鄂尔多斯盆地南部彬县地区侏罗系直罗组古地貌及其对铀成矿的影响

以鄂尔多斯盆地南部彬县地区侏罗系直罗组下段为研究对象,采用层拉平法精细恢复彬县地区直罗组下段各个时期的古地貌特征并划分古地貌单元,探讨古地貌特征对有利沉积相带分布的控制,揭示直罗组下段铀储集层的空间演化特征,明确不同时期地下水流的流向,探讨古地貌特征对层间氧化带的控制作用。辫状河道砂体为有利的铀储集层,铀矿(化)体主要赋存于辫状河砂体中,受沉积古地貌控制,主要发育在下切谷中。古地貌控制了地下古水流的流向,从而控制着氧化带的发育和铀成矿。晚侏罗世,彬县地区北部为古隆起区,容易被淋滤氧化,不利于铀矿的预富集;早白垩世—古新世主成矿阶段,直罗组底部古地貌变为"东南高、北西低"特征,含氧含铀水主要来自盆地东南缘,呈扇形沿着直罗组下段辫状河道砂体渗流,形成层间氧化带。古地貌恢复对铀储集层砂体的分布特征和铀成矿规律的研究具有重要的指导意义。     

鄂尔多斯盆地南部彬县地区侏罗系直罗组古地貌及其对铀成矿的影响*

以鄂尔多斯盆地南部彬县地区侏罗系直罗组下段为研究对象,采用层拉平法精细恢复彬县地区直罗组下段各个时期的古地貌特征并划分古地貌单元,探讨古地貌特征对有利沉积相带分布的控制,揭示直罗组下段铀储集层的空间演化特征,明确不同时期地下水流的流向,探讨古地貌特征对层间氧化带的控制作用。辫状河道砂体为有利的铀储集层,铀矿(化)体主要赋存于辫状河砂体中,受沉积古地貌控制,主要发育在下切谷中。古地貌控制了地下古水流的流向,从而控制着氧化带的发育和铀成矿。晚侏罗世,彬县地区北部为古隆起区,容易被淋滤氧化,不利于铀矿的预富集;早白垩世—古新世主成矿阶段,直罗组底部古地貌变为“东南高、北西低”特征,含氧含铀水主要来自盆地东南缘,呈扇形沿着直罗组下段辫状河道砂体渗流,形成层间氧化带。古地貌恢复对铀储集层砂体的分布特征和铀成矿规律的研究具有重要的指导意义。     

鄂尔多斯盆地南缘彬县地区铀成矿关键时期的古地貌特征

中侏罗世为直罗组下段沉积期,辫状河道为有利的铀储层砂体,铀矿(化)体主要赋存于辫状河砂体中,受沉积古地貌控制,主要发育在低洼区。晚侏罗世、早白垩世-古新世、始新世-中新世是砂岩型铀成矿期,古地貌控制了地下古水流的流向,控制着氧化还原带的分布和铀矿的富集:晚侏罗世铀预成矿期,古隆起区受到潜水淋滤,含铀物质向斜坡和低洼区迁移;早白垩世-古新世铀主成矿期,古地貌控制了含氧含铀水的水流方向,氧化还原带主要分布在古地貌斜坡区。     

鄂尔多斯盆地北东部红庆梁地区铀成矿规律及其找矿意义

鄂尔多斯盆地北东部发育一条主体走向呈NNW向的铀成矿带,为进一步评价成矿带中段呼斯梁东–柴登壕西一带的铀成矿潜力,基于煤田资料的铀矿二次开发技术,选取该地段铀矿研究程度较低的红庆梁地区为研究对象,开展地层结构、砂体厚度、顶底板展布及沉积构造演化等成矿地质条件分析,重点研究区内铀矿化规律和主控因素,预测成矿远景。综合分析认为,红庆梁地区铀成矿目的层直罗组下段下亚段泥–砂–泥结构发育,砂体厚度大且呈泛连通状态,目的层沉积期后曾隆升剥蚀出露地表接受含氧含铀水的渗入,铀成矿条件优越,同时砂体非均质性控矿强烈,古层间氧化成矿特征明显,氧化还原障和砂体的非均质性共同控制红庆梁地区铀矿（化）的空间位置。建议下一步工作向红庆梁地区南东和南西两侧有针对性外推。      

兴蒙地区中- 新生代盆地铀成矿特征、机理及其动力学背景研究进展

兴蒙地区发育多个盆地,盆地主要类型为叠合型和克拉通型,且盆地内发现了一系列铀矿床。在大量钻孔资料编录整理、编图研究等基础上,笔者阐述了各盆地发育的大地构造背景,盆地的构造、沉积充填、还原介质、流体作用和铀矿化等特征,讨论了铀成矿的构造动力学过程。在此基础上,笔者提出了铀成矿作用发生于盆地特定的构造演化阶段,一定大地构造背景下发育的富铀基底地层、岩浆岩等控制了成矿物质来源,造就了规模宏大的铀成矿域、成矿省及成矿区带。盆地在断陷、坳陷及克拉通阶段发育了还原建造和铀储层的组合类型,构造反转使得盆地不同部位遭受剥蚀,形成剥蚀窗口;剥蚀窗口主要发育于盆地的边缘、凸起和凹陷的结合部位。随着剥蚀抬升,深部油气、煤成气等向剥蚀隆升区运移和逸散。在铀成矿流体与还原介质的氧化还原作用下,形成潜水、潜水- 层间氧化带和层间氧化带,同时形成铀矿体。盆地内铀成矿作用类型为①潜水、潜水- 层间和层间氧化作用;②同沉积成矿;③构造热事件叠加成矿;④多种流体混合作用成矿。在综合中新生代兴蒙地区不同阶段大地构造演化与铀成矿作用特征研究基础上,作者阐述了各盆地的地质特征和相应的铀成矿机理,建立了兴蒙地区铀成矿动力学模型。     

中国北方古亚洲构造域中沉积型铀矿形成发育的沉积-构造背景综合分析

近20年的勘查实践表明,横贯中国北方的古亚洲洋造山带及其两侧的中—新生代陆相沉积盆地,是我国最重要的沉积型铀矿床形成发育的铀成矿构造域。研究认为,古亚洲洋造山带是重要的富铀地质体,盆-山耦合机制制约下的地表水系搬运沉积作用是形成铀源供给系统的必要前提,泥岩型铀矿表现为单一铀源供给系统,而砂岩型铀矿则表现为双重铀源供给系统并且铀储层砂体本身的"再生铀源"不容忽视。在逆冲-造山间歇期或裂后热沉降时期,相对松弛和稳定的大地构造背景有利于沉积-成矿环境的形成,泥岩型铀矿需要同沉积期的稳定构造背景,而砂岩型铀矿不仅需要同沉积期的稳定构造背景,也需要成矿期具有适当掀斜作用的构造背景,有些矿床对成矿期后的构造环境还非常敏感。调查发现,当成矿期的含矿流场与沉积期的古水流体系基本一致时,铀储层砂体中层间氧化效率最高而且铀搬运通量最大,更加有利于成就大型和超大型矿床。在区域古构造等因素的协同影响下,同沉积期的古气候背景是制约铀储层砂体和成矿期层间氧化带发育方向和规模的极为重要的地质因素。同沉积期古气候不仅制约了铀储层砂体发育的结构和规模,同时更重要地制约了铀储层内部和外部还原介质的类型及其空间分布规律。铀储层砂体的形态和结构制约了层间氧化带发育的方向和轨迹,而铀储层内部和外部的还原介质则控制着古层间氧化带推进的里程及前锋线位置,铀矿化作用则与氧化还原地球化学障有关。基于此,毗邻古亚洲洋造山带的中—新生代沉积盆地都是沉积型铀矿勘查的主要远景区,而针对目标沉积盆地,则需要在深入剖析盆地构造格架以及区域含矿流场补-径-排关系基础上,再依据含铀岩系自身的特征(古气候背景、还原介质类型与分布空间)圈定和评价找矿靶区。     

伊犁盆地新构造运动与砂岩型铀矿成矿关系

伊犁盆地新构造运动在地貌、断裂活动和地层接触关系等方面表现十分明显，通过构造地貌和构造年代学的分析方法，对其表现特征和运动特征及其与铀成矿之间的关系进行研究，伊犁盆地新构造具4个演化阶段：①始新世晚期-渐新世盆地新构造运动起始活动阶段；②中新世盆地南缘隆升、北缘差异沉降阶段；③上新世末-早史新世盆地新构造强烈挤压隆升与沉降阶段；④中更新世至今盆地新构造差异升降运动阶段，伊犁盆地新构造运动对区内砂岩型铀矿成矿在空间上和时间上均具有明显的控制作用，活动期次决定了铀成矿时间上的分段性，活动强度决定铀成矿空间分布的不均一性。     

隆起对砂岩型铀矿成矿的控制及找矿启示

沉积盆地古隆起对油气成藏起到明显控制作用,对砂岩型铀矿成矿的制约也不可忽视。砂岩型铀矿通常就位于盆地边缘构造斜坡带和盆地内部隆起附近。隆起对砂岩型铀矿成矿的控制具体体现在:控制地下水补-径-排体系、控制层间氧化作用、控制沉积相带发育、伴生断裂促进物质输运以及为成矿供给铀等。中国北方沉积盆地中新生代以来经历复杂的构造活动,盆地域内非均衡发展而多形成隆起,因此我国铀矿找矿尤其需要重视隆起对铀成矿的控制。其中,盆地内部找矿应重点关注被大幅抬升的隆起,而盆地边缘构造斜坡带上找矿需重视微隆起以及基底上覆地层的褶皱。将隆起作为关键控矿要素,优选适用的攻深找盲方法,精细刻画盆地基底隆升形成的背斜、褶皱及伴生断裂,可有效提高铀矿找矿效率并拓展铀矿找矿空间。     

鄂尔多斯盆地东北部铀成矿地质特征与区域成矿规律

文章在充分总结前人研究成果的基础之上,分别从铀源特征、构造特征、沉积特征、古水文特征、古气候特征和古层间氧化带特征等方面阐述了鄂尔多斯盆地东北部区域铀成矿地质特征,归纳了赋矿砂岩的岩性特征和区域铀矿化特征,总结了区域铀成矿规律,认为在具备丰富的铀源条件和稳定成矿构造环境条件下,铀成矿主要与赋矿层沉积体系类型、砂体及其空间分布、砂体后生蚀变分带(古层间氧化-还原分带)、砂体中的还原性介质、水动力条件、地层结构及砂体的非均质性、岩石地球化学环境等因素息息相关。建议今后在铀矿地质勘查和科研工作中应重点关注这些与铀成矿相关的地质因素,但在不同的成矿地质环境中应有所侧重,厘定关键控矿要素,实现新的找矿突破。     

松辽盆地中-新生代构造-沉积演化及其对铀成矿地控制作用

松辽盆地为大型断-坳复合型沉积盆地,复杂的盆地演化和充填作用形成了盆地有利的铀成矿地质背景和成矿条件,控制了盆地大规模铀成矿作用,开展盆地构造-充填特征研究是深化盆地铀成矿机理研究的基础性工作。文章通过对松辽盆地构造-充填特征研究,总结了成盆动力学机制,初步恢复了原形盆地形态与特征,查明盆地构造-沉积演化特征与盖层建造类型。研究表明,松辽盆地主要经历早白垩世裂谷(断陷)与晚白垩世坳陷两个主要成盆阶段,形成下断上坳的充填结构,在垂向上发育三套上红下黑的成矿建造组合。将盆地中-新生代演化划分为6个阶段,其中古新统—始新统(E₁—E₂),盆地在挤压背景下发育全区隆升剥蚀,深部成矿流体大规模渗出改造成矿,是盆地的主成矿期。     

鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿成矿地质条件和关键控矿要素分析

鄂尔多斯盆地是我国北方重要的产铀盆地之一, 具有优越的成矿地质条件和找矿前景。本文通过总结该盆地的砂岩型铀矿调查研究成果, 系统梳理铀矿成矿地质条件, 探讨关键控矿要素和找矿潜力。结果表明, 鄂尔多斯盆地外部蚀源区铀源丰富, 北部造山带地质体的Th/U比值和ΔU铀迁移量相对最大, 对盆内的铀源贡献率最高; 盆缘斜坡带发育的微隆起带构造控制了铀矿床的空间定位, 断裂构造对盆地西缘和西南缘地区的铀成矿发挥了控制和改造作用; 古气候、沉积环境决定了由盆地东南部向西北部地区, 含铀层位由直罗组下段下亚段逐渐演变成直罗组下段上亚段, 表现了明显的迁移规律性; 直罗组下段的煤线和碳质泥岩发育特征制约了铀矿层的空间分布; 铀矿体主要发育在辫状河主河道边部和辫状河三角洲分流河道, 优先富集于有机质丰富、非均质性强、岩性多变的部位。在此基础上, 建立了6个关键控矿要素和相关找矿判别指标, 针对盆内5个铀矿(矿化)集中区分析了砂岩型铀矿的找矿潜力, 提出了下一步找矿方向     

鄂尔多斯盆地东北部直罗组底部砂体成因分析--砂岩型铀矿床预测的空间定位基础

砂体的结构和规模因沉积体系的不同而异,它们对铀成矿贡献的差别很大。作者通过露头调查、钻孔岩心分析和砂分散体系制图,对鄂尔多斯盆地东北部直罗组下段进行了成因分析。研究发现,直罗组底部砂体并非传统认识上的辫状河成因。实际上,它可以分为上、下两个亚段。虽然两个亚段的物源和砂分散方向具有很好的继承性(北西-南东向),但成因完全不同。下亚段主要由辫状河体系和辫状河三角洲体系构成,其中辫状河三角洲平原构成了研究区的主体。上亚段主要由曲流河体系和(曲流河)三角洲体系构成,虽然(曲流河)三角洲平原也是研究区的主体构成部分,但是(曲流河)三角洲前缘却占据了一定的空间,这是湖泊向西北方向扩展的结果。正是由于上、下亚段成因的不同,导致了下亚段砂体具有较大的规模和较好的连通性,而上亚段砂体规模变小、非均质性增强。砂岩型铀矿勘探的实践证明,矿体主要聚集于下亚段砂体中。因此看来,上述认识可以用于砂岩型铀矿成矿规律的总结和铀成矿空间的定位。     

鄂尔多斯盆地南部直罗—店头地区侏罗系直罗组沉积特征及铀成矿*

鄂尔多斯盆地南部中侏罗统直罗组下段砂岩中已发现店头砂岩型铀矿床及多个铀矿点,但对于盆地南部直罗组沉积相研究较为薄弱,制约了砂岩型铀矿的进一步找矿工作。通过剖面实测、岩心编录,结合石油、煤炭、核工业地质钻孔资料,对鄂尔多斯盆地南部直罗—店头地区直罗组沉积特征进行精细刻画。在此基础上,探讨了沉积相与铀成矿的关系及下一步找矿方向。结果显示,直罗组下段砂体厚度30~65 m、砂地比在0.6~0.75之间,为砂质辫状河沉积。直罗组上段早期砂体厚度10~38 m、砂地比值在0.15~0.45之间,为曲流河沉积;直罗组上段沉积晚期研究区位于湖盆中心所在位置,为滨浅湖沉积。沉积环境、沉积相、辫状河河道交汇部位、砂体厚度、沉积物粒度及泥岩夹层对铀成矿具有重要控制作用。直罗组下段辫状河河道交汇或分叉部位应作为勘查重点,心滩亚相的含炭屑、黄铁矿砂质碎屑岩可作为铀矿化的找矿标志。     

鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿直罗组物源分析及其铀成矿意义

鄂尔多斯盆地北部直罗组原生灰色砂岩具有高铀背景值的特征,在层间氧化阶段砂岩同沉积期富集的铀元素遭受氧化迁出构成该区铀成矿的重要铀源。本文对鄂尔多斯盆地北部铀矿区直罗组砂岩进行了碎屑锆石U-Pb定年、重矿物和古水流分析,深入分析了该区直罗组的沉积物源,并探讨了富铀砂岩的成因。结果显示:矿区直罗组砂岩碎屑锆石U-Pb年龄主要集中在251~308Ma,322~354Ma,1529~2182Ma,2200~2632Ma四个年龄区间;富Mn钛铁矿、锆石、磷灰石和榍石的重矿物组合指示物源主要为中酸性岩浆岩;通过与源区对比分析认为铀矿区直罗组物源主要来自盆地之北的乌拉山—大青山地区和狼山东部地区的新太古代、古元古代和晚古生代中酸性岩浆岩及新太古代、古元古代变质岩。结合源区岩体铀含量特征分析,发现晚古生代中酸性岩浆岩相对于源区其它岩体强烈富集铀元素,是研究区直罗组高铀背景值砂岩形成发育的主要原因。晚古生代中酸性岩浆岩的形成与古亚洲洋的演化密切相关,其分布特征可以作为中东亚成矿域内盆地铀资源远景预测的重要依据。     

铀储层——砂岩型铀矿地质学的新概念

中国大规模的砂岩型铀矿勘查起始于20世纪90年代,这期间适逢层序地层、沉积体系、砂体内部构成单位和等级界面等技术的成熟与完善时期,这为沉积学家研究砂岩型铀矿床带来了新的切入点.在吐哈盆地和鄂尔多斯盆地的勘查实践发现,结构和规模适中的大型骨架砂体是砂岩型铀矿的储层(简称铀储层),它不仅能提供铀成矿流体的运移空间(输导通道),同时也为铀矿的储存提供了空间.铀储层研究的主要内容包括铀储层的识别、铀储层的空间定位与形态描述、铀储层的内部特征结构与品质评价、铀储层的成因分析以及沉积作用控制下的铀成矿机理等.沉积盆地分析和砂岩型铀矿地质学是铀储层研究的重要理论支撑点,其中层序地层分析、沉积体系分析、砂体内部构成分析是铀储层分析的关键技术.由于铀储层是砂岩型铀矿勘查和开发的目标层,所以针对铀储层的研究将能更好地服务于砂岩型铀矿的勘查预测与地浸开发.     

Sedimentary characteristics of the Jurassic Zhiluo Formation and uranium deposits in Zhiluo-Diantou area,southern Ordos Basin

Diantou uranium deposits and multiple uranium mineralization sites have been discovered in the sandstones in the lower member of the Jurassic Zhiluo Formation in the southern Ordos Basin. However, the study on the sedimentary facies of the Zhiluo Formation, which restricts the prospecting work of sandstone-type uranium deposits. Based on the outcrop measurements and drilling core cataloging, and combined with the geological drilling data of petroleum, coal, and nuclear industry, we have elaborated the sedimentary characteristics of the Zhiluo Formation in the Fuxian area. We have also combined uranium source, structure, post-alteration and other factors to explore the relationship between sedimentary faces and uranium metallogenic conditions in the study area. The study found that in the lower member of the Jurassic Zhiluo Formation, the thickness of the sand body is 30-65 m and sand ratio is 0.6-0.75. It is gravel and sandy braided river deposit. In the upper member of the Jurassic Zhiluo Formation, the thickness of the sand body is 10-38 m, and the sand ratio is 0.15-0.45 and is a meandering river deposit. The study area is located at the center of the lake basin and sedimentary facies is coastal shallow lacustrine in the upper member of the Jurassic Zhiluo Formation. Sedimentary environment, sedimentary facies, the intersection of braided river channels, sand body thickness, sediment particle size and mudstone interlayer play an important role in controlling uranium mineralization. The exploration of uranium deposits in the northern part of the deposit should focus on the intersection or bifurcation of the braided river channel in the lower part of the Zhiluo Formation. The charcoal- and pyrite-bearing sandstone of channel bar can be used as a prospecting indicator for uranium mineralization.     

Geological and Geochemical Characteristics of the Zhiluo Formation in the Bayinqinggeli Uranium Deposit, Northern Ordos Basin: Significance for Uranium Mineralization

The Bayinqinggeli deposit in the northern Ordos Basin, northwestern of China, is a recently discovered sandstone-type uranium deposit. The uranium (U) orebodies are generally hosted in the lower member of the Jurassic Zhiluo Formation (Fm.), and are primarily tabular or irregular in shape. In the study area, 23 sandstone samples were collected from the Zhiluo Fm. and analyzed for major, trace, and rare earth elements (REEs). The geochemical characteristics of these sandstones are used to evaluate the factors controlling U mineralization. The source rocks of the Zhiluo Fm. sandstones are mainly volcanic and felsic magmatic rocks formed in continental arc and active continental-marginal arc environments, and they provided the material required for the mineralization. The index of compositional variability ranges from 1.02 to 3.29 (average1.38), indicating that the Zhiluo Fm. sandstones are immature and composed of first-cycle sediments. The corrected chemical index of alteration averages 56, suggesting that the source rocks underwent weak chemical weathering. The ore host rocks are loose, providing favorable conditions for epigenetic oxidation and U precipitation and enrichment. Ferrous iron in minerals such as chlorite, biotite, ilmenite, and pyrite might have played a role either in adsorbing or reducing the uranium.