張 賓,劉紅旭,丁 波,易 超,張 艷
核工業(yè)北京地質(zhì)研究院,中核集團(tuán)鈾資源勘查與評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100029
鄂爾多斯盆地是中國(guó)重要的能源礦產(chǎn)聚集盆地,盆地北緣鈾礦資源豐富,目前已建立多個(gè)大型、超大型砂巖型鈾礦床(王正邦,2001;易超等,2018)。已建的鈾礦床主要分布在盆地的北東部,礦體主要位于中侏羅統(tǒng)直羅組的下段,前人對(duì)盆地北東部鈾礦床的成礦機(jī)理以及成礦模式做了大量的研究工作,建立了疊合成礦模式(韓效忠等,2008;李子穎等,2009)。
砂巖型鈾成礦與沉積體系關(guān)系密切,砂體的特征決定著礦體的規(guī)模和空間分布特征,砂體又受到沉積體系的控制,辮狀河河道砂體(焦養(yǎng)泉等,2015)、三角洲砂體(于文斌等,2006)均為有利的成礦建造,因此查明目的層沉積特征對(duì)于指導(dǎo)鈾礦的勘探具有重要的意義。前人對(duì)盆地北部礦區(qū)中侏羅統(tǒng)直羅組的沉積特征做了詳細(xì)研究(焦養(yǎng)泉等,2005;趙俊峰等,2008;張字龍等,2010;薛銳等,2017),但僅局限在已知礦區(qū),而對(duì)西部地區(qū)研究相對(duì)較少,尤其是對(duì)盆地北部西側(cè)地區(qū)沉積微相的精細(xì)研究相對(duì)匱乏。隨著找礦工作的開展,當(dāng)前面臨的主要問題是急需擴(kuò)大找礦空間,尋找新的找礦靶區(qū),因此有必要對(duì)巴音青格利—蘇臺(tái)廟地區(qū)直羅組下段的沉積特征開展詳細(xì)的研究。本次研究在前人工作的基礎(chǔ)上,借鑒盆地北東部沉積特征的研究經(jīng)驗(yàn),通過鉆孔巖心觀察、鏡下鑒定、單井分析、連井剖面分析以及含砂率等值線分析來厘定巴音青格利—蘇臺(tái)廟地區(qū)直羅組下段的沉積亞相和沉積微相類型及其在平面上的展布特征,并探索沉積特征與鈾成礦的關(guān)系,尋找有利的成礦因素,為該區(qū)的鈾礦勘查提供理論依據(jù)。
鄂爾多斯盆地是中新生代疊加在古生代之上的疊合盆地,盆地呈近南北向展布,具有整體抬升、持續(xù)沉降、坡度寬緩、接觸整齊一致的特點(diǎn)(劉景平等,1986;楊俊杰等,1996)。鄂爾多斯盆地可以劃分為六個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元(Cai et al.,2007),研究區(qū)位于北部的伊盟隆起內(nèi)(圖1a)。本文研究的目的層為中侏羅統(tǒng)直羅組,直羅組分為上下兩段,根據(jù)地層的旋回性將直羅組下段劃分為上、下兩個(gè)亞段(圖1b),上、下亞段厚度近乎相等(趙俊峰等,2007;易超等,2014)。盆地北東部鈾礦床礦體主要位于直羅組下段下亞段砂體中,大營(yíng)鈾礦床礦體在直羅組的下段上、下亞段砂體中均有分布,且上亞段的礦體要好于下亞段①②苗愛生.2012.內(nèi)蒙古自治區(qū)杭錦旗大營(yíng)鈾礦普查地質(zhì)報(bào)告[R].核工業(yè)二〇八大隊(duì).。因此本文對(duì)直羅組下段上、下亞段的沉積特征進(jìn)行研究。直羅組上段為雜色細(xì)粒沉積,以紅色泥巖、粉砂巖為主,夾有薄層綠色中—粗粒砂巖,以典型的氧化色為主色調(diào),細(xì)粒的沉積物構(gòu)成了含礦目的層穩(wěn)定的頂板;直羅組下段上亞段以灰綠色、綠色沉積為主,發(fā)育多個(gè)向上變細(xì)的正韻律,炭屑有機(jī)質(zhì)含量較低;直羅組下段下亞段以灰色沉積為主,局部地區(qū)在旋回的底部發(fā)育有薄層礫巖或含礫粗砂巖,砂巖中含有大量的炭屑和黃鐵礦等還原性物質(zhì),砂體之間發(fā)育有灰色、灰黑色的泥巖和粉砂巖,并伴有薄煤層發(fā)育。延安組頂部以煤層和炭質(zhì)泥巖為主,構(gòu)成了含礦目的層穩(wěn)定的底板,直羅組與延安組的分界線處可見煤層和沖刷面,局部可見高嶺土化的白色砂巖,為地層對(duì)比劃分的標(biāo)志層。
圖1 鄂爾多斯盆地構(gòu)造分區(qū)圖及直羅組地層劃分柱狀圖Fig.1 Tectonic division map of Ordos Basin and stratigraphic column of the Zhiluo Formation
基于26件薄片(下亞段11件,上亞段15件)的鏡下鑒定和93件粒度分析結(jié)果認(rèn)為:研究區(qū)直羅組下段下亞段砂巖以中粒砂巖為主,發(fā)育有少量的粗粒砂巖,上亞段較下亞段細(xì),以中粒砂巖和細(xì)粒砂巖為主。砂巖中碎屑顆粒主要有石英、長(zhǎng)石、巖屑以及云母,石英的含量約為50%~70%,以單晶石英為主,表面光滑整潔,部分石英被溶蝕成港灣狀(圖2a)。長(zhǎng)石含量10%~20%,以堿性長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石為主,部分斜長(zhǎng)石出現(xiàn)絹云母化蝕變,絹云母化的斜長(zhǎng)石聚片雙晶仍然可見(圖2b)。巖屑含量15%~30%,以中酸性巖漿巖巖屑和變質(zhì)巖巖屑為主,巖漿巖巖屑主要為花崗巖巖屑(圖2c),變質(zhì)巖巖屑主要為硅質(zhì)巖巖屑和石英絹云母片巖巖屑(圖2d)。碎屑顆粒中的巖屑類型是判斷母巖類型的直接依據(jù),巖屑類型表明直羅組下段巖石的母巖主要為中酸性巖漿巖和變質(zhì)巖。云母含量3%~10%(圖2i),云母較多地出現(xiàn)是判別三角洲沉積環(huán)境的一個(gè)依據(jù),云母以黑云母為主,多被撕裂變形(圖2e),部分發(fā)生綠泥石化蝕變(圖2f),綠色砂巖中黑云母的含量較高且多發(fā)生綠泥石化蝕變,表明次生綠色砂巖的形成與黑云母的綠泥石化蝕變有關(guān)(向偉東等,2006;李子穎等,2007)。副礦物主要為黃鐵礦,含量約為1%,呈草莓狀(圖2g)以及膠狀(圖2h)。砂巖中碎屑顆粒呈次圓狀—次棱角狀,個(gè)別顆粒呈棱角狀,分選中等—好,顆粒之間呈點(diǎn)—線接觸,顆粒支撐(圖2i)。填隙物由雜基和膠結(jié)物組成,雜基(小于0.0315 mm)包括粘土礦物(圖2j)和細(xì)粒方解石(圖2k),膠結(jié)物主要為方解石,以接觸式膠結(jié)和孔隙式膠結(jié)為主(圖2l)。根據(jù)鏡下鑒定的石英、長(zhǎng)石和巖屑的含量,按照??耍?974)的分類標(biāo)準(zhǔn),認(rèn)為直羅組下段下亞段以中粒巖屑長(zhǎng)石砂巖為主,少量為中粒長(zhǎng)石巖屑砂巖,直羅組下段上亞段以中粒長(zhǎng)石巖屑砂巖為主,含少量巖屑砂巖(圖3)。
圖2 鄂爾多斯盆地北部巴音青格利—蘇臺(tái)廟地區(qū)直羅組下段砂巖鏡下鑒定特征Fig.2 Microscopic identification characteristics of sandstones in the lower member of the Zhiluo Formation in Bayinqinggeli-Sutaimiao area,Northern Ordos Basin
根據(jù)砂巖的粒度分析結(jié)果繪制了粒度概率累積曲線圖,粒度概率累積曲線主要有一段式、兩段式和三段式三種形態(tài)(圖4),其中以兩段式最為常見。三段式粒度概率累積曲線發(fā)育滾動(dòng)、跳躍和懸浮三個(gè)次總體,滾動(dòng)組分的分選性最好,跳躍組分次之,懸浮組分分選最差,S截點(diǎn)介于2~3φ之間,T截點(diǎn)介于0.5~1φ之間,粒度主要介于1~2φ之間(圖4a)。兩段式粒度概率累積曲線主要包括跳躍和懸浮兩個(gè)次總體,有兩種形式的曲線代表兩種不同的水動(dòng)力條件,一種粒度較粗,粒度主要介于1~2φ之間,S截點(diǎn)介于1.5~2φ之間(圖4b),跳躍組分占50%;另一種粒度較細(xì),S截點(diǎn)位于3φ附近,跳躍組分占10%(圖4d)。一段式的粒度概率累積曲線只發(fā)育懸浮組分(圖4d),分選性較好,代表靜水沉積環(huán)境。
巖心觀察、原生沉積構(gòu)造特征分析以及測(cè)井曲線分析結(jié)果表明巴音青格利—蘇臺(tái)廟地區(qū)直羅組下段主要發(fā)育三角洲相沉積,典型的沉積構(gòu)造和巖性組合特征反映研究區(qū)直羅組下段主要位于三角洲平原亞相中,根據(jù)巖性特征識(shí)別出分支河道、決口扇、分流間灣及沼澤和泥沼沉積微相。
(1)分支河道
圖3 鄂爾多斯盆地北部巴音青格利—蘇臺(tái)廟地區(qū)直羅組下段砂巖類型判別圖(底圖據(jù)Folk,1974)Fig.3 Sandstone type discrimination diagram of the lower member of the Zhiluo Formation in Bayinqinggeli-Sutaimiaoarea,Northern Ordos Basin(Base map refer to Fokker,1974)
分支河道具有一般河道的沉積特征,是三角洲平原亞相沉積的骨架(朱筱敏,2008)。直羅組下段分支河道沉積主要為灰色、灰綠色以及綠色中-細(xì)砂巖,少見粗砂巖和礫巖,比河道砂體粒度細(xì)。在分支河道底部發(fā)育有沖刷面,伴有泥礫出現(xiàn)(圖5a),分支河道砂巖中發(fā)育有平行層理(圖5b)以及波狀交錯(cuò)層理(圖5c),局部可見炭屑和煤屑(圖5d),是砂巖中的還原劑和吸附劑。自然電位測(cè)井曲線呈中幅的箱形和鐘形,底部呈突變接觸(圖6a)。
(2)決口扇
決口扇在平面上位于分支河道的側(cè)翼,為洪泛時(shí)期河水越過堤岸形成的扇狀沉積,沉積物規(guī)模較小,沉積物的粒度比分支河道細(xì),橫向上呈透鏡狀向河流外側(cè)尖滅,下部為分流間灣沉積,垂向上表現(xiàn)為逆粒序(圖5e)。決口扇沉積中發(fā)育小型交錯(cuò)層理(圖5f)。自然電位測(cè)井曲線為中—低幅的平滑舌型,與上下地層均呈快速漸變接觸(圖6b)。
(3)分流間灣
分流間灣為分支河道之間的細(xì)粒沉積,以泥巖和粉砂質(zhì)泥巖為主,夾薄層的細(xì)砂巖,有機(jī)質(zhì)含量較泥沼和沼澤微相低,自然電位測(cè)井曲線呈低幅齒狀線型(圖6a)。
(4)泥沼和沼澤
泥沼和沼澤面積占整個(gè)三角洲平原亞相的80%,構(gòu)成了三角洲平原亞相的血肉。泥沼和沼澤環(huán)境主要發(fā)育綠色和灰色泥巖和泥質(zhì)粉砂巖,有機(jī)質(zhì)含量較高,含有較完整植物莖葉化石(圖5g),沼澤沉積中可見一定規(guī)模的煤層出現(xiàn)(圖5h),是三角洲平原亞相判定的一個(gè)依據(jù)。泥沼和沼澤環(huán)境中主要發(fā)育水平層理(圖5i)。自然電位測(cè)井曲線為低幅的齒狀線型(圖6b)。
根據(jù)單井垂向特征來厘定沉積微相在時(shí)間上的演化過程。直羅組下段上、下亞段由下往上均發(fā)育三個(gè)正旋回,呈現(xiàn)分支河道向分流間灣、泥沼和沼澤演化或分流間灣、泥沼和沼澤向決口扇演化,再向分流間灣、泥沼和沼澤的演化過程(圖7)。由于三角洲平原亞相水動(dòng)力條件不穩(wěn)定,沉積環(huán)境變頻繁,垂向上砂泥互層頻繁出現(xiàn),分流間灣、泥沼和沼澤微相泥巖為分支河道砂體提供了穩(wěn)定的頂?shù)装甯魮鯇印?/p>
在單井分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行連井剖面分析,在研究區(qū)內(nèi)選取東西向和北東—南西向兩條剖面(圖8和圖9)進(jìn)行連井剖面分析,以確定各沉積微相在橫向上的分布特征和砂體在橫向上的展布特征。東西向剖面(圖8)顯示直羅組下段下亞段在剖面西部砂體薄,層數(shù)多,泥巖厚度大,分支河道砂巖和分流間灣、沼澤泥巖在垂向上頻繁交互;剖面東部砂體厚度較大,連通性好,以發(fā)育分支河道微相為主。直羅組下段上亞段與下亞段相似,由東往西砂體厚度逐漸變小,層數(shù)增加,連通性變差,泥巖增多。東部存在兩期大規(guī)模的分支河道,形成兩套厚度較大的砂體,往西分支河道砂體逐漸變薄至尖滅。在ZKS499-79號(hào)鉆孔附近砂體發(fā)育較差,厚度明顯小于兩側(cè),以細(xì)粒沉積物為主,表明該孔所在的部位以沼澤以及分流間灣為其主要沉積微相。
在北東—南西向剖面中(圖9),由于受后期燕山運(yùn)動(dòng)的影響,鄂爾多斯盆地北東部發(fā)生抬升,直羅組被抬升至地表出現(xiàn)不同程度的剝蝕(易超等,2018),ZKY2016-4號(hào)鉆孔中僅殘留較薄的直羅組下段下亞段,后期盆地沉降接受沉積,下白堊統(tǒng)直接角度不整合于直羅組下段之上,形成良好的構(gòu)造天窗。北東—南西向剖面中北東部砂體連通性較好,厚度分布穩(wěn)定,往南西方向砂體厚度變小,最終尖滅,在研究區(qū)的南西部以厚層泥巖夾薄層細(xì)砂巖為主,表現(xiàn)為“泥包砂”,以發(fā)育分流間灣和沼澤微相為主。
圖4 鄂爾多斯盆地北部巴音青格利—蘇臺(tái)廟地區(qū)直羅組下段砂巖粒度概率累積曲線圖Fig.4 Grain size probability cumulative curve of sandstone in the lower member of the Zhiluo Formation in Bayinqinggeli-Sutaimiaoarea,Northern Ordos Basin
連井剖面分析結(jié)果表明在東西向剖面中砂體的厚度和橫向上的連通性表現(xiàn)為東部好,西部差;北東—南西向剖面顯示北東部砂體厚度和連通性均好于南西部,北東部以分支河道沉積為主,南西部以細(xì)粒的分流間灣和沼澤沉積為主。
研究統(tǒng)計(jì)了研究區(qū)內(nèi)直羅組下段上、下亞段砂體厚度值和含砂率值,砂體發(fā)育特征如下:
(1)直羅組下段下亞段
圖5 鄂爾多斯盆地北部巴音青格利—蘇臺(tái)廟地區(qū)直羅組下段巖心沉積特征Fig.5 Sedimentary characteristics of drilling cores in the lower member of the Zhiluo Formation in Bayinqinggeli-Sutaimiao area,Northern Ordos Basin
圖6 鄂爾多斯盆地北部巴音青格利—蘇臺(tái)廟地區(qū)直羅組下段沉積微相及其測(cè)井響應(yīng)特征Fig.6 Sedimentary microfacies and logging response characteristics of lower member of the Zhiluo Formation in Bayinqinggeli-Sutaimiao area,Northern Ordos Basin
直羅組下段下亞段砂體厚度多為30~50 m,局部地區(qū)為60~80 m,最大厚度為114.1 m,北部剝蝕區(qū)殘留砂體僅5.3 m,平均砂體厚度49.56 m,含砂率最大值為0.9,最小值為0.13,平均含砂率為0.63(表1)。根據(jù)直羅組下段下亞段含砂率值繪制了含砂率等值線圖(圖10)。直羅組下段下亞段含砂率等值線圖中存在三個(gè)呈帶狀分布的高值區(qū):位于研究區(qū)北西部存在一個(gè)高值區(qū),在研究區(qū)范圍內(nèi)面積較小,在蘇臺(tái)廟地區(qū)存在一個(gè)高值區(qū)呈北西—南東向展布,研究區(qū)東部存在一條弧形的高值區(qū),規(guī)模大,延伸距離遠(yuǎn),含砂率最高的區(qū)域位于烏力桂廟南部呈北東—南西向展布。
(2)直羅組下段上亞段
圖7 鄂爾多斯盆地北部巴音青格利—蘇臺(tái)廟地區(qū)ZKS64-16井直羅組下段綜合柱狀圖Fig.7 Comprehensive column of the lower member of the Zhiluo Formation of Well ZKS64-16 in Bayinqinggeli-Sutaimiao area,Northern Ordos Basin
圖8 鄂爾多斯盆地北部巴音青格利—蘇臺(tái)廟地區(qū)直羅組下段東西向連井剖面圖Fig.8 The connecting well profile from east to west of the lower member of the Zhiluo Formation in Bayinqinggeli-Sutaimiao area,Northern Ordos Basin
圖9 鄂爾多斯盆地北部巴音青格利—蘇臺(tái)廟地區(qū)直羅組下段北東—南西向連井剖面圖Fig.9 The connecting well profile from northeast to southwest of the lower member of the Zhiluo Formation in Bayinqinggeli-Sutaimiao area,Northern Ordos Basin
直羅組下段上亞段砂體厚度多為30~50 m,最大厚度為91.88 m,剝蝕區(qū)殘留砂體8.55 m,含砂率最大值為0.88,位于研究區(qū)的南東部,最小值為0.27(表1)。上亞段含砂率等值線圖中存在兩個(gè)帶狀分布的高值區(qū)(圖11),規(guī)模較小的高值區(qū)位于巴音烏素和蘇臺(tái)廟之間,呈北西—南東向展布,研究區(qū)的東部高值區(qū)規(guī)模較大呈近南北向展布,高值區(qū)內(nèi)等值線分叉明顯。
巖性特征分析、原生沉積構(gòu)造特征分析、測(cè)井曲線特征分析以及地層垂向疊加序列特征分析結(jié)果表明鄂爾多斯盆地北部巴音青格利—蘇臺(tái)廟地區(qū)直羅組下段沉積時(shí)期主要發(fā)育三角洲平原亞相,并在三角洲亞相中識(shí)別出了分支河道、決口扇以及分流間灣和沼澤微相。根據(jù)含砂率等值線圖確定了研究區(qū)內(nèi)直羅組下段砂體的平面分布特征,進(jìn)而厘定各沉積微相在平面上的分布特征。
表1 鄂爾多斯盆地北部巴音青格利—蘇臺(tái)廟地區(qū)直羅組下段砂體厚度和含砂率統(tǒng)計(jì)表Table 1 Sandstone thickness and sandstone content in lower member of the Zhiluo formation in Bayinqinggeli-Sutaimiao area,Northern Ordos Basin
(1)直羅組下段下亞段
譯者主體性主要體現(xiàn)在“讀者—闡釋者—作者”三個(gè)層面上。三個(gè)翻譯環(huán)節(jié)與三重角色的履行和轉(zhuǎn)換,譯者主體性的發(fā)揮都不可或缺。事實(shí)證明:文學(xué)翻譯越是成功,越是流傳的廣泛久遠(yuǎn),必定是譯者主體性得以充分科學(xué)發(fā)揮的典范。需要提醒的是,譯者主體性的發(fā)揮是有一定限制的,作為譯者必須把握再創(chuàng)造的“度”,否則就會(huì)陷入絕對(duì)主義的泥淖,成為胡譯、亂譯的避難所。
研究區(qū)內(nèi)直羅組下段下亞段發(fā)育來自北西和北東兩個(gè)方向的分支河道(圖12)。北西部分支河道再次分叉演化為兩條分支河道,一條由北東流向南西,在研究區(qū)內(nèi)面積較小,另一條位于蘇臺(tái)廟附近,由北西流向南東,邊部有決口扇發(fā)育。研究區(qū)北東部的河道在烏力桂廟南部演化兩條分支河道,一條流向南東方向,一條流向南西方向,流向南西方向的分支河道與蘇臺(tái)廟地區(qū)的分支河道在研究區(qū)中部匯聚成一條河道,往南東方向延伸。
圖10 鄂爾多斯盆地北部巴音青格利—蘇臺(tái)廟地區(qū)直羅組下段下亞段含砂率等值線圖Fig.10 Isoline map of sandstone content in lower submember of lower member of the Zhiluo formation in Bayinqinggeli-Sutaimiao area,Northern Ordos Basin
圖11 鄂爾多斯盆地北部巴音青格利—蘇臺(tái)廟地區(qū)直羅組下段上亞段含砂率等值線圖Fig.11 Isoline map of sandstone content in upper submember of lower member of the Zhiluo formation in Bayinqinggeli-Sutaimiao area,Northern Ordos Basin
(2)直羅組下段上亞段
圖12 鄂爾多斯盆地北部巴音青格利—蘇臺(tái)廟地區(qū)直羅組下段下亞段沉積微相展布圖Fig.12 Distribution of sedimentary microfacies in lower submember of lower member of the Zhiluo Formation in Bayinqinggeli-Sutaimiao area,Northern Ordos Basin
圖13 鄂爾多斯盆地北部巴音青格利—蘇臺(tái)廟地區(qū)直羅組下段上亞段沉積微相展布圖Fig.13 Distribution of sedimentary microfacies in upper submember of lower member of the Zhiluo Formation in Bayinqinggeli-Sutaimiao area,Northern Ordos Basin
研究區(qū)內(nèi)直羅組下段上亞段沉積時(shí)期的沉積微相對(duì)下亞段時(shí)期的沉積微相具有一定的繼承性,上亞段沉積時(shí)期同樣發(fā)育北西和北東兩個(gè)方向的分支河道,河道分叉特征明顯(圖13)。北西部分支河道由北西流向南東,河道規(guī)模較小,延伸距離較近。巴音青格利東部的河道在烏力桂廟地區(qū)演化為兩條分支河道,一條流向南東方向,一條往南延伸且邊部發(fā)育小型決口扇,往南延伸的分支河道在研究區(qū)南東部再次分叉,形成兩條分支河道,分別向南西和南東方向延伸。
砂巖型鈾礦的成礦過程和礦體的分布受到目的層砂體物性特征和分布規(guī)律的控制,礦床的形成與沉積特征關(guān)系密切(Jaireth et al.,2015;Hall et al.,2017)。河流、三角洲以及沖積扇均為鈾成礦的有利相帶(邱余波等,2014,2015;劉杰等,2017;吳斌等,2018)。上文分析確定了鄂爾多斯盆地北部巴音青格利—蘇臺(tái)廟地區(qū)直羅組下段的沉積亞相及微相類型,并厘定了各微相在平面上的展布特征,綜合巖性巖相、砂體特征以及砂泥的空間配置關(guān)系認(rèn)為研究區(qū)內(nèi)三角洲平原亞相具有以下有利的成礦條件:
具有一定規(guī)模的砂體。砂體的有效厚度、穩(wěn)定性以及連通性決定著層間氧化帶的發(fā)育規(guī)模(劉紅旭等,2015),前人研究認(rèn)為有利的成礦砂體厚度多在10~30 m之間(焦養(yǎng)泉等,2005;吳仁貴等,2005)。研究區(qū)直羅組下段為三角洲平原沉積,研究區(qū)東部發(fā)育多條分支河道,連井剖面顯示研究區(qū)東部發(fā)育一定規(guī)模的、連通性好的砂體,單層砂體10~35 m厚,以中粒砂巖為主,結(jié)構(gòu)疏松,一方面為含鈾含氧水的運(yùn)移提供了通道,另一方面為鈾的富集沉淀提供了場(chǎng)所。
沉積微相變化頻繁。前人研究認(rèn)為相變部位是最有利的成礦部位,厚大砂體為成礦流體提供運(yùn)移通道,非均質(zhì)性明顯的砂體為礦體的賦存提供空間(易超等,2013;吳兆劍等,2019)。沉積微相的變化是造成地層非均質(zhì)性的主要原因,在三角洲平原亞相中,水動(dòng)力條件不穩(wěn)定,微相變化頻繁,地層非均質(zhì)性特征明顯。三角洲平原亞相中河道的頻繁分叉導(dǎo)致砂體分叉,在砂體分叉和減薄的部位,成礦流體流速減慢,增加了含鈾含氧流體與地層中還原物質(zhì)之間的反應(yīng)時(shí)間,有利于鈾的卸載和沉淀。
具有穩(wěn)定的頂?shù)装甯魮鯇?。三角洲平原亞相以發(fā)育大面積的分流間灣和沼澤為特征,以細(xì)粒沉積為主,垂向上每層砂體的頂?shù)装宥及l(fā)育有厚度穩(wěn)定的泥巖,構(gòu)成多套泥—砂—泥組合,形成多個(gè)穩(wěn)定的流體流動(dòng)單元(焦養(yǎng)泉等,2006),含鈾含氧水能夠穩(wěn)定地順層流動(dòng),有利于層間氧化帶的形成。
砂巖型鈾成礦是一個(gè)復(fù)雜的地質(zhì)歷史過程,是多種成礦條件相互約束、相互作用的結(jié)果。巖性巖相、構(gòu)造、鈾源三大條件的耦合奠定了成礦基礎(chǔ),決定了礦床的定位(張字龍等,2010;李巨初等,2011)。在巖性巖相方面,三角洲平原亞相是有利的成礦相帶;構(gòu)造方面燕山運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致北東部抬升,直羅組被不同程度的剝蝕,白堊系直接與直羅組下段接觸,白堊系為一套滲透性極好的砂礫巖,為地表的含鈾含氧水下滲進(jìn)入目的層提供了天窗,有利于層間氧化帶的形成;鈾源方面鄂爾多斯盆地北部直羅組碎屑物質(zhì)的母巖主要為北部陰山山系的中酸性巖漿巖和古老的變質(zhì)巖(張龍等,2016),母巖鈾含量高,在沉積與成巖階段就預(yù)富集了一定量的鈾,同時(shí)也為后期層間氧化作用發(fā)生提供外部鈾源。綜上,從鈾源、含礦建造以及構(gòu)造特征分析認(rèn)為研究區(qū)東部地區(qū)具有一定的成礦潛力,為后期鈾礦勘查的重點(diǎn)地區(qū)。
通過對(duì)巴音青格利—蘇臺(tái)廟地區(qū)直羅組下段的沉積特征及其與鈾成礦之間的關(guān)系研究,可以得到以下結(jié)論:
(1)巖石學(xué)特征分析表明研究區(qū)直羅組下段主要為中—粗粒巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖,砂巖物性較好。
(2)研究區(qū)直羅組下段發(fā)育三角洲平原亞相,通過鉆孔巖心觀察和單井分析識(shí)別出分支河道、決口扇、分流間灣和沼澤微相。
(3)連井剖面分析認(rèn)為研究區(qū)北東部砂體的規(guī)模和連通性較好,是有利的成礦建造,研究區(qū)南西部砂體規(guī)模較小,泥巖所占比重大,不利于層間氧化帶的形成。
(4)平面沉積特征顯示直羅組下段下亞段發(fā)育兩個(gè)方向的分支河道,其中北西部的分支河道規(guī)模較小,北東部分支河道規(guī)模較大,兩個(gè)方向的分支河道在研究區(qū)中部匯聚成一條河道往南東部延伸;上亞段也發(fā)育北西和北東兩個(gè)方向的分支河道,北西部分支河道規(guī)模較小,東部分支河道規(guī)模較大,并多次發(fā)生分叉。
(5)三角洲平原亞相中沉積微相變化頻繁,地層非均質(zhì)性明顯;地層中含有一定量的具有吸附性和還原性的有機(jī)質(zhì);在垂向上泥—砂—泥結(jié)構(gòu)發(fā)育;物源區(qū)母巖鈾含量高,內(nèi)部和外部鈾源充足;燕山運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致盆地北東部抬升,形成構(gòu)造天窗,為后期含鈾含氧水進(jìn)入目的層提供了窗口。綜合鈾源、建造以及構(gòu)造特征認(rèn)為研究區(qū)北東部和東部地區(qū)具有一定的成礦潛力,具有進(jìn)一步開展勘探工作的價(jià)值。
致謝:對(duì)核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試中心的老師在分析測(cè)試上的幫助以及編輯部老師和審稿專家們的辛勤付出表示誠(chéng)摯的感謝。