内蒙古川井坳陷沉积特征及找矿方向研究.pdf

064西部资源WESTERNRESOURCES西部资源WESTERNRESOURCES内蒙古川井均陷特征及找矿方向研究马巧燕！寇帅！贾瑞娟！王晓娇刘长红！赵（1.内蒙古自治区地质调查研究院，内蒙古呼和浩特010020；2.自然资源厅综合保障中心）摘要】作为二连盆地(群)五大坳陷之一的川井坳陷，位于二连盆地的最西端，东与乌兰察布坳陷隘口相接，西邻宝音图隆起，北部为索伦山隆起，南部为狼山一白云鄂博隆起。南北宽40 8 0 km，东西长约250km，面积约1.7 10 4km，是中-新生代大型坳陷盆地。燕山运动和喜马拉雅运动，使坳陷垂直升降频繁，加上水量充沛、物质来源丰富、沉降迅速，断续沉积了一套厚度大于13 0 0 m的内陆湖沼相碎屑物，是石油、天然气、煤、煤层气、石膏、天青石等生物化学沉积型矿产和铀矿形成的有利环境。【关键词】川井坳陷；发展演化；沉积特征；矿产漫长而复杂的地质演化发展到晚古生代二叠纪，晚华力西运动使古亚洲洋闭合，西伯利亚板块与华北板块沿索伦山一温都尔庙一西拉木伦深断裂带拼贴在一起，构成一个统一的大陆。进人中-新生代，在印支运动、燕山运动及喜马拉雅运动的作用下，整体进入了盆地发展演化阶段，形成一系列上叠的、以裂陷为主要特征的中、新生代陆相沉积盆地。二连盆地（群），位于阴山山脉以北、大兴安岭山脉以西的内蒙古高原，上叠在西伯利亚板块与华北板块对接带交汇区上的一个结构复杂的中-新生代陆相盆地。二连盆地内部具有凹凸相间的结构。根据华北油田油气勘探资料揭示的下白垩统的分布特征可将二连盆地（群)划分为马尼特、乌兰察布、川井、乌尼特、腾格尔5个坳陷和巴音宝力格、东乌珠穆沁、苏尼特、温都尔庙4个隆起等次级构造单元叫1.形成及演化川井坳陷作为二连盆地（群)五大坳陷之一，位于二连盆地（群)的最西端，其形成及演化，虽然与二连盆地（群）基本同步，但相对滞后，且自成体系 2。从西伯利亚板块与华北板块拼贴成统一大陆到中生代晚侏罗世，一直处于剥蚀环境，直到中燕山运动，使索伦山一温都尔庙一西拉木伦深断裂带、华北陆块北缘断裂带（高家窑一乌拉特后旗一化德一赤峰深断裂带）发生南北向拉伸扩张（西被宝音图隆起东缘断裂截断），使西伯利亚板块南缘早古生代造山带、华北北缘古生代活动陆缘发生地哲式下降，形成先断后坳的沉积盆地一川井坳陷。早白垩世早期，继承侏罗纪构造环境，为以断陷为主的构造发育阶段。受中燕山运动的影响，坳陷周边断裂带不断地拉张下陷，坳陷的深度和面积不断扩展，进人了扩张深陷阶段，早白垩世中期盆地整体平稳沉降，湖盆扩大，达到鼎盛发育阶段，接受了早白垩世白彦花组(K,bh)含可燃有机岩建造的沉积并奠定了本区一系列北东向凹陷和凸起相间展布的基本构造格架。早白垩世晚期（晚燕山运动），受太平洋板块的俯冲大兴安岭隆起的影响，二连盆地（群)整体由东向西抬升。川井坳陷也发生了差异性抬升，使白彦花组（K，b h）顶部遭受剥蚀。进人晚白垩世，二连盆地（群）垂直沉降，气候也变得干燥炎热接受了二连组（K,e)类磨拉石红层堆积，其角度不整合于早白垩世白彦花组之上。晚白垩世晚期早喜马拉雅运动，使盆地迅速抬升，结束了白垩纪的沉积。古近纪受早喜马拉雅运动的影响，区域应力场发生转换，盆地整体由西向东发生抬升，二连盆地（群)全部抬升，长期遭受剥蚀，使原先沉积的白垩纪地层保存不全，川井坳陷缺失古新世的脑木根组。从始新世开始，中喜马拉雅运动使川井坳陷频繁升降，在二连组剥蚀面之上陆续沉积了阿山头组（Eza）、伊尔丁曼哈组（Ezy）、沙位木伦组(E,sl)。始新世末，二连盆地全部升起，造成短暂的沉积间断。渐新世，盆地再度下坳，沉积了乌兰戈楚组（E,wl)和呼尔井组（E，h）。各组之间均为平行不整合接触。新近纪直到现在，晚喜马拉雅运动使川井坳陷水平抬升，造成强烈切割的现代地貌格局，造成古近纪地层被剥蚀的零星残留。在沟谷和低凹处有洪冲积松散沉积物堆积。晚近时期地震频繁，表明本区现在仍处于活动动态。2.沉积特征川井中-新生代坳陷是在前中生代地壳变形褶皱等一系列构造运动之后形成的统一大陆的基础上，地壳不均一的抬升运动和断裂作用而形成的。南北宽40 8 0 km，东西长约2 50 km，面积约1.7 10*km，是中-新生代大型坳陷盆地。坳陷沉积物来源于周围隆起。北侧索伦山隆起主要为产于二叠纪深水复理石沉积之中的索伦山蛇绿混杂岩带，岩石类型为变质橄榄岩、辉长岩、辉绿岩及玄武岩，其次为本巴图组(C,P,bb)砂岩粉砂岩、包特格组(Pb)砂砾岩生物碎屑灰岩及二叠纪花岗岩。南侧阴山隆起主要为二叠纪花岗岩、三叠纪花岗岩及白云鄂博群（ChQbB）浅变质碎屑岩。西侧宝音图隆起主要为石炭纪花岗岩、二叠纪花岗岩和宝音图群（Pt,By.）石英岩片岩等中级变质岩石组合。早白垩世初期水量充沛，物质来源丰富，沉降迅速，形成山麓湖泊相、静水湖泊相沉积的灰绿色为主的砂岩、砂砾岩，气候显得?爽而潮湿，古生物繁盛。中晚期，由于地壳垂直升降频繁，每一个旋回，下部是山麓滨湖相、静水湖泊相沉积，上部由于湖盆被沉积物填满或由于地壳上升，发育为沼泽相沉积，形成褐煤 3。据原内蒙古地矿局一【作者简介马巧燕（197 7 一），女，本科，测绘高级工程师，高级经济师，从事测绘工作。西部资源065WESTERNRESOURCES西部资源矿产地质2023年第3 期二地质队对白彦花煤盆地进行勘探的钻孔（ZK4707)资料，白彦花组(K,bh)下部由浅灰、灰、灰绿、深灰色泥岩、含砾泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩夹细砂岩、黑色页岩、砂砾岩、砾岩及薄层泥灰岩组成，中部夹褐煤层和薄层炭质泥岩，厚度 543.2 ml2。岩层中含钙质结核及菱铁矿结核，富含化石，经天津地研所牛绍武，武汉地院北京研究生部刘本培鉴定，主要有：Eosestheriaspp.（东方叶肢介），Lycoptera sp.（狼鳍鱼），Viwiparas sp.（田螺），Sphatriumsp.（球蚬）,Diestheria sp.（叠饰叶肢介），Neimongolestheriasp.（内蒙古叶肢介）,Sphaerium selenginense(Martinson）（色楞格球蚬）,S.anderssoni(Grabau）（安特生球蚬）,S.jeholense(Grabau)（热河球蚬）,Neomiodon?liaoningensis(Gu.etMa)（辽宁新中齿蚬）。白彦花组地层层序（ZK4707），厚度大于543.2 m。二连组角度不整合19.灰黑色泥岩夹含砾粉砂质泥岩65m18.灰绿色泥质粉砂岩，局部含砾7m17.浅灰色粉砂质泥岩夹薄层含砾砂岩15m16.灰色泥岩夹薄层砂岩35m15.灰棕色为砂质泥岩，局部含砾7m14.深灰色泥岩含菱铁矿结核11m13棕深灰色泥岩顶部夹灰色砂砾岩局部含叶肢介化石87m12.灰黑色泥岩夹薄层页岩含藻灰岩叶肢介化石偶见炭屑62m11.灰绿色泥岩夹薄层页岩含叶肢介化石及炭屑及星点状黄铁矿105m10.灰、深灰色泥岩与绿灰色泥岩互层，含少量炭屑36m9.深灰色页岩夹薄层泥岩、泥灰岩，黄铁矿细脉沿裂隙充填11m8.深绿色泥岩夹薄层页岩6m7灰黑色页岩夹薄层泥灰岩含少量叶肢介化石及植物化石28m6.褐黑色褐煤14m5.黑色炭质泥岩0.2 m4.褐黑色褐煤10.8m3.黑色炭质泥岩9m2.褐黑色褐煤0.2m1深灰色页岩夹薄层泥岩、泥灰岩，发育水平层理（未见底）34m晚白垩世早期，由于地壳的拉张，坳陷再次处于不均衡升降的构造环境，沉积了一套内陆河湖相的红色碎屑岩沉积一一二连组（K,e)。岩相受古地形控制，不论在垂直方向还是水平方向上都比较明显。从湖盆的边缘向湖盆中心，可划分为小型冲积扇、山麓滨湖泊相和静水湖泊相。分布于山前的冲积扇，岩石组合特征以粗颗粒为主，为灰红色泥质砾岩、砂砾岩、砂岩夹砂质泥岩，分选磨圆不好；山麓滨湖相分布于山前及盆地中的古隆起两侧，岩石组合特征以粗颗粒为主，为灰、砖红色砂砾岩、砂岩夹砖红色砂质泥岩，分选及磨圆较差；分布于盆地中心的静水湖泊相，岩石组合特征以细颗粒为主，为砖红色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩夹砂岩。197 9年中国人民解放军0 0 919部队进行K-49-XV幅水文地质普查时，在卫境苏木南JQZ19号孔中二连组取到孢粉2 15粒，其中被子植物花粉占总数的7 6.7 4%，裸子植物花粉占总数的17.2 1%，蕨类孢子总数的6.0 5%,说明当时的气候湿热，属氧化环境 3。二连组地层层序（ZK4707），厚度大于2 97.7 7 m。16.石砖红色泥岩（未见顶）8.28m15.灰白色含砾泥岩5.02m14.淡黄、砖红色细粒砂岩20.98m13.石砖红色含砾泥岩30.56m12.砖红色砂砾岩0.72m11.砖红色泥岩夹薄层粗砂岩13.27m10.灰色泥岩4.96m9.淡红色细砂岩，底部为薄层砂砾岩3.81m8.淡红色粉砂质泥岩3.40m7.砖红色含砾粉砂质泥岩29.91m6.砖红色含砾粉砂质泥岩12.85m5.深灰、棕褐色泥岩，含壳化石17.28m4.棕褐色含砾泥岩4.10m3.棕褐色泥岩137.69m2褐色粉砂岩，顶部夹薄层中粗粒砂岩2.96m1.土黄色含砾砂岩1.98m角度不整合白彦花组乌兰陶勒盖测的二连组剖面显示，下部为绿色泥岩，发育天青石脉；中部为棕红色泥岩，发育天青石脉；上部为紫红色泥岩夹灰绿色泥岩。被阿山头组（Ez)角度不整合覆盖，厚度 2 3 m。地层层序如下。阿山头组角度不整合3.紫红色泥岩夹灰绿色泥岩4m2.棕红色泥岩，发育天青石脉12m1.绿色泥岩，发育天青石脉（未见底）7m古近纪一新近纪，差异性升降运动导致的坳陷盆地继承和上叠于中生代坳陷之上，在川井坳陷沉积了类磨拉石或湖相泥页岩建造，沉积厚度不大，各岩石地层单位之间大部为平行不整合接触关系，显示盆地形成于升降振荡频繁的构造环境。气候条件也显示出炙热干燥和温暖潮湿相互交替出现。始新世沉积的阿山头组（E,a）、伊尔丁曼哈组（Ezy）、沙位木伦组（E,sl)和渐新世沉积的乌兰戈楚组（Ewl）、呼尔井组（E,h），由于坳陷不断抬升，被剥蚀殆尽，只在局地有零星残存。阿山头组(E,)棕红色泥岩、粉砂岩，含石膏层，为产有丰富的哺乳动物化石的湖相沉积建造。伊尔丁曼哈组(Ey)岩性组合为灰白色砂岩、粉砂岩夹少量灰绿色泥岩、砖红色泥岩、黄色砂砾岩，局部含石膏，产哺乳类动物化石，为一套湖相泥岩一碎屑岩组合，局部伴有河流相沉积。沙位木伦组（E,sl)下部为灰绿色粉砂质泥岩、泥岩、含钙质结核及石膏晶屑，产脊椎动物、轮藻、介形类化石；上部为066西部资源WESTERNRESOURCES上接0 55页）西部资源WESTERNRESOURCES灰绿色泥岩夹红色泥岩及钙质结，为一套湖相沉积。之后盆地全部升起，造成短暂的沉积间断。渐新世，盆地再度下坳，接受河流相、洪水平原相与湖沼相的交替堆积的河湖相碎屑岩含膏岩建造。沉积了乌兰戈楚组(Eswl)灰白色中粗粒长石石英砂岩，灰绿、微红色泥岩、含锰砂岩，局部含石膏组合，并产脊椎动物化石；呼尔井组（E,h)灰白色、橘黄色、锈黄色砂砾岩、粗砂岩粗碎屑岩组合，夹薄层泥岩，含脊椎动物化石。上新世，由于不均衡抬升，局部形成坳陷盆地，缓慢堆积一套气候干燥炎热、强氧化环境的红色松散砂质泥岩夹砂砾岩系一宝格达乌拉组（N,b)。第四纪，坳陷整体处于剥蚀环境，沟谷、河道、湖泊以及山间盆地的边缘地带，分别有松散堆积。上更新统冲洪积层（Qp)灰色、紫红色复成分砾岩，呈半固结松散状。全新统冲洪积层（Qhpal）灰色、灰褐色砂土，亚砂土及砂砾石层。全新统湖积层（Qh)灰色、灰白色粘土、亚粘土及亚砂土，系雨季淤积而成，旱季时干枯、龟裂，表层盐碱化。3.矿产概况中-新生代构造盆地在内蒙古高原非常发育，沉积了一套内陆湖沼相碎屑物，是形成生物化学沉积型以及蒸发沉积型矿产的有利环境，已发现的矿产有石油、天然气、煤、煤层气、石膏、天青石、盐、碱以及铀等 4。川井坳陷中,早白垩世沉积的白彦花组（K,bh），为湖长度；坡脚根据建筑物边线及边坡实际地形进行削坡，确保支护结构有足够空间安全施工；边坡的截、排水沟应进行疏通、修复并定期巡查，确保有效截排水；未尽之处按国家现行的施工质量验收规范进行施工。图13坡脚锚喷支护沼三角洲相碎屑岩含煤建造，形成了桑和小型油气田、达尔其中型油气田和白彦花超大型煤炭矿区等矿床，局部还发现有油砂矿点。近年来，随着对铀矿找矿力度的加大，在白彦花组砂岩层中发现了铀，是砂岩型铀矿有利的找矿部位。晚白垩世沉积的二连组（K,e)湖相碎屑岩建造，泥岩中有天青石脉，含恐龙等化石。始新世，有丰富的哺乳动物化石的湖相沉积建造阿山头组（E,）、伊尔丁曼哈组(Ezy)及沙位木伦组(E,sl),均含有石膏层。渐新世接受河流相、洪水平原相与湖沼相的交替堆积的河湖相碎屑岩含膏岩建造，乌兰戈楚组(E,wl)含锰砂岩，局部含石膏组合，呼尔井组(E,h)含脊椎动物化石。第四纪主要沉积物成因类型为冲洪积、湖积，形成的矿产主要有蒸发沉积型盐类、碱、芒硝、石膏等，均未成规模。参考文献1内蒙古自治区地质调查院，中国区域地质志内蒙古志M.地质出版社.2内蒙古自治区地质调查院.内蒙古1:2 5万满都拉幅区调报告 R.2004.3内蒙古自治区地质调查院.内蒙古自治区岩石地层 M.武汉：中国地质大学出版社。4内蒙古自治区地质调查院.中国矿产地质志内蒙古卷M.地质出版社.5.结束语总而言之，边坡治理过程中，设计人员及施工人员一定要高度重视边坡的稳定性以及受威胁对象的问题。在充分掌握边坡的工程特征、地质条件、水文条件、稳定程度、周边环境及现场的施工条件后，选择最经济、安全合理的治理措施。针对边坡的特点，不同的坡段采用多种治理手段，像岩层出露段采用防护网或喷锚支护方案，土层较厚坡段采用格构梁+锚杆（索)或放坡+挡土墙方案，因地制宜施工，并在施工过程中实时监测边坡变形等，对可能会出现的边坡稳定问题进行及时处理，保证安全。参考文献1卓圣颖.探讨矿山地质灾害治理工程施工中边坡稳定问题J.世界有色金属，2 0 18(0 6)：17 3-17 4.2夏训文.边坡支护工程在矿山地质灾害治理施工中的应用研究 J.中国金属通报，2 0 2 0（12)：191-192.3李江，赵泽龙.矿山工程中地质灾害及边坡滑坡治理方法策略分析 J.世界有色金属，2 0 2 0（2 2：2 0 0-2 0 1.4】白少辉，张建军.地质灾害治理工程中的边坡稳定性问题J.世界有色金属，2 0 19(18)：2 16+2 18.5董世文.矿山地质灾害治理工程施工中边坡稳定问题及滑坡治理方法 J.世界有色金属，2 0 19（15)：12 5+12 7.6于亮，李彬，刘钰，等地质灾害治理工程施工中边坡稳定问题及滑坡治理方法 J.中国锰业，2 0 2 0,3 8（0 2：90-93.7徐文刚.边坡地质灾害治理工程施工设计研究 J.工程技术研究,2 0 2 0,5(0 9)：2 2 6-2 2 7.