松辽盆地南部上白垩统地浸砂岩型铀矿成矿条件研究

论文摘要

松辽盆地是我国东北地区最大的中新生代盆地,在盆地南部发现的钱家店砂岩型铀矿床具有独特的成矿地质特征。本文在大量野外调研和室内样品分析测试的基础上,从盆地演化、中新生代构造活动（尤其是反转构造）、铀源、沉积相、古气候、水文地质、后生改造等方面分析了上白垩统泉头组～嫩江组成矿条件,优选找矿目的层。通过解剖铀矿床、矿点的地质特征,确定出主控矿因素,建立了成矿模式和找矿标志,并预测了成矿远景区。松辽盆地既是现代汇水盆地,又是外流盆地,地层中有丰富的承压型地下水。盆地具有丰富的蚀源区铀源和盖层铀源,上升的深部油田水也为铀成矿带来了部分铀。盆地构造演化分为拉张断陷、热降坳陷、挤压萎缩（反转褶皱）、隆升剥蚀、差异升降五个阶段。坳陷阶段的泉头组、青山口组、姚家组、嫩江组地层形成于弱伸展期,尔后又经历了弱挤压及隆升剥蚀,有利于层间氧化带的形成。松辽盆地在中生代发生了三次明显的构造反转,嫩江末、明水末构造反转对油气和铀成矿有控制作用。盆地构造反转形成剥蚀天窗,有利于局部氧化带的发育。构造反转还促进油气和CO2向上运移,促进油气后生还原蚀变,更有利于铀的富集。深大断裂为铀矿形成提供还原剂和深源物质,已发现的铀矿床和众多的铀异常矿化点（孔）多分布于深大断裂两侧或夹持区。泉头组沉积以后经历了半干旱—温湿—干旱、半干旱—半潮湿的古气候转变,具有发育层间氧化的古气候条件。泉头期和姚家期发育有对成矿有利的辫状河和三角洲相。在盆地南缘、西南缘的砂体比较发育,砂岩厚度大。姚家组广泛发育油气后生还原蚀变、粘土化、层间氧化等后生改造,泉头组具有不同程度的后生氧化。早第三纪至现代,泉头组、姚家组长期露出地表,接受大气降水的渗入。嫩江组有机炭、硫含量较高,青山口组酸解烃含量较高。姚家组本身有机炭含量不高,但深部油气可上升进入姚家组砂体中,弥补姚家组还原容量的不足。由此认为姚家组为松辽盆地的主攻目的层,泉头组为次要目的层。钱家店矿床铀矿体呈板状、透镜状,铀矿化主要赋存于姚家组灰色砂岩中。铀主要以吸附和独立铀矿物形式存在。姚家组的后生蚀变主要有油气后生还原褪色蚀变、粘土化、碳酸盐化、层间氧化。流体包裹体研究表明,本区发生了多期次的油气渗出作用,大量的气液烃、气烃及盐水包裹体广泛存在于含矿岩石及其围岩中。包裹体测温与盐度测定结果表明渗出流体具有较高的温度和矿化度。铀成矿年龄有53Ma（主成矿期）及7Ma（矿后叠加再造期）两组,53Ma是构造反转并大幅度抬升剥蚀期,7Ma是盆地整体抬升与差异沉降期。上白垩统砂岩型铀矿主控矿因素为：深大断裂、反转构造,富含还原性流体的断陷、辫状河和三角沉积相,地球化学障。铀成矿模式分为：晚白垩世含矿主岩的形成与铀的初始预富集,晚白垩世末-古近纪的深部流体渗出铀萃取与铀矿化,古近纪末期-新近纪表生氧化改造、热液活动及铀叠加再造三个阶段。盆地南部主要找矿类型为油气渗出-层间氧化叠合型。找矿标志主要为：区域性活动断裂、剥蚀天窗,深部断陷,辫状河和三角洲相沉积,铀异常矿化。综合分析认为盆地西南部和东南部为地浸砂岩型铀成矿最有利地区,朝鲁图—胡力海、金宝屯—康平为Ⅰ级远景段,五十家子庙—小街基、杨大城子—怀德为Ⅱ级远景段。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 选题的目的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 松辽盆地南部工作程度及研究现状
• 1.2.4 存在的主要问题
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 采用的技术路线和工作方法
• 1.4.1 技术路线
• 1.4.2 工作方法
• 1.5 完成的主要工作量
• 1.6 主要成果认识和创新点
• 1.6.1 对成矿条件及成矿规律的认识
• 1.6.2 对生产的指导意义
• 第二章 区域地质概况
• 2.1 自然地理概况
• 2.2 大地构造位置
• 2.3 基底岩性和基底构造特征
• 2.4 盖层组成及地层分布概况
• 2.4.1 盖层分布特点
• 2.4.2 白垩系上下统划分
• 2.4.3 主要地层特征
• 第三章 盆地构造样式与演化
• 3.1 断陷层构造格局及特征
• 3.1.1 断陷构造样式
• 3.1.2 断陷充填层序
• 3.1.3 同裂谷伸展断层的分布特征
• 3.2 坳陷层构造面貌及特征
• 3.2.1 构造单元划分
• 3.2.2 后裂期断裂
• 3.2.3 坳陷层沉积特征
• 3.3 挤压作用与反转构造
• 3.3.1 构造反转运动期次
• 3.3.2 反转构造样式
• 3.3.3 反转构造的空间分布
• 3.3.4 剥蚀天窗形成与分布
• 3.4 盆地的演化模式
• 第四章 砂岩型铀成矿条件分析
• 4.1 区域构造演化条件
• 4.2 盆地构造演化条件
• 4.2.1 拉张断陷期
• 4.2.2 热降坳陷期
• 4.2.3 挤压萎缩反转褶皱期
• 4.2.4 差异沉降期
• 4.3 断裂构造条件
• 4.4 反转构造对铀成矿的作用
• 4.5 铀源
• 4.5.1 蚀源区铀源
• 4.5.2 盖层铀源
• 4.5.3 深部铀源
• 4.6 古气候
• 4.6.1 泉头组
• 4.6.2 青山口组
• 4.6.3 姚家组
• 4.6.4 嫩江组
• 4.6.5 上第三系
• 4.6.6 第四纪
• 4.7 岩性岩相条件
• 4.7.1 泉头组
• 4.7.2 青山口组
• 4.7.3 姚家组
• 4.7.4 嫩江组
• 4.8 有机质还原剂
• 4.8.1 有机炭
• 4.8.2 有机硫
• 4.8.3 酸解烃
• 4.9 水文地质条件
• 4.9.1 含水层、隔水层的结构组成和分布
• 4.9.2 地下水的补给、迳流、排泄
• 4.9.3 局部排泄源
• 4.9.4 水化学类型
• 4.9.5 水动力条件与层间氧化带的形成
• 4.10 后生改造作用
• 4.10.1 粘土化蚀变
• 4.10.2 黄铁矿化
• 4.10.3 油气后生还原褪色蚀变
• 4.10.4 碳酸盐化与溶蚀作用
• 4.10.5 后生氧化作用
• 第五章 铀矿化特征
• 5.1 矿化类型
• 5.1.1 沉积成岩型
• 5.1.2 后生改造型
• 5.1.3 油气渗出型
• 5.1.4 表生潜水-层间渗入型
• 5.1.5 油气渗出-层间氧化叠合型
• 5.2 主要铀矿化（异常）点特征
• 5.2.1 85801号铀矿化点
• 5.2.2 双辽铀异常点
• 5.2.3 金宝屯大官五家子铀矿点
• 5.2.4 钱家店铀矿床
• 5.3 主控矿因素
• 5.3.1 深大断裂
• 5.3.2 反转构造
• 5.3.3 深部断陷还原性有机流体
• 5.3.4 沉积相
• 5.3.5 地球化学障
• 5.4 铀成矿模式
• 第六章 铀成矿远景预测
• 6.1 盆地南部砂岩铀成矿远景分析
• 6.2 找矿目的层优选
• 6.3 主攻成因类型
• 6.4 远景地段预测
• 6.4.1 预测准则
• 6.4.2 远景地段
• 第七章 结论与建议
• 7.1 结论
• 7.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 图版
• 攻读学位期间发表的论文