肖 鵬，金若時(shí)，湯 超，劉華健，鄧永輝，魏佳林，徐增連

(1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 天津地質(zhì)調(diào)查中心，天津 300170；2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 天津地質(zhì)調(diào)查中心 非化石能源礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300170；3.中海石油(中國(guó))有限公司 深圳分公司，廣東 深圳 518000)

物源分析對(duì)古地理重建、古環(huán)境與古氣候恢復(fù)、沉積盆地分析、沉積礦產(chǎn)預(yù)測(cè)和大地構(gòu)造背景分析均非常重要[1]。四方臺(tái)組沉積時(shí)的構(gòu)造背景為松遼盆地由凹陷轉(zhuǎn)換為反轉(zhuǎn)隆起時(shí)期[2]，研究四方臺(tái)組的沉積演化歷史對(duì)于了解松遼盆地晚白堊世構(gòu)造演化特征具有重要的指示作用。

物源體系分析是盆地分析的基礎(chǔ)。物源分析目前較成熟的方法主要包括重礦物分析、巖屑類型分析、地球化學(xué)分析和沉積特征分析等[3-4]。前人通過(guò)上述方法對(duì)松遼盆地北部上白堊統(tǒng)不同地區(qū)、不同層位物源特征展開(kāi)研究。劉宗堡等[5]基于沉積學(xué)和層序地層學(xué)理論，研究了大慶長(zhǎng)垣南端嫩江組黑帝廟油層物源方向；韓建輝等[6]通過(guò)研究盆地尺度的層序結(jié)構(gòu)與沉積充填，提出了松遼盆地拗陷期的物源變化特征；彭國(guó)亮等[7]從巖石礦物成分、砂體平面展布、重礦物和泥巖顏色區(qū)域分布等方面，對(duì)松遼盆地北部上白堊統(tǒng)嫩江組二、三段物源方向進(jìn)行了判斷；莫午零等[8]通過(guò)地震沉積學(xué)中的地層切片方法，結(jié)合巖石巖屑組分分析和重礦物組分分析方法，對(duì)松遼盆地北部上白堊統(tǒng)嫩江組進(jìn)行了物源及古流向分析。圍繞油田生產(chǎn)需要，前人對(duì)松遼盆地晚白堊世的物源研究多集中在嫩江組及以下賦油層位，缺少在大量實(shí)際資料基礎(chǔ)之上對(duì)四方臺(tái)組物源體系的系統(tǒng)分析。

本文在巖心、分析化驗(yàn)資料基礎(chǔ)之上，通過(guò)重礦物組合、沉積學(xué)特征、碎屑鋯石年齡對(duì)比等方法分析四方臺(tái)組物源體系特征，以期為研究區(qū)沉積環(huán)境、松遼盆地晚白堊世構(gòu)造演化提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)主要位于松遼盆地北部中央坳陷區(qū)內(nèi)的二級(jí)正向構(gòu)造單元大慶長(zhǎng)垣南端，東鄰三肇凹陷、朝陽(yáng)溝階地，西接齊家—古龍凹陷，面積近420 km2(圖1a)。研究區(qū)白堊紀(jì)經(jīng)歷了4期構(gòu)造演化階段[9]：火石嶺組—登婁庫(kù)組沉積期為斷陷構(gòu)造階段；泉頭組—嫩江組沉積期為拗陷構(gòu)造階段；四方臺(tái)組—明水組沉積期為差異性沉降階段；明水組沉積末期松遼盆地從區(qū)域拉張轉(zhuǎn)為擠壓，形成現(xiàn)今構(gòu)造格局[10]。

研究區(qū)自下而上充填了泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺(tái)組、明水組和泰康組。目的層四方臺(tái)組底部與嫩江組五段呈假整合接觸，頂部與明水組呈整合接觸；研究區(qū)北部靠近長(zhǎng)垣隆起側(cè)，四方臺(tái)組與泰康組砂礫巖呈角度不整合接觸。四方臺(tái)組是“嫩江運(yùn)動(dòng)”后盆地差異性沉降背景下沉積的一套地層。該組地層在盆地內(nèi)廣泛發(fā)育，但厚度差異較大，位于齊家—古龍凹陷內(nèi)的松科1井(北孔)四方臺(tái)組厚度超過(guò)200 m[11]；研究區(qū)內(nèi)厚度在100～130 m之間，位于靠近齊家—古龍凹陷一側(cè)地區(qū)地層厚度較厚、傾角大。四方臺(tái)組是盆地拗陷沉降萎縮階段形成的一套曲河流—湖泊三角洲沉積體系，巖性以灰色、綠灰色中細(xì)砂巖，夾灰紅色、灰色粉砂巖、泥巖為主。依據(jù)鉆孔巖心巖性及各類電測(cè)曲線特征，將四方臺(tái)組進(jìn)一步劃分為3段，一段底部砂體為主要的賦鈾層段(圖1b)。

2 分析方法及測(cè)試結(jié)果

重礦物因其耐磨蝕、穩(wěn)定性強(qiáng)，能夠較多地保留其母巖的特征[3]，可以有效判別母巖類型。研究區(qū)四方臺(tái)組沉積時(shí)代較新、且埋藏較淺，受后期改造的影響較小[12]，因此通過(guò)重礦物數(shù)據(jù)可以獲得較為可靠的結(jié)果。

圖1 松遼盆地北部大慶長(zhǎng)垣南端構(gòu)造分區(qū)(a)及四方臺(tái)組地層綜合柱狀圖(b)

2.1 樣品采集與分析方法

樣品采集之前，通過(guò)井震統(tǒng)層，確定四方臺(tái)組一段底部砂體位置(圖1b)，依托全井段取心資料，系統(tǒng)采集18口井重礦物樣品，確保所有樣品的等時(shí)性。樣品以灰色、綠灰色細(xì)砂巖、中細(xì)砂巖為主。處理過(guò)程為：對(duì)樣品進(jìn)行破碎、酸化和水洗處理，采用重液將重礦物分離；再提取出粒級(jí)在63～250 μm的混合粒級(jí)的重礦物，在雙目鏡下對(duì)其進(jìn)行鑒定統(tǒng)計(jì)(圖2)。此外，同一重礦物，其種屬、化學(xué)元素組成不同，代表的母巖也不同。為了識(shí)別四方臺(tái)組的母巖類型，選取研究區(qū)內(nèi)含量最高的鈦鐵礦與石榴子石進(jìn)行電子探針?lè)治觥悠酚商旖虻刭|(zhì)礦產(chǎn)研究所分析測(cè)試中心實(shí)驗(yàn)室完成，儀器型號(hào)：電子探針ETMA1600，能譜儀Inca Enery；加速電壓：15.0 kV；電子束斑：1 μm；探針束流：2.00×10-8A。

2.2 測(cè)試結(jié)果

研究區(qū)重礦物組成基本一致(圖2)，井與井之間變化不大。18個(gè)樣品鑒定出的重礦物主要包括：鈦鐵礦、石榴子石、鋯石、磁鐵礦、綠簾石、榍石、白鈦石、黃鐵礦、尖晶石和赤鐵礦。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示以鈦鐵礦、石榴子石、鋯石、磁鐵礦和綠簾石為主，個(gè)別井黃鐵礦含量較高，探針片下呈草莓狀形態(tài)，推測(cè)其應(yīng)為沉積成因。其中，鈦鐵礦含量在32.41%～53.88%之間，平均達(dá)46.5%；石榴子石含量在7.8%～26.62%之間，平均16.39%；磁鐵礦平均含量7.45%，鏡下形態(tài)以次圓粒狀為主，次棱角粒狀少，個(gè)別圓粒狀，說(shuō)明其經(jīng)歷了長(zhǎng)距離搬運(yùn)。

圖2 松遼盆地北部大慶長(zhǎng)垣南端四方臺(tái)組一段底部砂巖重礦物組成特征

隨機(jī)各選取15顆鈦鐵礦、石榴子石進(jìn)行電子探針?lè)治?。四方臺(tái)組一段底部鈦鐵礦電子探針?lè)治鼋Y(jié)果(表1)顯示，MgO含量在0～3.21%之間，平均1.2%。MnO含量在0.40%～13.40%之間，平均4.12%。四方臺(tái)組一段底部石榴子石電子探針?lè)治鼋Y(jié)果(表2)表明，F(xiàn)eO含量在5.41%～38.27%，多數(shù)在30%以上；CaO含量在0.82%～32.62%之間，多數(shù)在10%以內(nèi)；MgO含量在0.11%～8.01%之間。

3 沉積特征分析

砂體展布形態(tài)反映物源方向。四方臺(tái)組沉積時(shí)期，區(qū)域上以曲流河—湖泊三角洲相為主，平面上微相變化快，垂向上缺少較為明顯的標(biāo)志層，大慶長(zhǎng)垣隆起地區(qū)，地層受到剝蝕作用影響，缺失部分地層，常用的砂地比分析、砂體厚度分析等方法在研究區(qū)內(nèi)并不適用。為了真實(shí)地反映砂體的平面展布形態(tài)，統(tǒng)計(jì)四方臺(tái)組一段底部(T03不整合面之上)砂體厚度。四方臺(tái)組一段底部砂體厚度在1.5～16 m之間，走向?yàn)楸蔽飨?。砂體厚度圖(圖3)上表明，沿走向方向，砂體連續(xù)性較好，厚度變化不大，主砂體帶內(nèi)，厚度基本都在13 m以上；垂直走向上，砂體厚度變化大，非均質(zhì)性強(qiáng)。四方臺(tái)組沉積時(shí)期，沉積環(huán)境以曲流河、泛濫平原為主，河流的改道作用頻繁發(fā)生，因此在砂體厚度圖上并沒(méi)有呈現(xiàn)出自東南部向西北部逐漸減薄的趨勢(shì)，但砂體沿北西走向展布的特征明顯，指示區(qū)域上物源方向?yàn)榻蠔|—北西向。

表1松遼盆地北部大慶長(zhǎng)垣南端四方臺(tái)組一段鈦鐵礦(Ilm)電子探針?lè)治鼋Y(jié)果

Table1ElectronmicroprobeanalysesofilmenitefromtheK2s1inthesouthernDaqingplacanticline,northernSongliaoBasin%

化合物樣品號(hào)Ilm1Ilm2Ilm3Ilm4Ilm5Ilm6Ilm7Ilm8Ilm9Ilm10Ilm11Ilm12Ilm13Ilm14Ilm15MgO0.58 0.01 0.51 0.00 1.64 0.49 0.04 0.59 0.19 1.68 2.67 2.03 3.21 1.49 2.83 Al2O30.13 0.02 0.05 0.05 0.09 0.04 0.07 0.20 0.11 0.53 0.54 0.20 0.18 0.10 0.25 CaO0.01 0.01 0.00 0.05 0.01 0.00 0.08 0.07 0.04 0.10 0.11 0.04 0.00 0.00 0.01 TiO256.92 57.87 1.07 65.02 54.22 50.43 48.99 54.56 54.14 38.15 38.06 48.25 50.29 47.06 44.46 MnO5.74 1.64 8.42 5.83 13.40 1.32 1.40 7.66 12.49 0.46 0.85 0.43 0.71 1.08 0.40 FeO36.00 39.33 40.16 28.78 30.62 47.85 49.42 36.70 31.98 57.33 56.95 49.55 45.61 50.69 52.33

表2松遼盆地北部大慶長(zhǎng)垣南端四方臺(tái)組一段石榴子石(Grt)電子探針?lè)治鼋Y(jié)果

Table2ElectronmicroprobeanalysesofgarnetfromtheK2s1inthesouthernDaqingplacanticline,northernSongliaoBasin%

分析項(xiàng)目樣品號(hào)Grt1Grt2Grt3Grt4Grt5Grt6Grt7Grt8Grt9Grt10Grt11Grt12Grt13Grt14Grt15SiO236.3137.1536.5037.04 41.0438.6339.29 37.9739.4238.5036.9336.8836.6638.7637.50TiO20.020.440.180.05 0.140.150.04 0.280.080.040.070.060.220.060.11Al2O319.6618.6419.2119.95 19.4118.9619.69 19.0019.3718.7619.1219.8218.5519.2919.96FeO33.0035.0232.1936.91 5.4130.9533.00 29.8034.6438.2735.8635.6035.2835.7135.47MnO0.681.992.420.80 1.384.431.87 3.730.591.515.331.302.650.610.66MgO8.011.802.193.49 0.112.143.36 2.226.683.592.314.641.035.595.78CaO1.266.537.473.03 32.626.403.95 7.201.031.001.721.035.120.820.87Na2O0.000.020.010.01 0.000.020.00 0.020.000.000.000.000.010.000.00K2O0.000.000.000.00 0.010.010.00 0.000.000.000.000.000.010.020.00Si2.88 2.97 2.93 2.95 3.13 3.07 3.10 3.05 39.42 38.50 36.93 36.88 36.66 38.76 37.50 Ti0.00 0.03 0.01 0.00 0.01 0.01 0.00 0.02 0.08 0.04 0.07 0.06 0.22 0.06 0.11 Al1.84 1.76 1.82 1.87 1.74 1.77 1.83 1.80 19.37 18.76 19.12 19.82 18.55 19.29 19.96 Fe3+0.41 0.26 0.29 0.24 0.00 0.08 0.00 0.08 1.40 1.57 3.73 2.62 2.67 1.11 2.91 Fe2+1.78 2.08 1.87 2.22 0.35 1.97 2.18 1.92 33.38 36.86 32.50 33.25 32.88 34.71 32.85 Mn0.05 0.14 0.17 0.05 0.09 0.30 0.13 0.25 0.59 1.51 5.33 1.30 2.65 0.61 0.66 Mg0.95 0.21 0.26 0.41 0.01 0.25 0.40 0.27 6.68 3.59 2.31 4.64 1.03 5.59 5.78 Ca0.11 0.56 0.64 0.26 2.66 0.54 0.33 0.62 1.03 1.00 1.72 1.03 5.12 0.82 0.87 Na0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 K0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.02 0.00 Alm61.83 69.61 63.62 75.36 11.09 64.29 71.84 62.79 80.09 85.80 77.64 82.67 78.89 83.18 81.80 Pyr32.86 7.16 8.91 14.05 0.39 8.25 13.04 8.67 16.03 8.36 5.52 11.54 2.47 13.40 14.39 Gros3.72 18.71 21.86 8.76 85.66 17.74 11.00 20.26 2.47 2.33 4.11 2.56 12.28 1.97 2.17 Spes1.60 4.52 5.61 1.83 2.86 9.72 4.12 8.28 1.42 3.51 12.73 3.23 6.36 1.46 1.64

注：Alm.鐵鋁榴石；Pyr.鎂鋁榴石；Gros.鈣鋁榴石；Spes.錳鋁榴石。

沉積構(gòu)造反映水動(dòng)力條件與沉積環(huán)境變化，兩者一定程度上反映物源信息。四方臺(tái)組一段以曲流河相沉積為主，底部砂體普遍發(fā)育沖刷面構(gòu)造，其中礫石以泥礫、硅質(zhì)礫石為主。研究區(qū)東南部地區(qū)，礫石類型主要有紅色、綠色泥礫(圖4a,b,c)，粒度在10～30 mm之間，排列略具定向性，偶見(jiàn)鈣質(zhì)顆粒(圖4c)，部分井還可見(jiàn)到硅質(zhì)礫石(圖4b)，粒度在10～20 mm之間，磨圓一般，分選較差。而研究區(qū)西北部地區(qū)，礫石以綠色泥礫為主(圖4e,f)，未見(jiàn)到紅色泥礫，個(gè)別井內(nèi)同樣可以見(jiàn)到硅質(zhì)礫石(圖4d)，但粒度基本都在10 mm以內(nèi)。泥礫作為內(nèi)碎屑沉積物，是滑塌體原地堆積或滑塌碎塊短距離搬運(yùn)而形成的[13]，屬于“近源沉積物”，可以反映當(dāng)時(shí)的沉積環(huán)境；泥巖因其孔滲性差，受后期改造影響較小，因此泥礫顏色亦可以反映當(dāng)時(shí)的沉積環(huán)境；紅色調(diào)一般代表水上或水體較淺的沉積環(huán)境，綠色調(diào)一般代表弱氧化或弱還原條件。因此，從沖刷面內(nèi)泥礫的顏色上可以推測(cè)出研究區(qū)東南部較西北部更靠近物源區(qū)。此外，研究區(qū)位于盆地內(nèi)部，距離物源區(qū)相對(duì)較遠(yuǎn)，碎屑沉積物成熟度較高，因此沖刷面內(nèi)發(fā)育穩(wěn)定性更高的硅質(zhì)顆粒，但沿砂體走向上，由南東向北西其粒度逐漸變小，分選逐漸變好，也指示東南部較西北部更靠近物源區(qū)。

4 討論

4.1 物源方向

研究區(qū)位于松遼盆地北部二級(jí)構(gòu)造單元中央坳陷區(qū)內(nèi)，東部的張廣才嶺、東北部的小興安嶺、西部的大興安嶺及盆地周緣地區(qū)都可以作為四方臺(tái)組潛在物源區(qū)(圖1a)。晚白堊世時(shí)期，松遼盆地已由古亞洲洋構(gòu)造域轉(zhuǎn)為古太平洋構(gòu)造域控制[14-15]，盆地接受北西向應(yīng)力的擠壓，東南部相對(duì)抬升，沉積沉降中心不斷向西北方向遷移[2,16-18]，研究區(qū)西側(cè)即為盆地的沉積中心齊家—古龍凹陷，大興安嶺地區(qū)的物源從盆地西側(cè)跨過(guò)沉積中心，運(yùn)移至研究區(qū)的可能性較小。大興安嶺地區(qū)廣泛分布的一期巖漿事件發(fā)生在早白堊世時(shí)期[14,19]，110～150 Ma之間的花崗巖、火山巖構(gòu)成了大興安嶺主體[19-21]，而碎屑鋯石(圖5)落在這一區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)很少，因此從沉積構(gòu)造演化與同位素測(cè)年結(jié)果上分析，大興安嶺地區(qū)不是研究區(qū)四方臺(tái)組的物源區(qū)。小興安嶺西部地區(qū)出露的巖體大多年齡在290～260 Ma[22]與170～160 Ma[23-24]之間，而碎屑鋯石落在這一區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)較少。小興安嶺西部位于研究區(qū)北部，而四方臺(tái)組的沉積特征顯示物源主要來(lái)自于東部地區(qū)，因此小興安嶺西側(cè)地區(qū)也不是研究區(qū)四方臺(tái)組的物源區(qū)。小興安嶺東側(cè)地區(qū)報(bào)道的巖體包括508～471 Ma的下古生界花崗巖[25]、(222 ± 5) Ma的A型花崗巖[26]，部分年齡可以與碎屑鋯石數(shù)據(jù)吻合，但其地理位置位于研究區(qū)東北部，沉積特征顯示研究區(qū)物源方向更靠近東部，因此判斷小興安嶺東側(cè)地區(qū)不是研究區(qū)四方臺(tái)組的主要物源區(qū)。

圖3 松遼盆地北部大慶長(zhǎng)垣南端四方臺(tái)組一段底部砂體厚度研究區(qū)位置見(jiàn)圖1a。

圖4 松遼盆地北部大慶長(zhǎng)垣南端四方臺(tái)組一段底部沖刷面特征

碎屑鋯石中存在80～105 Ma、175～240 Ma和1.8 Ga三組峰值區(qū)間數(shù)據(jù)(圖5)。1.8 Ga的年齡數(shù)據(jù)在盆地內(nèi)部鉆井內(nèi)及盆地周緣均有報(bào)道，但主要還是集中在松遼盆地的東南隆起區(qū)與盆地東南緣的華北克拉通[15,27-30]，四方臺(tái)組是在嫩江組末期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)上沉積的一套地層，這一時(shí)期，盆地東南部普遍遭受剝蝕，因此1.8 Ga的鋯石代表了來(lái)自盆地東南部地區(qū)的物源。80～105 Ma的年齡數(shù)據(jù)與吉黑東部廣泛分布的晚白堊世巖漿活動(dòng)良好對(duì)應(yīng)，作為當(dāng)時(shí)歐亞大陸東部活動(dòng)大陸邊緣的組成部分，吉黑東部晚白堊世與俯沖相關(guān)的巖漿活動(dòng)大量存在[31-35]。175～240 Ma的年齡數(shù)據(jù)與松遼盆地東部張廣才嶺晚三疊—中侏羅世之間的基巖年齡一致[14,19-20]，其中175～210 Ma與古太平洋板塊的洋殼向松嫩地塊下俯沖相對(duì)應(yīng)[36]， 210～240 Ma與古亞洲洋閉合伸展作用相關(guān)。綜上所述，碎屑鋯石峰值年齡與張廣才嶺、吉黑東部、盆地東南部地區(qū)相吻合，砂體沿北西走向展布的特征明顯，沉積環(huán)境自東南向西北由偏氧化過(guò)渡為偏還原，水動(dòng)力由東南向西北逐漸變?nèi)?，?jù)此判斷四方臺(tái)組物源主要來(lái)自張廣才嶺、吉黑東部及盆地東南部地區(qū)。

圖5 松遼盆地北部大慶長(zhǎng)垣南端四方臺(tái)組一段碎屑鋯石U-Pb年齡頻譜

4.2 母巖類型

物源體系研究既包括物源方向的研究，同時(shí)也包括母巖類型方面的內(nèi)容。重礦物特征與母巖性質(zhì)有著密切的關(guān)系，能夠較好地反映物源區(qū)母巖的特征，其類型及組合是了解母巖極為有利的線索和指示劑[12,37]?；谑褡邮c鈦鐵礦在研究區(qū)內(nèi)含量較大，而且其穩(wěn)定性較高的特點(diǎn)，我們選取石榴子石與鈦鐵礦進(jìn)行化學(xué)成分測(cè)定和統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)而識(shí)別四方臺(tái)組地層的母巖類型。

石榴子石既可以是變質(zhì)成因，也可以是巖漿成因，同時(shí)作為變質(zhì)巖中的典型礦物，原巖及變質(zhì)程度不同，對(duì)應(yīng)的石榴子石種屬也不同。圖6為石榴子石中3種端元組分的比例情況，有14個(gè)樣品落在了鐵鋁榴石中，1個(gè)樣品落在了鈣鋁榴石中，結(jié)果表明四方臺(tái)組地層中的碎屑石榴子石以鐵鋁榴石為主。由于石榴子石族礦物化學(xué)成分上的不同，低鈣榴石比高鈣榴石更穩(wěn)定，因此在利用石榴子石種屬判斷母巖類型之前必須確定其是原生還是次生。而研究區(qū)內(nèi)四方臺(tái)組地層埋深較淺，成巖期及成巖后期所經(jīng)歷的溫壓條件較低，并且在四方臺(tái)組的重礦物組合中, 綠簾石大量存在，在這種情況下,高鈣石榴石不可能完全消失[38]。因此，樣品中的鐵鋁榴石在很大程度上直接來(lái)自于源區(qū)的母巖。鐵鋁榴石形成時(shí)的壓力較大，表明其母巖以中高級(jí)變質(zhì)巖為主。事實(shí)上，盆地東部的張廣才嶺增生雜巖帶、盆地東南部的長(zhǎng)春—延吉增生雜巖帶存在大量中高級(jí)變質(zhì)巖，其變質(zhì)礦物均以鐵鋁榴石為主[36,39]。該雜巖帶的變質(zhì)時(shí)代為晚三疊—早侏羅世[39]，這一年齡區(qū)間也落在碎屑鋯石主峰年齡(175～240 Ma)內(nèi)。

圖6 松遼盆地北部大慶長(zhǎng)垣南端四方臺(tái)組一段石榴子石端元組分三角圖解

重礦物統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示區(qū)內(nèi)鈦鐵礦平均含量達(dá)45.94%，在重礦物組分中比重最大，因此其代表了更多的母巖信息。鈦鐵礦既可以產(chǎn)出于巖漿巖中，也可以出現(xiàn)在變質(zhì)巖中。曾有學(xué)者指出Mn元素為巖漿成因鈦鐵礦的特征元素，Mg元素為變質(zhì)成因鈦鐵礦的特征元素[40]。隨機(jī)選取的15個(gè)樣品的電子探針結(jié)果顯示，其中有9個(gè)樣品Mn元素含量多于Mg元素，6個(gè)樣品的Mg元素多于Mn元素。根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn)，研究區(qū)四方臺(tái)組地層內(nèi)的鈦鐵礦既有變質(zhì)成因，也有巖漿成因，以巖漿成因?yàn)橹?。一定?shù)量來(lái)自變質(zhì)成因的鈦鐵礦與上文所述的母巖中存在中高級(jí)變質(zhì)巖相對(duì)應(yīng)。一般認(rèn)為鈦鐵礦主要產(chǎn)出于基性巖漿巖中，現(xiàn)今張廣才嶺、吉黑東部地區(qū)報(bào)道的基性巖體多呈小巖體形態(tài)產(chǎn)出，而年齡區(qū)間集中在175～240 Ma的中酸性巖漿巖廣泛存在且體量巨大，前人在對(duì)這些巖體開(kāi)展研究的過(guò)程中均提及其副礦物中含有大量鈦鐵礦[22,41]，由此判斷四方臺(tái)組母巖類型還包括大量的中酸性巖漿巖。

通過(guò)石榴子石與鈦鐵礦的類型分析，綜合重礦物組合特征，認(rèn)為富Mn鈦鐵礦、鋯石和磁鐵礦的重礦物組合指示母巖為中酸性巖漿巖，鐵鋁榴石、富Mg鈦鐵礦和綠簾石的重礦物組合指示母巖為中高級(jí)變質(zhì)巖。

4.3 地質(zhì)意義

隨著近年來(lái)砂巖型鈾礦找礦工作的不斷推進(jìn)，首次在松遼盆地北部大慶長(zhǎng)垣南端四方臺(tái)組中取得了重大發(fā)現(xiàn)。物源體系記錄了構(gòu)造運(yùn)動(dòng)信息，通過(guò)對(duì)物源體系特征研究可以了解沉積與構(gòu)造的響應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而指導(dǎo)下一步的鈾礦勘探。從前面論述可知，四方臺(tái)組重礦物組成特征一致，均以鈦鐵礦、石榴子石、鋯石等穩(wěn)定重礦物為主，表明四方臺(tái)組沉積時(shí)期盆地構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較穩(wěn)定，這與晚白堊世以來(lái)松遼盆地整體受環(huán)太平洋構(gòu)造域控制相一致[14-15]；對(duì)比前人對(duì)松遼盆地北部泉頭組、嫩江組物源體系的研究，四方臺(tái)組沉積時(shí)期，來(lái)自東部、東南部的物源占據(jù)了盆地物源供給的主導(dǎo)地位。

區(qū)域資料顯示四方臺(tái)組地層在松遼盆地北部分布廣泛，勘探實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)除大慶長(zhǎng)垣南端外，在朝陽(yáng)溝階地、西部斜坡等三級(jí)構(gòu)造單元內(nèi)的四方臺(tái)組地層中也存在大量放射性異常。四方臺(tái)組受控于穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境與物源供給，為鈾礦的富集提供了地質(zhì)基礎(chǔ)，是松遼盆地繼姚家組之后新發(fā)現(xiàn)的一套富鈾地層，具備良好的成礦地質(zhì)條件。這一認(rèn)識(shí)為在松遼盆地北部尋找砂巖型鈾礦開(kāi)辟了新的層系，對(duì)鈾礦勘探開(kāi)發(fā)具有重要意義。

5 結(jié)論

(1)四方臺(tái)組一段底部砂體沿北西走向展布的特征明顯，沉積環(huán)境自東南向西北由偏氧化過(guò)渡為偏還原，水動(dòng)力由東南向西北逐漸變?nèi)?，通過(guò)與源區(qū)對(duì)比分析，認(rèn)為大慶長(zhǎng)垣南端四方臺(tái)組物源主要來(lái)自張廣才嶺、吉黑東部及盆地東南部地區(qū)。

(2)富Mn鈦鐵礦、鋯石和磁鐵礦的重礦物組合指示物源為中酸性巖漿巖，鐵鋁榴石、富Mg鈦鐵礦和綠簾石的重礦物組合指示物源為中高級(jí)變質(zhì)巖。

(3)四方臺(tái)組受控于穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境與物源供給，為鈾礦的富集提供了地質(zhì)基礎(chǔ)，具備良好的成礦地質(zhì)條件，是松遼盆地尋找砂巖型鈾礦的新層系。