淺析松遼盆地南部寶林地區(qū)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(yè)二四三大隊(duì) 內(nèi)蒙古 024000）

松遼盆地南部是我國(guó)北方重要的萬(wàn)噸級(jí)鈾礦資源基地，近幾年在主成礦區(qū)帶外圍的寶林地區(qū)勘查工作不斷取得新進(jìn)展，初步圈定了一條長(zhǎng)約30km的鈾礦（化）帶，找礦目的層為姚家組，成礦類(lèi)型屬于層間氧化帶型，前人針對(duì)松遼盆地南部鈾礦化特征、成礦規(guī)律等開(kāi)展了大量的研究工作，與區(qū)內(nèi)其他典型鈾礦床相比，寶林地區(qū)具有多層氧化帶、多層鈾成礦作用的特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)該區(qū)姚家組下段發(fā)育多層鈾礦化的特點(diǎn)，淺析該區(qū)的主要控制因素。

1.地質(zhì)概況

寶林地區(qū)位于松遼盆地南部西南隆起區(qū)與開(kāi)魯坳陷東部的過(guò)渡部位（圖1），主要包括錢(qián)家店凹陷南部、大林凹陷西部及寶格吐凹陷北部3個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元，區(qū)內(nèi)三級(jí)構(gòu)造單元主要受NE向斷裂控制，多呈NE向展布。嫩江末期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主要以NW-SE向的擠壓應(yīng)力作用為主，一方面使盆地內(nèi)部分?jǐn)嗔研纬煞崔D(zhuǎn)構(gòu)造，切穿蓋層，斷層上盤(pán)沉積蓋層沿?cái)嗔逊崔D(zhuǎn)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(nèi)運(yùn)移，進(jìn)而形成了完善的補(bǔ)徑排水動(dòng)力條件，也為砂巖型鈾成礦作用提供了有利的構(gòu)造環(huán)境。

圖1 研究區(qū)位置

2.地質(zhì)特征

（1）地層。研究區(qū)基底起伏較大，形態(tài)復(fù)雜，最大埋深800m，最小埋深120m（據(jù)重磁、淺層地震資料），一般500～800m之間?；讕r性主要為海西期花崗巖，其次為石炭—二疊系變質(zhì)巖。蓋層由下白堊統(tǒng)義縣組（K1y）、上白堊統(tǒng)姚家組（K2y）和嫩江組（K2n）組成，義縣組在區(qū)內(nèi)分布較為局限，僅個(gè)別鉆孔揭露，巖性以流紋質(zhì)火山碎屑巖為主，姚家組為研究區(qū)內(nèi)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(dá)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(jìn)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(jì)厚度均較大，分布穩(wěn)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(jié)構(gòu)，砂體連通性、穩(wěn)定性相對(duì)較差。姚家組下段頂部發(fā)育一套穩(wěn)定的紫紅色泥巖沉積，為區(qū)域上姚家組下段頂部穩(wěn)定的隔水層，并與姚家組上段分界（表1）。

表1 研究區(qū)蓋層簡(jiǎn)表

（2）巖相類(lèi)型。姚家組下段沉積構(gòu)造較為發(fā)育，垂向?qū)有蜉^亂，略顯向上變細(xì)，但粗粒沉積自下至上都有，其內(nèi)部構(gòu)造主要有沖刷面、平行層理、交錯(cuò)層理和沙紋交錯(cuò)層理，反映出動(dòng)蕩的牽引流的沉積特點(diǎn)，越岸沉積主要發(fā)育水平層理，沉積時(shí)水體相對(duì)較穩(wěn)定。根據(jù)該區(qū)姚家組下段不同巖性的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，劃分出8種巖相類(lèi)型及五種沉積微相（表2），其中辮狀河心灘微相最為發(fā)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(duì)少見(jiàn)。

表2 寶林地區(qū)沉積巖巖相類(lèi)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(xì)砂巖為主，砂質(zhì)礫巖次之，局部夾褐黃色中、細(xì)砂巖，灰色砂巖常成透鏡狀發(fā)育在紅色調(diào)、黃色調(diào)砂巖之間。砂體由下至上發(fā)育多個(gè)正粒序旋回（圖2），個(gè)別旋回底部見(jiàn)一定厚度的砂質(zhì)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(guò)渡到中砂巖、細(xì)砂巖、泥巖。砂體疏松，連通性及滲透性好，灰色砂體主要發(fā)育在單個(gè)旋回向上粒度變細(xì)的位置。

圖2 寶林地區(qū)ZKS1-9孔單孔沉積相劃分圖

通過(guò)薄片鑒定，不同樣品碎屑組分含量有所變化，砂巖類(lèi)型主要為巖屑長(zhǎng)石砂巖、長(zhǎng)石炭屑砂巖，碎屑組分主要由石英、長(zhǎng)石、巖屑組成（圖3），孔隙式膠結(jié)，膠結(jié)物中見(jiàn)少量碳酸鹽膠結(jié)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(zhǎng)石，偶見(jiàn)碎片狀黑云母。石英晶面較潔凈，長(zhǎng)石晶面粗糙，長(zhǎng)石大部分粘土化較強(qiáng)，部分更長(zhǎng)石絹云母化，部分較新鮮，聚片雙晶發(fā)育，部分具有格子狀雙晶。巖屑以火山巖巖屑及花崗質(zhì)巖屑為主，其中多為中酸性噴出巖巖屑；變質(zhì)巖巖屑見(jiàn)片巖、片麻巖。沉積巖巖屑為泥質(zhì)，含量較少。其沉積環(huán)境總體屬于距物源區(qū)有一定距離的動(dòng)蕩沉積環(huán)境。

圖3 姚家組下段砂巖特征（+）

（4）沉積相類(lèi)型及其特征。寶林地區(qū)姚家組主要發(fā)育辮狀河相沉積，平面上分布穩(wěn)定，范圍大，垂向上呈現(xiàn)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(jié)構(gòu)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(xì)砂巖為主，砂巖中常見(jiàn)薄層狀泥巖透鏡體，灰色砂巖中常見(jiàn)炭化植物碎屑。

3.多層鈾礦化主要控制因素分析

根據(jù)目前寶林地區(qū)發(fā)現(xiàn)的工業(yè)鈾礦化的空間展布形態(tài)可知，工業(yè)鈾礦化嚴(yán)格受層位、砂體和物理化學(xué)界面控制（圖4）。

圖4 寶林地區(qū)興119線(xiàn)剖面圖

（1）層位控礦。本次通過(guò)對(duì)鉆孔連井剖面、測(cè)井曲線(xiàn)等資料開(kāi)展研究發(fā)現(xiàn)，本區(qū)姚家組下段發(fā)育三層較為穩(wěn)定的隔水層，可進(jìn)一步將研究區(qū)姚家組下段細(xì)化為姚家組下段第一亞層、第二亞層和第三亞層，工業(yè)鈾礦化主要產(chǎn)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(chǎn)出，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀相一致，未見(jiàn)礦體穿層現(xiàn)象，礦體產(chǎn)出具有嚴(yán)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(fā)育辮狀河相砂體，砂體規(guī)模較大，連通性、成層性較好，第三亞層發(fā)育曲流河相沉積，砂體規(guī)模有限且連通性較差。辮狀河相砂體有利于大規(guī)模層間氧化帶的發(fā)育，灰色砂體是研究區(qū)的含礦主巖，灰色砂體主要發(fā)育在各沉積旋回向上粒度逐漸變細(xì)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(chǎn)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(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)鉆孔數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，單層灰色砂體厚度5～30m區(qū)域是鈾工業(yè)礦體產(chǎn)出的有利部位。

（3）物理化學(xué)界面控礦。研究區(qū)內(nèi)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(guò)渡的物理化學(xué)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(guò)渡部位發(fā)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(guī)模大，延伸較為穩(wěn)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(duì)較大部位呈板狀。

4.結(jié)論

（1）本次工作中進(jìn)一步將姚家組下段細(xì)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(qū)主要找礦目標(biāo)層；（2）寶林地區(qū)鈾成礦的主要控礦因素是層位、砂體和物理化學(xué)界面，各亞層的隔水層及砂體控制了區(qū)內(nèi)層間氧化帶的發(fā)育，氧化帶與灰色砂體的物理化學(xué)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(diǎn)，第二亞層具有“多層氧化、多層灰色砂體，多層鈾礦化”的特點(diǎn)。