崔啟杰，王可勇，李建國，馬雪俐，趙華雷，楊賀，孫麗雪

1.吉林大學 地球科學學院，長春 130061；2.中國地質(zhì)調(diào)查局 天津地質(zhì)調(diào)查中心，天津 300170

0 引言

國內(nèi)外主要的鈾礦類型有花崗巖型、火山巖型、砂巖型和碳硅泥巖型，其中砂巖型鈾礦儲量位居鈾礦總儲量的前列，它通常與油氣同盆共存?？辈閷嵺`表明，砂巖型鈾礦與油氣具有密切的時空聯(lián)系：空間上，含油氣盆地內(nèi)油氣藏多聚集于盆地中部和深部，而鈾礦床則產(chǎn)于盆地的淺部和邊緣，烴源巖往往賦存于鈾礦層下部[1-2]。但是在松遼盆地、準噶爾盆地、柴達木盆地油氣田鉆孔排查中，發(fā)現(xiàn)新的深部鈾異常，突破了盆地內(nèi)部沒有鈾礦的認識[3]。時間上，鈾成礦與油氣成藏存在3種認識：①油氣運移早于鈾成礦，一般認為巖石中有機質(zhì)含量> 0.1%時，可以還原高價鈾離子[4]，然而勘探發(fā)現(xiàn)許多產(chǎn)于干旱氣候下的有機質(zhì)含量不足0.1%的紅色砂巖中同樣發(fā)育鈾礦化，如新疆塔里木盆地的巴什布拉克鈾礦床以及準噶爾盆地頂山烏倫古河組鈾異常，推測成礦期前有油氣的運移[5-7]；②鈾成礦作用先于油氣的疊加改造[8]，如鄂爾多斯北部的灰綠色砂巖是油氣二次還原的產(chǎn)物；③油氣侵入與鈾成礦大致同時發(fā)生，松遼盆地嫩江期末反轉(zhuǎn)構造是油田流體滲出的主要構造期，也是錢家店鈾礦的主成礦期[9-10]，礦體與油氣藏位于同一構造帶，砂巖型鈾礦位于構造上層，油氣藏位于構造下層，上部砂巖層發(fā)育有從盆緣向盆內(nèi)補給的含鈾含氧水，下部的油氣藏向上微滲補給還原劑，在兩種流體相遇處富集成鈾礦帶[11-12]。由此可見，油氣運移與鈾成礦時空關系存在較大的爭議。筆者選擇松遼盆地錢家店鈾礦床作為研究對象，對二者之間關系展開深入研究?；跇嬙旎顒雍暧^分析，前人認為油氣運移與鈾成礦大致同時發(fā)生，基于二者的微觀機制研究，前人通過掃描電鏡、電子探針等方法已對松遼盆地錢家店鈾礦床鈾的賦存狀態(tài)進行了大量研究，鈾主要以獨立鈾礦物和吸附鈾為主，鈾礦物主要產(chǎn)在碎屑顆粒間或裂隙中，或充填于砂巖膠結(jié)物中，或圍繞黃鐵礦生長，吸附鈾以黏土吸附和有機質(zhì)吸附為主[9，13-18]，顯然鈾的賦存狀態(tài)多樣。然而哪種寄存礦物與鈾同期，且可進行成礦流體性質(zhì)研究，還不明確。最近，越來越多學者在賦礦層砂巖樣品中發(fā)現(xiàn)大量有機包裹體[19-22]，其產(chǎn)狀多樣，證明有油氣通過賦礦層。但是鈾礦物的賦存狀態(tài)與有機包裹體的產(chǎn)狀還未進行系統(tǒng)科學的聯(lián)系。

為解決上述問題，筆者對油氣運移與鈾成礦的微觀機制進行更深一步的研究：①對賦礦砂巖展開成巖作用研究，進而構建成巖演化序列，為流體包裹體研究奠定基礎；②利用電子探針方法明確鈾礦物的主要寄主礦物；③詳細分析油氣運移過程中捕獲的有機包裹體的巖相學特征以及測溫特征,并對鈾礦寄主礦物中的包裹體進行巖相學及測溫分析。將有機包裹體與成礦期包裹體置于成巖共生框架中，厘清二者之間的世代關系，進一步明確油氣運移與鈾成礦的關系。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

中亞造山帶受中生代時期華北板塊與蒙古—西伯利亞板塊的拼合[23]、新生代時期太平洋板塊NWW向歐亞板塊俯沖[24]的影響，形成現(xiàn)在的盆山格局。松遼盆地位于其東段，是晚中生代以來開始發(fā)育的大型陸相沉積盆地(圖1a、b)。

1.1 區(qū)域地層

基底巖性主要由前寒武紀中深變質(zhì)巖、淺變質(zhì)巖和古生代花崗巖組成[30-31]。沉積蓋層由上侏羅統(tǒng)、白堊系、古近系、新近系和第四系組成。上侏羅統(tǒng)由火石嶺組構成，巖性主要為中-基性火山巖、火山碎屑巖，為湖相沉積；白堊系覆蓋全區(qū)，分為上、下統(tǒng)，下白堊統(tǒng)由沙河子組、營城組和登婁庫組組成，為湖相沉積；上白堊統(tǒng)由泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺組和明水組組成，巖性為巨厚的河湖相碎屑巖、泥巖以及頁巖；第三系主要分布在盆地西部地區(qū)，由依安組、大安組和泰康組構成；第四系廣布全區(qū)，為一套風積、沖積和洪積而成的松散堆積(圖1d)。

1.2 區(qū)域構造

松遼盆地呈NE向，受區(qū)域性控盆斷裂所圍限，分別為西緣嫩江—白城斷裂、東緣依蘭—伊通斷裂、南緣赤峰—開原斷裂以及西北緣賀根山—黑河斷裂、東北緣遜克—鐵里斷裂[33-36]。盆地內(nèi)部構造由基底斷裂和蓋層構造兩部分組成，盆地基底斷裂由NE-NNE向、NW向、SN向、EW向4組斷裂系統(tǒng)構成，構造性質(zhì)復雜，對油氣集聚以及砂巖鈾礦的形成起到重要作用[25，37]；蓋層構造由一系列NE向褶皺構造和斷裂構造組成，主要褶皺構造表現(xiàn)為5～7組背斜緊閉、向斜寬緩的隔擋式褶皺構造，近平行排列產(chǎn)出[38-41](圖1c)。

1.3 區(qū)域巖漿巖

松遼盆地的侵入巖可劃分為早古生代、晚古生代、中生代3個階段。早古生代花崗巖零星地分布在盆地西北部，晚古生代花崗巖主要分布在盆地中部和西部，中生代花崗巖分布在盆地中部和東部[33]。松遼盆地的火山巖以中生代和新生代為主，其中中生代巖漿活動集中在晚侏羅世火石嶺期和早白堊世營城期，分別為中-基性、中-酸性巖漿活動，代表性火山巖有流紋巖、玄武巖以及凝灰?guī)r，主要分布在大興安嶺西側(cè)；新生代巖漿活動以基性為主，代表性火山巖有輝綠巖和堿性玄武巖，沿NE向斷裂帶分布[25，35-37](圖1c)。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)

錢家店鈾礦床位于開魯凹陷的東北部，呈NNE-NE向狹條帶狀展布，面積約1 280 km2(圖1d)。礦區(qū)基底巖性主要為晚古生代淺變質(zhì)巖、花崗巖，侏羅系富鈾酸性火山巖；礦區(qū)蓋層由上白堊統(tǒng)青山口組、姚家組及嫩江組構成，其中姚家組是主要賦礦及找礦目的層位[9]。姚家組以辮狀河沉積為主，可分為上、下兩個巖性段，中部紫紅色泥巖構成姚上段與姚下段的隔水層，兩段巖性主要為細?；野咨L石砂巖。

a.亞洲構造簡圖(據(jù)文獻[25-26]修改)；b.東北地區(qū)構造圖(據(jù)文獻[27-29]修改)；c.松遼盆地區(qū)域地質(zhì)圖 (據(jù)文獻[25,34-36，38-40]修改)；d.開魯凹陷地質(zhì)圖(據(jù)文獻[32]修改)。圖1 松遼盆地區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 Regional geological map of Songliao Basin

礦區(qū)產(chǎn)狀總體上表現(xiàn)為NW向，傾角為5°～10°。礦區(qū)構造總體上表現(xiàn)為緩傾斜的NE向箕狀斷陷[9]。白堊紀晚期開始，斷裂由張性變?yōu)閴号ば圆⒊霈F(xiàn)反轉(zhuǎn)，導致上盤地層剝蝕、彎曲，為該區(qū)后生層間含氧含鈾水的滲入及砂巖型鈾礦的形成起到關鍵的作用[42]。礦床受晚白堊世姚家期辮狀河道洼地、NNE向貫通性基底斷裂及晚白堊世嫩江期末反轉(zhuǎn)隆升剝蝕構造天窗三位一體控制[43]。

2.2 礦化特征

姚家組礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，呈板狀、透鏡狀，產(chǎn)于灰白色黏土蝕變帶與灰色還原帶的過渡部位。姚家組上段鈾礦化分布范圍大，富集在北東部及南西部，累計厚度達8～22.9 m；姚家組下段鈾礦化主要富集在北東部，累計厚度達8～33.6 m[9，13](圖2)。

圖2 錢家店鈾礦床礦體圖(剖面線位置見圖1) (據(jù)文獻[44]修改)Fig.2 Ore-body of Qianjiadian uranium deposit

礦石類型有淺灰色巖屑長石細砂巖鈾礦石，灰色含炭屑粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖鈾礦石，灰色含泥礫鈣質(zhì)細砂巖鈾礦石。礦石結(jié)構構造主要為分散微粒狀結(jié)構、球狀結(jié)構、微脈狀及塊狀構造，礦物組合為草莓狀黃鐵礦-瀝青鈾礦組合、膠黃鐵礦-瀝青鈾礦組合及微晶石英 (玉髓)-瀝青鈾礦組合3種。地下水滲入氧化后的黏土蝕變，包括高嶺石、蒙脫石、伊利石等；灰綠色巖石中的還原蝕變，包括黃鐵礦化、碳酸鹽化[43-45]。

鈾礦的存在形式以鈾礦物與吸附鈾為主。鈾礦物為呈粒狀、球狀、團塊狀、條帶狀及分散顯微粒狀的瀝青鈾礦，以團塊狀或顯微粒狀集合體形式分散充填在砂巖膠結(jié)物中，或與膠狀黃鐵礦共生；吸附鈾主要為有機質(zhì)及黏土[9，13，46]。

3 樣品采集及研究方法

選擇錢家店鈾礦床強礦化段6473#、5665#、4857# 3口鉆井，111個樣品(圖3)，分別磨制薄片、電子探針片以及測溫片，進行成巖作用、鈾礦物寄主礦物確定以及流體包裹體巖相學和顯微測溫研究。

圖3 錢家店鈾礦床樣品取樣位置Fig.3 Sampling locations of Qianjiadian uranium deposit

3.1 成巖作用研究

樣品薄片鑒定實驗在吉林大學地球科學學院巖礦鑒定實驗室完成，使用儀器為OLYMPUS BX-51顯微鏡。成巖演化序列的劃分主要以各個成巖階段的一般成巖特征、碳酸鹽膠結(jié)物在各個成巖階段的產(chǎn)狀特征以及硅質(zhì)膠結(jié)物在成巖作用中的演化特征為依據(jù)[47-48]。

3.2 成礦期流體包裹體寄主礦物的研究

在富鈾礦石砂巖中選擇17件樣品開展電子探針測試，確定成礦期與鈾礦化關系密切的礦物，從而為下一步尋找與成礦期同期流體包裹體奠定基礎。測試地點為核工業(yè)北京地質(zhì)研究院。首先將礦石樣品磨制成拋光探針片，再利用X-射線能譜確定鈾礦物的賦存狀態(tài)及與其相關的礦物類型，最后開展定量分析。探針片經(jīng)噴碳處理后利用電子探針顯微分析儀對樣品進行測試分析，所用儀器型號為JXA-8100，二次電子分辨率為6 nm，放大倍數(shù)為40～300 000。

3.3 流體包裹體巖相學及顯微測溫研究

包裹體巖相學觀察及顯微測溫分析實驗在吉林大學地球科學學院地質(zhì)流體實驗室完成。室內(nèi)將樣品制成厚約0.2～0.3 mm的流體包裹體測溫片，用丙酮浸泡約3～4 h后清水洗凈晾干；在包裹體常規(guī)透光顯微鏡及熒光顯微鏡下查明研究樣品中成礦期熱液礦物中發(fā)育的流體包裹體類型、包裹體組合，確定流體包裹體捕獲世代關系；篩選出適合顯微測溫的包裹體進行冷凍-升溫測溫工作。其中流體包裹體巖相學觀察采用儀器為德國Carl Zeiss Axiolab型顯微鏡(10×50)和日本OLYMPUS BX-51型熒光顯微鏡，測溫儀器為英國Linkam THMSG-600型冷熱兩用臺(測溫范圍為-180～500℃)；包裹體鹽度根據(jù)冰點溫度進行計算。

4 研究結(jié)果

4.1 成巖作用研究

賦礦砂巖碎屑顆粒大小多為0.2～0.6 mm，以細中粒為主，多呈次棱角狀，少量呈棱角狀及次圓狀，分選性為中、差。石英含量25%～50%，見石英加大邊結(jié)構；長石含量10%～35%，部分長石黏土化強烈；巖屑含量30%～65%，其成分以火山巖巖屑為主，具霏細結(jié)構；室內(nèi)定名為長石巖屑砂巖、巖屑砂巖(圖4)。膠結(jié)物主要由硅質(zhì)膠結(jié)物、碳酸鹽膠結(jié)物、黏土膠結(jié)物以及鐵質(zhì)氧化膜組成，其中淺紅色砂巖中鐵質(zhì)氧化膜含量較多，而淺灰色砂巖中硅質(zhì)膠結(jié)物含量較多。

圖4 錢家店鈾礦床含礦砂巖分類三角圖Fig.4 Triangular classification of ore-bearing sandstone in Qianjiadian uranium deposit

本次成巖演化序列研究結(jié)果為：泥晶碳酸鹽、自生黏土膜-石英加大邊、石英加大邊外圍黏土膜、隱晶質(zhì)玉髓膠結(jié)物、白云石、亮晶方解石-脈狀方解石、壓實的隱晶質(zhì)玉髓膠結(jié)物、具褐鐵礦化現(xiàn)象的鐵白云石(圖5)。系統(tǒng)的薄片鑒定結(jié)果表明，賦礦砂巖經(jīng)歷了早、中、晚3期成巖作用。早期成巖作用形成自生黏土膜和呈纖維狀、粒狀的泥晶碳酸鹽；中期以石英加大邊、石英加大邊外圍的黏土膜、隱晶質(zhì)玉髓膠結(jié)物以及交代碎屑顆粒(大部分或全部)的亮晶方解石為主；晚期則以壓實的隱晶質(zhì)玉髓膠結(jié)物、呈脈狀、裂縫充填普遍的方解石、具褐鐵礦化現(xiàn)象的鐵白云石、具浸染現(xiàn)象的褐鐵礦以及顆粒表面的鐵質(zhì)氧化膜為主(圖6)。

圖5 錢家店鈾礦床成巖演化序列Fig.5 Sequence of diagenetic evolution of Qianjiadian uranium deposit

4.2 成礦期流體包裹體寄主礦物的確定

電子探針分析結(jié)果表明,研究區(qū)含礦砂巖中的鈾礦物大多以粒狀、浸染狀富集在含礦砂巖膠結(jié)物中(圖7d、e、f)，少量賦存在碎屑顆粒溶蝕孔隙中(圖7b、c)。本次實驗在硅質(zhì)膠結(jié)物中發(fā)現(xiàn)了鈾礦物(圖7a)。硅質(zhì)膠結(jié)物表面極其粗糙，與碎屑顆粒石英表面光滑平整、干凈的特點明顯有別。

圖6 含礦砂巖顯微特征Fig.6 Microscopic characteristics of ore-bearing sandstone

4.3 流體包裹體巖相學及測溫結(jié)果

4.3.1 有機包裹體巖相學

錢家店鈾礦床含礦砂巖中有機包裹體在室溫下多以富氣相和氣液兩相為主，其形態(tài)多以規(guī)則的橢圓狀、次圓形零星分布或成群產(chǎn)出，大小一般為5～10 μm，個別較大者可達15 μm，在透射單偏光鏡下氣相呈灰色，液相略呈淡褐色；在UV激發(fā)下氣相不顯熒光，液烴呈淡黃白色熒光。石英加大邊有機包裹體零星隨機分布，氣液比為50%±(圖8a)；長石中的溶蝕孔多沿解理面發(fā)育，其內(nèi)捕獲的有機包裹體氣液比為40%～60%(圖8e)；膠結(jié)物中有機包裹體隨機成群分布，氣液比為60%± (圖8f、h)；顆粒裂隙中有機包裹體形狀不規(guī)則，沿裂隙分布(圖8 d、g)。

a.鈾礦物寄主在硅質(zhì)膠結(jié)物中；b、c.鈾礦物賦存在碎屑顆粒溶蝕孔中；d-f.鈾礦物賦存在膠結(jié)物中。圖7 錢家店鈾礦床鈾礦物電子探針圖Fig.7 Electron probe of uranium minerals in Qianjiadian uranium deposit

a.石英加大邊以及碎屑顆粒微裂隙發(fā)育的有機包裹體顯微特征(c-1.石英加大邊，c-2.碎屑顆粒微裂隙，b-1/ b-2.TR/UV)；d. UV下沿顆粒微裂隙中發(fā)育的有機包裹體顯微特征；e. UV下長石溶蝕孔中發(fā)育的有機包裹體顯微特征；f.膠結(jié)物中發(fā)育的有機包裹體：f-1/ f-2.TR/UV下膠結(jié)物中有機包裹體顯微特征； f-3/ f-4.TR/UV下碎屑顆粒邊緣有機包裹體顯微特征；g.沿微裂隙發(fā)育的有機包裹體顯微特征；g-1/g-2.TR/UV下有機包裹體顯微特征；h.膠結(jié)物中發(fā)育的有機包裹體顯微特征(TR：透射光顯微鏡；UV：熒光顯微鏡)。圖8 錢家店鈾礦床有機包裹體巖相圖Fig.8 Petrographic characteristics of organic inclusions in Qianjiadian uranium deposit

4.3.2 成礦期流體包裹體巖相學特征

硅質(zhì)膠結(jié)物中隨機成群分布氣液兩相包裹體，大小3～7 μm，氣液比一般為5%～10%，形狀有橢圓狀、似圓狀以及不規(guī)則狀(圖9)。

圖9 硅質(zhì)膠結(jié)物中氣液兩相包裹體顯微特征Fig.9 Microscopic characteristics of gas-liquid inclusions in siliceous cements

4.3.3 流體包裹體測溫特征

本次研究僅對有機包裹體進行了均一溫度測定，包裹體以均一至液相方式為主，均一溫度變化范圍為60～130℃，其中多集中于75～82℃和105～110℃ 兩個溫度區(qū)間 (圖10，表1)；硅質(zhì)膠結(jié)物中氣液兩相包裹體一般在-40℃以下完全凍結(jié)，冰點溫度變化范圍為-1～-3.8℃，對應流體鹽度[ω(NaCleqv)]為1.7%～6.1%，鹽度峰值區(qū)間為3%～3.5%；包裹體以均一至液相方式為主，均一溫度變化范圍為104.5～169.5℃，峰值溫度區(qū)間為125～132℃ (圖10，表2)，顯示成礦流體為低溫、低鹽度的NaCl-H2O體系熱液。

圖10 流體包裹體均一溫度--鹽度直方圖Fig.10 Homogenization temperature-salinity histogram of fluid inclusions

表1 有機包裹體顯微測溫表

表2 硅質(zhì)膠結(jié)物中氣液兩相包裹體顯微測溫表

5 討論

5.1 有機包裹體與成礦期流體包裹體世代關系

在成巖演化序列的基礎上，本文首先明確可以用來進行成礦流體研究的鈾的寄主礦物，再對有機包裹體進行詳細的巖相學觀察，最后將有機包裹體以及成礦期氣液兩相包裹體置于成巖共生組合框架中，探討二者的世代關系。

依據(jù)成巖階段劃分標準SY/T5477—2003[47]，成巖階段除早、中、晚3個階段外，還包括成巖最早期沉積物沉積后尚未脫離上覆水體發(fā)生變化的同生成巖階段，以及成巖最晚期因構造抬升暴露或接近地表，受大氣淡水氧化溶蝕的表生成巖階段，但是鑒于成巖礦物中適合包裹體研究的寄主礦物較少，因此筆者把成巖作用的同生成巖階段以及表生成巖階段分別列入早成巖階段和晚成巖階段中，簡單劃分為早、中、晚3個階段?，F(xiàn)對劃分結(jié)果進行如下解釋：①前人已有對錢家店砂巖鈾礦進行成巖演化序列研究[17，49-50]，本文研究的不同之處在于，明確了強礦化砂巖硅質(zhì)膠結(jié)物含量較多，以隱晶質(zhì)玉髓膠結(jié)物為主。有關隱晶質(zhì)玉髓膠結(jié)物的來源，可能是火山碎屑沉積物溶解釋放出硅質(zhì)[51-53]。硅質(zhì)膠結(jié)物強化了巖石，可以抑制后期的壓實作用；②隱晶質(zhì)玉髓膠結(jié)物與亮晶方解石膠結(jié)物形成時期大致相同，同為成巖的中后期，其含量的變化以及形成的先后順序可能與成巖環(huán)境有關，酸性環(huán)境中硅質(zhì)膠結(jié)物穩(wěn)定，進而含量多，堿性環(huán)境中碳酸鹽膠結(jié)物交代能力強，因此含量多。前人研究顯示錢家店鈾礦床經(jīng)歷了成巖期弱堿性，成礦早期酸性，成礦晚期弱堿性、堿性，成礦后期堿性、強堿性環(huán)境的轉(zhuǎn)變[45]，其成礦早期為酸性環(huán)境，晚期為堿性環(huán)境，因此碳酸鹽膠結(jié)物可交代硅質(zhì)膠結(jié)物；③褐鐵礦浸染現(xiàn)象表明氧化作用較強，可能與構造抬升，受到大氣淡水氧化溶蝕有關，屬于劃分標準中的表生成巖階段。

本文明確可進行成礦流體研究的鈾的寄主礦物是硅質(zhì)膠結(jié)物，它與鈾礦物的形成時期一致。主要依據(jù)為：①電子探針分析結(jié)果表明：研究區(qū)含礦砂巖中的鈾礦物大多以粒狀、浸染狀富集在含礦砂巖膠結(jié)物中，少量寄存在碎屑顆粒的溶蝕孔中。這些賦存狀態(tài)有一個共同特征，即屬于成巖晚階段。本次研究在硅質(zhì)膠結(jié)物中發(fā)現(xiàn)了鈾礦物，其表面極其粗糙，與碎屑顆粒石英表面光滑平整、干凈的特點明顯有別，可能為隱晶質(zhì)玉髓膠結(jié)物，且前人運用電子探針方法也發(fā)現(xiàn)有微晶石英 (玉髓) -瀝青鈾礦組合[43]；②前人對鈾礦的存在形式進行了廣泛研究，鈾礦物的賦存狀態(tài)多樣[9，13，15，17，18，46]，這些產(chǎn)狀均屬于晚成巖階段；③前人對鈾成礦的年齡廣泛研究，可知鈾成礦是后生成礦[32，46，54]，其成礦年齡比含礦層位的沉積時代年輕；④含氧含鈾流體運移過程中，遇還原環(huán)境會沉淀。寄主礦物的選擇，不能是吸附鈾的黏土和有機質(zhì)，也不能是裂隙或者孔隙中具有瀝青鈾的碎屑顆粒，因為它們不具有與所寄存礦物同時形成的關系，所以本次研究確定硅質(zhì)膠結(jié)物為與鈾礦物共生的寄主礦物。

研究表明研究區(qū)含礦砂巖中發(fā)育較多有機包裹體，它們大部分產(chǎn)于石英加大邊、膠結(jié)物、顆粒微裂隙以及顆粒溶蝕孔中，通過產(chǎn)狀可判斷其捕獲于中成巖階段和晚成巖階段，這與前人研究結(jié)果一致[19-21]。

基于以上分析，將有機包裹體以及成礦期氣液兩相包裹體置于成巖時間軸上，可知二者的世代關系為，有機包裹體的捕獲早于氣液兩相包裹體，且有機包裹體的捕獲是多期次的(圖11)。

圖11 有機包裹體與成礦期流體包裹體世代關系圖Fig.11 Generation relationship between organic inclusions and fluid inclusions during mineralization

5.2 油氣運移與鈾成礦的關系以及成礦流體性質(zhì)

通過包裹體均一溫度、鹽度數(shù)據(jù)進行探討：①估算油氣運移時間，結(jié)合前人對鈾的精確定年結(jié)果，對油氣運移與鈾成礦在時間上進行精確對比；②分析總結(jié)成礦流體性質(zhì)。

5.2.1 油氣運移與鈾成礦的時間對比

油氣運移時間的確定需要有機包裹體的捕獲深度，包裹體捕獲深度采用公式[55-57]為：

H=(Tc-To)/G×100

(1)

式中：Tc為測定包裹體的均一溫度，℃；To為包裹體形成時的地表溫度，℃，取該地常年平均溫度20℃；G為古地溫梯度，℃/100 m；H為油氣運移成藏時的深度，m；流體包裹體的均一溫度范圍為60～130℃，其中峰值溫度分別為76～82℃、105～110℃；前人研究松遼盆地白堊紀末的地溫梯度為(4.26～4.80)℃/100 m[58]。姚家組形成于松遼盆地裂谷后階段，該階段凹陷延伸至整個盆地，中南部凹陷可適用于研究區(qū)域。筆者選擇松遼盆地東南部德惠斷陷區(qū)的埋藏史-熱史圖[59]，最后得出油氣運移的時間為距今72～64 Ma，其中兩個峰值分別為65 Ma、70 Ma(圖12)。

已有研究表明，世界上多數(shù)砂巖鈾礦床主要形成于20～0.1 Ma，錢家店鈾礦床年齡范圍為53～3 Ma，形成于新生代[32，46，60-61]。其成礦年齡比含礦層位的沉積時代年輕。筆者通過包裹體均一溫度、埋藏史-熱史圖估算出油氣運移的時間為72～64 Ma。通過二者年齡的精確對比，可知油氣運移的時間要比鈾成礦的時間早。

5.2.2 成礦流體性質(zhì)

成礦期氣液兩相包裹體研究結(jié)果顯示成礦流體為一類不同于高溫巖漿的低溫、低鹽度NaCl-H2O體系熱液，可能來自大氣降水，然而包裹體均一溫度介于104.5～169.5℃之間，明顯高于古地溫溫度(<110℃)(圖12)，而且高于地表的低溫流體。究其原因，筆者認為它是受后期熱流體的疊加改造，這些熱流體可能與輝綠巖脈巖漿活動有關[16，43，62-63]，使得砂巖產(chǎn)生大量的新生膠結(jié)物；也可能與盆地抬升時地溫梯度升高而產(chǎn)生的熱對流有關，使得對溫度變化敏感的礦物(石英和方解石)的再沉淀和再溶解。

6 結(jié)論

(1)研究區(qū)強礦化段砂巖硅質(zhì)膠結(jié)物含量較多，為隱晶質(zhì)玉髓膠結(jié)物。流體包裹體成巖演化序列為：泥晶方解石、自生黏土膜-石英加大邊、石英加大邊外圍黏土膜、顆粒間壓實的隱晶質(zhì)玉髓膠結(jié)物、自形白云石、亮晶方解石-脈狀方解石、具褐鐵礦化現(xiàn)象的鐵白云石。

(2)研究區(qū)硅質(zhì)膠結(jié)物(隱晶質(zhì)玉髓膠結(jié)物)可用來研究成礦流體。氣液兩相包裹體測溫結(jié)果暗示成礦流體是一類不同于高溫巖漿熱液卻高于古地溫和地表水溫的低溫、低鹽度熱液流體。

(3)研究區(qū)油氣初次運移早于鈾成礦，且存在多期次運移。

致謝感謝核工業(yè)北京電子探針實驗室和吉林大學地質(zhì)流體實驗室對本次工作的支持!