山丹盆地矿产资源的沉积规律与地质构造分析

高占斌

（甘肃煤田地质研究所，甘肃 兰州 730030）

1 地质背景

1.1 构造条件

山丹盆地地处北祁连褶皱带中段北侧，河西走廊中段。在地理上具有一定的特殊意义。在古生物学研究中发现，古生界和中生界地层在区内发育较完整，其中石炭系太原组为含矿地层，通过采用二、三维地震及钻探等综合勘探手段，发现矿床总体上受单斜构造控制。目前在研究过程中发现，沉积相演化经历了由海相逐渐过渡到海陆交汇相，最终汇总到陆相沉积的最终地质形态。区域内断裂发育较多，且破坏矿层的连续性，进而影响矿层的矿质，并且对于可燃气体的沉积有着相关影响[1]。

图1 山丹盆地矿田地质构造简图

1.2 地层条件

研究区地层区划属秦祁昆地层区祁连―北秦岭分区北祁连小区，岩层自下而上主要从寒武系至第四系，岩浆岩出露较少，二叠系下统太原组是主要含矿地层。第四系全系统洪积层为全区主要覆盖层，岩性主要为砂、砾及次生黄土，底部为角砾岩。

1.3 相关特征

研究区属中国北部盆地，大部分被第四系洪积物所覆盖，能见到的地质构造较少。本次研究表明山丹盆地内地质构造主要以断裂为主，依据断裂走向可分为两组，一组为与区域总体构造线一致的纵向左旋逆掩断层；一组为走向东北方向的横向右旋平移断层。由于断层面平缓且被后期褶皱弯曲，造成断层在平面上呈波浪状。不同规模的断裂构造切割了不同年代的地层，表明其在不同地质时期的发育过程；走向趋近一致倾向各异的断裂组，反应山丹盆地在不同时期地质构造活动的强弱。

图2 不同规模的断裂构造的走向

2 沉积环境和地区聚矿分析

2.1 沉积环境

沉积基底指被沉积岩层不整合覆盖的结晶变质岩系，在基底上方的沉积物或沉积岩称为沉积盖层[2]。在早白垩世的地壳运动时期，山丹地区形成了较好的盆地环境，这些盆地的形成为矿层的赋存提供了良好的基础，其中山丹盆地腹地在沉积过程中，下白垩世为主要填充地层，在地层的形成过程中，经历了“裂陷、填平”“超覆扩张”的相关阶段。

山丹盆地在二叠系下统的地层发育过程中，随着盆地的不断变化，地质的发育到了最鼎盛的时期，盆地内部地质情况丰富，水域辽阔，资源丰富，形成了大型的地理系统。在后续沉积过程中，泥炭不断下沉，以灰、黑为主的炭质泥岩、矿层做为沉积过程中的扩张产物赋存下来。

研究区含矿地层沉积演化在早、中期具海陆交互相沉积的特点，至晚期主要以陆相沉积为主，这一结论与二叠系我国南海北陆的古地理环境特征相吻合[3]。其沉积过程反映了沉积盆地在石炭纪至二叠纪时期开始发生缓慢上升的趋势，由浅海相逐步过渡到海陆交汇相沉积的特点，为相关资源环境的形成提供了良好的场所，最终呈现了目前山丹盆地的矿体特征。

地层的相关厚度在一定程度上能反映出沉积环境的深度情况，在研究中发现，石炭系的厚度较厚，岩层的特性和空间不平行的岩层属性表明其地层空间较厚，相关矿层中具有较多断裂，在一定程度上可能具有瓦斯的突出分布，地层的特殊性和矿层的连续特性，对于未来矿产资源开采过程有一定的安全隐患。

2.2 山丹盆地矿产资源聚集规律

通过地质构造分析入手，不难发现相关区域的矿物含量并不稳定，相关采矿区出现连断性缺失，其次在有岩浆发育的相关地区，矿层的赋存情况较差，最后在相关分析过程中，结合区内矿物分布的空间属性特征，预测区内具有三种聚矿区域：一为带状聚矿区域，一为中部聚矿区域，一为背斜聚矿区域。

综合分析区内矿产资源的聚集情况较好，开采和相关操作较为方便，在开采过程中，较大的断裂需要引以为重，裂缝中的易燃气体与地下水层的情况为矿产资源的开采带来了很大的难度，在开采过程中，将重点投向瓦斯气体的和地下水的相关处理方法，从而解决矿产资源开采过程中的相关安全问题[4]。

3 区域聚矿认知和启示

地区的矿物的赋存情况受到地壳运动的相关影响，勘查范围内主要呈现出层状的矿层特性，在矿层赋存的相关稳定性基础上，矿层的采矿回采率较低，增加了山丹盆地矿产资源的开采难度，区内岩浆岩赋存界线有着明显的侵蚀痕迹，相关勘探结果表明，岩浆层的侵蚀结果较大成为了目前山丹盆地矿物储量较少的相关原因之一。在研究过程中地质运动产生的相关地质特征表明，浅层矿产资源的聚集情况受到相关地壳运动的影响而整体较差，在小断层和伴生断层的影响下，矿体的厚度、连续性、构造形态变化大，在矿体结构中出现侧转构造、分叉及跳台的现象较为严重，更多的地质结构与现有的矿产资源开采认知的差异，可能需对现有的矿物开采情况作出相关调整。对山丹盆地的相关研究表明，若要山丹盆地的矿产资源开采工作细致而有序的进行，首先要对盆地内部的相关地质构造进行仔细勘测和绘制、其次对矿体裂缝区域进行勘测，综合以上两方面资料进行分析研究，从而减少矿产资源开采过程中的风险，进而保障山丹盆地内矿产资源安全的生产[5]。