浅析松辽盆地南部宝林地区姚家组下段多层铀矿化主要控矿因素

＊王海涛 张亮亮 黄笑

（核工业二四三大队 内蒙古 024000）

松辽盆地南部是我国北方重要的万吨级铀矿资源基地，近几年在主成矿区带外围的宝林地区勘查工作不断取得新进展，初步圈定了一条长约30km的铀矿（化）带，找矿目的层为姚家组，成矿类型属于层间氧化带型，前人针对松辽盆地南部铀矿化特征、成矿规律等开展了大量的研究工作，与区内其他典型铀矿床相比，宝林地区具有多层氧化带、多层铀成矿作用的特点，通过对该区姚家组下段发育多层铀矿化的特点，浅析该区的主要控制因素。

1.地质概况

宝林地区位于松辽盆地南部西南隆起区与开鲁坳陷东部的过渡部位（图1），主要包括钱家店凹陷南部、大林凹陷西部及宝格吐凹陷北部3个三级构造单元，区内三级构造单元主要受NE向断裂控制，多呈NE向展布。嫩江末期构造运动主要以NW-SE向的挤压应力作用为主，一方面使盆地内部分断裂形成反转构造，切穿盖层，断层上盘沉积盖层沿断裂反转隆升，在宝龙山一带形成姚家组剥蚀天窗；另一方面在盆缘部位掀斜形成更大角度的单斜地层，有利于含铀含氧水沿盆缘掀斜部位向盆内运移，进而形成了完善的补径排水动力条件，也为砂岩型铀成矿作用提供了有利的构造环境。

图1 研究区位置

2.地质特征

（1）地层。研究区基底起伏较大，形态复杂，最大埋深800m，最小埋深120m（据重磁、浅层地震资料），一般500～800m之间。基底岩性主要为海西期花岗岩，其次为石炭—二叠系变质岩。盖层由下白垩统义县组（K1y）、上白垩统姚家组（K2y）和嫩江组（K2n）组成，义县组在区内分布较为局限，仅个别钻孔揭露，岩性以流纹质火山碎屑岩为主，姚家组为研究区内的主要找矿目的层，为一套在干热—半干热古气候条件下形成的以红色为主，局部灰色的陆源碎屑岩沉积建造，地层厚度一般在200m以上，最厚可达280m；嫩江组为湖相沉积的深灰色泥岩，地层厚一般0～90m，在盆缘掀斜部位缺失；第四系厚110～120m。

目的层姚家组可进一步划分为姚家组上段与姚家组下段，其中姚家组下段砂体单层厚度及累计厚度均较大，分布稳定，所夹泥岩多为透镜体，连通性、成层性好；姚家组上段以紫红色泥岩与灰色砂岩互层为主，具明显的二元结构，砂体连通性、稳定性相对较差。姚家组下段顶部发育一套稳定的紫红色泥岩沉积，为区域上姚家组下段顶部稳定的隔水层，并与姚家组上段分界（表1）。

表1 研究区盖层简表

（2）岩相类型。姚家组下段沉积构造较为发育，垂向层序较乱，略显向上变细，但粗粒沉积自下至上都有，其内部构造主要有冲刷面、平行层理、交错层理和沙纹交错层理，反映出动荡的牵引流的沉积特点，越岸沉积主要发育水平层理，沉积时水体相对较稳定。根据该区姚家组下段不同岩性的结构、构造，划分出8种岩相类型及五种沉积微相（表2），其中辫状河心滩微相最为发育，滞留沉积、泛滥平原沉积微相次之，天然堤、决口扇沉积微相相对少见。

表2 宝林地区沉积岩岩相类型

（3）砂体。姚家组下段砂体主要以厚层砖红色、浅砖红色中、细砂岩为主，砂质砾岩次之，局部夹褐黄色中、细砂岩，灰色砂岩常成透镜状发育在红色调、黄色调砂岩之间。砂体由下至上发育多个正粒序旋回（图2），个别旋回底部见一定厚度的砂质砾岩，砾石成分以泥砾为主，多具定向排列，冲刷面清楚，向上逐渐过渡到中砂岩、细砂岩、泥岩。砂体疏松，连通性及渗透性好，灰色砂体主要发育在单个旋回向上粒度变细的位置。

图2 宝林地区ZKS1-9孔单孔沉积相划分图

通过薄片鉴定，不同样品碎屑组分含量有所变化，砂岩类型主要为岩屑长石砂岩、长石炭屑砂岩，碎屑组分主要由石英、长石、岩屑组成（图3），孔隙式胶结，胶结物中见少量碳酸盐胶结物，填隙物极少，碎屑棱角状-次棱角状，分选好，磨圆中等；晶屑成分主要为石英、长石，偶见碎片状黑云母。石英晶面较洁净，长石晶面粗糙，长石大部分粘土化较强，部分更长石绢云母化，部分较新鲜，聚片双晶发育，部分具有格子状双晶。岩屑以火山岩岩屑及花岗质岩屑为主，其中多为中酸性喷出岩岩屑；变质岩岩屑见片岩、片麻岩。沉积岩岩屑为泥质，含量较少。其沉积环境总体属于距物源区有一定距离的动荡沉积环境。

图3 姚家组下段砂岩特征（+）

（4）沉积相类型及其特征。宝林地区姚家组主要发育辫状河相沉积，平面上分布稳定，范围大，垂向上呈现出辫状河滞留沉积微相、心滩微相和泛滥平原微相多韵律结构的相序列（图2），其中以心滩微相为主，单层砂体厚度较大，为砂岩型铀成矿有利的含矿砂体，岩性以褐红、褐黄、灰色中砂岩、细砂岩为主，砂岩中常见薄层状泥岩透镜体，灰色砂岩中常见炭化植物碎屑。

3.多层铀矿化主要控制因素分析

根据目前宝林地区发现的工业铀矿化的空间展布形态可知，工业铀矿化严格受层位、砂体和物理化学界面控制（图4）。

图4 宝林地区兴119线剖面图

（1）层位控矿。本次通过对钻孔连井剖面、测井曲线等资料开展研究发现，本区姚家组下段发育三层较为稳定的隔水层，可进一步将研究区姚家组下段细化为姚家组下段第一亚层、第二亚层和第三亚层，工业铀矿化主要产在姚家组下段第一亚层和第二亚层。矿体多呈板状、透镜状产出，产状与地层产状相一致，未见矿体穿层现象，矿体产出具有严格的层控性。

（2）砂体控矿。姚家组下段第一亚层和第二亚层主要发育辫状河相砂体，砂体规模较大，连通性、成层性较好，第三亚层发育曲流河相沉积，砂体规模有限且连通性较差。辫状河相砂体有利于大规模层间氧化带的发育，灰色砂体是研究区的含矿主岩，灰色砂体主要发育在各沉积旋回向上粒度逐渐变细部位，第一亚层由于砂体粒度偏粗、旋回较少，灰色砂体多呈单层产出，第二亚层砂体粒度中等、旋回增多，易形成多层灰色砂体，通过对区内钻孔数据统计发现，单层灰色砂体厚度5～30m区域是铀工业矿体产出的有利部位。

（3）物理化学界面控矿。研究区内的氧化带的空间展布受各亚层隔水层及辫状河相砂体控制，铀矿化受层间氧化带与灰色砂体过渡的物理化学边界控制。平面上铀矿化带呈蛇曲状沿层间氧化带与灰色砂体的过渡部位发育，垂向上第一亚层则易形成单层铀矿化，与宝龙山铀矿床“上、下氧化，中间成矿”较为相似，规模大，延伸较为稳定，矿体呈厚板状；第二亚层形成多层氧化带，多层灰色砂体，多层铀矿化，矿体多呈透镜状、囊状，局部灰色砂体厚度相对较大部位呈板状。

4.结论

（1）本次工作中进一步将姚家组下段细化为姚家组下段第一亚层、第二亚层和第三亚层，第一亚层、第二亚层是宝林地区主要找矿目标层；（2）宝林地区铀成矿的主要控矿因素是层位、砂体和物理化学界面，各亚层的隔水层及砂体控制了区内层间氧化带的发育，氧化带与灰色砂体的物理化学边界控制了矿体定位，单层灰色砂体厚度在10～35m厚的部位是成矿的有利部位；（3）姚家组下段第一亚层具有“上、下氧化，中间成矿”的特点，第二亚层具有“多层氧化、多层灰色砂体，多层铀矿化”的特点。