钱家店及外围红杂色含铀目标层位重新划分及其地质意义

Red-Colored Uranium Target Horizon Reclassification and Its Significance in Qianjiadian Uranium Deposit and Surrounding Areas

摘要

钱家店铀矿床及外围地区含矿目标层位划分不明已成为当前生产和科研迫切需要解决的关键问题.为准确厘定含矿层位，综合运用地层学、沉积学、砂岩型铀成矿理论，采取岩性、测井、古生物和其他多手段相结合的多重地层对比方法，系统分析了含矿目标层位的识别特征和划分依据.研究成果证明目前被统归划分为姚家组的含铀红杂色层可以识别并划分出泉头组、青山口组和姚家组，并在此基础上重新厘定了区域上不同矿体的层位归属和矿化特征.该研究可为松辽盆地南部铀矿勘查突破提供新的找矿思路和地质依据，在此新层位体系下进一步开展成矿规律研究，或许能真正有助于揭示长期以来悬而未决的板状铀矿体成因.

关键词

钱家店铀矿床 / 红杂色层 / 地层划分 / 孢粉化石 / 灰色砂体 / 矿床学

Key words

Qianjiadian uranium deposit / red-colored layer / stratigraphic division / pollen-spore / grey sand body / ore deposit geology

0 引言

砂岩型铀矿具有开采成本低、环保等优势（Tulsidas and Fairclough， 2018），是我国主要的铀矿勘查种类，大多分布于我国北方各大中-新生代盆地内（聂逢君等， 2015； 张金带， 2016； 焦养泉等， 2018）.松辽盆地南部钱家店砂岩型铀矿床已实现规模化工业开采，勘探程度较高，找矿成果突出（蔡煜琦和李胜祥， 2008； 张金带等， 2010；李林强，2014；朱强等，2015；荣辉等，2016；夏飞勇等，2019；金松等，2022，Feng et al.，2023）.近年来，随着铀矿勘查工作量的不断投入，在钱家店铀矿床外围的海力锦、宝龙山、大林、双宝等地区又相继取得重大找矿突破（张金带等，2015；Zhao et al.， 2018； 蔡建芳等， 2018； 贾立城等，2018；焦养泉等， 2018；王岩等，2021），初步控制了一条呈NNE向延伸数十千米的“海力锦-钱家店-宝龙山-大林-双宝”特大型铀矿带，目前已成为我国砂岩型铀矿勘查的主要战场之一.

最早钱家店铀矿床取得突破时，主要赋矿层位为上白垩统姚家组下段，为一套灰色含矿砂岩层（Bonnetti et al.， 2017；贾立城等，2018；佟术敏等，2019），其顶底界面在钱家店矿区小范围内较好对比，下伏为上白垩统青山口组（含矿灰色砂岩层底与下伏大套红色洪泛泥岩为界限），上覆为灰砂红泥互层的姚家组上段.随着外围找矿的相继突破，发现含矿灰色砂岩段在整个矿带范围内存在多套且含矿岩性也有所差别，但目前其含矿段层位归属问题仍认识不清（姚家组下段？青山口组？泉头组？），其主要原因是含矿目标层整体表现为一套形成于半干旱炎热古气候条件下的红杂色碎屑沉积（Xu et al.，2019；江文剑等，2023），与传统的暗色含煤碎屑岩建造明显不同（Dai et al.，2015； Hall et al.，2017； Bullock and Parnell， 2017），岩性及测井上均缺乏明显标志层，层位划分困难. 石油系统对松辽盆地白垩系开展过不少工作，认为盆地南部上白垩统沉积地层较薄且为边缘相沉积不利于油气储层的发育，下白垩统才是寻找油气的主攻层位，故石油系统对上白垩统这套红杂色层并不关注，从钻孔资料来看，在研究区钱家店凹陷内将这套红杂色层划分为“姚家组+青山口组”，在整个松辽盆地南部也未将其划分开来（表1）.目前铀矿找矿和研究工作则苦于没有很好的分层依据，暂将铀矿带内的这套红杂色层均统归划分为姚家组（表1），这为生产带来一定的方便，但存在着很大的地质矛盾.首先，若按此划分区域内姚家组厚度变化太大（海力锦-钱家店-宝龙山一线姚家组厚度仅约几十米至百多米，但大林-双宝一线姚家组厚度可达三四百米）.这在当时坳陷沉积背景下，数十千米甚至数千米范围内同一组段厚度却相差几百米，不符合一般沉积规律；其次，局部地段钻孔揭露上套灰色含矿层直接覆盖于基底上，说明姚家组底界应该为上套灰色含矿砂岩层的底界（即下套灰色含矿砂岩层不应归属于姚家组）；再者，下套灰色含矿砂岩层在沉积特征方面与姚家组也存在不同，局部表现为水下沉积特征，与姚家组河流相有较明显的差别，进一步说明下套灰色含矿层不应归属于姚家组.目前铀矿生产单位也逐渐意识到将所揭露的这套红杂色均归入姚家组已经不合实际了，现已成为生产和科研中困惑的难点与亟待解决的重点问题.因此非常有必要对含矿目标层位进行重新厘定与划分.

鉴于此，本文以含矿目标层重新厘定为直接问题，以钱家店及其外围铀矿带为研究对象系统开展层位划分对比研究，初步建立了研究区地层划分的识别方案（表1），并重新厘定了铀矿带内含矿段的层位归属，以期能为研究区不同矿区不同层位的找矿部署提供一定指导.

1 地质背景

松辽盆地是我国东北地区最大的中新生代含油气沉积盆地，属于板内伸展断坳复合型，总面积约26×10⁴ km²（于文斌，2009；Rong et al.，2019）.按区域隆起和坳陷的发育特征分为6个一级构造单元（图1a），即中央坳陷区、东北隆起区、东南隆起区、西南隆起区、西部斜坡区、北部倾没区（朱强等，2015；Feng et al.，2017）.研究区位于盆地南部西南隆起区内，主要为钱家店凹陷北部、架玛吐隆起西南侧，呈一条NNE向延伸数十千米的“海力锦-钱家店-宝龙山-大林-双宝”特大型铀矿带，具有相似的成矿地质环境，地理位置属于我国内蒙古通辽市境内（图1b）.

研究区地表第四系发育，露头出露较差，基底主要为石炭系-二叠系的浅变质岩和侏罗系的火山碎屑岩（颜新林，2018），盖层包括下白垩统义县组、九佛堂组、沙海祖和阜新组的断陷湖盆沉积；上白垩统泉头组、青山口组、姚家组、嫩江组的河流-湖相沉积以及第四系，缺失嫩江组以上地层（陈晓林等，2006）.其中含矿目标层位为上白垩统嫩江组下伏的一套干旱-半干旱气候下形成的红杂色河流相沉积建造（李林强，2014；Xu et al.，2019），厚度变化较大.砂体厚度较大，部分地区呈现多期砂体叠置，且层组之间缺乏明显的标志层，造成地层界限难以界定，层位划分困难，整体表现为大套红杂色层中夹一套或多套薄层灰色砂岩，灰色砂岩即为赋矿部位（佟术敏等，2019；Jin et al.，2022），区域上变化较大，矿体形态均呈板状、层状或透镜状（Bonnetti et al.，2017），当前该赋矿灰色砂岩段层位归属不明，亟待解决.

2 含矿目标层位识别特征与重新划分

前述可知，研究区含矿目标层位为上白垩统嫩江组下伏的一套干旱-半干旱气候下形成的红杂色沉积建造，层位难以直接划分.而铀矿体主要赋存在红杂色建造中的灰色层顶部、底部或悬空，呈板状或透镜状（整体表现为大套红杂色层中夹杂较薄的灰色含矿层），且在区域内变化较大.下面将从岩性、测井、古生物化石和其他特殊标志等方面分析和识别这套红杂色含矿目标层，初步建立其地层划分和对比方案（图2）.

2.1　岩石组合和测井特征

红杂色含矿目标层上覆的嫩江组为松辽盆地区域性标志层，是一套覆盖范围广的暗色厚层稳定泥岩（席党鹏等，2009；李林强，2014），局部夹薄层介壳灰岩，发育大量介形虫、叶肢介化石（图3a~3c），其平直低阻的测井特征与下伏含矿目标层的指状、箱状高阻特征具明显区别.

通过选取不同矿区典型钻孔进行详细的岩心观察发现，目标层岩性主要由砾岩、含砾砂岩、中-粗砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥岩组成，颜色以紫红色、砖红色、灰色-灰白色为主，灰绿色偶见，赋矿岩性以灰色粗-中砂岩、灰白色细砂岩为主，铀矿带内不同矿区的含矿岩性有所差别.根据岩石组合及测井特征初步分析认为，泉头组（大部分钻孔仅揭露顶部）岩性主要为紫红色砂质砾岩与褐红色泥岩互层，具有分选磨圆较差、粒度较粗的特点，相应的测井曲线特征表现为指型，齿化强烈（图3d）.前人研究认为研究区内泉头组不发育，但本次研究双宝地区发育泉头组，以灰色中砂岩和紫红色砾岩为主，局部夹薄层灰色泥岩（图3e），表现为水下沉积特征.青山口组中下部为紫红色、灰色中粗砂岩夹薄层紫红色泥岩（图3f），整体表现为砂多泥少，相应的测井曲线齿化剧烈，呈指状或钟型；上部岩性以大套紫红色泥岩为主（图3g），整体表现为泥多砂少，相应的测井曲线特征较平直，顶部见薄层灰色泥岩（有资料表明该薄层灰色泥岩为青山口组与姚家组界面识别标志（图3g），但从大量钻孔岩心观察发现在区域上并不稳定）.姚家组下部岩性以紫红色泥岩和紫红色、灰色砂岩为主，夹薄层砂砾岩，分布广泛，岩性在区域上变化较大（钱家店-宝龙山地区整体表现以灰色砂岩为主（图3h~3i），大林-双宝地区以红色泥岩与薄层细砂岩互层（图3j），整体表现为泥多砂少的洪泛平原沉积），相应的测井曲线特征表现为钟型或箱型，齿化强烈；上部岩性以紫红色泥岩与浅灰色钙质细砂岩互层为主，呈现“灰砂红泥”的二元结构，相应的测井曲线表现为箱型，较光滑平直.

由此可知，含矿目标层位整体表现为红杂色碎屑沉积，岩性组合及测井存在一定规律（图2），但仅在单个矿区或局部地段较好识别（Rong et al.，2021），区域上仍难以对比，尤其是区域内的青山口组和姚家组出现多期河道砂体叠置现象，更难直接进行层位划分及对比.

2.2　古生物组合特征

孢粉体积很小，一般在10~200 μm，产量很大，可以随风、水流飘到各种地方，在各类型的沉积岩中或多或少均有所分布，因而形成横、纵向的化石分布连续性，且孢粉具有坚固的外壁能抵抗强酸强碱破坏，经过几亿万年仍能保存良好（余静贤等，1983；高瑞祺，1988）.若两个相邻地区的地层中发现的孢粉组合的面貌比较相似，那么这两个地方的地层可以进行对比（高瑞祺等，1994），因此孢粉化石组合对于地层划分具有良好的地层时代指示意义.调研发现前人针对松辽盆地晚白垩世孢粉化石做过一些研究（余静贤等，1983；高瑞祺，1988；高瑞祺等，1994；叶得泉和徐静慧，1994；田梦等，2005；闫晶晶等，2007；吴炳伟，2007；席党鹏等，2009；荆夏，2011），主要是基于地表零星露头剖面和油田钻井的不连续岩心取样（表2），但由于松辽盆地白垩纪露头较少、地层不连续而使研究结果均不够完整，而且对松辽盆地晚白垩世孢粉化石的叙述相对早白垩世要少，进而针对盆地南部晚白垩世的孢粉研究则更少.研究区范围内仅温国强等（2017）和徐增连等（2017）通过单井或多井对钱家店姚家组的孢粉化石做过相关研究，而且也不是全井段连续取心分析（表2）.

本文在分析研究区孢粉化石资料的基础上，对海力锦、钱家店、宝龙山、大林、双宝矿区共14口典型钻孔（S49、S33、兴99、兴105、兴109、兴101、H4、T6、T14、T3、K10、BK5、HK1、HT1）进行了全井段系统取样.全部送中国科学院南京地质古生物研究所鉴定，筛除孢粉含量不足的样品，分析了具有鉴定意义的样品92块.根据主要孢粉类型纵向相对百分含量变化以及井间横向对比，分析表明含矿目标层自下而上孢粉化石分带明显（图2）.

2.2.1 Schizaeoisporites-Nevesisporites-Abietineaepollenites-Pinuspollenites组合带（希指蕨孢-三花孢-单束松粉-双束松粉）

该组合鉴定其地质时代为泉头组顶部，研究区S33、兴105、兴101、兴109、兴99、S49井均有该组合的化石产出.组合特征为：①以蕨类植物孢子（64.22%）占绝对优势，裸子植物花粉（34.62%）次之，被子植物花粉（1.16%）仅见少量的藜粉属；②蕨类植物孢子中以希指蕨孢Schizaeoisporites、三花孢Nevesisporites居多，还有少量的具唇孢、多环孢、波缝孢等；③裸子植物花粉主要单束松粉Abietineaepollenites、双束松粉Pinuspollenites、麻黄粉（Ephedripites）也有一定比例（图4）.这一组合与前人建立的泉头组顶部或青山口组底部的孢粉组合基本一致，考虑到这时期麻黄属较多，典型青山口组的麻黄属较少，结合岩性特征将其地质时代定为上白垩统泉头组顶部.

2.2.2 Nevesisporites-Cyathidites-Pinuspollenites组合带（三花孢-桫椤孢-双束松粉）

该组合地质时代为青山口组，其组合特征为：①以蕨类植物孢子（53.09%）和裸子植物花粉（44.58%）为主，比较来说蕨类植物孢子略占优势，被子植物花粉含量最低（0.32%~2.32%），见三孔粉Triporopollenites（最早出现于晚白垩世Cenomanian期，对应青山口时期）；②蕨类植物孢子中以三花孢Nevesisporites（15.58%）和桫椤孢Cyathidites（12.34%）居多，其次为三角孢Deltoidospora，无突肋纹孢Cicatricosisporites等；③裸子植物花粉（44.58%）主要是松科花粉，其中双束松粉属Pinuspollenites含量最高，为12.34%，其次为云杉粉Piceapollis（6.82%），单束松粉Abietineaepollenites，破隙杉粉Taxodiaceaepollenites hiatus也有一定含量（图4）.这一组合与前人在野外剖面（黑龙江省宾县以北白石采石场-白石粮库一带的鸟河剖面）建立的青山口组一段孢粉化石组合带：Pinuspollenites-Cyathidites，裸子植物花粉和蕨类植物孢子占绝对优势，少见被子植物花粉（荆夏，2011）相似，可以对比.

其中双宝地区样品S49-5中的无突肋纹孢Cicatricosisporites特征明显，容易鉴定，并且大量资料表明，该属在早白垩世Berriasian期数量很少，至Valanginian期才开始增多，Hauterivian期-Barremian期大量繁盛.在我国松辽盆地以早白垩世沙河子组-晚白垩世Cenomanian期青山口组一段最为丰富，青山口组二、三段以后数量显著减少.保康地区样品HK1-38中根据三孔沟粉Tricolporopollenites（始现于早白垩世Albian期）和优美美丽粉Beaupreaiditeselegansiformis（一般自晚白垩世Cenomanian期青山口组开始分布，之后逐渐增多）的出现（图4），结合其孢粉组合综合更确定其样品的地质时代为晚白垩世Cenomanian期青山口组.

另外大林地区样品兴99-6（Abietineaepollenites-Nevesisporites组合）、兴101-10和ZK兴101-11（Nevesisporites-Pinuspollenites组合以及Pterisiporites的存在）、兴105-9（Nevesisporites-Abietineaepollenites组合）、钱五块地区T14-3（Abietineaepollenites-Nevesisporites组合）和T14-2（Pinuspollenites-Cyathidites组合）、海力锦地区样品H4-4（Schizaeoisporites-Nevesisporites组合以及Ephedripites有一定分布）等都比较契合青山口组孢粉组合特征，均可作为划分成青山口组的孢粉证据.

2.2.3　 Gramineae-Chenopodiaceae-Pinus组合带（禾本科-藜科-松属）

该组合地质时代为姚家组，其组合特征为：①以被子植物花粉（50.01%）和裸子植物花粉（47.38%）为主，其中被子植物花粉含量增长很大，蕨类植物孢子（2.6%）少见；②被子植物花粉中禾本科Gramineae高达50.53%，还有少量的藜科Chenopodiaceae（4.54%）、蒿属Artemisia（1.87%）和禾本粉属Graminidites等；③裸子植物花粉（40.58%）以松属Pinus（37.21%）为主，还有零星的云杉粉属、单束松粉属和杉粉属等；④蕨类孢子中仅见三角孢属Deltoidospora（1.42%）和桫椤孢属Cyathidites等（图4）.

本组合总的特征与前人建立的姚家组孢粉特征相似，均以被子植物花粉含量增高，类型较多，且较进化的类型频繁出现，占有重要地位，见一定比例的三孔沟花粉（有三孔沟粉表明晚于青山口组）；松科、杉科和柏科植物花粉含量较高，综合判定该组合特征反映的是我国松辽盆地姚家组孢粉组合面貌.

另外钱家店地区T3-5样品以被子植物花粉（68.71%）和裸子植物花粉（30.99%）为主，被子植物最多，以Chenopodiaceae（43.27%）为主；裸子植物（30.99%）中以Pinus（14.04%）稍多；基本没有蕨类植物；双宝地区S33-10样品显示被子植物花粉（61.78%）中Gramineae为52.93%，其次为Chenopodiaceae（8.22%）和少量Artemisia等；裸子植物花粉（33.53%）中Pinus高达（29.73%）和Quercus（3.81%）等；蕨类孢子（4.69%）中仅见S. sinensis等其他同深度样品中的孢粉化石也十分契合该组合特征，综合岩性及地层厚度可将其地质时代均划分为姚家组.

2.2.4 Lythraites-Aquilapollenites-Schizaeoisporites组合带（千屈菜粉-鹰粉-希指蕨孢）

该组合地质时代为红杂色层上覆的嫩江组，其组合特征为：①被子植物花粉类型繁多，含量较高的有山龙眼科之美丽粉Beaupreaidites，千屈菜科之拟千屈菜粉Lythraites，高腾粉Gothanipollis、三孔沟粉Tricolporopollenites，三沟粉Tricolpopollenites等形态分子，其中拟千屈菜粉Lythraites为组合的特征分子（图4）.②裸子植物花粉以掌鳞杉科之克拉梭粉Classopollis含量最高，次为松科之双束松粉Pinuspollenites和云杉粉Piceapollis；③蕨类植物孢子以莎草蕨科之希指蕨孢Schizaeoisporites含量居首，桫椤科之桫椤孢Cyathidites次之.其中高腾粉Gothanipollisplicus常见于松辽盆地嫩江组-明水组；大型拟千屈菜粉Lythraitesgiganteus和三角拟千屈菜粉L. triangulatus仅分布于亚洲东部晚白垩世（图4），是我国松辽盆地晚白垩世Campanian期嫩江组的特征分子，另外还见于湖北枣阳上白垩统.本组合与松辽盆地嫩江组孢粉化石组合（田梦等，2005）十分相似，可以对比，共同点为：①被子植物花粉类型较多，主要分子有：美丽粉Beaupreaidites，拟千屈菜粉Lythraites，高腾粉Gothanipollis，三沟粉Tricolpopollenites，三孔沟粉Tricolporopollenites等，其中拟千屈菜粉Lythraites和高腾粉Gothanipollis的出现为组合的重要特征；②裸子植物花粉以掌鳞杉科之克拉梭粉Classopollis含量最高，其他常见的还有松科、杉科、柏科、罗汉松科等的一些分子；③蕨类植物孢子以莎草蕨科之希指蕨孢Schizaeoisporites最为丰富.可见，两组合应属同一地质时期的沉积.

藻类化石可称为嫩江繁棒藻Cleistosphaeridiumnenjiangense-光面球藻Leiosphaeridia组合，其中前者特征明显，容易鉴定（图4），现有资料表明，它目前仅出现于松辽盆地上白垩统嫩江组一、二段，暂未在其他地层中发现过，属于地方性分子.本组合主要特征与松辽盆地嫩江组一、二段嫩江繁棒藻Cleistosphaeridiumnenjiangense-小型拟沟裸藻Dinogymniopsis minor组合（高瑞祺和孔庆云，1992）相似，可以对比.

综合上述孢粉和藻类化石层位意见，将地质时代定为晚白垩世Santonian晚期-Campanian早期，层位相当于嫩江组一、二段，即红杂色含矿目标层的上覆层位.

2.3　其他特征

2.3.1　重矿物组合特征

由于不同时期下的物源虽有一定的继承性，但也可能存在一定的改变，这在重矿物组合特征上往往会有所体现（蔡煜琦和李胜祥，2008）.因此重矿物组合特征上的差异对于该区域内的层位划分具有一定的借鉴意义，尤其体现在用岩性、测井等常规分析手段，标志层较难识别，层位不易区分的钻孔中.通过对钱家店及外围地区典型钻孔165个重矿物样品的系统分析，发现同一钻孔不同层段的重矿物组合均表现出一定的规律，统计作图得出姚家组的重矿物组合主要为：锆石+石榴子石+白钛矿+锐钛矿+钛铁矿；青山口组的重矿物组合为：钛铁矿+石榴子石+重晶石+锆石；泉头组的重矿物组合为：锆石+钛铁矿+磷灰石+石榴子石（图2）.这与基于岩性、测井和孢粉数据的层位划分有很好的契合，从这个角度来说进一步肯定了从其他分析手段进行的层位划分与对比.

2.3.2　事件沉积构造现象

在研究区大林、双宝矿区的S33、S49、S17、兴109、兴101、兴99、兴105、兴117等钻孔中均发现一些软沉积物变形构造，经研究分析认为是震积岩的特征.研究区钻孔中发现的震积岩构造主要为液化混杂堆积、角砾状构造、微同沉积断裂、液化卷曲变形构造、砂球枕构造等（图5），其中钻孔S33中的微同沉积断裂是被大多数震积岩研究者认可的地震活动的一个典型标志，呈单独发育的张性断裂（图5a）.兴99、兴105等钻孔中见到的液化卷曲变形构造大小不一，形态各异（图5b，5c）.S49、S33等钻孔中观察到的拖曳拉长的枕状沉积构造为震积砂枕构造，砂块的大小从几毫米到几厘米不等，由于粒度细、饱含水，在震动下沉过程中发生塑性变形呈现出不规则的球状、枕状、拖曳拉长状等，构成枕状层（图5d，5e）.兴105钻孔中发育的角砾混杂堆积现象是固结及未固结岩层被震裂而形成的初始断裂角砾状构造（图5f），角砾棱角分明，顺层分布，位移不大，大小相差也不大，相邻角砾可完全拼接到一起.研究区大林、双宝地区的震积岩以灰色细砂岩、粉砂岩与粉砂质泥岩为主，埋深较大，多为580~750 m，是一种明显区别于姚家组河流相的水下沉积特征，综合分析认为是青山口组下部-泉头组的辫状河三角洲前缘沉积.该时期震积岩的发育表明研究区有构造活动，表示松辽盆地南部坳陷期并非仅仅是热沉降，也有断裂的强烈活动.本次对研究区震积岩的识别属于首次发现，该发现对该区域地层划分与对比也提供了一个新思路.

2.3.3　特殊矿物

在研究区双宝地区钻孔样品中发现一种似海绿石矿物，经过电子探针及X衍射进一步鉴定，确定为绿鳞石矿物.主要呈不规则粒状、蜡状光泽，不透明，颗粒的边缘为次棱角或椭球状团粒状，表面新鲜，无氧化膜，颜色呈深绿色、蓝绿色、浅绿色，部分颗粒色调不一，个别浅绿色颗粒能见到云母向绿鳞石过渡的假象，光性及颗粒特征与海绿石相近，成分也相近（表3）.通过进一步查阅前人资料得知，早在1987年松辽盆地南部泉头组砂岩中就发现了绿鳞石矿物，分布比较广泛，但含量较低，且在湖盆三角洲前缘相带内比较富集，其含量多少受沉积环境的严格控制（黄善炳，1987）.湖盆中央绿鳞石含量普遍较高，由中央向边部过渡，绿鳞石随之减少.从沉积相来看，高绿鳞石含量的地区都处于砂体入湖的三角洲前缘相带内，而且绿鳞石与所在砂岩中的碎屑颗粒粒径相同并与黄铁矿、方解石、菱铁矿、赤铁矿相伴生.绿鳞石含量高，往往黄铁矿和含铁的碳酸盐矿物含量也高，但其与赤铁矿的含量是一种逆相关系.本次研究在双宝地区发现的绿鳞石矿物进一步佐证了该地区泉头组的发育和本次层位划分的科学性.

3 各矿区含矿段层位厘定

基于以上层位划分依据，挑选铀矿带内不同矿区典型钻孔进行单井划分和连井对比，初步厘定和总结了不同矿区（海力锦、钱家店、宝龙山、大林和双宝）的含矿层位和矿化特点（图6）.

海力锦矿区的含矿深度普遍位于565~585 m范围内，厚约15~20 m，层位归属姚家组下段，含矿段岩性粒度较细，以灰白色细砂岩为主，夹灰色、灰绿色中-细砂岩，岩石较疏松，见长石高岭土化，局部见大量炭屑和薄层灰色泥砾岩，岩心观察多见砂纹层理、波状层理.工业铀矿化受上、下氧化带控制，夹于上下氧化带之间的灰色层中，主要呈板状分布，矿体形态较稳定、单一.上氧化带主要为砖红色细砂岩和薄层粉砂岩互层，厚约8 m，下氧化带以浅砖红色细砂岩为主，夹薄层浅黄色细砂岩，厚约6 m.上下泥岩隔水层稳定，具备良好的泥-砂-泥结构.

钱家店和宝龙山矿区的含矿深度较浅，层位归属以姚家组下段为主，钱Ⅱ块矿区的含矿深度普遍在280~300 m左右；钱Ⅲ块矿区的含矿深度一般为360~410 m；钱Ⅳ块和钱Ⅴ块矿区具有多层氧化及多层铀矿化多层位的特点，含矿深度一般为240~270 m和310~350 m，上套矿体归属姚家组下段，下套矿体归属青山口组；宝龙山矿区从空间区域上来说紧挨钱Ⅴ块矿区，由于不同勘探单位的勘探工作取名有所不同（石油系统命名为钱Ⅴ块，核系统命名为宝龙山），但宝龙山矿区受架玛吐隆起影响，地层遭受剥蚀，含矿层位归属姚家组下段，深度一般为250~310m，且在矿区范围内呈现越往北见矿深度越浅的规律，下部层位发育青山口组薄层的风化壳角砾岩.铀工业矿化受上、下氧化带控制，多呈板状、透镜状分布，含矿岩性主要为灰色中-细砂岩夹砂质砾岩，岩石较疏松，渗透性好，工业铀矿化与F1断裂和白兴吐构造天窗泄水作用关系密切.

大林矿区的含矿深度较大，层位归属青山口组，且存在上、下两套含矿层，上套含矿层深度一般为500~530 m，下套含矿层主要为570~600 m，区域内稳定，连续性较好，且存在自北向南含矿深度逐渐增大的趋势.上、下氧化带红砂厚约20 m，矿体形态较为复杂，多呈板状和透镜状.含矿岩性粒度较粗，以灰、灰白色中-粗砂岩为主，夹薄层砂质砾岩，钙质胶结，胶结程度较高，岩石较致密.双宝矿床的含矿层通常也存在两套，但是上套含矿层区域上并不稳定，连续性较差，下套含矿深度一般为720~750 m，层位归属为泉头组.含矿岩性以灰、灰白色中砂岩为主，夹薄层灰色粗砂岩、泥砾岩，含矿层下部为黄色、黄色砾岩.

综上可知，研究区内各典型矿床的含矿层不仅局限于传统认为的姚家组下段，其中海力锦、钱家店和宝龙山地区的含矿层主要归属姚家组下段，大林矿区含矿层为青山口组，双宝矿区含矿层为泉头组.同时发现各矿床成矿并不完全受层位控矿影响，赋矿层位姚家组在成矿区属于限定性古地貌沉积，具有较强的汇流沉积作用特征，故推测姚家组成矿主要是受控于成矿期的沉积古地貌.

4 讨论

砂岩型铀矿床的形成虽受多重因素影响，但含矿目标层位的精确厘定是开展各项工作的基础.如果不能准确厘定出主攻层位，勘查工作势必产生较大的盲目性，进而也制约着成矿理论和铀矿找矿的进一步突破（秦明宽等，1999）.

前已述及，研究区含矿地层为上白垩统嫩江组以下的一套河流相红杂色层（泉头组-姚家组），由于标志层不明显，层组难以直接划分与对比，目前砂岩型铀矿找矿和研究工作将这套地层统归于姚家组，大部分基础图件也是基于此来编制的，这样一来将很难真正认识到沉积地层的展布规律，势必也会对找矿方向和成矿规律的研究带来较大影响.本文通过多方法手段证明了该套地层可以识别并划分出泉头组、青山口组和姚家组，以此重新开展研究区地层对比、基础图件编制和研究，这将对松辽盆地南部找矿认识具有重要理论和实际意义：（1）从层位上扩大找矿空间；（2）研究区找矿的识别标志是以寻找红杂色层中具一定规模的灰色砂体为主，但目前灰色砂体成因尚不清楚、分布难以预测，层位上的重新划分，将更有可能揭示其分布规律，对找矿预测十分重要；（3）研究区具有“典型板状矿体”成因特征，前人就此做了大量研究，但目前仍没有统一的结论，这些研究均是基于含矿层归属于姚家组这一认识来开展的，如果含矿层是跨层位的，那么以上的认识就可能存在偏差.因此，若在新层位体系下开展矿体形态和成矿规律的研究，将有助于揭示板状铀矿体的真正成因.

5 结论

（1）分析认为含矿目标层位整体表现为红杂色碎屑沉积，岩性组合及测井在单个矿区内较好识别划分.其中泉头组岩性主要为紫红色砂质砾岩与褐红色泥岩互层，测井曲线为指型，齿化强烈.青山口组中下部砂多泥少，测井曲线呈指状或钟型；上部岩性泥多砂少，测井曲线较平直.姚家组下部岩性在区域上变化较大（除钱家店地区以外，与青山口组中下部岩性相似），上部岩性呈现“灰砂红泥”的二元结构，测井曲线为箱型.

（2）通过系统地孢粉取样分析，认为含矿目标层自下而上孢粉化石分带明显：泉头组以Schizaeoisporites-Nevesisporites-Abietineaepollenites-Pinuspollenites组合带（希指蕨孢-三花孢-单束松粉-双束松粉）为主，以蕨类植物孢子占绝对优势；青山口组以Nevesisporites-Cyathidites-Pinuspollenites组合带（三花孢-桫椤孢-双束松粉）为主，以蕨类植物孢子和裸子植物花粉为主，其中蕨类植物孢子略占优势，基本没有被子植物花粉；姚家组以Gramineae-Chenopodiaceae-Pinus组合带（禾本科-藜科-松属）为主，被子植物花粉最多，其次为裸子植物花粉，蕨类植物孢子少见.

（3）通过各层组重矿物组合特征、在研究区大林、双宝矿区发现的事件沉积构造现象以及双宝地区特殊的指向性矿物-绿磷石，均进一步佐证了本次含矿层重新划分的科学性与准确性.

（4）在新的地层认识下，初步厘定和总结了不同矿区（海力锦、钱家店、宝龙山、大林和双宝）的含矿层位和矿化特点.认为海力锦、钱家店和宝龙山地区的含矿层主要归属姚家组下段（钱Ⅳ块具有多层铀矿化多层位特点），大林矿区含矿层为青山口组，双宝矿区含矿层为泉头组.

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基金资助

国防科工局核能开发项目(HSL1403)