陳振巖，王雷，崔向東，單芝波，宋柏榮，張雷

1.遼河石油勘探局新能源開發(fā)分公司，遼寧盤錦 124010

2.遼河油田勘探開發(fā)研究院，遼寧盤錦 124010

0 引言

開魯盆地位于松遼盆地西南部，錢家店凹陷屬于開魯盆地內(nèi)的次級負向構(gòu)造單元（圖1），錢家店鈾礦床位于凹陷的北部，該礦床規(guī)模目前已達到超大型砂巖型鈾礦床的標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于該礦床鈾地球化學(xué)的研究，前人已做過較多工作[1-13]，并取得了一系列的研究成果。但有關(guān)與鈾相伴生的超常富集元素錸的地球化學(xué)方面研究未見報道。前人對錸的超常富集成礦機制、成礦規(guī)律和找礦預(yù)測方面的研究成果很少，且集中于以輝鉬礦為錸成礦載體和回收對象的研究[14-19]，砂巖型鈾礦中伴生的錸僅少數(shù)學(xué)者在多年前做過初步分析[20-25]，對于松遼盆地錢家店特大型鈾礦床中錸的研究，尚屬于空白領(lǐng)域。

圖1 開魯盆地內(nèi)部構(gòu)造單元與斷裂分布Fig.1 Simplified tectonic map showing the interior units and faults of the Kailu Basin

錸（Rhenium），原子序數(shù)為75，原子量為186.31，位于元素周期表中第6 周期的第7 族。在地殼中豐度極低（平均0.5×10-9）[26]，且難以形成獨立的礦物，因此被稱為稀散元素。錸的地球化學(xué)性質(zhì)相似于鉬，且具中等的親銅性質(zhì)，因此常以類質(zhì)同象的形式賦存于輝鉬礦中[27]。在自然界，Re 有多種形式的價態(tài)，以Re4+和Re7+為最穩(wěn)定的兩種價態(tài)，前者穩(wěn)定于還原條件下，后者則穩(wěn)定于氧化條件下，在天然水中以ReO4-存在。錸的高熔點（3 180 ℃），高沸點（5 627 ℃），具有耐熱、耐腐蝕、耐磨等特性，使之廣泛應(yīng)用于航空、航天、電子及機械工業(yè)等特殊行業(yè)[20]。目前對于伴生錸礦床的劃分方案較多，黃凡等[28]將中國錸礦床劃分為斑巖型、矽卡巖型、碳酸巖脈型、石英脈型、熱液脈型、沉積砂巖型、黑色頁巖型和煤型。錸多伴生于銅鉬或鉬礦床中，其礦床類型劃分與銅鉬礦或鉬礦床類型具有一致性；以內(nèi)生礦床為主，其中斑巖型和矽卡巖型礦床占資源總量90%以上，而沉積砂巖型錸礦目前僅在伊犁盆地中報道并尚處于初步研究階段[25]。

近年來鈾礦石中呈超富集狀態(tài)的Re、Sc 等伴生元素引起了人們的關(guān)注，據(jù)粗略資源量估算，在錢家店地區(qū)部分伴生元素規(guī)模顯著較高，結(jié)合低成本開采工藝，伴生礦床的發(fā)現(xiàn)可創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。然而，對于伴生元素的產(chǎn)出狀態(tài)、富集規(guī)律、資源儲量等信息，還處于未知階段。錢家店鈾礦區(qū)伴生元素Re的研究程度較低，甚至還沒有公開的分析測試數(shù)據(jù)及相關(guān)論述。因此，選取錢家店礦區(qū)重點鉆孔為載體，以錸為研究對象，從統(tǒng)計學(xué)角度通過聚類分析為元素的共生組合研究提供有意義的信息，探索不同化學(xué)組分遷移和富集規(guī)律，分析地球化學(xué)指標(biāo)對錸成礦的約束作用，進一步了解該地區(qū)元素變化規(guī)律及成礦過程，指導(dǎo)區(qū)域找礦工作。本文的研究成果為該地區(qū)針對錸元素地球化學(xué)研究的第一手資料，對今后錸元素的分布、存在形式及綜合利用價值的查明有極其重要的理論意義，同時也為實現(xiàn)“一礦變多礦”的長遠規(guī)劃貢獻力量。這些研究不僅具有戰(zhàn)略意義，同時也有重要的國民經(jīng)濟意義。錢家店地區(qū)鈾礦石中Re 含量已達到可綜合利用的標(biāo)準(zhǔn)（0.2~10）×10-6[29]，本文旨在通過對此礦床Re 的地球化學(xué)特征研究，以期對今后Re 的找礦及勘探開發(fā)提供有益的參數(shù)。

1 地質(zhì)概況

1.1 構(gòu)造特征

松遼盆地是我國東北最大的沉積盆地，是在前中生代海西褶皺帶基礎(chǔ)上發(fā)展起來的中新生代沉積盆地。開魯坳陷位于松遼盆地西南部，總面積約3.1×104km2[6]。錢家店凹陷位于開魯坳陷的北東部，呈北東—南西向帶狀展布，長約100 km，寬約9~20 km，面積1 280 km2，為中生代斷拗型凹陷，下白堊統(tǒng)為斷陷，是石油勘探的目的層位，上白堊統(tǒng)為拗陷，是鈾礦勘探的目的層。錢家店凹陷上白堊統(tǒng)整體為北高南底的構(gòu)造形態(tài)，可劃分為北部斜坡帶和南部洼陷帶兩個二級構(gòu)造單元。北部斜坡帶發(fā)育較多的溝槽和隆起，斷裂較發(fā)育，總體為近南北向及北東向展布，其中，西部發(fā)育一條貫穿上下白堊統(tǒng)地層的斷裂，斷距大，延伸距離長，早期為正斷層，晚期北部發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)變?yōu)槟鏀鄬?，北部地區(qū)由于構(gòu)造抬升強烈，遭受剝蝕形成一大型構(gòu)造天窗，對錢家店鈾礦床的形成起到了重要的控制作用；南部洼陷帶呈北東向條帶狀展布，構(gòu)造形態(tài)相對簡單，斷裂發(fā)育較少，僅發(fā)育幾條延伸距離較短的正斷層。礦區(qū)構(gòu)造總體上表現(xiàn)為向北西緩傾斜的NE 向箕狀斷陷，地層總體上表現(xiàn)為NW 向緩傾，傾角5°~10°。礦區(qū)斷裂構(gòu)造主要發(fā)育有NNE、NW向和近EW向3組[3]。

1.2 地層和巖漿巖特征

礦區(qū)發(fā)育地層自下而上為上白堊統(tǒng)青山口組（K2qn）、姚家組（K2y）、嫩江組（K2n）和第四系（Q），缺失四方臺組—古近系。青山口組以紫紅色泥巖和淺紅色細砂巖為主，底部砂巖部分含泥礫，厚約120 m，與上覆姚家組呈平行不整合接觸關(guān)系；姚家組可劃分為姚上段和姚下段，姚下段以淺灰色細砂巖、淺紅色細砂巖為主，夾灰色泥巖、紫紅色泥巖，厚約80 m；姚上段以淺灰色細砂巖、淺灰色含泥礫細砂巖為主，夾紫紅色、淺灰色泥質(zhì)粉砂巖。厚約70 m，與上覆嫩江組地層呈整合接觸關(guān)系；嫩江組上部以灰色泥巖為主，夾淺灰色泥質(zhì)粉砂巖，下部以淺灰色細砂巖為主，夾淺紅色泥巖、淺紅色泥質(zhì)粉砂巖，厚約210 m，與上覆新生界呈角度不整合接觸關(guān)系；第四系灰黃色表土層、灰黃色砂礫層，厚約110 m。姚家組為本區(qū)的主要含礦層位。錢家店鈾礦床鈾礦體主要賦存于姚上段下部砂體和姚下段下部砂體[3]。

姚家組地層主要發(fā)育辮狀河沉積，姚下段與姚上段均可劃分出多個下粗上細的沉積韻律，沉積韻律底部多見河流下切所形成的的沖刷構(gòu)造，自沖刷面向上巖性由粗砂巖、中砂巖向粉砂巖泥巖過渡。姚家組地層砂體連通性好，單砂體厚度可達30~40 m左右，具有交錯層理、水平層理及塊狀層理，巖性以淺灰色細砂巖、淺紅色細砂巖、淺灰色含泥礫細砂巖為主，夾紫紅色、淺灰色泥質(zhì)粉砂巖；大多具有中細粒結(jié)構(gòu)，砂體分選性總體中等—好，磨圓為次棱角—次圓狀，物性條件較好。

遼河外圍地區(qū)構(gòu)造運動比較活躍，巖漿活動頻繁，巖漿巖十分發(fā)育并廣泛分布。無論是侵入巖還是噴出巖，都以燕山旋回形成的最為重要。該旋回的巖漿活動強烈，分布廣泛。侵入巖以花崗巖類侵入為主，次為閃長巖類。噴出巖雖以安山巖常見，但不乏酸性巖類，特別是在研究區(qū)西側(cè)的大興安嶺地區(qū)。礦區(qū)內(nèi)輝綠巖發(fā)育，且與鈾礦床的形成具密切的關(guān)系（圖2）。

圖2 錢家店地區(qū)鈾礦床地質(zhì)示意圖（a）和主要研究鉆孔分布圖（b）Fig.2 Schematic diagram of uranium deposit:(a) geological map of Qianjiadian area; and (b) borehole distribution

1.3 鈾礦化特征

區(qū)內(nèi)鈾礦體主要賦存于上白堊統(tǒng)姚家組灰色砂體中，礦體呈板狀、似層狀，傾角約1°~3°。平面上，呈北東—南西向展布，與層間氧化帶前鋒線展布方向基本一致，鈾礦體具由北向南緩傾、東西兩端翹起的特點，形態(tài)較復(fù)雜。鈾礦體長500~2 500 m，寬200~600 m，厚度集中于2.3~7.5 m，最厚達18.5 m，巖石疏松，滲透性好。

錢家店鈾礦床礦石類型以灰白色、淺灰色中細粒巖屑長石細砂巖為主（圖3），成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較低，分選較差，磨圓度中等—較差，為次棱角狀—次圓狀。碎屑成分主要為長石、巖屑和石英，長石以鉀長石為主，斜長石較少；巖屑以中酸性火山巖和淺成侵入巖為主，次為花崗質(zhì)巖屑、泥巖巖屑[13]。鈾礦石以雜基支撐為主，其次為顆粒支撐和顆?！s基支撐；雜基主要為高嶺石、伊蒙混層等黏土礦物，膠結(jié)物主要為方解石和白云石，偶見重晶石[9,30]。鈾的存在形式以鈾礦物、吸附鈾為主，含鈾礦物較少，其中鈾礦物為粒狀、團塊狀瀝青鈾礦，吸附鈾的載體主要為有機質(zhì)及黏土礦物，含鈾礦物主要為碎屑鋯石[3,8]。本地區(qū)鈾礦石中錸含量較高，多已達到綜合利用標(biāo)準(zhǔn)，錸礦石與鈾礦石復(fù)合產(chǎn)出。

圖3 錢家店地區(qū)姚家組砂巖分類三角圖Q.石英；R.其它巖屑+燧石；F.長石+火成巖屑Fig.3 Triangular diagram of sandstone from the Yaojia Formation in the Qianjiadian area

2 樣品采集與測試分析

研究樣品均采自錢家店鈾礦床上白堊統(tǒng)姚家組賦礦砂巖。主量、微量及稀土元素分析測試工作均在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究所完成，主量元素在飛利浦PW2404X 射線熒光光譜儀上完成，依據(jù)GB/T 14506.28—1993 硅酸鹽巖石化學(xué)分析方法X 射線熒光光譜法測定主、次量元素，相對偏差<5%。微量元素和稀土元素依據(jù)DZ/T 0223—2001 電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）方法通則，在Finnigan MAT 的HR-ICP-MS（ElementⅠ）上進行，溶樣和分析流程采用Lianget al.[31]，分析精度優(yōu)于3%。

對15 口井207 件鈾礦石及圍巖樣品測定U，Se，V，Re，Mo的含量，測試單位為核工業(yè)二〇三研究所，其中U 含量測試儀器為MUA 型激光熒光儀（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院制造），檢測方法依據(jù)EJ/T 550—2000；Se 含量測試儀器為AFS-230E（海光制造），檢測方法依據(jù)EJ/T 754—1993；V 含量測試儀器為AxiosX 射線光譜儀（荷蘭帕納科制造），檢測方法依據(jù)DZ/T 0279.1—2016；Re，Mo 的含量測試儀器為XSERIES2 型ICP-MS（ThermoFisher）制造，檢測方法依據(jù)DZ/T 14506.30—2010。

3 分散元素Re地球化學(xué)特征

3.1 Re的含量特征

對207個砂巖鈾礦石及圍巖樣品測試分析，并加以歸納總結(jié)，結(jié)果表明，U、Re 的平均含量分別為212.41×10-6和0.24×10-6，U、Re 的含量變化系數(shù)分別為121.9%和137.6%，其中52.17%樣品U 含量高于100×10-6，85.51%的樣品Re 含量高于0.2×10-6，U、Re在礦體中平均含量分別為292.5×10-6和0.72×10-6，最高分別達1 319.0×10-6和2.6×10-6，據(jù)Tayloret al.[26]可知，陸殼中U、Re 豐度分別為2.8×10-6和0.5×10-9，得出錢家店鈾礦體相對陸殼平均富集系數(shù)為104.5，最高達471.1，錸礦體相對陸殼平均富集系數(shù)為1 440，最高達5 200。在礦體以外的砂巖圍巖中，U、Re的平均含量分別為35.6×10-6和0.09×10-6，變化范圍分別為0~76.6×10-6和0~0.18×10-6。根據(jù)中華人民共和國核行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，2002《地浸砂巖型鈾礦地質(zhì)勘查規(guī)范》[32]中Re 在可地浸砂巖中的綜合利用指標(biāo)（>0.2×10-6），錢家店鈾礦床中分散元素Re 已完全達到可綜合開采利用的指標(biāo)。

3.2 Re與U、還原劑指標(biāo)及伴生元素的關(guān)系

元素之間的共生組合規(guī)律是對地球化學(xué)元素進行組合異常分析的前提，運用多元統(tǒng)計分析方法中的聚類分析能很好的完成這一任務(wù)[33-34]。本文采用R型聚類分析法對Re 與主量元素、微量元素、稀土元素及還原劑指標(biāo)做數(shù)學(xué)處理，建立等價矩陣，計算不同組分間的相關(guān)系數(shù)（R），同時作聚類分析譜系圖。據(jù)相關(guān)系數(shù)（R）可判斷組分間親密程度，越接近1，親密程度越高。通過觀察Pearson 簡單相關(guān)系數(shù)在某一取值范圍判斷變量的相關(guān)強度：相關(guān)系數(shù)0.8~1.0極強相關(guān)；0.6~0.8 強相關(guān)；0.4~0.6 中等程度相關(guān)；0.2~0.4弱相關(guān)；0~0.2極弱相關(guān)或無相關(guān)[35]。厘定Re與不同化學(xué)組份之間的親疏關(guān)系，進而探討Re 在該區(qū)的遷移富集規(guī)律及成礦控制因素。

通過錢家店鈾礦床中Re 與U、還原劑指標(biāo)及伴生元素的R 型聚類譜系圖（圖4a）及相關(guān)性矩陣（表1）的分析對比，可獲得以下2點重要信息：

表1 錢家店地區(qū)姚家組Re與U、還原劑指標(biāo)及伴生元素相關(guān)矩陣Table 1 Uranium, reductant index and associated elements with rhenium correlation matrix for Yaojia Formation in the Qianjiadian area

（1）Re 與Fe2+/Fe3+、Se 和U 聚合為一組，表明四者有較密切的共生關(guān)系。尤其是Re 與Fe2+/Fe3+首先聚合在一起，相關(guān)性達0.802，反映氧化還原對Re 富集的重要作用；與U 和Se 相關(guān)性強（分別為0.726 和0.501，暗示出在表生作用條件下三者具一定的地球化學(xué)相似性，據(jù)此推測Re 和U 具有類似的分布特征。

（2）Re雖未與有機碳和全硫聚合為一組，然而三者相關(guān)性仍較高，分別達0.631和0.445，暗示了Re的存在形式與有機碳和全硫存在更密切的關(guān)系。

3.3 Re與主量元素的關(guān)系

Re 與巖石中主要組份的R 型聚類分析結(jié)果（圖4b、表2）如下：

表2 錢家店地區(qū)姚家組Re與主量元素相關(guān)矩陣Table 2 Major elements with rhenium correlation matrix for Yaojia Formation in Qianjiadian area

圖4 Re 與U、還原劑指標(biāo)及伴生元素（a）和主量元素R 型聚類分析譜系圖（b）Fig.4 Uranium, reductant index and associated elements (a) with rhenium R￣type cluster analysis spectrum;and (b) R￣type cluster analysis spectrum for major elements

（1）Re 與CaO、Na2O、K2O 和SiO2聚合為一組，表明了Re 的活化、遷移、沉淀富集與表生條件下活性組份的遷移、沉淀富集規(guī)律存在一定的關(guān)系。Re 與CaO 首先聚合為一組，表明Re 同鈾活化遷移及沉淀機制相似，可能在弱堿性條件下形成絡(luò)合物遷移，隨物理化學(xué)條件的變化，沉淀聚集，同時鈣析出沉淀。大量的鏡下觀察與化學(xué)分析顯示，SiO2含量在過渡帶（礦石帶）有較明顯的升高或局部升高的趨勢，暗示了成礦流體的堿性溶蝕作用。

（2）Al2O3、TiO2、P2O5等惰性組份聚合為一組，與鏡下黏土礦物、金紅石及磷灰石等富集相吻合。除氧化還原作用外，具強吸附作用的高孔隙度礦物對Re的富集關(guān)系密切，部分樣品高Re含量可能與黏土礦物吸附有關(guān)。與Re強烈分離，同樣表明Re在該區(qū)表生環(huán)境下的活躍性，同時驗證了聚類分析對元素性質(zhì)判別的科學(xué)性。

3.4 Re與微量元素的關(guān)系

Re 與Tl、Zr 和Cd 聚合為一組，反映了四者之間緊密的共生關(guān)系（圖5a、表3）。且錸與Tl的相關(guān)系數(shù)為0.912，在0.8~1的范圍內(nèi)，為極強正相關(guān)性，暗示了鉈與錸同為稀散元素，含量低，地球化學(xué)相近的特征；錸與Zr 的相關(guān)系數(shù)為0.613，在0.6~0.8 的范圍內(nèi)，為強正相關(guān)性，沉積巖中Zr元素常富集于穩(wěn)定鋯石中，Re 與Zr 含量的強相關(guān)反映了部分Re 可能以鋯石為依托，在穩(wěn)定的重礦物中賦存，該部分Re難以地浸溶出，后期開采需重點研究。錸與Cd 的相關(guān)系數(shù)為0.693，在0.6~0.8的范圍內(nèi)，為強正相關(guān)，鎘同樣為典型的稀散元素，且與Re 地球化學(xué)相似，為親硫元素[27]，錢家店地區(qū)姚家組黃鐵礦的富集為Re和Cd的沉淀提供了條件，另外鎘的碳酸鹽同為表生環(huán)境下重要的沉淀方式，這與本區(qū)鈾的搬運富集模式相一致。

表3 錢家店地區(qū)姚家組Re與微量元素相關(guān)矩陣Table 3 Trace elements with rhenium correlation matrix for Yaojia Formation in Qianjiadian area

3.5 Re與稀土元素的關(guān)系

重稀土、中稀土、輕稀土呈現(xiàn)出較好的分類聚合關(guān)系（圖5b、表4，5）；Re與稀土元素的聚類趨勢不明顯，存在明顯的不相關(guān)性。相關(guān)系數(shù)值均接近于0，即可認為該元素與稀土元素之間相關(guān)性極弱，不存在明顯的正相關(guān)或負相關(guān)性，錢家店地區(qū)Re 與輕稀土元素相關(guān)性介于0.314~0.405，相關(guān)性弱；與中稀土元素相關(guān)性介于0.045~0.174，極弱相關(guān)，與重稀土相關(guān)性介于0.038~0.042，極弱/無相關(guān)。表明Re與重稀土元素在表生環(huán)境下具高度穩(wěn)定性性質(zhì)相反，有較好的活躍性。

表4 錢家店地區(qū)姚家組Re與稀土元素相關(guān)矩陣Table 4 Rare earth elements with rhenium correlation matrix for Yaojia Formation in Qianjiadian area

圖5 Re 與微量元素（a）和稀土元素R 型聚類分析譜系圖（b）Fig.5 Trace elements with (a) rhenium R￣type cluster analysis spectrum;and (b) rare earth elements R￣type cluster analysis spectrum

表5 錢家店地區(qū)姚家組砂巖主量元素（wt.%）、微量元素（×10-6）和稀土元素（×10-6）分析結(jié)果Table 5 Chemical compositions of metasedimentary rocks from the Yaojia FormationQianjiadian area(major elements (%); trace elements (×10-6); rare earth elements (×10-6))

4 Re的成礦作用探討

前人通過對錢家店鈾礦床成因的深入研究，并與國內(nèi)經(jīng)典的層間氧化帶型砂巖鈾礦床（如伊犁砂巖型鈾礦床）相對比，錢家店地區(qū)鈾成礦作用尤其獨特，鈾礦化異常以及鈾礦體的形成與下白堊統(tǒng)的斷陷層的還原性流體、上白堊統(tǒng)坳陷層的辮狀河流相砂體、多期次活動的貫通式斷裂、后期形成的構(gòu)造天窗以及層間氧化作用具有密切關(guān)系。本地區(qū)錸與鈾的表生地球化學(xué)性質(zhì)具有相似性，同為氧化還原敏感元素，因此其表生地球化學(xué)行為在該區(qū)表現(xiàn)出與鈾成礦聚集作用的一致性，同樣經(jīng)歷了錸預(yù)富集階段、上白堊統(tǒng)姚家組含礦主巖形成及沉積成礦階段、層間滲入氧化水動力主成礦階段、古近紀(jì)淺層氧化改造及熱活動錸疊加成礦階段、新近紀(jì)油氣擴散還原保礦階段5個階段。

4.1 錸預(yù)富集階段

作為錢家店地區(qū)物源區(qū)，松遼盆地南緣的燕山期造山帶廣泛發(fā)育放射性異常地質(zhì)體，早期風(fēng)化剝蝕出大量含鈾礦物的碎屑顆粒，致使姚家組地層鈾礦物的原始預(yù)富集。宮文杰等[36]系統(tǒng)歸納總結(jié)了松遼盆地各個蝕源區(qū)主要巖性的鈾含量值，結(jié)果顯示，南部燕山期造山帶侵入巖及噴出巖鈾含量較高，并且存在較多的地面鈾異常點、帶，存在鈾遷移現(xiàn)象。本次研究在總結(jié)前人資料的基礎(chǔ)上，采集并測試了蝕源區(qū)各類巖性Re 含量，結(jié)果表明，Re 與鈾在巖漿巖中含量相對較高，Re含量介于（0.4~1.3）×10-9，U含量介于（2.3~11.2）×10-6（圖6），顯著高于地殼中Re和U 的 平 均 含 量（分 別 為6.57×10-10和2.07×10-6）[37]，預(yù)富集均具強烈的母巖專屬性，中酸性巖漿巖為共同優(yōu)質(zhì)源巖。蝕源區(qū)富Re 的巖石為錢家店地區(qū)姚家組沉積提供了充足的物質(zhì)來源，同時也為后期鈾礦的聚集奠定了堅實的基礎(chǔ)。

4.2 上白堊統(tǒng)姚家組含礦主巖形成及沉積成礦階段

晚白堊世坳陷演化階段，該區(qū)構(gòu)造運動發(fā)生明顯變革，從強烈的伸展環(huán)境向弱伸展熱沉降拗陷轉(zhuǎn)化，進而在本區(qū)發(fā)育辮狀河沉積體系。沉積了一套以淺灰、灰白色為主的砂巖類，以泥礫巖為主的礫巖類，以淺灰色、深灰色及紫紅色為主的粉砂巖和泥巖類等有利的成礦砂體。此砂體受辮狀河沉積體系控制,其中的河道和心灘沉積砂體對成礦最為有利，并且在該區(qū)分布具有較大的范圍和規(guī)模[38]。姚家組沉積—成巖期，在下白堊統(tǒng)深部的還原性流體及上白堊統(tǒng)青山口、嫩江組暗色泥巖還原性壓榨水的共同作用下，姚家組原生灰色沉積砂巖發(fā)生了錸的初始富集，錸含量增高顯著，一般位于（0.055~0.133）×10-6之間，最高達0.218×10-6（表6）。局部地段已經(jīng)達到了錸異?；蝈n礦化，然而總體錸品位依然較低。不同巖性中Re含量具明顯的差異，其中原生紅色砂巖和紅色泥巖中Re含量變化不大，都顯示出微弱含量特征；平均含量分別為0.032×10-6和0.045×10-6，而原生灰色砂巖及灰色泥巖中Re 含量均顯著富集，平均含量分別為0.084×10-6和0.315×10-6，表明沉積期氧化還原作用對Re 富集具有重要控制作用。

表6 錢家店地區(qū)姚家組不同原生巖石類型Re含量分析結(jié)果Table 6 Analysis results of Re content of different primary rock types in Qianjiadian area

同鈾一樣，還原性砂體的存在仍是砂巖型錸成礦的先決條件，然而與錸成礦相關(guān)的砂體類型較多，對于卷狀或板狀錸礦體而言，含礦砂體需要具備以下三方面條件，即：砂體上部和下部具備不透水隔檔層；砂體本身具有較好的泛連通性；另外，具能產(chǎn)生氧化還原作用的地球化學(xué)障也是不可缺少的條件。地層中還原性組分的富集與沉積過程有較大的關(guān)系，在砂質(zhì)辮狀沉積環(huán)境中，尤其是心灘沉積，細碎屑物中常含有大量的有機質(zhì)及還原性物質(zhì)，其可隨著砂體在某些地段共同沉積，從而構(gòu)成砂體的原生還原障。錸礦化主要產(chǎn)于砂巖中，姚家組中不同沉積旋回均見錸礦化異常顯示，且表現(xiàn)出與鈾礦化的一致性，表明了姚家組具強還原性的沉積期砂體對錸富集的重要作用（圖7）。

圖7 錢家店地區(qū)姚家組Re 礦及U 礦綜合柱狀圖Fig.7 Comprehensive bar chart of rhenium and uranium ore in Yaojia Formation, Qianjiadian area

4.3 層間氧化滲入水動力主成礦階段

晚白堊世末期，本區(qū)發(fā)生了構(gòu)造反轉(zhuǎn)運動，伴隨著反轉(zhuǎn)的增強，剝蝕作用也更加強烈，姚家組目的層出露地表，便形成了姚家組剝蝕天窗。早期的同生斷裂復(fù)活，該區(qū)嫩江末期生油期與之相吻合，因此油氣等還原性流體沿著斷裂運移并擴散，從而廣泛的蝕變作用于姚家組砂體中，形成了具強還原能力和還原劑容量的灰色砂體，為后期的錸成礦作用提供了有利的砂體條件[6]。同時，剝蝕天窗的形成也改變了整體上水動力環(huán)境，形成了補—徑—排的水循環(huán)系統(tǒng)，因而也促進了含氧含錸水的滲入氧化作用，并在地球化學(xué)反應(yīng)界面聚集沉淀形成錸礦體。位于過渡帶內(nèi)的灰色砂巖Re 含量富集顯著，含量集中于（0.121~0.577）×10-6之間，最高達1.602×10-6（表7），除個別樣品只達到錸礦化級別外，其余均達到錸工業(yè)級別（地浸砂巖型鈾礦Re綜合利用標(biāo)準(zhǔn)）；后生紅色細砂巖中Re含量集中于（0.054~0.086）×10-6之間，最高達0.072×10-6，明顯高于原生紅色砂巖含量值；過渡帶內(nèi)高Re值的灰色細砂巖、后生紅色細砂巖和黃色細砂巖的出現(xiàn)，為本地區(qū)曾經(jīng)歷了較強烈的層間氧化富集作用提供了堅實的理論依據(jù)。另外，錢家店鈾礦床中不同鉆孔的Re元素與U元素含量變化關(guān)系反映出兩者在縱向上呈現(xiàn)較吻合的單峰態(tài)特征（圖8），U 與Re 含量起伏在鉆孔縱向上吻合性高，同樣表明Re 在本地區(qū)的富集相似于U，受層間氧化還原作用控制。

圖8 錢家店鈾礦床不同單井Re 與U 含量關(guān)系變異圖Fig.8 Variation of Re and U content in individual wells, Qianjiadian uranium deposit

表7 錢家店地區(qū)姚家組不同層間氧化帶巖石類型Re含量分析結(jié)果Table 7 Analysis results of Re content of rock types in different oxidation zones, Qianjiadian area

4.4 古近紀(jì)淺層氧化改造及熱活動錸疊加成礦階段

本區(qū)在嫩江期末反轉(zhuǎn)構(gòu)造運動之后，也就是古近紀(jì)時期處于持續(xù)隆升狀態(tài)，因此缺失了古近系地層沉積。隆升剝蝕致使構(gòu)造天窗規(guī)模擴大，同時也導(dǎo)致姚家組砂體中的含氧含錸水向地層深部持續(xù)的滲入[3]。因此早期姚家組富集的錸元素，開始持續(xù)遷移并在較強的還原地帶重新沉淀聚集，進而形成了更高的規(guī)模和品位的新錸礦體。與此同時，大量的輝綠巖脈沿斷裂帶上涌，并穿插于姚家組和嫩江組中較弱的巖性帶中，攜帶的高溫流體致使后期的成礦改造作用更加強烈，在局部地段形成了具巖漿熱液和建造水熱液雙重特點高品位錸礦體[30]。該階段的礦體主要分布于礦區(qū)的北部構(gòu)造剝蝕天窗附近和西部的區(qū)域性斷裂附近，Re 和U 均呈現(xiàn)局部高度富集特點，Re 含量和U 含量分別集中于（0.56~4.4）×10-6和（530~1 062）×10-6之間，平均含量分別可達1.34×10-6和836×10-6。

4.5 新近紀(jì)油氣擴散還原保礦階段

新近紀(jì)本區(qū)構(gòu)造運動以差異升降為主，并且具備斷塊活動特征。此期正是石油和天然氣成藏的破壞期，在受到強烈的伸展斷裂活動的背景下，油氣沿著斷裂運移并在周圍大量滲出，進而擴散到具高滲透率的沉積砂體，致使晚白堊世末期和古近紀(jì)時形成的錸礦體長期處于較強的還原環(huán)境，達到了對已形成的錸礦床的保護作用[39]。

5 結(jié)論

（1）錢家店鈾礦床砂巖鈾礦石中分散元素Re的含量高，已完全達到伴生礦綜合利用指標(biāo)。

（2）Re 與Fe2+/Fe3+、Se、U 及有機碳相關(guān)性好，表明有較密切的共生關(guān)系；與稀土元素相關(guān)性極差，暗示了相異（相反）于稀土元素表生穩(wěn)定的性質(zhì)。

（3）錢家店地區(qū)錸礦床形成經(jīng)歷了錸預(yù)富集階段、上白堊統(tǒng)姚家組含礦主巖形成及沉積成礦階段、層間滲入氧化水動力主成礦階段、古近紀(jì)淺層氧化改造及熱活動錸疊加成礦階段、新近紀(jì)油氣擴散還原保礦階段5個階段，這5個階段與該區(qū)鈾的空間分布具有很好的相似性。