鄂爾多斯盆地西緣逆沖構造帶對巖性巖相及水動力條件的影響

郭宏偉 戴明建

(1.中國核工業(yè)地質局208大隊，包頭 014010；2.中國地質大學（北京），北京 100083）

鄂爾多斯盆地西緣逆沖構造帶對巖性巖相及水動力條件的影響

郭宏偉1,2戴明建2

(1.中國核工業(yè)地質局208大隊，包頭 014010；2.中國地質大學（北京），北京 100083）

西緣的逆沖推覆構造運動使研究區(qū)古地理面貌總體呈西高東低走勢。在該區(qū)各構造演化時期，地下水動力條件不盡相同。研究區(qū)內斷裂構造發(fā)育一系列東西向斷裂構造，對地下水的滲入和排泄具有促進作用，因而本區(qū)具備利于形成水成鈾礦的古水動力條件。中侏羅統(tǒng)直羅組和下白堊統(tǒng)志丹群是本區(qū)最主要的含水巖組，內部具有良好的隔水頂板，使得該含水層具備良好的砂巖鈾成礦水文地質條件，是尋找后生水成砂巖型鈾礦的主要目的層。

鄂爾多斯盆地；逆沖構造帶；巖相；水動力；砂巖型鈾礦

1 鄂爾多斯盆地構造概況

西緣逆沖構造帶位于鄂爾多斯盆地西部邊緣，它包括盆地西部的南北向逆沖構造帶及其西側的六盤山弧形逆沖構造帶，形成銀川地塹，六盤山以東，天環(huán)向斜以西，北起桌子山，南達平?jīng)龅莫M長地帶［1-4］。 南北長約 600km，東西寬 20~50km，范圍約25 000km2。其大地構造位于秦祁加里東褶皺帶和鄂爾多斯克拉通盆地兩個性質截然不同的構造單元相交接部位，構造活動十分強烈。該地帶具有東西分帶、南北分塊的構造分布格局，由15條大型一級斷裂組成，其中兩條正斷層，三條平移斷層，其余為逆沖斷層。逆沖構造帶由推覆體系、前緣帶、前緣外帶和原地巖體4部分組成（圖1）。各段構造方向不同，構造變形強烈程度也有差異，但各段均呈北仰南俯，以近等間距的疊瓦狀向東逆沖為特征，并伴隨同生和斷層牽引所形成的褶皺。各個逆沖席的鋒端多為隆起或背斜，尾端為凹陷或向斜。

圖1 鄂爾多斯盆地西緣南北向逆沖構造帶模式圖

2 逆沖構造帶對巖性巖相的控制

西緣的逆沖推覆構造運動使本區(qū)古地理面貌總體上呈現(xiàn)西高東低態(tài)勢，其北緣和西緣為陸源區(qū)。這對沉積層的巖性、巖相分布起到明顯的控制作用。三疊系在本區(qū)分布廣泛，厚度和巖性相對穩(wěn)定，但到晚三疊世時本區(qū)差異升降強烈，形成了一系列補償性沉積，厚度、巖性變化較大。本區(qū)分布的三疊系地層有下統(tǒng)劉家溝組和尚溝組，中統(tǒng)紙坊組和上統(tǒng)延長組。劉家溝組為一套暗紫色砂巖、礫壯砂巖、灰紫色石英砂巖夾不規(guī)則紫紅色砂巖條帶，并夾少量棕紅色砂質泥巖；和尚溝組巖性為一套桔紅色、棕紅色、紫紅色泥巖。紙坊組為一套河湖相紫灰、灰綠色砂巖、砂質泥巖、粉砂巖組成；延長組為一套灰綠色和黃褐色為主的砂巖、粉砂巖和泥巖，在本區(qū)該組有三個沉積中心，厚度較大。本區(qū)是鄂爾多斯盆地中三疊系沉積最厚的地區(qū)，其中賀蘭山和韋州石華亭間最厚（圖 2）。

圖2 三疊系地層等厚圖

本區(qū)從侏羅紀開始，特別是進入早白堊世后，西緣逆沖構造帶構造活動加強，天環(huán)向斜繼承性發(fā)育，西緣斷陷與整體坳陷兩種機制聯(lián)合作用。該區(qū)在構造和沉積上又具有斷陷與坳陷盆地過渡特點，其西緣斷裂帶在中新生代發(fā)育過程中對該區(qū)的沉積有一定控制作用，有利于本區(qū)西側的粗碎屑巖相由相對抬升的西側向東側大規(guī)模穩(wěn)定發(fā)育。本區(qū)（天環(huán)向斜西翼）為一個東傾的斜坡帶，東西寬約20~30km，具有廣闊的成礦空間。

侏羅系是本區(qū)分布最為廣泛的地層，自下而上可分為中統(tǒng)延長組、直羅組、安定組和上統(tǒng)芬芳河組。本區(qū)也是鄂爾多斯盆地侏羅紀的沉積坳陷中心，大致呈南北向分布（圖3）。本區(qū)延安組主要為河流及沼澤相沉積，巖性主要為灰白色砂巖、灰黑色粉砂巖、泥巖和煤層油頁巖，在本區(qū)厚度一般為300m左右。直羅組為河流相與湖相，包括灰黃、灰綠、紫紅色砂巖，粉砂巖和泥巖，富含有機質，厚度一般為170~400m［5］。安定組為河湖相紫紅色泥巖，粉砂質泥巖夾砂巖。本區(qū)該層厚度變化較大，上侏羅統(tǒng)芬芳河組分布于本區(qū)的南端和北端，為一套山麓洪積相沉積，幾乎全為棕紅色砂巖，厚度變化較大。

直羅組是工作區(qū)分布較為廣泛的一套地層，直羅組下段為一套辮狀河—湖泊沉積體系。辮狀河砂體分布于工作區(qū)的西部磁窯堡—清水營—上海廟一帶，巖性為棕紅色、黃褐色及灰色的含礫中粗砂巖。其湖泊區(qū)分布于工作的東部，辮狀河相砂體在其側向上連續(xù)性較好，相互疊加，形成一條南北向次連通規(guī)模巨大的砂帶。它為層間氧化帶的發(fā)育提供了良好的巖性巖相條件，可成為有利的鈾儲層［6-7］。

早白堊系主要分布于桌子山東側斷裂和沙井子斷裂以東地區(qū)，僅在部分地區(qū)超覆于逆沖帶之上。至羅漢洞和涇川期，志丹群才逐漸向西超覆在本區(qū)侏羅系地層之上。志丹群在本區(qū)為一套山麓河流湖泊相沉積，巖性為紫紅色砂巖、灰色砂巖、礫狀砂巖、桔紅色砂巖、土黃色砂巖和雜色砂質泥巖。本區(qū)巖性顆粒較鄂爾多斯盆地內部略粗。志丹群在本區(qū)組成了兩個沉積旋回。本區(qū)由于南北向長度較大，各地段沉積先后有所不同，不同地段沉積的巖組，厚度變化也較大。

3 逆沖構造帶對水動力條件的影響分析

在該區(qū)各個不同的構造演化時期，地下水的水動力條件不盡相同。三疊—侏羅紀時期，受東西向擠壓力作用，銀川盆地地殼發(fā)生南北向隆起。該隆起兩側的賀蘭山和杭蓋井—鐵克蘇地區(qū)形成斷陷，接受三疊一侏羅紀沉積，區(qū)內地下水流比較復雜，地下水總體由南北向隆起區(qū)向東西兩側斷陷區(qū)徑流，沿斷裂構造或沉積相變而排泄，地下水流程短且流向多變。

圖3 侏羅系地層等厚圖

中侏羅世末期，逆沖推覆作用逐漸加強，形成多個近南北背斜向斜相間的褶皺帶，這一時期滲入作用得以加強。由于古地形上的落差而形成的靜水壓力能夠確保滲入水由背斜核部含水巖組的出露區(qū)向其深部運移，背斜的核部是地下水的補給區(qū)，排泄區(qū)位于向斜的核部，地下水通過斷裂和沉積相變而排泄。這就為延長組、延安組、直羅組層間氧化帶的發(fā)育奠定了基礎。在下白堊世，西緣構造帶進一步活動，起到一種類似的“弱造山作用”，物源區(qū)延伸至銀川南北向隆起區(qū)以西。這種作用的結果克服了鈾源不足的缺點，有利于含氧地下水源源不斷地將蝕源區(qū)的鈾向盆內遷移，并富集于下白堊沉積層中。白堊紀至始新世末，新生的西部銀川隆起、北部橫山堡和南部馬家灘以南的抬升，加上西南部牛首山古褶皺隆起帶等共同遭受剝蝕，使本區(qū)目的層含水巖組直接出露地表，有利于上部層位富集的鈾進入本區(qū)目的層中。區(qū)內斷裂構造發(fā)育一系列東西向斷裂構造，這些斷裂對地下水的滲入和排泄都起到了積極的促進作用，因而本區(qū)具有形成水成鈾礦有利的古水動力條件。

現(xiàn)代地下水受地形影響由盆內向黃河運移而排泄。但對目的層來說，地下水的徑流方向并未發(fā)生變化，依然由其出露部位得到補給，并沿地層傾向通過斷裂、沉積相變或透水天窗向上補給而排泄。這對早期形成的層間氧化帶不會造成較大影響，且在早期形成的層間氧化帶基礎上繼續(xù)向前推進和加強。

4 結 語

西緣的逆沖推覆構造運動使本區(qū)古地理面貌總體上呈現(xiàn)西高東低態(tài)勢，其北緣和西緣為陸源區(qū)。這對沉積層的巖性、巖相分布有明顯的控制作用。在該區(qū)各個不同的構造演化時期，地下水的水動力條件不盡相同。

水動力條件是礦床形成的直接控制因素，西緣逆沖帶在中侏羅世末期，逆沖推覆作用逐漸加強，形成多個近南北向背斜、向斜相間西高東低的褶皺帶，有利于滲入作用的進行。下白堊世，西緣構造帶進一步活動，起到一種類似的“弱造山作用”。區(qū)內斷裂構造較為發(fā)育，發(fā)育一系列東西向斷裂構造。這些斷裂對地下水的滲入和排泄起到了積極的促進作用，因而本區(qū)具備了形成水成鈾礦有利的古水動力條件。直羅組與華池-環(huán)河組具備良好的砂巖鈾成礦水文地質條件，是本區(qū)尋找后生水成砂巖型鈾礦的主要目的層。

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Abstract：The whole ancient geography trend is from west to east which is impacted by the thrust tectonics in western margin of this region.In this area,during different tectonic evolution periods,the groundwater hydrodynamic conditions are different.In the study area,faults are well developed and there are a series of east-west faults developed,which have played a positive role in promoting the groundwater infiltration and drainage.Thus it had the favorable ancient hydrodynamic conditions for the formation uranium in this region.In this area,Zhiluo Formation of Middle Jurassic and Zhidan Group of Lower Cretaceous is the most important water-bearing rocks with good internal watertight roof,which can make the water-bearing layer have good hydro-geological conditions for sandstone uranium mineralization.And this kind of sedimentary deposit is the main layer for prospecting the epigenetic hydrogenic sandstone-type uranium.

Key words：Ordos Basin；thrust belt；lithofacies；hydrodynamic conditions；sandstone-type uranium mineralization

On the Influence of the Thrust Belt to the Lithology and Lithofacies and the Hydrodynamic Conditions in Western Margin of Ordos Basin

GUO Hongwei1,2DAI Mingjian2
(1.Geologic Party No.208，Bureau of Geology，CNNC，Baotou 014010；2.China University of Geosciences（Beijing），Beijing 100083）

TE122

A

1673-1980（2012）02-0015-03

2011-09-23

郭宏偉（1973-），男，中國地質大學在讀博士研究生，高級工程師，研究方向為區(qū)域成礦地球化學。