松辽盆地XX地区四方台组富铀地层沉积相及地球化学特征

摘要

我国砂岩型铀矿床集中分布于北方含油气盆地，大多位于盆地边缘。此次新发现富铀地层位于松辽盆地内部隆起区，为新类型“盆内隆缘式”构造样式。这种类型为砂岩型铀矿勘查工作提供了新的方向。 本文通过对松辽盆地XX地区东西向、南北向若干钻孔岩心中的富铀地层—四方台组进行编录、取样和测井曲线研究，发现铀富集主要分布于四方台组一段和二段灰白色中砂岩中。结合研究区东西方向上4个钻孔剖面含矿层和不含矿层的岩石学、矿物学分析，认为富铀砂岩主要为长石岩屑砂岩，并且东西方向上钻孔分别为非矿化孔、矿化孔，相对应含矿层砂岩由长石砂岩转变为长石岩屑砂岩-岩屑砂岩。同时反映了砂岩特殊的成分组成、结构特征与铀富集紧密联系。通过钻孔岩心的颜色、沉积构造、含有物及特殊矿物，确定研究区四方台组沉积微相识别标志。根据四方台组岩相组合、沉积构造及测井曲线资料的综合分析，确定了研究区四方台组为一套曲流河-三角洲（平原）沉积体系。在单井沉积相和连井沉积相分析基础上，明确了四方台组各段沉积微相展布特征：垂向上，发育曲流河-三角洲平原相-曲流河相沉积，反映研究区在四方台期水体较浅且动荡；纵向上，东部主要发育曲流河沉积，西部主要发育曲流河-三角洲（平原）沉积，认为东部为富铀地层的物源方向，西部为富铀地层的沉积中心。通过对研究区围岩、矿化砂岩和富铀砂岩的地球化学分析，发现三者在微量元素蛛网图上特征基本一致，仅富集和亏损程度略有不同，可能受后期流体改造影响。除U元素外，其他元素的富集程度普遍较低，并未出现典型层间氧化带砂岩型铀矿Mo-V-Re-Sc等元素共同富集的现象，与典型砂岩型铀矿特征存在差异。相关性趋势上显示，富铀砂岩相比围岩、矿化砂岩，其中的铀与其他微量元素之间相关性更明显。稀土元素球粒陨石标准化配分曲线显示，围岩、矿化砂岩和富铀砂岩均呈右倾，具有轻稀土富集特点，并且轻稀土组分内部分馏强于重稀土；δEu大部分呈负异常，个别呈正异常，可能由斜长石所致；δCe基本无异常或略显负异常。稀土元素北美页岩标准化配分曲线显示，围岩、矿化砂岩和富铀砂岩与大陆上地壳配分曲线相似，其差异性可能为经历后期流体蚀变所致。三者的Ceanom指数反映古水介质条件均为还原环境。Hf-La/Hf、La/Sc-Co/Th、REE-La/Yb、Zr/Sc与Th/Sc比值判别图解指示围岩、矿化砂岩和富铀砂岩物源为长英质岩石。Th-Co-Zr/10、La-Th-Sc、La/Sc-Ti/Zr图解也反映物源可能来自海西期花岗岩和燕山期花岗岩等多个来源，源岩的构造背景可能为活动大陆边缘和大陆岛弧。通过Grant等位线法对富铀地层分析发现铀的富集过程中多种微量元素迁出，轻、重稀土元素表现出不同的活性。通过对近东西向4个钻孔四方台组沉积相与环境敏感元素分析，发现铀集中于四方台组一段曲流河道相内，且气候越干旱、水体盐度越高、古介质条件越还原，越有利于铀富集。 总的来说，XX地区富铀地层与典型砂岩型铀矿特征上存在差异，明显受沉积相控制，并且铀的富集是受多方面因素所影响。

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第一章前言

1.1选题目的及意义

1.2国内外研究现状

1.2.2国内外对砂岩型铀矿分带性的研究

1.2.2松辽盆地目的区研究现状

1.3主要研究内容与技术路线

1.3.1研究内容

1.3.2技术路线

1.4完成的工作量

1.5主要创新点

第二章区域地质概况

2.1研究区概况

2.2构造背景

2.3地层特征

2.4气候背景

第三章四方台组岩石学特征与沉积相分析

3.1四方台组岩石学特征

3.1.1岩石的颜色

3.1.2岩石类型

3.1.3沉积构造

3.1.4岩相类型

3.2四方台组沉积相分析

3.2.1四方台组沉积微相类型

3.2.2四方台组沉积微相展布特征

3.2.3四方台组沉积微相平面分布特征

第四章四方台组地球化学特征

4.1测试方法

4.2微量元素特征

4.2.1微量元素富集特征

4.2.2砂岩中微量元素与U之间的相关性分析

4.2.3微量元素变化规律

4.3稀土元素特征

4.3.1稀土元素含量特征

4.3.2稀土元素配分特征

4.3.3稀土元素变化规律

4.3.4Eu和Ce异常特征

4.3.5Ceanom指数

4.4沉积环境分析

4.4.1源岩性质

4.4.2构造背景

4.4.3风化特征

4.5元素迁移规律

4.5.1质量平衡方程及原理

4.5.2元素迁移计算及等位线图解

4.4.3元素迁移规律讨论

第五章沉积相与地球化学之间的关系

第六章结论

致谢

参考文献

附录