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本文根据地浸砂岩型铀成矿理论,以中国东北松辽盆地北东部庆安地区为研究对象,通过对庆安地区地质背景、空间分布、地层岩性岩相古地理、古气候环境、岩石组合特征及砂岩型铀成矿特征研究,探讨区内铀成矿地质环境,预测砂岩型铀成矿找矿远景地段。特别是在前人研究的基础上,重点研究庆安地区白垩系泉头组含矿目的层沉积碎屑岩与盆地基底海西期花岗岩的地球化学特征和元素溶浸等特征,探讨白垩系泉头组沉积碎屑岩和花岗岩的关系,以及成岩成矿物质来源特征,探索含矿目的层沉积碎屑岩的成因及铀成矿的可能性。
本文通过对松辽盆地大地构造展布及区域地质背景介绍,简述了松辽盆地的形成与演化。通过对庆安地区地质背景、空间分布、地层岩性岩相古地理、古气候环境、岩石组合特征的介绍,论述了庆安地区砂岩型铀成矿的地质特征。通过对庆安地区砂岩型铀矿特征探讨,简述了庆安地区的铀矿化条件,根据水成铀矿床的地质条件和鉴别标志,论述了松辽盆地及庆安地区的含铀性依据和成矿的有利地段。
根据在地浸砂岩型铀矿研究方面前人对含矿目的层的成因特点研究不足,本文通过主元素、微量元素、Pb、Nd同位素和目的层岩石溶浸特征等方面,利用岩石地球化学方法进行重点物质成分的示踪研究,确定含矿目的层岩石物质来源,进而探讨铀成矿的铀源条件。通过研究得出以下几点主要认识:
1、通过运用庆安地区白垩系泉头组沉积碎屑岩和海西期花岗岩的主元素、微量元素和稀土元素地球化学特征研究,显示出松辽盆地庆安地区白垩纪泉头组碎屑沉积岩主要为长石砂岩、页岩,少量岩屑砂岩和硬砂岩,反映了沉积岩是在活动性较弱的构造背景下缓慢沉积,它们具有被动大陆边缘和活动大陆边缘沉积物特点;泉头组碎屑沉积岩物质来源于张广才岭海西期花岗岩,它们的物源都来自于上地壳;并且碎屑沉积岩与粗粒花岗岩同源,而粗粒花岗岩与细粒花岗岩具有明显的差别,它们两者有不同的物质来源;成矿物质一方面来源于花岗岩,另一方面来源于沉积碎屑岩中铀元素的预富集。
2、通过运用庆安地区白垩系泉头组沉积碎屑岩和海西期花岗岩的Pb、Nd同位素地球化学特征研究,显示出松辽盆地庆安地区白垩纪泉头组碎屑沉积岩和粗粒花岗岩及细粒花岗岩同位于地壳演化区内,其物质来源以先存陆壳的再循环物质为主,极少或没有加入新的幔源物质。其物质的演化方向是从壳源向粗粒花岗岩、细粒花岗岩再向沉积岩进行的,而该区的沉积岩主要物质来源于基底粗粒花岗岩的再次风化剥蚀;沉积岩和粗粒花岗岩具有大量的放射性异常铅,它们属于同源产物,细粒花岗岩则不同于前两者,这表明沉积岩和粗粒花岗岩的物质来源主要为上地壳,而细粒花岗岩的物质来源主要为下地壳;庆安地区的物质环境和物源不同于华南地块,而与华北地块相似,属于华北地块范畴。
3、庆安地区的白垩系泉头组沉积碎屑岩与基底花岗岩微量元素含量溶浸地球化学特征显示出白垩纪泉头组沉积碎屑岩和基底花岗岩,都具有大量的活动性铀,为盆地砂岩型铀成矿提供了丰富的铀源,其铀源物质主要来源于沉积碎屑岩,部分来源于花岗岩;并进一步证实了碎屑岩的物质主要成分主要是来源于盆地基底海西期粗粒花岗岩,而铀的来源比较广泛,它既可来源于粗粒花岗岩和泉头组碎屑岩,又可来源于细粒花岗岩。
最后,本文在综合分析庆安地区砂岩型成矿地质条件的基础上,对庆安地区的铀成矿找矿远景地段进行预测,划分出柳河—向阳山林场和铁力—曙光林场等两个有利的找矿地段,并提出有利于铀成矿依据。