新疆阿克蘇地區(qū)的地質(zhì)概況及礦體特征分析

羅華國

（中陜核工業(yè)集團二一一大隊有限公司，陜西 西安 710024）

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)位于塔里木地臺與天山造山帶結合部位的庫爾干山間盆地內(nèi)，盆地基底主要由震旦系、石炭系、二疊系和華力西晚期黑云母花崗巖構成。盆地北部主要出露石炭系及海西晚期黑云母花崗巖，構成盆地北部蝕源區(qū)；盆地南部為滿蘇爾塔格隆起西南部零星出露下二疊統(tǒng)火山噴發(fā)巖系，構成盆地南部之蝕源區(qū)。

2 礦區(qū)地質(zhì)背景

礦區(qū)地層呈一略向北凸出的弧形，總體走向近東西向。由北而南依次分布著三疊系、侏羅系、白堊系及第四系。第四系覆蓋面積大，基巖出露面積約占礦區(qū)面積的1/4。

小泉溝群為褐紅色、雜色、灰綠色中粗礫巖；齊古組為紫紅色、棕紅色、雜色中-細粒巖屑砂巖、粉砂巖和泥巖或泥灰?guī)r。白堊系孤爾克蘇群以紅色中-粗礫巖為特征，偶夾中粗砂巖。產(chǎn)于小泉溝群之上、齊古組之下的其行布拉克組與鐵米爾蘇組則為形成于相對溫暖潮濕氣候條件下的沖積扇-辮狀平原扇-三角洲沉積體系產(chǎn)物，主要為一套礫巖、含礫粗砂巖、中細砂巖、泥巖和礦產(chǎn)資源組成。其中，鐵米爾蘇組是研究礦區(qū)最為主要的賦礦層位。

3 含礦砂體特征

3.1 地層結構與空間特征

基于前人鐵米爾蘇組從底部到頂部發(fā)育12層礦層的認識以及實測獲得的不同剖面地層發(fā)育特點，將鐵米爾蘇組劃分為12個旋回，由底部向上依次用代號H1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12表示。

基于鐵米爾蘇組中M1、M9、M12等三層礦層空間發(fā)育的穩(wěn)定性，研究工作將它們作為對比標志層。

3.1.1 M9至M12單元地層結構與旋回特征特點

（1）標志層M9至M12之間地層單元，其旋回性較為清晰，可較好的識別出3個旋回，依次用C10、C11、C12代號表示。每一個旋回均由粗粒和細粒兩個端元巖性組成，粗粒端元通常以含礫粗砂巖為主，其次是細礫巖，細粒端元由粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖或泥巖、碳質(zhì)泥巖組成；兩個端元巖性之間巖性變化表現(xiàn)出漸變性；構成C12旋回的細粒端元厚度較大，C10、C11兩個旋回的細粒端元厚度相對較薄。

（2）除三個旋回各自組成厚度及其粗粒端元、細粒端元厚度占比存在一定的差異外，沿鐵米爾蘇地層的東、西走向，三個旋回具有良好的可對比性。鐵米爾蘇組地層M9-M12之間的地層單元，其巖性組成、空間展布穩(wěn)定，喻示沉積形成鐵米爾蘇組M9-M12之間地層單元對應的沉積體系與沉積相空間發(fā)育具有穩(wěn)定性，體現(xiàn)出面狀展布特點。據(jù)此可推測其沉積環(huán)境可能與三角洲沉積體系相關。

3.1.2 M9以下單元地層結構與旋回特征特點

與M9-M12之間單元相比，鐵米爾蘇組位于M9以下單元，在走向及傾向上，地層結構與旋回特征均表現(xiàn)出差異性，空間可對比性相對較差，說明M9以下地層單元巖性組合以及對應的沉積環(huán)境在空間上存在較大的不穩(wěn)定性。

（1）總體而言，從鐵米爾蘇組底部到M9所處的細粒端巖性部位，依次可劃分出C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9等9個旋回。不同旋回在不同地段發(fā)育狀況存在差異，有些部位旋回發(fā)育相對齊全，有的部位有些旋回則發(fā)育不明顯或不發(fā)育，沿地層走向或地層傾向均體現(xiàn)出變化性和不穩(wěn)定性。

（2）C1旋回：對應于鐵米爾蘇組底礫巖至M1所處的細粒端巖性組合。該旋回發(fā)育在其行布拉克組濱淺湖相沉積背景之上，兩者之間呈沖刷面整合接觸；底礫巖主要為一套中-細礫巖巖石組合。礦層M1及其下部的底礫巖層，沿東、西走向及南北方向均表現(xiàn)出很好的可對比性，說明鐵米爾蘇組底部發(fā)育的C1旋回以及其對應的沉積相在空間上具有穩(wěn)定的面狀空間展布特征，推斷C1旋回屬礫質(zhì)沖積扇沉積體系產(chǎn)物。

（3）位于M1與M9之間的C2至C9旋回，在空間上表現(xiàn)出明顯的變化性，有些部位上述旋回發(fā)育清晰完整，有些部位則有的旋回發(fā)育不明顯甚至不發(fā)育。以C7頂部細粒端元為界，可以將位于M1至M9之間的C2至C9等8個旋回合并為C2-7何C8-9兩個更大層次的旋回。

（4）就C2至C9中的單個旋回而言，旋回均由粗粒端元和細粒端元組成，粗粒端元以中礫巖、細礫巖和含礫粗砂巖組成，細粒端元以泥質(zhì)粉砂巖、泥巖為特征；上部旋回的粗粒端元沉積物與下部的細粒端元沉積物之間，表現(xiàn)出明顯的沖刷構造；粗粒端元沉積物呈現(xiàn)出下粗上細的正粒序沉積特點。

（5）C2至C9旋回在空間上的變化性，喻示其中對應的砂礫巖體在空間上發(fā)育與展布可能存在較大的變化性和不穩(wěn)定性，可能與該時期沉積環(huán)境的快速變化或河道的游蕩性特征所致。結合C1旋回的沉積體系背景、粗粒端元沉積物空間分布以及本身沉積學特征，有理由推測C2至C9可能與沖積扇背景下礫質(zhì)辮狀河道沉積體系相關。

綜上闡述發(fā)現(xiàn)，鐵米爾蘇組地層以M9為界，位于M1-M9之間的沉積單元與位于M9-M12之間的沉積單元，在地層結構、旋回空間穩(wěn)定性特征及其沉積物組成方面存在較大的差異。認為這種差異與盆地演化過程相應的沉積環(huán)境與沉積體系發(fā)育與演變密切相關。

3.2 沉積學特征

3.2.1 M9-M12單元沉積學特征

基于M1-M9單元為沖積扇背景下砂礫質(zhì)辮狀河沉積體系產(chǎn)物的初步推測性認識，結合C9旋回細粒端元及其中礦層M9表現(xiàn)出的厚度大、空間發(fā)育穩(wěn)定的特點，認為M9-M12單元是在砂礫質(zhì)辮狀河沉積體系泛平原沼澤的背景下發(fā)育的系列沉積物。

單個旋回的沉積物包括下部粗粒端元沉積物和上部細粒端元沉積物構成，兩個端元的碎屑粒級存在明顯的差異。粗粒端元沉積物與細粒端元沉積物之間在巖性粒級上呈現(xiàn)出過渡性的漸變趨勢，而且細粒端元沉積物通常表現(xiàn)出薄層狀細砂巖或粉砂巖與泥巖頻繁互層特征（典型的三角洲前緣沉積特征）；在兩個相鄰的旋回間，包括C10與下部的C9之間，下部旋回的細粒端元沉積物與上部旋回粗粒端元沉積物之間往往可見漸變的過渡關系（下細上粗）；在單個旋回的下部粗粒端元構成的砂礫巖體中同樣可見“下細上粗”的反粒序沉積特征。上述特征表明M9-M12單元沉積物具有的三角洲沉積體系的屬性。

C10-C12旋回由粗粒端沉積物構成的砂礫巖體通常體現(xiàn)為若干砂礫質(zhì)河道沉積物層系垂向或側(cè)向相互疊置的沉積特點。對單個砂礫質(zhì)河道沉積物來說，往

往表現(xiàn)出下部相對細，往上逐漸變粗的“反粒序”沉積特征。上部旋回的河道沉積體（粗粒端元）與下部旋回沉積物（細粒端）之間表現(xiàn)為粒序過渡特征。

3.2.2 M1-M9單元沉積學特征

M1-M9單元是在C1旋回背景下發(fā)育的系列沉積物。C1旋回由一套空間展布較為穩(wěn)定的底礫巖和（M1）組成，是在其行布拉克沉積期晚期形成的厚度較大的濱淺湖相粉砂巖和泥巖背景下發(fā)育的，具有礫質(zhì)沖積扇沉積體系的屬性特征。

就區(qū)域角度而言，M1-M9單元可識別出8個旋回，然不同旋回在不同部位發(fā)育程度不一致，存在較大的變化性；從整個空間穩(wěn)定性角度，可以合并為C2-7、C8-9兩個更高層次的旋回進行對比。

就局部的單個旋回而言，單個旋回沉積物主要由下部粗粒和上部細粒兩個端元沉積物構成，兩個端元的碎屑粒級差異顯著，且通常呈現(xiàn)出截然變化的疊置特點，兩者之間通常不存在過渡性粒級沉積物，反映了沉積體系水動力的急劇變化性特點。從規(guī)模角度，通常是粗粒端元沉積物厚度大，而細粒端沉積厚度要薄的多。

就相鄰的上、下銜接疊置的兩個旋回而言，兩者總是以明顯的沖刷面形式疊置接觸，即上部粗粒端元沉積對下部細粒端元沉積物存在明顯的沖刷現(xiàn)象，不存在粒級的過渡性漸變特點。反映了沉積體系中沉積相環(huán)境在平面上的強烈遷移性交替變化特征。

由粗粒端沉積物構成的砂礫巖體通常是若干砂礫質(zhì)河道沉積物組成的層系相互疊置的結果。對單個砂礫質(zhì)河道沉積物來說，通常表現(xiàn)出底部粒級最粗，向上逐漸變細的正粒序特點，且在砂礫巖近底部往往可見泥礫溶蝕留下的孔洞。沉積構造以槽狀交錯層理為典型，也發(fā)育楔狀交錯層理、板狀交錯層理、斜層理。體現(xiàn)出游蕩性河道（礫（砂）質(zhì)辮狀河）垂向或側(cè)向加積的沉積特征。

細粒端沉積物主要包括粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖、碳質(zhì)泥巖，其中往往含有不均勻分布的砂或細礫（含礫泥巖），?？梢娔鄮r中發(fā)育薄層透鏡狀細礫巖夾層。除C9旋回上部細粒沉積物厚度較大，且表現(xiàn)出由下至上的由粗到細粒序漸變趨勢特征外，其它旋回的細粒端沉積物通常直接疊置于粗粒端沉積物構成的河道砂礫巖體之上，在粒級上呈現(xiàn)出截然的變化特征。

綜上初步認為，M1-M9單元粗粒端沉積物體現(xiàn)出游蕩性河道（砂礫質(zhì)辮狀河）垂向或側(cè)向加積的沉積特征，推測其為沖積扇背景下砂礫質(zhì)辮狀河沉積體系產(chǎn)物。

4 結論

厘定了礦床鐵米爾蘇組地層的沉積體系歸屬，認為M1-M9單元歸屬于辮狀平原扇沉積體系，M9-M12單元是辮狀平原扇三角洲沉積體系產(chǎn)物，兩個單元的沉積古地理環(huán)境及沉積作用具有繼承性演化特點。辮狀平原扇三角洲沉積體系中的礫質(zhì)辮狀分流河道的前端或砂質(zhì)分流河道、辮狀分流河道砂壩或河道間越岸沉積砂體（M9-M12單元）以及辮狀平原扇沉積體系中漫流沉積（M1-M9）對鈾成礦的富集與定位最為有利。