張虎軍 方敏 邱余波

摘 ?要：通過野外露頭觀察、巖心編錄和測井資料等工作方法，結(jié)合連井相分析和砂體空間展布特征，對研究區(qū)西山窯組下段巖性巖相特征進(jìn)行深入解剖。在分析研究區(qū)西山窯組下段巖性特征、砂體發(fā)育特征的基礎(chǔ)上，結(jié)合伊犁盆地南緣沉積體系演化特征，認(rèn)為西山窯組下段砂體的成層性、連通性、穩(wěn)定性好、厚度適中、固結(jié)松散，為含礦流體運(yùn)移和儲礦提供了良好的儲層空間;西山窯組下段以扇三角洲前緣相為主，形成兩條NE向展布的穩(wěn)定河道，水下分流河道向郎卡一帶延伸入湖，形成扇三角洲前緣水下分流河道。水下分流河道和水下分流河道間兩個微相的相變對鈾成礦有重要的控制作用，鈾礦體主要分布于扇三角洲前緣分流河道砂體中。

關(guān)健詞：伊犁盆地;蒙其古爾鈾礦床;砂巖型鈾礦;西山窯組下段;巖相特征

20世紀(jì)90年代初以來，我國引進(jìn)了中亞地區(qū)及俄羅斯等國的層間滲入成礦理論，即“水成鈾礦理論”，掀起了在北方諸盆地中找礦的高潮，取得了豐富的成果與認(rèn)識。尤其是在伊犁盆地南緣找礦中取得了巨大突破，成為國內(nèi)規(guī)模最大的可地浸砂巖型鈾資源開采基地[1]。目前，伊犁盆地南緣砂巖型鈾礦勘查工作集中在中西段。蒙其古爾鈾礦床位于伊犁盆地南緣中部礦集區(qū)，礦床規(guī)模達(dá)特大型，資源量仍持續(xù)增加，勘查工作逐步向深部推進(jìn)，勘查深度由300 m逐步到800 m，尤其是礦床東部郎卡以東地段，少數(shù)鉆孔突破1 000 m，仍可揭露到較好的層間氧化帶和工業(yè)鈾礦體。研究區(qū)西山窯組下段在礦區(qū)東段顯示出較大的鈾資源潛力，是今后鈾資源擴(kuò)大的主攻層位。蒙其古爾地區(qū)砂巖型鈾礦化最早發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)50年代中后期，針對礦區(qū)的研究工作主要集中在600 m以淺的中西部。張占峰等闡述了蒙其古爾鈾礦床成礦驅(qū)動因素[2]，認(rèn)為研究區(qū)東部蘊(yùn)藏著很大的成礦潛力;王勛等分析了蒙其古爾地區(qū)中部賦鈾層砂體厚度和砂地比特征[3]，認(rèn)為對成礦最為有利的沉積微相為二級和三級分流河道，砂體厚度過大的一級分流河道并不利于成礦;王冰等從成礦機(jī)理分析，認(rèn)為構(gòu)造、水動力系統(tǒng)、鈾源和鈾儲層是成礦基本條件，還原性物質(zhì)含量是富大礦體形成的關(guān)鍵[4]。相對于礦床中西部（淺部）找礦而言，東部（深部）基礎(chǔ)地質(zhì)研究極為缺乏，鑒于此，本文以砂巖型鈾礦控礦因素——巖性巖相為切入點，對研究區(qū)西山窯組下段鈾成礦規(guī)律做了系統(tǒng)分析和總結(jié)，為今后蒙其古爾鈾礦床東段深部鈾礦找礦勘查部署提供理論依據(jù)。

1 ?地質(zhì)背景

伊犁盆地是天山造山帶中的山間盆地，在大地構(gòu)造單元劃分上歸屬天山造山帶中的伊犁-中天山微地塊，盆地夾持于哈薩克斯坦板塊和塔里木板塊之間，盆地呈東窄西寬的楔形展布，中新生代以來構(gòu)造演化具擠壓性質(zhì)，且新老構(gòu)造格局相似，南緣以相對穩(wěn)定的翹傾抬升為主，形成緩傾斜坡帶，而北緣構(gòu)造活動相對較為強(qiáng)烈。研究區(qū)位于伊犁盆地南緣斜坡帶中東部，西鄰扎吉斯坦鈾礦床，東至切金溝，東西長近12 km，構(gòu)造單元劃分處于伊犁盆地南緣構(gòu)造活動區(qū)，次級構(gòu)造單元?dú)w屬于郎卡倒轉(zhuǎn)凹陷。向西與扎吉斯坦屜狀向斜相接，該向斜整體上呈西南、西北和東南三面翹起，向NE方向敞開的構(gòu)造形態(tài)，向斜的軸部位于扎吉斯坦河河谷地段，傾向45°～48°，傾角6°～8°。因此，研究區(qū)實質(zhì)上又是扎吉斯坦向斜的東延部分，包括倒轉(zhuǎn)凹陷內(nèi)的切金溝向斜部分。蒙其古爾鈾礦床夾持于F1、F2和F3斷裂之間呈傾向NE的緩傾斜單斜帶上，地層平均傾角不大于10 °（圖1）。

研究區(qū)中新生代地層直接覆蓋于中—下石炭統(tǒng)中酸性火山巖、火山碎屑巖基底古風(fēng)化殼之上，自下而上由中上三疊統(tǒng)小泉溝群（T2-3xq）沖積扇-濱淺湖沉積、中下統(tǒng)水西溝群陸相含煤碎屑巖建造、中侏羅統(tǒng)頭屯河組河流相沉積、新近系和第四系沖洪積物組成。中下統(tǒng)水西溝群超覆不整合于石炭系基底之上，為一套陸相含煤碎屑巖沉積，可見十二層煤（第一～第十二煤），以第五、八、十煤最為穩(wěn)定，是研究區(qū)地層劃分和對比的標(biāo)志層。根據(jù)中下侏羅統(tǒng)水西溝群巖石特征與煤層標(biāo)志將其自下而上劃分為下侏羅統(tǒng)八道灣組、下侏羅統(tǒng)三工河組、中侏羅統(tǒng)西山窯組 [5]。通過近年來在該礦床的鈾礦勘查工作，揭露到的工業(yè)鈾礦體主要賦存于下侏羅統(tǒng)三工河組下段和中侏羅統(tǒng)西山窯組下段，其中中侏羅統(tǒng)西山窯組下段工業(yè)鈾礦帶面積最大，連續(xù)性最好，也最具成礦潛力。

2 ?巖性特征

中侏羅統(tǒng)西山窯組下段地層厚度60～70 m，平均65 m。鉆孔巖心觀察，巖性總體以粗粒砂巖和砂質(zhì)礫巖為主，垂向上的粒度組成變化自下而上具有由粗到細(xì)或細(xì)-粗-細(xì)的特征，上部為粉砂巖、泥巖與煤（第八煤層）（圖2）。巖石色調(diào)主要為黃色、紅色和灰色，碎屑成分主要為石英和巖屑，少量長石，泥質(zhì)膠結(jié)，固結(jié)疏松。受層間氧化流體改造，巖石蝕變現(xiàn)象普遍，氧化帶發(fā)育褐鐵礦化，少見有機(jī)質(zhì)、炭屑等;原生帶中巖石多見條帶狀和塊狀炭屑，細(xì)粒狀和集合體狀黃鐵礦也較常見，膠結(jié)類型以孔隙式膠結(jié)為主，除少數(shù)填隙物有碳酸鹽膠結(jié)物外，大都是粘土礦物，常見的沉積構(gòu)造有沖刷面、水平層理、平行層理、交錯層理、遞變層理構(gòu)造和擠壓構(gòu)造等。測井曲線形態(tài)表現(xiàn)為：漏斗型、箱型、漏斗型-鐘型。

3 ?巖相特征

3.1 ?連井剖面特征

研究區(qū)鈾礦體主要賦存于中侏羅統(tǒng)西山窯組下段，沉積環(huán)境以扇三角洲沉積為主，扇三角洲前緣相是沉積的主體，在蒙其古爾-郎卡一帶形成較穩(wěn)定的分流河道，扇三角洲平原相至P0線以東地段逐漸演變?yōu)榍熬壪嗨路至骱拥?，具穩(wěn)定的泥-砂-泥結(jié)構(gòu)，粒度粗，滲透性好。研究區(qū)西山窯組下段由1～2層砂體組成，上段砂體自西向東由厚變薄，尖滅至L57線，分布范圍小、連通性、成層性差、厚度大都小于5 m，巖石色調(diào)為灰白色，還原劑含量極低，因此不發(fā)育層間氧化帶和鈾礦化;下段含礦層厚20 m左右，砂體沿NE向逐漸變薄，從30 m減至10 m，粒度從砂質(zhì)礫巖為主逐漸過渡為中、粗砂巖（圖3）。通過統(tǒng)計砂體厚度與礦體的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)礦體一般分布于厚度大于5 m的砂體中，小于5 m的砂體中一般不發(fā)育層間氧化帶及鈾礦化，砂體厚度為8～20 m時礦化最好。研究區(qū)西山窯組下段含礦砂體厚度多為5～30 m，砂體連通性、穩(wěn)定性較好，總體有利于層間氧化帶的發(fā)育和礦化的形成。砂體多呈下粗上細(xì)的正韻律沉積特征，部分地段呈細(xì)-粗-細(xì)全韻律沉積特征。砂體一般發(fā)育1～2個泥質(zhì)巖夾層，厚度多小于1 m，礦體主要賦存于下部砂體中。

3.2 ?砂體厚度平面展布特征

西山窯組下段下亞段砂體在研究區(qū)規(guī)模大、穩(wěn)定性、連通性好，一般由2～3層單層砂體組成。從砂體厚度等值線圖可見，厚20～25 m，最厚32.40 m，最小厚度6 m，平均23 m，砂體底板埋深200～980 m，由SW到NE方向逐漸變深（圖4）。總體上在P48～L80線砂體呈NE向展布，在L57～L17線以L41線為中心形成兩個砂體高值集中區(qū)，分別為P55～L49線和L25～L17線，厚度25～30 m，在L41線以L4116為中心形成砂體低值區(qū)，最小砂體厚度11.60 m，L60線以東砂體厚度逐漸減至5 m。富大礦體主要分布在砂體厚度較大區(qū)域和砂體厚度由厚變薄的過渡部位，砂體厚度小的地段，礦體寬度也較小，形態(tài)也較為復(fù)雜。

3.3 ?巖性巖相平面展布特征

伊犁盆地南緣在中生代沉積時期，經(jīng)歷了下侏羅統(tǒng)八道灣組的水退、三工河組的水進(jìn)、中侏羅統(tǒng)西山窯組下段的水退、西山窯組中段的水進(jìn)，到西山窯組上段的水退，在水西溝群沉積晚期，也就是頭屯河組沉積期前，湖水已逐漸退出盆地南緣[6];從沉積相平面展布圖可見，蒙其古爾鈾礦床西山窯組下段以扇三角洲前緣相為主，形成兩條NE向展布的穩(wěn)定河道。河道向郎卡一帶延伸入湖，形成扇三角洲前緣水下分流河道，由水下分流河道和水下分流河道間兩個微相構(gòu)成，特點是水下分流河道間開始演變?yōu)槟鄮r為主，砂體厚度、粒度變差，礫巖含量和厚度明顯減少。P0線以西礦體的分布較零散，在P7線沿NE方向順河道展布方向礦體呈條帶狀展布，礦帶的分布受河道砂體和F3斷裂的雙重控制，平面上富大礦體圍繞扇平原辨流島砂體周圍或分流河道間灣周圍呈不規(guī)則曲形分布。該時期扇三角洲平原砂體穩(wěn)定，厚度大，利于成礦物質(zhì)的運(yùn)移，其中的辨流島砂體厚度相對較小，泥巖相對較多，是礦體集中富集的主要沉積控制因素（圖5）。

礦體之所以富集在扇三角洲前緣相水下分流河道砂體中，首先這些部位利于發(fā)育穩(wěn)定性、連通性和滲透性較好的砂體，具泥-砂-泥結(jié)構(gòu);其次，砂體延伸穩(wěn)定，砂體中有機(jī)質(zhì)和黃鐵礦等鈾的還原劑含量較高，易于形成高的地球化學(xué)障;最后，水下分流河道砂體處于水上氧化環(huán)境向水下還原環(huán)境的過渡部位，這種地球化學(xué)反差部位（氧化-還原障）也有利于鈾沉淀。

4 ?結(jié)論

（1） 研究區(qū)西山窯組下段主要發(fā)育砂礫巖、含礫粗砂巖、粗砂巖、中砂巖、粉砂巖和泥巖，原巖色調(diào)為灰色，發(fā)育有2～3層比較穩(wěn)定的砂體，垂向上表現(xiàn)為正韻律或全韻律沉積特征。

（2） 研究區(qū)西山窯組下段砂巖的磨圓度、分選性中等-差，成熟度較低，巖石類型主要為長石巖屑砂巖和巖屑砂巖，最佳賦礦砂體為扇三角洲前緣相水下分流河道砂體，富含有機(jī)質(zhì)、黃鐵礦等還原性物質(zhì)，是鈾富集沉淀的關(guān)鍵因素。

（3） 研究區(qū)中侏羅統(tǒng)西山窯組下段下亞段砂體的成層性、連通性好、厚度適中，為含氧含鈾流體運(yùn)移和儲礦提供了良好的儲層空間，也是該區(qū)今后找礦的重點層位。

參考文獻(xiàn)

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[6] ? 邱余波，伊海生，王果，等.伊犁盆地洪海溝地區(qū)中侏羅統(tǒng)西山窯組上段沉積特征及其與鈾成礦的關(guān)系[J].古地理學(xué)報，2014，16（4）：537-547.

Abstract：The lithologic facies characteristics of the study area were deeply dissected by field outcrop observation，core record and logging data，combined with well facies analysis and sand body spatial distribution characteristics.By analysising of the study area on the basis of lithological features，sand body development，combined with the feature of the southern margin of ili basin sedimentary system evolution， the next paragraph from the thought into a layer of sand body，connectivity，loose，good stability，moderate thickness，consolidation of ore fluid migration and ore provides good reservoir space;Xishanyao group under section is given priority to with fan delta front facies，forming two north east to the stability of the distribution channel，underwater distributary channel to lang card area extends into the lake，the formation of fan delta front underwater distributary channel，underwater distributary channel and distributary interchannel phase change of the two microfacies has a very important control action on uranium mineralization，the uranium ore body are mainly distributed in the distributary channel sand bodies of fan delta front.

Key words：Yili basin;Mengqiguer uranium mineral deposit;Sandstone-type uranium ore;Lower Xishanyao Formation; Lithophase characteristics