塔西地区富烃类还原性盆地流体与砂砾岩型铜铅锌-铀矿床成矿机制

塔西地区萨热克大型砂砾岩型铜矿床和乌拉根铅锌矿床进入矿山开发期,今后找矿潜力大但成矿机制不明,制约了成矿与找矿预测。基于构造岩相学和地球化学岩相学,以西南天山造山带为核心,塔西地区前陆盆地、山间盆地和后陆盆地对于砂砾岩型铜矿床、铅锌矿床和铀矿床有不同控制作用:1在西南天山造山带北侧的托云中—新生代后陆盆地系统中,其次级盆地(萨热克巴依中生代山间拉分断陷盆地)上侏罗统库孜贡苏组上段为萨热克式砂砾岩型铜矿赋存层位;2在西南天山造山带南侧的前陆盆地系统中,乌拉根砂砾岩型铅锌矿赋存在下白垩统克孜勒苏群顶部与古近系底部,巴什布拉克大型砂岩型铀矿床赋存在伽师前陆盆地克孜勒苏群中;3在前陆盆地系统中,古近系顶部和新近系渐新统—中新统为砂岩型铜矿床赋存层位。富烃类还原性盆地流体识别构造岩相学标志为沥青化蚀变相、沥青化—褪色化蚀变带、碎裂岩化相和沥青化蚀变相多重耦合结构;地球化学岩相学标志包括富含有机碳,矿物包裹体中含有含烃盐水、气态烃-液态烃-气液态烃、轻质油和沥青等有机质类包裹体,低盐度和中盐度成矿流体,Cu-Ag-Mo同体共生矿体,氧化相铜、硫化相铜和钼硫化物等。砂砾岩型铜铅锌-铀矿床成矿机制主要包括:1同生断裂带由走滑拉分断陷发生构造反转后,转变为挤压收缩体制,即烃源岩大规模生烃-排烃机制;2反转构造带、区域性不整合面、滑脱构造带、高孔隙度和渗透率砾岩等构造岩相带为富烃类还原性盆地流体大规模运移构造通道;3高孔隙度和渗透率砾岩类下部低渗透率泥质粉砂岩和上部含膏泥岩为岩相岩性圈闭构造岩相学标志;4大规模富烃类还原性盆地流体与含铜紫红色铁质杂砾岩(氧化相铜)有多相流体多重耦合结构,可能是砂砾岩型铜矿床大规模富集成矿机制,低温卤水沉积叠加富烃类还原性盆地流体成矿可能是形成砂砾岩型铅锌矿床机制,富烃类还原性盆地流体多期次混合与氧化相铀被还原可能是砂岩型铀矿富集成矿机制。

准噶尔盆地西北缘深部烃类流体与表生氧化流体叠合铀成矿作用

为查明准噶尔盆地西北缘中、下侏罗统砂岩铀矿化成因及其与烃类流体间的关系。通过对目的层油砂提取物碳同位素和Re-Os同位素测试,得出目的层中的烃类主要是深部油气藏在晚侏罗世-早白垩世时期(155±51 Ma)遭受构造破坏逸散后充注的,初始来源于玛湖坳陷下二叠统风城组烃源岩。结合野外地质调查、岩心宏观及镜下微观鉴定,得出目的层砂岩在烃类流体充注前后分别遭受过后生氧化作用。前期古氧化作用程度强,发育赤铁矿化,成矿潜力大;而后期氧化为近现代氧化,强度偏弱,以褐铁矿化为主,时代新,成矿规模小。最终,建立了该区中、下侏罗统砂岩烃类流体还原与后生氧化耦合的四阶段铀成矿模式:(1)八道湾组-西山窑组期间为原生还原性含矿建造形成期;(2)头屯河组-齐古组期间为古层间氧化带及其古铀矿床形成期;(3)齐古组晚期-新近纪末为烃类流体充注还原与泥岩超覆掩盖期;(4)第四纪以来为近现代层间氧化带及其铀矿体形成期。该模式的提出对含油气盆地内砂岩型铀矿找矿具有指导意义。

鄂尔多斯盆地北部延安组白色砂岩形成的稳定同位素示踪及其地质意义

鄂尔多斯盆地东北部延安组顶部存在大规模的白色砂岩,形成当地的大型高岭土矿床。该白色砂岩与东胜—杭锦旗一带发现的大型砂岩铀矿含矿层位直罗组相邻相近;研究表明白色化与铀矿的富集保存、控矿砂岩的绿色蚀变、碳酸盐化等空间关系密切,成因相似,均与盆地中部上古生界天然气向北运移耗散所导致的低温气-水热液流体中烃类还原的流-岩作用有关。文中重点从稳定同位素示踪白色砂岩形成的地球化学成因机制和过程,同时也指示了本区存在天然气耗散的动力学背景。高岭石氢氧同位素揭示白色化砂岩形成的高岭土矿床成因以低温热液作用为主,与东胜铀矿形成的低温热液作用为同一性质及事件;高岭石硅同位素与铀矿石中铀矿物铀石的硅同位素数据相近,而与成岩作用黏土的硅同位素特征相去甚远,进一步证明了白色砂岩与铀矿化是在同一低温热液事件作用下的产物。碳氧同位素说明白色砂岩形成的流体与有机质来源有关,结合东胜砂岩铀矿有机地球化学及本区天然气耗散地质事件的背景,认为该有机质来源于向北耗散的上古生界天然气。方解石包裹体氢氧同位素特征表明,流体中水的性质和来源为大气降水。系统总结和综合以上认识认为,本区白色砂岩的形成过程是,中部上古生界低温天然气向北运移耗散至浅部延安组—直罗组,与地下水一起构成低温"天然气-水"混合热液,该低温热液的烃类还原作用同时导致了本区延安组顶部白色砂岩的形成以及直罗组下部东胜铀矿的富集保存、砂岩的绿色化和碳酸盐化等蚀变现象,从而形成本区东胜超大型铀矿及大型高岭土矿床和相关的烃类还原蚀变现象,构成现今多种能源及相关资源同盆共存、共荣的局面。