松辽盆地可地浸砂岩型铀矿成矿地质条件

松辽盆地可地浸砂岩型铀矿成矿地质条件

【摘要】松辽盆地为中国北方大型内陆盆地之一，总面积达26万平方公里，它位于中亚可地浸砂岩型铀矿带的东延部分，在盆地的发展过程中，发育有含油气建造，含煤建造和杂色陆相碎屑岩建造。在杂色碎屑岩建造中有层间氧化带和“泥—砂—泥”结构发育，同时盆地内具有良好的地下水循环体制，是寻找可地浸砂岩型铀矿的有利地区。

【关键词】松辽盆地；可地浸；铀矿；条件分析

松辽盆地位于我国东北，包括黑龙江西南部、吉林省西部、内蒙古自治区东部和辽宁省北部。

1 大地构造位置

在大地构造位置上，处于天山—兴蒙褶皱区（Ⅰ级），吉黑褶皱系（亚Ⅰ级）之松辽坳陷（Ⅱ级），西侧为大兴安岭优地槽褶皱带（Ⅱ级），内蒙古优地槽褶皱带（Ⅱ级）。南部与内蒙地轴（Ⅱ级）相接。见图1。

1.吉黑褶皱系

1-1 松辽坳陷

1-2 张广才岭优地槽褶皱带

1-3 佳木斯隆起

2.内蒙-大兴安岭褶皱带

2-1 大兴安岭优地褶皱带

2-2 内蒙优地槽褶皱带

3.中朝准地台

3-1 内蒙地轴

3-2 燕山台褶皱带

3-3 胶辽台隆

4.延边褶皱系

5.那丹哈达优地槽褶皱带（属锡霍特褶皱带）

6.上黑龙江冒地槽褶皱带（属蒙古-鄂霍次克褶皱带）

7.额尔古纳褶皱带

2 盆地特征

2.1 盆地基底

松辽盆地基底主要岩石类型有花岗岩、片麻岩、片岩、砂板岩、石灰岩等，在松辽盆地的中部以片麻岩一片岩为主，面积达3万平方公里，其西部以矿板岩—碳酸岩为主是兴安地槽的延伸部分，其东部是片岩—砂板岩—石灰岩分布区与吉黑地槽区相过渡。花岗岩是松辽盆地基底岩石的重要组成部分，分布广泛，可分为三个期次，有加里东期，海西期和燕山期。

松辽盆地基底断裂构造十分发育，对盆地的形成和发展起控制作用。在基底构造中，主要有北北向、东西向、北西向三组深断裂为主干断裂。北北向主干断裂有四条，它们具有切割深，规模大，活动时间长等特点。其中嫩江-白城-扎鲁特深断裂和依兰-伊通深断裂控制着盆地的东、西边界。孙吴-双辽断裂和海沦-伏龙泉断裂控制的盆地内二、三级构造单元，并决定着盆地内构造-沉积特征的东西分带特点。北西向断裂有五条，它们对盆地内部隆起坳陷和沉积格局起着控制作用。

2.2 盆地盖层

松辽盆地的盖层由上侏罗系、白垩系、第三系和第四系组成。其中上侏罗系和下白垩系为一套火山喷发岩和含煤建造，主要分布在断陷盆地中。中、上白垩系和下第三系为含油、气建造内陆河湖相碎屑岩系。上第三系为磨拉石建造和类磨拉石建造。第四系为洪积物、冰积物和风成砂等。盖层总厚度超过10000m。各层系之间虽有沉积间断，但一般无大的角度不整合。详见表1。

松辽盆地盖层构造以褶皱为主。褶皱构造一般为舒缓波状背向斜，地层产状平缓，倾角一般在1°-8°之间。例如大庆长垣、扶余鼻状构造和杨大城子复背斜等。在极个别地段也形成背斜隆起带，例如登娄库背斜隆起带、杨大城子背斜隆起带等。

松辽盆地盖断裂构造不太发育，主要有基底复活断裂、同生沉积断裂、沉积期后断裂三种。同生沉积断裂有可能控制有利沉积相带的展布，例如西拉木伦河断裂、海伦伦-伏龙泉大断裂等。

3 盆地演化历史

松辽盆地演化历史，各家都有不同的看法，但是盆地发展的主要阶段，还是

很一致的。例如，盆地发展的裂陷、坳陷、萎缩等主要阶段的看法上是基本一致的。

这里要强调指出的是，不管那种划分方法都把盆地萎缩阶段从晚白垩世一直划到第四纪，跨时达88Ma，但是可地浸铀矿特别是渗入型铀矿的重要成矿期是在新第三纪至第四纪。所以这个时期的地壳运动性质是很重要的，特别是亚造山运动，要突出出来，做为重要阶段划分出来，为可地浸铀矿找矿服务。因此，把松辽盆地的演化历史划分为五个阶段，它们是：

1）热隆张裂剥蚀阶段；

2）裂陷阶段；

3）坳陷阶段；

4）萎缩阶段；

5）次造山运动阶段。见图2。

3.1 热隆张裂剥蚀阶段

时限范围：三叠纪至晚侏罗世（T-Ja）

地壳运动特点：盆地演化的早期阶段，在三叠纪至早-中侏罗世（J2-1），由于上地幔隆起、引起张裂、盆地处于剥蚀状态。到侏罗纪晚期（J3），张裂作用加强，产生切壳断裂，引起火山喷发，沉积有火石岭组火山岩系。

3.2 裂陷阶段

时限范围：早白垩世（K1）

地壳运动特点：早白垩世早期由于上地幔拱起幅度加大，地壳拉张作用加强，松辽盆地在近东西向引张应力场作用影响下，产生张性断裂，特别是孙吴-双辽深断裂的中段断裂作用十分活跃，形成一系列北北东向地垒和地堑，造成中央上隆两侧断陷的“中隆侧陷”的构造格局。

沉积物特征：这阶段沉积物为火山岩系，含煤岩系和红色碎屑岩系。沉积物分布在断陷中，面积一般为数百至数千平方公里。最大的齐家-古龙-乾安断陷的面积可达17200，东部太平川-朝阳沟断陷面积也达8100km2。

到早白垩世晚期，登娄库组沉积范围逐渐扩大，登一、二段分布在断陷中的沉积物连成一片。到登娄库末期沉积范围已达5万km2。已具有向大型坳陷过渡的特点。

3.3 坳陷阶段

白垩系的泉头组、青山口组、姚家组和嫩江组沉积时期是松辽盆地大型坳陷阶段的形成和发展的全盛时期，该阶段形成的碎屑岩的厚度达3000m以上，沉积范围在20万平方公里以上。

时限范围：中白垩世（K2）地壳运动特点：是以长期的稳定的快速沉降为主，并伴有间歇性的波动上升。由于长期快速沉降，在盆地中部形成较大面积的深湖区。这个时期，湖水的深度和分布范围，取决于地壳的沉降速度和沉积速度。在以沉降为主的总趋势下，当沉降速度大于沉积速度时，湖区范围扩大，湖水加深，形成湖浸序列。反之，当沉降速度小于沉积速度时，湖面缩小，湖水变浅，形成湖退序列。这个时期的沉积速率为。泉头组为120-290m/Ma，青山口至嫩江能减小到30-50m/Ma。

沉积物特征：这个时期的沉积物主要是河湖相碎屑岩、有灰色生油建造类型和红色碎屑岩建造类型等两种类型。沉积物在平面分布上和在剖面上都有明显的特征。在平面分布上的特点是：从盆地中心向外沉积物颗粒变粗。并且有环带状分布的特点。再从沉积物的颜色上看盆地中部为深、浅湖相黑色细粒沉积物，到盆地达部为冲积相砖红色沉积物。在剖面上分布的特点是反映出两个沉积旋迥，即泉头组和姚家组都是红色碎屑岩建造，在干热气候条件下水退的环境中形成的。青山口组和嫩江组都是黑色生油建造，在温湿气候条件下，水进的环境中形成的。详见沉积旋迥一览表2。

表2 沉积旋迥一览表

在嫩江组沉积后发生一次地壳运动，即所谓的嫩江运动，使整个松辽盆地普遍上升，但东部地区尤其明显，造成上白垩到第三纪长期沉积间断。同时沉积盖层发生褶皱形成短轴背、向斜。

3.4 萎缩阶段

时限范围：晚白垩世至下第三纪（K3-E）

地壳运动特点：晚白垩世早期。由于嫩江运动，使盆地东部大幅度抬升，沉降中心向中心转移。四方台组和明水组仅分布在盆地的西部地区，沉积面积只有7.3万km2。沉积速度缓慢，沉积速率仅21-41m/Ma，平均26m/Ma。下第三纪依安组，沉积区分布在松辽盆地西北依安一带。晚白垩世沉降中心向西转移；然后下第三纪又向西北转移；沉积面积从嫩江组的20多万平方公里到四方台、明水组的7.3万平方公里，再到依安组的2.1万平方公里。因此，从沉降中心的转移和沉积面积的逐渐缩小，都说明松辽盆地的坳陷阶段在萎缩。

岩性岩相特征：

四方台组、明水组以冲一洪积相碎屑岩为主，滨湖相地层为副。从岩相分布