新疆西天山卡拉達(dá)灣地區(qū)鈾成礦分析

王強(qiáng)強(qiáng) 文加喜 李炳謙 李 剛 蒲小晨

（核工業(yè)二一六大隊(duì)，新疆 烏魯木齊830011）

0 引言

卡拉達(dá)灣位于天山—北山成礦省北天山成礦遠(yuǎn)景帶西部主要鈾成礦集中區(qū)。其南北緊鄰伊犁盆地北緣鈾成礦集中區(qū)及溫泉成礦集中區(qū)，在區(qū)域上位于有利的鈾成礦位置[1~4]。20世紀(jì)50年代以來(lái)，核工業(yè)系統(tǒng)在區(qū)內(nèi)先后發(fā)現(xiàn)了一批鈾異常點(diǎn)和礦化點(diǎn)，在卡拉達(dá)灣地段圈出長(zhǎng)1 000 m，寬150~200 m的鈾異常帶。經(jīng)分析認(rèn)為，該異常為碳硅泥巖型[5~7]。本文從區(qū)域地質(zhì)背景、構(gòu)造特征、鈾控礦因素等角度分析認(rèn)為，卡拉達(dá)灣地段深部具有良好的找礦前景。

1 研究區(qū)地質(zhì)特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于天山褶皺系西端別珍套華力西冒地槽褶皺帶的汗吉尕復(fù)向斜和賽里木地塊的庫(kù)松木切克凸起，北西向、北東向構(gòu)造十分發(fā)育，地層由薊縣系、泥盆系、石炭系組成，局部有新生代山間坳陷沉積物覆蓋其上，其中，泥盆系托斯庫(kù)爾他烏組為主要的含礦層位。華力西早中期，有間歇性火山活動(dòng)和酸性巖漿活動(dòng)[8~10]。目前，區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)眾多鈾異常、礦化點(diǎn)，其中北部卡拉達(dá)灣地段最為典型。

1.2 研究區(qū)地質(zhì)特征

1.2.1 地層特征

卡拉達(dá)灣礦點(diǎn)分布于上泥盆統(tǒng)托斯庫(kù)爾它烏組（D3t）中，為一套淺海相碎屑巖、火山碎屑巖夾碳酸鹽巖沉積，呈北西西向展布，傾向北西，傾角25°～45°，上部為含礦段。

含礦段以灰色火山塵凝灰?guī)r為主，夾條帶狀黑色炭質(zhì)板巖和透鏡狀淺灰色灰?guī)r，火山塵凝灰?guī)r當(dāng)量鈾含量為5.23×10-6～1.8×10-5，致密堅(jiān)硬，呈厚層狀，富含黃鐵礦而表面風(fēng)化呈褐紅色；炭質(zhì)板巖當(dāng)量鈾含量為1.833×10-5～8.2×10-5， 主要成分炭質(zhì)， 最高含量可達(dá)70%，次為泥質(zhì)，并富含黃鐵礦；灰?guī)r平均鈾含量為4.90×10-6，規(guī)模不大，呈透鏡狀?yuàn)A于火山塵凝灰?guī)r及炭質(zhì)板巖中。鈾異常、礦化多發(fā)育在炭質(zhì)板巖順層或切層破碎帶和灰?guī)r被接觸交代形成的矽卡巖中。

1.2.2 構(gòu)造特征

區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，主要表現(xiàn)為早期北西向斷裂及晚期的北東向斷裂。北西向主要為區(qū)域性大斷裂，形成于晚古生代之前，至華力西期及新近紀(jì)之后仍有活動(dòng)，控制著區(qū)內(nèi)鈾礦化的空間分布，同時(shí)也控制著晚期霏細(xì)斑巖、英安斑巖及輝綠巖等巖脈；北東向斷裂形成較晚，切割了北西向斷裂（見(jiàn)圖1）。

圖1 研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖

1.2.3 鈾礦化特征

區(qū)內(nèi)礦化主要產(chǎn)于目的層黑色炭質(zhì)板巖破碎帶及灰白色矽卡巖內(nèi)，呈似層狀、透鏡狀沿構(gòu)造破碎帶斷續(xù)出露于地表，長(zhǎng)20～50 m，寬0.23～2.25 m，品位為0.064%～0.081%。賦礦層有以下特征：（1）鈾礦化的空間分布受控于北西向的張性裂隙，構(gòu)造裂隙中可見(jiàn)大量鈾異常，最多達(dá)14層；（2）鈾礦化均賦存于灰黑色炭質(zhì)板巖內(nèi)，并與酸性巖體有關(guān)；（3）碳酸鹽化、矽卡巖化于鈾礦化密切相關(guān)，并且Cu、Pb、Zn、V元素與U相共（伴）生。

2 鈾成礦因素分析

2.1 區(qū)位優(yōu)勢(shì)

區(qū)內(nèi)鈾礦點(diǎn)位于天山褶皺系西段汗吉尕褶皺帶，鈾礦點(diǎn)往往產(chǎn)出在托斯庫(kù)爾它烏組地層厚度較大的凹陷部位，斜坡帶內(nèi)沉積了一套淺海相的碎屑巖，其厚度大于2 000 m，其頂部的硅質(zhì)、炭質(zhì)含量較高，大量的鈾礦物在早期成巖時(shí)期就發(fā)生了預(yù)富集，局部甚至達(dá)到低品位鈾礦化。華力西期之后，頻繁的巖漿活動(dòng)為鈾的活化遷移創(chuàng)造了有利條件。

2.2 北西向破碎帶控制著鈾礦化的富集

卡拉達(dá)彎斷裂空間制約著含礦層的空間展布，周圍分布有元古代基性侵入巖、華力西中期的酸性侵入巖和華力西晚期的中、基性火山巖。斷裂兩側(cè)分布有大量鈾異常點(diǎn)，構(gòu)造裂隙為巖漿熱液提供了通道及場(chǎng)所。

2.3 內(nèi)外鈾源的疊加富集

含礦段屬在還原環(huán)境下形成的一套富鈾建造，當(dāng)量鈾含量較高，有利于鈾成礦。此外，后期沿裂隙侵入的二長(zhǎng)花崗巖、石英斑巖等酸性巖脈中也含有較多的鈾元素，屬富鈾巖體。酸性熱液活動(dòng)一方面改變了區(qū)內(nèi)原有的地?zé)崞胶猓瑸殁櫾氐幕罨w移創(chuàng)造了條件，有利于熱液從從圍巖中浸出活性鈾，于有利地段富集成礦，另一方面與圍巖中的灰?guī)r發(fā)生矽卡巖化、硅化、碳酸鹽化等，使鈾元素在矽卡巖中富集成礦。

3 鈾成礦階段分析

根據(jù)地質(zhì)演化史及鈾成礦因素分析認(rèn)為，區(qū)內(nèi)鈾礦化是多期次改造的產(chǎn)物，不同階段其成礦作用也不盡相同，其形成主要經(jīng)歷了以下兩個(gè)階段。

3.1 沉積預(yù)富集階段

研究區(qū)目的層沉積時(shí)伴隨火山作用，使大量的H2S進(jìn)入海水，使海洋變成一個(gè)強(qiáng)還原環(huán)境，蝕源區(qū)氧化遷移的高價(jià)態(tài)鈾和火山噴發(fā)的鈾被還原。由于火山作用導(dǎo)致氣候變暖，海洋中菌類、藻類生物大量死亡，形成炭質(zhì)顆粒，這時(shí)低價(jià)態(tài)鈾元素以類質(zhì)同象形式進(jìn)入含鈾礦物和被炭質(zhì)、黏土質(zhì)吸附與成巖礦物一起沉積，使鈾元素在沉積—成巖階段得到了初步富集，形成了放射性背景含量高、含炭質(zhì)、黃鐵礦的炭質(zhì)板巖[8,9]。多次造山運(yùn)動(dòng)的影響，使巖層中的許多物質(zhì)組分發(fā)生改變。如黏土質(zhì)、硅質(zhì)、鈣質(zhì)等發(fā)生重結(jié)晶，有機(jī)質(zhì)變質(zhì)，以及可能產(chǎn)生的粘土質(zhì)和有機(jī)質(zhì)對(duì)鈾的解吸作用。在粒間溶液的作用下，又使鈾在某些地段得到進(jìn)一步富集。

3.2 熱液改造富集成礦階段

成巖之后的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是成礦過(guò)程中的主要?jiǎng)恿?，它可使埋藏在深部的鈾源層上升到近地表處，同時(shí)有使機(jī)械物理性質(zhì)不同的巖層之間產(chǎn)生層間斷裂、裂隙或破碎帶。在風(fēng)化作用初期，地勢(shì)相對(duì)較高的地方（如背斜鈾部）首先遭受風(fēng)化作用，結(jié)果使鈾源層中的鈾有很大一部分轉(zhuǎn)入地下水，順沿?cái)鄬舆w移，特別是向斜翼部的層間斷裂滲透，并在氧化還原過(guò)渡帶富集成礦和積聚，最后形成鈾礦化。由于巖漿活動(dòng)的影響，晚期巖漿期后熱液、沿其構(gòu)造上升，同時(shí)帶入深部鈾源并活化圍巖中的鈾，伴有強(qiáng)烈的矽卡巖化、硅化及碳酸鹽化，并對(duì)原有異常礦化進(jìn)行遷移和疊加富集，形成鈾礦化（見(jiàn)圖2），其深部根據(jù)鉆探揭露，發(fā)現(xiàn)多層鈾礦化、異常，找礦潛力較大。

圖2卡拉達(dá)彎地區(qū)鈾成礦模式圖

4 結(jié)論

卡拉達(dá)彎地區(qū)托斯庫(kù)爾它烏組為一套海相碎屑巖夾火山碎屑巖沉積，鈾礦化主要賦存在上部的上部灰黑色炭質(zhì)板巖及灰白色矽卡巖內(nèi)，鈾礦化受控于北西向破碎帶，與中酸性脈體密切相關(guān)，鈾礦化富集部位伴有碳酸鹽化、硅化及矽卡巖化，深部具有較大的找礦前景。