鄂爾多斯盆地直羅組聚煤規律及其對古氣候和鈾成礦環境的指示意義

焦養泉，吳立群，榮 輝，張 帆

(1.中國地質大學(武漢) 資源學院，湖北 武漢 430074; 2.中國地質大學(武漢) 構造與油氣資源教育部重點實驗室，湖北 武漢 430074)

在鄂爾多斯盆地，針對侏羅紀含煤巖系的研究，以往把重點放在了具有煤炭開采價值的延安組，而自從直羅組發現了大規模的鈾礦床之后，直羅組微弱的聚煤作用研究才得到了真正的重視[1-3]。這主要是因為，直羅組微弱聚煤作用的產物直接制約了砂巖型鈾礦的超常富集，被認為是一種新的找礦標志[3,4-6]。研究發現，鄂爾多斯盆地侏羅紀含煤巖系不僅限于延安組，還應包括富縣組[7-8]和直羅組[5,8-9]，即侏羅紀聚煤作用始于富縣組沉積末期的Toarcian晚期，于延安組沉積期的Aalenian-Bajocian期達到鼎盛，結束于直羅組沉積早中期的Bathonian期[10-11]。最近20 a來，在鄂爾多斯盆地北部實施“煤鈾兼探”過程中，積累了豐富的直羅組含煤-含鈾巖系的地質資料[2-3,6,12]。大區域地層對比發現，侏羅紀含煤巖系的完整演化周期被紀錄于鄂爾多斯盆地東北部、西北部和盆地南部，其聚煤規律與延安組相似，聚煤區圍繞盆地沉降中心呈環帶狀展布，只是聚煤作用相對較弱而已，這一聚煤事件還可以直接追蹤對比到盆地外圍的賀蘭山和巴彥浩特盆地。

針對鄂爾多斯盆地直羅組微弱聚煤作用的研究，其目的不在于闡明煤炭資源的豐度，更重要的是在于通過揭示其空間分布與演化規律，闡明侏羅紀含煤巖系基本結構，重塑古氣候的變遷歷史，并借以預測鈾成礦的遠景區。眾所周知，原地形成的煤層通常被充當潮濕古氣候判別的重要標志[13-17]。當含煤巖系中發生次生氧化作用的骨架砂體與煤層相鄰時，可遷移的溶解鈾(U6+)便會被煤層或者由煤層形成的還原地質體吸附-還原形成鈾礦床[4,18]。所以，煤層不僅是古氣候的重要識別標識，而當含煤巖系具備砂巖型鈾成礦的條件時，它同時又是制約鈾礦化的關鍵因素之一，還可以作為重要的找礦標志。

筆者通過區域野外露頭調查和鉆孔資料分析，系統總結了鄂爾多斯盆地直羅組的聚煤規律，以聚煤事件及其遷移規律為依據恢復了區域古氣候的變遷歷史，從含煤巖系為相鄰鈾儲層砂體提供還原介質的角度探討了聚煤作用對鈾成礦的制約關系，同時指出了遠景找礦方向。

1 侏羅紀含煤巖系基本結構

鄂爾多斯盆地是印支運動使中國大陸處于板內構造體制之后，座落于華北克拉通西部的侏羅—白堊紀盆地，存在4個階段的世代演替，即:早侏羅世晚期至中侏羅世早期聚煤盆地;中侏羅世中期—晚期直羅組和安定組沖積體系充填;晚侏羅世盆地萎縮消亡階段的芬芳河組礫質扇充填;早白堊世早期的沖積-風成體系充填[19]，其中侏羅紀聚煤作用從第1世代延續到了第2世代(圖1)。在鄂爾多斯盆地東北部，侏羅紀聚煤作用的發展演化周期相對最為完整，共由7個煤層組組成。其中，最初的聚煤作用(初始發生階段)被記錄于富縣組的沉積末期[7-8]，由于不含工業煤層，所以未給予編號。至延安組沉積期，聚煤作用達到了鼎盛發育階段[20-22]，形成了5個工業煤層組，自下而上分別被命名為6號煤層組～2號煤層組。至直羅組沉積早期，聚煤作用處于衰退消亡階段，發育1個煤層組(被命名為1號煤層組)，聚煤作用相對較弱，以發育薄煤層、煤線和碳質泥巖為特征[5,8-9](圖2)。

圖1 鄂爾多斯盆地構造格架及其資料點位置Fig.1 Structural framework and location of data points in Ordos Basin

2 盆地東北部直羅組聚煤規律

在盆地東北部，直羅組聚煤作用主要產出于直羅組的下段，最典型的露頭區位于東勝神山溝—黃鐵棉圖一帶。在神山溝，直羅組下段的聚煤作用具有較大范圍的可追蹤對比性，煤層位于直羅組下段下亞段頂部，由兩層薄煤層構成(即1號煤層組)[1,23](圖2)。在黃鐵棉圖一帶，1號煤層組具有多個分層，反映了聚煤事件經歷了多次中斷與重復繁衍的復雜演化過程(圖3)。1號煤層組從露頭區可以直接對比到覆蓋區的鉆孔中，具有大范圍的可比性——遍布東勝鈾礦田(圖4)。但是，1號煤層組的發育具有明顯的不均衡性。地層和煤層對比發現，研究區中東部聚煤作用層位較低，即位于下亞段頂部(圖2,3,4(a)～(c));而在研究區西部，特別是大營鈾礦區，聚煤作用持續到了上亞段頂部(圖4(d))。這種現象說明，直羅組聚煤作用終結的時間，東部較西部更早。

煤層(線)和碳質泥巖都是泥炭沼澤演化的產物。在鄂爾多斯盆地北部，直羅組下段隸屬于辮狀河-辮狀河三角洲平原、曲流河-曲流河三角洲平原沉積[1,23]，這為泥炭沼澤的發育奠定了良好的沉積背景。那些未受到同沉積事件干擾、發育時間較長、品質優良的泥炭沼澤，通過泥炭化作用和煤化作用形成煤層(線)，反之就有可能成為碳質泥巖。通過對眾多鉆孔的統計，筆者分別編制了煤層等厚度圖和與煤層相關的暗色泥巖等厚度圖，用以表征直羅組泥炭沼澤發育的規模和分布規律(圖5,6)。

統計與編圖發現，在鄂爾多斯盆地北部直羅組下段聚煤作用具有四大特點:① 聚煤作用相對較弱，全區上、下亞段煤層的平均厚度僅為0.05和0.18 m，最厚3.98 m(表1);② 聚煤單元規模較小，連續性差，但是可以借助沉積韻律進行區域對比(圖5,6);③ 聚煤作用不均衡，在研究區西部大營鈾礦區聚煤作用相對最強(局部發育可采煤層)，而且發育時間最長，一直延續到了上亞段沉積末期。而在研究區東部柴登鈾礦產地、農勝新—罕臺廟鈾礦床、皂火壕鈾礦床、神山溝—黃鐵棉圖露頭區一帶，聚煤作用相對較弱，而且聚煤作用結束較早——下亞段沉積末期。比較而言，位于中部納嶺溝鈾礦床聚煤作用最弱(圖5～7)，這可能受控于沉積體系對聚煤作用的影響，該區恰好位于烏拉山大型物源-沉積朵體的中心軸部區域[5,14,24]。④ 無論是分布面積還是發育厚度，代表泥炭沼澤發育信息的暗色泥巖均大于煤層。全區下亞段煤層厚度與暗色泥巖厚度平均值分別為0.18和4.48 m，而上亞段遠遠不及下亞段，平均值分別僅為0.05和2.76 m(表1，圖5～7)。

表1 鄂爾多斯盆地東北部直羅組下段煤層與暗色泥巖發育程度統計Table 1 Development degree statistics of coal seams and dark mudstone in lower member of Zhiluo Formation,Northeast Ordos Basin

圖5 鄂爾多斯北部直羅組下段下亞段聚煤規律Fig.5 Coal accumulation regularity of the lower sub-member of lower member of Zhiluo Formation in Northern Ordos Basin

圖6 鄂爾多斯北部直羅組下段上亞段聚煤規律Fig.6 Coal accumulation regularity of the upper sub-member of lower member of Zhiluo Formation in Northern Ordos Basin

3 直羅組聚煤作用的大區域追蹤對比

多年的地質勘查和野外露頭調查發現，除了鄂爾多斯盆地中東部無聚煤以外，在盆地西部和南部，乃至賀蘭山北段以及巴彥浩特盆地均可以追蹤到直羅組聚煤作用的痕跡，這有助于在更大范圍內進行聚煤規律的總結。

3.1 鄂爾多斯盆地西部

在盆地西部的一些煤田和石油鉆孔中揭露了直羅組的聚煤作用。鴛鴦湖—碎石井一帶直羅組下段的薄煤層較為常見。例如，鴛鴦湖煤田ZK802孔中59.31 m處和ZK703孔中85 m處，可見煤層夾于粗砂巖之中;碎石井煤田ZK1904鉆孔中，可見煤層呈透鏡狀產出。石溝驛一帶的直羅組下部也有碳質泥巖和煤線產出，植物化石豐富[8]。在一些油氣鉆孔中，例如，位于鄂托克旗西北的納參6井和伊8井，位于杭錦旗以南雞探1井、以西的伊7和伊5井，位于定邊北東方向的定探1井，也都發現了直羅組的薄煤層(表2)。需要注意的是，這些薄煤層除了產出于直羅組下段外，還有的產出于直羅組中段，預示著聚煤層位進一步向西北方向抬升。

表2 鄂爾多斯盆地中西部直羅組聚煤作用信息Table 2 Coal accumulation information of Zhiluo Formation in Central and Western Ordos Basin

3.2 鄂爾多斯盆地南部

在鄂爾多斯盆地南緣，鈾礦地質工作者曾記載，焦坪地區直羅組下段具有2層薄煤線。筆者在下石節煤礦進行露頭調查時，也發現了與薄煤線相對應的碳質泥巖(圖8)。此處的薄煤線和碳質泥巖可以作為該地區直羅組下段上下亞段地層劃分的標志，并且能與全盆地進行對比。

圖7 鄂爾多斯盆地北部煤層及暗色泥巖分區統計Fig.7 Statistics of coal seams and dark mudstone divisions in Northern Ordos Basin

圖8 鄂爾多斯盆地南部焦坪下石節煤礦直羅組下段下亞段頂部發育的碳質泥巖Fig.8 Carbonaceous mudstone developed at the top of the lower sub-member of lower member of Zhiluo Formation in Xiashijie Coal Mine,Jiaoping,Southern Ordos Basin

3.3 鄂爾多斯盆地中東部

在鄂爾多斯盆地中東部，由于沉積環境的原因直羅組無聚煤作用發生。從已有全盆地殘留砂分散體系的編圖[2,11,23,25]以及原型盆地恢復[19,26-29]來看，盆地中東部的榆林—延安一帶是直羅組砂體匯集的末端，處于沉積期盆地腹地的湖泊區域[29-30]，不具備成煤的地質條件。

3.4 賀蘭山以及巴彥浩特盆地

位于鄂爾多斯盆地西部外圍的賀蘭山北段木葫蘆溝[8]和二道嶺[31]地區，野外露頭調查和鉆探勘查工作證實直羅組中上段含有可采煤層1～2層。煤層累計平均厚度為1.25 m，最厚可達6.6 m，含煤系數為0.59%，預測可采煤層分布面積達30 km2(圖9)，煤炭遠景資源量約5 000萬t[31]。在賀蘭山南段青銅峽以西的科學山毛土坑地區，直羅組底部見一厚度30 cm的灰黑色泥巖。甚至在賀蘭山以西的巴彥浩特盆地，巴參1井直羅組底部夾兩層薄煤層[32]。

圖9 賀蘭山北段二道嶺地區直羅組中上段可采煤層預測[31]Fig.9 Prediction of mineable coal seams in the middle and upper members of Zhiluo Formation in Erdaoling area,Northern Helan Mountain[31]

4 泛鄂爾多斯盆地直羅組聚煤規律

綜上所述，鄂爾多斯盆地侏羅紀聚煤作用，特別是處于其演化末期的直羅組聚煤作用，具有一定的時空演化規律。從時間演變的角度看，侏羅紀聚煤事件具有由弱漸強再減弱的趨勢，反映了一個完整的聚煤作用演化周期。直羅組沉積期屬于該聚煤事件演化的衰退消亡期。從空間發育的角度看，處于衰退消亡期的直羅組聚煤事件，在下段下亞段沉積期具有與延安組相似的分布規律——聚煤區圍繞盆地沉降中心呈環帶狀展布，而且可以追蹤對比到盆地西部的外圍地區。然而到了直羅組下段上亞段乃至中段和上段沉積期，聚煤作用在盆地東北部(更偏東地區)、中部、南部和西南部地區已大面積消亡，而僅在盆地北部杭錦旗(大營鈾礦)—鄂托克旗—賀蘭山二道嶺一帶發育，長約300 km，而且總體具有自東向西逐漸衰退的遷移和演化趨勢。即在東部的東勝神山溝—皂火壕鈾礦床一帶，于直羅組下段下亞段沉積末期終止，聚煤作用結束的時間相對較早;至大營鈾礦床一帶，結束時間延遲于直羅組下段上亞段沉積末期;至盆地西北部，延遲至直羅組中段沉積期結束;至賀蘭山二道嶺一帶，最晚記錄于直羅組中上段沉積期(圖7，10，表3)。

表3 直羅組聚煤作用的區域發育規律和時空遷移規律Table 3 Regional development and spatiotemporal migration of coal accumulation in Zhiluo Formation

5 直羅組聚煤作用的地質意義

直羅組微弱的、連續性差的區域聚煤事件，反映了直羅組已經處于侏羅紀含煤巖系發育演化的末期，Bathonian期的古氣候已由潮濕開始向干旱轉換。而直羅組聚煤作用的時空遷移演化規律，不僅能揭示Bathonian期的古氣候遷移的細節，而且對新區特別是鄂爾多斯盆地西北部地區鈾成礦預測具有指導意義。

5.1 古氣候變遷的指示意義

煤的形成離不開濕潤的氣候，這是因為植物對氣候十分敏感[33]。所以，宏觀的煤層及其分布規律、植物化石和孢粉化石、煤巖組分，以及含煤巖系特色沉積物及其地球化學特征，都能夠成為古氣候類型判別和古氣候遷移演化的重要標志。

(1)實驗測試信息表征的古氣候及其演化歷史。一些學者依據煤層、煤巖組分、黏土礦物、植物化石(含孢粉)等，重塑了鄂爾多斯盆地北部早、中侏羅世的古氣候。認為富縣組沉積時，區域應為亞熱帶半濕潤氣候;延安組沉積期，區域總體呈亞熱帶-暖溫帶濕潤氣候特征，但延安組早期要相對比較干燥，中期顯著濕潤，而后期氣候的干燥化則頗明顯;直羅組沉積期，區域氣候是亞熱帶-暖溫帶半濕潤到半干旱氣候，直羅組沉積早期要比后期濕潤;安定組沉積時期，區域呈亞熱帶半干早或干早氣候[8]。而另一些學者利用煤巖成分對神木煤田5-1,3-1和1-1煤層的研究表明，延安期古氣候為北溫帶半潮濕氣候，且具有從半潮濕—潮濕—半潮濕的演化趨勢[34]。有意思的是，還有人利用煤中惰性組分以及多環芳烴(PAHs)類化合物等，系統研究了中國西北地區中侏羅世古野火發生的頻率，發現神東礦區煤層發育期野火發生頻率具有先降低后增高的趨勢[35]，這進一步佐證了延安組古氣候的細微演化規律。系統的孢粉研究，發現鄂爾多斯盆地在中侏羅世早期總體上呈現亞熱帶濕潤氣候特征，但延安組早、中期顯著潮濕，而后期相對比較炎熱干燥[36]。從延安組向直羅組，總體經歷了從溫暖潮濕的亞熱帶向半干旱-干旱炎熱的古氣候轉變事件[37]。甚至還發現在我國西北地區中侏羅世晚期到晚侏羅世末存在一次最為明顯的升溫事件[38]，該事件終止了侏羅紀的聚煤作用。對微量元素和稀土元素等地球化學特征的研究表明，延安組沉積期氣候溫暖潮濕、還原環境為主，而直羅組沉積期氣候炎熱干旱、氧化環境為主[39]。延安期至直羅期古氣候總體經歷了溫暖潮濕—干濕交替—干旱—半干旱的轉變過程[40]。這些方法的相互印證，有力支撐了含煤巖系特別是聚煤規律作為宏觀古氣候判別的重要標志。

(2)宏觀聚煤規律指示的古氣候演變歷史。直羅組聚煤作用雖然較微弱，但是具有良好的遷移規律，這是借以精細刻畫和恢復鄂爾多斯盆地Bathonian期古氣候變遷的最好標志。

比較而言，直羅組沉積期聚煤作用發育的規模遠遠不及延安組，預示著鄂爾多斯盆地Bathonian早期的古氣候已經處于由潮濕向干旱的轉換過程之中(圖11)。在直羅組下段下亞段沉積期，聚煤作用在全盆地大部分地區都有發育，指示Bathonian早期的古氣候已經演變為半潮濕-半干旱型(圖11(a))。至直羅組下段上亞段沉積期，全盆地除北部及其西部外，相當大的區域已經接受了雜色細粒碎屑巖沉積(東勝神山溝為典型代表)，聚煤作用終止，預示著干旱古氣候已經統治了鄂爾多斯盆地的中部、東部和南部地區(圖11(b))。

然而，在盆地北部和西北部直羅組的聚煤作用持續發育，預示著鄂爾多斯盆地Bathonian期由潮濕向干旱演變的古氣候“時鐘”并不同步。在直羅組下段上亞段沉積期，當盆地南部、中部和東部已經被干旱古氣候控制時，在盆地北部和西北部，乃至賀蘭山地區仍然發生聚煤作用，古氣候仍屬于半潮濕-半干旱的轉換類型(圖11(b))。不僅如此，直羅組聚煤層位還具有向西和西北方向逐漸抬升的趨勢，即自東勝神山溝—杭錦旗—鄂托克旗—賀蘭山二道嶺，在東西方向約350 km內，聚煤層位由下段下亞段依次抬升至上亞段、中段和中上段(圖10)，這預示著沿東南到西北方向(鄂爾多斯盆地東南部到賀蘭山二道嶺地區)，是Bathonian期區域古氣候變遷的主要途徑(圖11(c))。也就是說，在超出鄂爾多斯盆地的大區域范圍內，盆地東南部干旱古氣候來得較早，并持續向西北方向遷移，最后抵達賀蘭山二道嶺地區。從另一角度來說，在鄂爾多斯盆地由Toarcian晚期開始形成的潮濕古氣候，經歷Aalenian-Bajocian期和Bathonian期的持續演化，最終從賀蘭山二道嶺地區退出而被干旱古氣候所取代(圖10,11)。

圖10 鄂爾多斯盆地東北部-賀蘭山二道嶺一帶侏羅紀含煤巖系發育演化規律Fig.10 Development and evolution of Jurassic coal measures in Erdaoling area,Helan Mountain,Northeastern Ordos Basin

圖11 鄂爾多斯盆地直羅組沉積期(Bathonian期)古氣候演變遷移規律Fig.11 Evolution and migration of paleoclimate of Zhiluo Formation (Bathonian stage) in Ordos Basin

5.2 砂巖型鈾礦的成礦環境意義

鄂爾多斯盆地直羅組下段的骨架砂體是砂巖型鈾礦的儲層，簡稱鈾儲層[1]，其中蘊含了以大營鈾礦、納嶺溝鈾礦、皂火壕鈾礦為代表的世界級規模鈾礦田[6]。它們產出于侏羅紀含煤巖系之中，因此是含煤巖系重要的伴生礦產資源[5,11,18,41]。

大量的研究表明，當含煤巖系具備砂巖型鈾礦的成礦條件時，無論是煤層(線)還是碳質泥巖均可以大大地增強含鈾巖系的還原能力，對鈾成礦特別是層間氧化帶的發育具有重要的控制作用。位于直羅組下段鈾儲層砂體頂、底板的煤層(線)和碳質泥巖，實際上充當了鈾成礦的外部還原介質[4]。在國內外，被煤層吸附成礦的典型實例是巴爾喀什—伊犁鈾成礦區的下伊犁礦床[42]和達拉地礦床[43-44]，鈾礦化通常位于煤層頂部或底部，厚度幾十厘米至幾米，其中最重要的地球化學環境是后生氧化帶砂巖與煤層相接觸。

由微弱聚煤作用構成外部還原介質從而制約鈾成礦的典型實例非大營鈾礦莫屬(圖10)。長期以來，鄂爾多斯盆地直羅組鈾礦化層位通常都形成于直羅組下段下亞段[1,45]，但是大營鈾礦的勘查卻首次在新的層位發現了主力含礦層——直羅組下段上亞段[3,12]。大營鈾礦的發現，促使人們尋求更好的地質理論來解釋鈾礦的成因。回顧鄂爾多斯盆地北部東勝鈾礦田的勘查歷史和成礦規律就會發現，無論是直羅組下段下亞段還是上亞段，鈾成礦作用總是與相鄰的薄煤層或碳質泥巖相伴而出現，微弱聚煤作用與鈾礦化的耦合產出具有區域性和普遍性規律(圖4)。分析認為，直羅組薄煤層和碳質泥巖從外部還原介質的角度，制約了相鄰鈾儲層砂體中的鈾成礦作用，2者存在成因聯系。更重要的是，聚煤作用也限制了鈾礦化的產出層位，聚煤作用的終結意味著鈾礦化失去了必要的成礦環境。因此，直羅組微弱的聚煤作用被認為是鄂爾多斯盆地北部最重要的區域性找礦標志之一，并據此總結了“微弱聚煤作用制約下的古層間氧化帶成礦模式”[3-4,6]。

微弱聚煤作用制約下的古層間氧化帶型鈾成礦模式，是對東勝鈾礦田“古層間氧化帶型”砂巖鈾成礦模式[46-48]的進一步豐富和拓展，其重點在于揭示了微弱聚煤作用以外部還原介質形式整體增強了鈾儲層的還原能力，這不僅制約了古層間氧化帶的形成發育和大規模的鈾成礦作用，而且還充當了鈾成礦終結之后區域2次還原作用和保礦的重要角色。侏羅紀的聚煤作用自始至終都參與到了東勝鈾礦田復雜的鈾成礦的全過程中，具體表現為在鄂爾多斯盆地北部“煤層(線)-鈾礦-煤線”具有嚴格的空間配置關系，特別是直羅組下段最頂部煤線的發育層位限制了鈾成礦發育的空間。具體的制礦作用在于:① 同沉積期微弱聚煤作用導致鈾儲層外部還原介質的形成;② 同沉積期微弱聚煤作用通過沖刷作用等為鈾儲層提供了充足的內部還原介質;③ 成巖期-成礦期-成礦期后，有機質的煤化作用為鈾儲層砂體輸入了足量的含烴流體[4]。

既然，大營鈾礦由于直羅組下段上亞段有了聚煤才有了鈾礦化，那么在鄂爾多斯盆地西北部新區通過深入開展直羅組的聚煤作用研究，也有可能為直羅組下段甚至中上段的砂巖型鈾礦找礦提供重要的地質預測依據。

6 結 論

(1)在鄂爾多斯盆地，侏羅紀含煤巖系不僅限于延安組，還應包括富縣組和直羅組。其始于富縣組沉積末期的Toarcian晚期，于延安組沉積期的Aalenian-Bajocian期達到鼎盛，結束于直羅組沉積早中期的Bathonian期。

(2)在侏羅紀聚煤演化周期中，直羅組的聚煤作用處于衰退消亡階段，以發育薄煤層、煤線和碳質泥巖為特征。在鄂爾多斯盆地，直羅組聚煤作用發育極不均衡且具有復雜的演化過程。在直羅組下段下亞段沉積期，聚煤作用繼承了延安組的特點，聚煤區圍繞盆地沉降中心呈環帶狀展布，但是聚煤作用大大減弱。至直羅組下段上亞段沉積時期，聚煤作用僅限于盆地北部和西部，以及盆地外圍的賀蘭山地區和巴彥浩特盆地。不僅如此，在區域上由盆地東南部向西北部以及賀蘭山二道嶺地區，聚煤層位由直羅組下段下亞段向上亞段、中段和中上段逐漸抬升，表現了明顯的遷移規律性。

(3)直羅組的聚煤特征和演化規模為恢復Bathonian期區域古氣候變遷的細節提供了充分的沉積學依據。在鄂爾多斯盆地及其外圍地區，Bathonian期總體處于由潮濕向干旱轉換的古氣候背景中，但是其演化具有不均衡性。在直羅組下段下亞段沉積期，盆地大部分地區的古氣候已經演變為半潮濕-半干旱型。至直羅組下段上亞段沉積期，盆地南部、中部和東部已經演變為干旱型古氣候，唯有盆地西北部為半潮濕-半干旱型。進一步的區域演化途徑，沿盆地西北部向賀蘭山二道嶺一帶發展，半潮濕古氣候最終從賀蘭山二道嶺地區退出而被干旱古氣候取代。

(4)直羅組下段既是含煤巖系也是含鈾巖系，聚煤作用以鈾儲層外部還原介質的形式直接參與到了鈾成礦的全過程中。直羅組微弱聚煤作用的產物——煤層或碳質泥巖被認定為東勝鈾礦田的重要找礦標志之一，因此重視盆地西北部直羅組聚煤作用研究對于直羅組下段乃至中段或上段(新層位)鈾礦勘查具有借鑒意義。