靖遠礦區侏羅系礦層特征及含礦地層沉積環境淺析

寇宏杰

(甘肅煤田地質局一三三隊，甘肅 白銀 730913)

靖遠礦區位于甘肅省中部，地處黃土高原北部，地勢南北高，中部低，行政區劃隸屬白銀市管轄，西北以黃河為界；西南邊界為宋梁山—鐵木山—華家嶺一帶的古老變質巖；東北邊界為甘肅和寧夏省界。黃河自南向西北穿過境內西部，是區內主要供水水源[1]。本區年平均氣溫6℃～9℃，年降雨量180mm～450mm，年蒸發量1657mm～3038mm。包蘭鐵路、京藏高速(G6)、109國道、308省道通過境內，交通十分便利。

1 地質概況

1.1 構造特征

靖遠礦區大地構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—會寧坳陷。斷裂和褶皺均很發育（見圖1）。主要斷裂有F1、F2、F3、F4和F68等；主要褶皺有峰臺山—香山復式背斜、論古—白塔復式向斜、松山—黃家洼山復式背斜、靖遠坳陷帶、吳家川復式單斜層等。

1.2 地層

中侏羅統龍鳳山組（J2l）為靖遠礦區主要含礦地層，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，含礦系數大于30%，主要可采礦層2—4層，多為厚至特厚礦層，礦層結構簡單—復雜，屬較穩定—穩定性礦層（見表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、紅會礦），含礦性較好，但礦層有分叉、變薄、甚至尖滅的現象。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，礦區南部的寶積山礦和紅會礦編號為1；礦區北部王家山礦編號為4，為厚至巨厚礦層。龍鳳山組Ⅱ段屬于盆地擴張充填體系沉積物，以淺湖或濱湖相細粒沉積物為主，局部見有不穩定的薄礦層，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礦不存在，在王家山礦編號為礦2，位于Ⅲ段頂部，為厚至巨厚礦層。

圖1 靖遠礦區構造略圖

3 含礦地層沉積環境

靖遠礦區侏羅紀含礦地層在不同沉積背景下沉積環境演化差異明顯（圖2），有河流—三角洲平原、三角洲前緣沉積背景下沉積環境，簡述如下。

3.1 河流—三角洲平原背景下沉積環境

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。成礦時為三角洲平原上的洪泛平原背景下廣泛發育有沼澤、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；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、砂質泥巖；頂部發育沼澤、泥炭沼澤，形成厚礦層。

表1 靖遠礦區各礦山龍鳳山組礦層特征一覽表

圖2 靖遠礦區侏羅紀沉積相地層綜合柱狀圖

3.2 三角洲前緣背景下沉積環境

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；后期水退之后發育了泥巖沼澤，形成了薄礦層。

總之，靖遠礦區為中侏羅世的殘留盆地，含礦范圍內僅見三角洲沉積體系。下部三角洲平原沉積作用較強，尤以王家山礦、寶積山礦明顯，礦層為較穩定發育的厚礦層；上部以三角洲前緣沉積作用占主導，礦層層數較多，發育情況較上部差。

4 靖遠礦區侏羅紀礦系古地理總體演化

靖遠礦區侏羅紀含礦地層是在三疊紀大型湖盆基底背景上發育而成的，印支運動對三疊紀大型湖盆影響不大，區內較多地段的侏羅系地層與下伏地層呈平行不整合關系。

早侏羅世，同期盆緣構造在南緣較頻繁活動，發育了由南向北方向進入盆地的沖積扇沉積體系，在沖積扇遠端為湖泊沉積體系。

中侏羅世，湖泊岸邊和湖心島周圍廣泛發育了地勢平坦的三角洲平原，經泥炭沼澤化形成了穩定厚礦層。在以湖泊沉積作用占優勢的地段，礦層發育情況較差，甚至形成無礦層。

中侏羅世時發生了一次區域性湖侵作用，湖泊仍為淺水環境。早期來自湖泊岸邊的三角洲前緣向湖盆中心進積，水退后經充填淤淺發生沼澤化、泥炭沼澤化。晚期，區域性的湖水進、退作用控制了成礦環境，形成了多次成礦期，但由于成礦環境具有發育時間較短、變化較快的特點，所以泥炭沼澤發育較差，多數礦層側向上穩定性差，礦層薄，只在湖泊北岸王家山一帶因地勢略高，較長時間里發育了大面積的平原沼澤化及泥炭沼澤環境，形成側向穩定發育的厚礦層。

綜上所述，靖遠礦區侏羅紀含礦地層沉積環境演化過程：初級為沖積扇沉積體系與小湖泊沉積體系，中期為湖泊擴張沉積體系，晚期為湖泊萎縮沉積體系。成礦環境主要受控盆斷層活動及區域性湖侵作用控制。