張 芮，黃志發(fā)

（1.四川省核工業(yè)地質局二八二大隊，四川 德陽 618099；2.成都理工大學， 四川 成都 610059）

準噶爾盆地是我國第二大內陸盆地，隨著勘探的深入，在盆地西北緣中生界侏羅統(tǒng)八道灣組地層中發(fā)現(xiàn)了大規(guī)模具有良好的可地浸砂巖型金屬礦富集條件的一套暗色含礦碎屑巖建造。砂體展布是影響金屬礦勘探的重要因素之一，而砂體發(fā)育受控于沉積相展布特征。由于研究區(qū)早期的構造改造與后期剝蝕作用強烈，前人對于八道灣組沉積相認識眾說紛紜，本文以盆地周緣露頭剖面和盆內鉆井中心、測井、錄井等資料為基礎，運用沉積地質研究方法，系統(tǒng)地對下侏羅統(tǒng)八道灣組進行礦物學、沉積構造和沉積相研究，以期揭示準噶爾盆地礦區(qū)地質概況、礦床沉積相類型及展布規(guī)律，為以后資源勘探提供理論信息。

1 金屬礦區(qū)地質概況

準噶爾盆地是在前石炭系褶皺基底之上發(fā)育起來的大型多旋回疊合盆地，大致經歷了3個構造演化階段：前石炭世盆地基底形成階段，震旦紀到古生代受古亞洲洋演化階段及中新生代以來盆內造山及盆地形成階段（金若時，2016）。根據(jù)基底形態(tài)特征，盆地內部總體為凹隆相間、南北分帶、東西分塊的格局（吳孔友，2005）。金屬礦區(qū)主要位于準噶爾盆地西北緣西部隆起帶上（圖1），西北為達爾布特斷裂，西為準噶爾盆地西界扎伊爾山，東以克白-烏夏斷裂帶與瑪湖凹陷相鄰。野外露頭及巖心資料揭示研究區(qū)廣泛分布八道灣組地層，其上段巖性以灰色中細砂巖、粉砂巖為主，粉砂巖中夾深灰色粉砂質泥巖及礦層，中段為淺灰色細砂巖和粉砂質泥巖互層，下段為以深灰色粉砂巖、泥巖、夾淺灰色中細砂巖，從中可識別出4套礦層。

圖1 準噶爾盆地西北緣構造劃分及礦區(qū)范圍圖

2 沉積相類型

本次研究主要從礦物特性、沉積構造和古生物等相標志著手，充分利用野外剖面資料，開展對礦區(qū)地質概況及沉積相研究工作，并進一步劃分出亞相和微相。

2.1 辮狀河河流相

通過對礦區(qū)野外剖面觀察，研究礦區(qū)沉積主要發(fā)育在八道灣組下段的地層中。辮狀河道及河間沉積的組合在辮狀河河流相普遍發(fā)育，其礦物以礫巖、含礫砂巖和砂巖為主。在橫向展布上，河道沉積不穩(wěn)定，河道相互切割，以中粗砂巖為主的砂體通常呈透鏡狀分布；在垂向上，礦物特性表現(xiàn)為中粗砂巖向上的逐漸減少減薄、細砂巖、粉砂巖逐漸增多，共同組成向上變薄變細的層序。辮狀河河流相以多河道的辮狀河沉積為主，可進一步識別出河漫和河床兩種亞相。

2.1.1 礦床亞相

根據(jù)研究區(qū)礦床特性及礦物組合特征，在礦床亞相中可識別出心灘沉積微相和礦床滯留沉積微相。

（1）心灘微相

心灘微相主要發(fā)育在河床的中部，大多呈條帶狀或透鏡狀順水流方向展布，偶見碳化植物碎屑等。心灘微相整體呈下粗上細的正粒序特征，底部見少量礫巖，下部以灰色或灰綠色的中—粗粒砂巖為主，上部為細砂巖、粉砂巖夾少量泥巖。砂巖巖屑含量較高，大型的槽狀、板狀交錯層理發(fā)育其中。

（2）滯留沉積微相

該沉積相主要發(fā)育于河床沉積最底部，礦物特性多為灰色或雜色塊狀礫巖，少見砂巖和粉砂巖。野外露頭可見礫巖呈不連續(xù)的透鏡狀，疊瓦狀的定向排列，其底部?？梢姏_刷面構造。

2.2 三角洲相

礦區(qū)的三角洲體系是辮狀河流推進到相對開闊和坡度較緩的湖泊水體中形成的（崔永平，2002），在準噶爾盆地西北緣侏羅系八道灣組上段尤其發(fā)育。

2.2.1 三角洲平原亞相

（1） 河道微相

在準噶爾盆地西北緣侏羅系八道灣組的辮狀河道微相中，礦物粒度較粗，主要為礫石、含礫砂礦石及中粗粒砂礦石。礫石成分以巖漿巖和變質巖為主，砂巖雜基含量高，成分成熟度低；粉砂礦物主要發(fā)育波狀層理，含砂質團塊。垂向上，沉積物表現(xiàn)為由下至上表現(xiàn)為由粗（礫石、含礫粗砂礦石）到細（粗砂巖/中砂礦石）的正粒序變化。河道底部可見透鏡體狀礫巖層，礫巖層底部通常表現(xiàn)為沖刷面或巖性突變面，并對其下伏地層造成不同程度的切割。

（2）分流河道間微相

分流河道間沉積微相常發(fā)育與河道間洼地，水下分流河道間的沉積物往往受河道的頻繁遷移侵蝕、破壞，保存下來的沉積物的厚度較?。徢?，2015）。礦物特性主要為黃色和灰綠色的粉砂質泥巖和泥巖，可見水平層理和生物擾動作用遺跡。

（3）沼澤微相

下侏羅統(tǒng)八道灣組發(fā)育4套礦層，同時含有植物碎屑化石，前人對相應的測井分析，顯示出典型的沼澤相特征，即低自然伽馬、高電阻的“雙峰”特征（朱筱敏等，2008）。

2.2.2 辮狀河三角洲前緣亞相

（1）水下分流河道微相

研究礦區(qū)地下河道沉積物與典型分流河道的礦物組構相比，粒度較粗，主要為灰-灰綠色礫巖、灰白色礫巖、以及砂礫巖、含礫砂巖以及中粗粒砂巖、細砂巖。在垂向上，現(xiàn)為明顯的單一的水下分流河道正韻律，一即從含礫中-粗砂巖到細砂巖，中-粗粒砂巖為沉積物主要成分。礫巖及砂礫巖中雜基含量少，主要為顆粒支撐。底部可見沖刷充填構造。礦體中可見具有滑動變形構造的泥礫，發(fā)育板狀交錯層理。

（2）水下分流河道間微相

水下分流河道間微相在研究區(qū)八道灣組分布廣，主要由細粒沉積物組成，泥巖和粉砂巖發(fā)育水平層理，可見保存完好的植物碎片化石和生物潛穴。垂向上，微相中的巖石主要以“泥厚砂薄”反旋回沉積序列為特征，反映了水體淺、水流弱的相對安靜的沉積環(huán)境。

（3）河口壩微相

河口砂壩與水下分流河道為辮狀三角洲亞相中的兩個主要微相，河口砂壩位于水下分流河道于沉積中心方向的河口處。湖泊水力作用的變化，使得泥質沉積物被帶走，砂質物質被保存下來，礦物特性組合上下細上粗的反旋回偶見小型沖刷面。

2.2.3 金屬礦床沉積環(huán)境為三角洲亞相

前辮狀河三角洲泥為在該區(qū)唯一能對三角洲亞相進一步有效識別的微相。前辮狀河三角洲泥以色暗、質純的厚層的塊狀泥巖和薄層濁積砂巖為主，一般位于水動力條件弱的深湖-半深湖環(huán)境，常水平紋層發(fā)育于湖相泥巖中。

2.3 湖泊相

由于淺湖和濱湖亞相的鑒別缺乏明顯標志統(tǒng)稱為濱淺湖亞相，常表現(xiàn)為向上變細的正旋回沉積。

（1）淺湖泥微相

研究區(qū)淺湖泥微相沉積的巖性以淺灰色的粉砂巖與灰綠色的泥巖互層為主，夾少量薄層砂巖透鏡體，偶見棕色或淺黃色泥巖和粉砂巖。沉積物顆粒的磨圓、分選良好，以水平層理為主，層面可見生物擾動現(xiàn)象。

（2）淺湖砂壩微相

研究區(qū)淺湖砂壩沉積淺灰、灰綠色粉砂質泥巖和粉－細砂巖薄層互層，發(fā)育水平層理、波狀層理及中－小型交錯層理，在砂、泥巖交互沉積時可發(fā)育透鏡狀層理。

研究區(qū)半深湖-深湖相主要分布在八道灣組中段。主要的沉積微相可見半深湖-深湖泥。由于水動力條件不足，其以發(fā)育水平層理為主要特征，部分頁理化，并可見油頁巖。

3 沉積相平面展布特征及演化

八道灣下段地層廣泛分布除研究區(qū)西緣之外的地區(qū)。研究礦區(qū)在該時期沉積環(huán)境主要為沖積平原，大致以H96井-JW26井-B75井-BQ3井-X23井一線以西區(qū)域，盆地西緣扎伊爾山山-西北院哈拉阿拉特山遭受風化剝蝕而形成碎屑物質通過山前河流向盆內輸送，且在沖積平原前沿發(fā)育局部分布的三角洲沉積，以M井區(qū)與Q井區(qū)主要發(fā)育三角洲發(fā)育較好，而在K81井區(qū)以湖泊沉積為主（圖2）。

圖2 八道灣下段沉積相展布圖

八道灣組中段時期，伊爾山和哈拉阿拉特山進一步遭受構造抬升作用，研究區(qū)沉積環(huán)境較上段變化較大，主要表現(xiàn)為辮狀河流相的萎縮，三角洲環(huán)境及湖盆面積的擴大，兩大山系結合部普遍發(fā)育是三角洲沉積，以百口泉地區(qū)和M字井井區(qū)為主要發(fā)育區(qū)域。

圖3 八道灣組上段沉積相展布圖

該時期沖積平原為主要沉積環(huán)境，湖盆向東為萎縮，三角洲沉積體系發(fā)育，主要研究區(qū)東部-東南部地區(qū)。該時期構造運動減弱，物源供給減少，三角洲沉積區(qū)域與上兩個時期相比進一步縮小。受研究區(qū)西部造山帶構造運動影響，八道灣組下段至八道灣組上段研究區(qū)沉積相繼承性較差。（圖3）。

4 結論

明確了侏羅系八道灣組沉積相類型及典型綜合標志特征，共識別出7個亞相，14個微相。

系統(tǒng)揭示了金屬礦區(qū)八道灣組沉積相空間展布特征。垂向上，研究區(qū)八道灣組下段總體以辮狀河沉積和辮狀河三角洲平原沉積為主；到八道灣組中段開始快速水進，形成了以淺湖-半深湖泥巖和淺湖砂壩沉積為主，辮狀河三角洲前緣和前辮狀河三角洲孤立分布的沉積格局；八道灣組上段水體逐漸變淺，研究區(qū)總體以三角洲平原沉積為主。