佟術(shù)敏，臧亞輝，封志兵，李繼木，柳東良，崔磊，楊文達(dá)，王智健

（1.核工業(yè)二四三大隊(duì)，內(nèi)蒙古 赤峰 024006；2.東華理工大學(xué) 核資源與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330013）

近年來(lái)，松遼盆地南部砂巖型鈾礦找礦工作取得新突破，發(fā)現(xiàn)了若干鈾礦床和礦產(chǎn)地。HLJ 地區(qū)作為新探明的鈾礦產(chǎn)地研究相對(duì)較少，尤其在鈾成礦控礦因素方面，與研究程度較高的錢家店和寶龍山鈾礦床相比，總結(jié)歸納不足。錢家店鈾礦床的控制因素包括層位控礦、沉積相及古地理控礦、巖性控礦、構(gòu)造控礦、層間氧化作用控礦和油氣還原作用控礦［1-2］；寶龍山鈾礦床鈾礦化與熱液作用關(guān)系密切，鈾成礦作用兼具內(nèi)、外生成因的特點(diǎn)［3］。錢家店-寶龍山鈾礦床經(jīng)歷了兩期成礦作用，即地層沉積后不久的層間氧化成礦作用和后期的熱流體改造成礦作用［4］。砂巖型鈾礦的形成過(guò)程是復(fù)雜的，是多種有利因素的耦合［5］。鈾的富集和成礦可受沉積巖形成的各個(gè)因素影響，其中包括地質(zhì)構(gòu)造背景、風(fēng)化剝蝕區(qū)的物質(zhì)來(lái)源、沉積環(huán)境與沉積作用、沉積成巖作用、后生改造作用、油氣還原作用等［6］。

本文以HLJ 地區(qū)為研究對(duì)象，綜合分析區(qū)內(nèi)鉆孔巖心特征、鉆孔連井剖面、目的層Th、U 質(zhì)量分?jǐn)?shù)及地震綜合解譯等資料，揭示鈾礦體空間分布特征、姚家組下段氧化-還原砂體特征以及構(gòu)造斷裂分布特征等，進(jìn)而理清區(qū)內(nèi)鈾成礦主控因素及其相互關(guān)系。研究成果可深化對(duì)松遼盆地南部鈾成礦控制因素的認(rèn)識(shí)，為松遼盆地南部尋找鈾礦后備基地提供有益借鑒。

1 地質(zhì)背景

松遼盆地是在前中生代海西褶皺帶基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的中、新生代沉積盆地［1，7］。盆地南部可以劃分為西部斜坡、中央坳陷、東南隆起、西南隆起和開魯坳陷5 個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元［8-10］。基底巖性主要為中深變質(zhì)巖、淺變質(zhì)巖以及同期花崗巖。周緣廣泛分布有加里東期、海西期和燕山期花崗巖及花崗閃長(zhǎng)巖。蓋層主要為中、新生代坳陷地層，由上白堊統(tǒng)泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組、明水組以及新近系和第四系構(gòu)成［11］。

目前，已發(fā)現(xiàn)的鈾礦床和礦產(chǎn)地都分布在松遼盆地西南隆起區(qū)和開魯坳陷內(nèi)，且集中產(chǎn)出在錢家店凹陷和西南隆起區(qū)中部，并沿通遼—太平川一帶呈北東向展布。其中，錢家店、寶龍山鈾礦床和大林鈾礦產(chǎn)地位于寶龍山構(gòu)造天窗南翼［12-13］。HLJ 地區(qū)位于寶龍山構(gòu)造天窗的北翼，區(qū)內(nèi)已探明HLJ 中型礦產(chǎn)地，并在HLJ 礦產(chǎn)地—太平川之間發(fā)現(xiàn)了多個(gè)鈾工業(yè)礦孔和礦化孔（圖1a）。目前，已初步圈定了一條長(zhǎng)約25 km，寬8～15 km 呈近南北向展布的鈾成礦帶，成礦潛力巨大。研究區(qū)發(fā)育F1、F8及F12等深大斷裂（圖1b）。斷裂F1在嫩江組末期發(fā)生反轉(zhuǎn)并形成構(gòu)造天窗［14］。研究區(qū)所在的西南隆起區(qū)的北翼，因構(gòu)造天窗本身是構(gòu)造薄弱區(qū)，具有較好的局部排泄功能；受姚家組地下水承壓應(yīng)力作用的影響，含鈾含氧水發(fā)生運(yùn)移，由此形成層間氧化帶，鈾元素在構(gòu)造天窗周圍合適部位不斷沉淀富集。

圖1 松遼盆地南部構(gòu)造單元分區(qū)（a）和斷裂分布（b）（據(jù)文獻(xiàn)［8］修改）Fig.1 Structural unit zoning（a）and fault distribution（b）map in southern Songliao Basin（modified after reference［8］）

2 鈾礦化特征

2.1 含礦層位和砂體氧化還原特征

HLJ 地區(qū)鈾成礦環(huán)境與其南部的寶龍山、錢家店（錢Ⅱ塊）等鈾礦床及大林鈾礦產(chǎn)地相近，其構(gòu)造、地層、砂體以及后生氧化-還原等成礦條件較好。上白堊統(tǒng)姚家組是主要含礦層位，姚家組下段含砂率一般為70%～80%，含礦砂體主要位于姚家組下段上、下氧化帶之間的灰色砂體中，含礦巖性主要為灰色中細(xì)砂巖。

姚家組下段氧化砂巖主要呈褐黃色和褐紅色。褐黃色砂體為后生強(qiáng)氧化砂體（圖2a），黃顏色為高價(jià)鐵氧化物和黃鉀鐵礬所染；褐紅色砂體大多為原生強(qiáng)烈氧化環(huán)境中的沉積產(chǎn)物（圖2b），紅顏色為高價(jià)鐵氧化物所染［15］。褐黃色砂體主要集中于氧化作用、褐鐵礦化較強(qiáng)的區(qū)域，以中粗粒為主，滲透性好，基本不含礫石，與褐紅色砂體多呈浸染狀、團(tuán)塊狀接觸，成層性相對(duì)較差。褐紅色砂體集中分布于礦層的頂部和底部，與還原砂體多呈漸變接觸關(guān)系。

圖2 姚家組下段砂體氧化還原特征Fig.2 Photos of core sample and thin section of sand body of the lower member of Yaojia Formation

姚家組下段還原砂巖主要呈灰色、深灰色、淺灰色及灰白色。灰色、深灰色砂巖被普遍認(rèn)為原生沉積［15-16］，常見大量炭化植物碎屑、莖桿及細(xì)晶黃鐵礦分布（圖2c、d）。礦物成分主要由斜長(zhǎng)石、石英、片狀黑云母及少量暗色礦物組成；膠結(jié)物主要為粉砂質(zhì)及黏土質(zhì)，具顆粒支撐、接觸式-過(guò)渡式膠結(jié)特征（圖2e、f）。此外，原生灰色砂巖的蝕變作用一般較不發(fā)育，表明其未受氧化作用的影響。淺灰色、灰白色砂巖為主要賦礦砂體，大多緊鄰褐黃色砂體分布，一般含有較多的微（細(xì)）晶黃鐵礦及一定量的炭屑和高嶺石化（圖2g、h），為后生改造成因。與原生灰色砂巖最大的區(qū)別是造巖礦物開始出現(xiàn)少量的淺褐紅色的鉀長(zhǎng)石，其礦物成分開始以斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英及極少量暗色礦物組成為特征；膠結(jié)物以粉砂質(zhì)、鈣質(zhì)為主，高嶺石化較強(qiáng)的砂巖主要以基質(zhì)支撐為主，而蝕變作用較弱的則以顆粒支撐為主（圖2i、j）。整體來(lái)講，受氧化作用的影響，淺灰色、灰白色砂巖或多或少都保留有后期作用的影響痕跡。

2.2 礦體（化）特征

HLJ 地區(qū)鈾礦化主要分布在3 個(gè)區(qū)域（圖3）：1）HLJ 礦產(chǎn)地，該區(qū)長(zhǎng)約15 km，寬1～3 km，呈北東向展布，鈾礦化受姚家組下段氧化帶前鋒線控制明顯，呈似半圓形條帶狀分布；2）HLJ 東部地區(qū)，鈾礦化區(qū)位于F1和F12斷裂構(gòu)造夾持部位，長(zhǎng)約8 km，寬約2.5 km，呈橢圓狀近東西向展布；3）代力吉—靠山一線鈾礦化帶沿氧化帶前鋒線呈近南北向展布，長(zhǎng)約35 km，寬2～5 km，其具有沿瞻榆凹陷東側(cè)邊緣部位分布的特點(diǎn)。

圖3 HLJ 地區(qū)鈾礦化分布特征圖Fig.3 Distribution characteristics of uranium mineralization map in HLJ area

HLJ 礦產(chǎn)地礦體的連續(xù)性和穩(wěn)定性較好，規(guī)模較大，呈板狀、似層狀產(chǎn)出。礦體埋深為570～630 m，自北向南逐漸變深，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀幾乎一致。礦體厚度為2～25 m（圖4），品位為0.02%～0.07 %。含礦巖性主要是灰色中砂巖，砂體中含炭屑和有機(jī)質(zhì)條帶，局部可見星點(diǎn)狀黃鐵礦、高嶺石化。

圖4 HLJ 地區(qū)B10-4～H1-6 鉆孔剖面圖Fig.4 Boreholes profile of B10-4～H1-6 in HLJ area

3 目的層巖石Th/U 值

層間氧化帶被普遍認(rèn)為是砂巖型鈾成礦的主要控礦因素之一，而層間氧化帶砂體無(wú)論是原生沉積的紅層，還是由后生氧化改造的，都可以通過(guò)巖石的Th/U 值來(lái)確定。地殼不同類型巖石中U、Th 絕對(duì)含量可能差異很大［16］，但Th/U 值比較恒定，大約在3～4 之間，與地殼Th/U≈3.4 接近［17］。在正常原生沉積巖中，Th/U 值一般為3～4；層間氧化帶砂巖中U 被后生氧化遷移，而Th 很難被溶解、遷移，Th/U 值一般大于4［18］；U 在氧化-還原過(guò)渡帶砂體沉淀富集，而Th 含量變化不大，Th/U 值遠(yuǎn)小于3。因此，Th/U 值可以用于表征鈾在氧化環(huán)境中被溶濾、遷移，進(jìn)而確定砂體是否經(jīng)歷過(guò)后生氧化作用。低Th/U 值預(yù)示后期鈾的富集，是成礦有利指示因素［19］，但由于斷裂構(gòu)造引起的后生還原改造、熱液活動(dòng)的影響，不同氧化、還原環(huán)境中的Th/U 值就變得較為復(fù)雜。

通過(guò)對(duì)研究區(qū)內(nèi)姚家組砂體Th、U 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的分析（表1），后生氧化環(huán)境中w（Th）為7.59×10-6～12.17×10-6，平均值為10.06×10-6，w（U）為1.12×10-6～2.13×10-6，平均值為1.56×10-6。原生環(huán)境中w（Th）為8.10×10-6～11.86×10-6，平均值為9.53×10-6，w（U）為1.70×10-6～3.67×10-6，平均值為2.69×10-6。過(guò)渡帶環(huán)境中w（Th）為5.41×10-6～12.02×10-6，平均值為9.25×10-6，w（U）為8.05×10-6～104.14×10-6，平均值為40.47×10-6。w（U）在不同的地化環(huán)境中變化明顯，而w（Th）基本保持不變。

表1 姚家組砂體Th/U 值一覽表Table 1 The Th/U ratio of sand body in Yaojia Formation

大部分褐紅色和褐黃色氧化砂巖的Th/U平均值為6.64，氧化砂體中鈾被溶解、遷移，說(shuō)明研究區(qū)氧化砂體基本經(jīng)歷了后生氧化作用；遠(yuǎn)離礦化帶的灰色和紫紅色砂巖的Th/U 平均值為3.63，砂體處于原生環(huán)境，Th、U 含量動(dòng)態(tài)平衡系統(tǒng)未被破壞；礦化帶內(nèi)灰色砂巖和少量淺灰色砂巖的Th/U 平均值為0.43，還原砂體中鈾遷移、富集，鈾礦體均賦存于此類砂體中，該砂體頂部和底部大多為后生氧化砂體。

鈾礦化相對(duì)集中在Th/U 值小于1.40 的氧化-還原過(guò)渡帶內(nèi)。鈾元素明顯從后生氧化砂巖中遷出，在過(guò)渡帶砂巖中富集，表明后生氧化作用為成礦提供鈾源和氧化、還原障。

4 控礦因素分析

一個(gè)盆地能否成為產(chǎn)鈾盆地首先取決于盆地的地質(zhì)構(gòu)造演化。另外，鈾儲(chǔ)層、鈾源、古氣候等也是不可忽略的控礦因素［20］。例如，已有研究表明，鄂爾多斯盆地東北部鈾成礦是在較穩(wěn)定的斜坡構(gòu)造環(huán)境、豐富的雙重鈾源、巨型泛連通砂帶以及充足含氧水補(bǔ)給等因素耦合作用下形成［21］。本文總結(jié)了研究區(qū)砂巖鈾成礦主要受河道、層間氧化帶及斷裂構(gòu)造三方面控制。

4.1 河道控礦

河道的規(guī)模與空間展布、砂體分布等是鈾儲(chǔ)層的基本要素。古氣候決定了河道沉積期砂體的氧化、還原性質(zhì)。河道是砂體的存儲(chǔ)空間，砂體是鈾元素的儲(chǔ)存載體。因此，河道控制鈾成礦往往受古氣候、鈾源及砂體3 個(gè)方面的約束。

古氣候條件在整個(gè)鈾成礦過(guò)程中扮演著重要角色。在含礦砂體沉積時(shí)，潮濕氣候形成富含有機(jī)質(zhì)的有利砂體；而成礦期蝕源區(qū)的鈾因被大氣降水氧化而遷移出來(lái)，故干旱氣候?qū)Τ傻V十分有利［13］。姚家組的古氣候環(huán)境存在逐漸變化的過(guò)程。姚家組下段孢粉植被與青山口組相似，以常綠闊葉林為主，反映了當(dāng)時(shí)的熱帶類型氣候特征［22］。陳方鴻等［23］在研究開魯盆地姚家組沉積環(huán)境中也指出，姚家組總體上為干旱的氧化環(huán)境，也出現(xiàn)過(guò)短暫的潮濕還原環(huán)境。該古氣候環(huán)境通常有利于地層中鈾的預(yù)富集或同生沉積成礦，具體表現(xiàn)為姚家期、四方臺(tái)期干旱-半干旱古氣候促使鈾濃縮預(yù)富集，后期干旱-溫濕過(guò)渡性古氣候使鈾遷移沉淀再富集，從而形成工業(yè)鈾礦體。因此，低品位鈾礦化以及后期形成一定規(guī)模的工業(yè)鈾礦化與晚白堊世以后的古氣候旋回變化關(guān)系密切。白堊紀(jì)晚期—古近紀(jì)，古氣候轉(zhuǎn)變?yōu)闇爻睘橹鳉夂颦h(huán)境，與此同時(shí)盆地南部構(gòu)造抬升使上白堊統(tǒng)掀斜剝露，有利于上白堊統(tǒng)砂體氧化帶形成。研究區(qū)大量鉆孔巖心揭示姚家組砂體以紅色、黃色等氧化砂體為主，也反應(yīng)了干旱-半干旱的沉積環(huán)境。同時(shí)也存在一些局部低洼地帶或者短暫的氣候變化沉積的灰色還原砂體，有利鈾的富集。因此，該沉積環(huán)境對(duì)于鈾在局部的還原環(huán)境中富集成礦十分有利。

鈾源是鈾成礦的必須要素。大量研究表明，松遼盆地周邊蝕源區(qū)鈾源豐富，且浸出率較高［24-26］。松遼盆地西緣靠近大興安嶺東坡，為盆地物源補(bǔ)給區(qū)，發(fā)育中、新生代火山巖和海西期、燕山期花崗巖。根據(jù)核工業(yè)東北地質(zhì)局二四四大隊(duì)在該區(qū)伽馬能譜測(cè)量成果，各期次花崗巖的鈾豐度由早期到晚期逐漸升高。海西期及燕山早期花崗巖的含鈾豐度相對(duì)較高，其巖體鈾豐度一般為（10.4～16.5）×10-6，鈾浸出率也多在20‰以上。根據(jù)核工業(yè)航測(cè)遙感中心航空放射性測(cè)量成果，松遼盆地西部物源區(qū)（大興安嶺中南段）有3 片航放高場(chǎng)區(qū)，鈾豐度值達(dá)到了（9.0～12.6）×10-6［27］。但研究區(qū)距離盆緣120～150 km，蝕源區(qū)的鈾源能否遷移如此遠(yuǎn)的距離并富集成礦仍受到質(zhì)疑。前蘇聯(lián)的學(xué)者曾認(rèn)定，外生后成鈾礦床不要求有特定的鈾源，它可生成于本底鈾濃度的地下水，如楚一錫爾河鈾礦省的氧化-還原鋒線距蝕源區(qū)達(dá)150～200 km［20］；通遼地區(qū)姚家組灰色砂巖中鈾豐度較高，局部可富集成鈾礦化異常，為形成鈾礦體奠定了基礎(chǔ)［28］。由此可知，具有一定規(guī)模的主巖中的鈾源被氧化遷移到過(guò)渡帶富集就足以形成一定規(guī)模的鈾礦體。

砂體厚度與鈾的富集成礦密切相關(guān)。前人研究表明，13～40 m 的砂體厚度和75%～90%的含砂率是成礦幾率的高值區(qū)［29］。松遼盆地南部姚家組下段鈾礦化主要分布在主氧化帶前鋒線東側(cè)灰色砂體厚度為10～30 m 的部位［30］。本文借助淺層地震剖面中反射同向軸的變化來(lái)反映砂體的分布特征，結(jié)合視電阻率和自然電位的測(cè)井曲線以及鉆孔剖面中沉積旋回的規(guī)律，初步判定姚家組下段主河道由多期次河道疊加形成。早期河道可能由多條河道組成，后期可能由于構(gòu)造活動(dòng)的影響導(dǎo)致河道發(fā)生改向重組，如此使得松遼盆地南部發(fā)育兩條均沿北東向展布的主河道（圖5），即雙泡子—太平川一線、大林—架瑪吐一線。研究區(qū)位于北部河道內(nèi)，主河道也呈北東向展布。

圖5 姚家組下段河道展布示意圖（據(jù)文獻(xiàn)［31］修改）Fig.5 Paleo-channel layout in the lower member of Yaojia Formation（modified after reference［31］）

結(jié)合鉆孔河流相沉積特征和地震相同向軸變化特征，判斷研究區(qū)姚家組為辮狀河三角洲、辮狀河沉積。據(jù)垂直河道方向的地震剖面得知，HLJ 地區(qū)姚家組下段辮狀河三角洲寬度為5～10 km，其兩側(cè)均受到斷裂構(gòu)造控制（圖6）。姚家組下段砂體中已揭露到較好的工業(yè)鈾礦化，單層砂體厚度一般為15～45 m（圖7），含礦砂體以灰色中砂巖為主，連續(xù)性好，見炭化植物碎屑不均勻分布。砂體以氧化型和過(guò)渡帶型為主，滲透性為中等透水—強(qiáng)透水［27］，均有利于鈾富集成礦。

圖6 HLJ 地區(qū)Q18D04 線淺層地震剖面和解譯示意圖Fig.6 Interpretation result of line Q18D04 seismic profile in the HLJ area

圖7 HLJ 地區(qū)Dz01 線鉆孔剖面圖Fig.7 Boreholes profile of line Dz01 in HLJ area.

垂向上，姚家組下段砂體可作為很好的容礦空間，地下水整體由盆地南緣補(bǔ)給，在盆地內(nèi)部沿北東向徑流，斷裂F12、F13等作為局部排泄區(qū)（圖8），最終在中央凹陷區(qū)排泄入湖。現(xiàn)已在局部排泄區(qū)附近發(fā)現(xiàn)較好的工業(yè)鈾礦化。

圖8 HLJ 地區(qū)SW01 線水文地質(zhì)剖面圖Fig.8 Hydrogeological profile of line SW01 in HLJ area

研究區(qū)姚家組下段河道具有長(zhǎng)流程、大寬度的特點(diǎn)，從而在一定程度上稀釋了鈾礦化的品位，目前鉆孔揭露的鈾礦化品位偏低，但礦化埋深較穩(wěn)定，厚度較大，仍具一定規(guī)模。前所述及，研究區(qū)姚家組下段河道展布與鈾成礦具備以下特點(diǎn)：1）河道整體自南西向北東方向展布，主河道長(zhǎng)80～160 km，寬5～15 km，能夠帶來(lái)足夠的主巖中的鈾源；2）河道內(nèi)砂體巖性以砂質(zhì)礫巖、中細(xì)砂巖為主，可為鈾成礦提供良好的儲(chǔ)存空間；3）鈾礦化大多分布在河道邊緣、拐彎處或者分岔口部位，是鈾儲(chǔ)層非均質(zhì)性的結(jié)果。

4.2 層間氧化帶控礦

研究區(qū)鈾礦體形態(tài)有別于典型層間氧化帶型，礦體呈近水平板狀產(chǎn)出。鈾礦體受氧化帶控制主要表現(xiàn)為以下兩種情形：一是與寶龍山鈾礦床類似，鈾礦體賦存于上、下氧化帶之間的灰色砂體中，呈板狀、似層狀分布［27］，鈾礦體受“下氧化帶”控制更為明顯（圖4）。這種氧化帶規(guī)模較大，氧化強(qiáng)度高，屬區(qū)域?qū)娱g氧化帶，后生氧化作用對(duì)鈾成礦有利。二是表現(xiàn)為多層氧化帶控制灰色砂體的分布，鈾礦體分別受“上、下氧化帶”的控制（圖9）。這種氧化帶規(guī)模不大，空間上與構(gòu)造剝蝕天窗密切伴生，主要發(fā)育于構(gòu)造剝蝕天窗附近，受構(gòu)造天窗規(guī)模、反轉(zhuǎn)隆升剝蝕程度等因素控制，但其仍屬于一種重要的氧化作用類型，與鈾成礦關(guān)系密切。氧化帶垂向累計(jì)厚度為15～30 m，礦體的連續(xù)性一般，呈板狀和透鏡狀?？傊櫟母患课慌c層間氧化帶關(guān)系密切。

圖9 代力吉地區(qū)G3-1～G10-1 鉆孔剖面圖Fig.9 Boreholes profile of G3-1～G10-1 in Dailiji area

4.3 斷裂構(gòu)造控礦

研究區(qū)主要的斷裂構(gòu)造有斷裂F1、F12和F13等，其中北東向F1斷裂（通遼-安廣斷裂）貫穿礦區(qū)。F1斷裂早期被認(rèn)為是控制斷陷層序、局部的河道洼地和隆起區(qū)的正斷層，嫩江組泥巖隔水頂板形成之后，形成了后生氧化和深部斷陷區(qū)還原流體作用的通道。F1斷裂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，這種氧化還原的持續(xù)作用有利于鈾的富集成礦。有學(xué)者指出多源流體耦合成礦或許是砂巖鈾成礦的重要機(jī)制之一［32］?？傊?，斷裂構(gòu)造起到導(dǎo)通深部還原流體、提供熱液活動(dòng)通道和作為地下水局部排泄區(qū)三方面的作用。

從地殼運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)程度來(lái)看，砂巖型鈾礦的有利地質(zhì)環(huán)境包括兩個(gè)方面，即主巖沉積時(shí)的相對(duì)穩(wěn)定和成礦時(shí)的活化。研究區(qū)位于西南隆起區(qū)與開魯凹陷區(qū)的接壤部位，嫩江末期以來(lái)構(gòu)造反轉(zhuǎn)活動(dòng)頻繁發(fā)生，這種作用一致持續(xù)到古近紀(jì)［33］，使松遼盆地南部白堊系發(fā)生隆升和剝蝕，對(duì)河道控礦起到促進(jìn)作用，具體表現(xiàn)在：反轉(zhuǎn)構(gòu)造使目的層姚家組抬升遭受剝蝕，形成剝蝕天窗構(gòu)造，架瑪吐隆起使F1斷裂構(gòu)造附近大面積的花崗巖體出露于第四系中，使斷裂構(gòu)造北側(cè)的HLJ—太平川一帶形成局部的河道洼地，形成有利的灰色砂體，南側(cè)有利于含鈾含氧水的滲入。目前已在該斷裂構(gòu)造兩側(cè)均發(fā)現(xiàn)較好的鈾礦化顯示。

導(dǎo)通深部還原流體是鈾再富集成礦的重要條件，其主要表現(xiàn)在油氣的還原作用。油氣的還原作用包括對(duì)砂體的還原和對(duì)鈾的直接還原［34］。早些年就有學(xué)者提出松遼盆地南部油氣作為姚家組砂巖型鈾成礦的主控礦因素之一，可用于找礦有利地段的預(yù)測(cè)［35］。F1斷裂作為正反轉(zhuǎn)構(gòu)造是松遼盆地南部油氣聚集的重要區(qū)帶［36］，其切割了基巖至嫩江組的地層，導(dǎo)致深部沙河子組、營(yíng)城組等烴源巖所形成的油氣、CO2和煤成氣等還原性流體沿反轉(zhuǎn)斷裂向上運(yùn)移，引起淺部較為疏松的泉頭組和姚家組紅色砂體發(fā)生后生還原蝕變，形成有利于鈾成礦的灰色砂巖目的層［37］。姚家組主要找礦構(gòu)造標(biāo)志包括發(fā)育有切穿基底和蓋層的貫通斷裂、處于斷裂構(gòu)造夾持和兩種構(gòu)造交叉部位以及斷裂構(gòu)造反轉(zhuǎn)形成的剝蝕天窗地段等［38］。

F1斷裂附近斷陷層序中阜新組富含有機(jī)質(zhì)等還原流體，其附近有多個(gè)鈾礦化較好的鉆孔。鉆孔Z2-1位于F1斷裂構(gòu)造北側(cè)，其巖心中見連續(xù)性較好的紫紅色氧化砂體，其中分布有灰色團(tuán)塊（圖10a），紫紅色砂體Th/U 值為3.85，灰色砂體Th/U值為1.40，推斷為后生還原改造形成，鈾礦化位于該氧化砂體下部；鉆孔L62 位于F1斷裂和HLJ 地區(qū)主礦帶之間，其巖心見紫紅色砂質(zhì)礫巖（圖10b），發(fā)育強(qiáng)氧化性的赤鐵礦化和褐鐵礦化，其中可見灰色碎屑?xì)堄嗪桶瞪鄮r，一般氧化作用難以達(dá)到此種氧化程度，具有中低溫?zé)嵋焊脑斓奶攸c(diǎn)。另外，F(xiàn)1斷裂南側(cè)鈾礦化孔X5-5 和X25-4 中見到方解石晶簇和黑色鐵質(zhì)脈體穿插（圖10c、d），這些現(xiàn)象也可能是由于中低溫?zé)嵋何g變所致?？梢?，熱液改造致使鈾元素活化遷移，最終在氧化-還原過(guò)渡部位富集成礦。

圖10 F1斷裂附近鉆孔巖心特征Fig.10 Characteristics of drilling cores near F1 fault

俄羅斯學(xué)者認(rèn)為排泄區(qū)是一種有利水成鈾礦床形成的聚礦構(gòu)造［39-40］，如寶龍山地區(qū)鈾礦體的展布基本沿構(gòu)造和排泄區(qū)-新開河方向［41］。研究區(qū)F1斷裂為局部地下水排泄區(qū)，形成了較為完善的地下水補(bǔ)-徑-排系統(tǒng)，具有弱堿性和還原性的特征，有助于堿性條件下鈾酰氫氧化物的遷移和聚集。

綜上所述，因受姚家組頂板隔水層的阻擋，斷裂導(dǎo)通的深部還原流體或者還原氣體向上部地層運(yùn)移，沿姚家組滲透性較好的砂體擴(kuò)散并還原改造氧化砂體。部分紅色砂體由此被還原成灰白色砂體，擴(kuò)大還原砂體的還原容量，有利于對(duì)鈾直接還原沉淀。熱液蝕變作用有利于鈾石、鈣鈾云母和銅鈾云母等鈾酰磷酸鹽礦物的形成與富集。這些后生蝕變作用不僅可對(duì)預(yù)富集的鈾礦化體起到保護(hù)作用，還擴(kuò)大了灰色砂體的規(guī)模，起到“擴(kuò)礦、保礦”的作用。由此可知，斷裂構(gòu)造在區(qū)內(nèi)鈾富集成礦起到至關(guān)重要的作用。

5 結(jié)論

1）HLJ 地區(qū)鈾礦化主要分布在3 個(gè)區(qū)域，礦體的連續(xù)性和穩(wěn)定性較好，規(guī)模較大，呈板狀、似層狀產(chǎn)出，受氧化帶和斷裂控制明顯。

2）HLJ 地區(qū)姚家組下段大部分褐紅色和褐黃色氧化砂巖經(jīng)歷了后生氧化作用，多數(shù)鈾礦化位于“上、下氧化帶”中間的灰色砂體中，且位于砂體Th/U 值小于1.40 的氧化-還原過(guò)渡帶內(nèi)。

3）HLJ 地區(qū)鈾礦化受河道相變、層間氧化帶和斷裂構(gòu)造等因素耦合控制。鈾礦化受多期次河道控制，集中產(chǎn)出在河道邊緣和河流分叉口的位置。

4）斷裂構(gòu)造可以導(dǎo)通深部還原流體和熱流體，并作為地下水局部排泄的通道，在鈾成礦的“擴(kuò)礦”和“保礦”中起到積極作用。