准噶尔盆地老君庙地区砂岩型铀矿成矿条件与找矿潜力分析*

王 健 张 鹏 刘敬杰 曲守全 邢 楠 曹德强

(山东省第五地质矿产勘查院)

准噶尔盆地是我国重要的含油气叠合盆地，也是新疆中新生代陆相沉积赋铀矿盆地之一。该盆地主体是准噶尔褶皱系，周边为褶皱山系环绕。北部与阿尔泰褶皱系相连，西靠准噶尔褶皱系西准噶尔优地槽褶皱带，东接准噶尔褶皱系东准噶尔优地槽褶皱带，南与天山褶皱系北天山优地槽褶皱带为伴。盆地主体是准噶尔地台或中间地块，具有古生代洋盆褶皱基底，下伏太古宙—元古宙陆块。从早二叠世开始海相前陆盆地转化为内陆沉积盆地，经历了晚二叠世拗陷期、三叠纪断拗期、侏罗纪—古近纪拗陷期和新近纪—第四纪收缩期这4个构造演化阶段[1-2]。

自上世纪50年代至今，在准噶尔盆地南缘、东部和西北缘中新生代地层中发现并评价了多处砂岩型铀矿床和大量铀矿化点(带)，形成3个铀成矿带。老君庙地区正处于盆地东部成矿带，类比准噶尔盆地东部砂岩型铀矿床及矿化点，老君庙地区具有相同的地质背景和相似的铀成矿地质条件，同属准噶尔盆地东部有利地带[3-6]。

1 区域地质背景

老君庙地区区域构造属沙—奇隆起区(Ⅰ级)大井凹陷(Ⅱ级)构造中的老君庙凹陷区，是准噶尔中新生代拗陷盆地东部边缘地区，详见图1。拗陷区在下石炭统末期褶皱隆起。发育自二叠纪以来的陆相沉积，由二叠系、三叠系、侏罗系3个亚构造层组成，并发生褶皱、断裂。区域上出露有古生代、中生代和新生代地层。

图1 准噶尔盆地构造单元分区

区域构造形态为北西部和北东部构成一隆起，主要地层为古生代地层，整体岩性为一套火山岩沉积，产状受火山作用控制。中部及南部为老君庙凹陷沉积，由侏罗系地层组成，拗掐边缘地层产状较陡(倾角35°～60°)，中部较开阔平缓(10°～20°)，倾向受拗陷边缘形态控制，指向拗陷中心。

岩浆岩以浅成侵入岩为主，在区域的东北部零星出露，详见图2。

图2 区域地质略图

2 成矿条件

2.1 铀源条件

老君庙地区北部的卡拉麦里山为以中基性、中酸性火山碎屑岩为主的古生界褶皱带，是第四纪以来的准噶尔盆地东部的主要物源供给区。卡拉麦里山一带铀含量一般在(3.7～5.5)×10-6，铀的偏高场主要集中在大庆沟、沙丘河、老鹰沟、北山煤矿和老君庙以北等中新生界露头区，呈零星块状分布，含量多大于6×10-6，活化铀的偏高场与铀的分布基本吻合，含量多大于2.5×10-6，说明卡拉麦里山具有一定的铀迁移能力，是铀的迁出区，山脉南部和北部是铀的迁入区，可以为该区提供一定的铀源[7-8]。

2.2 构造条件

老君庙地区位于准噶尔盆地东部的沙丘河—奇台隆起区，北部为卡拉麦里山，构造活动相对较弱，且卡拉麦里山前发育倾斜自流水盆地和产状平缓的局部渗入型斜坡，为铀成矿创造了相对有利的构造条件[9]。

2.3 地层条件

准噶尔盆地东部砂岩型铀矿找矿目的层主要为侏罗系地层，自下而上主要有下侏罗统八道湾组、三工河组、西山窑组和中上侏罗统石树沟群[10-11]。

其中八道湾组为潮湿还原环境下的暗色含煤碎屑沉积，总体表现为下粗上细的正旋回，并由3个小韵律组成，颜色呈灰、深灰、灰绿、灰黑色，该组为一套河流—湖沼相的沉积，砂体较稳定，延续性好。

三工河组的沉积环境与八道湾组类似，下部为一套辫状河沉积，中上部为滨湖、浅湖相沉积，局部为分流河道、河漫滩相。

西山窑组为河流、湖沼相沉积，发育2个韵律层，通常含有2层煤。

石树沟群与西山窑组呈平行不整合接触，下亚群是一套灰色层，为辫状河、滨湖、浅湖相、分流河道沉积物；中亚群是一套杂色层，以河道相、河漫滩相、滨湖、浅湖相沉积；上亚群是一套棕红色、紫红色的红层，以粉砂质泥岩、泥岩为主。

综上说明，该区侏罗系地层河流相沉积较发育，且富含煤等有机质，利于铀的富集成矿。

2.4 水文地质条件

准噶尔盆地四周为褶皱山系所环绕，呈现出一个三角形封闭式的承压自流水盆地。盆地内地势总体呈北高南低、东高西低的趋势。盆地周边山为盆地的补给区，盆地平原区为径流区，盆地南部地区是盆地内各个含水层的承压水排泄区，构成了较好的补给—径流—排泄系统，为砂岩型铀矿的形成提供了良好的水文地质条件。

2.5 古气候条件

准噶尔盆地中新生代古气候经历了多次交替，其中早—中侏罗世温暖潮湿的气候形成了八道湾组、三工河组、西山窑组、石树沟群富有机质的有利含矿建造，为砂岩型铀矿主要找矿目的层；自晚侏罗世开始，经历了齐古期、晚白垩世—古新世、渐新世至今3个时期干旱—半干旱古气候过程[12-16]，有利于铀的淋滤、迁移、渗入到含矿建造沉淀富集成矿。

3 找矿潜力分析

前人在开展老君庙幅1∶20万区域地质调查的同时，开展了同比例尺的放射性调查工作，在该区发现多处放射性异常，异常主要产在含煤盆地的煤系地层中，详见表1。由于受当时实验室条件限制，对铀的赋存状态、矿物种类等未进行研究，但确定了侏罗纪煤系地层是寻找铀矿的有利层位。

表1 区域放射性异常

另外，通过广泛收集老君庙地区前期钻孔测井资料，共收集煤田钻孔113个[17]，按照钻孔中γ强度<150 API为无矿孔，钻孔中γ强度>150 API对应岩性是砂岩时为潜在铀矿化孔，对煤田钻孔进行数据统计和排查，发现自然伽玛异常钻孔74个，单层异常厚度<1.00 m的钻孔43个，单层异常厚度1.00～3.00 m的钻孔22个，单层异常厚度>3.00 m的钻孔9个，单层异常厚度最大达32.65 m；异常岩性为粉砂岩—细砂岩的钻孔53个，异常岩性为中砂岩—粗砂岩的钻孔14个，异常岩性为砾岩的钻孔1个，异常岩性为泥岩的钻孔6个；异常赋存于侏罗系上中统石树沟群的钻孔69个，异常赋存于侏罗系中统西山窑组的钻孔1个，异常赋存于侏罗系下统三工河组的钻孔1个，异常赋存于侏罗系下统八道湾组的钻孔3个，煤田钻孔γ异常信息详见表2，典型钻孔柱状图详见图3。

图3 典型钻孔测井γ异常

表2 老君庙地区煤田钻孔γ异常信息统计

综上所述，前人面上的放射性测量显示该区放射性异常强度高和品位较高，而煤田测井资料显示，该区自然伽玛异常赋存层位较稳定、异常厚度较大，岩性以各种粒度的砂岩为主，说明该区具有较好的砂岩型铀矿找矿前景。

4 结 论

(1)通过对老君庙地区铀源、构造、地层、水文地质、古气候等条件综合分析，该区具备非常有利的砂岩型铀矿成矿条件。

(2)通过对前人面上放射性测量工作成果及煤田测井资料的深入研究，显示老君庙地区侏罗系地层尤其是石树沟群具有良好的找矿前景。