利用铀-油关系寻找地浸砂岩型铀矿

地浸砂岩型铀矿属于外生铀矿,多数产于盆地区,并与油气关系十分密切.通过地浸砂岩型铀矿的成因分类、与油气藏的关系及其与油气藏异同点的分析对比,总结出几种典型油气藏上方的放射性异常模式.以二连盆地地浸砂岩型铀矿与油气藏的客观相伴关系为例,在鄂尔多斯盆地进行了应用试验,发现在油气田上方,低铀异常、低钾异常基本重合,且铀矿床一般定位于油藏的上方或外围.实践证明利用铀-油相伴关系,在油气勘探中应注意寻找铀矿(化)床,在铀矿(化)床周围的有利构造部位应注意加强油气勘探.     

内蒙古二连盆地哈达图砂岩铀矿渗出铀成矿作用

[研究目的]哈达图铀矿床是产于二连盆地下白垩统赛汉组上段的一个特大型砂岩型铀矿床，其与传统砂岩铀矿特点不同，矿体呈多层板状，控矿灰色砂体具“两黄夹一灰”特征，传统的渗入（潜水氧化、层间氧化）砂岩型铀成矿理论难以解释，阐明其成因和控矿要素对创新砂岩铀成矿理论与红杂色砂岩中铀矿找矿均具有重大意义。[研究方法]采用野外和室内、宏观和微观相结合，主要包括野外观察、区域地质、构造学、沉积学、岩石学、矿物学、地球化学（元素、有机、同位素）、地震解释和铀矿床学等方法。[研究成果]阐明了矿床矿体、控矿灰色砂体和矿化特征，指出研究区红杂色建造赛汉组上段、二连组和伊尔丁曼哈组为原生氧化建造成因，主含矿层赛汉组上段控矿灰色砂体是深部还原性流体对其再还原的结果，主要受连通深部的断裂构造及相关河道或不整合面控制，属后生改造成因，从成矿铀源、深部渗出流体的形成、铀的迁移和沉淀阐述了砂岩渗出铀成矿作用机制，提出哈达图砂岩铀矿床主要是渗出铀成矿作用形成，建立了相应的渗出铀成矿模式。[结论]发现揭示了红杂色砂岩形成砂岩铀矿一种新的铀成矿作用——渗出铀成矿作用，并由此提出了在红杂色沉积建造中寻找砂岩铀矿“上红下黑、上下连通、红中找灰、灰中找矿”预测评价的新思路，指出针对红杂色沉积建造砂岩铀矿找矿新层位，在找矿空间上可由盆缘拓展到盆中、由浅部拓展到深部。创新点：阐明控矿灰色砂体是深部还原性流体再还原的结果，属后生改造成因；提出了红杂色砂岩形成砂岩铀矿新的渗出铀成矿作用，建立了哈达图砂岩铀矿渗出铀成矿模式；提出了在红杂色沉积建造中寻找砂岩铀矿预测评价的新思路。     

重力场特征与砂岩型铀矿的关系及地质意义

重力场变化特征能够较好地反映地下地质体信息,砂岩型铀矿分布特征与重力场具有一定联系。我国砂岩型铀矿主要分布在我国布格重力异常场中-西北部区,且砂岩型铀矿床大多位于重力场由高向低变化的梯度带上,但靠近重力场高值区。结合砂岩型铀矿成矿机理,分析中-西北部区主要含铀盆地构造演化、地层结构等特征,认为位于中-西北部区的含铀盆地所经历的“次造山运动”及其后期相对稳定的构造环境有利于砂岩型铀矿成矿。斜坡的适度抬升有利于富铀岩体风化剥蚀,含铀含氧流体运移、断裂等因素控制砂岩型铀矿成矿,斜坡处地形改变形成重力场变化梯度带,地下断裂、岩石组分变化使重力等值线产生同形扭曲或错断现象。因此,重力场变化特征对划定砂岩型铀矿勘探靶区具有一定的借鉴作用,并以松辽盆地西南部钱家店铀矿床为例,探讨其成矿条件与重力场变化特征的关系,体现其实际应用性。     

新疆伊犁盆地砂岩型铀矿床层间氧化带中粘土矿物特征及与铀矿化关系研究

新疆伊犁盆地砂岩型铀矿床,由于规模大、成矿环境和成矿条件好,在同类型矿床中具有良好的代表性,研究矿床的成矿作用对今后找矿勘查以及开采具有重要理论意义。本文在区域赋铀层位沉积环境研究基础上,以赋矿围岩为研究主体,对伊犁盆地典型铀矿床沉积序列和矿床的控矿层位开展研究,通过对赋矿沉积层位中粘土质对铀矿成矿的控制作用及与铀矿的空间联系和成因分析,开展系统的铀矿床学、能谱测试、显微结构、扫描电镜、地球化学、氢氧同位素等研究,特别是开展了富矿砂体中粘土矿物的种类、成分、结构、同位素、成因等的研究,对粘土质矿物对铀矿成矿的控制作用进行了系统研究。通过研究粘土矿物在伊犁盆地蒙其古尔砂岩型铀矿床成矿过程中的作用及与铀矿的空间联系和成因分析表明:粘土矿物在层间氧化带中分布较为广泛,在主要矿体的氧化还原过渡带中,尤其是部分具有强烈粘土蚀变的砂岩层中铀含量较其他层位要高,反映出粘土矿物与铀成矿是有成因关联的。通过系统的扫描电镜、能谱测试研究,从微观证明粘土矿物与铀成矿有相关关系;粘土矿物的存在导致在近地表含氧含铀水在经过砂岩孔隙时被具有较强吸附能力和巨大表面自由能的粘土矿物所吸附,形成了铀含量较高的片状,团块状的粘土矿物,其在铀成矿作用中起到了吸附和界面的作用,有利于赋矿空间的形成及定位。结合沉积作用、构造活动和后期流体成矿作用等因素,分析了成矿机制和成矿作用,赋矿层位中的粘土矿物、其它成矿条件如岩性(赋矿层和矿源层)、构造(对铀矿化的动力和对地下水径流及铀矿体)等共同控制了铀成矿作用。     

烃源岩=铀源岩:砂岩铀矿成矿物质来源新思考

砂岩型铀矿与油、气等矿产往往产于同一沉积盆地中,构成重要的综合能源盆地。通过收集中国重要能源盆地砂岩型铀矿床文献资料,从(1)铀与油(气)的共生关系;(2)砂岩层铀等成矿元素的低含量背景;(3)烃(气)源岩提供铀源的可能性;(4)同位素特征;(5)成矿流体来源;(6)流体在承压含水层中总是由高压区向低压区的流动机制六个方面,对砂岩型铀矿床的成矿物质来源进行了新思考,认为砂岩型铀矿成矿物质来源不是浅源,而是深源,产铀盆地深部的烃源岩即是砂岩型铀矿床的铀源岩。     

鄂尔多斯盆地东胜地区地浸砂岩型铀矿成矿模型

地浸砂岩型铀矿床是一种具有重要经济价值的铀矿类型,受到世界各国地质勘探部门的高度关注。近年来,鄂尔多斯盆地在石油和天然气勘查取得重大进展的同时,于盆地东胜地区也发现大规模地浸砂岩型铀矿床,标志着中国该类型铀矿勘查取得重要突破。该文应用地球化学综合分析研究,获得成矿流体的温度、盐度条件和同位素地球化学参数。含铀砂岩中碳酸盐胶结物C-O同位素测试结果表明,胶结物中的碳属于地幔碳、生物有机体和沉积的碳酸盐混合成因。通过流体包裹体H-O同位素分析,表明成矿流体可能是原生的岩浆水上涌和大气降水混合形成的建造水,其中一部分有机质加入到成矿作用中来,这对于铀的还原具有重要的意义。结合盆地的演化特点,建立了这种砂岩型铀矿的成矿地球化学模型。笔者认为,其铀矿的形成机制可以分为两个过程,一是氧化过程,二是还原过程,成矿过程伴随各种微量元素和气液相分子的氧化、还原和迁移过程。该成矿模型的建立对认识盆地铀矿质的沉淀和富集规律以及在类似盆地寻找此类铀矿床,具有理论和现实意义。     

伊犁盆地油气与地浸砂岩型铀矿成矿关系研究

伊犁盆地南缘中、下侏罗统水西沟群产有数个可地浸的砂岩型铀矿床。前人对这些铀矿床的成因认识基本上都是层间氧化带成因观点,但对铀矿化的富集机理研究不够深入,普遍认为铀成矿富集机理是含矿层沉积时堆积的有机质及沉积成岩阶段形成的硫化物对层间渗入氧化水中铀的还原吸附作用。油气包裹体及其气相色谱特征研究表明,盆地至少发育过一期石油和一期天然气运移、聚集过程;铀矿床含矿砂岩中的油气来源于深部二叠纪或更老地层的较成熟的烃源层。油气一方面消耗了含矿含水层中的大量氧气,造就了含矿层较强的还原环境;另一方面也参与了铀成矿过程的氧化还原反应,加速了铀还原、沉淀、富集成矿的速度。结合盆地断裂构造研究,本文推断深部油气主要沿近EW向东曼里塔勒迪深大断裂和NWW—SEE向霍城托开深大断裂向上运移,造成断裂附近形成较强的还原障,进而控制了盆地砂岩型铀矿床(点)的空间分布。     

铀矿沉积学研究与发展

随着铀矿床尤其是砂岩型铀矿勘探和开发的迅速发展,砂岩型铀矿沉积学的概念应运而生。铀矿沉积学是研究沉积盆地形成演化过程中铀的成矿作用、形成环境、含铀岩（层）系特征,以及沉积作用控制下铀的富集机理和分布规律的学科。它综合了铀矿地质学、盆地分析等学科的内容,具有较明显的学科交叉特点。砂岩型铀矿沉积学是铀矿沉积学最典型的代表,它以盆地分析、砂岩型铀矿地质学为重要理论平台,结合沉积学技术方法,具体研究砂岩型铀矿形成的物质来源、成岩作用与铀的预富集、沉积物的结构构造与渗透性、沉积体系与含铀岩系分析、流体作用与后期改造、层序地层与铀的空间分布、铀富集因素与沉积和古气候环境,沉积作用因素与砂岩型铀矿预测,以及管理信息化的三维可视化建模等。以新疆伊犁盆地、吐哈盆地、鄂尔多斯盆地北部等地区代表性砂岩铀矿为实例,从铀矿聚集与沉积物形成—演化过程、沉积物特征及沉积体系分析与铀矿聚集、层序地层学与铀聚集作用等方面分析了铀矿沉积学研究的最新进展和认识。同时对铀矿沉积学的发展趋势进行了展望:认为砂岩铀矿“大规模成矿作用”和铀的“超常富集”关键地质环境、含铀岩系沉积与铀的空间分布、多种高新分析测试技术的应用等方面将是铀矿沉积学未来研究和发展的重点。由于铀矿沉积学与人类生存环境关系的重要性,并且其涉及沉积学学科的方方面面,因此有理由相信,铀矿沉积学未来可能作为沉积学的一个独立分支学科将得到更好的研究和发展。     

东胜砂岩型铀矿微量元素地球化学特征初探

近年来，鄂尔多斯盆地在石油和天然气勘查取得重大进展的同时，在盆地北部东胜地区也发现了可地浸砂岩型铀矿床，标志着我国地浸砂岩型铀矿勘查取得了重要突破。从微量元素地球化学入手，初步总结了东胜地区砂岩型铀矿的微量元素地球化学特征，与新疆伊犁和中亚典型的层间氧化带型砂岩铀矿进行了对比，分析探讨了铀成矿作用，认为东胜砂岩型铀矿成矿作用虽与氧化还原过渡带有关，也具外生和深源双重性质的微量元素组合，不同于单一的外生水成层阃氧化带型砂岩铀矿，铀成矿过程中有深部物质和含煤层气或油气流体参与。     

鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿叠合成矿模式

文章阐述了鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿成矿地质背景和矿床的基本特征;从铀的来源、迁移和沉淀富集等方面论述了鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿成矿机理,认为该矿床形成的铀源、成矿流体和成矿作用具有多元性和复杂叠置性,提出了该铀矿床形成的“叠合铀成矿模式”。     

利用铀油关系寻找可地浸砂岩型铀矿

可地浸砂岩型铀矿多数赋存于产油气盆地,并与油气关系十分密切。本文通过对可地浸砂岩型铀矿的成因分类、与油气藏的关系及与气藏异同点的分析对比,总结了几种典型油气藏上方的放射性异常模式。以二连盆地可地浸砂岩型铀矿与油气藏的客观相伴关系为例,在鄂尔多斯盆地进行了应用试验,取得了一定效果。因此,利用铀油相伴关系,在油气勘探中注意寻找铀矿(化)床,在铀矿(化)床周围的有利构造部位加强油气勘探是十分重要的。     

黄陵地区中生代含煤岩系油气与铀成矿的耦合关系

为了明确黄陵地区中生代含煤岩系油气与铀成矿的耦合关系,进行了钻孔与剖面的野外地质调查、钻孔资料与实验数据的分析与处理、油气藏与铀矿（点）信息的综合整理,系统研究了中生代含煤岩系构造–沉积体系、铀矿地质特征和油气地质特征,从油气藏与铀矿（点）的空间分布关系、含烃流体与铀的伴生蚀变矿物的成因关系以及烃源岩生烃与铀成矿的时间关系展开讨论。研究表明:中生代含煤岩系铀矿（点）多分布在基岩剥蚀边界或小型断裂附近,且水平投影位于油气有利相带周缘;烃类流体组分及煤层气的中间产物可能参与氧化还原反应,生成黄铁矿、方解石等与铀矿物具有密切伴生关系的矿物;中生代含煤岩系烃源岩主生烃期和排烃期总体早于铀矿主成矿期,烃类流体可能通过运移影响铀成矿作用。      

滇西新生代盆地与砂岩型铀矿成矿

滇西新生代盆地内蕴藏着丰富的铀资源,现已探明8个中、小型砂岩型铀矿床,是中国重要的砂岩型铀矿成矿带之一。本文在收集研究前人施工钻孔资料1200个,施工钻孔25个的基础上,编制岩性-岩相-地球化学剖面图66张,研究了滇西新生代盆地与砂岩型铀矿成矿。认为滇西地区存在2种类型的新生代盆地,其盆地沉积演化、火山活动、地貌景观等不同,砂岩型铀矿成矿条件亦存在差异,成矿的专属性体现在于盆地的差异性。砂岩型铀矿成矿最有利的是北部腾冲地区找矿目的层上覆地层发育了区域性隔水层、存在火山活动、深切割低山-丘陵-河谷阶地地貌的新生代盆地。     

中国北方盆地中油气运移对砂岩型铀矿成矿作用讨论

以油气成藏动力系统和砂岩型铀矿成矿动力系统为单元,分析了砂岩型铀矿床与油气藏同盆共存的沉积体系、矿床(藏)聚集带之间的联系。认为油气多次运移促使砂岩型铀矿成矿是一种普遍的地质作用,油气运移成藏过程对砂岩型铀矿成矿作用表现为油气初次运移使铀矿化预富集、油气二次运移使间氧化带型铀矿化作用中止与矿体封存、油气藏微渗漏使红色砂层中铀富集成矿等。笔者依据油气对砂岩型铀矿还原作用的结果初步建立了吐哈式、东胜式、钱家店式3种油气藏与砂岩型铀矿共存的基本模式,丰富了砂岩铀矿找矿理论,为多能源矿产综合开发利用提供参考。     

松辽盆地西部斜坡区四方台组砂岩中烃类流体特征与铀成矿关系

通过对松辽盆地西部斜坡区四方台组33个砂岩样品的酸解烃分析,探讨了酸解烃中烃类气体组成特征、成因及来源,并结合该地区铀矿化地质特征初步分析了烃类流体与砂岩型铀成矿关系.酸解烃中气体组成特征参数C₁/ΣC、C₁/C₂₊、C₂/iC₄、C₂/C₃、iC₄/nC₄、iC₅/nC₅特征表明,四方台组底部砂岩中烃类气体为有机成因的油气型,烃类气主要处于成熟-高成熟阶段,是原油裂解气和原油伴生的混合气,它们主要沿盖层断裂运移到四方台组底部砂岩中.西部斜坡区四方台组含铀砂岩中烃类流体含量普遍增高,表明该区四方台组铀矿化与烃类气体关系密切.四方台组底部靠近沟通油气田的盖层断裂附近是西部斜坡区砂岩型铀矿找矿的重点地区.     

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。     

“岩浆热场”说及其成矿意义(下)

上篇(张旗等[1])初步讨论了岩浆热场说的概念,本文为下篇,主要谈应用,探讨它与成矿作用的关系。研究表明,岩浆热场说对热液成矿作用有重要的意义,可能解决了岩浆热液成矿作用中许多很难解释和争议很大的问题:如钨锡与金铜为什么相伴的问题,矿床为什么大多是多金属成矿的问题,远离侵入体的夕卡岩成因问题,成矿为什么滞后于花岗岩的问题,为什么有些岩体成矿,有些岩体不成矿的问题,为什么大规模岩浆活动与大规模成矿作用息息相关的问题等。岩浆热场与煤和油气成藏有关是一个重要的发现。岩浆热场对煤和油气生成、运移、聚集的影响主要表现在加速烃源岩的热演化,使生油门限变浅,使烃源岩进入高成熟或过成熟,使烃源岩中残余有机质丰度降低。令人感兴趣的是,岩浆热场说还导出了一个"成矿组合"的概念,所谓成矿组合是指在一个或大或小的区域内,在岩浆活动集中的时间段范围内,在热场的统一作用下所形成和影响的所有矿床,不论成因和矿种,均属于一个成矿组合。它包括下述4种类型的矿床:岩浆热液矿床、热泉型矿床、层状热液矿床及生物有机质矿床等。岩浆热场说对于找矿也有启示:首先,我们可以从3个不同的级别上(大规模岩浆活动级别;成矿带、成矿区、矿集区级别;单个矿床级别)规划找矿布局;其次,在岩浆热场的统一影响下将金属矿床和非金属矿床、热液矿床和沉积矿床、无机质矿床和有机质矿床联系起来;第三,推进不同类型矿床研究的互补和交流。看来,岩浆热场对于成矿的作用是最值得学术界关注的,它也许可以改变我们目前对成矿作用的某些根深蒂固的认识,开拓出一个新的领域,推进矿床学研究进入新的时代。     

浅层气区地质岩心钻探技术综合研究与应用

核电发展需要稳定的铀资源供应,在我国北方油气盆地开展砂岩型铀矿战略选区和调查评价,需要对主要异常和重点地区进行取心钻探工程验证。但钻进地层极松散破碎,取心率低;浅层气发育,井控要求高;大直径扩孔,井斜和携岩困难;极寒冬季施工及环保要求高。通过研究和探索,形成了一套浅层气区极松散破碎地层的绿色综合钻探技术体系及工艺方法,包括单管锥阀取心、环保高粘低失水泥浆、远程井控、钻铤及导向钻具分级扩孔等,为北方砂岩型铀矿找矿突破和资源能源安全保障提供技术支撑,具有示范与推广作用。