开鲁盆地钱家店地区姚家组含铀岩系地球化学特征与成矿作用

doi:10.12422/j.issn.1672-6952.2026.05.006

摘要/Abstract

摘要：

开鲁盆地钱家店地区上白垩统姚家组砂岩型铀矿的成矿控制因素尚存争议，其沉积环境、物源性质及铀富集机制有待进一步明确。以姚家组含铀岩系为研究对象，通过钻孔岩心系统采样，采用X射线荧光光谱（XRF）和电感耦合等离子体质谱（ICP⁃MS）等方法，分析了主量元素、稀土元素及有机质含量。结果表明，姚家组氧化带砂岩δCe为0.67~0.89，δEu为0.78~0.92，均呈明显负异常，表明Ce、Eu异常参数在判别氧化还原环境方面具有指示作用；铀质量分数与m（K2O）/m（Na2O）呈负相关，高铀样品的m（K2O）/m（Na2O）均小于2，表明高渗透性砂岩为含铀流体提供了有利的运移通道。综合沉积相、地球化学判别图解及区域构造背景分析，确定姚家组形成于被动大陆边缘环境；铀成矿主控因素为区域构造掀斜控制的氧化带与局部构造天窗的耦合，主成矿年龄约67 Ma。研究明确了研究区“源⁃运⁃储”一体化的铀成矿模式，为开鲁盆地及同类盆地砂岩型铀矿的勘探提供了重要的理论依据。

关键词: 钱家店, 铀矿床, 地球化学, 成矿作用, 开鲁盆地

Abstract:

The metallogenic controls on the sandstone⁃type uranium deposit in the Upper Cretaceous Yaojia Formation of the Qianjiadian area, Kailu Basin, remain debated, and the sedimentary environment, provenance characteristics, and uranium enrichment mechanisms have yet to be well constrained. Uranium⁃bearing strata of the Yaojia Formation were systematically sampled from drill cores. Major⁃element and rare⁃earth⁃element (REE) concentrations and organic⁃matter contents were analyzed using X⁃ray fluorescence spectrometry (XRF), inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP⁃MS), and related methods. The results show that rocks from the oxidized zone exhibit pronounced negative Ce and Eu anomalies, with δCe values of 0.67-0.89 and δEu values of 0.78-0.92, indicating that Ce and Eu anomaly parameters can effectively discriminate redox conditions; Uranium mass fraction is negatively correlated with the m(K₂O)/m(Na₂O), and all high⁃uranium samples have m(K₂O)/m(Na₂O)<2, indicating that high⁃permeability sandstones provided favorable pathways for uranium⁃bearing fluids; Integrated analysis of sedimentary facies, geochemical discrimination diagrams, and the regional tectonic setting indicates that the Yaojia Formation was deposited in a passive continental⁃margin setting; and the principal metallogenic control is the coupling of a regionally developed oxidation zone controlled by tectonic tilting with locally developed structural windows, with the main mineralization event occurring at approximately 67 Ma. This study establishes an integrated "source⁃migration⁃accumulation" uranium metallogenic model for the study area and provides a theoretical basis for exploring sandstone⁃type uranium deposits in the Kailu Basin and comparable basins.

Key words: Qianjiadian, Uranium deposit, Geochemistry, Mineralization, Kailu basin

中图分类号:

王雪. 开鲁盆地钱家店地区姚家组含铀岩系地球化学特征与成矿作用[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2026, 46(5): 37-45.

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图/表 8

图1 开鲁盆地内部构造单元与断裂分布[12]

Fig.1 The interior units of the Kailu basin and the distribution of faults[12]

图2 不同岩性m（K2O）/m（Na2O）的对比图

Fig.2 Comparison of m（K?O）/m（Na?O） among different lithologies

图3 姚家组上段粉砂岩、砾岩的稀土元素球粒陨石标准化分布型式图注：S12、S36、S38、S37、S32、S35、S40分别为研究区不同岩石样本。

Fig.3 Chondrite?normalized REE distribution patterns of siltstone and conglomerate in the upper member of the Yaojia Formation

图4 钱家店地区姚家组砂岩铀与有机碳质量分数散点图

Fig.4 Scatter plot of mass fraction of uranium and organic carbon in sandstones of the Yaojia Formation in the Qianjiadian area

图5 铀质量分数与特征元素的散点图

Fig.5 Scatter plot of mass fraction of uranium and characteristic elements

图6 富矿石与矿化石的m（SiO2）/m（Al2O3）及不同环境下岩层pH对比

Fig.6 Comparison of m（SiO2）/m（Al2O3） of rich ore and mineralized rock and the pH of rock strata under different environments

表1 钱家店地区不同地层各类岩石的常量元素统计结果

Table 1 Statistical results of major elements in various rock types from different strata in the Qianjiadian area

地层	岩性	pH	质量分数/%										烧失量/%	质量比
地层	岩性	pH	有机质	Al₂O₃	CaO	TFe₂O₃	K₂O	MgO	Na₂O	P₂O₅	SiO₂	TiO₂	烧失量/%	SiO₂/Al₂O₃	CaO/MgO	K₂O/Na₂O
姚家组上段	粉砂岩	10.04	0.20	12.80	7.48	2.47	3.20	0.92	1.78	0.09	62.88	0.41	7.78	4.97	9.03	1.82
	砾岩	10.21	0.06	10.66	16.37	2.59	2.79	0.58	1.67	0.14	53.56	0.35	11.23	5.03	28.12	1.67
	泥岩	9.46	0.43	15.93	1.41	5.50	3.32	1.58	1.11	0.16	63.22	0.75	6.61	3.98	0.85	3.82
	砂岩	8.95	0.80	14.08	0.57	3.70	3.30	0.81	1.82	0.11	68.86	0.62	5.34	4.89	0.70	1.81
姚家组下段	粉砂岩	9.47	0.49	15.70	0.81	3.04	3.51	0.88	1.26	0.12	67.05	0.56	6.59	4.29	1.35	2.89
	砾岩	10.36	0.08	12.26	7.01	2.95	3.00	2.57	2.17	0.13	61.25	0.48	8.10	5.00	2.72	1.39
	泥岩	9.45	0.34	16.19	2.07	5.20	3.23	1.38	0.97	0.16	63.13	0.68	6.64	3.92	1.58	4.39
	砂岩	9.99	0.12	12.71	0.60	1.82	3.50	0.48	1.84	0.12	72.12	0.38	6.30	5.75	1.29	2.05

图7 钱家店地区姚家组构造环境判别图注：A为大洋岛弧；B为大陆岛弧；C为活动大陆边缘；D为被动大陆边缘。

Fig.7 Tectonic setting discrimination diagram of the Yaojia Formation in the Qianjiadian area

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