松辽盆地东北缘姚家组岩石地球化学特征、物源构造环境及其与铀成矿关系浅析

对于砂岩型铀矿找矿工作及评价而言,赋铀砂体的物源是其关键.松辽盆地东北缘姚家组是其重要的赋矿层位,本文通过对松辽盆地东北缘姚家组砂岩及蚀源区花岗岩21件样品进行主量、微量、稀土元素及磷灰石裂变径迹年代学进行分析,并结合前人成果,旨在探讨姚家组氧化—还原条件、源区构造背景及古气候演变对铀成矿的影响.研究表明:①姚家组砂岩主要为长石岩屑砂岩,与蚀源区花岗岩具有相似的地球化学特征,均具有高硅(SiO2=66.38％～77.71％)、富碱(Na2O+K2O=6.22％～9.35％)、铝(Al2O3=12.11％～17.25％)、贫镁钙(MgO=0.13％～1.15％,CaO=0.21％～2.41％)的特征,稀土总量不高(∑REE=84.29×10-6～239.38×10-6),轻稀土分馏系数(La/Sm)N为 2.62～4.69,重稀土分馏系数(Gd/Yb)N为1.48～3.30,具有壳源岩浆特点.②元素B、Sr/Ba、B/Ga组合及U/Th、V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co的组合指示姚家组沉积时的古水体介质均为富氧的淡水环境,Fe2+/Fe3+指示姚家组成岩阶段经历了后生还原作用.③ICV值为0.65～0.74,平均值为0.69,均小于1,修正后的CIA平均值为64.01,代表可能经历了再旋回作用或者首次沉积过程中经历了中等风化作用.④姚家组砂岩在La/Th-Hf和Co/Th-La/Th判别图解上显示沉积物源主要来自上地壳的长英质岩石,且在构造判别图解上,姚家组砂岩和蚀源区花岗岩样品几乎全部落入活动大陆边缘与火山弧花岗岩区,显示其构造背景为活动大陆边缘环境.⑤磷灰石裂变径迹年代学表明松辽盆地北部在中晚侏罗世以来整体为持续降温过程,可分为4个阶段:即晚侏罗世—晚白垩世初(160～90 Ma)的急剧冷却隆升过程;晚白垩世初—古近纪中新世(90～40 Ma)缓慢冷却(稳定)阶段;古近纪中新世—古近纪末(40～25 Ma)较快速升温阶段;古近纪末(25～0 Ma)缓慢冷却(稳定)阶段,其中在晚白垩世—古近纪期间发生了一次构造岩浆热事件改造的作用,是后期大规模铀成矿物质基础,为铀成矿作用创造了必需的构造和水动力条件,且在区域上基性岩浆活动与主要铀成矿作用同期,表明在松辽盆地北部有可能存在热液或热动力辅助成矿作用.综合以上分析认为,松辽盆地东北缘姚家期的构造条件、古气候、富氧古水体、有利的沉积相及厚大砂体对本区砂岩型大规模成矿具有重要地质意义.

Geochemical characteristics, provenance, tectonic settings and their relationships with uranium mineralization of the rocks of the Yaojia Formation in the northeastern margin of the Songliao basin