趙忠華，張振強(qiáng)，于文斌，董清水

（1.東北大學(xué)，遼寧 沈陽 110004；2.核工業(yè)240研究所，遼寧 沈陽 110032；3.核工業(yè)243大隊(duì)，內(nèi)蒙古 赤峰 024006；4.吉林大學(xué)，吉林 長(zhǎng)春 130026）

1 區(qū)域鈾成礦地質(zhì)特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

松遼盆地是發(fā)育在海西期褶皺基底之上的斷陷型盆地。其南部包括西部斜坡區(qū)、中央坳陷區(qū)、東南隆起區(qū)及開魯坳陷區(qū)5個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元，面積約13萬km2。

各構(gòu)造單元局部構(gòu)造發(fā)育程度不同，總體表現(xiàn)為東強(qiáng)西弱。基底主要為上古生界石炭系—二疊系變質(zhì)巖、花崗巖組成。蓋層具有明顯的雙層結(jié)構(gòu)，由中、新生代斷、坳兩構(gòu)造層組成。斷陷構(gòu)造層和坳陷構(gòu)造層既有繼承性，又有差異性。斷陷層分割性強(qiáng)，幾乎均受NNE向?yàn)橹鞯纳L(zhǎng)斷層控制，形成一系列NNE向展布的孤立斷陷或斷陷群，地層為中上侏羅統(tǒng)。坳陷層總體呈碟形（圖1），構(gòu)造平緩，具有統(tǒng)一的沉降中心，斷裂規(guī)模較斷陷層小。白堊系覆蓋全區(qū)，為陸相碎屑夾油頁巖建造。

1.2 鈾礦床產(chǎn)出的地質(zhì)特征

盆地南部已發(fā)現(xiàn)錢家店中型鈾礦床1個(gè)。該礦床位于錢家店凹陷北段胡力海洼陷北西側(cè)。凹陷呈NNE向展布，為NW陡，SE緩的典型箕狀斷陷；長(zhǎng)100 km，寬9～20 km，面積約1 280 km2。主要發(fā)育NNE、NW向和近EW向3組斷裂。這3組斷裂均貫通蓋層，表現(xiàn)為構(gòu)造破碎帶及輝綠巖脈充填。

鈾礦體主要賦存于姚家組上巖性段下部砂體的中下部和下巖性段砂體的中上部，即灰白色黏土蝕變帶與灰色還原帶的過渡部位。鈾礦體總體呈板狀，部分為透鏡狀。大部分砂體延長(zhǎng)150～500 m，部分礦體延長(zhǎng)50～100 m。礦化富集中心主要受辮狀河道洼地及貫通性斷裂構(gòu)造反轉(zhuǎn)剝蝕天窗控制。鈾礦化賦存于辮狀河道洼地各沉積微相中。控制錢家店鈾礦床的辮狀河道洼地具有富鈾砂體厚度大、還原劑（有機(jī)質(zhì)、黃鐵礦和H2S）豐富的特點(diǎn)，同時(shí)也是淺部含氧含鈾流體滲入與深部沿貫通斷裂滲出的油田流體的匯聚混合區(qū)。礦區(qū)存在兩種蝕變類型：油田流體還原蝕變和層間氧化蝕變。礦床具 “三源成礦模式”，即：同生沉積鈾成礦-油田流體滲出疊加成礦-含氧含鈾流體滲入疊加成礦［1］。

2 斷裂構(gòu)造對(duì)鈾成礦的控制作用

2.1 斷裂構(gòu)造類型及特征

盆地南部白堊系蓋層構(gòu)造發(fā)育主要經(jīng)歷斷陷和坳陷兩個(gè)構(gòu)造期。斷陷可劃分為地塹式、半地塹式和復(fù)合式3種主要構(gòu)造樣式。坳陷以寬緩褶皺構(gòu)造為特征，構(gòu)成正向構(gòu)造和負(fù)向構(gòu)造相間排列的構(gòu)造格局，總體走向?yàn)镹E、NNE向?，F(xiàn)今構(gòu)造是盆地坳陷期沉積作用和反轉(zhuǎn)期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)變形改造的綜合體現(xiàn)。

2.1.1 斷陷期斷裂

斷陷期斷裂主要發(fā)育于蓋層斷裂系統(tǒng)的下部，垂向上沿基巖頂面至登婁庫(kù)組分布，剖面上呈犁形延伸，部分構(gòu)成斷陷盆地的邊界斷裂，以NNE、NE為主，形成NNE向斷裂帶，它的繼承性多期活動(dòng)對(duì)斷陷盆地的成生發(fā)展具有控制作用。其次為NW向和近SN向斷裂，其中NW向斷裂成為斷陷盆地的南北分界。根據(jù)斷層的規(guī)模及作用方式，斷陷期斷裂可分為斷陷邊界斷層和斷陷內(nèi)斷層兩種。

2.1.2 坳陷期斷裂

早白堊世末登婁庫(kù)組沉積后，盆地的伸展作用顯著變?nèi)?。?gòu)造體制由水平拉張為主變成以垂向沉降作用為主。在此期間形成了以T2層為主的規(guī)模不等的正斷層。根據(jù)坳陷期后斷層剖面形態(tài)及其變化可將斷層以及組合分為單個(gè)正斷和正斷層組合兩種構(gòu)造樣式，其中前者包括板式正斷層、犁式正斷層和斷坡斷坪式斷層；后者由兩個(gè)或兩個(gè)以上的正斷層構(gòu)成，包括地塹式組合、Y型組合及多米諾組合。

2.1.3 反轉(zhuǎn)構(gòu)造

盆地南部的斷裂反轉(zhuǎn)構(gòu)造多數(shù)是由斷陷期的邊緣控盆斷裂發(fā)展演化而成，受基底構(gòu)造的控制。斷裂反轉(zhuǎn)構(gòu)造主要呈NE向或NNE向分布于松遼盆地西部斜坡區(qū)和東南隆起區(qū)。主要發(fā)育下正上逆式斷裂反轉(zhuǎn)構(gòu)造、上下皆逆式斷裂反轉(zhuǎn)構(gòu)造和復(fù)合式斷裂反轉(zhuǎn)構(gòu)造3種類型。

2.2 斷裂構(gòu)造與鈾成礦

松遼盆地鈾礦化異常集中分布于兩個(gè)區(qū)域。其一分布于盆地南部地區(qū)，沿通遼—長(zhǎng)春一線呈近EW向帶狀分布，由眾多的鈾礦化異?？捉M成，受NNE向的雙遼—孫吳斷裂帶和近EW向的西拉木倫斷裂控制；其二分布于盆地中部，沿哈爾濱—齊齊哈爾一線呈NW向帶狀分布，受NW向?yàn)I州斷裂和長(zhǎng)春—白城斷裂控制。（1）局部地段斷裂與構(gòu)造剝蝕天窗密切伴生，它們控制著局部鈾礦化異常帶的展布，白興吐地段發(fā)育有8條斷裂［2］，控制著后生還原灰色帶的分布，制約著鈾礦化發(fā)育規(guī)模；（2）斷裂構(gòu)造往往成為局部排泄源；（3）剝蝕天窗為層間氧化帶的形成及鈾礦化創(chuàng)造了有利條件，并改變了淺部層位水動(dòng)力系統(tǒng)（圖2）。

3 辮狀河砂體是鈾成礦的有利空間

泉頭組和姚家組可識(shí)別出4種主要沉積相類型：沖積扇相、辮狀河相、三角洲相和湖泊相，進(jìn)一步劃分成12種亞相。泉頭組由南向北總體表現(xiàn)為沖積扇相→辮狀河相→三角洲相→濱淺湖相的相帶漸變特征。姚家組是坳陷發(fā)展階段的晚期，由西南到東北總體表現(xiàn)為沖積扇相→辮狀河相→濱淺湖相→三角洲相的相帶漸變特征。

3.1 泉頭組砂體特征

泉頭組砂體主要發(fā)育在沖積扇扇中、辮狀河河道和三角洲前緣地帶。主要分布于南部的章古臺(tái)—協(xié)爾蘇及錢家店凹陷和盆地東南邊緣。

章古臺(tái)—協(xié)爾蘇地區(qū)容礦砂體主要為沖積扇扇中辮狀河道沉積。砂巖顏色以灰色、灰綠色和棕紅色為主。砂體單層厚度最大可達(dá)30 m，10 m左右的單層砂體發(fā)育，砂體累積厚度為100～200 m。厚大砂體埋深一般在450 m以上。

錢家店凹陷泉頭組砂體主要分布于錢21-通1-1一帶，砂體類型主要為扇中辮狀河道沉積。砂體巖性主要為灰綠色砂礫巖、紫紅色砂巖、砂礫巖，單層砂體厚度20 m左右，砂體累積厚度為60～70 m，砂體埋深在500 m左右。

在盆地東南邊緣區(qū)，泉頭組扇中辮狀河道砂體主要沿盆地邊緣分布于范家屯—長(zhǎng)春及九臺(tái)一帶，巖性主要為砂礫巖，顏色主要為灰綠色，地層埋深較淺，均不超過100 m，單層砂體厚度20～50 m，砂體累積厚度普遍為100～400 m。

3.2 姚家組砂體特征

姚家組砂體在盆地南部具有東西分區(qū)的特點(diǎn)，較厚砂體主要在錢家店凹陷和陸家堡凹陷等地區(qū)；其次為中部的哲中—通遼—雙遼一線。

錢家店凹陷區(qū)，姚家組砂體主要為沖積扇扇中砂體，單層砂體厚30～40 m，間夾數(shù)層不連續(xù)的薄層泥巖。埋深為195（錢11）～313 m （錢18）。該區(qū)砂體累積厚度最大可達(dá)155 m（白 3-1）。

陸家堡凹陷區(qū)，砂體主要為沖積扇扇中辮狀河道沉積，巖性以雜色、灰綠色礫巖、砂礫巖為主。沉積砂體較薄，單層砂體厚20 m左右。

哲中—通遼地區(qū)，砂體主要為辮狀河河道沉積，巖性以灰色、棕紅色中細(xì)砂巖為主。砂體單層厚20～50 m，埋深200～420 m。

3.3 砂體與鈾成礦

錢家店鈾礦床鈾礦化賦存于辮狀河道洼地各沉積微相中，由于辮狀河道砂體垂向上的差異性，制約著層間氧化帶前鋒線的形成，同時(shí)控制著礦體的形狀。受河道間沉積的阻隔，氧化帶在砂體中很難形成卷鋒，而是主要沿滲透性相對(duì)較好的砂巖形成呈指狀突進(jìn)的鋒線，所以難以在砂體中形成卷狀礦體，而主要形成板狀或透鏡狀礦體。

白興吐地區(qū)姚下段工業(yè)鈾礦化強(qiáng)于姚上段，工業(yè)鈾礦體主要產(chǎn)于姚下段礫質(zhì)辮狀河相及砂質(zhì)辮狀河相中。姚上段以砂質(zhì)辮狀河相為主；姚下段自下而上發(fā)育礫質(zhì)、砂質(zhì)辮狀河相和曲流河相。

4 油（煤）氣藏作用是鈾成礦的必要條件

4.1 油（煤）氣藏分布

盆地南部共發(fā)現(xiàn)扶余、乾安等7個(gè)，長(zhǎng)春嶺、四站等6個(gè)氣田，8個(gè)含油氣層。已發(fā)現(xiàn)煤（礦）田6個(gè)，它們多分布在盆地東西邊緣，含煤地層為早白堊世沙河子組、營(yíng)城組和阜新組。

4.2 油（煤）氣對(duì)砂體的后生還原作用

富含CH4和部分H2S等深部油田還原性流體沿貫通斷裂上涌滲出過程中對(duì)上覆氧化巖石造成褪色蝕變。在礦床中油氣體流體還原蝕變過程中表現(xiàn)為淺灰色、灰綠色褪色蝕變、碳酸鹽化蝕變和黃鐵礦化蝕變等。姚家組（K2y）砂巖及其油氣包裹體的飽和烴氣相色譜飽和烴碳數(shù)分布各種特征參數(shù)，反映了礦床中聚集的石油以輕質(zhì)油氣為主，混入少部分低成熟重質(zhì)油的混油、混源特征，屬非煤成烴成因。錢家店鈾礦床中存在3期規(guī)模不同的油氣活動(dòng)，對(duì)應(yīng)發(fā)現(xiàn)3期油氣包裹體［3］。

協(xié)爾蘇鈾礦點(diǎn)鈾礦化段及其圍巖中甲烷、乙烷和丙烷都很高，而泉頭組本身為氧化環(huán)境沉積，有機(jī)質(zhì)含量不高，這從側(cè)面反映下部協(xié)爾蘇組（沙河組）含煤層中的煤成烴，煤成氣沿?cái)嗔焉仙M(jìn)入泉頭組砂體中。

5 找礦標(biāo)志及遠(yuǎn)景區(qū)預(yù)測(cè)

以姚家組和泉頭組為找礦目的層?？辈橹凶⒅剞p狀河砂體、構(gòu)造剝蝕天窗、后生氧化和油氣還原等四要素。

5.1 找礦標(biāo)志

（1）早期斷陷與晚期坳陷復(fù)合地段。

（2）發(fā)育有切穿基底和蓋層的貫通斷裂。

（3）處于斷裂構(gòu)造夾持及兩種構(gòu)造交叉部位。

（4）斷裂構(gòu)造反轉(zhuǎn)形成的剝蝕天窗地段。

（5）目的層發(fā)育辮狀河相沉積，見辮狀河相沉積洼地，有灰色砂巖層且厚度適中（20～50 m）。

（6）油氣田外圍，距離生烴凹陷中心40～100 km范圍內(nèi)。

（7）貫通斷裂—輝綠脈巖、玄武巖活動(dòng)疊合區(qū)。

（8）已發(fā)現(xiàn)有鈾的礦化異常地段，航放高場(chǎng)區(qū)，地下水鈾異常分布區(qū)。

5.2 遠(yuǎn)景區(qū)預(yù)測(cè)

依據(jù)預(yù)測(cè)準(zhǔn)則和找礦標(biāo)志，預(yù)測(cè)出通遼白興吐—架瑪吐和協(xié)爾蘇—金寶屯I級(jí)找礦地區(qū)；楊大城子和交力格—包日溫都Ⅱ級(jí)找礦地區(qū)。

5.2.1 白興吐—架瑪吐地區(qū)

行政區(qū)劃屬于內(nèi)蒙古通遼市科左中旗，遠(yuǎn)景區(qū)呈NE向展布，面積約2 500 km2。處于通遼—紅崗反轉(zhuǎn)背斜帶的西南端、錢家店凹陷的緩坡帶之上。找礦目的層為姚家組，姚家組出露地表形成剝蝕天窗，出露面積為76.5 km2。后生氧化及油氣還原作用明顯，鉆探揭露控制鈾礦化異常帶長(zhǎng)約4 km，寬約4～5 km，區(qū)內(nèi)新發(fā)現(xiàn)工業(yè)鈾礦孔4個(gè)，鈾礦化孔8個(gè)。

5.3 協(xié)爾蘇—金寶屯地區(qū)

行政區(qū)劃屬于內(nèi)蒙古通遼市科左后旗，呈近SN向展布，面積約1 400 km2，找礦目的層為泉頭組一段。泉頭組一段砂體發(fā)育，厚度較大，存在后生還原蝕變作用。區(qū)內(nèi)新發(fā)現(xiàn)工業(yè)鈾礦孔3個(gè)，鈾礦化孔12個(gè)。

［1］羅 毅，馬漢峰，夏毓亮，等.松遼盆地錢家店鈾礦床成礦作用特征及成礦模式［J］. 鈾礦地質(zhì)，2007， 23（4）:193-199.

［2］于文斌，黃清水，周連永，等.松遼盆地南部斷裂反轉(zhuǎn)構(gòu)造對(duì)砂巖型鈾礦成礦的作用［J］.鈾礦地質(zhì)， 2008， 24（4）:195-200.

［3］杜樂天，歐光習(xí).油氣在北方砂巖型鈾礦形成和找礦中的作用［R］.北京:核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，2003:9-50.

［4］趙忠華，張振強(qiáng)，于文斌，等.松遼盆地南部砂巖型鈾礦成礦主控因素及找礦方向研究［R］. 沈陽：核工業(yè)240研究所，2009.