鄂尔多斯盆地东北部延安组铀异常与沉积体系的关系

在鄂尔多斯盆地东北部,延安组第V成因单元存在着多处铀异常,这对铀的后备战略基地建设有重要意义。从沉积学的角度重建了第V成因单元的沉积体系,识别出两种沉积体系,分别是位于研究区西北部的辫状河沉积体系和东南部的曲流河沉积体系。通过对铀异常信息的成功提取及平面编图,发现延安组中铀异常呈一个又一个具有自我中心的单元出现,且与曲流河沉积体系的关系密切:通常发育于河道分岔或转弯处;普遍发育于薄砂带(区),一般砂体厚度在30 m以下,含砂率小于40%;铀异常单元与厚煤层关系密切;主要赋存于粒度较细的岩性中,部分也富集于煤中,但铀异常最高值富集于中砂岩中。     

鄂尔多斯盆地东北部延安组叠锥沉积特征与古环境意义

通过野外露头实测、手标本观察、光薄片观察、X光衍射分析、电子扫描等方法,对鄂尔多斯盆地东北部延安组第Ⅱ成因地层单元中的叠锥各方面的特征进行了系统研究。结果表明,叠锥整体呈结核状产出于暗色泥质岩中,泥质岩中发现丰富的20μm左右的炭化微生物化石,反映相对还原的沉积成岩环境。叠锥内部常可分为3层,中层为块状灰岩,上、下层由大小不等的、同轴或错落叠置的直圆锥组成。叠锥内部主要为纤维状方解石呈锥形套叠,纵切面上可见明显的"V"字型或"W"字型纹层,横切面上可见大小不等的同心圆状构造。上、下层位叠锥的锥顶均朝上,反映出类似叠层石的生长特征。综合分析认为,叠锥可能是由微生物和沉积作用联合作用形成的一种特殊的生物沉积构造;并推断出鄂尔多斯盆地东北部延安组第Ⅱ成因地层单元中的叠锥发育于由河流向湖泊过渡的浅水、沉积速率较低的环境中。     

沉积、成岩与铀成矿:中国砂岩型铀矿研究的创新发现与认知挑战

21世纪,中国在砂岩型铀矿勘查领域获得了前所未有的辉煌成就.砂岩型铀矿产出于沉积盆地,铀矿的形成必须经历由沉积埋藏到抬升成矿两个重要的演化阶段.其中,在抬升成矿阶段,大气降水和氧化-还原作用的参与和约束是最显著的成矿特征.显然,这是一种典型的表生成岩作用的产物,是铀储层复杂成岩序列中的重要一环,隶属于“外生成矿”的范畴.虽然,砂岩型铀矿的成矿作用遵循氧化还原与铀变价的普遍机理,但是特殊的沉积背景却导致了铀成矿作用的多样性和地区的专属性.一些由沉积作用、沉积环境和古气候造就的关键控矿要素,能够从“基因”上直接影响表生成岩阶段的铀成矿作用,由沉积、成岩到铀成矿是一个具有成因联系的地质过程,而盆山耦合机制始终是其最根本的原始驱动力.随着对铀成矿作用细节行为研究的深入,一些创新发现不断地冲击着以往固有的认识,诸如碳质碎屑与铀成矿的相互作用、黄铁矿复杂而有序的演化习性、碳酸盐胶结物与铀成矿的共生叠置、敏感矿物的流体示踪、铀储层非均质性制约下的铀成矿机理、双重还原介质制矿模型、铀成矿的复合地球化学障等.还有一些研究对传统地质学理论提出了认知挑战,诸如,铀储层开放成岩环境中碳质碎屑的“碳化作用机理”、黄铁矿溶蚀或者生长界面上的铀沉淀化学动力机制、干旱沉积背景的铀成矿机理等.同时,铀成矿机理和普遍规律的研究,也为砂岩型铀矿的衰变地质效应研究和盆地铀资源的系统探索奠定了良好的地质基础.相信,针对沉积盆地整装的系统的成矿机理与成因联系研究,必将释放巨大的盆地铀资源潜力和矿床产能,在进一步丰富铀成矿理论的同时助力实现“双碳目标”.      

铀储层结构与成矿流场研究:揭示东胜砂岩型铀矿床成矿机理的一把钥匙

以鄂尔多斯盆地北部的砂岩型铀矿为目标,在铀储层形成发育的沉积学背景研究基础上,重点通过砂分散体系、沉积物
粒度、隔挡层厚度和孔隙度的定量分析,精细地刻画了直罗组铀储层的外部几何形态和内部复杂结构,充分展示了铀储层的定量
非均质性。依据盆地构造充填演化阶段、铀成矿年代学和地学空间信息三维可视化平台,分别对5个演化阶段的古地貌进行了恢
复,并对不同演化时期的铀储层空间位置给予了准确定位,从而揭示了直罗组铀储层从沉积到接受铀成矿再到铀矿被改造期间的
空间形态演化历史。在盆地构造充填演化研究、古地貌恢复和铀储层定量非均质性分析的基础上,重建了5个不同时期古地下水
系统结构和参数的空间变化面貌,并运用地下水数值模拟方法再现了研究区5个演化阶段成矿古流场的特征及其演化规律。综
合分析认为,铀储层的空间演变和内部非均质性制约了成矿流场的基本格局,成矿流场又无疑控制着层间氧化带的发育和铀成
矿。当铀储层形成期的古水流方向与主成矿期地下水流场方向总体一致时有利于铀成矿,而当两者流向垂直时则成矿效率降低。      

自动与人工雨量计观测降水量的差异分析

通过对东胜国家基准气候站自动与人工两年观测数据资料的实时对比,分析判断出自动观测雨量计相对人工观测雨量计来说,误差率比较稳定。     

松辽盆地南部钱家店铀矿床后生蚀变作用及其对铀成矿的约束

目前对松辽盆地南部钱家店铀矿床成因的认识存在明显争议.本文利用偏光显微镜、扫描电镜、XRD等分析测试方法对该矿床后生蚀变作用进行了系统的研究,发现该矿床不同类型砂岩中矿物蚀变作用类型有:赤铁矿化、褐铁矿化、黄铁矿化、粘土化、碳酸盐化和铀矿化,其中黄铁矿化包括胶状黄铁矿化、草莓状黄铁矿化和粒状黄铁矿化,粘土化主要包括水云母化、高岭石化和伊利石化,碳酸盐化包括方解石化、铁白云石化和菱铁矿化.红色砂岩和黄色砂岩以赤铁矿化、褐铁矿化、水云母化、高岭石化、伊利石化和方解石化为主,但黄色砂岩中赤铁矿化、褐铁矿化及水云母化程度略低;灰色不含矿砂岩以微弱赤铁矿化、黄铁矿化、高岭石化、伊利石化、铁白云石化和菱铁矿化为主;灰色含矿砂岩中以黄铁矿化、高岭石化、伊利石化、铁白云石化、铀矿化和菱铁矿化为主;原生灰色砂岩以黄铁矿化和菱铁矿化为主.钱家店铀矿床演化历史和矿物之间的穿插关系分析显示,成岩期矿物蚀变以菱铁矿为代表,形成于中性-弱碱性环境;成矿早期矿物蚀变以赤铁矿、针铁矿、黄铁矿、水云母和高岭石等为代表,形成于酸性环境;成矿晚期矿物蚀变以伊利石和铁白云石为代表,形成于弱碱-碱性环境;成矿期后矿物蚀变以方解石为代表,形成于碱-强碱性环境.因此,钱家店铀矿床经历了成岩期中性-弱碱性环境→成矿早期酸性环境→成矿晚期弱碱-碱性环境→成矿期后碱-强碱性环境的转变.      

鄂尔多斯盆地罕台庙地区铀储层非均质性定量评价指标体系

铀储层非均质性在铀成矿作用过程中发挥着重要作用,但人们对鄂尔多斯盆地罕台庙地区铀储层非均质性研究未见深入.该地区铀储层通过平面编图和统计分析,结果表明铀储层的砂体厚度、含砂率、砂岩粒度、泥质隔挡层数量、累积厚度、原始有机碳含量等参数能定量表征铀储层砂体的非均质性,沿辫状分流河道砂体中心轴线地区,铀储层非均质性较弱;而位于砂体中心轴线两侧边缘和下游地区,铀储层非均质性增强.系统的定量非均质性参数与铀矿化信息的比较结果表明,可以将铀储层非均质性分为Ⅰ类(弱)、Ⅱ类(中等)和Ⅲ类(强),其中Ⅱ类铀储层的铀矿化最为活跃,以此为基础建立了由多参数综合评判的铀储层非均质性分级定量评价指标体系.以往定性的研究表明,铀储层非均质性既制约铀成矿过程也影响地浸采铀过程,如今定量分级评价指标体系的建立,将能够更准确地预测铀成矿靶区和优化地浸采铀工程部署,提高勘查和采铀效率.      

东胜铀矿床孙家梁和沙沙圪台地段控矿因素对比

根据铀成矿作用及铀矿体的产出特点分析,认为东胜铀矿床孙家梁和沙沙圪台地段铀成矿过程明显受铀储层的古层间氧化作用、后期改造及还原保矿作用的控制。研究表明,由于不同地段的控制因素存在差异,造成铀矿化特点不一致。因此,掌握不同地段的控矿因素,有助于判断古层间氧化带前锋线的产出位置,对扩大东胜铀矿床规模、预测富铀矿体产出部位以及区域找矿具有指导意义。     

断陷盆地单因素精细取证下的沉积体系综合分析——以歧口凹陷古近系沙三二亚段为例

在对歧口凹陷古近系沙三二亚段的多种单因素沉积学信息——测井相、岩心相、砂分散体系、地震相和地震属性、生物相、矿物岩石学和有机地化与岩石(颜色)、构造、古地貌等分别进行了详细研究的基础上,系统地对多种单因素沉积学信息的空间分布规律和空间配置关系进行了综合分析,总结了沉积学的共性和特殊性规律,使多种单因素沉积学信息起到了相互佐证和互为补充的作用,从而有效地对研究区沉积体系类型、空间配置关系和物源进行了客观的分析和评价。研究认为,歧口凹陷沙三二亚段发育4种主要的沉积体系类型:扇三角洲沉积体系、辫状河三角洲沉积体系、水下扇沉积体系和湖泊沉积体系。其中,在断层活动性强、坡度较陡的地区发育扇三角洲;在坡度较缓的地区发育辫状河三角洲;断控盆地边缘深水区发育近岸水下扇,盆地内部次级断层则控制了远岸水下扇的发育。沉积体系的空间配置受5大主要物源控制:燕山物源、沧县物源、埕宁物源、孔店物源和沙垒田物源。本研究证明,这种"单因素精细取证,多因素综合分析"的方法在拥有丰富勘探资料的断陷盆地沉积体系研究中行之有效。     

砂体非均质性是铀成矿的关键因素之一--鄂尔多斯盆地东北部铀成矿规律探讨

在鄂尔多斯盆地东北部,铀成矿与直罗组底部砂体的非均质性关系密切。砂体非均质性主要表现在平面和垂向上,其中,砂体平面非均质性可以通过砂分散体系来表征,而垂向非均质性则可以通过隔挡层和沉积物粒度来表征。在平面上,铀成矿主要分布于辫状河沉积体系向辫状河三角洲沉积体系过渡的辫状分流河道一侧,最佳成矿区则位于辫状分流河道砂体的频繁分岔处和从无隔挡层到隔挡层突发区的河道砂体边缘,且随着隔挡层数量和厚度的增加,铀成矿几率和品位逐渐降低;在垂向上,隔挡层的存在可以导致多个垂向序列单元、层间氧化带和铀矿卷头的发育。统计发现,中砂岩和细砂岩是铀成矿的最佳载体,所以在每个垂向序列单元中,铀矿通常位于辫状分流河道砂体的中下部。铀的成矿机理一方面可能是砂体非均质性通过对成矿流体运移状态的影响进而实现对铀成矿的控制,另一方面可能与沉积环境相变导致还原性物质的增加有关。通过砂体非均质性研究而总结的铀成矿规律是进行铀成矿空间定位和预测的基础。