对松辽盆地钱家店凹陷铀成矿作用的重新认识

钱家店凹陷中的含矿层位主要为上白垩统姚家组,前人认为其中的红色砂岩为原生成因,但大量的证据证实砂岩原生应以灰色为主,红色砂岩为后生氧化蚀变造成,并控制着钱家店铀矿床铀矿化的产出。在此基础上建立该矿床的后生蚀变分带,依次为红色蚀变带、黄色蚀变带、灰白色蚀变带、过渡带、原生带,红色蚀变带为主要的氧化带,铀矿化主要集中在过渡带。平面上铀矿化主要分布于层间氧化带前锋线附近的位置,并在氧化舌状体的前端和两个氧化舌状体之间存在铀的富集。文章最后还建立了该矿床的成矿模式,并对区域上层间氧化带的展布进行了讨论。     

松辽盆地钱家店铀矿床层间氧化与铀成矿作用

通过系统的岩心观察、剖面对比和分析,笔者认为松辽盆地钱家店铀矿床的控矿层间氧化带主要由红色氧化砂岩与局部分布的黄色砂岩和灰白色砂岩组成。红色砂岩中含炭屑、黄铁矿、钛铁矿、菱铁矿,并遭强烈氧化,推断其原生色应主要为灰色,由后生氧化作用将其改造而呈现红色。层间氧化带的形态和展布特征主要受沉积相控制,后者也同时控制着铀矿化的产出。铀矿化在剖面上主要定位于红色氧化带减薄或尖灭部位,平面上主要分布于红色氧化带前锋线附近。     

松辽盆地钱家店铀矿床成矿作用特征及成矿模式

笔者通过对钱家店铀矿床地质特征、成矿作用地球化学特征的研究,认为钱家店铀矿床为典型的同生沉积后生叠造复成因可地浸砂岩型铀矿床。矿床定位受晚白垩世姚家期辫状河道洼地、晚白垩世嫩江期末至古近纪构造反转隆升剥蚀构造窗及浅层含氧含铀水与深部油田还原性流体交替混合地球化学障等地质因素控制。矿床成矿作用历经了同生沉积成矿、油田流体叠加成矿和含氧含铀流体叠加成矿3个阶段。矿床形成年龄为96±14 Ma、67±5 Ma和40±3 Ma。在总结矿床成矿地质特征、成矿作用地球化学特征的基础上,建立了钱家店铀矿床成矿模式。     

松辽盆地南部钱家店铀矿床后生蚀变作用及其对铀成矿的约束

目前对松辽盆地南部钱家店铀矿床成因的认识存在明显争议.本文利用偏光显微镜、扫描电镜、XRD等分析测试方法对该矿床后生蚀变作用进行了系统的研究,发现该矿床不同类型砂岩中矿物蚀变作用类型有:赤铁矿化、褐铁矿化、黄铁矿化、粘土化、碳酸盐化和铀矿化,其中黄铁矿化包括胶状黄铁矿化、草莓状黄铁矿化和粒状黄铁矿化,粘土化主要包括水云母化、高岭石化和伊利石化,碳酸盐化包括方解石化、铁白云石化和菱铁矿化.红色砂岩和黄色砂岩以赤铁矿化、褐铁矿化、水云母化、高岭石化、伊利石化和方解石化为主,但黄色砂岩中赤铁矿化、褐铁矿化及水云母化程度略低;灰色不含矿砂岩以微弱赤铁矿化、黄铁矿化、高岭石化、伊利石化、铁白云石化和菱铁矿化为主;灰色含矿砂岩中以黄铁矿化、高岭石化、伊利石化、铁白云石化、铀矿化和菱铁矿化为主;原生灰色砂岩以黄铁矿化和菱铁矿化为主.钱家店铀矿床演化历史和矿物之间的穿插关系分析显示,成岩期矿物蚀变以菱铁矿为代表,形成于中性-弱碱性环境;成矿早期矿物蚀变以赤铁矿、针铁矿、黄铁矿、水云母和高岭石等为代表,形成于酸性环境;成矿晚期矿物蚀变以伊利石和铁白云石为代表,形成于弱碱-碱性环境;成矿期后矿物蚀变以方解石为代表,形成于碱-强碱性环境.因此,钱家店铀矿床经历了成岩期中性-弱碱性环境→成矿早期酸性环境→成矿晚期弱碱-碱性环境→成矿期后碱-强碱性环境的转变.      

松辽盆地钱家店铀矿床层间氧化带结构定量表征及制约因素

层间氧化带精细结构的量化表征对揭示砂岩型铀成矿规律至关重要.利用系列沉积学和地球化学编图对松辽盆地钱家店铀矿床层间氧化带结构进行了量化表征,发现该矿床层间氧化带主要由红色砂岩、浅黄色砂岩、灰白色砂岩、灰色含矿砂岩和原生灰色砂岩构成,分别对应于强氧化亚带、弱氧化亚带、微弱氧化亚带、过渡带和还原带.铀矿化与层间氧化带内部结构关系密切:工业铀矿体主要发育在过渡带,微弱氧化亚带矿体连续性相对较差,弱氧化亚带发育零星铀矿化,还原带靠近过渡带一侧发育低品位的零星铀矿化.铀储层内部结构和沉积相对层间氧化带发育具有重要制约作用:辫状河砂体及辫状分流河道砂体是氧化带发育区域;辫状分流河道边部及分流间湾中决口扇砂体是过渡带发育区域.      

松辽盆地钱家店铀矿含铀岩系层序地层结构对铀成矿的约束

弄清楚砂岩型铀矿含铀岩系地层结构及其对铀成矿的制约作用,是准确认识铀成矿规律和成矿作用的基础.综合地震、测井、岩心及分析测试资料,对松辽盆地西南部钱家店铀矿床含铀岩系——姚家组层序地层结构进行了研究,在此基础上,探讨了地层结构与铀成矿的关系.研究发现,钱家店地区姚家组为一个完整的三级层序,姚家组底界面为区域不整合界面,...     

松辽盆地钱家店铀矿床层间氧化带地球化学特征*

钱家店砂岩型铀矿床是松辽盆地发现的特大型铀矿床,目前已发现的铀矿主要赋存在上白垩统姚家组下段,矿体呈板状、透镜状,主要受层间氧化带控制。通过对钱家店砂岩型铀矿层间氧化带各带(氧化带、过渡带及还原带)的主量元素、微量元素、稀土元素进行测试分析,结果表明各带地球化学特征存在较大的差异,其中依据Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃、SiO₂、Na₂O及K₂O可对层间氧化带进行较准确的分带,MgO、CaO具有一定的分带指示意义。从氧化带到过渡带,趋于富集的微量元素主要为放射性元素(U)、大离子亲石元素(Li、Ba)、亲硫元素(Ni)、高场强元素(Nb、Ta)和性质活跃的变价元素(Mo)等,且 LREE、MREE和HREE均有不同程度富集,反映了水—岩作用时间较长、强度较大。有机碳、S_全、ωFe³⁺/ωFe²⁺还原性指标在不同分带的显著差异表明,随着含氧含铀水在姚家组地层中迁移,还原性组分变化强烈,具有明显的分带指示意义。     

松辽盆地钱家店砂岩型铀矿床含矿岩系组成特征与铀成矿作用*

松辽盆地钱家店砂岩型铀矿床自勘查以来不断获得重大发现,已成为超大型铀矿床。该区矿床地质特征、成矿特点有过不少报道,但就其含矿建造的详细岩石学特征(蚀源区母岩)及有利的成矿条件等还需要随着研究程度的加深不断完善。铀矿的成矿作用包括导致铀元素集中形成铀矿的各种地质作用,其中,铀含量高且容易析出铀的源岩是铀成矿的物质基础,后期的氧化—还原、矿化蚀变是铀矿形成的关键。作者主要利用微观实验分析的方法,通过对钱家店砂岩型铀矿床赋矿岩石岩石学特征的详细分析,提出了矿层岩性主要为中—细粒长石岩屑砂岩、细粒长石岩屑砂岩和含泥砾砂岩和砂砾岩等,并且石英和长石总量与岩屑含量相近,岩屑主要以流纹岩、流纹质凝灰岩为主,次为粗面岩、正长细晶岩、花岗岩、花岗斑岩、安山岩、硅质岩和泥岩等。后生蚀变碳酸盐化、高岭石化较为普遍,局部强烈,其次黄铁矿化、氧化铁化,偶见重晶石化。常见深部油气渗入在赋矿层中出现油渍、油斑、溢散晕圈,共生黄铁矿莓球群及微细粒黄铁矿聚晶。铀的存在形式为铀矿物(沥青油矿、铀石)和吸附状态。分析了多成因—多阶段成矿模式,即沉积预富集阶段—层间渗入成矿阶段—油气改造富集成矿阶段—油气还原护矿阶段。     

松辽盆地钱家店铀矿床含矿层位的岩相特征及其与铀成矿的关系

松辽盆地钱家店铀矿床含矿主岩为姚家组中的厚层砂岩。该砂岩上、下隔水层发育，局部夹较多不连续的泥岩透镜体，为辫状河流相沉积成因。平面上辫状河道周围为泛滥平原，以泥质沉积为主，在河道中间局部夹有河道间的沉积，其泥岩夹层多、厚度大，非均质性较强。通过与氧化带、铀矿化的对比分析，发现姚家组的岩相特征和砂体的非均质性对氧化带和铀矿化的分布、形态有明显的控制作用。河道间沉积及砂体中的泥质夹层可以阻碍含铀含氧水的流动，在其附近形成氧化-还原过渡带和铀的富集。砂体均质性较强的部位有利于氧化带的发育，而非均质性较强的部位则有利于铀成矿。     

松辽盆地协尔苏地区泉头组一段砂体及铀矿化特征分析

松辽盆地南部协尔苏凹陷泉头组一段分为上、下两部分,下部为以泥石流为主的冲积扇相沉积,上部为冲积扇-辫状河相沉积.分析表明：下部砂体泥砾混杂、粒度较粗,不利成矿;上部主要发育两层砂体,砂体厚5~40 m,延伸稳定,有利于砂岩型铀矿化的形成.根据泉一段砂体的岩石学特征、岩石化学特征、后生氧化-还原特征认为,由于深部有机流体的后生还原作用及基底-盖层贯通断裂继承性活动对下部层位煤层气进行纵向疏导,泉一段砂体后生地球化学环境改变为还原环境,主要表现为发育煤成烃油浸砂岩及烃类质量分数很高,砂岩由原生红色褪色化成灰色、灰绿色;在此基础上,后期叠加层间氧化作用,但由于下部层位煤层气持续作用,本区氧化特征不明显,氧化砂岩以浸染状、斑点状、团块状和条带状残留于还原砂岩中.通过分析协尔苏凹陷钻孔岩心铀钍含量及铀矿化特征,认为达官五家子地段、塔林布敦吐地段泉一段砂体铀含量高,铀的活化迁移作用明显,砂体存在铀的后生富集;铀的存在形式主要为吸附铀,为黏土矿物及有机质,铀矿物主要为沥青铀矿.分析认为研究区具有较好的铀成矿潜力.     

松辽盆地西南部钱家店凹陷DL铀矿带铀的赋存形式及成矿时代

为查明松辽盆地西南部钱家店凹陷新发现DL铀矿带青山口组铀的赋存形式、富集成矿机制及过程,联合对灰色砂、泥岩矿石开展了系统的岩矿鉴定、扫描电镜观察、能谱及电子探针分析、全岩U—Pb同位素定年。结果表明,砂泥岩矿石属于多物源供给的辫状河流相碎屑岩建造,成分和结构成熟度均偏差;矿石中铀均主要以沥青铀矿为主,其次为含铀钛矿物,少量含铀碳酸盐矿物,含铀、锆、硅混合物及吸附态铀。沥青铀矿主要呈胶状、团块状及微粒状产在矿石局部强吸附还原域的杂基、碎屑矿物溶蚀孔洞（隙）或边缘等可赋存空间位置,且与碳屑有机质、黄铁矿、高岭石和蒙脱石黏土矿物、铁白云石及含钛矿物紧密共（伴）生。目的层总体先后存在弱酸性还原流体和碱性还原热液流体双重铀富集成矿作用;并通过矿石全岩U—Pb同位素定年新获得了50.6±1.6 Ma、32.2±3.9 Ma、27±4 Ma、26.0±2.7 Ma、23.9±2.8 Ma等一批成矿年龄,指示了古近纪期间的主成矿事件。基于区内构造—沉积演化特征,初步构建了DL铀矿带青山口组四阶段的多元流体耦合叠加铀成矿过程：① 沉积—成岩预富集阶段;② 嫩江期末构造反转初始成矿阶段;③ 古近纪热液流体改造成矿阶段;④ 新近纪叠加改造阶段。该研究对盆地下一步的铀矿找矿和后期地浸开采具有重要指导意义。     

钱家店凹陷辉绿岩的时代、成因及对砂岩型铀成矿的制约

松辽盆地西南缘近年来铀找矿获得重要突破,预示着盆地蕴藏丰富的铀资源.而铀的成矿机理有待查明,尤其是矿床中广泛发育的辉绿岩,是否对成矿有改造作用,辉绿岩、反转构造及铀元素聚集之间的关系目前尚不十分清楚,制约了进一步找矿的思路.本文以钱家店凹陷钻孔辉绿岩为研究对象,通过对斜锆石和锆石U-Pb年代学、全岩岩石地球化学的研究,...     

松辽盆地南部钱家店铀矿床姚家组砂岩地球化学特征及地质意义

沉积物的地球化学成分在沉积岩物源分析及构造背景的研究中具有重要的作用.对研究区4口钻孔中的姚家组砂岩进行了详细的岩石学和地球化学研究,结果显示,砂岩碎屑颗粒石英含量最高,长石次之,岩屑含量最低,平均值分别为42%、37%和21%,具有锆石+钛磁铁矿+石榴子石的重矿物组合,反映源岩以酸性岩浆岩或变质岩为主,Dickinson判别图解表明物源主要来自于大陆物源区;姚家组砂岩的稀土元素以轻稀土富集、重稀土平坦、中度铕负异常为特征.砂岩CIA值为52.02~60.16,平均值为56.69,反映了干燥气候背景下弱的化学风化作用.源岩属性判别图解表明源岩为再旋回的古老沉积物及长英质火山岩.主量、微量和稀土元素的构造背景判别图解综合表明姚家组砂岩物源区为被动大陆边缘构造环境,结合区域构造演化,认为姚家组砂岩的物源为华北克拉通北缘燕山陆内造山带发育的火山-沉积岩系.      

中新生代盆地深部地质流体及铀成矿作用

随着在哈萨克斯坦楚·萨雷苏盆地坎茹甘、莫英库姆、托尔特库杜克等砂岩型铀矿中发现了成矿溶液(热流体)来自深源的地质证据后,伴随着中新生代盆地后期次造山作用的活化改造,深源热流体在砂岩型铀矿成矿中的重要性越发显现出来。文章简述了中新生代盆地地质流体的来源与性质,归纳了盆地流体的3种类型和运移方式,总结了盆地深源热流体铀成矿的主要特征,并就我国北方中新生代盆地可能存在的深部地质流体及铀成矿作用进行了探讨,以期在勘查工作中开拓视野、创新思路、实现找矿新的突破。     

开鲁盆地钱家店铀矿区铼的地球化学特征与成矿作用

通过对开鲁盆地钱家店铀矿床中稀散元素铼（Re）的地球化学特征研究,并结合前人成果,探讨了研究区与铀相伴生的铼元素成矿作用。结果表明,钱家店铀矿床砂岩铀矿石中稀散元素Re的含量高,已完全达到伴生矿综合利用指标,可以尝试在地浸液循环过程中加以析出。Re与Fe2+/Fe3+、Se、U及有机碳相关性好,有较密切的共生关系;与稀土元素相关性极差,揭示了相异（相反）于稀土元素表生稳定的性质。钱家店地区铼矿床的形成经历了五个阶段:铼预富集阶段、上白垩统姚家组含矿主岩形成及沉积成矿阶段、层间渗入氧化水动力主成矿阶段、古近纪浅层氧化改造及热活动铼叠加成矿阶段、新近纪油气扩散还原保矿阶段,这五个阶段与该区铀的空间分布具有较好的相似性。     

Geochemical characteristics of interlayer oxidation zone in Qianjiadian sandstone-type uranium deposits,Songliao Basin

The Qianjiadian sandstone-type uranium deposits is a large uranium deposits discovered in the Songliao Basin. The uranium deposits discovered mainly occur in the Lower Member of the Upper Cretaceous Yaojia Formation. The ore body is tabular and lenticular,mainly controlled by the interlayer oxidation zone. By testing and analyzing the main elements,trace elements and rare earth elements in the oxidation zone of the Qianjiadian sandstone-type uranium deposits(oxidation zone,transition zone and reduction zone),the results show that the geochemical characteristics of each zone vary greatly,where the interlayer oxidation zone can be zoned relatively accurately by Fe₂O₃,FeO,Al₂O₃,SiO₂,Na₂O and K₂O and MgO and CaO have certain indication significance for zoning. From the oxidation zone to the transition zone,the trace elements that tend to be enriched are mainly radioactive elements(U),large ion lithophile elements(Li,Ba),chalcophile elements(Ni),high field strength elements(Nb,Ta),active variable valence elements(Mo),etc.,and LREE,MREE and HREE have different degrees of enrichment,reflecting the long water-rock interaction with large intensity. The significant difference of reducing indexes of organic carbon,St,and ωFe³⁺/ωFe²⁺ in different zones indicates that with the migration of oxygen-uranium containing water in the Yaojia Formation,the reducing components change sharply and have obvious significance of zoning indication.