伊犁盆地内砂岩型铀矿分布在中下侏罗统水西沟群（J1-2sh）暗色含煤碎屑岩建造中。同时，在中下侏罗统水西沟群中也发现较好的油气分布。以往对伊犁盆地铀矿床的成因认识基本上都是层间氧化带成因观点，多认为铀成矿富集机理是含矿层沉积时堆积的有机质及沉积成岩阶段形成的低价硫化物对层间渗入氧化水中铀的还原吸附作用，而对同盆地产出的油气与铀成矿之间的相互关系研究较少。只有李细根提出烃储构造附近是伊犁盆地层间氧化带控矿的最有利地段，并认为厚层煤变质可形成成矿所需的烃气体，但遗憾的是作者未给出详细的证据。
此外，我国北方其他产砂岩型铀矿的中新生代陆相沉积盆地，如鄂尔多斯盆地、吐哈盆地、二连盆地、塔里木盆地、松辽盆地等，同时也是产油气盆地。这种铀、油（气）同盆共存现象是否暗示油气与铀成矿具有一定的共生关系呢？为此，我们试图以伊犁盆地为例，从伊犁盆地含矿砂岩的酸解烃分析、石英和长石碎屑成岩愈合微裂隙及胶结物中的油气包裹体及其气相色谱特征研究入手，结合盆地断裂活动与油气及砂岩型铀矿的空间（定位）关系，探讨沉积盆地内油气活动与砂岩型铀矿成矿关系。
一、伊犁盆地油气、铀矿床（点）与断裂体系空间分布关系
伊犁盆地断裂体系以近EW和NWW-SEE向为主，NE-SW断裂为辅的构造格局（图2-8-5）。EW和NWW-SEE向主要断裂自北向南为萨尔布拉克断裂、霍城托开断裂、东曼里塔勒迪断裂等，它们控制了盆地主要构造格局和发展演化。NE-SW向主要有喀什河断裂等，它们主要起到局部构造分块的作用，对整个盆地发展演化作用不是十分明显。
图2-8-5 伊犁盆地主要铀矿床（点）、地表油苗与断裂构造分布图
1—钻孔及编号；2—实测断层；3—隐伏断层；4—盆地边界；5—铀矿床（点）；6—主要矿床编号：511为扎基斯坦矿床，512为库捷尔太矿床，513为乌库尔其矿床；7—地面沥青；8—地面油砂
从图2-8-5可以看到，盆地北缘已发现的铀矿点主要分布在NWW-SEE向霍城托开深大断裂附近，盆地南缘已发现的铀矿床及矿点主要位于EW向东曼里塔勒迪深大断裂附近。盆地地面沥青和地面油砂也主要分布在这两条EW向及NWW-SEE向深大断裂的东侧。这种铀矿化、地表油苗与深大断裂三位一体的空间耦合，反映该盆地砂岩型铀矿与深部油气的向上运移活动可能存在某种密切的内在联系。
众所周知，由于受地层负荷作用的影响，油气等深部流体易沿断裂向上运移，在断裂面附近形成较为强烈的还原场。当自盆地边缘向盆地内部渗入的含氧含铀层间承压水流经切层的深大断裂时，一方面，由于断裂的减压作用，含氧含铀的层间承压水向地表排泄，促进地下水的循环和其中铀酰络合物的分解，造成铀的沉淀、富集成矿。另一方面，更重要的是在断裂附近，由于地球化学环境的突然改变（强还原场的存在），含氧含铀层间水中的铀酰络合物易被还原沉淀，形成铀矿化。因此，深大断裂对铀矿床的空间定位机制，主要是深部油气对铀酰络合物的还原沉淀作用，其根本原因是在深大断裂附近地球化学环境变化最大。
二、油气包裹体及其气相色谱特征
（一）油气包裹体特征
镜下观察表明，伊犁盆地库捷尔太矿床和乌库尔齐矿床中下侏罗统水西沟群含矿砂岩矿石及围岩的成岩期胶结物方解石及石英、长石碎屑的微裂隙中均发育有较多的气烃包裹体和液烃包裹体。气烃包裹体孤立或成群分布，在透射单偏光下呈现灰褐色，略带黄色，在UV激发荧光下为浅蓝绿色（图2-8-6a、b）。液烃包裹体多为均匀成群分布，在透射单偏光下呈现黑褐色，在UV激发荧光下为浅蓝白色（图2-8-6c、d）。包裹体发育特征表明伊犁盆地曾有过至少一次石油运移、聚集和一次天然气运移、聚集的过程。根据伊犁盆地砂岩型铀矿成矿时代主要为25～1Ma，可以推断油气主要运移时间早于砂岩型铀矿成矿作用发生时间。换句话说，盆地内油气活动使含矿砂岩中积累了较多的还原性物质，为之后的铀还原富集成矿奠定了基础。
图2-8-6 伊犁盆地铀矿床含矿砂岩中的油气包裹体
（二）油气包裹体气相色谱特征
伊犁盆地库捷尔太矿床和乌库尔齐矿床中下侏罗统水西沟群含矿砂岩矿石及围岩中的油气包裹体饱和烃气相色谱分析结果见表2-8-7。
表2-8-7 伊犁盆地铀矿床含矿砂岩中的油气包裹体饱和烃气相色谱分析结果
注：分析单位：中国石油勘探开发研究院实验中心；Pr为姥鲛烷；Ph为植烷；CPI、OEP为奇数碳优势指数。
从表2-8-7中可见，Pr/nC17和Ph/nC18分别为0.55～0.73和0.46～0.76，均为低值；轻烃含量指数
另外从图2-8-7可见，主峰碳为C16～C18，且均为“单峰型”，说明该地区油气来源于成熟度较高的深部烃源岩，而非仍处于褐煤阶段的含矿层本身的煤层。表2-8-7 中Pr/Ph在1±，也表明伊犁盆地油气属非煤成气成因。从以上分析可见，就油气对铀成矿还原作用而言，深部油气比含矿层煤成气更为重要。
此外，伊犁盆地地面沥青和地面油砂主要分布在盆地东部的二叠纪地层之中，预示伊犁盆地的烃源岩为二叠纪或比二叠纪更老的地层，也表明伊犁盆地南缘铀矿床含矿砂岩中的油气来源于深部二叠纪或更老的烃源层。
三、含矿砂岩酸解烃特征
本次研究对取自伊犁盆地南缘乌库尔其铀矿床ZK36933孔和扎基斯坦铀矿床ZK2701孔中侏罗统西山窑组含矿砂体矿石及附近围岩的11个样品进行了酸解烃分析。其中样品W2701-1、W2701-6、W2701-8、W2701-12位于ZK2701孔孔深317～324m处，岩性为灰色中砂岩。样品W36933-1、W36933-5、W36933-7、W36933-9、W36933 11、W36933-13、W36933-16位于ZK36933孔孔深190～197m处，岩性均为灰色粗砂岩。11个样品的酸解烃分析结果见表2-8-8。
为研究甲烷和总烃与铀矿化成矿关系，我们将11个样品的铀含量分别与甲烷和总烃含量作散点图（图2-8-8，图2-8-9）。
图2-8-8显示出含矿砂岩矿石及围岩中的甲烷含量与铀含量呈现出较明显的反比关系；图2-8-9也显示出含矿砂岩矿石及围岩中的总烃含量与铀含量呈现出较明显的负消长关系。这些关系特征表明甲烷等烃类物质在铀成矿过程中可能参与了铀还原沉淀的反应。也就是说，有一部分甲烷等烃类物质在铀成矿过程中可能被氧化掉了。
图2-8-7 伊犁盆地铀矿床含矿砂岩中的油气包裹体饱和烃气相色谱碳数分布图
表2-8-8 伊犁盆地含矿砂体矿石及围岩酸解烃分析结果
注：分析单位：上海大学生命科学学院中心实验室；表中甲烷等烃类含量单位为μL/kg；铀含量单位为10-9。
图2-8-8 伊犁盆地含矿砂体矿石及围岩甲烷含量与铀含量散点图
最佳拟合一次线性方程：
铀含量=-0.248·甲烷+867.258
图2-8-9 伊犁盆地含矿砂体矿石及围岩总烃含量与铀含量散点图
最佳拟合一次线性方程：
铀含量=-0.147·总烃+832.346
四、油气对铀矿化还原作用机理探讨
伊犁盆地油气对砂岩型铀矿成矿作用机理主要表现在以下几个方面：①深部油气上升进入含矿层后，可不断消耗含矿含水层中的自由氧，形成缺氧环境，同时使含矿层砂岩积累了较多的还原性物质，造就了含矿层较强的还原环境，为铀的还原沉淀成矿奠定基础。②在缺氧条件下，油气中的甲烷等烃类化合物可以同含矿含水层地下水中的
中国西部中亚型造山带中新生代陆内造山过程与砂岩型铀矿成矿作用
Fe2O3+4H2S=2FeS2+3H2O+2H+
中国西部中亚型造山带中新生代陆内造山过程与砂岩型铀矿成矿作用
中国西部中亚型造山带中新生代陆内造山过程与砂岩型铀矿成矿作用
五、结论
1）油气包裹体及其气相色谱特征表明，伊犁盆地至少发育过一期石油和一期天然气运移、聚集过程；伊犁盆地南缘铀矿床含矿砂岩中的油气来源于深部二叠纪或更老地层的较成熟的烃源层。
2）油气一方面消耗了含矿含水层中的大量氧气，造就了含矿层较强的还原环境；另一方面也参与了铀成矿过程的氧化还原反应，加速了铀还原、沉淀、富集成矿的速度。因此在富矿带甲烷等烃类明显减少。
3）盆地构造格局和发展演化主要由近EW向和NWW-SEE向断裂体系控制，深部油气主要沿近EW向东曼里塔勒迪深大断裂和NWW-SEE向霍城托开深大断裂向上运移，造成断裂附近形成较强的还原障，进而控制了盆地砂岩型铀矿床（点）的空间分布。
根据上述油气活动与地浸砂岩型铀矿成矿关系研究，我们建议伊犁盆地今后的地浸砂岩型铀矿找矿工作重点要放在东曼里塔勒迪断裂及其次级断裂活动区附近。
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（李胜祥，欧光习，韩效忠，李细根，蔡煜琦，王果）