松遼盆地航放航磁特征及砂巖型鈾礦找礦潛力分析

張翔 ， 張仁紅 ， 江民忠 ， 李懷淵 ，寧媛麗 ,段晨宇 ， 盧亞運(yùn) ， 胡國民

（1.核工業(yè)航測遙感中心，河北 石家莊 050002；2.中核集團(tuán)鈾資源地球物理勘查技術(shù)中心（重點(diǎn)實驗室），河北 石家莊 050002）

松遼盆地是晚中生代以來發(fā)育的大型板內(nèi)斷陷-坳陷復(fù)合盆地，也是我國東部巖石圈減薄的中心地帶之一［1-3］，盆地內(nèi)巨厚的碎屑沉積是油氣勘探開發(fā)的重點(diǎn)，20世紀(jì)50年代起先后探明了大慶、 吉林、 遼河等油田［1，4］。相比于油氣勘查，松遼盆地的鈾礦勘查工作稍顯滯后。20世紀(jì)60年代核工業(yè)系統(tǒng)在盆地邊緣開展了零星的放射性普查工作，先后發(fā)現(xiàn)了一些鈾礦點(diǎn)。20世紀(jì)90年代，隨著找鈾工作重點(diǎn)向砂巖型鈾礦轉(zhuǎn)移，陸續(xù)加大了盆地內(nèi)的鈾礦區(qū)調(diào)工作力度［5］。以核工業(yè)系統(tǒng)為主體，先后在整個盆地、盆地西部斜坡區(qū)和盆地東南緣開展了找鈾和科研工作，如21世紀(jì)初分別在盆地南部、西部、東北部和東部開展了1：5萬～1：20萬航放、航磁綜合測量；在盆地西南部、北部、東北部綏化-肇州、東南部公主嶺-九臺地區(qū)開展了1：25萬鈾資源區(qū)域評價；1997—2001年，在西南部開魯坳陷通過大量鉆探、研究工作，取得了重要突破，發(fā)現(xiàn)并提交了錢家店中型可地浸砂巖型鈾礦床［5-6，8］。 科研方面， 前人的研究主要集中在盆地上白堊統(tǒng)層序地層、沉積體系及有利成礦砂體等方面［5-9］。近年來， 隨著地震、重磁、大地電磁等深部勘探資料的不斷豐富，研究重點(diǎn)偏重于盆地構(gòu)造演化 （尤其是反轉(zhuǎn)構(gòu)造機(jī)制）與鈾成礦的關(guān)系、鈾成礦機(jī)理及鈾成礦與油氣成藏關(guān)系等方面，也取得了諸多成果［5，10-13］。

通過對松遼盆地及周邊地區(qū)以往航放、航磁資料連片處理，綜合前人成果，分析了區(qū)域航放、航磁特征，研究了盆地鈾成礦背景?；阱X家店鈾礦床航放特征，建立了其航放參量神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型，提取了全區(qū)航放鈾含量、活性鈾、鈾增量、相對變遷系數(shù)、鈾遷移富集系數(shù)、地球化學(xué)活動性指數(shù)等六類砂巖型鈾礦找礦有利信息，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測結(jié)果，圈定了松遼盆地砂巖型鈾礦找礦預(yù)測區(qū)，為后續(xù)研究和勘查工作部署提供了基礎(chǔ)依據(jù)。

1 盆地地質(zhì)特征及鈾資源概況

張金帶等將松遼盆地劃屬于濱太平洋成礦域吉黑鈾成礦省松遼盆地鈾成礦區(qū)［14］。盆地四面環(huán)山，西為大興安嶺，東為張廣才嶺，南為陰山-燕山造山帶，北為小興安嶺，盆山之間分別以深大斷裂為界［1，15］（圖 1a）。

盆地歷經(jīng)多期構(gòu)造運(yùn)動，形成由基底構(gòu)造層、斷陷層、坳陷層和反轉(zhuǎn)構(gòu)造層所構(gòu)成的獨(dú)特四層結(jié)構(gòu)［1］。其中，坳陷層在形成過程中處于弱伸展背景中，沉積環(huán)境較為穩(wěn)定，其后雖經(jīng)歷了弱擠壓和隆升剝蝕，但對層（砂）體結(jié)構(gòu)并未造成強(qiáng)烈破壞，相比于斷陷層、反轉(zhuǎn)構(gòu)造層，該構(gòu)造層的砂巖型鈾礦成礦條件最為優(yōu)越［5，11］。坳陷層中沉積的下白堊統(tǒng)泉頭組 （K1qt）、上白堊統(tǒng)青山口組（K2qn）、姚家組（K2y）、嫩江組（K2n）是找砂巖型鈾礦的主攻目的層，其次為四方臺組（K2s）和始新統(tǒng)依安組（E2y），巖性主要為大型坳陷湖盆中沉積的河湖相碎屑巖，在盆緣有所出露，盆內(nèi)被第四系覆蓋［16-17］。松遼盆地可劃分為7個一級構(gòu)造單元（即開魯坳陷、西南隆起區(qū)、西部斜坡區(qū)、中央坳陷區(qū)、北部傾沒區(qū)、東北隆起區(qū)和東南隆起區(qū)）和49個二級構(gòu)造單元［18］（圖 1b）。

筆者收集了研究區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的3個鈾礦床和44個鈾礦點(diǎn)資料［19-21］，劃分為5種成因類型，即層間氧化帶型 （鈾礦點(diǎn)3個）、潛水氧化帶型（鈾礦點(diǎn)10個）、沉積成巖型（鈾礦點(diǎn)13個）、煤巖型（馬良子小型鈾礦床）及復(fù)合成因型 （鈾礦點(diǎn)18個和錢家店、寶龍山鈾礦床）。從它們的空間分布來看，西部已知礦床（點(diǎn)）數(shù)量明顯優(yōu)于東部，尤以西南部較為集中，表明盆內(nèi)鈾成礦潛力總體呈現(xiàn)西南部最好、西部較好、東部一般的特點(diǎn)。其中，西部斜坡區(qū)、中央坳陷區(qū)和北部傾沒區(qū)主要為潛水氧化型 （鈾礦點(diǎn)10個），其次為沉積成巖型 （鈾礦點(diǎn)5個）和層間氧化型 （3個）；開魯坳陷、西南隆起區(qū)內(nèi)主要為復(fù)合成因型（鈾礦床2個、鈾礦點(diǎn)10個）和沉積成巖型（鈾礦點(diǎn)5個）。這種分布特征大體反映出西部斜坡區(qū)、中央坳陷區(qū)和北部傾沒區(qū)鈾成礦主要受潛水下滲作用的控制，而開魯坳陷、西南隆起區(qū)內(nèi)鈾成礦具有多要素疊加控礦的特點(diǎn)。在東北、東南兩大隆起區(qū)內(nèi)，鈾礦主要為復(fù)合成因型 （鈾礦點(diǎn)9個），分布在盆緣出露的大面積酸性侵入巖邊部，沉積成巖型鈾礦點(diǎn)有3個，南部的2個靠近蝕源區(qū)，北部的1個處于航磁反映的隱伏二長花崗巖體的邊部，反映出兩大隆起區(qū)內(nèi)鈾成礦受蝕源區(qū)巖性明顯控制的特點(diǎn)。

2 區(qū)域航放航磁特征分析

2.1 數(shù)據(jù)來源及基礎(chǔ)處理

文中航放、航磁數(shù)據(jù)來源于核工業(yè)航測遙感中心于1979年至2013年在松遼盆地完成的22個測區(qū)資料，區(qū)內(nèi)航放數(shù)據(jù)覆蓋面積約27.6萬km2、航磁數(shù)據(jù)覆蓋面積約38.2萬km2，除盆地中部為單磁測量外，其余測區(qū)均為航放、航磁綜合測量。其中，1：5萬高精度測區(qū)面積約 16.2 萬 km2， 1：10 萬～1：20萬高精度測區(qū)約22.0萬km2。

圖1 松遼盆地大地構(gòu)造背景及盆地構(gòu)造單元區(qū)劃與鈾資源分布 （據(jù)于文斌修改，2009）Fig.1 The geotectonic setting， structure division and distribution of uranium resources in Songliao basin （Modified after YU， 2009）

在航放數(shù)據(jù)連片處理上，首先對單測區(qū)采用單測線手動調(diào)平和單區(qū)微調(diào)平，在此基礎(chǔ)上，利用極差變換，使偏態(tài)分布數(shù)據(jù)接近正態(tài)分布，再利用縫合法將各單區(qū)數(shù)據(jù)拼接合并。在航磁數(shù)據(jù)連片處理上，亦優(yōu)先對單測區(qū)利用切割線調(diào)平法、局部微調(diào)平法進(jìn)行調(diào)平，以使各單測區(qū)航磁水平基本一致，最后進(jìn)行拼接成圖。航放、航磁網(wǎng)格間距均為300 m×300 m。

2.2 區(qū)域航放特征分析

盆地航放鈾含量（U）總體上呈西部和南部高，東部和北部低的面貌，且由盆緣向盆內(nèi)有降低的趨勢 （圖2a）。在盆內(nèi)，鈾含量整體水平不高，以背景場、偏低場為主，均值為1.82×10-6。高場、偏高場大致呈現(xiàn)出兩類特征，一類呈規(guī)模巨大的帶狀、弧狀展布，局部地段形成鈾異常，這類放射性場基本分布在西南部及西部，其分布明顯受嫩江、松花江、西遼河、新開河、西拉木倫河等河道及其兩側(cè)富鈾沉積層的控制。一方面，這些河道為蝕源區(qū)的鈾向盆內(nèi)運(yùn)移提供了有利條件，另一方面，河道附近富鈾目的層中鈾元素大量側(cè)向遷出，并向河道沉積物進(jìn)行補(bǔ)給，在干旱條件下強(qiáng)烈的蒸發(fā)作用導(dǎo)致鈾濃縮富集；另一類呈規(guī)模較小的點(diǎn)狀、帶狀，多分布于盆緣一帶且零星分散，這類放射性場主要與蝕源區(qū)富鈾碎屑物向盆內(nèi)近距離搬運(yùn)有關(guān)。筆者對出露目的層的鈾含量、鈾標(biāo)準(zhǔn)偏差、變異系數(shù)、鈾釷比等參量進(jìn)行了統(tǒng)計，結(jié)果顯示，泉頭組和姚家組鈾含量均值為2.51×10-6、鈾釷比為1.29，明顯大于全區(qū)均值，后生富集較為明顯 （表1）。青山口組、嫩江組、四方臺組統(tǒng)計結(jié)果不高，推測應(yīng)是同生沉積階段鈾富集作用不明顯，或者是沉積期后含鈾含氧水在有利的水動力條件下發(fā)生了遷移。

在盆地周邊蝕源區(qū)內(nèi)，盆地南緣和東南緣奈曼旗—鐵嶺—四平—長春一帶，出現(xiàn)大面積團(tuán)塊狀高場、偏高場，呈連續(xù)分布，十分醒目。其中，華力西期、燕山期花崗巖以及晚侏羅世中、酸性火山巖鈾含量一般為（2.7～3.6）×10-6，二疊紀(jì)淺變質(zhì)巖鈾含量為（2.4～2.7）×10-6，它們?yōu)榕璧啬喜可皫r型鈾成礦的主要鈾源層 （體）。在盆地西緣扎蘭屯—白城—阿魯科爾沁旗一帶，鈾含量總體較南部有所降低，團(tuán)塊狀、帶狀高場或偏高場也往往呈斷續(xù)分布，鈾含量一般為 （2.4～3.3）×10-6，該區(qū)域內(nèi)的富鈾層（體）主要為早二疊世、晚侏羅世中酸性火山巖、火山碎屑沉積巖和燕山期酸性侵入巖。在盆地北緣和東北緣嫩江—五大連池—海倫東一帶，由于地表植被和水系較發(fā)育，鈾含量基本為偏低場、低場特征，一般小于1.2×10-6，而二疊系、白堊系、元古宇新開嶺群基本對應(yīng)（1.5～1.8）×10-6的背景場，大面積出露的華力西期、燕山期中、酸性侵入巖體，鈾含量基本呈 （1.8～2.1）×10-6的偏高場，局部可形成點(diǎn)帶狀高場。該區(qū)域鈾含量總體雖不高，但一些相對富鈾的巖體（如花崗巖類）一般具有較高的浸出率［22］，也為鈾的富集提供了一定的鈾源。在盆地東緣哈爾濱—吉林一帶，侵入巖種類多樣，相互穿插出露，但鈾含量基本呈偏低場、背景場特征。上述特征表明盆地南緣和東南緣鈾源條件最好，西緣和東北緣次之，東緣最差。于文卿等認(rèn)為［18］，鈾源條件以盆地南緣、東北緣最好，西緣次之，東緣最差，這與本文的認(rèn)識存在一定差異。

表1 松遼盆地找鈾目的層放射性參量統(tǒng)計表Table 1 The radioactive parameters of target layers for uranium exploration in Songliao basin

2.3 區(qū)域航磁特征分析

由于松遼盆地緯度跨度較大，故先對磁場進(jìn)行了變傾角化極處理［23］。全區(qū)航磁場呈現(xiàn)出 “盆內(nèi)正負(fù)相間，盆外復(fù)雜劇烈”的總體面貌 （圖2b）。在盆內(nèi)，緩慢變化的正負(fù)背景場一般在（-150～150）nT，梯度變化小于20 nT/km，主要是盆地中-新生界沉積蓋層的反映。疊加異常大體可分為兩類，一類異?？拷杈壏植迹?guī)模不大、形態(tài)復(fù)雜、強(qiáng)度變化劇烈，上延3 000 m后基本歸并于盆外強(qiáng)磁異常區(qū)中 （圖2c），具有高頻異常特征，如東北部海倫一帶、西部泰來—白城—通榆一線以西、西南部開魯一帶、南部通遼一帶，這類異常主要是淺覆蓋或局部出露的侵入巖、晚侏羅世火山巖的反映，亦較好地反映出主要鈾源層體分布特征；另一類異常分布于盆地腹部，規(guī)模大、形態(tài)規(guī)整、強(qiáng)度變化緩慢，上延后形態(tài)變化不大，具有低頻異常特征，這類異常主要反映出不同覆蓋厚度下盆地基底巖性的變化特征。 前人認(rèn)為［5，17，21，24-25］， 松遼盆地的基底由前寒武紀(jì)中、深變質(zhì)巖，寒武紀(jì)-二疊紀(jì)淺變質(zhì)巖和不同期次的大型花崗巖體構(gòu)成，主要受北東向、北西向兩組深大斷裂 控 制 。通 過 與 高 瑞 祺［24］、 吳 福 元［25］研 究 成果對比，盆內(nèi)航磁場宏觀特征與其劃定的基底巖性分布具有較好的對應(yīng)關(guān)系 （圖2d），主要表現(xiàn)為：南緣及腹部的南北-北東東向帶狀升高區(qū)域異常，與前寒武紀(jì)中、深變質(zhì)結(jié)晶基底分布范圍吻合；由各期次侵入巖、正變質(zhì)巖構(gòu)成的基底，亦對應(yīng)升高區(qū)域異常，但這類異常主要分布在盆緣一帶 （肇州除外），形態(tài)更為復(fù)雜，走向各異，顯示出兩類基底的不同磁場特征；古生界淺變質(zhì)巖系，以及部分石炭系-二疊系沉積巖，一般對應(yīng)于弱負(fù)磁場。同時，利用磁場特征線 （線性梯度帶、磁場變異帶、錯動帶等）［26］，也可較好的反映出這些基底斷裂 “棋盤”狀的構(gòu)造格架特征。但筆者認(rèn)為肇州-松原一帶盆地基底為前寒武紀(jì)變質(zhì)雜巖，并不包括侵入巖體，克山一帶的變質(zhì)花崗巖也應(yīng)歸并于前寒武紀(jì)變質(zhì)雜巖基底。

在盆緣，總體以（-100～0）nT的變化負(fù)場為背景，主要是奧陶紀(jì)-二疊紀(jì)淺變質(zhì)巖、中-新生代沉積巖及少量前寒武紀(jì)中-深變質(zhì)巖的綜合反映。疊加異常形態(tài)復(fù)雜紊亂，強(qiáng)度變化劇烈，空間上與上文所述的第一類異常具有一定連續(xù)性，這類異?？杉?xì)化為兩種特征，一是呈 “星點(diǎn)狀”排列的強(qiáng)磁異常，主要分布在北部、西北部，主要是晚侏羅世-晚白堊世中基性火山巖的反映；二是呈短軸狀或團(tuán)塊狀展布的異常，中等強(qiáng)度，主要分布在西南部、東北部及東部，其主要由華力西期-燕山期花崗巖類引起。此外，鐵嶺—四平—吉林北一線，分布有一條十分醒目的北東向異常帶，其在舒蘭—榆樹可大致分為“三支”， “北支”沿北北東向延伸至哈爾濱東部一帶， “中支”繼續(xù)沿北東向延伸至尚志一帶， “南支”則轉(zhuǎn)為北東東向延伸，這“三支”將東南部磁場分割為不同區(qū)塊。宏觀上，該異常帶代表了整個盆地東、南緣的控盆控巖斷裂體系，沿帶分布的各類磁異常，反映了區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育的印支-燕山期中、酸性侵入巖、侏羅紀(jì)-全新世火山巖的綜合特征。

3 已知鈾礦床（點(diǎn)）航放航磁異常特征分析

通過對比分析，已知鈾礦床（點(diǎn)）在航放、航磁上具有兩種特征。在盆內(nèi)，其主要分布在河流沉積相的外側(cè)或邊部，航放鈾含量一般對應(yīng)（1.5～1.8）×10-6的偏低值-背景值，局部顯示有 （0.1～0.2）×10-6的小幅升高，航磁基本對應(yīng)緩梯度帶；在盆緣或蝕源區(qū)，其航放鈾含量處于（1.8～2.0）×10-6偏高場-高場背景中，多表現(xiàn)為點(diǎn)狀疊加異常，航磁亦對應(yīng)梯度帶部位，但較盆內(nèi)，磁場梯度變化幅度明顯增強(qiáng)。馬良子鈾礦床相對特殊，產(chǎn)于東北部盆緣華力西晚期二長花崗巖基底之上的嫩江組中，該區(qū)域由于植被、河流較發(fā)育，礦床表現(xiàn)為航放低場特征，航磁對應(yīng)近南北向密集梯度帶。

錢家店鈾礦床是盆地內(nèi)最具代表性的鈾礦床，鈾礦體賦存于淺覆蓋的姚家組辮狀河道或曲流河道砂體中，埋深280～330 m，呈板狀產(chǎn)出，穩(wěn)定性和連續(xù)性極好，鈾主要以瀝青鈾礦和吸 附 形 式 存在［5，8，27］。 羅 毅 等 、 馬漢峰、陳曉林等認(rèn)為［8，28-30］， 該礦床具有二次鈾源特點(diǎn)，一是含礦層本身作為直接鈾源，二是西部、南部蝕源區(qū)富鈾酸性火山巖、花崗巖的間接鈾源，而深部油氣流體滲出、大氣降水滲入和下地殼巖漿熱液則顯示了成礦流體 “三源性”特征。不同于典型層間氧化帶型鈾礦成礦模式，該礦床受晚白堊世姚家期辮狀河道洼地、晚白堊世嫩江期末反轉(zhuǎn)隆升剝蝕構(gòu)造天窗、北北東向貫通基底斷裂“三位一體”控制。相應(yīng)地，礦床成礦模式可概括為姚家期同生沉積成巖鈾預(yù)富集成礦作用、反轉(zhuǎn)隆升剝蝕區(qū)構(gòu)造天窗含氧含鈾水滲入及沿貫通性斷裂油氣流體滲出的氧化還原疊加鈾成礦作用，以及古近紀(jì)巖漿熱液疊加鈾成礦作用這三個階段，最終在始新世成礦。

航放鈾含量（U）顯示（圖3a），該礦床夾持于兩條近東西向高值帶之間，高值帶與新開河、西遼河兩條河道位置吻合，礦床產(chǎn)出位置鈾含量在 （1.25～1.6）×10-6的偏低值區(qū)間，南部鈾含量呈增高趨勢。航放活性鈾 （Hu）為實測鈾與初始鈾的差值，當(dāng)Hu＞0時，代表鈾遷入，反之代表鈾的遷出。從活性鈾特征可知 （圖3b），新開河、西遼河兩條河道對應(yīng)的弧狀高值帶活性鈾含量普遍大于0.15×10-6，中間夾持區(qū)域活性鈾有一定降低，但仍以大于零值的中、低值為主，礦床處對應(yīng)點(diǎn)帶狀高值，活性鈾特征說明該地段鈾元素以遷入為主且具有一定活性。航放鈾增量（Uz）為測點(diǎn)鈾含量與測點(diǎn)所在地質(zhì)單元鈾含量平均值的差值，可突出與成礦相關(guān)的鈾富集信息，高值范圍一般指示了鈾的相對富集地段。從鈾增量特征可知 （圖3c），該礦床處在一條北西西向鈾增量偏高值帶上，該帶向礦床南部和東部延伸趨勢明顯，且分布面積更大。這種特征不僅較好地指示了鈾相對富集地段，也進(jìn)一步指出在礦床東、南部外圍應(yīng)有更好的找礦潛力。近年來核工業(yè)二四三大隊新發(fā)現(xiàn)的寶龍山鈾礦和大林鎮(zhèn)附近的鈾礦帶，也印證了這一點(diǎn)。航磁特征上 （圖3d），該礦床與其南部的兩個礦點(diǎn)分布在北北東向梯度帶上，該梯度帶可能為上文中提及的 “北北東向貫通基底斷裂”的大致位置，這條斷裂也應(yīng)是孫吳-雙遼基底斷裂帶（F2）南段的派生斷裂之一。

圖3 錢家店鈾礦床航放航磁特征Fig.3 Aeromagnetic and aeroradioactive characteristics of Qianjiadian uranium deposit

4 找鈾潛力分析

4.1 鈾遷移富集規(guī)律

為進(jìn)一步研究鈾元素放射性地球化學(xué)特征及遷移富集規(guī)律，提取了鈾增量、相對變遷系數(shù)、鈾遷移富集系數(shù)及地球化學(xué)活動性指數(shù)等4類轉(zhuǎn)換信息［31］，并基于統(tǒng)計結(jié)果，將后3類信息劃分為不同級別，分析如下。

圖4 松遼盆地航放鈾多元參量特征Fig.4 The Characteristics of airborne radioactive multivariate uranium parameters of Songliao basin

鈾增量（Uz）高值帶的分布可歸納為3種情形 （圖4a）。一種是蝕源區(qū)高值帶，主要反映了基巖區(qū)富鈾層（體）初始鈾含量本身較高的特征，如中酸性侵入巖、火山巖；第二種是盆緣高值帶，主要反映了中、新生界地層在同生沉積過程中形成的鈾預(yù)富集區(qū)段；第三種是盆內(nèi)高值帶，這類高值帶的鈾增量變化劇烈，多呈清晰的帶狀展布，在西南部白城-通遼、齊齊哈爾-泰來分布較為集中，并與嫩江、遼河河道位置吻合，主要反映盆地中水動力條件改變部位、水文地球化學(xué)強(qiáng)烈交替帶，這類高值帶或其兩側(cè)可能發(fā)生鈾二次沉淀富集，或多次改造遷移、再富集作用。

相對變遷系數(shù)（B）為測點(diǎn)所在地質(zhì)單元的釷鈾比均值與測點(diǎn)釷鈾比的比值，反映了在低放射場背景下鈾相對遷移狀況和后期改造活化遷移特征（圖4b）。將研究區(qū)相對變遷系數(shù) （B）劃分為遷出 （B＜0.7）、弱活化遷移（0.7≤B＜1.0）、 中等活化遷移 （1.0≤B＜1.3）、強(qiáng)活化遷移（1.3≤B＜1.7）以及顯著異常（B≥1.7）5個級別。中等-弱活化遷移區(qū)分布廣泛，形成了全區(qū)相對變遷系數(shù)的基本背景。強(qiáng)活化遷移區(qū)（帶）主要分布在西北部、西南部及東北部，分布散亂，顯著異常區(qū)帶以點(diǎn)狀展布為主，如七棵樹東、泰來、東來等地。有兩點(diǎn)值得說明，一是在盆地西部白城—舍伯吐一線分布有北東向 “蛇曲”狀顯著異常區(qū)，總體對應(yīng)于盆地西部徑流區(qū)和局部排泄源分布密集區(qū)，呈現(xiàn)出鈾遷移與活化改造作用十分明顯的特點(diǎn)。該帶至太平川—通榆—舍力一線，活化遷移強(qiáng)度逐漸變?nèi)踔敝料?，推測其東側(cè)可能進(jìn)入油氣滲出區(qū)域，鈾的活化遷移逐漸過渡到平衡狀態(tài)。二是西北部盆緣齊齊哈爾—泰來一帶，弱活化帶分布廣，水文地球化學(xué)作用交替變化快，應(yīng)為區(qū)域排泄區(qū)。從已知砂巖型鈾礦床（點(diǎn)）分布上看，大都對應(yīng)中等-弱活化遷移過渡帶，表明這些部位鈾元素活化遷移能力較弱，鈾元素基本處于沉淀富集狀態(tài)。由此推測中等-弱活化遷移過渡帶可能對應(yīng)于氧化-還原過渡帶的空間分布位置。

鈾遷移富集系數(shù)（Uc）為測點(diǎn)實測鈾含量與測點(diǎn)鈾釷比、鈾鉀比的乘積，其值增高表明存在鈾的后期活化遷移富集（圖4c）。將研究區(qū)鈾遷移富集系數(shù)（Uc）劃分為分散（Uc＜0.5×10-10）、 弱富集 （0.5×10-10≤Uc＜0.75×10-10）、 中等富集 （0.75×10-10≤Uc＜1.4×10-10）及顯著富集 （Uc≥1.4×10-10）4個級別。盆地南部和西部以大面積分布的分散區(qū)、弱富集區(qū)為主體，其上疊加有多條弧形帶狀中等或顯著富集區(qū)，局部形成顯著的鈾異常點(diǎn)（帶）；在西北部盆緣訥河—七棵樹—塔子城一線分布一條規(guī)模較大的富集帶，局部富集作用更為顯著，且在訥河、泰來北和七棵樹附近有十分明顯的鈾濃集中心，鈾遷移富集系數(shù)可達(dá)1.4，局部地段大于2.0；在盆地東北部及東部，則以分散區(qū)為主，說明該區(qū)域鈾遷移富集作用較弱；在盆地東南緣，沿小城子—四平一線有近北東向展布的鈾遷移富集區(qū)。另外，在盆緣地帶的鐵嶺、四平等地，亦存在鈾顯著富集局部異常點(diǎn) （帶），以上兩個地段見泉頭組出露，說明了泉頭組存在明顯的二次富集現(xiàn)象，是盆地重要的富鈾和找礦層位。

地球化學(xué)活動性指數(shù)（TF）為測點(diǎn)的鈾釷比與鉀釷比的乘積，反映了盆地地球化學(xué)活動性的強(qiáng)弱和分帶性 （圖4d）。將研究區(qū)地球化學(xué)活動性指數(shù)劃分為穩(wěn)定 （0.05×104＜TF）、 弱活動性 （0.05×104≤TF＜0.08×104）、強(qiáng)活動性 （0.08×104≤TF＜0.16×104）及地球化學(xué)作用變異 （TF≥0.16×104）4個級別。盆地南部和西部地球化學(xué)活動性強(qiáng)度明顯強(qiáng)于其他區(qū)域，集中分布了數(shù)條（片）變異帶、強(qiáng)活動區(qū)，多呈帶狀、團(tuán)塊狀展布，且變異帶以邊部高、中間低為主要特征，這類變異帶或強(qiáng)活動區(qū)能夠較好地指示氧化還原過渡帶的位置。分析認(rèn)為，在盆地西南部開魯-錢家店-寶龍山、東來-大林-巴顏塔拉、伊胡塔-金寶屯及以南地段以及小城子?xùn)|-四平等地分布變異帶，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注；西部白城南-舍伯吐、通榆-寶龍山、訥河-齊齊哈爾-泰來南等地也出現(xiàn)較為集中的線狀、串珠狀變異帶或強(qiáng)活動性區(qū)，也值得重視。

綜上來看，鈾增量高值帶及其兩側(cè)、相對變遷系數(shù)中等-弱活化遷移過渡帶、鈾遷移富集系數(shù)高值帶、地球化學(xué)活動性指數(shù)變異帶 （局部為強(qiáng)活動性區(qū)），反映了盆內(nèi)鈾成礦的地質(zhì)、地球化學(xué)及水文動力環(huán)境的變化，其組合特征可指示有利找鈾部位。

4.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測結(jié)果

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測作為一種模型預(yù)測技術(shù)，通過模擬生物神經(jīng)元的非線性映射功能來對實際問題進(jìn)行處理，可以有效融合多種地球物理參量信息［32-33］。筆者通過提取航放鈾含量、活性鈾、鈾增量、鈾遷移富集系數(shù)、相對變遷系數(shù)及地球化學(xué)活動性指數(shù)6種參量，建立了錢家店鈾礦床神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型，并開展了全區(qū)預(yù)測（表2）。在預(yù)測過程中，首先將預(yù)測模型作為培訓(xùn)區(qū)進(jìn)行訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，再將訓(xùn)練和學(xué)習(xí)到的信息按照一定的數(shù)理方法與其他區(qū)域進(jìn)行對比 （此過程即為模擬），最終通過計算成礦有利度（即模擬系數(shù)）來實現(xiàn)預(yù)測。

表2 錢家店鈾礦床航放參量神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型參數(shù)表Table.2 Parameters of neural networks prediction model of aeroradioactive data in Qianjiadian uranium deposit

預(yù)測結(jié)果顯示，預(yù)測有利度高值帶主要分布在盆地西部、西南部，北部有零星分布，東部和東北部幾無分布，表明盆地西部、西南部找礦潛力最大，北部較好，東部和東北部較差，這與前文的認(rèn)識是吻合的（圖5）。結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造背景、找礦類型和水文地球化學(xué)條件，認(rèn)為盆地西南部開魯-錢家店-寶龍山、東來-大林、巴顏塔拉西南、阿魯科爾沁旗東、奈曼旗西南、新開河北、詹榆-新華-太平川，以及西部雙崗、白城東-舍力、泰來北東等地區(qū)為首選找鈾地區(qū)；其次西南部伊胡塔鎮(zhèn)、林海-小城子、西北部七棵樹東也應(yīng)給與一定關(guān)注。

圖5 松遼盆地砂巖型鈾礦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測結(jié)果及找礦預(yù)測區(qū)分布Fig.5 Prediction results of neural network model and distribution of prospects of sandstone-type uranium deposits in Songliao basin

5 結(jié)論與建議

1）全區(qū)航放鈾含量呈西部和南部高、東部和北部低的基本面貌，由盆緣向盆內(nèi)逐漸降低。盆內(nèi)航放鈾含量高場、偏高場主要受河道及其兩側(cè)富鈾沉積層控制。泉頭組、姚家組航放參量統(tǒng)計結(jié)果明顯高于全區(qū)均值，是砂巖型鈾礦找礦主攻目的層，青山口組、嫩江組、四方臺組由于同生沉積階段鈾富集作用不明顯或沉積期后鈾發(fā)生遷移，以致鈾含量較低。盆外（緣）鈾高場、偏高場為中、新生界火山巖、各期次中、酸性侵入巖、寒武系—二疊系沉積-淺變質(zhì)巖等鈾源層（體）的反映，南部、西南部鈾源條件好于東北部及北部。

2）全區(qū)磁場呈現(xiàn) “盆緣復(fù)雜劇烈、盆內(nèi)正負(fù)相間”的基本面貌。盆緣復(fù)雜異常主要為晚侏羅世—全新世中、基性火山巖、華力西-燕山期侵入巖的反映，盆內(nèi)正負(fù)區(qū)域異常主要為古生界淺變質(zhì)巖褶皺基底、前寒武系中、深變質(zhì)巖結(jié)晶基底和大型隱伏巖的反映。

3）錢家店鈾礦呈現(xiàn)航放鈾含量偏低、活性鈾中等、鈾增量偏高的特點(diǎn)，推測認(rèn)為該礦床東、南部找礦潛力更好，近年來的找礦結(jié)果也印證了這一推斷，而礦區(qū)一帶的北北東向航磁梯度帶指示了前人厘定的 “貫通基底斷裂”的通過位置。

4）鈾增量高值帶及其兩側(cè)、相對變遷系數(shù)中等-弱活化遷移過渡帶、鈾遷移富集系數(shù)高值帶、地球化學(xué)活動性指數(shù)變異帶 （局部為強(qiáng)活動性區(qū)），反映了盆內(nèi)鈾成礦地質(zhì)-地球化學(xué)-水文動力環(huán)境的變化，其組合特征可指示出有利找鈾部位。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測技術(shù)可將這些信息進(jìn)行融合，實現(xiàn)半定量化預(yù)測。這對研究區(qū)及同類地區(qū)鈾礦預(yù)測具有一定借鑒意義。

5）盆地西南部開魯坳陷和西南隆起區(qū)的開魯-錢家店-寶龍山、東來-大林、巴顏塔拉西南、阿魯科爾沁旗東、奈曼旗西南、新開河北、詹榆-新華-太平川，以及盆地西部斜坡區(qū)的雙崗、白城東-舍力、泰來北東等地區(qū)具有較好的找礦潛力；盆地西南部伊胡塔鎮(zhèn)、林海-小城子、西北部七棵樹東等地區(qū)也應(yīng)給予必要關(guān)注。

致謝：核工業(yè)航測遙感中心汪遠(yuǎn)志、常樹帥等研究員級高工在文章寫作過程中給予了悉心指導(dǎo)，在此一并表示衷心感謝。