Geochemical Characteristics and Mineralization of Uranium⁃Bearing Rock Series of Yaojia Formation in Qianjiadian Area, Kailu Basin

doi:10.12422/j.issn.1672-6952.2026.05.006

Abstract

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

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

CLC Number:

Xue WANG. Geochemical Characteristics and Mineralization of Uranium⁃Bearing Rock Series of Yaojia Formation in Qianjiadian Area, Kailu Basin[J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2026, 46(5): 37-45.

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Figures/Tables 8

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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

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