新疆西天山卡拉達灣地區鈾成礦分析

王強強 文加喜 李炳謙 李 剛 蒲小晨

（核工業二一六大隊，新疆 烏魯木齊830011）

0 引言

卡拉達灣位于天山—北山成礦省北天山成礦遠景帶西部主要鈾成礦集中區。其南北緊鄰伊犁盆地北緣鈾成礦集中區及溫泉成礦集中區，在區域上位于有利的鈾成礦位置[1~4]。20世紀50年代以來，核工業系統在區內先后發現了一批鈾異常點和礦化點，在卡拉達灣地段圈出長1 000 m，寬150~200 m的鈾異常帶。經分析認為，該異常為碳硅泥巖型[5~7]。本文從區域地質背景、構造特征、鈾控礦因素等角度分析認為，卡拉達灣地段深部具有良好的找礦前景。

1 研究區地質特征

1.1 區域地質背景

研究區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向斜和賽里木地塊的庫松木切克凸起，北西向、北東向構造十分發育，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，有間歇性火山活動和酸性巖漿活動[8~10]。目前，區內已發現眾多鈾異常、礦化點，其中北部卡拉達灣地段最為典型。

1.2 研究區地質特征

1.2.1 地層特征

卡拉達灣礦點分布于上泥盆統托斯庫爾它烏組（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巖為主，夾條帶狀黑色炭質板巖和透鏡狀淺灰色灰巖，火山塵凝灰巖當量鈾含量為5.23×10-6～1.8×10-5，致密堅硬，呈厚層狀，富含黃鐵礦而表面風化呈褐紅色；炭質板巖當量鈾含量為1.833×10-5～8.2×10-5， 主要成分炭質， 最高含量可達70%，次為泥質，并富含黃鐵礦；灰巖平均鈾含量為4.90×10-6，規模不大，呈透鏡狀夾于火山塵凝灰巖及炭質板巖中。鈾異常、礦化多發育在炭質板巖順層或切層破碎帶和灰巖被接觸交代形成的矽卡巖中。

1.2.2 構造特征

區內構造活動強烈，主要表現為早期北西向斷裂及晚期的北東向斷裂。北西向主要為區域性大斷裂，形成于晚古生代之前，至華力西期及新近紀之后仍有活動，控制著區內鈾礦化的空間分布，同時也控制著晚期霏細斑巖、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（見圖1）。

圖1 研究區區域地質圖

1.2.3 鈾礦化特征

區內礦化主要產于目的層黑色炭質板巖破碎帶及灰白色矽卡巖內，呈似層狀、透鏡狀沿構造破碎帶斷續出露于地表，長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，構造裂隙中可見大量鈾異常，最多達14層；（2）鈾礦化均賦存于灰黑色炭質板巖內，并與酸性巖體有關；（3）碳酸鹽化、矽卡巖化于鈾礦化密切相關，并且Cu、Pb、Zn、V元素與U相共（伴）生。

2 鈾成礦因素分析

2.1 區位優勢

區內鈾礦點位于天山褶皺系西段汗吉尕褶皺帶，鈾礦點往往產出在托斯庫爾它烏組地層厚度較大的凹陷部位，斜坡帶內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、炭質含量較高，大量的鈾礦物在早期成巖時期就發生了預富集，局部甚至達到低品位鈾礦化。華力西期之后，頻繁的巖漿活動為鈾的活化遷移創造了有利條件。

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。斷裂兩側分布有大量鈾異常點，構造裂隙為巖漿熱液提供了通道及場所。

2.3 內外鈾源的疊加富集

含礦段屬在還原環境下形成的一套富鈾建造，當量鈾含量較高，有利于鈾成礦。此外，后期沿裂隙侵入的二長花崗巖、石英斑巖等酸性巖脈中也含有較多的鈾元素，屬富鈾巖體。酸性熱液活動一方面改變了區內原有的地熱平衡，為鈾元素的活化遷移創造了條件，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巖發生矽卡巖化、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

根據地質演化史及鈾成礦因素分析認為，區內鈾礦化是多期次改造的產物，不同階段其成礦作用也不盡相同，其形成主要經歷了以下兩個階段。

3.1 沉積預富集階段

研究區目的層沉積時伴隨火山作用，使大量的H2S進入海水，使海洋變成一個強還原環境，蝕源區氧化遷移的高價態鈾和火山噴發的鈾被還原。由于火山作用導致氣候變暖，海洋中菌類、藻類生物大量死亡，形成炭質顆粒，這時低價態鈾元素以類質同象形式進入含鈾礦物和被炭質、黏土質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、黃鐵礦的炭質板巖[8,9]。多次造山運動的影響，使巖層中的許多物質組分發生改變。如黏土質、硅質、鈣質等發生重結晶，有機質變質，以及可能產生的粘土質和有機質對鈾的解吸作用。在粒間溶液的作用下，又使鈾在某些地段得到進一步富集。

3.2 熱液改造富集成礦階段

成巖之后的構造運動是成礦過程中的主要動力，它可使埋藏在深部的鈾源層上升到近地表處，同時有使機械物理性質不同的巖層之間產生層間斷裂、裂隙或破碎帶。在風化作用初期，地勢相對較高的地方（如背斜鈾部）首先遭受風化作用，結果使鈾源層中的鈾有很大一部分轉入地下水，順沿斷層遷移，特別是向斜翼部的層間斷裂滲透，并在氧化還原過渡帶富集成礦和積聚，最后形成鈾礦化。由于巖漿活動的影響，晚期巖漿期后熱液、沿其構造上升，同時帶入深部鈾源并活化圍巖中的鈾，伴有強烈的矽卡巖化、硅化及碳酸鹽化，并對原有異常礦化進行遷移和疊加富集，形成鈾礦化（見圖2），其深部根據鉆探揭露，發現多層鈾礦化、異常，找礦潛力較大。

圖2卡拉達彎地區鈾成礦模式圖

4 結論

卡拉達彎地區托斯庫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板巖及灰白色矽卡巖內，鈾礦化受控于北西向破碎帶，與中酸性脈體密切相關，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。