淺析松遼盆地南部寶林地區姚家組下段多層鈾礦化主要控礦因素

＊王海濤 張亮亮 黃笑

（核工業二四三大隊 內蒙古 024000）

松遼盆地南部是我國北方重要的萬噸級鈾礦資源基地，近幾年在主成礦區帶外圍的寶林地區勘查工作不斷取得新進展，初步圈定了一條長約30km的鈾礦（化）帶，找礦目的層為姚家組，成礦類型屬于層間氧化帶型，前人針對松遼盆地南部鈾礦化特征、成礦規律等開展了大量的研究工作，與區內其他典型鈾礦床相比，寶林地區具有多層氧化帶、多層鈾成礦作用的特點，通過對該區姚家組下段發育多層鈾礦化的特點，淺析該區的主要控制因素。

1.地質概況

寶林地區位于松遼盆地南部西南隆起區與開魯坳陷東部的過渡部位（圖1），主要包括錢家店凹陷南部、大林凹陷西部及寶格吐凹陷北部3個三級構造單元，區內三級構造單元主要受NE向斷裂控制，多呈NE向展布。嫩江末期構造運動主要以NW-SE向的擠壓應力作用為主，一方面使盆地內部分斷裂形成反轉構造，切穿蓋層，斷層上盤沉積蓋層沿斷裂反轉隆升，在寶龍山一帶形成姚家組剝蝕天窗；另一方面在盆緣部位掀斜形成更大角度的單斜地層，有利于含鈾含氧水沿盆緣掀斜部位向盆內運移，進而形成了完善的補徑排水動力條件，也為砂巖型鈾成礦作用提供了有利的構造環境。

圖1 研究區位置

2.地質特征

（1）地層。研究區基底起伏較大，形態復雜，最大埋深800m，最小埋深120m（據重磁、淺層地震資料），一般500～800m之間。基底巖性主要為海西期花崗巖，其次為石炭—二疊系變質巖。蓋層由下白堊統義縣組（K1y）、上白堊統姚家組（K2y）和嫩江組（K2n）組成，義縣組在區內分布較為局限，僅個別鉆孔揭露，巖性以流紋質火山碎屑巖為主，姚家組為研究區內的主要找礦目的層，為一套在干熱—半干熱古氣候條件下形成的以紅色為主，局部灰色的陸源碎屑巖沉積建造，地層厚度一般在200m以上，最厚可達280m；嫩江組為湖相沉積的深灰色泥巖，地層厚一般0～90m，在盆緣掀斜部位缺失；第四系厚110～120m。

目的層姚家組可進一步劃分為姚家組上段與姚家組下段，其中姚家組下段砂體單層厚度及累計厚度均較大，分布穩定，所夾泥巖多為透鏡體，連通性、成層性好；姚家組上段以紫紅色泥巖與灰色砂巖互層為主，具明顯的二元結構，砂體連通性、穩定性相對較差。姚家組下段頂部發育一套穩定的紫紅色泥巖沉積，為區域上姚家組下段頂部穩定的隔水層，并與姚家組上段分界（表1）。

表1 研究區蓋層簡表

（2）巖相類型。姚家組下段沉積構造較為發育，垂向層序較亂，略顯向上變細，但粗粒沉積自下至上都有，其內部構造主要有沖刷面、平行層理、交錯層理和沙紋交錯層理，反映出動蕩的牽引流的沉積特點，越岸沉積主要發育水平層理，沉積時水體相對較穩定。根據該區姚家組下段不同巖性的結構、構造，劃分出8種巖相類型及五種沉積微相（表2），其中辮狀河心灘微相最為發育，滯留沉積、泛濫平原沉積微相次之，天然堤、決口扇沉積微相相對少見。

表2 寶林地區沉積巖巖相類型

（3）砂體。姚家組下段砂體主要以厚層磚紅色、淺磚紅色中、細砂巖為主，砂質礫巖次之，局部夾褐黃色中、細砂巖，灰色砂巖常成透鏡狀發育在紅色調、黃色調砂巖之間。砂體由下至上發育多個正粒序旋回（圖2），個別旋回底部見一定厚度的砂質礫巖，礫石成分以泥礫為主，多具定向排列，沖刷面清楚，向上逐漸過渡到中砂巖、細砂巖、泥巖。砂體疏松，連通性及滲透性好，灰色砂體主要發育在單個旋回向上粒度變細的位置。

圖2 寶林地區ZKS1-9孔單孔沉積相劃分圖

通過薄片鑒定，不同樣品碎屑組分含量有所變化，砂巖類型主要為巖屑長石砂巖、長石炭屑砂巖，碎屑組分主要由石英、長石、巖屑組成（圖3），孔隙式膠結，膠結物中見少量碳酸鹽膠結物，填隙物極少，碎屑棱角狀-次棱角狀，分選好，磨圓中等；晶屑成分主要為石英、長石，偶見碎片狀黑云母。石英晶面較潔凈，長石晶面粗糙，長石大部分粘土化較強，部分更長石絹云母化，部分較新鮮，聚片雙晶發育，部分具有格子狀雙晶。巖屑以火山巖巖屑及花崗質巖屑為主，其中多為中酸性噴出巖巖屑；變質巖巖屑見片巖、片麻巖。沉積巖巖屑為泥質，含量較少。其沉積環境總體屬于距物源區有一定距離的動蕩沉積環境。

圖3 姚家組下段砂巖特征（+）

（4）沉積相類型及其特征。寶林地區姚家組主要發育辮狀河相沉積，平面上分布穩定，范圍大，垂向上呈現出辮狀河滯留沉積微相、心灘微相和泛濫平原微相多韻律結構的相序列（圖2），其中以心灘微相為主，單層砂體厚度較大，為砂巖型鈾成礦有利的含礦砂體，巖性以褐紅、褐黃、灰色中砂巖、細砂巖為主，砂巖中常見薄層狀泥巖透鏡體，灰色砂巖中常見炭化植物碎屑。

3.多層鈾礦化主要控制因素分析

根據目前寶林地區發現的工業鈾礦化的空間展布形態可知，工業鈾礦化嚴格受層位、砂體和物理化學界面控制（圖4）。

圖4 寶林地區興119線剖面圖

（1）層位控礦。本次通過對鉆孔連井剖面、測井曲線等資料開展研究發現，本區姚家組下段發育三層較為穩定的隔水層，可進一步將研究區姚家組下段細化為姚家組下段第一亞層、第二亞層和第三亞層，工業鈾礦化主要產在姚家組下段第一亞層和第二亞層。礦體多呈板狀、透鏡狀產出，產狀與地層產狀相一致，未見礦體穿層現象，礦體產出具有嚴格的層控性。

（2）砂體控礦。姚家組下段第一亞層和第二亞層主要發育辮狀河相砂體，砂體規模較大，連通性、成層性較好，第三亞層發育曲流河相沉積，砂體規模有限且連通性較差。辮狀河相砂體有利于大規模層間氧化帶的發育，灰色砂體是研究區的含礦主巖，灰色砂體主要發育在各沉積旋回向上粒度逐漸變細部位，第一亞層由于砂體粒度偏粗、旋回較少，灰色砂體多呈單層產出，第二亞層砂體粒度中等、旋回增多，易形成多層灰色砂體，通過對區內鉆孔數據統計發現，單層灰色砂體厚度5～30m區域是鈾工業礦體產出的有利部位。

（3）物理化學界面控礦。研究區內的氧化帶的空間展布受各亞層隔水層及辮狀河相砂體控制，鈾礦化受層間氧化帶與灰色砂體過渡的物理化學邊界控制。平面上鈾礦化帶呈蛇曲狀沿層間氧化帶與灰色砂體的過渡部位發育，垂向上第一亞層則易形成單層鈾礦化，與寶龍山鈾礦床“上、下氧化，中間成礦”較為相似，規模大，延伸較為穩定，礦體呈厚板狀；第二亞層形成多層氧化帶，多層灰色砂體，多層鈾礦化，礦體多呈透鏡狀、囊狀，局部灰色砂體厚度相對較大部位呈板狀。

4.結論

（1）本次工作中進一步將姚家組下段細化為姚家組下段第一亞層、第二亞層和第三亞層，第一亞層、第二亞層是寶林地區主要找礦目標層；（2）寶林地區鈾成礦的主要控礦因素是層位、砂體和物理化學界面，各亞層的隔水層及砂體控制了區內層間氧化帶的發育，氧化帶與灰色砂體的物理化學邊界控制了礦體定位，單層灰色砂體厚度在10～35m厚的部位是成礦的有利部位；（3）姚家組下段第一亞層具有“上、下氧化，中間成礦”的特點，第二亞層具有“多層氧化、多層灰色砂體，多層鈾礦化”的特點。