内蒙古腾格尔坳陷赛汉组上段沉积相特征对砂岩型矿床的控制作用

杨俊伟

（核工业二〇八大队，内蒙古 包头 014040）

腾格尔坳陷属于二连盆地东南部的一个大型次级坳陷，呈北东向展布，主要找矿目的层为下白垩统赛汉组。凹陷内次级凹陷在阿尔善组沉积时多被凸起分隔开而呈彼此孤立的山间盆地，在腾格尔组沉积时已互相连通成统一盆地接受沉积。在赛汉组沉积时，除隆起上的次级凹陷始终以独立的构造单元接受沉积外，凹陷内基本不受次级构造分区的影响，而以每个坳陷为单元统一接受沉积,断陷盆地裂陷晚期具备形成大规模储集砂体的条件（陈祖伊等，2004），如赛汉组上段的大型砂体，经近年来勘探证实其蕴藏了丰富的铀资源，由于铀的成矿和赋存与沉积体系密切相关，所以加强白垩系目标层位沉积体系研究既有助于深入理解成矿规律，也有助于进行新区预测[1]。

1 地质背景

腾格尔坳陷是在华力西褶皱带基础上发育的中新生代内陆坳陷，面积约24000km2。为中国北方重要的聚油、煤和产铀盆地。坳陷总体走向为北东向，向西和西南部逐渐变为北东东和近东西向，在平面上呈向北东收敛、向南西撒开的三角形形态。盆地构造运动复杂，整个盆地经历了加里东期、海西期、印支期和早燕山期多期构造演化（漆家福等，2015），形成了由七个凹陷和五个凸起组成的构造沉积格局，断裂、褶皱形成的强变形基底、坳（凹）陷-隆（凸）起相间排列和含铀岩浆岩体集中分布的格局。基底由古生界浅—中等变质岩系、侏罗系含煤碎屑岩建造、火山岩建造及加里东期、华力西期、燕山期岩浆岩组成，主体构造线为近东西向。赛汉组上段是本区的主要找矿目的层。新近系（N）以砖红色泥岩、砂砾岩、砂质泥岩为主的冲洪积相沉积为主；第四系（Q）广泛分布，主要为河流相冲洪积沙及风成沙。

2 赛汉组上段沉积特征

（1）砂体展布特征。赛汉组上段砂体在腾格尔坳陷主要分布于阿其图乌拉凹陷、布图莫吉凹陷、扎格斯台凹陷、都日木坳陷北侧及何日斯太的局部等[2]。赛汉组上段砂体厚度3.1m～147.52m。顶板深度27.80m～317.50m，底板深度84.30m～482.50m。从图上可看出该段厚度从东往西逐渐增厚。赛汉组沉积期处于盆地发育的末期，即断-坳转换期，断陷活动弱，盆地处于过补偿的（沉积物供应＞构造沉降）充填阶段。

图1 15号勘探线剖面图

整个赛汉组呈“粗—细—粗”结构，反映了一个由水进到水退的完整沉积旋回。赛汉组上段发育一套辫状河—辫状河三角洲—湖泊沉积体系，由多旋回主干辫状河道、分流河道、水下分流河道、河口坝等沉积成因形成的复合砂体，规模较大，延伸稳定，成熟度较高。砂体之上为新近系红色泥岩，之下为赛汉组下段湖沼沉积泥岩、炭质泥岩、褐煤层等，垂向上构成“泥—砂—泥”互层结构（图1），是寻找古河谷型砂岩型矿床的有利层位。

（2）沉积相类型。通过单孔沉积微相识别及剖面对比分析，在腾格尔坳陷赛汉组上段共划分五种典型的沉积体系：冲积扇沉积体系、扇三角洲沉积体系、辫状河沉积体系、辫状河三角洲沉积体系和湖泊沉积体系（表1）。

表1 赛汉组主要沉积体系类型及其分布

3 沉积相对砂岩型金属矿矿化控制作用

（1）含矿沉积相展布特征。腾格尔坳陷赛汉组上段已经由断陷转换为坳陷期，沉积充填序列基本不受凹陷边界和基底构造控制，呈泛连通状态。各凹陷已基本填平补齐，形成统一的河流-湖泊沉积体系。从赛汉组上段地层厚度来看，在平面上，沉降中心已由各凹陷独立成中心转移至坳陷的西部，形成统一的沉降中心。目前在坳陷内含矿层位主要为赛汉组辫状河及辫状河三角洲前缘砂体，其分布主要位于苏尼特隆起上的阿其图乌拉凹陷、腾格尔坳陷内的扎格斯台凹陷、何日斯太、布朗沙尔等凹陷，是本项目探索的重点部位。

（2）矿化与赛汉组上段的关系。赛汉组上段铀矿化主要分布在阿其图乌拉地区，地表未见铀矿化显示，为隐伏矿体，位于新近系地层之下。阿其图乌拉地区赛汉组上段发育辫状河三角洲沉积体系砂体，砂体呈带状近东西向展布，铀矿化受氧化砂体中的灰色残留体砂体控制。腾格尔地区赛汉组上段发现砂岩型工业铀矿孔1个，矿化孔3个，异常孔9个（表1）。所发现的砂岩矿化段均处于同一砂层中，含矿层砂体层数多，呈透镜状，泥岩夹层较发育，单层砂体厚度10m～20m，砂体累计厚度在11m～70m之间，含砂率在13%～93%，底板埋深在132m～335.1m之间，底板标高821m～870m；工业矿孔TZK3-3砂体厚度43.66m，含砂率65.85%，底板埋深为148.30m，底板标高为865.70m。TZK3-3矿化段位于29.03m～130.23m，位于赛汉组上段，矿层厚度1.20m，解释品位0.0427%，平米铀量1.02kg/m2，为低品级铀矿化，含矿岩性为灰色泥质细砂岩、中砂岩和砂质砾岩，结构疏松，以孔隙式胶结为主，部分为基底式胶结；经薄片镜下鉴定定名为岩屑长石砂岩和长石砂岩，碎屑物含量60%～80%，碎屑物以石英、长石为主。

图2 TZK3-3钻孔结构图

腾格尔坳陷赛汉组上段完全由一套辫状河三角洲及河流环境下的灰色、深灰色含砾砂岩、砂岩及泥岩组成，古气候以温暖潮湿为主，晚白垩世地壳抬升，该区气候也向干旱转变，进入第三纪以来，腾格尔坳陷一直处于干旱、半干旱气候状态，沉积了以黄色、褐黄色、红色等为主的泥岩、粉砂岩，长时期的干旱环境有利于氧化作用的发育及成矿。

4 结论

（1）腾格尔坳陷北部为苏尼特隆起，苏尼特隆起发育华力西期、燕山期花岗岩体，且上古生界具多层中酸性火山岩，铀含量较高。华力西期的侵入岩主要为华力西期花岗闪长岩、似斑状花岗闪长岩、黑云母花岗闪长岩等中酸性侵入岩（δO4）及酸性侵入岩（γ43）呈岩基产出。其中，酸性侵入岩（γ43）岩石铀含量高达4×10-6，风化作用强烈，铀迁出明显，构成丰富的矿产资源。

（2）腾格尔坳陷赛汉组上段主要发育辫状河、辫状河三角洲沉积体系，另外还可见到扇三角洲沉积体系。其中辫状河沉积体系分布范围广，主要分布在都日木凹陷的北东部、布图莫吉凹陷、扎格斯台凹陷、额尔登苏木凹陷大片区域和布图莫吉凹陷，辫状河三角洲沉积体系主要分布于都日木凹陷的北部，以及苏尼特隆起阿其图乌拉凹陷的北部，扇三角洲沉积体系主要分布于阿其图乌拉凹陷的南部等地区。该段是该区主要铀储层。

（3）阿其图乌拉地区赛汉组上段发育辫状河三角洲沉积体系砂体，砂体呈带状近东西向带状展布，矿化受层间氧化带控制，工业孔位于氧化带前锋线附近靠近灰色砂体一侧。固该段铀矿化的形成主要受辫状河砂带及层间氧化带的控制。