鄂爾多斯盆地納嶺溝鈾礦床粒度和古水動力特征

王龍輝　李成龍　胡立飛

摘要：本文對鄂爾多斯盆地納嶺溝地區的工業鈾礦孔進行粒度取樣，共采集目的層中侏羅統直羅組下段下亞段的粒度樣品47個，對47個粒度樣品進行統計和數據整理后，得出相應的CM圖、累積概率曲線圖、頻率直方圖、粒度參數散點圖，結合砂莫夫和岡恰夫的實驗研究結果，總結該含水巖組的粒度和水動力特征。

關鍵字：納嶺溝；鈾礦床；直羅組下段下亞段；粒度；水動力

Abstract： in this paper，the ordos basin in the Nalinggou of the industrial uranium hole size sampling，a total in acquisition purpose layer under the Jurassic Zhiluo Formation，group under section of the sample size 47，statistical and data sorting of 47 granularity samples，it is concluded that the corresponding CM diagram，graph，frequency histogram，cumulative probability scatterplot granularity parameters，combined with the experimental research of sand merv and he just as a result，summarize the granularity and hydrodynamic characteristics of water-bearing rock group.

Key words： Nalinggou，uranium deposits，under the Jurassic Zhiluo Formation，granularity，water power

1. 粒度特征分析

CM圖對于分析整個沉積單元的沉積作用具有重要意義。納嶺溝地區的中侏羅統直羅組下段下亞段CM圖見圖1，中侏羅統直羅組下段下亞段整體上符合牽引流的特征，主要出現在PQ和QR段，QR段較發育，RS段不發育，即出現滾動段，遞變懸浮段，缺失均勻懸浮段，且最大擾動指數Cs=0，表明其為水流起動能力較大的辮狀河沉積體系[1]。

中侏羅統直羅組下段下亞段累積概率曲線出現二段式、三段式和一段式（圖2），但以二段式為主。其中二段式和三段式主要以跳躍總體為主，一段式則以懸浮總體為主。累積概率曲線跳躍總體段斜率60°～70°，分選性好；懸浮總體段斜率20°～60°，分選性差～中等；牽引總體段斜率20°～60°，分選性差——中等。

中侏羅統直羅組下段下亞段頻率直方圖為正偏和對稱（圖3），形態基本為單峰形態。正偏表明有另外一組細組分加入，對稱表明其很純的、分選性很好的單峰沉積物。

粒度參數主要包括平均粒徑（Mz）、標準偏差（σ）、偏度（SK）和峰度（K）。平均粒度反映沉積物粒度分布的中心逐勢和沉積介質的平均動能。標準偏差反映樣品粒級的分散和集中情況和代表樣品相對于平均粒徑的分散程度，用來定量的解釋樣品的分選性。偏度反映眾數的相對位置偏度與沉積環境有一定的關系，構成懸浮體細粒部分的變化對粒度分布的偏度有很大影響。峰度反映分布曲線峰的寬窄和尖銳程度，是頻率曲線尾部展開度與中部展開度之比。

中侏羅統直羅組下段下亞段平均粒度主要集中在中砂范圍內，其次為粗砂，表明其粒度較粗，細粒較少，標準偏差為分選性中等——好，偏度為正偏和對稱，峰度為平坦——尖銳，多集中于中等——尖銳（圖4）。

粒度參數在垂向上是變化的，以工業鈾礦孔N20為例，礦段位置為401.05m～419.45m。樣品分布范圍為394.50m～419.70m，共有8個樣品及位置如圖5所示，自下而上累積概率曲線的變化為二段式——一段式——二段式，表明水動力由強——弱——強的變化，頻率直方圖基本均為單峰形態，平均粒度由粗變細再變粗的過程，主要由中砂巖組成，標準偏差顯示分選性為好——差——好，偏度正偏——對稱——正偏——對稱的變化，峰度對稱——尖銳——的變化[2-4]。

2. 古水動力特征分析

根據砂莫夫的實驗研究結果，當水動力大于Uc后泥砂顆粒才有機會由靜止狀態轉變為運動狀態。對于天然砂，代入后，可將止動速度簡化為（其中為泥砂平均粒徑，為水深）。納嶺溝地區中侏羅統直羅組下段下亞段47個樣品的平均粒徑為0.369mm，止動速度進一步簡化為。

根據岡恰夫的實驗研究結果，當水動力小于后泥砂顆粒才有機會由運動狀態轉變為靜止狀態。對于天然砂，代入后，可將止動速度簡化為（其中為泥砂平均粒徑，為水深）。納嶺溝地區中侏羅統直羅組下段下亞段47個樣品的平均粒徑為0.369mm，止動速度進一步簡化為。

根據砂莫夫和岡恰夫的實驗研究結果，結合納嶺溝鈾礦床中侏羅統直羅組下段下亞段47個樣品的平均粒徑值繪制水深與流速關系圖（圖6），表明納嶺溝鈾礦床古水流流速范圍為～。

參考文獻：

[1] 成都地質學院陜北隊.沉積巖物粒度分析及其應用[M].北京地質出版社.1976：31—139.

[2] 袁靜，杜玉民，李云南.惠民凹陷古近系碎屑巖主要沉積環境粒度概率累積曲線特征[J].石油勘探與開發.2003.30（3）：103—106.

[3] Passega，R.，Grain size representation by CM pattern as a geologic tool [J]. Journal of Sedimentary Petrology，1964，v. 34，p. 830-847.

[4] Passega，R.，Significance of CM diagrams of sediments deposited by suspension [J]： Sedimenology，1977，v.23，p. 723-733.