喀什凹陷下白垩统克孜勒苏群铀矿化成因浅析

李炳谦 王强强 张明正 鲁克改

摘   要：喀什凹陷克孜勒苏群发育众多铀矿点、矿化点，其成因存在较多争议，具有同生沉积-淋滤地沥青砂砾岩型、地沥青叠加式层间氧化带砂岩型及与油气褪色作用相关的砂岩型铀矿床等观点。在分析铀矿化形成条件基础上，研究喀什凹陷巴什布拉克铀矿床铀源、氧化还原作用、铀矿化赋存空间及油气侵入，认为克孜勒苏群中铀矿化属古潜水氧化成因，铀矿化受区域性古潜水氧化作用控制。

关键词：喀什凹陷;巴什布拉克鈾矿;克孜勒苏群;铀矿化成因;古潜水氧化带

喀什凹陷是我国重要含铀区，铀矿化类型较多[1-4]。目前下白垩统克孜勒苏群中铀矿化品位最高，规模最大，以巴什布拉克铀矿床为典型。对该铀矿化成因，学者们观点不一[5-9]。本文通过区域地质背景、目的层特征及铀控矿因素分析，认为该铀矿化受区域性古潜水氧化带控制，晚期侵入克孜勒苏群的油气位于主成矿期之后，巴什布拉克矿床深部具较好的找矿前景。

1  研究区地质特征

1.1  区域地质特征

研究区位于塔里木盆地西南缘喀什凹陷，基底为长城系片岩。盖层由中新生界组成，主要为陆源碎屑岩建造夹海相碳酸盐岩和膏盐层（图1）。目前，区内已发现1个铀矿床，4个铀矿化点及一系列铀异常点。

1.2  目的层特征

克孜勒苏群呈NW向展布，上部与英吉沙群整合接触，下部与基底不整合接触，局部与侏罗系不整合接触。为一套原生灰、灰绿色与原生褐红、褐黄色互层的杂色沉积建造，为辫状河三角洲沉积，分上、下两个旋回，物源主要源自基底变质岩。

1.3  铀矿化特征

目的层沿南天山山前延伸约50 km，与基底接触部位普遍存在放射性高场，氧化程度自西向东逐渐增强。巴什布拉克铀矿床矿体平均厚1.20 m，平均品位0.120%，矿体形态呈似层状、透镜状，局部呈不规则状。赋矿层具以下特征：①铀矿化主要产于浅黄与蓝灰色岩石过渡的氧化还原过渡带内，铀元素富集于蓝灰色砾岩中（表1），氧化带内铀迁移率达88%，过渡带内富集大量铀元素;②岩性的不均一导致矿化具多层;③铀主要以分散吸附状态存在于填隙物中，原生铀矿物主要为沥青铀矿，表生铀矿物主要为铀黑、柱铀矿❶，属后期含铀流体在过渡带沉淀富集而成。

2  铀成矿因素分析

2.1  双重铀源的补给作用

放射性测量数据表明，克孜勒苏群和长城系放射性背景值最高（表2），除第四系外，长城系标准偏差最大，地层铀活化迁移明显。因此，来自蚀源区中的活性铀，加之目的层氧化岩石强烈的铀卸载能力，二者均可为铀成矿提供丰富的铀源。

2.2  下亚旋回氧化和还原作用

目的层两个旋回中均见氧化现象。其中下亚旋回（第一岩性段）多为陆相沉积，上亚旋回（第二至第五岩性段）以陆相为主，夹有少量海相沉积[10-13]。上亚旋回中，目前仅在顶部见有少量氧化砂体，未发现铀异常;下亚旋回由顶至底，构成一个潜水氧化带（图2），过渡带中已发现多层铀矿化。氧化带内残留有灰色及褐红色不规则透镜体，同时伴有氧化的黄铁矿、碳化植物碎屑，过渡带顶部残留有褐黄色不规则透镜体。

基于上述现象认为，区域上早白垩世发生沉积间断，下亚旋回暴露地表（图2-a，b），经强氧化作用，使含铀含氧水中铀元素进一步浓缩[14-15]，形成古潜水氧化带。伴随强水岩作用，铀元素发生活化，向下迁移（图2-c，d），由氧化带迁移带来的六价铀在过渡带内被还原性物质吸附成矿（图2-e，f）。

2.3  粗粒沉积物对铀矿化的控制

目的层铀矿化发育于粗碎屑岩中，视电阻率曲线呈钟型（图3），沉积环境以水下分流河道为主的灰色粗粒沉积物，粒径大，孔隙发育，渗透性好，粗粒间有机质、泥质等还原介质含量相对较高，为富集铀的主要载体。

2.4  油气叠加作用

关于巴什布拉克矿床铀矿化成因，五一九大队研究认为是沉积-淋滤地沥青砂砾岩型铀矿，也有研究者认为是由矿床目的层灰色含矿砂砾岩系油气还原形成，油气吸附作用和层间氧化作用共同控制铀成矿[8-9]。前人据地表及深部存在的沥青质、岩石露头中红色砂岩中存在的蓝灰（灰白）色团块及二者不规则的颜色接触界线，认为矿床赋矿层为灰绿、蓝灰色砂砾岩层，属油气还原产物。铀矿化主要发育于地沥青分布范围，砾岩内地沥青厚度越大，则铀矿化层数越多（图4）。据石油资料显示，区内始新世末期才有油气运移或油藏[14-16]。巴什布拉克铀矿床成矿年龄为144～137 Ma、76 Ma、38 Ma、17～8.38 Ma、2.5 Ma1，说明铀成矿作用早于油气形成，早期铀成矿与油气活动并不相关。38～2.5 Ma时期的铀成矿，表明油气侵入后矿床中部分矿体被地沥青“胶结”，难以迁移而保留在原地，部分石油与地沥青含量相对较低部位，仍有铀成矿作用叠加❶。

3  铀矿成因分析

下亚旋回顶部发育一层不稳定的褐红色泥岩层，有古地表风化裂隙和裂纹痕迹;下部红色砂体不稳定，呈穿层状。含矿层由顶至底可分为强氧化带、弱氧化带和过渡带。强氧化带以褐红色中砂岩夹粗砂岩、细砂岩为主，局部夹有泥岩透镜体，底部为褐红色砂岩夹浅灰色砂岩条带及透镜体，表明氧化程度开始降低。弱氧化带以黄色、浅黄色粗砂岩、中砂岩为主，夹浅灰色砾岩和泥岩透明体，夹有褐红色同岩性条带和透镜体，氧化程度进一步降低，局部见铀矿化。过渡带以灰、灰绿色砂岩、砾岩为主，夹不稳定泥岩透镜体，铀矿化主要赋存砂砾岩中，过渡带中的砂岩、砾岩中均具氧化斑点及团块，在过渡带地表露头，由于砂岩中残留的石油、地沥青较少，易发生再次氧化，形成类似“层间氧化带”的假象。

据地质演化与铀控矿因素分析认为，克孜勒苏群中铀矿化的形成有两个阶段：①潜水氧化阶段。早白垩世早期，气候异常炎热[10，17-18]，氧化作用使流经元古界和目的层砂岩、砾岩流体活性铀含量激增，随地下水向下迁移，不断氧化目的层中的还原性物质，随着流体中氧逐渐消耗，目的层岩石颜色由强氧化带的褐红色变为弱氧化带的褐黄色，直至深部岩石不再氧化，仍保留为灰色，铀元素于过渡带逐渐富集并形成铀矿体。U-Pb同位素测年显示，该阶段由144 Ma开始，于137 Ma结束2，随后沉积上部岩性段。晚白垩世区内发生大规模海侵作用，由于缺失铀源，铀矿化在此阶段基本停止;②再分配阶段。始新世早期沉积的地层被掀斜接受剥蚀，油气沿不整合界面侵入目的层粗碎屑岩，之后由于构造抬升，油气从目的层中退出，残留大量地沥青。一方面增加了砂体的还原性及吸附性，另一方面残留的地沥青在空间上与早期铀矿体叠合，铀矿体将难以再次迁移。与此同时，目的层顶部海相地层及底部基底构成稳定隔水层，与目的层共同构成大的隔水层-透水层-隔水层体系。砾岩、粗砂岩渗透性好，早期形成的未被地沥青“吸附”的铀矿化便二次氧化继续向深部运移，在新的氧化还原过渡带逐渐富集成矿。未被地沥青吸附（或地沥青含量较低）的铀矿化继续向下运移，使得深部铀矿体进一步富集。

4  結论

巴什布拉克铀矿床含矿岩石为克孜勒苏群下亚旋回粗碎屑岩，属辫状河三角洲产物。目的层内铀矿化主要发育在早白垩世，属古潜水氧化成因，早期铀矿化与古潜水氧化作用密切相关。始新世至今，由于油气的侵入及构造掀斜，使得早期形成的铀矿化二次氧化，向下再次运移，在新的氧化还原过渡带富集成矿，矿床深部具有很大的找矿前景。

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Cause Analysis of Uranium Mineralization in Lower Cretaceous Kizilsu Group in Kashi Depression

Li Bingqian，Wang Qiangqiang，Zhang Mingzheng，Lu Kegai

（No.216 Geological Party，CNNC，Urumqi，Xinjiang，830011，China）

Abstract： There are many uranium ore spots and mineralization spots in the Kizilsu group of Kashi depression， and there are many controversies about their genesis， such as syngenetic sedimentary leached asphaltic glutenite type， asphaltic superimposed interlayer oxidation zone sandstone type and sandstone type uranium deposits related to oil and gas fading. This paper studies the uranium source， redox process， occurrence space of uranium mineralization and oil-gas invasion of bashbulake uranium deposit in Kashi sag. Based on the analysis of the formation conditions of uranium mineralization， it is considered that the uranium mineralization in the Kizilsu group is caused by paleophreatic water oxidation， and the uranium mineralization is controlled by regional paleophreatic water oxidation.

Key words：Kashi depression;Bashibulake uranium deposit;Kizilsu group;genesis of uranium mineralization;Phreatic oxidation zone