试论油气运移对砂岩型铀矿成矿作用的影响

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沉积体系、矿床（藏）聚集带特征及不同矿集带之间的联系。认为油气多次运移促使砂岩型铀矿成矿是一种普遍地质作用，指出油气运移成藏过程中散失部分对砂岩型铀矿成矿促进性表现形式为油气成分使铀矿化预富集或使层间氧化带型铀矿化中止与矿体封存，油气成藏后三次运移（微渗）使红色砂层中铀富集成矿。依据油气对砂岩型铀矿还原作用的结果初步建立了3种油气与砂岩型铀矿共存的基本模式，丰富了砂岩型铀矿成矿理论，为多能源综合开发提供参考。     

沉积盆地油气与砂岩型铀矿成矿关系研究

国内外许多砂岩型铀矿产于含油气盆地,油气参与砂岩型铀成矿作用越来越受到人们的重视;沉积盆地控制着油气田和砂岩型铀矿床的分布,多数盆地总体形成内部油气-边部铀矿、下部油气-上部铀矿的分布规律。文章认为油气藏与砂岩铀矿床相互联系的储集层系统及盆地有机/无机成因流体是两者同盆共存的物质基础,吸附作用和还原作用是油气参与砂岩型铀矿成矿的两种主要作用方式,重力流驱动的含铀流体与油气成藏过程中油气扩散形成的烃类流体相互混合是铀成矿作用的主要动力学机制,构造则是两种流体联系的纽带;油气与铀矿相互共生、相互作用,为"以铀找油"和"以油找铀"提供了基础。根据油气与铀的成因联系,结合石油勘探开发资料,提出利用油气田资料"二次开发"寻找砂岩型铀矿的思路和方法。利用油气田资料来寻找砂岩型铀矿,可节约大量勘探资金,提高油气田经济效益,经济价值高。     

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。     

数值模拟在砂岩型铀矿流体运移机制研究中的应用

砂岩型铀矿是一种主要赋存于盆地砂岩中的后生铀矿床。流体的运移在铀成矿过程中起到关键作用,是铀活化、迁移和富集的主要介质,因此流体运移机制的研究对于建立成矿模型具有重要意义。文章首先阐述了盆地流体的一般运移机制,再梳理了国内外数值模拟在砂岩型铀矿流体运移机制中的研究现状,最后通过数值模拟实例分析,研究盆地在隆升过程中对流体运移的影响。研究表明,流体动力学数值模拟是研究砂岩型铀矿流体运移机制的有效手段,能够为成矿规律的研究提供技术支持。     

鄂尔多斯盆地西南部白垩系砂岩型铀矿矿化特征及分带性研究

文章通过鄂尔多斯盆地西南部白垩系砂岩型铀矿成矿特征研究,识别并划分了砂岩型铀矿矿石类型,把鄂尔多斯盆地西南部白垩系砂岩型铀矿划分为灰色砂岩型铀矿、灰黑色有机质砂岩型铀矿、红色砂岩型铀矿、黄色砂岩型铀矿4种矿石类型,总结了砂岩型铀矿矿化特征。铀矿化具有垂向分带性,自下而上划分为灰色砂岩铀矿化带、黄色砂岩铀矿化带、红色砂岩铀矿化带、灰黑色有机质斑团铀矿化带、灰黑色有机质脉体铀矿化带5个铀矿化带,总结了不同铀矿化带的铀矿化蚀变矿物组合、铀矿物组合、相关元素含量特征,从深部到浅部还原成矿作用由强到弱,铀主要富集在下部灰色砂岩铀矿化带,有机质（碳质）主要富集在上部灰黑色有机质斑团、脉体铀矿化带。认为鄂尔多斯盆地西南部白垩系不同矿石类型铀矿化特征相似,均为深部有机成矿流体渗出还原、富集成矿的产物,具有渗出成因铀矿成矿特征。     

鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿床地球化学特征及其地质意义

本文在系统的取样分析基础上,详细研究鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿的稀土、微量元素地球化学特征,分析研究了鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿富集成矿的机理及多种能源共存的内在联系,从而进一步探讨盆地型多种能源富集成藏（矿）的潜在的规律。高精度ICPMS分析表明：鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿REE总体特征为轻稀土富集,重稀土亏损;ΣREE在36.7~701.8μg/g之间变化, 泥岩ΣREE总体高于砂岩,Y含量都比较高;Eu异常差异明显, 在0.3~2.5内变化。微量元素Rb、U、La、Ce、Pb和Pr呈特别明显正异常,其中U含量在0.6~2204μg/g之间,U的富集和一些微量元素如Ti、V、Zr、Mo、Au等相关,本研究对该区铀矿质沉淀和富集规律的认识具有理论意义。     

油气运聚影响下三维地震精细解译的砂岩型铀矿控矿因素分析——以松辽盆地大庆长垣南端铀矿为例

松辽盆地大庆长垣隆起区砂岩型铀矿资源丰富,但成矿条件复杂。以大庆长垣南端四方台组砂岩型铀矿为研究对象,基于三维地震精细解译成果,对长垣隆起区铀矿的分布特征、富集主控因素及成矿模式开展研究。结果表明：①三维地震资料是刻画断层与砂体分布的有效手段;②砂岩型铀矿主要富集在四方台组一段的河道砂体中,与沟通深部油气储层的输导断层邻近;③河道砂体、油气输导断层及油气圈闭是控制砂岩型铀矿富集的3个主要因素;④长垣隆起区的砂岩型铀矿是含铀地下水与油气运聚协调配合局部富集的结果,建立了输导断层与油气圈闭联合控矿模式。研究成果为含油气盆地砂岩型铀矿勘探提供了新的思路。     

中国北方砂岩型铀矿成矿作用与油气关系研究

油气与砂岩型铀矿的相互作用关系日益受到地质、特别是铀矿地质学者的重视,单个能源矿产的成矿理论已日趋成熟,但相互作用关系研究却十分薄弱,是亟需探究和解决的关键科学问题之一。本文通过中国北方典型砂岩型铀矿与油气时空分布特征分析、镜下微观分析、化学计算,表明油气主要通过吸附作用、还原作用、供铀作用和保铀作用促使铀的富集成矿。其中,油气的裂解产物沥青、有机酸层对铀有强烈的吸附作用;油气的还原作用主要是通过强还原气体(H_2、CH_4、CO、H_2S等)将高价、活化的铀离子还原成四价、稳定的铀矿物;油气与硫酸根离子相互作用生成的有机酸能够通过酸溶、萃取和金属-有机络合作用将途经围岩的部分铀富集并在成矿部位释放,从而叠加改造铀成矿作用,增加铀的来源;油气逸出的强还原气体H_2、CO能使地层产生酸化,形成高岭土化,从而使氧化带呈弱碱性、成矿带呈弱酸性特征。砂岩型铀成矿作用与油气的关系对砂岩型铀矿含矿目的层的厘定、铀矿床定位、补充完善砂岩型铀成矿理论、"烟囱效应"指导找油气等具有重要启示意义。     

中国北方6种新的砂岩型铀矿对铀资源潜力的提示

经过近10多年的努力,在中国北方中新生代沉积盆地发现和探明了6种新的大型、特大型砂岩型铀矿,暂时定名为伊犁式、吐哈式、东胜式、乌兰察布式、马尼特式、通辽式砂岩型铀矿。各种式样的铀矿产于不同构造背景的沉积盆地,矿床地质、矿体地质和控矿因素也有明显的差异性特征。成矿演化基本特点是:伊犁式、吐哈式都是典型的层间氧化-还原作用成矿,但前者在单斜整体抬升和差异升降构造活动背景下的不断叠加富集为重要特征,后者则在斜坡带隆升加断层及小型背斜构造活动的背景下在断裂南北两侧分带成矿;东胜式主要受古层间氧化带控制并接受后期还原改造再富集;乌兰察布式最新研究认为是重要的沉积成岩型铀矿,与湖泛事件演变密切相关;马尼特式是潜水氧化-还原作用与层间氧化-还原作用交替转化形成的古河谷型铀矿床;通辽式是"构造剥蚀天窗+断裂活动+深部还原物质"控矿,也可能还与基性岩脉(热源)有关。上述6种式样铀矿的另一规律是从西部向东部,西部(前三种)均产于中下侏罗统含煤碎屑岩系,东部(后三种)均产于上白垩统泥质砂岩和细砂岩。笔者指出,6种新的砂岩型铀矿的意义不仅仅在于发现和探明的本身增强了中国铀资源保障能力,更重要的意义还在于对中国铀资源潜力及今后找矿方针、勘查部署等多方面的重要提示。     

流体混合对砂岩型铀矿成矿作用的影响

探讨不同类型盆地中不同来源、不同组成、不同性质的流体混合对砂岩型铀矿成矿的影响。流体混合不但改变流体的物理化学条件,更重要的是改变流体的化学组成,导致流体化学平衡的破坏,引起流体卸载成矿。不同构造背景下形成的盆地、流体特征及其对砂岩型铀矿成矿的影响不同。铀—油—煤共存盆地中,浅表层含铀氧化性流体与油气有关的有机还原性流体相互作用对铀成矿起重要的控制作用;挤压构造环境下的盆地,在形成过程中造山带流体与盆地深源流体混合对成矿的影响很大;而伸展背景下的断陷盆地或裂谷盆地,往往伴随有深部岩浆和热流体的活动,应重视热液对砂岩型铀矿的改造、叠加富集的作用。     

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.     

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.     

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.     

鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿床成因和叠合成矿模式

从铀源、迁移和沉积方面详细论述了鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿床的成矿模式,由于成矿过程复杂而建立了油-气还原和热改造叠合的叠合成矿模式。     

鄂尔多斯盆地东北部侏罗系古河道中一种特殊的砂岩型铀矿床

东胜砂岩型铀矿床是近几年在中国鄂尔多斯盆地东北部发现的一大型铀矿床。因其独特的特征而不同于其他普通砂岩型矿床,矿体一般受绿色砂岩和灰色砂岩之间的过渡带控制,而这两种砂岩目前都指示着还原地球化学环境。古氧化绿色砂岩主要由与油-气二次还原作用有关的绿泥石化和绿帘石化造成。从成因上讲,该矿床与普通砂岩型铀矿床不同,它有着更为复杂的成因,不仅经历了古氧化的成矿过程,而且还经历了油-气流体和热液流体的再改造。空间上,它与侏罗纪直罗组辫状古河道体系有关。较高品位的铀矿化带一般赋存在辫状河主河道与分支河道的分叉部位,所形成砂岩的不均匀性表明,其沉积相属于辫状河到辫状三角洲的过渡沉积体系。统计结果表明,中、细粒砂岩是铀矿化最有利的岩石类型。     

砂岩型铀矿中铀矿物U-Pb年代学研究现状及研究方向

该文基于中国地质调查局天津地质调查中心研究团队近年来的研究工作及对相关文献的综合研究,对砂岩型铀矿中一些重要铀矿物如沥青铀矿(晶质铀矿)、铀石、钛铀矿等的微区原位成因矿物学和U-Pb年代学研究现状进行了深入分析,提出新的研究方向,即通过采用二次离子质谱法、激光剥蚀多接收器电感耦合等离子体质谱法与电子探针化学分析法和同位素稀释热电离质谱法相结合的方式,综合研究砂岩型铀矿中沥青铀矿(晶质铀矿)、铀石、钛铀矿等铀矿物和金红石、磷灰石等含铀矿物的微区原位成因矿物学和U-Pb年代学,探索砂岩型铀矿中矿石矿物的U-Pb同位素测年新方法,获取更精确的砂岩型铀矿成岩成矿的年代学信息。这对于全面准确地认识砂岩型铀矿床的生成和演化历史,建立砂岩型铀矿床的成矿新理论具有十分重要的科学意义。铀矿物测年新方法在砂岩型铀矿床的地质勘探中也有广阔的应用前景。     

松辽盆地地浸砂岩型铀成矿铀源分析

通过研究松辽盆地钱家店铀矿床和盆地南部铀矿化认为,松辽盆地砂岩型铀成矿作用独特,其成因可归结为双混合叠造型。其铀源也具有多源性,既有蚀源区铀源,又有盖层铀源,还有深部铀源,它们共同组成松辽盆地铀成矿的铀源。     

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。