准噶尔盆地南缘硫磺沟地区砂岩型铀矿成矿条件分析

摘要

硫磺沟地区位于新疆昌吉市南西约50 km,大地构造位于准噶尔盆地南缘,跨天山山系和准噶尔盆地两大构造区,是古生代准噶尔-吐鲁番古块体与伊犁-中天山古块体结合区,南侧为塔里木板块,北侧为西伯利亚与哈萨克斯坦板块。准噶尔盆地南缘位于北天山的山前地带,中、新生界三叠系、侏罗系、白垩系及古近—新近系在南缘出露齐全,其中侏罗系为本地区主要的砂岩型铀矿找矿目标层。侏罗系在盆地南缘一般以角度不整合覆于下伏地层,其中中—下侏罗统为含煤岩系,上统为红色地层建造。近年来在硫磺沟地区部署实施的砂岩型铀矿找矿工作成果显著,目前主要见矿层位为中侏罗统头屯河组,在研究区出露广泛,为研究区主要找矿目标层,与下伏西山窑组为整合接触。出露岩性为厚层的块状砂岩与灰绿色、灰色夹紫红色、褐红色的条带状泥岩、砂质泥岩的互层,夹炭质泥岩、薄煤层和煤线;底部多为砂砾岩,中上部变细,以泥质沉积为主,构成一个正旋回;下部地层以灰绿、灰色碎屑岩为主,红色较少,上部则以红色、杂色碎屑岩为主,条带明显,局部全为红色,总厚度170~958 m。成矿层位主要位于该组下段的粗粒砂岩中。头屯河组沉积相变化较大,从下部冲、洪积扇堆积到中上部河流相、三角洲相直至浅湖相,沉积环境也由初期的温湿气候转变为晚期的干旱-半干旱环境。头屯河组底部槽状交错层理、向上变细的正粒序,以砂岩为主体发育特征,表明其形成于辫状河环境,而上段主要发育以泥岩夹薄层砂岩为主的砂泥二元结构,显示其形成于曲流河环境。根据最新的钻探成果显示,头屯河组下段的含矿砂岩主要分2层:(1)第一层含砾粗砂岩砂体厚度约50 m,深度位于420~470 m;(2)第二层含砾粗砂岩砂体厚约60 m,深度为480~540 m,且向西有加深的趋势。在两层含砾粗砂岩中可见较为丰富的有机质,主要为条带状和不规则状的碳屑及呈星点状分布的黄铁矿。砂体总体为次疏松-次致密,显示良好的成矿条件。综上所述,硫磺沟地区的头屯河组下段岩性以灰色的含砾粗砂岩为主,岩石次疏松-次致密,含丰富的碳屑和黄铁矿等有机质,形成于辫状河环境,砂体厚大,具备良好的砂岩型铀矿成矿条件,找矿前景良好。