大慶長垣地區(qū)鈾礦成礦規(guī)律討論及主目的層層序?qū)W探討

吝巖

[摘 要]本文主要通過對前人在松遼盆地所打的松科1井科研井并結(jié)合天津地質(zhì)調(diào)查中心2016-2017年在本地區(qū)所打鉆孔巖心資料，通過查閱資料并結(jié)合松遼盆地構(gòu)造演化規(guī)律，從主成礦層的層序演化，沉積相、以及成礦地質(zhì)條件方面做以簡單介紹，對大慶長垣地區(qū)主目的層的巖性特征，砂體特征以及成礦期氣候、地質(zhì)構(gòu)造情況、含氧含鈾水運移規(guī)律做以簡單介紹。

[關(guān)鍵詞]松遼盆地 大慶長垣 沉積相 成礦地質(zhì)條件

中圖分類號：P618.13 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）31-0103-02

一、工作區(qū)區(qū)域構(gòu)造背景

工作區(qū)所處一級構(gòu)造單元為松遼盆地、二級構(gòu)造單元為中央凹陷區(qū)、三級構(gòu)造單元為長垣背斜隆起構(gòu)造。本論文主要工作在長垣背斜隆起構(gòu)造區(qū)域內(nèi)，再三級構(gòu)造單元下又可再分為一些次級構(gòu)造單元，如局部坳餡及小型的隆起區(qū)。

二、主目的層層序?qū)W討論

本次主目的層以晚白堊世四方臺組-明水組一起進行探討，根據(jù)前人松科1井及前人對四方臺-明水組的研究結(jié)合我們前期的工作井編錄，再根據(jù)陸相層序?qū)W理論將四方臺組-明水組劃分為一個超層序組、兩個超層序、6個基本層序，每個基本層序又可劃分為三個完整的體系域，將我們主目的層層序?qū)W精度劃分到體系域級別，方便進行綜合對比研究。以下詳細介紹，

1、超層序組及超層序

將嫩江運動之后-明水組末的這一時間段劃分為一個超層序組，屬于盆地萎縮階段，所以超層序組為一個構(gòu)造層。

將以上超層序組劃分兩個超層序：SSQ1、SSQ2，二者之間界面SB4為構(gòu)造應(yīng)力松弛的坳餡階段向壓扭不均衡階段轉(zhuǎn)換界面，SB4界面位于明水組1段第二的沉積旋回含礫粗砂巖/砂礫巖與下伏泥巖粉砂巖的分界面，進入SB4之后，東部壓扭作用增強迅速，造成盆地不均勻沉降，沉積體系由主要的南北向長軸沉積體系轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕獮榻鼥|西向的短軸沉積體系，巖性上表現(xiàn)為SB4界面以下為明水組高水位體系域的湖相泥巖沉積，界面之上為明水組的含礫粗砂巖及砂礫巖直接覆蓋在泥巖之上。

2、層序及體系域

通過對主目的層層序的劃分，側(cè)面可以反映主目的層沉積時期的構(gòu)造環(huán)境及氣候環(huán)境（圖1）。

層序界面一般為1、區(qū)域不整合面2、古暴露界面（以發(fā)育鈣質(zhì)結(jié)核及古土壤為特征）6區(qū)166D-3可見明顯的古土壤暴露面構(gòu)造3、河流沖刷面4、沉積旋回轉(zhuǎn)換界面，四方臺組沉積時期主要可劃分兩個基本層序：SQ1、SQ2，二者的分界面為一沉積旋回轉(zhuǎn)換界面SB2，巖性上表現(xiàn)為界面之下為四方臺組泛紅色含鈣質(zhì)結(jié)核的泥巖及砂巖，存在古暴露面構(gòu)造，界面之上為四方臺組細砂巖直接覆蓋于泥巖之上。

2.1 SQ1-SQ2沉積時期

SQ1-SQ2時期，沉積構(gòu)造格局如圖a所示，盆地受擠壓強度較弱，氣候干旱半干旱，盆地可容納空間近乎為零，盆地近乎被充填消亡，主要受近南北向長軸方向河流-淺湖相沉積。

2.2 SQ3時期

SQ3時期，仍以南北向長軸方向的物源河流體系為主，但氣候條件發(fā)生變化，由干旱環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)闈駶櫗h(huán)境，洪泛沉積泥巖由紅棕色轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色夾少量紫紅色，且盆地在SQ3湖侵體系域時發(fā)生了一次全盆范圍大規(guī)模的湖侵，SQ3時期沉積了厚層狀大規(guī)模的灰綠色-暗色調(diào)泥巖，局部發(fā)育三角洲沉積（圖b）。

3.SSQ2時期

進入SSQ2時期后，壓扭作用增強，造成不均衡沉降，東部基地抬升，西部基地下降，加之進入SQ4時期后，氣候潮濕，湖盆水體加深，可容空間增大，沉積中心由齊家古龍凹陷區(qū)進一步向西北遷移。

4、結(jié)論

四方臺組所涉及的體系主要為河道沉積體系及泛濫平原沉積體系。根據(jù)前期錄井資料和前人資料研究，工作區(qū)四方臺組主要可分為底部低水位河道沉積體系，中間湖侵洪泛平原沉積體系，中上部高水位泛濫平原與河道交替沉積體系，上部為河道沉積體系。

三、成礦規(guī)律探討

對于地浸型砂巖鈾礦成礦規(guī)律探討從以下4方面進行

1、成礦時間，鈾源，含氧含鈾水運移通道，還原性介質(zhì)對含氧含鈾水的還原沉積、構(gòu)造油氣的還原沉積、氧化還原界面。

1）：成礦時間

對于大慶長垣地區(qū)鈾礦的成礦時間，普遍認為從長垣構(gòu)造形成后遭受剝蝕形成構(gòu)造天窗開始，有利于含氧含鈾水的灌入，也就是明水組末期-第三系時期，長垣地區(qū)鈾礦富集屬于后生改造。

2、鈾源

鈾源可能來源有兩個，盆地周邊花崗巖區(qū)及盆地基地花崗質(zhì)巖石，富鈾地層。

3、氣候條件

成礦期氣候條件干旱、半干旱型氣候有利于成礦，有利于鈾元素進入含氧流體進而進入砂體中。通過前人對工作區(qū)所做的伽馬測量及前期石油測井伽馬異常顯示，存在富鈾地層。

3、含氧含鈾水的運移通道

構(gòu)造天窗、地層的傾伏，有利于含氧含鈾水的進入及流動，砂體的發(fā)育最為重要，砂體的規(guī)模、孔隙度，厚度，空隙聯(lián)通性等決定了含氧含鈾水在砂體中的流通性，對于河流相地浸型砂巖鈾礦，首先要通過鉆探、地震等方法判斷古河道位置及產(chǎn)出形態(tài)，才能有效的圈定砂體形態(tài)及含氧含鈾水運移通道。

4、還原性介質(zhì)對鈾的還原沉積富集作用

層間氧化還原界面（層間氧化帶前鋒線），砂體中富含還原性雜質(zhì)（黃鐵礦、碳屑、還原性有機質(zhì)等），深部斷裂導(dǎo)致深部還原性油氣通過裂隙運移至上部層位、頂?shù)装甯羲畬痈缓€原性物質(zhì)（容易形成板狀礦體），以上四種情況都是含氧含鈾水在成礦作用過程中鈾礦易富集位置。

5、對長垣地區(qū)成礦條件分析

1、成礦時間，明水末-第三系時期，長垣形態(tài)規(guī)模和現(xiàn)代類似，不同的可能為氣候條件，根據(jù)這一時期巖心顯示，未發(fā)現(xiàn)大規(guī)模紅層沉積，未找到明顯證據(jù)證明當(dāng)時氣候條件。

2、鈾源，工作區(qū)基地、及四周花崗源區(qū)存在豐富的鈾源，蓋層地層中也發(fā)現(xiàn)富鈾地層。

3、運移通道：長垣的構(gòu)造天窗剝蝕到了主目的層砂體，長垣構(gòu)造導(dǎo)致地層傾伏及產(chǎn)生深大斷裂，有利于含氧含鈾水的進入及流動。

4、鈾元素的富集：長垣地區(qū)深部存在還原性油氣層，及發(fā)育有油氣運移的斷裂構(gòu)造，部分砂體中存在還原性有機質(zhì)及碳屑，對鈾元素具有一定的還原及吸附作用。

6、長垣地區(qū)主目的層砂體探討

長垣地區(qū)四方臺組沉積時期我們目前普遍認為曲流河沉積，那我們探討砂體分布規(guī)律必然離不開曲流河沉積相模式。曲流河沉積相可劃分為四個亞相：1、河床亞相2、堤岸亞相3、漫灘亞相4、牛軛湖（廢棄河道亞相），河床亞相又可劃分為河床滯留相沉積及邊灘相（點沙壩）沉積；堤岸亞相又可劃分為天然堤及決口扇；漫灘亞相又可劃分為河漫灘及漫灘沼澤相；對于我們曲流河地浸型砂巖鈾礦而言，主要針對其河床亞相展開討論。

6.1 曲流河河床亞相（圖2）

曲流河沖積平原的發(fā)育其實就是曲流河的側(cè)向遷移與河流不斷改道，具有時間上的延續(xù)性，同一期曲流河在平面上展布及沿河流縱向剖面展布如右圖所示，下圖為同一期曲流河的橫向剖面圖。橫向剖面可見曲流河明顯的邊灘側(cè)向加積與漫灘垂相沉積的二元結(jié)構(gòu)。

6.2 曲流河砂體分布及產(chǎn)出形態(tài)

對于單條同期曲流河，其在橫向剖面上表現(xiàn)為主河道、邊灘及天然堤河漫灘等比較清晰的河流相模式，但是對于同時期多條河流及同一條河流在不同時期的改道遷移，在橫向剖面上主河道呈點狀分布。所以對垂向鉆孔而言，同一個鉆孔可能遇到不同成因不同其次的砂體疊加，我們要加以區(qū)別。砂體的在平面分布特征，根據(jù)河道滯留相、邊灘相、天然堤、決口扇等砂體粒度、厚度及埋深等特征，可以在平面上圈定曲流河的砂體分布及相圖（如圖3），河流不同沉積相砂體在埋深，厚度、粒度等方面有差異，一般邊灘相砂體最為發(fā)育，沉積厚度最大，底部為河底滯留相的含礫粗砂巖及發(fā)育沖刷面，廢棄河道砂體砂體粒度粗，厚度薄，多發(fā)育為古河道滯留相沉積，天然堤砂體一般在河流的凸岸較為發(fā)育，粒度較邊灘砂體細，多發(fā)育泥沙互層構(gòu)造。決口扇砂體剖面呈透鏡狀，粒度較天然堤粗，平面呈舌狀。