松遼盆地西部斜坡區(qū)砂巖型鈾礦成礦條件分析

李鑫石

摘要：松遼盆地是我國大型含油、氣、鈾多能源的中新生代大型陸相板內(nèi)伸展斷拗復(fù)合型的克拉通盆地。本次研究區(qū)主要位于松遼盆地西部斜坡區(qū)，本文通過收集前人材料并結(jié)合野外勘探系統(tǒng)探討松遼盆地西部斜坡區(qū)的構(gòu)造特征、沉積環(huán)境特征水文地質(zhì)特征等與鈾成礦規(guī)律，在此基礎(chǔ)上來論證研究區(qū)具備砂巖型鈾礦成礦的條件。

關(guān)鍵詞：砂巖型鈾礦；沉積環(huán)境；水文地質(zhì)；成礦預(yù)測

引言

在中新生代沉積盆地中尋找砂巖型鈾礦已成為我國及全球鈾資源研究工作者的熱點(diǎn)領(lǐng)域，松遼盆地更是其中的熱門地區(qū)，在南部已經(jīng)發(fā)現(xiàn)錢家店鈾礦床，據(jù)目前石油部門鉆探資料顯示松遼盆地西部斜坡區(qū)具有良好的鈾異常，找礦潛力巨大。

1.區(qū)域地質(zhì)特征

松遼盆地是一個大型中、新生代陸相沉積盆地，位于東經(jīng)119°40'～128°24'；北緯42°25'～49°23'之間，為一呈北東向展布的橢圓形盆地，總面積約26x104k㎡。隸屬遼、吉、黑、內(nèi)蒙古四省區(qū)所轄。盆地四周為山脈和丘陵所環(huán)繞，西鄰大興安嶺，東靠張廣才嶺，北部與小興安嶺相接，南鄰康平一法庫丘陵地帶，盆地內(nèi)部地勢平坦。松遼盆地的性質(zhì)屬板內(nèi)伸展斷拗復(fù)合型盆地，形成于晚中生代。

1.1盆地基底

松遼盆地的基底巖性主要由中深變質(zhì)巖、淺變質(zhì)巖和同期花崗巖組成，其分布具有“東西分帶”的特點(diǎn)。中深變質(zhì)巖系主體沿盆地長軸方向呈帶狀展布，巖性主要為片麻巖、花崗片麻巖、片巖和變質(zhì)砂巖等。

1.2沉積蓋層結(jié)構(gòu)特征

松遼盆地沉積蓋層主要是中、新生界沉積巖系，盆地中中、新生代沉積蓋層自上而下依次為白堊系下統(tǒng)沙河子組、營城組、登婁庫組和白堊系上統(tǒng)泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺組和明水組，古近系的依安組和新近系的大安組、泰康組及第四系。

早白堊世沙河子至登婁庫期為盆地進(jìn)入伸展斷陷發(fā)育階段，形成了一系列分割性較深的小斷陷，其間充填了沙河子組、營城子組、登婁庫組的沖積相與河流相砂礫巖及湖泊相砂巖及灰色泥巖夾煤層建造，沉積厚度大于3000m。

晚白堊世早期泉頭期為松遼盆地斷陷沉積轉(zhuǎn)換為坳陷沉積的轉(zhuǎn)折期。泉頭組發(fā)育大范圍的沖洪泛紅色粉砂泥巖、砂礫巖夾薄層灰色砂巖和三角洲相、濱淺湖相粉砂泥巖建造。沉積厚度達(dá)1858m。

晚白堊世青山口組沉積時期是盆地發(fā)育的鼎盛時期之一，大面積分布深湖、半深湖相黑色泥巖、灰色砂巖夾泥灰建造，盆地邊部為沖積相砂礫巖及濱淺湖紅色泥巖建造，沉積厚度360m～716m不等。

晚白堊世姚家組沉積時期，湖盆縮小，是松遼盆地晚白堊世坳陷的沉積期的第二次大規(guī)模洪泛期，發(fā)育大規(guī)模的沖積平原—辮狀河、三角洲、湖相沉積，以紅色粉砂泥巖、紅色砂巖夾灰色砂巖為特點(diǎn)，沉積厚度60m～228m。

晚白堊世嫩江組沉積期是松遼盆地第二次大的湖泛期，以深湖相、淺湖相灰黑色泥巖、灰綠色泥巖夾粉砂巖、細(xì)砂巖、鈣質(zhì)砂巖建造；沉積厚度138m～1162m。

晚白堊紀(jì)嫩江組期末至明水期末，區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為強(qiáng)烈的擠壓作用，盆地發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)。盆地中央隆起及其東部地區(qū)上升為陸地，沉積中心向西遷移，晚白堊世四方臺組、明水組以河流、沼澤相沉積的棕紅色、灰綠色砂巖、礫巖夾泥巖建造為特點(diǎn)。

1.3盆地構(gòu)造特征

松遼盆地主要發(fā)育有4組基底斷裂，即NNE-NE、NNW-NW向、近EW向和近SN向，以NNE-NE和NW向?yàn)橹鞲苫讛嗔?。NNE-NE向斷裂表現(xiàn)左旋走滑剪切和伸展拆離特點(diǎn)，直接控制了區(qū)域巖漿活動和中新生代盆地形成。NNW和NW向斷裂是在NNE、NE向左旋走滑背景應(yīng)力場的作用下派生的次一級斷裂系統(tǒng)。在NNE和NE向左行走滑過程中表現(xiàn)為張扭性斷層，在伸展拆離過程中具走滑性質(zhì)，它們改造或穿切NNE向和NE向斷裂系統(tǒng)。

2.成礦預(yù)測

2.1構(gòu)造特征與鈾成礦規(guī)律

西部斜坡早白堊世末至晚白堊世區(qū)階段，屬于擠壓盆地類型，至四方臺期，盆地構(gòu)造環(huán)境轉(zhuǎn)換為萎縮階段，但從嫩江組至今，西部斜坡整體處于緩慢沉積期，沿著大興安嶺東緣，受基底地形影響，形成一個穩(wěn)定的斜坡。該期構(gòu)造活動導(dǎo)致了西部斜坡抬升隆起，并接受剝蝕，差異升降的緩慢抬升，使原始沉積的自然巖層發(fā)生緩傾斜，有利于含礦含氧水的長期、緩慢流入，在遇到氧化還原障鈾則沉淀成礦，該期構(gòu)造事件易于形成層間氧化帶型鈾礦。

2.2沉積特征與鈾成礦

研究區(qū)通過野外觀察并繪制鉆孔柱狀圖進(jìn)行分析主要成礦潛力層為四方臺組及明水組，而四方臺組中的鈾礦化幾乎都位于四方臺組底部的砂巖層中。該套砂體有如下成礦有利因素：①具有泥砂泥結(jié)構(gòu)，具有隔水層，且隔水層穩(wěn)定，其底部的隔水層為下伏嫩江組頂部的泥巖層，上部的隔水層為四方臺組中部穩(wěn)定的泥巖沉積層；②砂體厚度較大，③砂體穩(wěn)定，區(qū)域上具有很好的延伸性；④埋深較為穩(wěn)定等。

2.3水文地質(zhì)特征與鈾成礦

研究區(qū)為松遼盆地Ⅱ級水文地質(zhì)單元。斜坡內(nèi)由早白堊世早期的一系列以呈NNE向?yàn)橹鞯男⌒蛿嘞莸拇渭壽晗轂棰蠹壦牡刭|(zhì)單元。西部斜坡西鄰大興安嶺東部，北部與小興安嶺相距不遠(yuǎn)。西部斜坡地貌類型單一，屬松嫩平原中部沖N積低平原。受地貌和構(gòu)造的有利影響構(gòu)成了良好的地表和地下徑流匯水盆地，對地下水的形成和儲藏提供了有利的條件。地下水的補(bǔ)給除了來自盆緣蝕源區(qū)大氣降水的滲入外，西部斜坡附件的層間水也是本區(qū)的補(bǔ)給來源。且蝕源區(qū)鈾的浸出引起了盆地北部白城水系及齊齊哈爾水系等部分支流的源頭出現(xiàn)高放射性異常，說明了西部斜坡鄰近區(qū)域鈾源豐富。西部斜坡西緣后期的抬升、剝蝕，既提供了可能的鈾源，同時也為含鈾流體的下滲提供了有利條件。蝕源區(qū)含氧含鈾水滲入地下，順著水系發(fā)育的河道砂體徑流。含氧含鈾水中的氧在運(yùn)移過程中與還原物質(zhì)接觸，不斷被消耗殆盡，從而形成了西部斜坡自西向東氧含量較少的總趨勢

2.4古氣候特征與鈾成礦

研究區(qū)早白堊至晚白堊世早期的濕溫一半干熱交替古氣候通常有利地層中鈾的預(yù)富集或同生沉積成礦，泉頭組的干熱一濕熱古氣候有利于巖石中鈾活化遷移，青山口組一姚家組的半干熱一半干溫古氣候使得含氧含鈾流體在氧化一還原過渡帶附近富集成礦。嫩江組的濕溫一半濕溫古氣候既有利于姚家組一青山口組已形成鈾礦體的保存，也有利于有利地層中鈾的第二次預(yù)富集或同生沉積成礦，至四方臺組一明水組的半干熱一濕熱古氣候使得含氧含鈾流體第二次在氧化一還原過渡帶附近富集成礦，隨后古近紀(jì)一新近紀(jì)的半溫濕古氣候起著保礦作用。

結(jié)論

松遼盆地西部斜坡區(qū)位于松遼盆地邊緣沉積環(huán)境良好，主要找礦潛力層位于四方臺組及明水組，通過對松遼盆地西部斜坡區(qū)的構(gòu)造特征，沉積特征，水文地質(zhì)特征，古氣候特征的多方面進(jìn)行系統(tǒng)的總結(jié)與分析，認(rèn)為松遼盆地西部斜坡區(qū)具有良好的成礦潛力。