陳文正，張虎軍，張 磊，黨 龍

蒙其古爾礦床是“十一五”期間伊犁盆地南緣找礦勘查的重要成果，礦床的發(fā)現(xiàn)和勘查經(jīng)歷了預(yù)測評價、鉆探查證、成礦規(guī)律深化和再認(rèn)識、礦體控制和資源量擴大等階段，是成礦理論完善和找礦勘查實踐相互促進(jìn)、共同深化的典型范例。一系列的勘查和科研工作仍在進(jìn)行中，控制和預(yù)測資源量有望達(dá)到超大型規(guī)模。該礦床資源儲量規(guī)模大，具備較好的地浸開采條件，“十二五”期間已經(jīng)列為大型地浸礦山的重點建設(shè)項目。

20世紀(jì)90年代初以來，伊犁盆地找礦中取得了突破，成為國內(nèi)規(guī)模最大的可地浸砂巖型礦產(chǎn)資源基地，其礦體主要分布在中下侏羅統(tǒng)水西溝群（J1-2sh）暗色含煤碎屑巖建造中，包括下侏羅統(tǒng)八道灣組（J1b）、三工河組（J1s），以及中侏羅統(tǒng)西山窯組（J2x）地層都發(fā)育有較大規(guī)模的礦體。目前，伊犁盆地南緣砂巖型礦體勘查工作主要集中在中西段。蒙其古爾礦床位于伊犁南緣中部礦集區(qū)，礦床規(guī)模達(dá)到特大型，資源量仍持續(xù)增加，勘查工作逐步向深部推進(jìn)，勘查深度由300 m逐步到800 m，尤其是礦床東部郎卡以東地段，少數(shù)鉆孔突破1000 m后仍可揭露到較好的層間氧化帶和工業(yè)礦體。研究區(qū)西山窯組下段在礦區(qū)東段顯示出較大的礦產(chǎn)資源潛力，是今后礦產(chǎn)資源擴大的主攻層位。通過對蒙其古爾礦床西山窯組下段砂體發(fā)育特征進(jìn)行系統(tǒng)分析和研究，以砂巖型礦體控礦因素—砂體發(fā)育特征為切入點，對區(qū)內(nèi)西山窯組下段成礦規(guī)律做了系統(tǒng)分析和總結(jié)，為蒙其古爾礦床外圍找礦工作提供理論依據(jù)及借鑒意義。

1 地質(zhì)背景

蒙其古爾礦床最早發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)50年代中后期，60年代至90年代勘查停滯。2000年至2013年，核工業(yè)二一六大隊在蒙其古爾地區(qū)開展了系統(tǒng)的找礦勘查，先后有大調(diào)查和地勘費項目在蒙其古爾地區(qū)發(fā)現(xiàn)工業(yè)礦化；隨后以“攻深追控、多層同步、分段勘查”的總體工作思路開展了普查和詳查工作，目前礦床已達(dá)到特大型規(guī)模。

伊犁盆地是天山造山帶中的山間盆地，在大地構(gòu)造單元劃分上歸屬天山造山帶中的伊犁-中天山微地塊，盆地夾持于哈薩克斯坦板塊和塔里木板塊之間，盆地呈東窄西寬的楔形展布。研究區(qū)位于伊犁盆地南緣斜坡帶中東部，西鄰扎吉斯坦礦床，東至切金溝，東西長近12 km，構(gòu)造單元劃分處于伊犁盆地南緣構(gòu)造活動區(qū)，次級構(gòu)造單元歸屬于郎卡倒轉(zhuǎn)凹陷。向西與扎吉斯坦屜狀向斜相接，該向斜整體上呈西南、西北和東南三面翹起，向北東方向敞開的構(gòu)造形態(tài)，向斜的軸部位于扎吉斯坦河河谷地段，傾向45°～48 °，傾角6°～8 °。蒙其古爾礦床夾持于南部F1斷裂和北部F3斷裂之間總體呈傾向北東的緩傾斜單斜帶上，地層傾角平均不大于10 °。

區(qū)內(nèi)中下侏羅統(tǒng)水西溝群(J1-2sh)超覆不整合于石炭系基底之上，為一套陸相含煤碎屑巖沉積，可見十二層煤(M1-M12)，其中以M5、M8、M10發(fā)育最為穩(wěn)定，為區(qū)內(nèi)地層劃分和對比的標(biāo)志層 。通過近年來在該礦床的礦勘查工作，西山窯組下段工業(yè)礦帶面積最大，連續(xù)性最好，也最具有成礦潛力。

2 巖性特征

中侏羅統(tǒng)西山窯組下段地層厚度在50m～75m，由2～3個厚度不一下粗上細(xì)的正韻律沉積組合構(gòu)成。巖性為灰色、灰白色、黃色、褐黃色粗粒砂巖、含礫粗粒砂巖、中細(xì)粒砂巖及灰色泥巖、粉砂巖及煤。砂體主要發(fā)育于下部，巖性以灰色和灰白色粗粒砂巖、中細(xì)粒砂巖為主，具有較強的粘土蝕變現(xiàn)象。頂部為區(qū)域穩(wěn)定發(fā)育的第八煤層，厚度較大。

2.1 砂巖發(fā)育特征

研究區(qū)目的層砂體凈厚度介于8.80m～38.80m之間，平均22.18m，其中P44線-P0線一帶砂體厚度多大于20m，P0線-P13線砂體厚度相對減薄，厚度集中于17m～20m，P13線-L0線砂體厚度較大，平均大于25m，L0線以東厚度多小于20m，且呈現(xiàn)向東減薄特征。雖然砂體厚度呈現(xiàn)東西兩端厚，中部較薄的特征，但連井剖面顯示砂體連續(xù)性仍較好。

區(qū)內(nèi)砂巖以含礫粗砂巖、粗砂巖為主，垂向多由2～3個正粒序疊加呈復(fù)合正粒序組合特征，電阻率曲線形態(tài)常表現(xiàn)為：鐘型、箱型。各正粒序砂體底部多見沖刷構(gòu)造，砂體內(nèi)多見水平層理、平行層理及交錯層理等沉積構(gòu)造，但受后期蝕變改造影響，局部砂體層理不明顯。

砂巖碎屑成分以石英和巖屑為主，少量長石，砂體底部多見礫石，整體反映出不穩(wěn)定碎屑含量較高的特征，指示臨近物源區(qū)的近緣沉積特征。鏡下觀察顯示，碎屑顆粒見填隙物含量較高，以孔隙式膠結(jié)為主，膠結(jié)物以泥質(zhì)為主。研究區(qū)砂體受層間氧化流體改造，后生褐鐵礦化、粘土化蝕變普遍發(fā)育，砂巖色調(diào)由原生灰色轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色、紅色。其中氧化帶砂巖發(fā)育強-弱的褐鐵礦化及粘土礦化，有機質(zhì)、黃鐵礦及炭屑等還原物質(zhì)含量較低；還原帶砂巖中則多見炭屑及黃鐵礦，其中炭屑多呈條帶狀及團塊狀，黃鐵礦則多呈細(xì)粒狀和集合體狀。

2.2 煤發(fā)育特征

西山窯組下段頂部發(fā)育厚層M8，為區(qū)域穩(wěn)定的標(biāo)志層，其厚度介于16.15m～33.40m之間，平均19.34m。煤層的發(fā)育在為目的層砂體提供穩(wěn)定隔水層的同時也提供了豐富的還原性介質(zhì)。

3 巖相特征

3.1 單孔剖面特征

總結(jié)巖芯編錄成果，結(jié)合單井垂向分析，認(rèn)為研究區(qū)西山窯總結(jié)巖芯編錄成果，結(jié)合單井垂向分析，認(rèn)為研究區(qū)西山窯組下段主要發(fā)育扇三角洲平原分流河道及扇三角洲前緣水下分流河道沉積，砂體具有以下沉積特征：

（1）砂體厚度大（平均＞20m），受分流河道遷移擺動影響，各正粒序旋回頂部細(xì)粒巖性發(fā)育較差，且多被上部旋回砂體沖刷，同時構(gòu)成多個正粒序垂向疊加，形成復(fù)合正粒序特征。

（2）由南西向北東向砂體整體呈現(xiàn)厚度減薄、粒度變細(xì)、層數(shù)增多，泥巖層數(shù)增多、厚度加大的特征，反映研究區(qū)砂體由南西側(cè)扇三角洲平原分流河道向北東向過渡為扇三角洲前緣水下分流河道的特征。

（3）砂體厚度大，粒度偏粗，多為砂礫巖、含礫粗砂巖及粗砂巖，碎屑顆粒粒徑粗，分選性差，磨圓呈次棱角狀，長石、巖屑等不穩(wěn)定礦物含量較高，反映與物源區(qū)較近的近緣沉積特征。

（4）研究區(qū)砂體整體呈現(xiàn)出中部（P0線-P13線）?。?7m～20m），兩側(cè)（P0線以西、P13線以東）厚（＞20m）的特征，且砂體層數(shù)也在P13線附近出現(xiàn)層數(shù)增多的特征，推測該線附近為河流入湖位置。

3.2 連井剖面特征

通過單孔分析，認(rèn)為研究區(qū)目的層主要發(fā)育扇三角洲相沉積，以扇三角洲平原分流河道及扇三角洲前緣水下分流河道為沉積主體，在蒙其古爾-郎卡一帶形成較穩(wěn)定的且連通性較好的分流河道，并于P11線以東由扇三角洲平原相變?yōu)樯热侵耷熬壪嗨路至骱拥?。連井剖面顯示，目的層砂體具有穩(wěn)定的泥-砂-泥結(jié)構(gòu)，砂體厚度一般20 m左右，粒度粗，滲透性好。從研究區(qū)近北東向剖面可看出自西向東砂體厚度逐漸變薄，從30 m減至10 m，粒度從砂質(zhì)礫巖為主逐漸過渡為中、細(xì)砂巖。

通過統(tǒng)計砂體厚度與礦體的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)礦體一般分布于厚度大于5 m的砂體中，小于5 m的砂體中一般不發(fā)育層間氧化帶及礦化，砂體厚度在8m～20 m時礦化最好。研究區(qū)西山窯組下段含礦砂體厚度大都在5m～30 m，砂體連通性、穩(wěn)定性較好總體有利于層間氧化帶的發(fā)育和礦化的形成。砂體多數(shù)表現(xiàn)為下粗上細(xì)的正韻律沉積特征，部分地段呈細(xì)-粗-細(xì)全韻律沉積特征。砂體一般發(fā)育1～2個泥質(zhì)巖夾層，厚度大都小于1 m，礦體主要賦存于下部砂體中。

3.3 砂體厚度平面展布特征

目的層砂體在伊犁南緣中下侏羅統(tǒng)水西溝群中規(guī)模大、穩(wěn)定性、連通性、成層性較好，一般由2～3層砂體組成。從砂體厚度等值線圖可看出，砂體厚度一般5m～20m，最大厚度32.40 m，最小厚度6 m，平均厚度23 m，砂體底板埋深200 m～980 m，由南西到北東方向逐漸變深。

可以得知，目的層砂體于P48-L80線整體呈北東向展布，在L57-L17線以L41線為中心形成兩個砂體高值集中區(qū)，分別為P55-L49線和L25-L17線，厚度25m～30 m，在L41線以L4116為中心形成砂體低值區(qū)，最小砂體厚度11.60 m，L60線以東砂體厚度逐漸減至5 m。富大礦體主要分布在砂體厚度較大區(qū)域和砂體厚度由厚變薄的過渡部位，砂體厚度小的地段礦體寬度也較小，形態(tài)也較為復(fù)雜。

3.4 沉積相平面展布特征

伊犁盆地南緣在中生代沉積時期，經(jīng)歷了中上三疊統(tǒng)小泉溝群中-晚期的水進(jìn)、下侏羅統(tǒng)八道灣組的水退、三工河組的水進(jìn)、中侏羅統(tǒng)西山窯組下段的水退、西山窯組中段的水進(jìn)，到西山窯組上段的水退，在水西溝群沉積晚期，也就是頭屯河組沉積期前，湖水已逐漸退出盆地南緣；

總結(jié)單孔垂向特征，結(jié)合連井剖面、砂體平面展布特征，認(rèn)為研究區(qū)西山窯組下段主要發(fā)育扇三角洲平原分流河道及扇三角洲前緣水下分流河道沉積。其平面展布顯示出，蒙其古爾礦床西山窯組下段發(fā)育兩條穩(wěn)定的北東向展布的河道。河道向郎卡一帶延伸，并于P31線位置入湖，由扇三角洲平原分流河道轉(zhuǎn)變?yōu)樾纬缮热侵耷熬壦路至骱拥馈?/p>

受湖水頂托作用影響，水下分流河道水動力減弱，造成水下分流河道分叉，并形成分流間灣泥巖沉積，這一過程造成砂體厚度減薄、分叉、粒度變細(xì)等特征，研究區(qū)P55線以東砂體粒度整體較西部變細(xì)、礫石含量明顯減少的特征。受北部F3斷裂及南部F1斷裂夾持影響，研究區(qū)含氧含礦水主要呈南西—北東向運移，砂體在這一方向連續(xù)性較好，從而形成在P7線沿北東方向順河道展布方向呈條帶狀展布的礦體。該時期扇三角洲平原砂體穩(wěn)定，厚度大，利于成礦物質(zhì)的運移，其中臨近分流間灣處砂體厚度相對較小，有機質(zhì)含量及泥巖相對較多，造成含氧含礦水運移速度減慢，平面上富大礦體圍繞扇平原分流河道間灣周圍呈不規(guī)則曲形分布，成為礦體富集的主要沉積控制因素。在P0線以西受構(gòu)造破碎窗含氧含礦水補給及砂體穩(wěn)定性較差影響，礦體的分布也較為零散。

4 結(jié)論

（1）研究區(qū)西山窯組下段主要發(fā)育砂礫巖、含礫粗砂巖、粗砂巖、中砂巖、粉砂巖和泥巖，多發(fā)育2-3層比較穩(wěn)定的砂體，垂向上表現(xiàn)為正韻律或多個正韻律垂向疊置。

（2）研究區(qū)西山窯組下段主要發(fā)育扇三角洲平原分流河道及前緣水下分流河道，水下分流河道砂體富含有機質(zhì)，具泥-砂-泥結(jié)構(gòu)，為賦礦有利砂體。

（3）通過砂體、沉積相平面展布形態(tài)分析，認(rèn)為西山窯組下段砂體空間分布特征，決定了有利礦化部位為沉積相、砂體厚度變化部位，而F1、F3雙斷裂夾持形成的北東向穩(wěn)定斜坡為含氧含礦水運移提供了動力條件。此外東西向砂體連續(xù)性較好，層間氧化發(fā)育共同決定了郎卡地區(qū)仍有較好的找礦前景，也是該區(qū)今后找礦的重點地段。

蒙其古爾地區(qū)砂巖型礦體找礦勘查實踐過程充分體現(xiàn)了礦體找礦工作的反復(fù)性和長期性?？辈槌晒闹卮笸黄频靡嬗趯Τ傻V規(guī)律認(rèn)識的提高，尤其是詳查階段成礦模式的建立對資源量持續(xù)擴大至關(guān)重要。加強生產(chǎn)過程中的科研工作，完善成礦理論并指導(dǎo)勘查是成果擴大的有力保障。

蒙其古爾礦床勘查過程中引入了淺層地震、音頻大地電磁測深物探方法，解決了控礦構(gòu)造、地下水動力場研究中的部分問題，為礦床成因分析提供了支撐。同時，蒙其古爾礦床地下水動力機制復(fù)雜，未能采用有效方法查明成礦流體補徑排機制，尤其是三工河組上段“溢流”成礦模式缺乏數(shù)據(jù)的支持，只停留在理論推測階段，需要在找礦技術(shù)和方法方面進(jìn)一步加以創(chuàng)新。