔格带。侵入时代以中泥盆世（386.5Ma～369.5Ma）、早石炭世（349Ma-330Ma）、晚石炭世一晚二叠世（ 320Ma-252Ma）和早中三叠世（246Ma～230Ma）四个阶段（周涛发等，2009）。岩性以中酸性岩为主（图2），觉罗塔格山地质体总体铀含量较高，铀平均含量2.25×10-6，钍平均含量5.45×10-6，U/Th平均0.65。盆地南缘古铀含量达到2.54×10-6，活化铀含量达到-l.08×10-6，铀的活化淋失率达到43%，反映蚀源区铀已经大量活化迁移，为盆地铀的局部再富集打下了良好基础，（据203所内部资料）。

1.花岗岩类;2.基性-超基性岩类;3.构造单元（I1-吐哈地块，I2-哈爾里克大南湖岛弧系;Ⅱ1-康古尔山韧性剪切带，Ⅱ2-阿奇山-满苏岛弧系，Ⅱ3-中天山地块，Ⅱ4-南天山晚古生代弧后盆地，Ⅱ5-北山裂谷）;4.主干断裂（①大草滩断裂，②康古尔塔格黄山深大断裂，③雅满苏断裂，④阿奇克库都克断裂，⑤星星峡断裂，⑥托克逊干沟断裂，⑦中天山南缘断裂，雅满苏干湖断裂）。

2.研究区地层特征

根据前人研究.中国北西部地区中新生代盆地形成可地浸的砂岩型铀矿的找矿层位或含矿建造主要为中、下侏罗统和上白垩统，其次为下白垩统。三叠系虽有砂岩型铀矿产出，但规模小，分布局限，且岩石成岩度高，不利于地浸工艺开采。古近系一新近系虽也有大量铀异常，矿化和小矿床产出，但总体上比较分散，规模小，含矿主岩以泥岩为主，工业利用受到一定限制（权志高，2012）。一般在碎屑岩岩石中，中一粗砂岩、砾岩是较为有利的砂岩型铀矿层岩性;沉积岩的结构和组分决定其物性特征，是铀矿是否聚集形成及空间定位的关键因素之一（吴柏林，2005）。

本文研究的层位为中侏罗统西山窑组，该层位在研究区内没有出露，通过钻探揭露，西山窑组直接超覆于石炭系之上，与上覆的第三系呈不整合接触。研究区内西山窑组岩石铀含量平均值为（ 2.90～9.04）×10-6，说明中侏罗统西山窑组铀含量较高，是一套富铀建造;西山窑组主要岩性为灰色、褐黄色以及玫瑰红色中一粗砂岩、细砾岩，以及灰一灰黑色泥岩、泥质粉砂岩等，具有良好的“泥一砂一泥”结构，具有对层间氧化带的发育以及铀富集的良好条件（图3）。

1.第四系;2.新近系葡萄沟组;3.中侏罗统西山窑组;4..砾岩;5.砂质砾岩;6.粗砂岩;7.中砂岩;8.细砂岩;9泥质粉砂岩;10.泥岩;11.炭质泥岩;12.粉砂质泥岩;13.煤层;14.层间氧化带。

3.沉积环境

我国中新生代干旱一半干旱气候主要出现在三个时期，三叠纪早中世、中晚侏罗世至第三纪晚期，更新世潮湿期之后直到现在。而在这些干旱期内，早先形成的温暖潮湿气候条件下的暗色含煤沉积建造形成了铀矿化的含铀岩系。古气候环境从宏观上决定了砂岩铀矿赋存的物质基础和形成过程。含铀岩系容矿地层一般为温暖潮湿气候条件下形成的“灰色”岩系建造，富含有机质等还原剂，具有较高的还原容量，是砂岩铀矿赋存的有利层位。当古气候演变为炎热干旱条件时则是铀矿的形成时期（吴柏林，2017）。

根据前人研究资料（张代生等，2001），吐哈盆地早侏罗世至中侏罗世早期为温暖潮湿的亚热带气候;中侏罗世中晚期为半潮湿、半干旱的温带一亚热带气候;从中侏罗世末期开始转为炎热干旱的亚热带气候。根据钻孔揭露显示，研究区内中侏罗统西山窑组未氧化砂体颜色主要为灰色以及灰黑色，内部富含丰富的炭化植物碎屑以及黄铁矿结核，具有较高的还原性，属于温暖潮湿气候的产物（图4）。

4.地下水特征

研究区区域自然地理条件为气候极度干旱，大气降水奇缺，亦无地表径流及水体，吐哈盆地是一个封闭的自流水盆地，地下水的赋存形式有山地基岩裂隙水和山间盆地空隙一裂隙水。哈密凹陷作为白留水盆地，具有相对独立的地下水补给、径流和排泄系统，研究区南部觉罗塔格山基岩裂隙水作为补给源，中侏罗统西山窑组作为径流区，哈密盆地下游是地下水的主要排泄处（孙亚军等，2017），构成了独立的渗入地下水运动场，为层间氧化带砂岩型铀矿床形成提供了有利“补一径一排”条件（图5）。

1.盆地内基岩出露区;2.物探推测断裂;3.遥感推测断裂;4.地下水排泄区;5.地下水排泄窗;6.地下水运动方向;7.研究区位置。

5.铀矿化特征

近两年的工作中，长流水地区发现了煤岩型铀矿孔以及若干的矿化孔与异常孔，从图4中可以看出，目前所发现的工业孔、矿化孔以及异常孔的分布，均在层间氧化带前锋线附近，铀的富集与层间氧化带的关系密切（图6）。

1.工业孔;2.矿化孔;3.异常孔;4.无矿孔;5.层间氧化带前锋线;6.断裂构造;7.勘探线及编号。

6.结论

吐哈盆地西部与东部地层发育情况具有极高的相似性，到目前为止铀矿找矿方面仅在吐哈盆地西部十红滩地区具有较大的突破，但是在吐哈盆地东部地区未有重大的突破。研究区南部蚀源区总体铀含量较高，目的层也具有较高的铀背景值，具有良好的“泥一砂一泥”结构，满足地下水的“补一径一排”条件，层间氧化带发育，通过钻探T作发现部分的铀异常以及铀矿化现象，具有较好的成矿条件。

参考文献：

[1]焦養泉，吴立群，彭云彪，et al.中国北方古亚洲构造域中沉积型铀矿形成发育的沉积构造背景综合分析[J].地学前缘，2015，22（1）：189-205.

[2]王世新.新疆吐哈盆地南缘构造演化地质特征及聚一成煤规律[D].吉林大学，2013.

[3]朱文斌，马瑞士，胡德昭，et al.新疆觉罗塔格山与吐哈盆地的构造接触关系[J].大地构造与成矿学，2001，25（2）：128-135.

[4]周涛发，袁峰，张达玉，et al.新疆东天山觉罗塔格地区花岗岩类年代学、构造背景及其成矿作用研究[J].岩石学报，2009，26（2）：478-502.

[5]权志高，徐高中.中国北西部地区砂岩型铀矿含矿建造及找矿前景[J].地质学报，2012，86（2）：307-315.

[6]吴柏林.中国西北地区中新生代盆地砂岩型铀矿地质与成矿作用[D].西北大学，2005.

[7]吴柏林，孙斌，程相虎，et a1.铀矿沉积学研究与发展[J].沉积学报，2017（5）.

[8]张代生，付国斌，秦恩鹏，et al.新疆吐哈盆地侏罗纪古植被与古气候及古环境的探讨[J].现代地质，2002，16（2）.

[9]孙亚军，崔思源，徐智敏，刘勇，高尚，等.西部典型休罗系富煤区地下水补径排的同位素特征[J].煤炭学报，2017，42（02）：293-299.