馬文娟

（大慶油田有限責(zé)任公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，黑龍江大慶163712）

松遼盆地是疊置于古生代基底上的大型中、新生代陸相沉積盆地，面積26×104km2.盆地基底為古生代和前古生代變質(zhì)巖系，沉積蓋層主要由侏羅系、白堊系、古近系、新近系和第四系組成［1］.盆地內(nèi)部以區(qū)域隆起、拗陷為單元?jiǎng)澐譃橹醒朕窒輩^(qū)、西部斜坡區(qū)、北部?jī)A沒(méi)區(qū)、東北隆起區(qū)、東南隆起區(qū)和西南隆起區(qū)6個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元，它們組成了盆地地質(zhì)構(gòu)造的基本格架［2］.松遼盆地北部主要是指盆地位于黑龍江省部分，面積約12×104km2.

從全球鈾成礦區(qū)域背景來(lái)看，松遼盆地位于中亞可地浸砂巖型鈾礦帶的東延部分（據(jù)朱西養(yǎng)，2005）.在該成礦帶范圍內(nèi)，“十五”期間國(guó)家鈾礦地質(zhì)勘查在伊犁、吐哈、鄂爾多斯盆地東部擴(kuò)大并落實(shí)了3個(gè)大型鈾資源勘查基地，新發(fā)現(xiàn)二連盆地東部大型鈾資源后備勘查基地［3］.在此期間，遼河油田在油氣勘探過(guò)程中，于松遼盆地西南隆起區(qū)開(kāi)魯拗陷內(nèi)的錢(qián)家店、陸家堡、張強(qiáng)、龍灣筒等凹陷內(nèi)的170余口石油探井中發(fā)現(xiàn)有放射性高場(chǎng).鈾礦化類(lèi)型可分為砂巖型和泥巖型，砂巖型主要見(jiàn)于姚家組，泥巖型主要見(jiàn)于嫩江組 .經(jīng)過(guò)進(jìn)一步勘查，發(fā)現(xiàn)了錢(qián)家店砂巖型鈾礦床，賦礦層位為姚家組上部和下部?jī)蓪?大慶油田在松遼盆地北部油氣勘探過(guò)程中，40口油氣探井在姚家組見(jiàn)到了放射性鈾異常，展示了松遼盆地北部姚家組良好的鈾礦勘查前景.

1 區(qū)域地質(zhì)概況

1.1 基底巖性分布特征

據(jù)盆地內(nèi)重磁、地震資料預(yù)測(cè)及油氣探井、盆地周邊露頭資料標(biāo)定得出［5］.松遼盆地北部的基底巖性主要為石炭系—二疊系淺變質(zhì)巖系（泥巖、泥板巖、煤、硅質(zhì)板巖、碳質(zhì)板巖、砂巖、碳酸鹽巖），主要分布在林甸-拜泉、大安-哈爾濱、肇東-中和3個(gè)區(qū)域；侵入巖（花崗巖、閃長(zhǎng)巖、輝綠巖）主要有乾豐鎮(zhèn)-望奎-蘭西，梅里斯-英臺(tái)兩個(gè)區(qū)域，皆呈近南北向分布；火山巖（安山巖、流紋巖、玄武巖、凝灰?guī)r），分布在盆地中央，即薩爾圖-葡萄花區(qū)域，呈北北東走向；加里東期變質(zhì)巖（綠簾石片巖、石英巖、片麻巖），主要分布在盆地的北端；動(dòng)力變質(zhì)巖（糜棱巖）主要分布在盆地中部的升平地區(qū)，出露面積很小.

1.2 盆地蓋層分布特征

松遼盆地北部蓋層由中、新生界組成，自下而上依次發(fā)育有：上侏羅統(tǒng)火石嶺組，下白堊統(tǒng)沙河子組、營(yíng)城子組、登婁庫(kù)組，上白堊統(tǒng)泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺(tái)組、明水組，古近系依安組，新近系泰康組及第四系，累計(jì)厚度可達(dá)8000m.各地層具體發(fā)育特征如下［2］.

（1）火石嶺組—營(yíng)城組（K1h—K1y）：主要分布于斜坡的低洼處，由砂礫巖、砂巖、泥巖、火山巖組成，底部角度不整合于基底巖系之上.

（2）登婁庫(kù)組（K1d）：是盆地?cái)噢洲D(zhuǎn)化過(guò)渡時(shí)期沉積的一套地層.下部以灰白色、雜色砂礫巖為主，夾灰綠、紫紅色泥巖及少量凝灰?guī)r；上部為灰綠、灰褐色泥巖與雜色砂礫巖互層.

（3）泉頭組（K2q）：是盆地拗陷期早期階段的沉積，以河流相為主，主要巖性為一套由砂巖、粉砂巖及少量泥巖組成的地層.重礦物主要為磁鐵礦-綠簾石組合，頂部為鋯石-石榴子石-磷灰石組合，黏土礦物主要為高嶺石和伊利石.

（4）青山口組（K2qn）：是盆地沉積范圍比較大的一個(gè)時(shí)期.下部為灰、灰黑色泥巖、頁(yè)巖，夾油頁(yè)巖和薄層介形蟲(chóng)；上部為灰綠、灰、深灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥、泥質(zhì)粉砂巖，灰、灰白色粉砂巖、細(xì)砂巖，灰、深灰色介形蟲(chóng)層含鈣質(zhì).

（5）姚家組（K2y）：下部發(fā)育灰、灰綠色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂，灰色粉砂巖、細(xì)砂巖，局部地區(qū)見(jiàn)紫紅色泥巖；上部為灰、深灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂，灰色粉砂巖、細(xì)砂巖.

（6）嫩江組（K2n）：是盆地內(nèi)分布范圍最廣的地層.下部巖性主要為黑色、灰黑色泥巖、頁(yè)巖，夾油頁(yè)巖;上部為灰綠、深灰、棕色泥巖與粉砂巖、細(xì)砂巖互層.

（7）四方臺(tái)組（K2s）：屬盆地萎縮期的沉積.其下部巖性為磚紅色含細(xì)礫的砂泥巖夾棕灰色砂巖和泥質(zhì)粉砂巖；中部為灰色細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖與磚紅色、紫紅色泥巖互層；上部以紅色、紫紅色泥巖為主，夾少量灰白色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖.

（8）明水組（K2m）：巖性主要為灰綠、灰黑色泥巖與灰、灰綠色砂巖、泥質(zhì)砂巖交互組成.其分布范圍比四方臺(tái)組大大縮小，且沉積中心也向盆地西移，主要分布于研究區(qū)西部，東部只有局部出露.以河流相為主，與下伏嫩江組呈角度不整合接觸，與四方臺(tái)組呈整合或平行不整合接觸.

（9）依安組（E2-3y）：上部為黃綠色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖與灰色泥巖互層，向上粉砂巖增多，局部地區(qū)夾有褐煤層；下部以暗灰色、灰黑色腐泥質(zhì)泥巖為主，有時(shí)夾有紅色泥巖.

（10）泰康組（N t）：下部為灰白色疏松砂礫巖、泥質(zhì)砂巖與灰色泥巖互層；上部為灰黃色砂質(zhì)泥巖夾灰白色泥質(zhì)粉砂巖或粉砂巖.

（11）第四系（Q）：盆地內(nèi)第四系沉積非常發(fā)育，厚度在10～100m之間，主要為風(fēng)成堆積和河湖相沉積.巖性多為黃土狀亞黏土、黑色淤泥質(zhì)亞黏土、亞黏土、砂土及砂礫層，與下伏新近系呈平行不整合或角度不整合接觸.

2 姚家組沉積特征

2.1 地層沉積厚度

該組巖性、巖相變化很大，盆地中央地區(qū)以深—半深湖的黑色泥巖為主，向東相變?yōu)橐约t色泥巖為主，向北、向西變?yōu)楹恿鳌⑷侵尴嗟纳?、泥巖互層.厚度一般80～140m，最厚達(dá)200m，自下而上分為3段.姚一段，巖性為灰綠、紫紅色泥巖與綠灰、灰白色砂巖互層，在盆地西北邊緣相變?yōu)楹駥由暗[巖，在盆地隆起部位底部缺失該巖性.厚度一般40～60m，最厚達(dá)80m.姚二、三段，巖性為灰綠、灰黑色、少量紅色泥巖與綠灰、灰白色砂巖互層.巖性變化大，盆地中央為灰黑色泥巖夾薄層油頁(yè)巖、灰綠色泥巖、灰白色粉砂巖，東部為棕紅色泥巖夾綠色泥巖，西北部為灰白、灰綠色砂巖、粉砂巖與棕紅色泥巖互層，盆地邊緣相變?yōu)楹駥由暗[巖.厚度0～150m.

2.2 砂體發(fā)育特征

據(jù)油田探井巖心及錄井資料，得出姚家組砂體主要分布在依安-林甸-薩爾圖-鎮(zhèn)賚區(qū)域，呈北東條帶狀展布，厚度25～60m，向北西、南東方向逐漸減薄.有3個(gè)局部砂巖發(fā)育區(qū)，即依安、林甸和鎮(zhèn)賚，厚度都在50m以上.

2.3 沉積相類(lèi)型及展布

根據(jù)鉆井巖心、測(cè)井、地震等資料及野外觀(guān)察，綜合分析該區(qū)主要發(fā)育有河流、三角洲、湖泊3種沉積相.沉積亞相以三角洲平原、三角洲前緣、水下分流河道、濱淺湖等類(lèi)型為主.2.3.1 姚一段沉積特征

姚一段沉積于盆地基準(zhǔn)面快速下降至緩慢上升時(shí)期，沉積范圍局限，大致相當(dāng)于中央拗陷區(qū)的范圍.河流作用強(qiáng)盛，長(zhǎng)距離向湖泊推進(jìn)，沉積層序總體上為一進(jìn)積-退積的旋回.湖岸線(xiàn)大致位于四站-榆樹(shù)林中部-衛(wèi)星-太平屯-齊家南-哈拉海-大安這一環(huán)形帶內(nèi).環(huán)帶外以辮狀河、分流河道為主，砂體厚，呈板狀，連通性好.盆地北部發(fā)育寬展的三角洲前緣帶，寬達(dá)60～70 km.砂體以水下河道沉積為主，三角洲為鳥(niǎo)足狀、干枝狀，三角洲前緣達(dá)大慶-肇源-四站一線(xiàn).從物源上看，北部水系最為強(qiáng)盛，其次為齊齊哈爾水系，西南和南部水系相比之下作用較弱（圖1）.此外，據(jù)砂巖、泥巖顏色、重礦物組合等特征研究，東部還存在有次要物源，主要水系發(fā)源于蘭西-呼蘭一線(xiàn).

2.3.2 姚二、三段沉積特征

姚二、三段總體上由兩個(gè)層序構(gòu)成退積型沉積組合，相帶呈半環(huán)帶狀展布，缺少?zèng)_積扇相，河流相帶以砂質(zhì)辮狀河與低灣度曲流河為主，水系有繼承性（圖2）.最主要的物源是北部水系，發(fā)源于訥河、北安地區(qū)的水系并列形成統(tǒng)一的三角洲平原，并分別控制齊家與安達(dá)地區(qū).此外，盆地東北部的海倫、綏棱為次要物源.整體上看，三角洲相帶分異明顯，以葉狀三角洲為主，三角洲前緣相在龍虎泡-安達(dá)一線(xiàn).盆地西部三角洲體系也較發(fā)育.

3 鈾成礦條件分析

3.1 鈾源條件

松遼盆地北部西、北、東三面由大興安嶺、小興安嶺和張廣才嶺3條山脈所圍限，呈周邊高，內(nèi)部為高平原及低平原組成的低洼陸相盆地.水系都由盆地周邊向中心匯聚，是一個(gè)負(fù)向以滲入型為主的自流水盆地.3條山脈巖性主要為中、新生代火山巖和海西期、燕山期花崗巖，其次為古生代沉積巖及少量前古生代變質(zhì)巖.據(jù)核工業(yè)東北地質(zhì)局244大隊(duì)在該區(qū)進(jìn)行的巖體地面伽瑪能譜測(cè)量成果，西面的大興安嶺蝕源補(bǔ)給區(qū)鈾平均值達(dá)到了7.4×10-6；北面的小興安嶺蝕源補(bǔ)給區(qū)鈾含量也較高，平均值達(dá)2.37 10-6；東面的張廣才嶺蝕源補(bǔ)給區(qū)鈾平均值7.02×10-6.總之，三大山脈地質(zhì)體鈾含量都較高，并長(zhǎng)期處于隆起風(fēng)化剝蝕狀態(tài)，能為盆地提供較豐富的鈾.

3.2 構(gòu)造條件

松遼盆地北部在發(fā)展演化過(guò)程中，在中、新生代具有多期次的構(gòu)造活動(dòng)，受燕山運(yùn)動(dòng)和喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)的影響，形成了3個(gè)區(qū)域不整合面［6］，即晚白堊世嫩江組末、晚白堊世明水組末和漸新世依安組末.與此同時(shí)，在擠壓應(yīng)力體制下形成了一種特殊類(lèi)型的疊加構(gòu)造樣式——反轉(zhuǎn)構(gòu)造.其一為斷裂型反轉(zhuǎn)構(gòu)造，即下部為正斷層，上部為逆斷層，如大安、林甸、任民鎮(zhèn)斷層等；另一種為背斜型反轉(zhuǎn)構(gòu)造，即下部為斷陷式構(gòu)造，上部為背斜構(gòu)造，如大慶長(zhǎng)垣，長(zhǎng)春嶺背斜帶、綏棱背斜帶.這些反轉(zhuǎn)構(gòu)造造就了有利于鈾成礦的獨(dú)特剝蝕天窗，使得大氣降水可以在剝蝕天窗處及單斜巖層的出露處毫無(wú)阻擋地滲入，源源不斷地補(bǔ)給承壓含水層，為后生氧化成礦創(chuàng)造了條件（圖3）.從40口姚家組發(fā)現(xiàn)鈾異常的油田油氣探井分布來(lái)看，有15口井位于大慶長(zhǎng)垣剝蝕天窗周邊，14口井位于長(zhǎng)春嶺背斜帶剝蝕天窗周邊.燕山和喜瑪拉雅兩次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，使盆地邊緣形成了良好的區(qū)域性單斜構(gòu)造，由周邊向盆地中央方向傾斜，傾角一般6～10°.這些靠近蝕源區(qū)的斜坡帶是層間氧化帶砂巖型鈾礦成礦的有利區(qū)域.

3.3 水文地質(zhì)條件

松遼盆地北部水動(dòng)力場(chǎng)的形成演化有其特殊的構(gòu)造成因.松遼盆地沉積蓋層結(jié)構(gòu)具“下斷上拗”的雙層結(jié)構(gòu)特征.下部為斷陷構(gòu)造層，分割性強(qiáng)；上部主要為拗陷構(gòu)造層，具統(tǒng)一的拗陷沉積中心.松遼盆地水動(dòng)力場(chǎng)的形成、演化，在平面上具有明顯的不對(duì)稱(chēng)性：總體上盆地北部和東部為大氣水下滲向心流區(qū)；南部以地下水的蒸發(fā)-濃縮泄水為特征，只有盆地邊緣和隆起剝蝕的局部地區(qū)為大氣水下滲區(qū)；中央拗陷區(qū)為離心流區(qū)和離心流的越流泄水區(qū)［7］.根據(jù)上述水動(dòng)力條件，以區(qū)域隔水層嫩江組一、二段泥巖為界，松遼盆地北部存在兩套不同的水動(dòng)力系統(tǒng)，姚家組屬于上部水動(dòng)力系統(tǒng).在盆地形成演化過(guò)程中，在地層壓力、尤其是構(gòu)造反轉(zhuǎn)作用下，地層巖石中地下水由拗陷中心向四周隆起區(qū)滲出，形成多中心的滲出水系統(tǒng).根據(jù)石油部門(mén)的資料，地層埋深為1180～1330m，水溫達(dá)60～80℃，水質(zhì)類(lèi)型為Cl-CO3--Na型，pH值為7～8.在堿性溶液的長(zhǎng)期浸泡下，強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使巖石的物理化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生改變，溶液礦化度增大，鈾元素（可能還有Mo、Zn、Se、CO2、H2S 等）被活化，形成易溶絡(luò)合物［UO2CO3］2+，隨熱水溶液流向減壓區(qū)（隆起帶兩側(cè)的斷裂構(gòu)造帶）.由于減壓降溫，由拗陷中心向外側(cè)水溫逐漸降低（80℃→55℃→20℃），在背斜周邊的斷裂帶處形成滲出水，與剝蝕天窗處滲入的大氣含氧水及沿?cái)嗔严蛏线\(yùn)移的烴類(lèi)還原體綜合作用，成為后生改造型鈾礦化.油田探井揭示的姚家組鈾礦化井多數(shù)分布在大慶長(zhǎng)垣東西兩側(cè)、長(zhǎng)春嶺背斜帶北側(cè)的斷裂帶附近.

3.4 古氣候條件

據(jù)黃清華等人對(duì)松遼盆地白堊紀(jì)古氣候研究結(jié)果，姚家組的古氣候環(huán)境存在逐漸變化的過(guò)程.姚家組一段孢粉植被以常綠闊葉林為主，反映了當(dāng)時(shí)的熱帶類(lèi)型氣候特征；姚二、三段孢粉植被中針葉林含量逐漸增加，而常綠闊葉林逐漸減少，反映了逐漸演化的干旱、半干旱或溫?zé)岬墓艢夂颦h(huán)境［7］.在這種古氣候環(huán)境下，姚家組形成了一套紅色、雜色加紫紅色的碎屑巖建造.據(jù)油氣探井巖心及野外露頭揭示，姚家組主要巖性為紫紅色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、紅色含鈣質(zhì)結(jié)核砂巖夾灰色泥巖、砂巖互層，同時(shí)偶見(jiàn)膏鹽夾層.這種古氣候環(huán)境通常有利于地層中鈾的預(yù)富集或同生沉積成礦.

4 結(jié)論

（1）松遼盆地北部姚家組主要發(fā)育有河流、三角洲、湖泊3種沉積相，沉積亞相以三角洲平原、三角洲前緣、水下分流河道、濱淺湖等類(lèi)型為主.厚度一般80～140m，砂體主要分布在依安-林甸-薩爾圖-鎮(zhèn)賚區(qū)域，呈北東向條帶狀展布，厚度25～60m.

（2）松遼盆地北部西、北、東三面由大興安嶺、小興安嶺和張廣才嶺3條山脈所圍限，三大山脈地質(zhì)體鈾含量都較高，并長(zhǎng)期處于隆起風(fēng)化剝蝕狀態(tài)，能為盆地提供較豐富的鈾.

（3）盆地在形成演化過(guò)程中，受燕山運(yùn)動(dòng)和喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)的影響，在擠壓應(yīng)力體制下形成的構(gòu)造剝蝕天窗附近，是鈾富集的有利區(qū)域.

（4）盆地水文地質(zhì)條件較好，具備滲入型自流水盆地特征.

（5）姚家組沉積時(shí)，主要為干旱、半干旱或溫?zé)岬墓艢夂颦h(huán)境，有利于地層中鈾的預(yù)富集或同生沉積成礦.

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