利用Q型聚类分析研究鄂尔多斯盆地多种能源矿产间的关系

为揭示鄂尔多斯盆地多种能源矿产间的关系,根据盆地石油、油气伴生水以及煤、煤层夹矸、铀矿及围岩样品的氯仿沥青中57种元素的分析结果,进行了Q型聚类分析。结果表明：侏罗系下统延安组石油、侏罗系中统直罗组石油与三叠系延长组石油有相近的成因特征;三叠系延长组石油沥青、三叠系延长组含油砂岩沥青与侏罗系中统直罗组石油沥青具有类似的成因特征;神木侏罗系下统延安组煤沥青、东胜侏罗系中统直罗组煤沥青、铜川陈家山侏罗系下统延安组煤层石油以及铜川陈家山侏罗系下统延安组煤沥青成因特征相近;铜川陈家山侏罗系下统延安组煤层石油沥青可能与准格尔黑岱沟石炭二叠系煤沥青具有成因上的联系;侏罗系下统延安组石油沥青与放射性铀矿的形成具有密切关系;天然气的物质来源复杂,且与石油和煤的进一步演化有一定关系。鄂尔多斯盆地多种能源矿产成因较复杂、相互问关系密切,且具有多源性成藏（矿）特征。     

鄂尔多斯盆地东北部近地表流-岩蚀变特征及成矿响应

<正>鄂尔多斯盆地分布着油、气、煤、铀等多种能源矿产,是进行有机-无机多种能源矿产相互作用研究的天然实验室。盆地北部分布着侏罗系直罗组下段大营—东胜大型砂岩型铀矿,铀矿富集区以南,分布着上古生界大气田;以北紧邻矿区分布着延安组顶部规模宏大的漂白砂岩以及乌兰格尔凸起上的白垩系油苗;目前找到的灰色砂岩型铀矿层受绿色蚀变砂岩控制;同时,在直罗组上段姜黄色砂岩中大规模遍布着碳酸盐蚀变产物"钙化木",在延安组漂白蚀变砂岩及直罗组含矿砂岩和绿色蚀变砂岩中还发育有碳酸盐胶结物。     

鄂尔多斯盆地东北部塔然高勒地区还原介质对砂岩型铀矿的控制

为明确鄂尔多斯盆地塔然高勒地区直罗组、延安组地层中煤、黄铁矿等还原介质与砂岩型铀矿的共存关系,选取直罗组含矿砂体及其中的黄铁矿、炭屑以及延安组煤层等为研究对象,综合利用钻孔编录、显微镜和电子探针分析等手段开展研究。结果表明,研究区铀矿体与延安组煤层、直罗组炭屑具有空间和成因上的关联,延安组煤层为铀的沉淀提供了大量的还原剂,而直罗组炭屑里的腐植酸对铀酰离子起到吸附和络合的作用;铀石是该区最主要的铀矿物类型,其与莓球状黄铁矿、蚀变黄铁矿、胶状黄铁矿、钛铁矿、白钛石伴生关系明显;有机质、黄铁矿等还原介质的含量及空间分布可以作为铀成矿的指示标志。      

初步探讨鄂尔多斯盆地东胜铀矿田成矿作用研究若干问题

随着973项目和北方砂岩型铀矿调查工程的深入开展,笔者从中侏罗统直罗组成岩过程对铀成矿影响的角度,初步探讨了鄂尔多斯盆地东胜铀矿田成矿作用的若干问题,主要表现在以下几个方面:(1)鄂尔多斯盆地北部的古元古代孔兹岩带为东胜铀矿田中主要含铀地层-中侏罗统直罗组碎屑物、预富集铀的主要蚀源区;(2)直罗组在同生沉积过程中预富集的大量铀,为铀成矿提供了主要铀源;(3)早成岩作用下,直罗组沉积建造水将分散的、预富集的铀迁移至灰色砂岩中富集成矿,为成矿流体;(4)基于铀矿体产状及铀矿物与载铀介质的空间关系,成矿时期应为早白垩世末期,受直罗组早成岩作用制约。     

对“鄂尔多斯盆地能源矿产氯仿沥青Sm-Nd同位素研究”的新认识——与潘爱芳等商榷

《中国地质》2007年34卷3期发表关于鄂尔多斯盆地石油、煤、含铀砂岩及其围岩的氯仿沥青Sm-Nd同位素研究的文章。潘爱芳等人指出赋存于同一套地层中的含铀砂岩沥青、煤沥青及石油沥青均具有富集地幔特征。笔者通过对其同位素数据重新计算厘定, 得出其物质来源是盆地基底变质重熔与年轻物质混合的产物, 以壳源为主且与富集地幔无关的结论。     

鄂尔多斯盆地北部延安组白色砂岩形成的稳定同位素示踪及其地质意义

鄂尔多斯盆地东北部延安组顶部存在大规模的白色砂岩,形成当地的大型高岭土矿床。该白色砂岩与东胜—杭锦旗一带发现的大型砂岩铀矿含矿层位直罗组相邻相近;研究表明白色化与铀矿的富集保存、控矿砂岩的绿色蚀变、碳酸盐化等空间关系密切,成因相似,均与盆地中部上古生界天然气向北运移耗散所导致的低温气-水热液流体中烃类还原的流-岩作用有关。文中重点从稳定同位素示踪白色砂岩形成的地球化学成因机制和过程,同时也指示了本区存在天然气耗散的动力学背景。高岭石氢氧同位素揭示白色化砂岩形成的高岭土矿床成因以低温热液作用为主,与东胜铀矿形成的低温热液作用为同一性质及事件;高岭石硅同位素与铀矿石中铀矿物铀石的硅同位素数据相近,而与成岩作用黏土的硅同位素特征相去甚远,进一步证明了白色砂岩与铀矿化是在同一低温热液事件作用下的产物。碳氧同位素说明白色砂岩形成的流体与有机质来源有关,结合东胜砂岩铀矿有机地球化学及本区天然气耗散地质事件的背景,认为该有机质来源于向北耗散的上古生界天然气。方解石包裹体氢氧同位素特征表明,流体中水的性质和来源为大气降水。系统总结和综合以上认识认为,本区白色砂岩的形成过程是,中部上古生界低温天然气向北运移耗散至浅部延安组—直罗组,与地下水一起构成低温"天然气-水"混合热液,该低温热液的烃类还原作用同时导致了本区延安组顶部白色砂岩的形成以及直罗组下部东胜铀矿的富集保存、砂岩的绿色化和碳酸盐化等蚀变现象,从而形成本区东胜超大型铀矿及大型高岭土矿床和相关的烃类还原蚀变现象,构成现今多种能源及相关资源同盆共存、共荣的局面。     

内蒙古贺兰山煤田二道岭矿区直罗组成煤环境分析

二道岭矿区侏罗系的成因属鄂尔多斯中生代盆地西缘的陆相碎屑沉积,岩石地层自下而上为富县组、延安组、直罗组和安定组。以往认为鄂尔多斯盆地的侏罗系延安组为含煤岩系,其他均为不含煤的地层,在近几年来的勘查中,发现直罗组也存在具有一定分布面积的可采煤层,笔者通过直罗组岩石露头、钻孔岩心和测井曲线的分析研究,划分了直罗组沉积相,并探索了直罗组的聚煤规律,对煤层进行了预测。研究认为,直罗组属典型的河流相沉积,进一步可细分为河床亚相、河漫滩亚相和漫滩沼泽亚相。煤层形成于漫滩沼泽亚相,富煤带的展布受控于河床亚相砂体。     

鄂尔多斯盆地东胜铀矿田铀源示踪及其地质意义

笔者以鄂尔多斯盆地东胜铀矿田的典型矿床——纳岭沟铀矿床为主要研究对象,通过铀矿体及围岩岩石地球化学、电子探针及稳定同位素测试等方法,综合分析了东胜砂岩型铀矿田的铀源及其地质意义。结果表明:主要含矿目标层中侏罗统直罗组在同生沉积过程中,铀预富集达212.45×10~(-6),围岩达41.34×10~(-6);预富集铀主要来自于盆地北缘蚀源区;铀矿体及围岩REE配分曲线总体具一致性,右倾,个别δEu正异常,富集重稀土,两者铀源具一致性;含铀砂岩δ~(13)C_(V-PDB)=-9.7‰,δ~(18)O_(SMOW)=18.9‰,黄铁矿δ~(34)S_(v-CDT)=-27.46‰,经历了强烈的有机地质作用;铀石围绕炭屑、星散状黄铁矿产出,被胶状黄铁矿肢解,铀富集于成岩作用后期。由此认为,直罗组同生沉积过程中预富集的铀为主要成矿铀源,东胜铀矿田属直罗组预富铀重新分配的产物。     

鄂尔多斯北部侏罗纪延安组、直罗组孢粉化石及其古气候意义

神山沟剖面位于鄂尔多斯盆地东北缘内蒙古东胜地区,侏罗纪延安组、直罗组富含孢粉化石。延安组为煤系沉积地层,岩性以灰白色砂岩、灰色粉砂岩夹泥岩为主,局部发育砾岩,可见5、6套煤层;直罗组为重要的含铀岩系,岩性以灰色-黄绿色砂岩、灰色粉砂岩夹紫红色泥岩、泥质粉沙岩为主。文中通过对神山沟剖面延安组和直罗组孢粉化石的分析,在延安组中识别出Cyathidites-Dictyophyllidites-Cycadopites(CDC)和Cyathidites-Osmundacidites-Lycopodiumsporites-Concentrisporites-Disacciatrileti(COLCD)2个孢粉组合带,通过对孢粉化石属种的分析,得出本剖面延安组孢粉组合的时代为早中侏罗世早期;直罗组孢粉组合为Cyathidites-Osmundacidites-Cycadopites-Disacciatrileti(COCD)组合带,时代中侏罗世中期。结合地质、元素地球化学、古植物及其孢粉化石的定量分析表明,从延安组向直罗组其总体上反映了从温暖潮湿的亚热带向半干旱-干旱炎热的气候转变,反映燕山运动早期中侏罗世一次重要的古气候变化事件,古气候对煤、砂岩型铀的成矿具有特殊的地质意义。     

内蒙古东胜铀矿区后生蚀变的稳定同位素特征及其地质意义

近十几年来,在鄂尔多斯盆地北部伊盟隆起东胜及其以西杭锦旗一带,相继发现了东胜等系列大型-特大型砂岩铀矿,目前已成为中国砂岩铀矿发现潜力最大的地区。矿床的主要特征是矿体受直罗组砂岩绿色蚀变带控制;同时,在容矿层及其附近伴生有砂岩白色化、后生碳酸盐化及方解石脉、黄铁矿化等蚀变现象。通过后生蚀变的C、H、O、S等稳定同位素方面研究、示踪和探讨了蚀变的形成过程和成因及其与铀矿化的关系。镜下特征显示,铀矿石中存在的大颗粒结核状黄铁矿与铀矿物共生,两者为同时期的产物;该类样品S同位素表现为较大的负值,表明硫质来源的微生物作用特征明显;与盆地内可能提供硫源的直罗组煤屑、延安组煤层、延长组和延安组原油、上古生界煤系地层等有机S同位素对比,发现铀矿与上古生界煤系烃源岩的有机硫源关系密切。延安组顶部大规模白色化砂岩的高岭石H、O同位素表明,其成因与低温热液作用有关;容矿层后生方解石C、O同位素表明,其形成主要是有机质作用提供了碳源,且其碳质来源主要为上古生界气源岩,而与奥陶系及延长组油气的碳源无关。后生作用流体包裹体的测温及其H、O同位素组成表明,成矿流体以低温的大气降水为主,且与上古生界天然气一起形成低温热液的气-水混合流体;正是这一特点的流体作用形成了本区与铀矿化关系密切的上述各类后生蚀变现象。各类后生蚀变的稳定同位素特征表明,东胜铀矿床形成过程中存在后生低温热液和油气还原改造作用两大特点。本次研究结果为东胜铀矿区的成因认识提供了证据。     

鄂尔多斯盆地东胜砂岩型高岭土矿特征及成因机制

东胜砂岩型高岭土矿床位于鄂尔多斯盆地东北部,含矿层为延安组。经薄片鉴定、扫描电镜、X-衍射、全岩主要元素分析（XRF）以及稀土元素地球化学分析,对矿层白色砂岩与红色原岩的岩石地球化学特征进行了对比。结果表明,原岩为基质被铁质浸染的以碎屑片状高岭石和伊利石为主的红色砂岩,而矿层则为褪色的以粒度粗细不一的高岭石胶结为主的白色砂岩。矿层砂岩的分布与盆地北部油苗位置具有很好的对应关系。综合区域地质特征、岩石学、岩石化学以及天然气运散的信息,认为砂岩型高岭土矿层的形成是由于研究区以南气田中的上古生界天然气向北运移散失过程中,将红色原岩中的氧化铁胶结物还原成易于运移的Fe²⁺,从而使其褪色变白;同时酸性流体使长石溶蚀形成高岭石,后期的风化淋滤作用使砂岩中的高岭石含量进一步提高,进而形成目前较大规模的高岭土矿床。     

东胜砂岩型铀矿氧化酸性流体与还原碱性热液流体过渡界面蚀变带成矿作用研究

位于鄂尔多斯盆地北部地区的东胜砂岩型铀矿在平面上和垂向上具有明显的岩石学和地球化学分带性,矿物学和岩相学特征研究表明其分带性是不同性质流体蚀变作用造成的。根据氧化/还原过渡界面蚀变矿物特征及其相互交代关系,识别出早、晚两个世代蚀变矿物组合,分别反映出早期蚀变流体为氧化环境下的酸性流体,晚期蚀变流体为还原环境下的碱性热液流体。早期氧化环境的酸性流体蚀变作用基础上叠加了晚期还原环境下的碱性热液流体蚀变作用,导致了铀在氧化/还原过渡界面的富集成矿。分析认为,东胜铀矿热液蚀变与鄂尔多斯盆地乃至华北地区燕山期构造活动和岩浆活动产生的区域性热异常事件具有一定联系。     

The Relationship between Jurassic Coal Measures and Sandstone-type Uranium Deposits in the Northeastern Ordos Basin, China

Outcrop and drill hole data show that the Jurassic coal measures in the northeastern Ordos Basin are composed mainly of the Yan'an Formation and the lowstand system tract of the Zhiluo Formation,and there is a regional unconformity between them. The Dongsheng uranium deposit is associated with the Jurassic coal measures. Research data indicate that the Jurassic coal measures in the study area have a certain hydrocarbon-generating capacity,although the metamorphic grade is low(Ro=0.40%–0.58%). In the Dongsheng region alone,the accumulative amount of generated coalbed methane(CBM) is about 2028.29 × 108 –2218.72 × 108 m~3; the residual amount is about 50.92 × 108 m~3,and the lost amount is about 1977 × 108 m~3. Analysis of the burial history of the host rocks and the evolutionary history of the Dongsheng uranium deposit suggests that the Jurassic coal measures generated hydrocarbon mainly from Middle Jurassic to Early Crataceous,which is the main mineralization phase of the Dongsheng uranium deposit. By the Late Cretaceous,a mass of CBM dissipated due to the strong tectonic uplift,and the Dongsheng uranium deposit stepped into the preservation phase. Therefore,the low-mature hydrocarbon-containing fluid in the Jurassic coal measures not only served as a reducing agent for the formation of sandstone-type uranium deposits,but also rendered the second reduction of paleo-interlayer oxidation zone and become the primary reducing agent for ore conservation. Regional strata correlation reveals that the sandstone-type uranium reservoir at the bottom of the Zhiluo Formation is in contact with the underlying industrial coal seams in the Yan'an Formation through incision or in the form of an unconformity surface. In the Dongsheng region with poorly developed fault systems,the unconformity surface and scour surface served as the main migration pathways for low-mature hydrocarbon-containing fluid migrating to the uranium reservoir.     

鄂尔多斯盆地东胜-神木地区侏罗系煤中常量元素地球化学特征

对鄂尔多斯盆地东胜-神木地区侏罗系直罗组和延安组的9个煤样进行了工业分析和元素分析以及煤灰常量元素测试分析,探讨了成煤环境条件对煤样性质的影响,并揭示了不同聚煤体系煤灰中常量元素的特征及其控制因素.分析测试结果显示,直罗组和延安组不同聚煤体系中煤的灰分产率、矿物含量和有机C含量呈现明显的变化趋势,从延安组Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ单元...     

鄂尔多斯盆地东北缘延安组划分与对比

内蒙古鄂尔多斯盆地东北缘高头窑地区中侏罗统延安组是一套河流—滨湖相为主的中生代陆相沉积岩系,岩性主要中粒—中细粒长石砂岩、粉砂岩(泥质粉砂岩)、黑色页岩、黏土岩夹煤层,其中产大量的植物化石。根据岩性特征及采集化石的研究结果表明,不存在晚三叠世地层,并缺失下侏罗统,且延安组的时代应为中侏罗世。通过不同地区中侏罗世地层对比,认为盆地中延安组发育极不均衡,中部沉积厚度大,但不成煤;而盆地边缘沉积厚度较薄,且成煤较好,横向上具有明显的差异性。     

鄂尔多斯盆地延安组煤有机岩石学研究

鄂尔多斯盆地侏罗纪延安组煤系地层可否成为该盆地另一套油源岩的问题,历来存有争议。系统的煤岩和有机岩石学分析表明:煤中倾油性的壳质组分含量低,基质镜质体的类型也不利于生油,因此,延安组煤系有机质不大可能形成具有工业价值的煤成油藏     

鄂尔多斯盆地东胜地区砂岩型铀矿床沉积微相与层序地层

鄂尔多斯盆地东胜地区侏罗系直罗组砂岩型铀矿是在中国克拉通盆地中首次发现的大型铀矿。通过野外调研和多种室内分析手段,对该铀矿的含矿建造进行了岩石学、沉积学、层序地层学及其相互关系研究,认为直罗组沉积环境经历了辫状河(辫状河三角洲)向曲流河的转化,沉积相由辫状河向辫状河三角洲平原过渡的地区有利于铀矿的沉淀富集,层序地层学格架由1个长期基准面旋回、6个中期旋回和17个短期旋回层序构成,基准面升降旋回中形成的含矿建造具良好的地层结构。基准面上升早期形成的辫状河河道砂体岩性主要为浅灰、灰白色粗—中粒长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩,具连通性好、粒度粗、碎屑含量高、杂基含量低及孔渗条件好等特点,是重要的含矿层。