靖遠(yuǎn)礦區(qū)侏羅系礦層特征及含礦地層沉積環(huán)境淺析

寇宏杰

(甘肅煤田地質(zhì)局一三三隊(duì)，甘肅 白銀 730913)

靖遠(yuǎn)礦區(qū)位于甘肅省中部，地處黃土高原北部，地勢(shì)南北高，中部低，行政區(qū)劃隸屬白銀市管轄，西北以黃河為界；西南邊界為宋梁山—鐵木山—華家?guī)X一帶的古老變質(zhì)巖；東北邊界為甘肅和寧夏省界。黃河自南向西北穿過(guò)境內(nèi)西部，是區(qū)內(nèi)主要供水水源[1]。本區(qū)年平均氣溫6℃～9℃，年降雨量180mm～450mm，年蒸發(fā)量1657mm～3038mm。包蘭鐵路、京藏高速(G6)、109國(guó)道、308省道通過(guò)境內(nèi)，交通十分便利。

1 地質(zhì)概況

1.1 構(gòu)造特征

靖遠(yuǎn)礦區(qū)大地構(gòu)造單元屬祁連造山帶，自北東往西南有川口—王家山—靖安坳陷、哈思山—黃家屲山—崛吳山隆起、寶積山坳陷、靖遠(yuǎn)—會(huì)寧坳陷。斷裂和褶皺均很發(fā)育（見(jiàn)圖1）。主要斷裂有F1、F2、F3、F4和F68等；主要褶皺有峰臺(tái)山—香山復(fù)式背斜、論古—白塔復(fù)式向斜、松山—黃家洼山復(fù)式背斜、靖遠(yuǎn)坳陷帶、吳家川復(fù)式單斜層等。

1.2 地層

中侏羅統(tǒng)龍鳳山組（J2l）為靖遠(yuǎn)礦區(qū)主要含礦地層，巖性由灰白色、灰色砂礫巖、砂巖、深灰色泥巖和礦層組成。厚度10m～183.33m，平均厚80米左右。

2 侏羅系礦層特征

龍鳳山組含礦2～6層，含礦系數(shù)大于30%，主要可采礦層2—4層，多為厚至特厚礦層，礦層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單—復(fù)雜，屬較穩(wěn)定—穩(wěn)定性礦層（見(jiàn)表1）；主要可采礦層位于地層下段（王家山礦）或地層上段（寶積山礦、紅會(huì)礦），含礦性較好，但礦層有分叉、變薄、甚至尖滅的現(xiàn)象。龍鳳山組Ⅰ段屬于盆地初始充填體系沉積物，礦層分布較廣泛，多位于Ⅰ段的頂部，礦區(qū)南部的寶積山礦和紅會(huì)礦編號(hào)為1；礦區(qū)北部王家山礦編號(hào)為4，為厚至巨厚礦層。龍鳳山組Ⅱ段屬于盆地?cái)U(kuò)張充填體系沉積物，以淺湖或?yàn)I湖相細(xì)粒沉積物為主，局部見(jiàn)有不穩(wěn)定的薄礦層，不是主要含礦段。龍鳳山組Ⅲ段屬于盆地萎縮充填體系沉積物，礦層在寶積山礦和紅會(huì)礦不存在，在王家山礦編號(hào)為礦2，位于Ⅲ段頂部，為厚至巨厚礦層。

圖1 靖遠(yuǎn)礦區(qū)構(gòu)造略圖

3 含礦地層沉積環(huán)境

靖遠(yuǎn)礦區(qū)侏羅紀(jì)含礦地層在不同沉積背景下沉積環(huán)境演化差異明顯（圖2），有河流—三角洲平原、三角洲前緣沉積背景下沉積環(huán)境，簡(jiǎn)述如下。

3.1 河流—三角洲平原背景下沉積環(huán)境

以王家山礦兩次成礦期為例。在中侏羅世早期，第一次成礦期前以三角洲前緣水下分流河道沉積作用為主，沉積了一套薄層狀泥巖與厚層狀砂巖、砂礫巖互層沉積物。泥巖厚度小于0.5m，多為0.1m～0.2m，砂巖厚度在1.5m～2m。成礦時(shí)為三角洲平原上的洪泛平原背景下廣泛發(fā)育有沼澤、泥炭沼澤，形成厚礦層。第二次成礦期前的三角洲前緣沉積作用以河口壩為主，下部為一套薄層狀砂、泥互層，砂體粒度較細(xì)；中部為一套厚層狀砂巖、砂礫巖層；上部為三角洲平原分流河道砂巖和洪泛平原泥巖、砂質(zhì)泥巖；頂部發(fā)育沼澤、泥炭沼澤，形成厚礦層。

表1 靖遠(yuǎn)礦區(qū)各礦山龍鳳山組礦層特征一覽表

圖2 靖遠(yuǎn)礦區(qū)侏羅紀(jì)沉積相地層綜合柱狀圖

3.2 三角洲前緣背景下沉積環(huán)境

以寶積山礦兩次成礦期為例。在中侏羅世早期，第一次成礦期前，早期以三角洲前緣水下分流河道沉積作用為主；晚期以三角洲平原分流河道與洪泛平原沉積作用為主，頂部發(fā)育沼澤、泥炭沼澤，形成厚礦層。第二次成礦期前的三角洲前緣以河口壩沉積作用為主，沉積了一套巨厚層狀的砂、泥層；后期水退之后發(fā)育了泥巖沼澤，形成了薄礦層。

總之，靖遠(yuǎn)礦區(qū)為中侏羅世的殘留盆地，含礦范圍內(nèi)僅見(jiàn)三角洲沉積體系。下部三角洲平原沉積作用較強(qiáng)，尤以王家山礦、寶積山礦明顯，礦層為較穩(wěn)定發(fā)育的厚礦層；上部以三角洲前緣沉積作用占主導(dǎo)，礦層層數(shù)較多，發(fā)育情況較上部差。

4 靖遠(yuǎn)礦區(qū)侏羅紀(jì)礦系古地理總體演化

靖遠(yuǎn)礦區(qū)侏羅紀(jì)含礦地層是在三疊紀(jì)大型湖盆基底背景上發(fā)育而成的，印支運(yùn)動(dòng)對(duì)三疊紀(jì)大型湖盆影響不大，區(qū)內(nèi)較多地段的侏羅系地層與下伏地層呈平行不整合關(guān)系。

早侏羅世，同期盆緣構(gòu)造在南緣較頻繁活動(dòng)，發(fā)育了由南向北方向進(jìn)入盆地的沖積扇沉積體系，在沖積扇遠(yuǎn)端為湖泊沉積體系。

中侏羅世，湖泊岸邊和湖心島周?chē)鷱V泛發(fā)育了地勢(shì)平坦的三角洲平原，經(jīng)泥炭沼澤化形成了穩(wěn)定厚礦層。在以湖泊沉積作用占優(yōu)勢(shì)的地段，礦層發(fā)育情況較差，甚至形成無(wú)礦層。

中侏羅世時(shí)發(fā)生了一次區(qū)域性湖侵作用，湖泊仍為淺水環(huán)境。早期來(lái)自湖泊岸邊的三角洲前緣向湖盆中心進(jìn)積，水退后經(jīng)充填淤淺發(fā)生沼澤化、泥炭沼澤化。晚期，區(qū)域性的湖水進(jìn)、退作用控制了成礦環(huán)境，形成了多次成礦期，但由于成礦環(huán)境具有發(fā)育時(shí)間較短、變化較快的特點(diǎn)，所以泥炭沼澤發(fā)育較差，多數(shù)礦層側(cè)向上穩(wěn)定性差，礦層薄，只在湖泊北岸王家山一帶因地勢(shì)略高，較長(zhǎng)時(shí)間里發(fā)育了大面積的平原沼澤化及泥炭沼澤環(huán)境，形成側(cè)向穩(wěn)定發(fā)育的厚礦層。

綜上所述，靖遠(yuǎn)礦區(qū)侏羅紀(jì)含礦地層沉積環(huán)境演化過(guò)程：初級(jí)為沖積扇沉積體系與小湖泊沉積體系，中期為湖泊擴(kuò)張沉積體系，晚期為湖泊萎縮沉積體系。成礦環(huán)境主要受控盆斷層活動(dòng)及區(qū)域性湖侵作用控制。