基准面旋回与砂岩型铀矿床成矿关系探讨以鄂尔多斯盆地侏罗系直罗组为例.pdf

三、沉积体系及其相关的矿产资源基准面旋回与砂岩型铀矿床成矿关系探讨——以鄂尔多斯盆地侏罗系直罗组为例陈晓林，向伟东，李田港，方锡珩( 核工业北京地质研究院，北京1 0 0 0 2 9 )上世纪9 0 年代后，我国铀资源勘查的主攻方向转向可地浸砂岩型铀矿床，并在鄂尔多斯盆地北部某地发现一处大型铀矿床，其主要赋存于直罗组下部砂体中．本文应用高分辨率层序地层学的基本原理和方法对该矿床赋矿地层进行了精细的层序划分和对比，为鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿找矿工作提供新的方法和思路 1 前言高分辨率层序地层学在石油勘探和开发中已广泛应用，对生、储、盖分布进行评价和预测砂岩型铀矿一般出现在厚度较大、物性好、上下有隔水层以及存在还原物质的砂体中，砂体的厚度、产状、延伸规模、稳定性、渗透性以及均一性直接控制了层间氧化带的规模高分辨率层序地层学理论认为，在基准面旋回变化过程中，由于可容纳空间与沉积物补给通量比值( A ／S ) 的变化，相同沉积体系域或相域中发生沉积物的体积分配作用，导致沉积物的保存程度、地层堆积样式、相序、相类型及岩石结构发生变化在低A ／S 值条件下，可容纳空间增长降低，河道侧向迁移强烈，河道内砂体相互“吞并”，并缓慢加积，移去了细粒沉积物，形成高孔、高渗的槽状交错层理砂岩层，并且这些砂体彼此叠置、相互连通；在高A ／S 值条件下，砂体相互“吞并”作用减弱，对沉积物的改造减弱，形成砂体区域连续性和连通性程度降低，单个砂体孔、渗也较低。

因此，可以根据高分辨率层序地层学原理，建立层序地层格架，进而对砂体中氧化带的发育、矿体的位置及其规模进行分析和预测2 直罗组层序划分通过对盆地中钻井、露头剖面和测井资料的分析，将直罗组划分为3 个中期旋回( 自下而上 命名为M S C l 、M S C 2 、M S C 3 ) 、6 个短期旋回( 图1 ) 可以看出，每个旋回下部由于沉积时基准面相对较低，都沉积有一套砂体M S C 3 为以上升半旋回为主体的旋回，底部为曲流河沉积的砂体，上部一般为大套泛滥平原泥岩；M S C 2 为近对称的中期旋回，下为曲流河沉积，中部为泛滥平原泥岩，上为决口扇或河道沉积；M S C 3 及M S C 2 沉积时可容纳空间较大，在旋回底部A ／S 值较小时沉积了两套砂体，但随着旋回中A ／S 值的升高，羹篙? 孟裔耋篓霍茎：嚣簋耋蒿篓茬嚣篓鬟妄釜里．．鄂尔多斯盆地侏罗系直罗组不同地垂向、侧向连续性差因此层间氧化带在该段基：．．1 ．““”7 ”～～”’7 ”4 7 “⋯1 ”三、沉积体系及其相关的矿产资源本不发育，也少有铀矿化的出现M S C l 为非对称的中期旋回，主要发育上升半旋回，下降半旋回表现为无沉积或被剥蚀，其上下界面都为河流的侵蚀面( 图1 ) 。

从岩性上，该旋回上部为泥岩，下部为厚层砂岩泥岩是在中期基准面较高时沉积的，主要为泛滥平原泥岩虽然氧化带和铀矿化不会发育，但高可容纳空间下沉积的巨厚泥岩可以为其下部的砂体提供隔水层，又在潮湿环境下沉积的丰富有机质也可以为砂体提供还原物质M S C l 下部沉积的砂体是在低可容纳空间下沉积的，并由砂体的加积样式可判断也主要是在A ／S 值= 1 的条件下沉积的因此砂体相互切割，沉积物不断改造，形成厚度大、横向连续好、泥质夹层少的砂体，而且物性良好又由于低可容纳空间下河床的侵蚀作用以及滞留沉积使砂体中夹有大量植物残屑，使砂体具有一定的还原能力3 基准面旋回与砂岩型铀矿成矿关系在M S C l 中当A ／S 值向上增大时，沉积相逐渐从辫状河过渡到曲流河，继而到河漫滩沉积，砂体规模不断减小，应用基准面旋回与砂体物性关系也可以判断该套砂体中下部的物性最好，向上逐渐降低这也可以从氧化带和铀矿化主要发育于砂体中下部得到证实由于含铀含氧水一般会沿着物性好的部位迁移，同时又由于下部含有较多的还原性物质，当更多的含铀含氧水经过时，由于还原作用使铀主要在该部位堆积下来，使下部的铀矿化厚度和容量要大于上部图1 中Z K A 0 ．7 最能体现这种特征。

高分辨率层序地层学理论认为，由于可容纳空间与沉积物补给通量比值( A ／S ) 的变化，导致沉积物的保存程度、地层堆积样式及岩石结构发生变化在图l 的M S C l 中，其上升半旋回由2 个短期的上升半旋回叠加组成，短期旋回又位于中期旋回的中下部，因此沉积基准面相对较低、A ／S 比值缓慢上升，沉积了厚达4 0 m 的砂岩，为后期氧化带和铀矿化的发 生提供了良好的介质；在基准面最高的部位沉积了2 0 m 左右的灰色泥岩，加上M S C 2 和M S C 3 中中期基准面较高时沉积的厚层泥岩，为下部砂体中氧化带的发育提供了顶板隔水层；直罗组砂体下面一般为延安组的灰黑色泥岩，为滨浅湖沉积，其是在高可容纳空间下沉积的，这套泥岩为氧化带和铀矿化的发育则提供了底板隔水层鉴于直罗组下段砂体具有的这些特点，加上有利的地质背景，使铀在其中聚集，局部富集形成矿床 4 结论( 1 ) 砂体的规模和性质决定了氧化带和铀矿化的规模，用高分辨率层序地层学理论可以对砂体的规模和性质进行评价和预测，进而可以对氧化带和铀矿化的规模进行评价和预测 2 ) 基准面旋回的变化引起地层叠加样式的变化为氧化带和铀矿化的发育提供了有利条件。

在A ／S 值较小的情况下沉积了巨厚的砂体，为氧化带和铀矿化的发生提供了良好的介质；在A ／S 值较大的情况下沉积了巨厚的泥岩，为氧化带和铀矿化的发育提供了隔水层和还原母质 3 ) 基准面旋回控制着砂体的形态和物性等特征，在低可容纳空间条件下，又在A ／S值较小的情况下沉积的砂体垂向上厚度大、横向上分布范围广，而且物性良好，在有利的地质背景下有利于发育大规模的氧化带和铀矿化2 2 8。