西天山庫松木切克
—阿克秋白地區構造與鈾成礦特征*

張明正　周宏偉　楊文龍　善曹特

(核工業二一六大隊)

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西天山庫松木切克
—阿克秋白地區構造與鈾成礦特征*

張明正周宏偉楊文龍善曹特

(核工業二一六大隊)

摘要西天山庫松木切克—阿克秋白地區地處烏拉爾—蒙古造山系，與西側哈薩克斯坦科克切塔夫鈾成礦區一并隸屬于中亞成礦域，是我國境內鈾多金屬成礦的重要區域。該區域地質背景、鈾礦化特征、構造演化與鈾成礦特征、構造斷裂展布與控礦特征分析結果表明，在區域構造俯沖演化背景下，區內形成了以島弧帶為主要鈾成礦構造帶的溝-弧-盆體系，區域性主構造決定了區內鈾成礦格局，次級構造應力及不同方向構造應力的疊加，為鈾大規模礦化、活化、遷移、富集、成礦提供了有利空間。因此，加強對該地區構造特征與鈾成礦的研究，可為西天山庫松木切克—阿克秋白地區鈾礦找礦工作提供重要依據。

關鍵詞區域地質背景鈾礦化特征構造演化構造斷裂展布控礦特征

中生代以來，受印度板塊向歐亞板塊俯沖作用遠程效應的影響，新疆天山一帶發生了強烈的地質構造運動。受擠壓作用，還發育了其他多類型構造，如復向斜構造、復背斜構造、火山穹窿、韌性斷裂帶(其中，逆、走滑斷裂帶尤為明顯)等[1-2]。新疆地區相關大型—超大型礦床往往與其構造有關，對其礦床具有控礦或改造的重要作用。烏拉爾—蒙古造山系是中亞地區蘊藏礦產資源重要的區域性成礦帶，西天山博羅科努構造帶作為其中的一部分，在其構造帶附近也發育了豐富的礦產資源[3-5]。其中庫松木切克—阿克秋白地區作為新疆重要的北天山鈾成礦遠景帶，與西側哈薩克斯坦科克切塔夫鈾成礦帶同屬于中亞成礦域[6-7]，其成礦、控礦狀況與該地區博羅科努構造帶具有密切聯系，通過對該地區構造帶內鈾礦異常區分布特征進行研究，探索其構造帶內鈾成礦特征及礦化規律，為西天山庫松木切克—阿克秋白地區鈾礦找礦提供重要線索。

1　區域地質背景

1.1大地構造背景

新疆西天山庫松木切克—阿克秋白地區大地構造位置處于伊連哈比爾尕晚古生代殘余洋盆西部、賽里木地塊和博羅霍洛山古生代復合島弧帶的交匯區域，具體位于阿拉套—汗吉尕二疊紀裂谷和別珍套—汗吉尕早、中石炭世島弧帶(圖1)，隸屬于博羅科努構造帶，北東部為依連哈比尕山，南部為阿吾拉勒山[8-12]。

圖1　西天山地區大地構造單元與工作區地質概況[9-10]

1.2巖石地層特征

工作區主要地層有中元古界薊縣系、新元古界青白口系、泥盆系、石炭系、第三系和第四系(圖1)。薊縣系和青白口系以富鎂質碳酸鹽巖沉積的灰巖、灰質白云巖、大理巖為主；泥盆系和石炭系則以凝灰質淺海相的碎屑巖夾碳酸鹽巖、酸—基性火山熔巖、凝灰巖、灰色凝灰質碎屑巖為主；第三系為一套山麓河流相砂質泥巖、泥質砂巖、礫巖沉積的碎屑沉積；第四系為沖洪積成因的各種礫石層。此外，在工作區還分布有大量華力西期侵入巖、火山巖、脈體以及晚元古代基性脈巖，其侵入巖巖石類型主要為花崗閃長巖、二長花崗巖、鉀長花崗巖、黑云母花崗巖以及堿性花崗巖等，而火山巖則主要為凝灰巖、凝灰熔巖、石英斑巖、玄武巖、霏細斑巖等，脈巖主要為基性輝綠巖、輝長巖、玢巖，局部發育有中—酸性斑巖、英安巖及石英脈。

2　鈾礦化特征

區內發育有多種類型的鈾礦床，其展布特征由西至東分別為西側庫松木切克碳硅泥巖型鈾礦(共發現鈾礦異常31處，主要鈾礦點6處)和東側阿克秋白花崗巖型鈾礦及火山巖型鈾礦(主要鈾礦點分別有3處和6處)(圖2、圖3)，總體呈EW—NWW向展布，其中庫松木切克碳硅泥巖型鈾礦分布廣泛但較分散，富礦層位主要為薊縣系庫松木切克組、青白口系開爾塔斯組以及上泥盆統托斯庫爾他烏組；東側阿克秋白花崗巖型鈾礦均集中分布于青白口系開爾塔斯組，火山巖型鈾礦均集中分布于上石炭統東圖津河組。

圖2　庫松木切克地區地質概況

圖3　阿克秋白地區地質概況

2.1庫松木切克鈾礦化特征

庫松木切克鈾礦化區主要受到科古琴山北坡斷裂、庫松木切克河斷裂和庫松木切北坡斷裂的共同控制，以科古琴山北坡斷裂為南部邊界，由南至北構造單元依次為科古琴坳褶、庫松木切克隆起以及汗吉尕復向斜(圖2)。區內主要發育兩片鈾礦化集中區：①庫松木切北部地區，即庫松木切北坡斷裂及其次級斷裂夾持區域，汗吉尕復向斜的上泥盆統托斯庫爾他烏組砂巖、含炭質頁巖、凝灰巖，順層發育強烈片理化，具有明顯的碎裂變質作用特征，在含礦破碎帶發育硅化、褐鐵礦化，且在其伴生的構造裂隙和節理中也見有明顯硅化、碳酸鹽化、褐鐵礦化、赤鐵礦化和黃鐵礦化，而含礦碳酸鹽脈內往往可見有順層發育的黃綠色次生鈾礦物，此外，北側侵入泥盆系砂巖的花崗巖體和玢巖巖脈外接觸帶及其脈體內部普遍見有褐鐵礦化、硅化等熱液蝕變，且與酸性巖體接觸帶形成了明顯角巖化帶和區域低溫變質作用形成的低綠片巖相帶;②庫松木切中部地區，即庫松木切克河斷裂和庫松木切北坡斷裂兩構造夾持的總體，呈N傾的單斜式復背斜中—晚古生代早期輝長巖與薊縣系庫松木切克組、青白口系開爾塔斯組接觸帶，同時在庫松木切中西部地區的二疊系玄武巖、安山巖中也顯示存在弱鈾異常。

2.2阿克秋白鈾礦化展布特征

阿克秋白鈾礦化區主要受到科古琴山南坡—博羅科努山北坡斷裂、庫松木切克河斷裂以及巴依托拉克斷裂夾持控制(圖3)，區內主要分為兩片鈾礦化集中區：①阿克秋白北部火山巖盆地中下石炭統阿恰勒河組英安斑巖和凝灰熔巖，歸屬于火山巖型鈾礦；②庫魯克杰列克河上游—阿克秋白上游地區，明顯受南側近EW向博羅科努山北坡斷裂與NW向巴依托拉克斷裂的共同控制，主要鈾礦化區均位于兩者夾持區域，花崗巖沿斷裂侵入青白口系開爾塔斯組硅化大理巖內，在其接觸帶及花崗巖內部形成花崗巖型鈾礦化。

3　討　論

3.1構造演化與成礦

前寒武紀時期在經歷了泛大陸裂解、古亞洲洋形成和消亡后，經塔里木運動，以區域性伊犁盆地北坡斷裂為界形成了伊犁地塊、賽里木地塊，并在該過程中于薊縣紀末期形成了區域性科古琴山南坡—博羅科努山北坡斷裂、庫松木切克河斷裂。至震旦紀—寒武紀，全球裂解，準格爾、賽里木、伊犁等地塊先后分離，而后經奧陶紀—志留紀裂陷—碰撞褶皺反復交替，至泥盆紀—石炭紀，伴隨準葛爾板塊沿艾比湖斷裂向塔里木板塊俯沖，形成了依連哈比爾尕晚古生代弧前—海溝帶、別珍套—科古琴晚古生代島弧帶和吐拉蘇晚古生代弧后盆地[9]，該時期造就了該地區的主要成礦帶。受早期板塊俯沖作用形成的強擠壓應力作用，在島弧與其弧后盆地接觸帶形成了褶皺沖斷帶，巖層發生強烈褶皺，并伴隨次級斷裂發生沖斷，同時沿其斷裂基性、中—酸性等脈體侵入，據其侵入程度、規模、巖體類別的不同，形成了相應的鈾礦化類型(即庫松木切克中部輝長巖附近的鈾礦點)(圖4)。

圖4　準格爾—伊犁地區溝-弧-盆體系及鈾礦分布模式

自晚泥盆世，受華力西旋回構造作用，區內整體處于海相環境，發育了一系列斷陷、裂陷，沿早期構造薄弱帶(如斷裂、火山通道)大量酸性巖漿侵入[13-14]，形成了巖株狀花崗巖體，在其與圍巖的內外接觸帶，形成了花崗巖型鈾礦(即阿克秋白南部花崗巖型鈾礦點)，同時在斷陷、裂陷低洼地區開始接受沉淀，并由此沉積了托斯庫爾他烏組砂巖、含炭質頁巖，并且受區域低溫動力變質作用，形成了早期富鈾建造(即庫松木切克北部碳硅泥巖型鈾礦點)。至早石炭世，區內仍處于饑餓弧盆體系，并在中—晚期發生斷陷，沉積了阿恰勒河組碎屑巖-碳酸鹽巖建造。至中石炭世，部分地區沿斷裂形成了火山通道，發生了火山活動，進而在其周邊地區沉積了一套中—酸性火山巖、火山碎屑巖，而在火山作用較強烈的阿克秋白地區，則形成了安山質英安巖、玄武巖、凝灰巖等相關的火山巖鈾礦(即阿克秋白北部火山碎屑巖鈾異常)，而在庫松木切克北部地區，盡管含有部分凝灰巖，但受火山作用相對較弱，導致其鈾礦異常較弱。

3.2構造斷裂展布與控礦

庫松木切克—阿克秋白地區鈾礦化區主要受到EW—NWW向科古琴山南坡—博羅科努山北坡斷裂、庫松木切克河斷裂、庫松木切克北坡斷裂、巴依托拉克斷裂等區域性斷裂的控制，在其兩兩構造夾持區往往形成較好的鈾礦化異常。區內主要存在3個方向的斷裂構造：①EW—NWW向斷裂，以3條區域性斷裂為代表，在平面上呈線型，走向90°～110°，斷面整體向S傾斜，傾角較陡，為65°～80°，呈現由南至北變陡的趨勢，區內平行于該3條區域斷裂發育的多組斷裂通常規模較大，延伸較遠；②NW向斷裂，往往依附于EW—NWW向斷裂發育，很少獨立發育，走向120°～145°，斷面總體向N傾斜，傾角較陡，為50°～80°，局部不甚明顯；③NE—NNE向斷裂，通常較獨立發育，走向15°～45°，斷面總體向N傾斜，且常常切穿前2個方向的斷裂(圖1)。

庫松木切克兩片鈾礦化集中區明顯受到晚期NE向構造向南西庫松木切克河斷裂和庫松木切北坡斷裂上盤的穿插與疊加，多期次構造活動形成了目前區內的構造形態和格局(圖2)。正是該類后期NE向構造鑲嵌入NWW向構造，在其交叉加持部位又疊加形成了多組次級構造及裂隙，不同程度地控制著多金屬礦化的產出形態。更晚期的構造應力活動，使前期構造再次活化，同時形成了規模較小的構造裂隙帶，為部分鈾礦化的疊加成礦或改造富集提供了條件。

阿克秋白北部火山巖盆地受到EW向庫松木切克河斷裂的逆沖作用，區域上在其斷裂南側形成了軸向NW、傾向SE的傾伏褶皺，構成了向SE傾伏的鼻狀背斜褶皺構造(圖3)，且受擠壓平行于褶皺軸發育縱向節理形成了NW向斷層，在垂直于褶皺軸方向發育橫向節理形成了NE向斷層，局部地區還發育斜節理形成了近SN向斷層，同時庫松木切克河斷裂兼具的右旋走滑扭動作用，也使得在斷裂南側發育了一系列與之斜交的次級斷裂，該兩兩構造夾持區域為鈾成礦提供了有利空間。此外，庫魯克杰列克河上游—阿克秋白上游地區受博羅科努山北坡斷裂與NW向巴依托拉克斷裂的影響，發育了大量次級斷裂，共同構成了多字型構造體系，在其多字型構造中，沿斷裂發育有大量巖體，巖體長軸走向基本與次級構造走向平行，部分呈小角度相交，且在該多字型構造的斷裂交匯處往往發育明顯的礦化異常且見礦較好，因此多期次構造的疊加不同程度地決定了鈾礦體的產出和保留形態。

在斷裂發育的同時，還伴生大量褶皺，而由于擠壓作用，平行于褶皺發育縱節理，而在垂直于褶皺軸方向則發育橫節理，局部地區發生斜交形成斜節理，而由于褶皺規模不同，節理的程度也各不相同，部分受主構造影響發生錯動，從而形成了局部斷裂。庫松木切克地區的卡拉達灣礦化異常區的穹窿以及阿克秋白地區北部的礦化異常區，其褶皺巖層中發育的大量節理和裂隙所表現的應力狀態亦是如此，而該類節理和裂隙為周圍含鈾富氧的地下水和地表水提供了向下滲透的通道和鈾沉淀富集的有利場所，同時為后期熱液改造及成礦提供了有利條件。此外，受艾比湖—八音溝弧形俯沖帶擠壓，以及博羅科努逆沖右行走滑構造運動的影響，使得區域主應力發生了偏轉呈NE向，但由于該區域主構造形跡為EW—NWW向，受此影響，使得沿早期先存斷裂發生了剪切作用，形成了具有走滑性質的逆沖扭動構造，并沿早期主位移帶發育了相關次級構造。因此，本研究認為在具有走滑性質的逆沖扭動構造應力作用下，其受力狀態以走滑應變為主，即沿主位移帶PDZ(EW—NWW向)，局部地區發育R型剪切破裂(NWW—NW向)、R'型剪切破裂(NEE—NE向)、P剪切破裂(EW—NEE向)、T破裂(SN—NEE向)、Y剪切破裂(EW—NWW向)以及局部收縮變形，在T破裂方向收縮分量使得垂直其方向形成逆斷裂，平行其方向局部伸展形成正斷裂(如馬尾狀斷層組合)(圖5)。由于區域內處于右旋擠壓應力狀態，因此，區內斷裂整體呈現出具有平移、逆沖的雙重運動方向，局部伸展拉張，對應目前的構造特征即表現為NW向逆斷裂和NE向正斷裂，并且該類斷裂上盤和作為區域內唯一一條NWW—SEE向庫松木切克北坡斷裂，兩者形成的另一方面原因便為受到區內走滑構造作用，局部形成拉張伸展，促使斷陷構造的進一步形成(即賽里木湖斷陷)，正是由于該局部拉張使得局部地區發生了應力釋放，促進了該區域鈾成礦元素的活化與富集。

圖5　剪切構造組合特征 ●—鈾礦異常點

3.3構造格局與成礦、控礦預測

在區域構造格局上，由南東至北西方向，主要分布著阿克秋白地區、庫松木切克地區以及庫爾捷列克—哈夏地區，目前在阿克秋白地區、庫松木切克地區均已發現了多個鈾異常點，而該2個地區分布的多個礦化異常點均分布于NW向庫松木切克北坡斷裂與巴依托拉克斷裂一側，且該2個斷裂分別向SE、NW向延伸，可能相連接。此外，在該2個斷裂的時代演化過程中，均切割了不同時代的地層和巖體。以上線索表明該2個斷裂的形成時代均相對較晚(中石炭世以后)，可能為同一期次的構造斷裂。因此，加強阿克秋白地區以及庫爾捷列克—哈夏地區庫松木切克北坡斷裂與巴依托拉克斷裂NW—E側的石炭系、泥盆系巖石的研究，尋找是否發育相關的鈾礦化特征，對該區域尋找新礦化區具有重要的指示意義。

4　結　論

(1)區域性俯沖作用形成的溝-弧-盆體系中，島弧帶為其重要的鈾成礦構造帶。

(2)區內的EW—NWW向斷裂控制了該區的構造格局特征，在其周圍發育的花崗巖、火山巖及中—基性巖脈附近均發育了明顯的鈾礦異常，且其巖體整體展布及鈾礦化展布均與主構造方向一致。

(3)由區域構造帶所衍生的NW、NE—NNE向斷裂為晚期酸性巖漿活動及成礦提供了有利空間，同時為后期熱液改造及成礦提供了有利場所。

(4)多組應力疊加所組成的構造組合，在其交匯部位往往成為大規模礦化活化、遷移、富集最為有利的地質場所，區內不同方向構造組合的疊加共同促成了區域鈾成礦。

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(收稿日期2016-04-29)

AnalysisoftheStructuresandUraniumMetallogenicCharacteristicsofKusongmuqieke-A′keqiubaiAreaofWesternTianshanMountains

ZhangMingzhengZhouHongweiYangWenlongShanCaote

(No.216GeologicalParty,ChinaNationalNuclearCorporation)

AbstractThe Kusongmuqieke-A′keqiubai zone of western Tianshan mountains is located in Ural-Mongolia orogenic system,the Kazakhstan Kokchetav uranium metallogenic zone is located in the western part of the Kusongmuqieke-A′keqiubai zone,they are belongs to the central Asian metallogenic province,which is the important uranium metallogenic zone in our country.The regional geological background,uranium mineralization characteristics,tectonic evolution and uranium metallogenic characteristics，tectonic fracture distribution and ore-controlling characteristics of the Kusongmuqieke-A′keqiubai zone are analyzed in detail,the analysis results show that under the background of regional tectonic evolution of subduction,the trench-arc-basin system which taking the island arc belt as the main uranium metallogenic tectonic belt is formed,uranium mineralization pattern in the area is determined by the regional main structures,the advantageous spaces of the mineralization,activation,migration,enrichment and mineralization with large scale of uranium are provided by the superposition of secondary tectonic stress and the stresses of different directions.Therefore,strengthen the study of the structures characteristics and uranium metallogenic can provide some important reference for the uranium deposit prospecting work in the Kusongmuqieke-A'keqiubai zone.

KeywordsRegional geological background, Uranium mineralization characteristics, Tectonic evolution, Tectonic fracture distribution, Ore-controlling characteristics

*中國地質調查局鈾礦地質調查項目(編號：12120113075300)。

張明正(1987—)，男，助理工程師，830011 新疆維吾爾自治區烏魯木齊市北京南路467號。