松辽盆地南部钱家店地区姚家组砂岩物源分析及其构造背景综合研究

论文摘要

钱家店铀矿床是近年来在松辽盆地外围勘探时发现的超大型砂岩型铀矿床,它的产出层位是上白垩统姚家组。钱家店铀矿床发现至今,前人对其开展了一系列的相关研究,其中涉及古物源的研究基本都是定性研究,对于砂岩型铀矿来说,古物源体系重建有助于揭示铀储层沉积期的物源方向,同时还可以进一步探讨物源—沉积体系的空间配置关系,阐明物源—沉积体系以及区域大地构造背景对于砂岩型铀矿的区域成矿规律和勘查预测具有十分重要的意义。论文以大量连续取心的钻孔、高品质测井资料和古生物资料为基础,按照层序地层学的研究思路,对松辽盆地南部钱家店地区姚家组进行了地层划分和对比,建立了姚家组等时地层格架,揭示了等时地层格架内姚家组地层和砂体的空间展布规律。以砂分散体系为依据,结合沉积体系分析和成因相组合识别技术,重建了姚家组各个小层序的沉积体系域面貌。在等时地层格架下,以姚家组砂岩为研究对象,对取心井的岩心进行系统采集,对大量分析样品进行碎屑组分、元素地球化学等测试,并对测试结果进行筛选、统计、分析和探讨。通过重矿物组分分析、碎屑颗粒组分,初步判断姚家组砂岩的母岩类型和物源方向;通过主量、微量和稀土元素分析,确定姚家组砂岩的母岩类型,并对姚家组沉积期的风化特征和古气候进行了恢复,并对姚家组砂岩的源区构造背景进行了较为系统和深入的探讨。取得的主要认识如下:1.识别出一个区域性的标志层（嫩江组大套厚层泥层）和六个关键界面（姚家组与下伏岩层之间的不整合面、姚家组内部一个稳定的湖泛面和四个次级的湖泛面）。将姚家组划分为一个三级层序(SQK2y),在其内部细分了3个体系域(SQK2y-LST、SQK2y-EST和SQK2y-HST),并将SQK2y-EST进一步细分为三个小层序组(SQK2y-EST（Pss1）、SQK2y-EST（Pss2）和SQK2y-EST（Pss3）),将SQK2y-HST进一步细分为两个小层序组(SQK2y-HST（Pss1）和SQK2y-HST（Pss2）)。在此基础上,通过骨架网络地层对比剖面,对这些关键界面和标志层进行追踪对比和闭合,进而建立了姚家组等时地层格架。在等时地层格架下,姚家组各地层单元地层总体上呈南西—北东向展布,每个单元厚度呈现出由西南向东北减薄的趋势。2.砂分散体系表明姚家组砂体总体呈南西—北东向展布,物源方向为西南向,自SQK2y-LST→SQK2y-EST→SQK2y-HST砂体继承性发育,砂体的规模逐渐减小。3.钱家店地区姚家组发育两种沉积体系类型:辫状河沉积体系和辫状河三角洲沉积体系。其中,辫状河沉积体系仅发育在SQK2y-LST时期,分布在研究区的西南角,范围有限;SQK2y-EST和SQK2y-HST时期研究区主体发育辫状河三角洲沉积体系,且以辫状河三角洲平原为主。总体上,自南西向北东向,沉积体系的类型由辫状河沉积体系过渡为辫状河三角洲沉积体系。4.重矿物聚类分析表明,从SQK2y-LST时期至SQK2y-HST时期,姚家组砂岩的重矿物在平面上的分布具有很好的继承性。重矿物ZTR指数和重矿物稳定系数在平面上主要沿南西—北东向展布。5.钱家店地区姚家组砂岩以长石砂岩和岩屑长石砂岩为主,其中石英含量平均为42%,长石含量平均为37%,岩屑含量平均为21%。姚家组砂岩普遍具有锆石+钛磁铁矿+石榴子石的重矿物组合,不同类型的母岩具有不同的轻、重矿物组合,参照前人对松辽盆地各种母岩的轻、重矿物组合及岩屑成分表,表明研究区姚家组砂岩的母岩类型主要为酸性岩浆岩或变质岩。Qt-F-L和Qm-F-Lt判别图显示姚家组沉积时期的母岩主要来自克拉通内部的古隆起。6.钱家店地区姚家组砂岩REE表现为轻稀土富集、重稀土平坦和中等程度的铀负异常。古气候判别图解表明姚家组沉积期气候为半干旱,在半干旱气候环境下物源区母岩遭受的化学风化作用较弱,这与较低的CIA、CIW、PIA值相符合。微量元素判别的源区母岩主要为长英质火山岩,主量、微量和稀土元素物源属性和构造背景判别图解,表明研究区姚家组砂岩源区为被动大陆边缘构造环境,结合区域构造演化,判定其物源来自盆地西南部燕山陆内造山带的古隆起,母岩类型主要为中酸性的火成岩类（花岗岩类）和古老的再旋回沉积物。多因素综合判别的方法取得的创新性成果主要体现在:（1）姚家组物源来自于盆地西南部燕山造山带,母岩主要为中酸性火成岩。（2）物源区经历了半干旱气候背景下较弱的化学风化作用。（3）物源区构造背景为被动大陆边缘构造环境。结合区域构造演化,认为燕山陆内造山带的古隆起与沉积盆地之间是伸展作用下的盆岭系统,持续的隆起为沉积盆地提供了充足的成矿物质来源。

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作者简历

摘要

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第一章绪论

1.1 选题的来源、目的及意义

1.1.1 选题的来源

1.1.2 研究目的及意义

1.2 国内外研究现状及发展趋势

1.2.1 国内外研究现状

1.2.2 理论方法与发展趋势

1.3 研究思路与技术路线

1.4 完成主要工作量

第二章区域地质概况

2.1 区域构造背景

2.2 区域地层分布特征

第三章姚家组等时地层格架

3.1 关键界面及标志层的识别

3.1.1 区域性标志层

3.1.2 关键界面

3.2 地层对比与等时地层格架

3.3 地层空间展布规律

K2y-LST)地层平面分布规律'> 3.3.1 姚家组低位体系域(SQ_K2y-LST)地层平面分布规律

K2y-EST)地层平面分布规律'> 3.3.2 姚家组湖泊扩展体系域(SQ_K2y-EST)地层平面分布规律

K2y-HST)地层平面分布规律'> 3.3.3 姚家组高位体系域(SQ_K2y-HST)地层平面分布规律

第四章姚家组沉积体系分析

4.1 成因标志与典型沉积体系

4.1.1 辫状河沉积体系

4.1.2 辫状河三角洲沉积体系

4.2 砂分散体系

K2y-LST)砂体分布规律'> 4.2.1 姚家组低位体系域(SQ_K2y-LST)砂体分布规律

K2y-EST)砂体分布规律'> 4.2.2 姚家组湖泊扩展体系域(SQ_K2y-EST)砂体分布规律

K2y-HST)砂体分布规律'> 4.2.3 姚家组高位体系域(SQ_K2y-HST)砂体分布规律

4.3 沉积体系域重建

K2y-LST)沉积体系域重建'> 4.3.1 姚家组低位体系域(SQ_K2y-LST)沉积体系域重建

K2y-EST)沉积体系域重建'> 4.3.2 姚家组湖泊扩展体系域(SQ_K2y-EST)沉积体系域重建

K2y-HST)沉积体系域重建'> 4.3.3 姚家组高位体系域(SQ_K2y-HST)沉积体系域重建

第五章姚家组砂岩碎屑组分特征及其物源指示意义

5.1 重矿物分析

5.1.1 姚家组LST重矿物聚类分析

5.1.2 重矿物ZTR指数分析

5.1.3 重矿物稳定系数分析

5.2 常规矿物分析

5.3 砂岩骨架成分分析

5.3.1 碎屑砂岩骨架矿物成分统计方法

5.3.2 统计结果及其物源意义

第六章姚家组砂岩地球化学特征及其物源指示意义

6.1 姚家组砂岩地球化学特征

6.1.1 分析方法

6.1.2 主量元素地球化学特征

6.1.3 微量和稀土元素地球化学特征

6.2 砂岩地球化学对源区构造背景的指示

6.2.1 物源区的风化特征及古气候

6.2.2 物源区的成分特征

6.2.3 物源区的构造背景

第七章燕山及松辽盆地南部中生代盆山演化过程

7.1 区域构造格局和中生代盆山构造演化

7.2 姚家组砂岩物源综合判断

第八章主要认识与创新点

致谢

参考文献

文章来源

类型: 博士论文

作者: 夏飞勇

导师: 焦养泉

关键词: 松辽盆地南部,钱家店地区,姚家组砂岩,沉积体系,物源分析,构造背景

来源: 中国地质大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,石油天然气工业

单位: 中国地质大学

基金: 中石油辽河油田新能源公司与中国地质大学(武汉)资源学院盆地铀资源团队合作的基础性科研项目《松辽盆地铀资源远景评价及南部地区铀成矿规律与预测研究》和《钱家店铀矿床铀源及还原介质条件分析》中的一部分

分类号: P618.13

DOI: 10.27492/d.cnki.gzdzu.2019.000168

总页数: 125

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松辽盆地南部钱家店地区姚家组砂岩物源分析及其构造背景综合研究

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