松遼盆地中-新生代構造-沉積演化及其對鈾成礦地控制作用

賈立城，李真真，黃笑，邢作昌，田明明

（1.核工業北京地質研究院 中核集團鈾資源勘查與評價技術重點實驗室，北京 100029；2.核工業二四三大隊，內蒙古 赤峰 024000）

松遼盆地地處我國東北地區，是我國北方大型產鈾盆地之一。盆地鈾礦化主要賦存于上白堊統雜色層中，鈾成礦具有多層位立體式成礦的特征，正是這種高效的成礦作用控制了盆地西南部大規模鈾礦化的發育［1-2］。盆地雜色層中的鈾成礦作用主要受深部還原性流體滲出改造作用控制，而成礦流體的形成主要受控于盆地烴源巖演化與流體運移，特別是多層位立體式成礦與盆地蓋層多套上紅下黑的建造組合密切相關［3］。這種有利于鈾成礦的地層結構和建造類型是在盆地形成和演化的復雜背景下分階段發育形成的。

前人對松遼盆地錢家店、寶龍山等鈾礦床的礦化成因和成礦機理研究較多［1，4-9］，認識上爭鳴不斷，特別是對于深部流體性質、特征、來源及其參與甚至控制鈾成礦作用的認識逐漸深入［10-14］，但大部分研究均是圍繞典型鈾礦床開展的，而缺少盆地鈾成礦的宏觀地質背景分析，松遼盆地多流體參與大規模鈾成礦作用是與盆地本身多階段演化過程、構造性質的轉變、復雜的建造（組合）類型密切相關的。近幾年關于松遼盆地類型（歸屬）、構造特征與充填演化的研究也日趨成熟，為進一步深化盆地復雜背景下的多流體疊加（合）鈾成礦作用研究奠定了基礎。本文在吸收前人研究成果的基礎上，對松遼盆地的構造-充填特征開展研究，總結了成盆動力學機制，闡明盆地基本結構-構造特征，重點剖析了盆地建造類型及組合特征，明確了松遼盆地主要的賦鈾建造類型，通過對盆地構造演化階段的詳細劃分，進一步闡明了盆地鈾成礦作用過程，深化了鈾成礦機理研究。

1 盆地產出背景與盆地類型

1.1 盆地大地構造背景

松遼盆地發育于中國東北黑龍江板塊的中部，東北地區于晚海西中期拼合形成統一塊體，即為黑龍江板塊［15-16］，此時板塊南緣的西拉木倫為俯沖消減帶，至海西末期黑龍江板塊與華北板塊碰撞拼合形成統一的內蒙-華北板塊［17］（圖1）。

圖1 中國東北地區主要構造單元分布（據文獻［18］修改）Fig.1 Distribution of major tectonic units in northeast China（modified after reference［18］）

黑龍江板塊被北西側的西伯利亞板塊、南東側的庫拉太平洋板塊及南側的華北板塊三面夾持，板塊之間的構造作用，尤其是中生代以來太平洋板塊的構造轉換對松遼盆地構造演化起到至關重要的作用［17］。

1.2 盆地基底與蓋層

松遼盆地具典型的雙基底結構，下部陸塊基底為前寒武深變質巖系和下古生界淺變質巖，及同時期巖漿巖，屬結晶變質基底，表征松嫩古陸塊的存在；上部盆地基底為中二疊世未變質的海相、海陸過渡相碎屑巖、碳酸鹽巖和晚二疊世陸相碎屑巖［18］，是盆地重要的潛在烴源巖層。

盆地蓋層以白堊系為主體，少量為侏羅系和新生界。依據構造-充填方式的不同，盆地蓋層呈典型的下斷上坳的復式結構，即下部為裂谷斷陷沉積，沉積體一側或雙側邊界被控盆斷裂所圍限，呈箕狀或地塹式；上部為大型坳陷沉積，呈碟狀披覆于斷陷層之上，邊界不受斷裂控制呈尖滅狀。

1.3 盆地類型

盆地的構造沉降曲線可明顯分為兩個發育階段：第一階段曲線斜率大、陡直，持續時間短，代表盆地早期裂谷發育階段；第二階段曲線平緩，持續時間長，反映盆地沉降速率逐漸變小，代表盆地晚期熱沉降—擠壓（扭）坳陷階段（圖2）。

圖2 松遼盆地典型鉆孔構造沉降史曲線Fig.2 The structural subsidence curves of typical boreholes in Songliao Basin

總之，松遼盆地位于西太平活動大陸邊緣的孤后地區，但產出于板塊內部，基底具古陸塊背景，且非單一的裂谷盆地，可被稱為發育于板塊內部的斷-坳復合型中-新生代能源礦產盆地。

2 盆地演化動力學機制及原形盆地類型

松遼盆地成盆背景復雜，特別是晚中生代以來西太平洋板塊向歐亞大陸脈動式俯沖作用，松遼盆地恰處活動陸緣的孤后地區，由于俯沖角度的變化造成區域應力場經歷了多期拉張與擠壓轉換［19］，構造性質的轉換控制火山-巖漿事件與沉積作用的交互，經歷了復雜的構造演化過程復合而成現今的盆地格局。

2.1 成盆動力學機制

從成盆體制及構造演化看，松遼盆地的形成演化主要受三種動力控制［20-24］：一為地殼減薄造成地幔物質上涌的造穹作用，下擠上張，形成區域伸展背景，引發陸殼張裂，為典型的造盆作用；二為西太平洋板塊大角度的斜向俯沖作用引發的孤后伸展、走滑作用，屬于造盆作用；三為西太平洋板塊向歐亞大陸近正向俯沖引發的強烈區域擠壓應力，造成大規模逆沖斷裂活動和區域隆升作用，屬于造陸運動。

早白堊世，盆地發育主要受地幔熱動力控制，并兼受板塊俯沖伸展、走滑作用的影響，發育松遼裂谷盆地群，屬于主動裂陷；晚白堊世太平洋板塊俯沖作用加強，但俯沖的角度不斷調整，造成擠壓、壓扭作用的變化，在松遼地區表現為擠壓與伸展背景的構造轉換，即第二、三種作用力控制著盆地晚白堊世大坳陷盆地由初始坳陷至全盛時期再至盆地萎縮的演化過程。由于三種動力性質的改變，在盆地發展過程中，具有張、壓、扭多重性，表現為早期裂谷、中期坳陷和晚期褶皺及掀斜的特點。

2.2 原形盆地類型

根據盆地構造-充填特征分析，松遼盆地中-新生代構造演化主要經歷3 期性質不同的原形盆地，即早白堊世火石嶺-營城期的裂谷盆地（群）和晚白堊世-古近紀登婁庫-依安期的大型坳陷盆地、新近紀以來古地理盆地，現今的松遼盆地為以上3 個原形盆地在垂向疊合、在平面上復合而成（圖3）。

圖3 松遼盆地構造演化與原形盆地序列圖（油層和升降曲線據文獻［26］）Fig.3 Structural evolution and prototypes of Songliao Basin（data of oil reservoirs and up-lift curves from reference ［26］）

2.2.1早白堊世火石嶺期-登婁庫期的裂谷盆地

早白堊世，由于強烈地幔熱對流作用，造成巖石圈減薄拱起，下擠上張，加之于太平洋板塊向歐亞板塊的斜向俯沖作用，在松遼地區發育大規模主動拉張斷陷活動，發育松遼裂谷盆地（群）?？嘏钄嗔阎饕獮楫a狀上陡下緩的犁式斷層，斷層深部收斂于褶皺基底頂部滑脫面［25］。不同地段控盆斷裂和斷陷帶的展布方向存在明顯差異，以北東-北北東向為主，其次為北西向，少量為近南北向，個別為東西向，以上特征表明早白堊伸展斷陷并非單純的拉張，而是帶有張扭性質。

斷陷的類型既有雙斷式的地塹，也有單斷式箕狀盆地。強烈拉張作用和斷裂活動，控制形成沖積扇—扇三角洲—濱淺湖—重力流—半深、深湖的快速沉積充填，并伴隨大規?；鹕絿姲l活動。裂谷盆地群的演化經歷了熱隆起（T—J2）—初始裂陷（J3hs1）—火山活動（J3hs2）—裂陷充填（K1sh）—火山活動（K1yc1）—裂陷發展（K1yc2）—火山活動（K1yc3）—斷陷停止（K1yc4）構造事件序列，顯示主動裂谷的機制，最終形成了火石嶺組火山-沉積建造、沙河子組沉積建造和營城組火山-沉積建造典型裂谷期建造組合。其中，沙河子期為伸展間歇期，以盆地充填作用為主，形成一套巨厚的暗色含煤碎屑巖建造，發育了盆地下白堊統主要可采煤層及烴源巖層（圖4）。

2.2.2早白堊世登婁庫期-古近紀依安期松遼大型坳陷盆地

登婁庫期松遼盆地開始進入后裂谷期演化階段，巖石圈熱沉降并疊加上覆地層沉積造成的重力均衡作用，形成廣覆式大坳陷盆地，沉積體邊界不受斷層控制，盆腹厚，向盆緣減薄至尖滅，總體呈碟狀披覆于裂陷盆地之上。

依據成盆作用與構造-充填特征分析，松遼坳陷盆地可分為早、晚兩個成盆階段：早期成盆經歷了斷坳轉換——登婁庫期（121～112 Ma）、初始淺坳——泉頭期（112～100 Ma）、穩定沉降——青山口至嫩江期（100～73 Ma）。其中，青山口至嫩江穩定沉降期是松遼大坳陷盆地發育的頂盛時期，持續時間長、沉積厚度大，配之以潮濕、干旱古氣候的交替，形成了暗色碎屑巖與紅-雜色碎屑巖間層組合。暗色碎屑巖為產油、氣層，發育了青一、二段和嫩

一、二段兩套廣覆的烴源巖層，典型紅-雜色碎屑巖為有利產鈾層，特別是烴源巖上覆紅-雜色層在鈾成礦方面更具優勢。晚期成盆反轉萎縮——四方臺至依安期（73～23.5 Ma），太平洋板塊向歐亞板塊近正向俯沖產生的擠壓應力使盆地東部全面隆起，盆地向北西萎縮，在盆地中西部形成北北東-南南西向展布的狹長褶曲狀盆地，但構造-充填特征仍為坳陷盆地（圖4）。至依安期末約32 Ma 前后，大坳陷盆地停止發育，松遼盆地基本形成與現代構造面貌相似的特征［6，11］，其后主要是地理意義上的盆地演化。

3 盆地構造-沉積演化與建造類型

松遼盆地構造演化經歷了斷-坳轉換過程，構造體制轉換對盆地沉積格局和建造類型具較強的控制作用。根據沉積背景、性質、分布等特征，松遼盆地的中-新生代蓋層主體可劃分為斷陷構造層（火石嶺組—營城組）、坳陷構造層（登婁庫組—嫩江組）、反轉構造層（四方臺組—依安組），各構造層之間均為重要的區域性角度不整合限定（表1）。下部斷陷構造層主要分布于斷陷內部，邊界受控盆斷裂所限，坳陷層披覆其上，呈碟狀，而反轉構造層上疊在坳陷構造層的西側（圖5）。

表1 松遼盆地中-新生界構造層劃分與建造類型Table 1 Division on structural layers and sedimentary formation types of Mesozoic-Cenozoic in Songliao Basin

圖5 松遼盆地dpm568 測線構造發育史剖面圖Fig.5 Profile showing the structural evolution of Songliao Basin along Line dpm568

3.1 斷陷構造層

3.1.1構造格局

斷陷層系主要指晚侏羅-早白堊世松遼裂陷（谷）盆地發育期形成的多套陸相含煤碎屑巖夾火山巖建造。晚侏羅—早白堊世早期，在松遼地區發育了30 多個規模不等的斷陷盆地，分布范圍廣，但單體規模較小，集中呈帶分布，形成松遼裂谷盆地群。此時裂谷盆地群的范圍遠超松遼盆地的范圍，整個東北亞地區在統一構造背景下廣泛發育了中小型斷陷盆地群，松遼裂谷盆地群是這一區域性斷陷盆地群重要的組成部分。依據斷陷的分布與充填特征，松遼斷陷盆地群或劃分為東部、中部和西部3 個斷陷帶（圖6）。

圖6 松遼盆地斷陷層構造區劃圖（據文獻［28-29］修改）Fig.6 Structural zoning map of fault depression in Songliao Basin（modified after references ［28-29］）

中部斷陷帶以林甸、古龍、長嶺和黑帝廟斷陷為代表，斷陷以北北東走向為主，中部齊家古龍和南部孤店-黑帝廟地段呈北北西走向。斷陷規模大、切割深，沉降中心在古龍—長嶺一線，由于遠離盆緣物源區，沉積期物源主要為盆內局部凸起帶，物源供給速率遠小于盆地沉降速率，發育典型的欠補償充填，烴源巖發育厚度大且未遭受后期改造破壞。

標志認知語言學開端的重要研究之一是Lakoff和Johnson（1980）合著的《我們賴以生存的隱喻》。這本著作具有開創性和引領性意義，因為兩位學者為之后至今的隱喻和轉喻研究定下了基調：隱喻和轉喻都是人類日常思維和行動的認知方式。隨著研究不斷深入，學者們逐漸發現轉喻與隱喻有時很難截然分開，甚至轉喻可以是隱喻形成的必要基礎（Barcelona 2000;Brdar&Brdarszabó 2007;K?vecses 2002,2013;Radden 2002;Radden&K?vecses 1999;Taylor 1989）。

東部斷陷帶以綏化、徐家圍子、王府、德惠和梨樹等斷陷為代表，斷陷切割深度差異較大，形成徐家圍子、鶯山-雙城、德惠和梨樹4 個沉降中心，也是區域烴源巖產出的主要部位。東部斷陷帶臨近盆地東緣，為太洋板俯沖帶來的擠壓應力的前鋒帶，斷陷盆地后期改造作用明顯，最終定型為晚期反轉改造型斷陷［27］。

西部斷陷帶以寶山、梅里斯、白城和姚南斷陷為代表，斷陷規模小、切割淺，區域整體隆升作用對斷陷的發育和斷陷期后的保存控制作用較強，使斷陷盆地沉積充填減弱，甚至出現沉積間斷，并在斷陷期后被抬升改造。西部斷陷帶烴源巖規模小，且后期演化程度低，不具生烴潛力。

3.1.2沉積建造類型

松遼盆地斷陷構造層包括火石嶺組、沙河子組、營城組等三套地層，其中火石嶺組為盆地初始斷陷期的產物，區域構造背景由擠壓轉為伸展，早期北東、北北東向的大型逆沖斷層由逆轉正，成為控盆斷裂并強烈拉張斷陷，在斷陷過程中強烈的張扭作用使北西、北北西向斷裂也開始發育并強烈活動，加速了斷陷的發育，并使斷陷復雜化。斷陷拉開后發育快速沉積充填，但總體上可容納空間的擴張速度大于沉積速率，屬于欠補嘗沉積，強烈的拉張作用還引發火山活動，主要以中-酸性火山巖漿活動為主，形成沉積巖夾火山（碎屑）巖的建造組合。

沙河子期盆地基本未見火山巖建造，表明此時盆地拉張斷陷活動減弱，以沉積充填作用為主，發育欠補嘗-補嘗型沉積，配之以潮濕的古氣候，沙河子期成為盆地下白堊統主要的成煤期，也是重要的烴源巖發育期，沉積厚度巨大，見多套煤層，屬于典型斷陷湖盆式暗色含煤碎屑巖建造。

營城期控盆斷裂再次活動，可稱為疊加斷陷期。營城期也是盆地早白堊世重要的產煤期，沉積厚度巨大，見多套可采煤層，且由于強烈的拉張作用引發強烈的火山活動，主要以中-酸性、中偏堿性火山巖漿活動為主，局部見中-基性火山巖，表明營城組時期是盆地早白堊世拉張斷陷活動最強烈的時期。營城組屬于暗色含煤碎屑巖夾火山巖建造。

斷陷期發育暗色含煤、含油氣碎屑巖夾火山巖建造，各斷陷盆地自成體系，沉積相序分異不完善，以沖積扇快速入湖發育扇三角洲為特征，砂體規模小，巖性變化快，穩定性、連通性、滲透性差，且埋深大、成巖度高，后生氧化成礦條件差，但下白堊統烴源巖規模大，烴類演化成熟度高，加之多期次的火山巖漿活動，流體活動強烈，可為淺部滲出型鈾礦成礦提供成礦流體。

3.2 坳陷構造層

由于東北亞地區構造格局的變革，控盆斷裂停止活動，基底沉降方式轉為熱降坳陷，控制了下白堊統登婁庫組和上白堊統泉頭組、青山口組、姚家組和嫩江組沉積充填，形成30 余萬km2的大型坳陷盆地，披覆在晚侏羅世-早白堊世斷陷盆地之上。穩定坳陷期斷裂活動對沉積層的展布和厚度控制微弱，坳陷盆地充填的最大特點是沉積體邊界不受斷層圍限，由盆腹至盆緣地層呈楔形減薄至尖滅，沉降和沉積中心基本保持一致。

上白堊統坳陷構造層是松遼盆地蓋層的主體，沉積體在剖面上呈席狀或碟狀覆于斷陷層系之上（圖5），一般厚1 000～6 000 m，在中央坳陷帶總厚可逾萬米。依據松遼盆地基底起伏特征及蓋層構造的形態特點，將松遼盆地劃分為7 個一級構造單元和56 個二級構造單元。坳陷構造層是盆地石油天然氣主力產層，也是砂巖型鈾礦主要賦礦層系（圖7）。

圖7 松遼盆地坳陷層構造區劃圖（據文獻［30-31］修改）Fig.7 Structural zoning map of depression in Songliao Basin（modified after references［30-31］）

3.2.2沉積建造類型

登婁庫期盆地屬于斷坳轉換期，拉張斷陷活動減弱至停止，地殼冷卻發生熱沉降，開始孕育坳陷盆地。此時盆地仍為（弱）伸展背景，沉降速率減慢（相對于斷陷期），但盆地范圍不斷擴大，沉積物超出了原始斷陷的范圍而向斷隆超覆，并在盆地中東部首先連成一體，初步發育形成統一的坳陷盆地，沉降（積）中心以松原為中心，分別向北北西、北東和南南西3 個方向呈帶狀伸展，形態類似于三叉裂谷系的發育特征，也從側面也反映出松遼裂谷的中心點在松原附近。因此，登婁庫期盆地充填具有斷、坳雙重特征，坳陷特征體現在形成了統一沉降（積）中心，充填體不受斷裂圍限，范圍超出斷陷區；斷陷特征體現在沉降（積）中心展布仍受下部斷陷控制，即在斷陷區內沉積厚度較大，而隆起區厚度一般相對較薄，體現出前期斷陷欠補嘗沉積的特性，為登婁庫組在斷陷區保留了一定的可容納空間。

泉頭期為大型淺坳沉積，為在登婁庫組沉積之后地殼進一步緩慢下沉，披蓋范圍進一步擴大，但盆地匯水中心不明顯，以發育一套干旱古氣候條件下的低位體系域河流相紅-雜色粗碎屑巖建造為特征，沉積中心位于盆地中南-東南部。

青山口—嫩江期表現為大型坳陷，其中青山口期盆地快速沉降，發育第一期全盆范圍的湖侵，盆地東界遠超現今范圍，與東部大三江盆地相連，形成湖海相通，咸化湖水由東向西侵入松遼盆地。松遼坳陷呈盆狀坳陷與莫霍面隆起相對應。石油探井在青山口組鉆遇基性巖脈，其巖性和地化特征可與依蘭-依通斷陷中同時期脈巖對比［17］，反映青山口期盆地快速沉降機制不僅為斷陷期后熱沉降作用，還有斷裂伸展走滑作用的疊加。

姚家期盆地整體抬升，湖盆收縮至盆地中部大慶—松原一帶，發育補償-超補嘗沉積，形成以淺水湖泊為中心的環狀沉積體系，相帶發育齊全，相帶展布寬，特別是沿盆地西南緣長軸方向發育的寶康主水系河流相規模大，辮狀河砂體呈寬帶狀展布，厚可達百米以上，是盆地西南部鈾成礦的主砂體。

嫩江期（一、二段）盆地再次快速沉降，松遼坳陷盆地發育進入頂盛時期，發育第二期全盆范圍大規模湖侵，沉積覆蓋全盆，坳陷逐漸轉為槽狀，呈北北東向，坳陷中心與孫吳-雙遼深斷裂相一致。

松遼坳陷盆地在穩定的弱伸展布背景下，兼受巖相古地理和古氣候等因素控制，總體形成了一套巨厚的雜色碎屑巖建造，總體呈紅（泉頭組）—黑（青山口組）—紅（姚家組）—黑（嫩江組）的組合，粒度上也具有粗（泉頭組）—細（青山口組）—粗（姚家組）—細（嫩江組）變化特征，湖侵期欠補償沉積發育的黑色細粒沉積產出大量烴源巖，而淺坳、隆升階段的補償沉積加之干旱古氣候發育的紅（雜）色粗粒度沉積是砂巖型鈾礦有利賦存層位。因此，正是以上這種復雜巖性組合，促成了松遼盆地豐富的油氣資源和大規模鈾礦的共同產出。

3.3 反轉構造層

反轉構造層包括上白堊統四方臺組、明水組。由于嫩末構造運動，日本海的擴張使盆地受由東向西的水平擠壓作用，盆地東部抬升，地層褶皺，使J3—K1期的控盆正斷層普遍發生反轉逆沖，在斷層上盤發育擠壓牽引褶皺，在盆地范圍內發育了一系列北東-北北東向的大型反轉背斜帶［32-33］，特別是盆地東部（東南隆起和東北隆起）在斜坡帶的基礎上疊加了一系列大型褶皺帶，在地貌上形成了盆內山地，使盆地沉積中心西移。

反轉期盆地向北西萎縮至中央坳陷區和西部斜坡區，形成南北向展布的褶曲狀盆地，沉降（積）中心位于中央坳陷區西側齊家—古龍—長嶺一線。盆地發育機制為擠壓撓曲沉降，發育地殼撓曲均衡充填，充填特征與坳陷盆地一致。

四方臺—明水期盆地充填作用構造成一個完整的沉積旋回，四方臺組為低位體系域，發育紅雜色粗碎屑巖建造；明一段為湖侵體系域，發育一套以灰黑色湖相泥巖為主體的灰色細碎屑巖建造；明二段為高位體系域，發育紅雜色粗碎屑巖建造。反轉構造層總體呈紅（四方臺組）—灰（明一段）—紅（明二段）、粗（四方臺組）—細（明一段）—粗（明二段）的巖性組合特征。

四方臺組低位體系域沉積以辮狀河為主相帶類型，河道砂體規模大、粒度粗，呈（寬）帶狀展布，而且四方臺組埋深淺，是盆地內鈾成礦相對有利層位。

4 盆地構造演化過程及其對鈾成礦的控制作用

松遼盆地中-新生代構造演化可劃分為6 個演化階段，即熱隆張裂階段、裂谷斷陷發育階段、熱降坳陷階段、擠壓掀斜隆升萎縮階段、隆升剝蝕階段及差異升降階段（圖8）。這種劃分方案與區域大地構造演化相吻合，對查明盆地鈾成礦規律具有重要意義。

圖8 松遼盆地構造演化示意圖（A、B 階段據文獻［34］）Fig.8 Schematic diagram of structural evolution in Songliao Basin（A and B after reference ［34］）

A 熱隆張裂階段（T—J2）：松遼盆地處于中朝板塊和西伯利亞板塊夾持的復雜構造演化帶內，自元古宙至古生代末，兩板塊及其中間地塊（體）的不同期次、不同規模的俯沖、碰撞，最終導致海西末期興蒙海槽閉合，褶皺造山形成統一的歐亞大陸。

松遼盆地的基底屬興蒙海西褶皺帶的組成部分，主要為石炭系—二疊系，并伴有大規模的富鈾花崗巖侵入。這些富鈾花崗巖為盆地提供了富鈾沉積建造的物源及鈾成礦的鈾源。

至三疊紀，松遼地區地殼開始發生大范圍熱隆起，有強烈的巖漿噴發和大規模酸性巖漿侵入。早-中侏羅世在隆起背景上形成了一些小斷陷，堆積了火山巖、陸相碎屑巖。

B 裂谷斷陷發育階段（J3h—K1d）：晚侏羅世開始，受伊澤奈崎板塊北北西方向快速俯沖的影響，松遼盆地發育許多張性斷裂帶，產生許多分散的裂谷斷陷。在斷陷中發育陸相含煤碎屑巖建造。斷裂活動伴隨著大規模的火山噴發，形成大量的火山碎屑巖建造。上述含煤碎屑巖和富鈾的中酸性火山巖及花崗巖為盆地提供了富鈾沉積建造的物源及鈾成礦的鈾源（表2）。

表2 松遼盆地構造演化與鈾成礦關系（綜合）Table 2 Relationship between tectonic evolution and uranium mineralization in Songliao Basin

C 熱降坳陷階段（K2q—K2n）：早白堊世登婁庫期末，隨著斷陷作用的結束，松遼盆地進入坳陷發展階段。晚白堊世早期泉頭期至嫩江期，由于太平洋板塊俯沖擠壓作用減弱或停止，松遼盆地表現為左旋轉換引張應力機制，導致盆地大幅度大面積沉陷，進入統一的大型坳陷匯水湖盆演化階段。

該時期的盆地沉積環境及沉積體系總體表現為東泛西超，南北發育大型長軸河流沖積平原-三角洲及湖泊的沉積演化格局。盆地的東部總體上以泛濫平原亞相沉積為特點，西部為湖相超覆沉積為特點，東西部總體上砂體不發育。松遼盆地的南部及北部辮狀河、曲流河、三角洲相及湖相，砂體規模大，連通性、穩定性和滲透性好，泥-砂-泥結構完善。從總體的沉積相體系分析，南部和北部鈾成礦的巖相條件、砂體條件好于東部及西部。該演化階段的姚家組是盆地的主要富鈾建造形成期或沉積成巖成礦期，它表現在灰色巖石中鈾含量普遍達到10×10-6～20×10-6，局部可達50×10-6～100×10-6［4，35］。

D 反轉褶皺隆升萎縮剝蝕階段（K2s—K2m）：晚白堊世晚期四方臺期至明水期，由于太平洋板塊俯沖作用由北北西轉為近北西向，正向府沖產生強烈的擠壓應力，盆地表現為強烈的擠壓掀斜隆升作用，盆地東部及盆地南部邊緣掀斜隆升，盆地西部發育超覆沉積，沉降中心西移到齊家—古龍和長嶺凹陷一線。中央古隆起及其以東地區逐漸上升為陸，盆地范圍縮小。盆地東部及南部邊緣的掀斜隆升作用，使含礦目的層廣泛出露地表，有利于地表含氧含鈾水的滲入疊加成礦，該期與鈾礦成礦年齡（67±5）Ma 相對應；盆地西部，由于該時期地層超覆沉積，阻隔了地表水的向下滲入，不利于滲入型鈾成礦。

E 隆升剝蝕階段（E1—E2）：古新世—始新世，受印度板塊北向碰撞作用影響，本區表現出強烈的擠壓隆升特點。盆地內缺失古新統—始新統，處于隆升剝蝕狀態，但廣泛發育北北東、北東、東西向和南北向伸展貫通斷裂，它們切穿前嫩江組沉積蓋層，或切割到達嫩江組一段。這些伸展斷裂控制了古近紀輝綠巖脈及玄武巖活動與分布，同時是深部含鈾低溫油氣流體遷移滲出的通道，并控制了本區油氣流體疊加鈾成礦作用及脈狀富鈾礦化的形成。該期鈾成礦年齡為（40±3）Ma，與古近紀伸展構造活動期相吻合。

F 盆嶺伸展盆地發展階段（E3—Q）：由于受日本海擴張擠壓作用影響，松遼盆地東北部、東南部表現為繼承性隆起，缺失新近紀地層沉積。新近紀大安組和泰康組主要分布于盆地西部坳陷區，以河流-湖泊相沉積為特點。第四紀松遼盆地表現整體沉降，但東部沉降幅度小于西部及南部，第四紀沉積厚度在東部一般為0～40 m，西部和南部的第四紀沉積厚度一般為80～140 m。盆地差異沉降作用及沿斷裂產生的油氣滲出作用對松遼盆地砂巖型鈾礦具有疊加改及保礦作用。

5 結論

1）松遼盆地產出背景復雜，盆地總體位于黑龍江板塊內部，該區屬于西太平活動大陸邊緣的孤后地區，松嫩古陸塊構成盆地基底的核心，盆地蓋層具典型的下斷上坳結構，因此盆地可稱為發育于板塊內部的斷-坳復合型盆地。

2）松遼盆地中-新生代成盆演化主要受三種動力控制。一為地幔熱穹隆、上地殼伸展，對應晚侏羅-早白堊世主動裂陷；二是西太平洋板大角度的斜向俯沖作用引發的孤后伸展、走滑作用，對應晚白堊世早中期主動坳陷；三為西太平洋板塊向歐亞大陸近正向俯沖引發的強烈區域擠壓應力，對應晚白堊世晚期被動坳陷。由于三種動力性質的改變具有張、壓、扭多重性，使盆地表現為早期裂谷、中期坳陷和晚期褶皺及掀斜的特點。

3）松遼盆地的中-新生代蓋層主體可劃分為三大構造層，即斷陷構造層（火石嶺組—營城組）、坳陷構造層（登婁庫組—嫩江組）、反轉構造層（四方臺組—依安組）。下部斷陷構造層主要分布于斷陷內部，邊界受控盆斷裂所限，發育灰色碎屑巖夾火山巖建造，是盆地主要的氣源層和產煤層；坳陷層披覆于斷陷層之上，盆腹厚盆緣薄呈碟狀，發育紅-黑相間的建造組合，構成多套生-儲油組合及多套源-淀鈾組合；反轉構造層上疊在坳陷構造層的西側，以紅（雜）色建造為主，構造變形較強，是盆腹地區的主要產鈾層。

4）松遼盆地中-新生代構造演化可劃分為6 個演化階段，即熱隆張裂（T—J2）→裂谷斷陷（J3h—K1d）→熱降坳陷（K2q—K2n）→擠壓萎縮坳陷（K2s—K2m）→隆升剝蝕（E1—E2）→差異升降（E3—Q）階段，各演化階段對砂巖型鈾礦化的發育具直接或間接的控制作用，其中古新世—始新世（E1—E2）盆地在擠壓背景下發育全區隆升剝蝕，深部成礦流體大規模滲出改造成礦，是盆地的主成礦期。