试论柴达木盆地北缘构造样式与古、今层间氧化带的形成

第24卷2008年　第1期1月铀 矿 地 质Uranium Geolog yV o l .24Jan .No .12008试论柴达木盆地北缘构造样式与古、今层间氧化带的形成刘　林(核工业203研究所,陕西咸阳　712000)[摘要]柴达木盆地北缘是中新生代以来发育的块断带,中新生代盆地受逆冲推覆构造作用形成的构造岩席呈不同的展布形式。

本文通过对不同构造部位构造样式的分析、中下侏罗统层间氧化带发育特征的阐述,认为在与盆地蚀源区相向的目的层,即对冲构造样式是古层间氧化带的发育部位,而相一致的单冲构造与斜坡带构造样式是现代层间氧化带发育的有利部位。

[关键词]柴达木盆地北缘;构造样式;古、今层间氧化带[文章编号]1000-0658(2008)01-0012-05 [中图分类号]P 552 [文献标识码]A[收稿日期]2007-02-05[作者简介]刘　林(1964-),男,高级工程师,1987年毕业于华东地质学院。

柴达木盆地是我国第3大内陆盆地,蕴藏着丰富的矿产资源。

上世纪50年代以来,我国铀矿地质工作者对该盆地北缘地区开展了大范围的铀矿地质普查和砂岩型铀矿的综合地质调查评价工作,发现了诸如北大滩、德令哈北山、绿草山、路乐河、石地26等多处铀矿点、矿化点及大量的铀异常,反映出北缘地区具备有利的找矿前景。

笔者通过在该区的砂岩型铀矿资源评价工作,对构造样式和古、今层间氧化带的形成和发育有了初步的认识。

1　区域地质概况柴达木盆地北缘中新生代盆地基底主要由元古界达肯大坂群、全集山群,古生界寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、二叠系和中生界三叠系及加里东期、海西期、印支期和燕山期中酸性火成岩组成。

盆地盖层主要由下侏罗统小煤沟组、中侏罗统大煤沟组、上侏罗统采石岭组、红水沟组、下白垩统犬牙沟组、下第三系路乐河组、下干柴沟组、上第三系上干柴沟组、下油砂山组、上油砂山组和狮子沟组、第四系七个泉组及更新统-全新统冲洪积-湖积层组成。

中新生代以来的构造运动使盆地盖层发生了强烈的变形。

早侏罗世至早白垩世盆地北缘以伸展构造为主,形成了下侏罗统的断陷和中侏罗统-下白垩统坳陷式沉积,晚白垩世的构造运动使北缘地区发生了构造的转换,构造活动以逆冲推覆作用为主,形成了北西向的构造格局。

此后,北缘地区以弱伸展构造为特征,盆地区以前陆盆地为特点,沉积了第三系。

新生代晚期的构造运动继承了晚期燕山运动的特点[1],即以逆冲推覆作用为主,盆地继续收缩。

据资料分析,柴达木盆地北缘缩短了24km[2],形成了北缘中新生代第1期刘　林:试论柴达木盆地北缘构造样式与古、今层间氧化带的形成·13　·盆地特有的构造样式。

2　中新生代盆地构造样式的类型和特征关于柴达木盆地的构造样式,中国石油大学资源系戴俊生教授曾进行了详尽的研究,列出了14种构造样式(图1),认为柴达木盆地主要发育压缩构造样式,其次为伸展构造样式和走滑构造样式;而且将柴达木盆地中、新生代构造样式的演化分为3个阶段:燕山早期伸展构造样式发育阶段、燕山晚期至喜马拉雅中期压缩构造样式发育阶段和喜马拉雅中期压缩构造样式发育阶段和喜马拉雅晚期强烈构造样式发育阶段[3]。

通过对盆地北缘地区的地质调查和钻探研究,笔者认为北缘构造样式主要有对冲构造、斜坡带、单冲构造3种,均为压缩构造样式。

图1　柴达木盆地构造样式基本类型(据戴俊生,2000)Fig .1　The basic types of structu ral style in Qaidam b asin2.1　对冲构造对冲构造表现为断陷两侧受断裂控制的盆缘老地层向盆内逆冲上升,盆内快速下陷,沉积巨厚的第三-第四系。

如鱼卡断陷西部一带、大柴旦断陷、西大滩断陷等。

这些断陷盆地的控盆断裂断面向北倾斜,断裂北盘受构造的推覆形成拖曳褶皱,断裂南盘(盆内)强烈下降,被第四系覆盖,西大滩地区第四系厚300m 左右;大柴旦断陷带深凹处中、下侏罗统埋深达5000m 以上;平顶山-黄泥滩构造区侏罗系埋深达2215m [4]。

这些均反映出对冲构造造成盆地断陷区找矿目的层深埋的特点。

但受后期北东向构造的差异升降影响,该构造样式在北西方向上表现为隆升的对冲构造断块将中下侏罗统被抬至地表,但地层明显向盆外倾斜,包括找矿目的层亦向盆外(北)倾斜,例如鱼卡地区西部云雾山和滩间山夹持区、绿草山-大煤沟地区。

也就是说,对冲构造造成目的层的空间展布有两种结果,一是深埋,一是隆升。

2.2　斜坡带斜坡带的形成与逆冲推覆构造带的反向逆冲构造有关,蚀源区的地层明显向盆内倾斜,与盆内目的层的倾向一致。

这种构造不仅使目的层倾斜,同时使目的层抬升。

该构造样式是层间氧化带发育的良好部位(当然,氧化带的形成需要其他配套条件)。

赛什腾断陷北缘东北隅就是斜坡带的一例,断陷北缘中侏罗统向盆内倾斜,倾角为24°左右,目的层与蚀源区之间以断层接触。

钻孔剖面(图2)显示,中侏罗统地层的倾向与其在地表显示的倾向一致,层间氧化带的展布也与地层的倾向一致。

·14　·铀矿地质第24卷图2　赛什腾断陷高泉煤矿钻孔剖面图Fig.2　Section of boreh ole in Gaoquan coalmine of Saishenteng fau lt depression1———第四系;2———中侏罗统大煤沟组;3———氧化带;4———不整合面;5———煤层;6———钻孔编号/孔口标高。

2.3　单冲构造单冲构造是盆地北缘逆冲推覆构造带的主要构造样式。

受逆冲推覆构造的递进式发展,盆地内的找矿目的层呈叠瓦状展布。

鱼卡地区东部钻探剖面显示了单冲构造的典型模式(图3),这种构造样式也是盆地背驮式发育的结果。

该构造样式虽然遭受了逆冲推覆构造的改造,但是保留了伸展作用下的斜坡带特征。

该构造样式有利于含铀含氧地下水长期对找矿目的层的作用。

有利于古、今层间氧化带的发育。

3　古、今层间氧化带的发育特征前已述及,构造样式的演化分为3个阶段,各个阶段形成了不同类型的构造样式。

与构造样式相对应,层间氧化带的发育也可以划分为古、今两类。

3.1　古层间氧化带形成于伸展构造样式发育阶段从盆地北缘中新生代的地质构造演化可知,侏罗纪至早白垩世该区为伸展作用的构造运动方式,该时期形成了以断陷开始,以坳陷结束的盆地发展历史。

各时期的沉积记录显示,早期(早中侏罗世)沉积,在温暖潮湿气候条件下形成含煤碎屑岩建造,是该区主要的找矿目的层发育时期;晚期(晚侏罗世至早白垩世)沉积,在干燥炎热环境下形成红色碎屑岩建造。

晚白垩世该区整体抬升,缺失沉积。

这一完整的沉积旋回反映出早期为目的层的形成时期,晚期为在氧化条件下的古层间氧化带的发育时期。

通过对鱼卡地区的构造样式研究,笔者认为该区东段为一长期受背驮式构造拖曳的单冲构造样式,有利于古层间氧化带和现代层间氧化带的长期发育。

因为,这一构造样式继承了沉积时期构造样式的特点;而该区西段则不同,为一对冲构造,目的层与蚀源区相向,不可能形成现代层间氧化带,因此该区所发育的层间氧化带就是古层间氧化带。

可以认为,古层间氧化带的发育与盆地早期(即盆地受逆冲推覆构造之前)的构造样式有关。

晚白垩世之后,早期的构造样式有的保持了原状,有的被改造成了其他样式。

保持第1期刘　林:试论柴达木盆地北缘构造样式与古、今层间氧化带的形成·15　·图3　鱼卡地区东部钻孔剖面略图Fig .3　Sk etch section of borehole in eastern part of Yuka region1———第四系;2———第三系;3———上侏罗统红水沟组;4———上侏罗统采石岭组;5———中侏罗统大煤沟组;6———奥陶系上统;7———煤层;8———不整合面;9———断层编号;10———钻孔。

图4　柴达木盆地北缘鱼卡地区西段L 号勘探线钻孔剖面Fig .4　Section of explo ration line L in western part of Yu ka region in the north m argin of Qaidam basin 1———第四系;2———上侏罗统采石岭组;3———中侏罗统大煤沟组;4———下元古界达肯大坂群;5———推测断层;6———氧化带;7———铀矿化;8———钻孔编号(孔口标高)。

原状的构造样式,如单冲构造,是古、今层间氧化带的发育区;被改造的构造样式,如对冲构造,在后期基本未遭受氧化改造,但由于该区为油气发育区,可能受到了还原作·16　·铀矿地质第24卷用的改造。

如在鱼卡地区西部对冲构造北缘钻探剖面(图4)显示,下部的砂体顶部和底部有铀矿化,而砂体本身为灰色夹白色,可能为二次还原作用的结果。

3.2　现代层间氧化带的发育与斜坡带和单冲构造样式有关 众所周知,现代层间氧化带的形成对地层要求是必须有适于地下水形成补径排完整系统的斜坡带,而且这种斜坡带从形成至今依然保持了相对稳定。

据上述柴达木盆地北缘构造样式的划分和演化研究,认为在燕山晚期构造转换之后形成的斜坡带和单冲构造具有这种特点。

钻探结果证明了笔者的认识。

如图2所示,赛什腾断陷发育斜坡带构造样式,地层向盆内缓倾斜,在含铀含氧地下水的作用下氧化带发育。

该斜坡带地下水来源于赛什腾山。

对于单冲构造,样式中现代层间氧化带的发育已述及,在此不赘述。

4　两点基本认识(1)柴达木盆地北缘是晚期燕山运动以来在逆冲推覆构造作用下形成的,发育了对冲构造、斜坡带和单冲构造等3种构造样式。

构造样式的发育经历了3个阶段:早侏罗世至晚白垩世为伸展构造作用下的断-坳式构造盆地的发育时期,形成伸展构造样式;晚白垩世至新第三纪为挤压构造作用下压缩构造样式的形成发育时期;晚新生代以来的挤压构造作用递进式的发展使前构造样式得到强化。

(2)古、今层间氧化带的发育与构造样式有密切的关系,古层间氧化带的发育与早侏罗世至晚白垩世伸展构造作用下的伸展构造样式有关;对冲构造样式保持了古层间氧化带,但受到了油气还原作用的改造;单冲构造样式有利于古、今层间氧化带的持续发展;斜坡带是现代层间氧化带发育的构造样式。

分析构造样式与古、今层间氧化带的形成关系,对于寻找层间氧化带砂岩型铀矿具有重要的指导作用。

[参考文献][1]马金龙,李凤君,贾庆军.柴达木盆地北部碰撞构造与盆地改造变形[J].石油实验地质,2002.24(4).[2]胡受权,曹运江,黄继祥,牟中海.柴达木盆地侏罗纪盆地原型及其形成与演化探讨[J].石油实验地质,1999.21(3).[3]戴俊生.柴达木盆地构造样式控油作用分析[J].石油实验地质,2000.22(2).[4]张建忠,吴金才,高山林.柴达木盆地北缘大柴旦区块油气成藏条件分析[J].中国西部油气地质,2006.2(1).Analysis on fault styles and formation of paleo and presant interlayer oxidation zone in northern margin of Q aidam basinLIU Lin(Res earch institute o f No.203,CNNC,X iany a n g,S haan xi712000,Chin a)Abstract:T he north margin of Qaidam basin is a f ault block which developed f rom Cenozoic to M esozoic Era,struct rual sheets formed by overthrust and nappe st ructrue are of different sty les in the Cenozoic-M esozoic basin.A fter analyzing the struct rual styles in dif ferent st ruct rual location and the evolution characteristics of int erlayer oxidation zones in M iddle-Lower Jurassic st rata,the authors recognized that paleo int erlayer oxidation zone were developed in the dual-upthrust st ructures w here the dip of target lay-er is againt the eroding plane of the source area and present int erlayer oxidation are developed in the mono-upthrust and slope st ructures where the target layer and the eroding plane of the source area bear the same dip.Key words:northern margin of Qaidam basin;fault style;paeo and present interlayer oxidation zone。