陳路路，李 名，湯 超，賀 靜，陳 印，趙華雷，唐 力

（1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心，天津 300170；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，南昌 330013；3.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局鈾礦地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300170；4.華北地質(zhì)科技創(chuàng)新中心，天津 300170；5.中國(guó)石油華北油田公司，河北 任丘 062552；6.長(zhǎng)慶油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，西安 710018；7.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)構(gòu)造與油氣資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430074）

近年來(lái)，前人在松遼盆地開(kāi)展了一系列砂巖型鈾礦研究與找礦工作，并取得了重要突破，主要成果和認(rèn)識(shí)為以錢(qián)家店為代表的盆地南部鈾礦床，而北部理論研究和找礦成果較為滯后[1-8]。新一輪鈾礦找礦工作中，天津地質(zhì)調(diào)查中心針對(duì)油田資料的二次開(kāi)發(fā)和鉆孔原位驗(yàn)證，在大慶長(zhǎng)垣南端及周邊地區(qū)發(fā)現(xiàn)了多處鈾礦化區(qū)，并圈地了工業(yè)鈾礦體[9-11]。鈾礦層主要位于上白堊統(tǒng)四方臺(tái)組下段，相關(guān)研究報(bào)道主要圍繞層序地層、礦體展布、沉積相、沉積環(huán)境、巖石學(xué)、鈾礦物及物源等方面進(jìn)行初步討論[12-23]。尤其是巖石礦物學(xué)方面，前人碎屑組分統(tǒng)計(jì)以整個(gè)四方臺(tái)組為研究對(duì)象，石英、長(zhǎng)石、巖屑端元的種類(lèi)沒(méi)有進(jìn)一步細(xì)分，但礦石及圍巖統(tǒng)計(jì)數(shù)量分析較少[14]。另外鈾礦物以及期次研究方面不夠深入。本次研究在前期巖石學(xué)、鈾礦物研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)鑄體薄片巖礦鑒定、電子探針、掃描電鏡、X衍射等手段，進(jìn)一步細(xì)化大慶長(zhǎng)垣南端四方臺(tái)組含礦目的層位的巖石礦物學(xué)特征，對(duì)研究區(qū)礦物蝕變特征、物源、鈾賦存形式等方面進(jìn)行了探討分析，以期對(duì)松遼盆地北部的砂巖型鈾礦的成礦作用及找礦勘查提供理論支撐。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

松遼盆地是我國(guó)北方砂巖型鈾礦的重要產(chǎn)鈾盆地，面積達(dá)26×104 km2。盆地的北部被大興安嶺、小興安嶺和張廣才嶺所夾持，出露中新生代的火山巖和海西期、燕山期的花崗巖以及少量變質(zhì)巖。自晚侏羅世以來(lái)，松遼盆地經(jīng)歷了“基底-斷陷-坳陷-反轉(zhuǎn)”四個(gè)構(gòu)造階段，形成了北部?jī)A沒(méi)區(qū)、西部斜坡區(qū)、東北隆起區(qū)、東南隆起區(qū)、中央坳陷區(qū)和西南隆起區(qū)六個(gè)構(gòu)造單元[7、12]（圖1）。三肇凹陷是松遼盆地中央坳陷區(qū)的二級(jí)負(fù)向構(gòu)造單元，其西側(cè)與大慶長(zhǎng)垣相接，東側(cè)與朝陽(yáng)溝階地相臨，是盆地內(nèi)的重要的生油、儲(chǔ)油單元。三肇凹陷所經(jīng)歷的構(gòu)造演化階段受盆地整體發(fā)育過(guò)程的控制，主要包括：火石嶺組至登婁庫(kù)組沉積時(shí)期的斷陷階段、泉頭組至嫩江組沉積時(shí)期的坳陷階段及四方臺(tái)組至明水組沉積時(shí)期的構(gòu)造反轉(zhuǎn)階段[19]。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置圖（據(jù)徐增連等，2018修改）Fig.1 Tectonic location map of the study area(Modified from Xu et al.,2018)

研究區(qū)位于三肇凹陷西南緣，區(qū)內(nèi)鉆探揭露地層有第四系、新近系泰康組、上白堊統(tǒng)明水組、四方臺(tái)組、嫩江組部分地層。泰康組和明水組發(fā)育一套粗碎屑河流相沉積，砂體厚度大，顏色以灰色、綠灰色為主，夾雜色泥巖。四方臺(tái)組為研究區(qū)主要含礦目的層，發(fā)育一套雜色河流相及河湖三角洲相沉積。依據(jù)野外鉆孔地質(zhì)編錄，按沉積旋回將四方臺(tái)組劃分為三段。上段發(fā)育曲流河相砂質(zhì)沉積，中段為以細(xì)碎屑為主的湖泊-沼澤相沉積，下段為發(fā)育曲流河河道粗碎屑沉積。下段以灰色、綠灰色的細(xì)砂巖、中砂巖為主，夾薄層泥巖、粉砂巖，底部見(jiàn)石英礫和泥礫，可見(jiàn)沖刷不整合面（圖2）。嫩江組上部為一套湖相的細(xì)碎屑沉積，巖性主要為深灰色、灰色、綠灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖夾紅色、紅棕色泥巖或雜斑，是較好的隔水層[1]。

圖2 研究區(qū)主要含礦地層綜合柱狀圖（據(jù)湯超等，2018修改）Fig.2 Comprehensive histogram of the main ore-bearing strata in the study area(Modified from Tang et al.,2018)

2 樣品采集與研究方法

研究對(duì)象是三肇凹陷地區(qū)四方臺(tái)組鈾礦石及圍巖，選取了6個(gè)工業(yè)鈾礦孔（MX02、MX06、11D35-1、11D35-3、11D35-5、5D901-3），磨制探針片共11件、鑄體薄片7件。在薄片巖礦鑒定的基礎(chǔ)上，利用電子探針、背散射圖像、X衍射、掃描電鏡等手段分析其巖石學(xué)、礦物學(xué)特征，探討了該地區(qū)砂巖型鈾礦的物源、鈾賦存共生關(guān)系以及鈾富集規(guī)律。

電子探針及掃描電鏡分析測(cè)試均在中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心鈾礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，電子探針?biāo)脙x器為日本島津公司的EPMA-1600型電子探針，加速電壓20 kV，束流1×10-8A，束斑直徑為1μm，出射角40°，分析方式為波譜分析。掃描電鏡所用儀器為日本電子公司的SS550型掃描電鏡，加速電壓15 kV，束斑10 nm，工作距離為5～10 mm。X粉晶衍射分析由核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試中心完成，儀器型號(hào)為Panalytical X’Pert PRO型X射線(xiàn)衍射儀，電壓，電流，X射線(xiàn)靶為Cu靶，測(cè)量角度為5°～70°。

表1 研究區(qū)含鈾砂巖樣品采集清單Table 1 The detailed list of uranium-bearing sandstone samples in the study area

3 巖石學(xué)特征

為進(jìn)一步研究四方臺(tái)組含鈾砂巖的巖石學(xué)、礦物學(xué)特征，針對(duì)鑄體薄片，開(kāi)展鏡下鑒定工作。本次通過(guò)顆粒計(jì)數(shù)器對(duì)7件樣品（包括礦石及圍巖）中的碎屑組分進(jìn)行系統(tǒng)分類(lèi)計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)（表2），最后在Folk（1968）三角分類(lèi)圖投點(diǎn)如圖3所示，可以看出樣品投點(diǎn)主要落于砂巖分類(lèi)圖的Ⅵ區(qū)，即長(zhǎng)石巖屑砂巖中，與之前面積估法結(jié)論基本一致[14]。

表2 研究區(qū)四方臺(tái)組含鈾砂巖巖石礦物碎屑組分統(tǒng)計(jì)表/%Table 2 The statistics data of detrital component for uranium-bearing sandstone samples in the study area

圖3 研究區(qū)砂巖三角投圖及巖屑分類(lèi)Fig.3 Sandstone classification of ore purpose layer of the study area

四方臺(tái)組目的層砂巖中巖石礦物碎屑主要以石英、長(zhǎng)石、巖屑為主，其中石英類(lèi)總含量約占巖石的32.5%～38.5%，其中單晶石英含量為24.0%～29.0%，燧石含量為1.0%～4.2%，變質(zhì)石英巖含量為4.2%～8.5%，后兩者為多晶石英。長(zhǎng)石含量為17.0%～26.5%，斜長(zhǎng)石明顯較多，其中斜長(zhǎng)石為11.0%～21.5%，鉀長(zhǎng)石含量為4.2%～9.0%，可見(jiàn)條紋長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石等。包含石英巖在內(nèi)的巖屑總含量為30.7%～48.9%，其中巖屑以火成巖屑和變質(zhì)巖屑為主，平均含量分別為19.4%和17.1%，沉積巖屑、凝灰?guī)r巖屑僅分別為2.3%、0.7%。鏡下火成巖巖屑中可看到火山噴發(fā)巖、隱晶巖等巖屑，少量花崗質(zhì)侵入巖，可見(jiàn)斑狀結(jié)構(gòu)、隱晶結(jié)構(gòu)以及安山結(jié)構(gòu)，斑晶多為長(zhǎng)石和石英。變質(zhì)巖巖屑中以石英巖、板巖、高級(jí)變質(zhì)巖為主，偶見(jiàn)片巖、千枚巖等巖屑。沉積巖屑為源區(qū)剝蝕的砂巖和泥巖，以砂巖為主。

主要粒徑范圍0.15～0.5 mm，部分樣品中粒徑最大達(dá)2.5 mm。大部分碎屑顆粒分選中等，以次棱角居多，以細(xì)粒、細(xì)-中粒為主，少量不等粒結(jié)構(gòu)。砂巖以顆粒支撐、孔隙式膠結(jié)為主。

另外，砂巖填隙物中主要為水云母、凝灰質(zhì)、方解石、粘土膜、其他硅質(zhì)物等。

4 主要礦物蝕變

4.1 鈾礦化

電子探針及背散射圖像分析結(jié)果表明，研究區(qū)含鈾砂巖中鈾以吸附鈾和鈾礦物為主，其中鈾礦物主要為鈾石，以及少量瀝青鈾礦等。

（1）因鈾石中含有少量H2O，使表中化學(xué)成分總量為90.89%～99.93%，如表3所示。其中UO2含量約為51.58%～78.08%（平均67.32%左右），SiO2含量約為13.36%～19.09%（平均17.44%），以及CaO含量約為1.66%～7.65%，P2O5約為0.19%～3.35%，TiO2約為0.21%～2.86%，F(xiàn)eO約為0.11%～4.49%、Y2O3約為0.04%～1.12%，還含有少量MnO2、Na2O、K2O、Al2O3等。其主要賦存于粒間孔隙中，與黃鐵礦、鈦鐵礦、有機(jī)質(zhì)、粘土礦物等共生（圖4-a、b、c、d、e）。另外可見(jiàn)一些鈾石呈粒狀產(chǎn)于石英、長(zhǎng)石、巖屑等碎屑顆粒中間（圖4-f）。

圖4 研究區(qū)含鈾砂巖中鈾礦物主要賦存形式Fig.4 The main forms of uranium minerals in uraniferous sandstone of the study area

表3 研究區(qū)含礦砂巖樣品鈾礦物電子探針數(shù)據(jù)分析Table 3 The data of electron probing analyses for uranium minerals of mineralized sandstone samples in the study area

（2）該地區(qū)較少見(jiàn)的鈾礦物類(lèi)型——瀝青鈾礦，成分上UO2含量約為85.66%～88.25%，SiO2含量約為3.81%～7.66%，還有含量為2.89%～3.44%的CaO，1.45%～1.83%的MnO2，另外P2O5、TiO2、FeO、Y2O3含量較少。背散射圖像顯示該瀝青鈾礦與鈾石密切共生，大部被包裹，分散于核部，表現(xiàn)為顏色相對(duì)更亮，呈殘留狀（圖4-a）。

4.2 黃鐵礦化

研究區(qū)含鈾砂巖中黃鐵礦比較細(xì)小，巖心及手標(biāo)本尺度上不易觀(guān)察，電子顯微鏡反射光下呈分散細(xì)粒狀（圖5-a），但在電子探針背散射及掃描電鏡下可以看到大部分呈草莓狀或立方體狀集合體產(chǎn)出，充填于顆粒間孔隙中（圖5-b、c、d）。掃描電鏡下立方體狀黃鐵礦集合體晶形完整、大小不一，最大4μm。草莓狀黃鐵礦的顆粒相對(duì)較小且均一，不足1μm。在礦石樣品中集合體狀黃鐵礦是與鈾共生的重要蝕變礦物，多為成巖-成礦前自生礦物。鈾石在集合體狀黃鐵礦邊緣生長(zhǎng)，完全包裹的鈾石最大直徑達(dá)160μm。草莓狀黃鐵礦的粒間孔隙也見(jiàn)被鈾石充填膠結(jié)現(xiàn)象（圖5-c）。另外也發(fā)現(xiàn)少量后生脈狀、與鈾密切共生的黃鐵礦（圖5-e）。

圖5 研究區(qū)含鈾砂巖蝕變礦物顯微照片F(xiàn)ig.5 Micrographic photos of altered mineral of uranium-bearing sandstone in the study area

4.3 碳酸鹽化

研究區(qū)含鈾砂巖整體較為疏松，碳酸鹽化較不強(qiáng)，僅個(gè)別樣品11D35-5-K3方解石含量較高。鏡下觀(guān)察碳酸鹽礦物以亮晶方解石為主，泥晶方解石不易觀(guān)察。鑄體薄片及電子探針背散射圖像顯示亮晶方解石顆粒大，分布于粒間孔隙中，局部呈連晶狀，交代了部分基質(zhì)，為后期蝕變礦物（圖5-f、g）。

4.4 鈦鐵礦蝕變

研究區(qū)鈦鐵礦存在一定蝕變，電子探針圖像顯示黃鐵礦沿其邊緣生長(zhǎng)（圖5-h），個(gè)別鈦鐵礦蝕變強(qiáng)烈形成TiO2和殘留鈦鐵礦格架（圖5-i）。另外電子探針顯示少部分鈾以吸附等形式賦存于蝕變鈦鐵礦中（圖4-e）。

4.5 黑云母蝕變

研究區(qū)黑云母蝕變主要表現(xiàn)為吸水膨脹，因壓實(shí)作用而扭曲變形。一些鐵質(zhì)等元素析出，還原環(huán)境下在黑云母解理縫及其周邊形成粒狀黃鐵礦（圖5-j），偶見(jiàn)其他礦物，如閃鋅礦等。該蝕變現(xiàn)象在鄂爾多斯盆地東北緣較為普遍，但在該區(qū)的黑云母解理縫中未見(jiàn)鈾礦物。

4.6 黏土化

粘土質(zhì)（泥質(zhì)）膠結(jié)是研究區(qū)含鈾砂巖的主要膠結(jié)類(lèi)型。X粉晶衍射結(jié)果表明研究區(qū)含鈾砂巖中粘土礦物平均含量為19.13%，黏土礦物主要為蒙皂石、伊蒙混層或綠蒙混層為主，約占84%～97%，其次為伊利石約占3%～19%，而綠泥石、高嶺石含量極少，不超過(guò)2%。另外，掃描電鏡下可見(jiàn)大量黏土礦物充填粒間孔隙，碎屑顆粒表面被蜂窩狀蒙皂石包裹（如圖5-k、l）。蒙皂石具有較高的體表比，對(duì)鈾的吸附較為有利（表4）。

表4 研究區(qū)含鈾砂巖粘土礦物X粉晶衍射分析數(shù)據(jù)Table 4 The X diffraction data of clay mineral for uranium-bearing sandstone samples in the study area

5 討論

5.1 物源分析

砂巖碎屑成分可以判斷所屬不同大地構(gòu)造區(qū)域及其蝕源區(qū)性質(zhì)的[24-28]。研究區(qū)巖屑含量為30.7%～48.9%，其中以火成巖屑和變質(zhì)巖屑為主，少量沉積巖屑和凝灰?guī)r巖屑。變質(zhì)巖屑可見(jiàn)石英巖、板巖、片巖、千枚巖、高級(jí)變質(zhì)巖巖屑；火成巖屑可見(jiàn)火山噴發(fā)巖、隱晶巖、花崗質(zhì)侵入巖巖屑等。另外燧石含量為1.0%～4.2%，表明有來(lái)自周緣海相沉積[29]。斜長(zhǎng)石含量明顯比鉀長(zhǎng)石多，反映了源區(qū)中酸性巖漿巖相對(duì)發(fā)育的信息顯示。結(jié)合陳路路等[14]碎屑成分構(gòu)造三角投圖分析，本次投圖發(fā)現(xiàn)樣點(diǎn)主要集中于再旋回造山區(qū)和切割弧區(qū)內(nèi)（圖6），說(shuō)明母巖區(qū)經(jīng)歷了從俯沖縫合到造山的復(fù)雜過(guò)程，其構(gòu)造環(huán)境為伴有火山噴發(fā)的碰撞造山帶褶皺造山作用。而巖漿弧區(qū)則代表了源區(qū)存在大量的巖漿活動(dòng)，形成了火山巖和侵入巖，與碎屑組分反映較為一致，這表明了賦鈾目的層砂巖成分混雜，來(lái)源并非單一。肖鵬等[17]（2018）在研究松遼盆地北部大慶長(zhǎng)垣南段四方臺(tái)組物源體系時(shí)，碎屑鋯石年齡中存在80～105 Ma、175～240 Ma和1.8 Ga三組峰值區(qū)間數(shù)據(jù)，通過(guò)年齡數(shù)據(jù)比對(duì)認(rèn)為物源主要來(lái)自張廣才嶺、吉黑東部及盆地東南部地區(qū)。張廣才嶺造山帶實(shí)際上是佳木斯地塊與松嫩地塊之間的一個(gè)俯沖-碰撞造山帶，除發(fā)育太古宙-元古宙古老變質(zhì)巖外，還受古太平洋板塊分支的牡丹江洋西向松嫩地塊俯沖影響，發(fā)生大規(guī)模的褶皺造山運(yùn)動(dòng)，并伴隨有強(qiáng)烈的巖漿侵入和火山噴發(fā)活動(dòng)，形成大面積的海西期、印支期和燕山期花崗巖以及侏羅紀(jì)-白堊紀(jì)的火山巖出露，并長(zhǎng)期處于隆升剝蝕狀態(tài)[5,14,30-32]。研究表明張廣才嶺及盆地東南地區(qū)有較連續(xù)的伽瑪偏高場(chǎng)和航放異常密集帶，巖性主要為粗粒花崗巖、黑云母花崗巖、閃長(zhǎng)巖、流紋巖等雜巖體。前人研究[33-35]發(fā)現(xiàn)海西期和燕山期花崗巖以及燕山期和印支期雜巖體鈾含量和遷出率均較高，反映了該區(qū)具有較好的鈾源條件。

圖6 研究區(qū)砂巖碎屑成分構(gòu)造三角圖解Fig.6 Triangular plots showing the debris compositions for sandstones from the study area

5.2 鈾石與瀝青鈾礦

本研究發(fā)現(xiàn)有少量瀝青鈾礦存在。背散射圖像顯示大顆粒鈾礦物中瀝青鈾礦與鈾石密切共生，大部被包裹，分散于核部，殘留狀（圖4-a）。因礦物反射率差異，表現(xiàn)為瀝青鈾礦顏色相對(duì)更亮[36-37]。湯超等（2017）曾報(bào)道過(guò)該地區(qū)這一現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)瀝青鈾礦與鈾石兩者之間具有一定的界線(xiàn)[13]。筆者也曾在鄂爾多斯盆地納嶺溝地區(qū)發(fā)現(xiàn)該蝕變現(xiàn)象[37-38]，認(rèn)為是原鈾礦物的蝕變殘留。本次研究瀝青鈾礦電子探針成分上UO2含量約85.66%～88.25%，SiO2含量約3.81%～7.66%，還有2.89%～3.44%的CaO，1.45%～1.83%的MnO2。與鈾石成分相比，除UO2含量明顯增高、SiO2含量明顯降低外，MnO2、P2O5、Al2O3、FeO、Y2O3含量也有一定量的變化，表明該蝕變?yōu)椴煌煞殖傻V流體改造成因。

5.3 鈾與其他共生蝕變礦物

5.3.1 黃鐵礦與鈾

前文講到礦石中發(fā)現(xiàn)充填于顆粒間孔隙中的呈草莓狀或立方體狀集合體產(chǎn)出的黃鐵礦，為成巖-成礦前自生礦物。鈾石集合體圍繞黃鐵礦邊緣生長(zhǎng)，或充填草莓狀黃鐵礦的粒間孔隙。另外與鈾密切共生的脈狀、膠狀黃鐵礦較為少見(jiàn)，顆粒細(xì)小，與鈾的分布界線(xiàn)模糊，為后生成因。部分學(xué)者研究認(rèn)為黃鐵礦作為一種還原介質(zhì)，對(duì)流體中的U6+進(jìn)行還原沉淀[39]。而陳祖伊等[40]（2007）認(rèn)為鈾的富集沉淀是黃鐵礦或流體改造引起的周邊成礦環(huán)境的改變，如Eh值降低或pH值降低。當(dāng)Eh和pH值達(dá)到Fe3+、U6+沉淀的臨界點(diǎn)后，黃鐵礦先于鈾石沉積，最終鈾石生長(zhǎng)在黃鐵礦邊緣。

5.3.2 鈦鐵礦與鈾

本次未發(fā)現(xiàn)大顆粒鈾礦物生長(zhǎng)于蝕變鈦鐵礦邊緣。電子探針及能譜顯示弱蝕變鈦鐵礦邊緣含有一定量的鈾。整體鈦鐵礦蝕變程度不高，蝕變程度高的鈦鐵礦較少見(jiàn)，本次未發(fā)現(xiàn)富鈾現(xiàn)象。前人研究發(fā)現(xiàn)鈦鐵氧化物與鈾關(guān)系密切，有學(xué)者認(rèn)為可能是含鈾流體交代鈦鐵礦作用，產(chǎn)物可能是鈦鈾礦，含鈦鈾礦物或者含鈾鈦鐵礦也均有提及[20-21,41]。筆者在研究鄂爾多斯盆地東北部鈦鐵礦蝕變成因時(shí)認(rèn)為鈦鐵礦的蝕變始于蝕源區(qū)，鈾的富集與其蝕變產(chǎn)物密切相關(guān)[38,42]。該地區(qū)四方臺(tái)組區(qū)域上處于紅層氧化環(huán)境，鈦鐵礦蝕變?cè)诔练e成巖前后均有可能發(fā)生，在蝕變邊緣因某種TiO2吸附而使微量鈾進(jìn)入裂隙或空隙中，初步認(rèn)為是與吸附作用有關(guān)。

5.3.3 黏土礦物與鈾

研究區(qū)黏土礦物主要為蒙皂石為主，其次為伊利石，綠泥石、高嶺石含量極少。掃描電鏡下蒙皂石呈蜂窩狀包裹在粒間碎屑顆粒表面。電子探針下可見(jiàn)細(xì)小鈾礦物生長(zhǎng)于顆粒粘土膜（圖4-d）。蒙皂石具有較高的體表比，對(duì)鈾具有較強(qiáng)的吸附能力[43-44]。

5.3.4 礦物蝕變序列

結(jié)合鑄體薄片及電子探針背散射圖像發(fā)現(xiàn)主要蝕變礦物有黃鐵礦、鈾礦物、方解石以及粒表粘土膜等。黃鐵礦可分為3類(lèi)，分別是（1）成巖早期立方體狀、草莓狀黃鐵礦；（2）成巖中后期鈦鐵礦、黑云母蝕變析出鐵質(zhì)形成的它形粒狀黃鐵礦；（3）成礦期與鈾石密切共生的膠狀黃鐵礦，其中與鈾密切共生的是1類(lèi)和3類(lèi)黃鐵礦。鈦鐵礦和黑云母在蝕變序列中不清晰，伴隨于成巖期，而鈦鐵礦蝕變是始于源區(qū)。粒表粘土膜屬于更早期的礦物，鈾吸附在膜表面。亮晶方解石屬于成礦期后產(chǎn)物，充填粒間孔隙并膠結(jié)碎屑顆粒。綜上初步認(rèn)為礦物蝕變序列為粒表粘土膜>立方體狀、草莓狀黃鐵礦>它形粒狀黃鐵礦>膠狀黃鐵礦>鈾石>亮晶方解石，反映了沉積成巖環(huán)境。

5.4 鈾富集作用

巖石學(xué)特征表明來(lái)自張廣才嶺及東南緣等蝕源區(qū)的成礦流體攜帶豐富的鈾源。鈾賦存狀態(tài)研究顯示研究區(qū)含鈾砂巖中的鈾以獨(dú)立鈾礦物和吸附鈾為主，鈾礦物（主要為鈾石）與黃鐵礦密切共生，部分產(chǎn)于巖石碎屑中，而吸附鈾多與粘土礦物、蝕變鈦鐵礦吸附有關(guān)。區(qū)域上四方臺(tái)組為氧化紅層，共生礦物蝕變序列反映了一個(gè)由氧化到還原、酸性到偏堿性的成巖成礦環(huán)境，對(duì)鈾富集成礦較為有利。結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化以及上述蝕變礦物特征與蝕變序列，認(rèn)為在嫩江組末期-四方臺(tái)組初期，大慶長(zhǎng)垣南端開(kāi)始隆起，氣候由潮濕轉(zhuǎn)變?yōu)楦珊?半干旱，曲流河發(fā)育，攜帶張廣才嶺及東南緣等蝕源區(qū)的石英、長(zhǎng)石、巖屑等碎屑顆粒入湖[9]。剝蝕區(qū)淋濾萃取遷移而來(lái)的鈾以及含鈾碎屑在還原改造環(huán)境中預(yù)富集，為鈾成礦提供了直接和主要鈾源[45]。在成巖過(guò)程中伴隨有粒表粘土膜生長(zhǎng)以及草莓狀、立方體狀黃鐵礦的形成。其后鈦鐵礦和黑云母蝕變不僅析出鐵質(zhì)，還伴有白鈦石/銳鈦礦以及黏土礦物的形成，其較強(qiáng)的吸附性對(duì)鈾的富集具有重要作用[38]。

明水末的構(gòu)造反轉(zhuǎn)作用使大慶長(zhǎng)垣早期沉積的嫩江組五段、四方臺(tái)組、明水組一段均遭受剝蝕并形成構(gòu)造天窗。此時(shí)嫩江組烴源巖大規(guī)模排烴，富烴類(lèi)還原性氣體沿?cái)嗔严蛏线\(yùn)移，并在四方臺(tái)組與從長(zhǎng)垣構(gòu)造天窗和東南緣滲入的淺部富氧含鈾流體反應(yīng)，形成瀝青鈾礦、鈾石，并沿黃鐵礦等蝕變礦物生長(zhǎng)[10]。

綜上，認(rèn)為該區(qū)早期的原始沉積預(yù)富集加上后期的疊加改造富集成礦，最終形成了松遼盆地大慶長(zhǎng)垣南端三肇凹陷四方臺(tái)組砂巖型鈾礦床。

6 結(jié)論

（1）巖石碎屑成分復(fù)雜，以火成巖屑和變質(zhì)巖屑為主，另有少量沉積巖屑以及凝灰?guī)r屑。碎屑組分表明物源主要來(lái)自張廣才嶺及盆地東南部地區(qū)，具有較好的鈾源條件。

（2）研究區(qū)的鈾礦物以鈾石為主，少量瀝青鈾礦被鈾石包裹于核部。鈾石在成分上表征是流體改造后原鈾礦物殘留。

（3）目的層礦物蝕變包括鈾礦化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、鈦鐵礦蝕變、黑云母蝕變以及黏土化等，反映了其成巖期曾經(jīng)歷由氧化到還原、酸性到偏堿性的環(huán)境。其中，與鈾礦物密切共生的礦物主要為早期黃鐵礦。

（4）研究區(qū)四方臺(tái)組砂巖型鈾礦的富集機(jī)制是早期沉積預(yù)富集疊加后期的改造成礦作用。

致謝：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心的徐增連、魏佳林、郭虎、曾輝、肖鵬、李艷鋒等一起參加了野外研究工作，并得到了大慶油田有限責(zé)任公司等單位的大力支持，在此致以衷心的感謝！感謝審稿老師在審稿過(guò)程中提出了中肯的寶貴意見(jiàn)！