罗华国

（中陕核工业集团二一一大队有限公司，陕西 西安 710024）

1 区域地质概况

研究区位于塔里木地台与天山造山带结合部位的库尔干山间盆地内，盆地基底主要由震旦系、石炭系、二叠系和华力西晚期黑云母花岗岩构成。盆地北部主要出露石炭系及海西晚期黑云母花岗岩，构成盆地北部蚀源区；盆地南部为满苏尔塔格隆起西南部零星出露下二叠统火山喷发岩系，构成盆地南部之蚀源区。

2 矿区地质背景

矿区地层呈一略向北凸出的弧形，总体走向近东西向。由北而南依次分布着三叠系、侏罗系、白垩系及第四系。第四系覆盖面积大，基岩出露面积约占矿区面积的1/4。

小泉沟群为褐红色、杂色、灰绿色中粗砾岩；齐古组为紫红色、棕红色、杂色中-细粒岩屑砂岩、粉砂岩和泥岩或泥灰岩。白垩系孤尔克苏群以红色中-粗砾岩为特征，偶夹中粗砂岩。产于小泉沟群之上、齐古组之下的其行布拉克组与铁米尔苏组则为形成于相对温暖潮湿气候条件下的冲积扇-辫状平原扇-三角洲沉积体系产物，主要为一套砾岩、含砾粗砂岩、中细砂岩、泥岩和矿产资源组成。其中，铁米尔苏组是研究矿区最为主要的赋矿层位。

3 含矿砂体特征

3.1 地层结构与空间特征

基于前人铁米尔苏组从底部到顶部发育12层矿层的认识以及实测获得的不同剖面地层发育特点，将铁米尔苏组划分为12个旋回，由底部向上依次用代号H1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12表示。

基于铁米尔苏组中M1、M9、M12等三层矿层空间发育的稳定性，研究工作将它们作为对比标志层。

3.1.1 M9至M12单元地层结构与旋回特征特点

（1）标志层M9至M12之间地层单元，其旋回性较为清晰，可较好的识别出3个旋回，依次用C10、C11、C12代号表示。每一个旋回均由粗粒和细粒两个端元岩性组成，粗粒端元通常以含砾粗砂岩为主，其次是细砾岩，细粒端元由粉砂质泥岩、泥质粉砂岩或泥岩、碳质泥岩组成；两个端元岩性之间岩性变化表现出渐变性；构成C12旋回的细粒端元厚度较大，C10、C11两个旋回的细粒端元厚度相对较薄。

（2）除三个旋回各自组成厚度及其粗粒端元、细粒端元厚度占比存在一定的差异外，沿铁米尔苏地层的东、西走向，三个旋回具有良好的可对比性。铁米尔苏组地层M9-M12之间的地层单元，其岩性组成、空间展布稳定，喻示沉积形成铁米尔苏组M9-M12之间地层单元对应的沉积体系与沉积相空间发育具有稳定性，体现出面状展布特点。据此可推测其沉积环境可能与三角洲沉积体系相关。

3.1.2 M9以下单元地层结构与旋回特征特点

与M9-M12之间单元相比，铁米尔苏组位于M9以下单元，在走向及倾向上，地层结构与旋回特征均表现出差异性，空间可对比性相对较差，说明M9以下地层单元岩性组合以及对应的沉积环境在空间上存在较大的不稳定性。

（1）总体而言，从铁米尔苏组底部到M9所处的细粒端岩性部位，依次可划分出C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9等9个旋回。不同旋回在不同地段发育状况存在差异，有些部位旋回发育相对齐全，有的部位有些旋回则发育不明显或不发育，沿地层走向或地层倾向均体现出变化性和不稳定性。

（2）C1旋回：对应于铁米尔苏组底砾岩至M1所处的细粒端岩性组合。该旋回发育在其行布拉克组滨浅湖相沉积背景之上，两者之间呈冲刷面整合接触；底砾岩主要为一套中-细砾岩岩石组合。矿层M1及其下部的底砾岩层，沿东、西走向及南北方向均表现出很好的可对比性，说明铁米尔苏组底部发育的C1旋回以及其对应的沉积相在空间上具有稳定的面状空间展布特征，推断C1旋回属砾质冲积扇沉积体系产物。

（3）位于M1与M9之间的C2至C9旋回，在空间上表现出明显的变化性，有些部位上述旋回发育清晰完整，有些部位则有的旋回发育不明显甚至不发育。以C7顶部细粒端元为界，可以将位于M1至M9之间的C2至C9等8个旋回合并为C2-7何C8-9两个更大层次的旋回。

（4）就C2至C9中的单个旋回而言，旋回均由粗粒端元和细粒端元组成，粗粒端元以中砾岩、细砾岩和含砾粗砂岩组成，细粒端元以泥质粉砂岩、泥岩为特征；上部旋回的粗粒端元沉积物与下部的细粒端元沉积物之间，表现出明显的冲刷构造；粗粒端元沉积物呈现出下粗上细的正粒序沉积特点。

（5）C2至C9旋回在空间上的变化性，喻示其中对应的砂砾岩体在空间上发育与展布可能存在较大的变化性和不稳定性，可能与该时期沉积环境的快速变化或河道的游荡性特征所致。结合C1旋回的沉积体系背景、粗粒端元沉积物空间分布以及本身沉积学特征，有理由推测C2至C9可能与冲积扇背景下砾质辫状河道沉积体系相关。

综上阐述发现，铁米尔苏组地层以M9为界，位于M1-M9之间的沉积单元与位于M9-M12之间的沉积单元，在地层结构、旋回空间稳定性特征及其沉积物组成方面存在较大的差异。认为这种差异与盆地演化过程相应的沉积环境与沉积体系发育与演变密切相关。

3.2 沉积学特征

3.2.1 M9-M12单元沉积学特征

基于M1-M9单元为冲积扇背景下砂砾质辫状河沉积体系产物的初步推测性认识，结合C9旋回细粒端元及其中矿层M9表现出的厚度大、空间发育稳定的特点，认为M9-M12单元是在砂砾质辫状河沉积体系泛平原沼泽的背景下发育的系列沉积物。

单个旋回的沉积物包括下部粗粒端元沉积物和上部细粒端元沉积物构成，两个端元的碎屑粒级存在明显的差异。粗粒端元沉积物与细粒端元沉积物之间在岩性粒级上呈现出过渡性的渐变趋势，而且细粒端元沉积物通常表现出薄层状细砂岩或粉砂岩与泥岩频繁互层特征（典型的三角洲前缘沉积特征）；在两个相邻的旋回间，包括C10与下部的C9之间，下部旋回的细粒端元沉积物与上部旋回粗粒端元沉积物之间往往可见渐变的过渡关系（下细上粗）；在单个旋回的下部粗粒端元构成的砂砾岩体中同样可见“下细上粗”的反粒序沉积特征。上述特征表明M9-M12单元沉积物具有的三角洲沉积体系的属性。

C10-C12旋回由粗粒端沉积物构成的砂砾岩体通常体现为若干砂砾质河道沉积物层系垂向或侧向相互叠置的沉积特点。对单个砂砾质河道沉积物来说，往

往表现出下部相对细，往上逐渐变粗的“反粒序”沉积特征。上部旋回的河道沉积体（粗粒端元）与下部旋回沉积物（细粒端）之间表现为粒序过渡特征。

3.2.2 M1-M9单元沉积学特征

M1-M9单元是在C1旋回背景下发育的系列沉积物。C1旋回由一套空间展布较为稳定的底砾岩和（M1）组成，是在其行布拉克沉积期晚期形成的厚度较大的滨浅湖相粉砂岩和泥岩背景下发育的，具有砾质冲积扇沉积体系的属性特征。

就区域角度而言，M1-M9单元可识别出8个旋回，然不同旋回在不同部位发育程度不一致，存在较大的变化性；从整个空间稳定性角度，可以合并为C2-7、C8-9两个更高层次的旋回进行对比。

就局部的单个旋回而言，单个旋回沉积物主要由下部粗粒和上部细粒两个端元沉积物构成，两个端元的碎屑粒级差异显著，且通常呈现出截然变化的叠置特点，两者之间通常不存在过渡性粒级沉积物，反映了沉积体系水动力的急剧变化性特点。从规模角度，通常是粗粒端元沉积物厚度大，而细粒端沉积厚度要薄的多。

就相邻的上、下衔接叠置的两个旋回而言，两者总是以明显的冲刷面形式叠置接触，即上部粗粒端元沉积对下部细粒端元沉积物存在明显的冲刷现象，不存在粒级的过渡性渐变特点。反映了沉积体系中沉积相环境在平面上的强烈迁移性交替变化特征。

由粗粒端沉积物构成的砂砾岩体通常是若干砂砾质河道沉积物组成的层系相互叠置的结果。对单个砂砾质河道沉积物来说，通常表现出底部粒级最粗，向上逐渐变细的正粒序特点，且在砂砾岩近底部往往可见泥砾溶蚀留下的孔洞。沉积构造以槽状交错层理为典型，也发育楔状交错层理、板状交错层理、斜层理。体现出游荡性河道（砾（砂）质辫状河）垂向或侧向加积的沉积特征。

细粒端沉积物主要包括粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩、碳质泥岩，其中往往含有不均匀分布的砂或细砾（含砾泥岩），常可见泥岩中发育薄层透镜状细砾岩夹层。除C9旋回上部细粒沉积物厚度较大，且表现出由下至上的由粗到细粒序渐变趋势特征外，其它旋回的细粒端沉积物通常直接叠置于粗粒端沉积物构成的河道砂砾岩体之上，在粒级上呈现出截然的变化特征。

综上初步认为，M1-M9单元粗粒端沉积物体现出游荡性河道（砂砾质辫状河）垂向或侧向加积的沉积特征，推测其为冲积扇背景下砂砾质辫状河沉积体系产物。

4 结论

厘定了矿床铁米尔苏组地层的沉积体系归属，认为M1-M9单元归属于辫状平原扇沉积体系，M9-M12单元是辫状平原扇三角洲沉积体系产物，两个单元的沉积古地理环境及沉积作用具有继承性演化特点。辫状平原扇三角洲沉积体系中的砾质辫状分流河道的前端或砂质分流河道、辫状分流河道砂坝或河道间越岸沉积砂体（M9-M12单元）以及辫状平原扇沉积体系中漫流沉积（M1-M9）对铀成矿的富集与定位最为有利。