松辽盆地西南部含铀岩系沉积时的古气候演变及其与铀成矿关系

江文剑 ,  秦明宽 ,  范洪海 ,  贾立城 ,  郭强 ,  黄少华 ,  宁君 ,  肖菁

地球科学 ›› 2023, Vol. 48 ›› Issue (03) : 1232 -1245.

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地球科学 ›› 2023, Vol. 48 ›› Issue (03) : 1232 -1245. DOI: 10.3799/dqkx.2022.388

松辽盆地西南部含铀岩系沉积时的古气候演变及其与铀成矿关系

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Paleoclimate Evolution and Uranium Mineralization during the Deposition of Uranium-Bearing Rocks in the Southwest of Songliao Basin

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摘要

含铀岩系沉积时的古气候条件对铀成矿起着重要的控制作用,但是长期以来未引起人们足够重视.以松辽盆地西南部HLJ地区含矿目的层姚家组下段为研究对象,通过对代表性钻孔岩心的泥岩样品进行全岩主、微量元素和TOC测试,采用K/Na、a AlNa、CPACIXPIACIWCIA等多项化学风化指标来判断样品化学风化作用强度,重建其沉积时期古气候条件.同时,结合U和TOC含量及Fe2+/Fe3+比值来探讨含铀岩系沉积时的古气候条件对铀成矿的制约.结果表明,目的层碎屑岩经历了由弱‒强‒弱的化学风化作用,显示其沉积时的古气候由相对寒冷干旱‒相对温暖潮湿‒相对寒冷干旱的演变规律.这种古气候变化导致了铀储层砂体中TOC含量低(平均值0.05%),层间氧化带发育规模大,铀矿体主要形成于远离蚀源区的盆地腹部;形成于潮湿气候条件下的暗色泥岩具有更高TOC(平均值0.61%)和U含量(最高可达885×10-6),其沉积时发生了强烈的预富集作用而成为后期成矿过程中重要铀来源之一,其成岩期排泄出还原性孔隙水可能是铀储层砂体中构建氧化‒还原屏障的主要因素.沉积时的温暖潮湿气候增强了蚀源区化学风化作用强度,有利于母岩铀元素活化和淋漓及沉积区泥岩铀的预富集作用.

Abstract

Although, the paleoclimate plays an important role in controlling uranium mineralization during the deposition of uranium-bearing rocks, it has not attracted enough attention of uranium geologists for a long time. The lower member of Yaojia formation is the ore bearing target layer in the southwest of Songliao basin. Taking the lower member of Yaojia formation as the research object, the contents of the main and trace elements and total organic carbon of mudstone samples from representative boreholes were tested. A number of chemical weathering indexes, such as K/Na ratio, a AlNa, chemical proxy of alteration (CPA), modified chemical index of alteration (CIX), plagioclase index of alteration (PIA), chemical index of weathering (CIW), chemical index of alteration (CIA), are used to judge the intensity of chemical weathering of the samples, and reconstruct the paleoclimate conditions during the depositional period. At the same time, combined with the contents of U and TOC and the ratio of Fe2+/Fe3+, the constraints of paleoclimate conditions on uranium mineralization during the deposition of uranium-bearing rock series in the study area are discussed. The results show that the clastic rocks in the study area have experienced the change of chemical weathering intensity from weak to strong to weak, indicating that the evolution law of paleoclimate from relative cold and drought to relative warm and humidity to relative cold and drought. This paleoclimate change leads to low TOC content in uranium reservoir sand bodies (average value 0.05%) and large-scale development of interlayer oxidation zone, so uranium ore bodies are mainly located in the hinterland of the basin far away from the erosion source area. Dark mudstone formed in humid climate has higher TOC (average 0.61%) and U content (up to 885×10-6). It has become one of the important sources of uranium due to its strong preconcentration during deposition. The discharge of reducing pore water during diagenesis may be the main factor for the construction of oxidation-reduction barrier in uranium reservoir sand bodies. During deposition, the warm and humid climate enhances the intensity of chemical weathering in the source area, which is conducive to the activation and leaching of uranium in the parent rock and the uranium preconcentration of mudstone in the sedimentary area.

关键词

化学风化 / 古气候 / 砂岩型铀矿 / 铀成矿作用 / 姚家组 / 松辽盆地 / 矿床地质

Key words

chemical weathering / paleoclimate / sandstone-type uranium deposit / uranium mineralization / Yaojia Formation / Songliao basin / mineral deposits

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江文剑,秦明宽,范洪海,贾立城,郭强,黄少华,宁君,肖菁. 松辽盆地西南部含铀岩系沉积时的古气候演变及其与铀成矿关系[J]. 地球科学, 2023, 48(03): 1232-1245 DOI:10.3799/dqkx.2022.388

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铀作为一种可变价态的金属元素,在地表循环过程中发生的活化、迁移、富集成矿等地球化学行为主要受控于其高度的氧化‒还原敏感性(陈祖伊和郭庆银,2007Romer and Cuney, 2018焦养泉等,2021).在近地表环境下形成的砂岩铀矿,其矿化作用过程可划分为蚀源区富铀岩体活化和淋滤、水溶液迁移、沉积区因被还原或被吸附而发生沉淀这3个主要作用阶段(Cuney, 2009Romer and Cuney, 2018),影响砂岩型铀成矿的重要因素除构造作用外,便是蚀源区化学风化作用强度(影响铀源供给)、迁移过程中水溶液的含氧量和沉积区还原剂容量(Cai et al., 2007Bonnetti et al., 2015),而这些因素则明显受控于古气候条件.

前人研究成果已表明,不同时期古气候条件影响着砂岩铀成矿作用,如早期含铀岩系沉积时若为温暖‒潮湿古气候条件,则有利于容矿层中还原介质(如煤、碳质、硫化物等)的富集;后期成矿时期为炎热‒干旱古气候条件,则有利于地表富铀含氧流体渗入到早期形成的容矿层中发生层间氧化作用而成矿(秦明宽等,2017胡小文等,2020).古气候演变的转折期和古气候分带之间的过渡区控制着砂岩型铀矿的时空分布(陈戴生等,2011金若时等,2017).

然而,前人多关注于铀成矿时期古气候变化,而对含铀岩系沉积时的古气候变化未表现出足够的重视.虽然后生成矿时期古气候影响蚀源区铀供给量,但沉积时期古气候则直接决定着沉积区含铀岩系中还原剂类型、丰度和分布,其在铀成矿过程中也起着举足轻重的作用(焦养泉等,2018).另外,近年来研究成果表明,砂岩型铀矿具有双重铀源供给系统,含铀砂体本身沉积时预富集作用也是重要的铀来源(夏毓亮和刘汉彬,2005焦养泉等,2015谢惠丽等,2020).同时,沉积时的古气候制约着含铀岩系中岩性结构及铀储层砂体中内部非均质性(焦养泉等,2015Rong et al.,2021).因此,非常有必要开展含铀岩系沉积时的古气候演变及其对铀成矿作用影响的研究.

松辽盆地作为我国东北地区最大的中‒新生代沉积盆地,其西南部已成为我国重要的砂岩型铀矿生产基地,铀矿目的层主要为上白垩统姚家组(宁君等,2018蔡建芳等,2018曹民强等,2021).而白垩纪是地质历史中典型的温室气候时期,气候变化剧烈,多次出现冷暖‒干湿轮换事件(Friedrich et al., 2012),因此,该时期剧烈气候变化是否是制约铀成矿作用发生的重要因素呢?目前有关这方面研究相对较少.基于此,本文将以松辽盆地西南部近年来铀矿勘查工作取得突破的HLJ地区含矿目的层姚家组下段为研究对象,开展晚白垩世姚家组下段沉积时的古气候演变及其与铀成矿关系的研究,研究结果不仅有助于完善研究区砂岩型铀矿成矿机理,而且也有助于拓宽找矿思路,指导下一步砂岩型铀矿勘查工作,具有重要的理论和现实意义.

1 地质背景

研究区位于松辽盆地西南部的开鲁坳陷和西南隆起区结合部位(图1a1b),区域上构造演化先后经历了二叠纪‒中侏罗世盆地基底形成、晚侏罗世‒早白垩世伸展断陷、晚白垩世早期热沉降坳陷、晚白垩世末期构造反转和古近纪‒第四纪差异性隆升剥蚀及再次伸展断坳这5个阶段(于文斌,2009).其沉积盖层主要由白垩系、古近系、新近系和第四系组成(图1c),铀含矿目的层为上白垩统姚家组,可细划分为姚上段(K2 y 2)和姚下段(K2 y 1),其中姚下段是铀矿体主要的发育层段,砂体发育自上而下具有明显分层特征,上部为红色、褐红色中粗砂岩、中砂岩,厚度较大,为60~80 m,构成“上氧化带”;中部为一套灰色细砂岩、中砂岩夹暗色、杂色泥岩,厚度约为20~40 m,为含矿层段,铀矿体形状主要呈板状,铀矿物主要以分散吸附态铀和沥青铀矿为主;下部为褐黄色、红色的含砾粗砂岩、中砂岩,厚度相对较小,约为10~20 m,构成“下氧化带”(宁君等,2018蔡建芳等,2018).在区域上,松辽盆地西南部开鲁坳陷‒西南隆起区姚家组沉积时期发育冲积扇‒河流‒三角洲‒湖相沉积体系,HLJ地区在该时期主要发育河流相环境(于文斌,2009江文剑等,2022).本文选择研究区代表性钻孔HLJ-15为研究对象,其详细沉积相分析如图1d.

2 岩石颜色发育特征

沉积岩颜色作为重要的物理参数,可以有效反映沉积时的古气候变化特征,尤其是细粒沉积物如泥岩,由于较低的渗透率和孔隙度(一般不透水),受后期成岩改造作用影响较少,其颜色多表现为原生色,保留其沉积时的古气候原始信息.一般认为,形成于干旱‒氧化气候环境下的沉积岩中常含有大量的高价铁,如赤铁矿、褐铁矿等而表现出红色、紫红色、褐红色等;而形成于温暖潮湿气候条件下的,因常含有大量有机质,铁主要呈低价态的化合物,岩石常呈暗色的深灰色、灰黑色等;当处于气候干湿交替时期,由于环境动荡,沉积岩表现出丰富多彩的颜色,如棕黄色、绿色、灰绿色等(蒋昊原等,2021).

松辽盆地西南部含铀岩系的泥岩多数表现为红色、浅红色,部分为灰色、深灰色、灰黑色等(图2),表明姚下段沉积时的古气候是波动的,总体上呈现为干旱‒半干旱的氧化环境,但是部分时期则处于相对温暖潮湿环境,气候变换频繁.另外,从野外钻孔岩心观察,灰色砂岩与深灰色、灰黑色泥岩在产出上呈紧密伴生关系(图2a2b),反映了灰色砂岩与暗色泥岩可能形成于相似的古气候环境,即灰色砂岩可能形成于温暖潮湿古气候环境下.此外,灰色砂泥岩与红色砂泥岩常呈现出颜色逐渐过渡变化关系,而非突变,在空间上,灰色砂泥岩也主要呈层状产出,而未见穿层现象,表明其为原生沉积时形成的.

另外,研究区姚家组下段发育的含砾砂岩中砾石成分主要为泥砾,且表现出一定规律性,在红色含砾砂岩中通常为红色泥砾(图2c),在灰色含砾砂岩中,则为灰色泥砾(图2d),而在不同颜色岩石之间过渡地带中,则常混有红色泥砾和灰色泥砾(图2e),这种成分结构的含砾砂岩表明,泥砾主要来源于盆内,其多形成于局部季节性暴雨天气,急促的洪水搅动前期沉积的泥岩,这反映了研究区沉积时的气候呈现季节性变化特征.

3 样品采集及分析测试方法

本次研究样品全部来自于HLJ地区的钻孔HLJ-15,该钻孔岩心姚下段发育齐全,对其进行全层段系统取样.样品采集新鲜岩石,避开脉体发育的部位,遇到含矿层段或岩石颜色变化部位则进行加密取样,共采集岩石样品50件.在全部完成显微镜下岩石薄片鉴定的基础上,挑选具有代表性的38件岩石样品(其中泥岩样品15件,砂岩样品23件)粉碎至200目,然后送到核工业北京地质研究院分析测试中心进行主微量和总有机碳含量等地球化学测试.主量元素测试采用X射线荧光光谱分析仪,微量元素分析采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS),精度误差小于5%,测试结果见表1.

4 结果与讨论

4.1 化学风化强度和评估指标影响因素

碎屑沉积岩的化学风化强度主要受到区域构造作用和古气候条件控制(杨江海和马严,2017),在构造作用活跃地区,源区母岩剥蚀速率较快,主要以物理风化作用为主,在相似气候条件下,碎屑岩化学风化作用强度较低,而在构造稳定区域,风化剥蚀速率相对较慢,硅酸盐矿物有较长时间与空气、水、酸等发生反应,碎屑岩化学风化强度则明显受古气候条件控制,其强度随着降雨量增多和地表温度升高而增强(杨江海和马严,2017).而前人对松辽盆地南部构造‒沉积演化史的研究表明,姚家组沉积时期沉积速率相对稳定,未发生明显重大构造活动,区域构造活动相对稳定(郭巍,2007),因此,研究区化学风化作用强度主要取决于其沉积时的古气候条件.

碎屑岩风化作用强度评估可以依靠风化作用指标来进行,目前学者们建立了许多化学风化指标来定量评价风化作用过程中的强度,本次研究将选用K/Na、a AlNa、CPACIXPIACIWCIA这7个常用化学风化指标来评估研究区化学风化作用强度.具体的计算公式如表2,相应的计算结果如表1所示.这些风化指标涉及到不同元素及其组合,可以结合起来较准确地判断研究区风化作用强度.

由于风化作用指标计算主要是利用母岩风化产物‒沉积岩的化学组成,而沉积岩化学组成则又受到源‒汇沉积系统中多种因素的影响,如物源区母岩非均质性、沉积分异作用和成岩作用等(杨江海和马严,2017Guo et al., 2018李绪龙等,2022),虽然这些因素并不影响碎屑岩风化作用强度,但是会影响风化作用指标值计算,最后会导致风化作用强度的判断失真.因此,在运用化学风化作用指标进行化学风化强度评估和重建古气候条件时,需要先评估这些因素对风化指标的影响.

(1)沉积分异作用:对碎屑沉积岩而言,粗粒沉积物砂岩中的矿物主要来源于物源区母岩物理风化作用,其化学组成可能更直接反映物源区母岩信息(Guo et al., 2018).已有研究也表明,在相同条件下,与细粒碎屑岩相比,粗粒碎屑岩一般具有低的风化指数值(侯明才等,2016).此外,粗粒径砂岩具有较高孔隙度和渗透率,容易受到后期成岩流体改造,使得其化学组成不能真实反映沉积时遭受化学风化作用强度.而细粒沉积物如泥岩,则更多含有母岩化学风化作用形成的粘土矿物 (Garzanti et al., 2013),且具有更好的均质性和低的渗透性,受后期成岩改造作用影响较小(李绪龙等,2022).因此,泥岩更适合作为判别风化作用强度和指示古气候条件的研究对象(杨江海和马严,2017Bao et al., 2019).本文将选用15件泥岩样品作为研究对象,以减小粒度效应的影响.

(2)物源区母岩性质:由于沉积岩组成与其物源区母岩风化直接相关;因此,物源区母岩性质及其非均质性对风化指标的影响不可忽视(Yang et al., 2016).Sc和Th在化学风化作用过程中是不可迁移的,其Sc/Th值可以区分物源区母岩性质,且无粒度分选效应,来源于中酸性花岗质源区的沉积物Sc/Th值通常小于1,而来自铁镁质源区的沉积岩则具有较高的Sc/Th值(李绪龙等,2022),从表1图3a中可以看出,Sc/Th值大多数小于1,且与CIA值相关性较差,表明物源区母岩性质变化不大,其对CIA值影响较小.

(3)成岩作用:泥岩在成岩作用过程中会发生矿物和化学组成的变化,从而影响化学风化作用指标的计算(Guo et al., 2018),其中钾交代作用影响较大.由于一般情况下,地表母岩在风化作用过程中,K元素容易迁移,被淋滤掉,若黏土矿物发生钾交代,则会导致泥岩中K含量增高,从而使得CIA值计算偏小(Fedo et al.,1995).通过A-CN-K图可以判断研究样品是否发生明显的钾交代作用,因为在风化作用早期主要发生斜长石风化,此时风化趋势线在A-CN-K图上表现为平行于A-CN边,中期则主要发生去K作用,此时风化趋势线会平行于A-K边,晚期风化残余物主要为石英和高岭石等,则主要聚集在A端(李绪龙等,2022).从图4中可以看出,样品风化趋势总体上平行于A-CN边,表明钾交代作用影响较小.另外,化学风化指数CIW值不受钾交代作用影响,从图3b可以看出,CIA值与CIW值具有较强的相关性,也表明研究样品未发生明显的钾交代作用.

4.2 化学风化作用强度对古气候指示

由前面分析可以看出,本文研究的泥岩样品受到构造、物源、沉积分异和后期成岩作用的影响较小,其计算的化学风化指标值可以真实地反映其形成时的化学风化强度,进而反演古气候特征.通过对研究区含铀岩系中发育泥岩的7个代表性化学风化强度指标(K/Na、a AlNa、CPACIXPIACIWCIA)的计算,绘制各风化指标值在钻孔剖面上的变化曲线(图5).从图5上可以看出,各风化指标具有很强耦合性,说明这些风化指标之间具有较高的相关性,也表明挑选的这些风化指标是适合评估研究区风化作用强度的,其结果是可靠的.总体来说,这7个风化指标值自下而上都是由小增大,后又减小,表明其风化强度由弱变强后,又变弱,指示其形成时的古气候由相对寒冷干旱转变为相对温暖潮湿,后又转变为相对寒冷干旱的演变特征.另外,从图5可以看出,研究区大多数暗色泥岩具有比红色泥岩更强的风化作用强度,表明暗色泥岩形成于更温暖潮湿的气候条件下,这与前面岩石颜色分析的结果相一致.

4.3 古气候演变对铀成矿影响

沉积盆地古气候条件对砂岩型铀矿的形成起着重要的控制作用,但是前人多关注成矿时期古气候条件,认为在干旱气候环境下有利于蚀源区溶解铀的迁移,避免被沿途还原物质还原或吸附而分散,导致不能聚集成矿,但是最近研究表明,含铀岩系沉积时的古气候条件在铀成矿过程中也起着非常重要的作用(焦养泉等,2015Xu et al., 2019Rong et al., 2021),其重要性主要表现在以下几个方面.

4.3.1 含铀岩系沉积时的古气候决定着铀矿体发育层位

沉积盆地中砂岩型铀矿富集成矿过程实质是铀储层中还原介质对可迁移的U6+离子的还原或吸附作用.因此,铀成矿作用过程离不开还原剂,还原介质重要性主要体现在限制成矿时期层间氧化带的发育,在铀储层砂体中构建起氧化‒还原地球化学障(陈祖伊和郭庆银,2007焦养泉等,2018).

图6表3中可以看出,研究区中形成于相对干旱环境下的红色泥岩TOC含量、U含量和Fe2+/Fe3+比值均较低,而在相对潮湿气候条件下发育的暗色泥岩TOC含量、U含量和Fe2+/Fe3+比值均较高(表3),虽然泥岩中TOC含量和Fe2+/Fe3+比值与U含量之间相关性较差(图7),但是暗色泥岩总体上具有较高的TOC含量、Fe2+/Fe3+比值和U含量,表明形成于相对潮湿环境下的暗色泥岩具有更强的还原能力,其吸附或还原U能力也更强.

砂岩中红色砂岩TOC含量、U含量和Fe2+/Fe3+比值均较低,灰色砂体中TOC含量和U含量之间也没有明显的相关性(图7a),且灰色砂体中的TOC含量与红色砂体中TOC含量相近(表3图7a),说明灰色砂体中有机质对铀成矿作用的贡献低,但是U含量和Fe2+/Fe3+比值呈现出一定的相关性(R 2=0.53)(图7b),表明铀成矿过程中起主要作用的还原介质可能与二价铁(如黄铁矿)的形成有关.

图6可以看出,具有较高U含量的灰色砂体与具有较高TOC含量的暗色泥岩紧密相连.由于灰色含矿砂岩中有机质含量较低,而与之邻近的暗色泥岩总体上有机质含量高(相比红色泥岩高一个数量级)(表3),其沉积时水体具有还原性.而泥岩沉积时具有高的孔隙度(可达70%~90%),孔隙中饱含与沉积时水体性质相似的自由水.在埋藏过程中,由于压实作用,孔隙度将急剧减小,大量孔隙水将会被排出,如当埋深达到300~500 m时,泥岩中高达90%的水分将被排出(江文剑等,2022).而这部分从暗色泥岩中排泄到邻近孔隙度和渗透性较好的灰色砂岩中的还原性地层水可能会成为砂体中还原介质之一,这为后面铀成矿期发生层间氧化作用创造了必要条件.因此,研究区相对潮湿气候条件下发育的高TOC含量的暗色泥岩对铀成矿作用起着重要控制作用.

4.3.2 含铀岩系沉积时的古气候条件制约着铀矿体在沉积盆地中发育位置

研究区铀矿体主要位于距离蚀源区250多公里的盆地腹地(图8),这与我国西部伊犁盆地铀矿体多位于盆缘蚀源区附近几公里到十几公里处明显不同(焦养泉等,2015).从表3中可以看出,与伊犁盆地洪海沟地区含铀砂体相比,研究区铀储层砂体中TOC含量低(低一个数量级),表明其沉积时原始还原介质贫乏,还原容量总体上不足,而造成两地铀储层砂体中还原剂容量巨大差别的原因可能与含铀岩系沉积时的古气候条件不同有关.

伊犁盆地含铀岩系水西沟群为一套含煤地层,其沉积时为潮湿气候条件,含铀岩系中还原介质丰富,还原容量充足.因此,铀成矿时期,层间氧化带发育规模较小,活性U横向迁移距离较短,矿体主要位于靠近盆缘几公里到十几公里处(焦养泉等,2015).而研究区姚家组下段沉积时的古气候经历了由相对寒冷干旱‒相对温暖潮湿‒相对寒冷干旱的转变,且温暖潮湿的古气候持续时间可能较短,总体上呈现相对干旱条件,这种古气候演变导致砂体中原始有机质发育不足(表3),原始还原剂容量较低;另外,由于靠近物源方向的沉积可容空间较小,往盆缘蚀源区方向,盆地主要发育陆上干旱气候条件下形成的红色氧化砂砾岩,灰色砂岩和泥岩不发育,直到靠近汇水区域,盆地才发育灰色砂岩和泥岩(图8).因此,层间氧化带发育规模大,成矿时期溶解的活性U能够进行横向上较长距离的迁移,铀成矿作用主要发生在暗色泥岩较发育的区域,铀矿体主要位于远离物源区250多公里外盆地腹部的HLJ地区(焦养泉等,20152018).

4.3.3 含铀岩系沉积时的古气候条件影响着铀源供给

表3中可以看出,研究区相对潮湿气候环境下发育的暗色泥岩具有更高的U含量,尤其是在铀矿体砂体中存在一层具有非常高U含量(高达885×10-6)泥岩夹层(图6),即使是非矿段暗色泥岩中的U含量也比红色泥岩高近一倍(江文剑等,2022).造成这种现象的可能原因是,在潮湿多雨的气候条件下,物源区母岩化学风化作用强度更强,更有利于铀的活化和淋滤,沉积物的搬运介质‒水体中具有更高U浓度,并汇聚到水流相对滞流区域(静水区),造成该区域水体中U浓度升高,而此时形成于水流相对滞流区域(静水区)的暗色泥岩因含有较高浓度的有机质或还原或吸附水体中U离子而发生强烈预富集作用,从而导致暗色泥岩具有更高的U含量.而这些高U含量的泥岩在早期成岩作用过程中会因压实作用,将孔隙水中被还原或被吸附的大量U排泄到邻近的砂岩储层中,从而导致其附近砂岩中聚集较高含量的U,再叠加后期层间氧化作用而在高U含量的暗色泥岩附近成矿(图6图8).由于泥岩在沉积时孔隙度高达70%~90%,在压实过程中,泥岩体积和孔隙度将急剧减少(江文剑等,2022).因此,其排泄出的U量将会是很可观的,从而可能成为铀储层砂体中重要铀来源之一(江文剑等,2022王苗等,2022).

5 结论

(1)松辽盆地西南部HLJ地区姚家组下段碎屑岩经历了化学风化作用强度由弱变强、后又变弱的变化,反映其沉积时的古气候由相对寒冷干旱转变为相对温暖潮湿,后又转变为相对寒冷干旱的演变规律.

(2)松辽盆地西南部含铀岩系沉积时的古气候变化特征导致了铀储层砂体中原始有机质含量较低,原始还原介质容量不足.形成于相对潮湿古气候条件下的暗色泥岩在成岩压实作用过程中排泄的还原性孔隙水,可能会成为邻近砂体铀成矿作用过程中的还原介质之一.另外,由于铀储层砂体中还原介质容量不足,导致层间氧化带发育规模大,铀矿体主要形成于远离盆缘蚀源区的盆地腹部.

(3)松辽盆地西南部含铀岩系沉积时的古气候处于相对潮湿时,碎屑岩化学风化强度强,有利于蚀源区U元素的活化和沉积区泥岩铀预富集作用的发生,而发生强烈预富集的富U暗色泥岩可在后期铀成矿作用过程中提供铀来源.

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基金资助

松辽盆地项目(地HSL1403-9)

核地院长基金(地QJ2102)

中国铀业有限公司‒东华理工大学核资源与环境国家重点实验室联合创新基金项目(NRE2021-18)

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