准噶尔盆地西北缘西山窑组烃类流体作用特征及其铀成矿意义

目前对准噶尔盆地西北缘西山窑组烃类流体的性质、类型、作用特征及机理还未开展过系统研究,从而导致砂岩绿色化成因及其与铀矿化的关系仍不是十分清楚.对西山窑组原生灰色砂岩和绿色蚀变砂岩进行了野外岩心观察、光薄片镜下鉴定、X射线衍射、扫描电镜、化学全分析、流体包裹体以及C、O稳定同位素分析测试.结果表明:绿色蚀变砂岩普遍发育较强的粘土化（主要为蒙脱石化和绿泥石化）、黄铁矿化和碳酸盐化;其高岭石相对含量明显减少,还原容量增高;碳酸盐胶结物δ13C_V-PDB明显偏负,为-12.8‰~-8.6‰,δ18OV-PDB为-11.7‰~-7.7‰;流体包裹体气体成分以CH₄为主,含少量CO₂.绿色蚀变砂岩遭受了偏碱性还原态烃类流体改造,进而掩盖保护了早期形成的古氧化带及古铀矿体,增加了找矿难度;且与近现代含氧含铀水相互作用形成了目前发现的铀矿体.      

内蒙古二连盆地中部古河道型铀矿床中烃类流体特征与铀成矿关系

通过对二连盆地中部下白垩统赛汉组上段古河道型铀矿床砂岩中的酸解烃特征进行分析,探讨了酸解烃中烃类气体组成特征、成因及来源,并结合该区铀矿分布富集的地质特征初步探讨了该区油气与砂岩型铀成矿关系。结果表明,赛汉组上段古河道砂体中CH_4及C_2~+含量与铀含量呈正比,且在氧化带、氧化还原过渡带和还原带内烃类含量具明显的分带性。酸解烃气体组成特征参数C_1/ΣC、C_1/C_2+、C_2/iC_4、C_2/C_3、iC_4/nC_4、iC_5/nC_5、ln(C_1/C_2)、ln(C_2/C_3)表明,研究区赛汉组上段古河道砂体中的烃类气为有机成因的油型气,烃类气主要处于成熟-高成熟阶段,主要为原油伴生气和原油裂解气。根据研究区烃源岩地球化学特征及生排烃史分析认为,该区下白垩统赛汉组上段古河道型铀矿床中烃类气主要来源于下白垩统阿尔善组(K_1ba)湖相腐泥型或偏腐泥型烃源岩,其次为腾一段(K_1bt~1)低熟-成熟阶段的湖相烃源岩。研究区深大断裂、不整合面、主砂体或裂隙是该区深部油气向上逸散的主要通道,深大断裂及不整合面附近应是该区砂岩型铀矿找矿的重点方向;油气在该区古河道砂岩型铀成矿作用过程中具有吸附作用、还原作用和保矿作用,区内砂岩型铀成矿期次、油气聚散史明显受控于晚白垩世末—古新世期的反转构造作用。     

松辽盆地钱家店铀矿床层间氧化与铀成矿作用

通过系统的岩心观察、剖面对比和分析,笔者认为松辽盆地钱家店铀矿床的控矿层间氧化带主要由红色氧化砂岩与局部分布的黄色砂岩和灰白色砂岩组成。红色砂岩中含炭屑、黄铁矿、钛铁矿、菱铁矿,并遭强烈氧化,推断其原生色应主要为灰色,由后生氧化作用将其改造而呈现红色。层间氧化带的形态和展布特征主要受沉积相控制,后者也同时控制着铀矿化的产出。铀矿化在剖面上主要定位于红色氧化带减薄或尖灭部位,平面上主要分布于红色氧化带前锋线附近。     

基于氧化系数的火山喷发环境判别:以准噶尔盆地西北缘下二叠统为例

火山喷发环境的准确判别是火山岩储层评价的重要依据,准噶尔盆地西北缘下二叠统火山岩类型多,沿盆地边缘断裂带分布,是这一地区重要的油气储层类型。文章通过岩芯分析、薄片观察、地球化学元素分析等手段,对该区火山岩的喷发环境展开研究。基于75个火山岩样品数据,对火山岩的氧化系数进行分析,并充分考虑了喷发环境、岩浆性质、风化及埋藏作用等因素对氧化系数的影响,改进了传统的基于氧化系数的火山喷发环境判别图。实际应用结果与其他判别依据得到的结果进行对比,符合率达到92.86%,仅两例不符。这一判识图可供其他相似地质背景地区参考使用,所获认识为研究区火山岩储层评价提供了新思路。     

鄂尔多斯盆地东胜区直罗组砂岩中烃类流体特征与铀成矿关系

通过对鄂尔多斯盆地东胜地区纳岭沟、大营铀矿床直罗组下段砂岩中139个样品的酸解烃分析,探讨了酸解烃中烃类气体组成特征、成因及来源,并结合该区铀矿地质特征初步分析了烃类流体与砂岩型铀成矿关系。研究结果表明,直罗组下段砂体中CH_4及C_2+含量具有从含矿砂体、灰色砂体、灰绿-绿色砂体逐渐变小的分布特征,表明该区铀成矿与烃类气体关系密切。酸解烃中气体组成特征参数C_1/ΣC、C_1/C_2~+、C_2/iC_4、C_2/C_3、iC_4/nC_4、iC_5/nC_5、ln(C_1/C_2)、ln(C_2/C_3)及δ~(13) C_(CO_2)特征表明,中侏罗统直罗组下段砂岩层中烃类气体为有机成因的油型气,烃类气主要处于成熟—高成熟阶段,是原油裂解气与原油伴生气的混合气。通过气源对比分析认为,直罗组下段砂体中的烃类气主要来源于上三叠统延长组深湖—半深湖相腐泥型烃源岩。这些原油裂解气和原油伴生气的混合气主要沿深大断裂、微裂缝等其他运移通道向上运移到直罗组砂岩中,直罗组下段砂体褪色蚀变(漂白)和绿色蚀变均是深部逸散到该层位中的烃类气体对岩石发生蚀变作用的结果,靠近断裂的直罗组下段褪色蚀变砂岩与绿色蚀变砂岩之间的氧化-还原过渡带是该区砂岩型铀矿找矿的重点方向。     

对松辽盆地钱家店凹陷铀成矿作用的重新认识

钱家店凹陷中的含矿层位主要为上白垩统姚家组,前人认为其中的红色砂岩为原生成因,但大量的证据证实砂岩原生应以灰色为主,红色砂岩为后生氧化蚀变造成,并控制着钱家店铀矿床铀矿化的产出。在此基础上建立该矿床的后生蚀变分带,依次为红色蚀变带、黄色蚀变带、灰白色蚀变带、过渡带、原生带,红色蚀变带为主要的氧化带,铀矿化主要集中在过渡带。平面上铀矿化主要分布于层间氧化带前锋线附近的位置,并在氧化舌状体的前端和两个氧化舌状体之间存在铀的富集。文章最后还建立了该矿床的成矿模式,并对区域上层间氧化带的展布进行了讨论。     

准噶尔盆地西北缘超覆带侏罗系油砂地球化学特征及Re-Os同位素定年

盆地边缘浅部的油气充注史研究是探讨油气流体和砂岩型铀矿关系面临的关键难题。对准噶尔盆地西北缘超覆带侏罗系油砂提取物进行饱和烃GC-MS分析、碳同位素测试及Re-Os同位素定年。结果表明,样品普遍遭受了至少5级的生物降解,部分甾烷化合物参数已不能客观反映油源特征。而萜烷抗降解能力强,其分布谱图比较相似,C20、C21、C23三环萜烷的相对丰度呈“上升型”;C23/H比值为0.75~1.34;G/H比值为0.27~0.65;以上指示了石油的母质以湖相低等水生生物输入为主,形成于半咸水、偏还原的沉积环境。样品的氯仿沥青“A”及族组分的碳同位素组成较轻且几乎一致,均低于-28‰,进一步表明该区侏罗系中的石油具有相同来源,初始来源于玛湖坳陷二叠系风城组,而与佳木河组和乌尔禾组的关系不大。油砂Re-Os同位素测年首次获得了等时线年龄为(155±51) Ma,表明西北缘侏罗系在晚侏罗世-早白垩世发生了一期大规模的油气充注,进而掩盖和保护了中、下侏罗统于中、晚侏罗世阶段形成的古层间氧化带型铀矿体,并增加了找矿难度。     

塔里木陆块西北缘伽师铜矿成矿流体特征与成矿作用

伽师铜矿是柯坪盆地砂岩型铜矿的典型代表,多位学者曾对其成因进行研究,但均缺乏详细地球化学证据。本次研究认为该矿床成矿期分为成岩成矿期与改造成矿期,以成岩成矿期为主。本文通过对伽师铜矿不同成矿期包裹体显微测温,成分分析以及氢、氧、碳、硫同位素的研究,探讨了该矿床成矿流体形成演化与成矿作用的关系。结果表明,该矿床成矿流体成岩期均一温度为131~206℃,盐度0.35%~9.86%(NaCl_(eq),质量分数,下同),流体密度0.90~0.99 g/cm~3,流体压力为227~464 MPa;改造期均一温度为131~285℃,盐度0.53%~9.34%,流体密度0.78~1.00 g/cm~3,流体压力为231~448 MPa,总体表现为中低温、中压、中低盐度、中等密度特征,具有典型地下热卤水特点。其δ~(34)S值范围为-34.5‰~-22.7‰,表明该矿床的硫主要源自硫酸盐细菌还原和有机质还原;成岩期包裹体水的δD值为-105.4‰~-79.2‰、δ~(18)O_(H_2O)为-3.13‰~0.87‰,改造期δD值为-108.5‰~-81.3‰,δ~(18)O_(H_2O)为-4.21‰~4.04‰,表明成矿流体为大气降水、盆地卤水二者混合来源,并有有机水加入;其成岩期δ13C值为-28.4‰~-24.2‰,改造期δ~(13)C值为-28.5‰~-23.0‰,与自然界有机碳δ~(13)C的负值范围特征吻合,激光拉曼探针成分分析显示该矿床成矿流体成岩期、改造期成分主要为CH_4、H_2S、H_2O等,指示油田卤水中有机质参与了矿床成岩期、改造期成矿作用过程,在伽师铜矿成矿过程中起重要还原作用。综合分析认为,有机质与伽师铜矿成矿作用关系密切,该矿床是油田卤水参与成矿作用的沉积-改造成因砂岩型铜矿。     

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。     

二连盆地晚中生代以来构造-沉积演化与铀成矿作用

通过分析二连盆地晚中生代以来的沉积构造演化,划分出早白垩世的大陆伸展断陷、断拗转换和晚白垩世以来弱挤压差异升降3个演化阶段。根据砂岩型铀矿成矿机理,认为断拗转换阶段沉积的灰色碎屑岩系是重要的找矿目的层,差异升降运动为砂岩型铀矿成矿提供了必要条件;分析了盆地中不同地段可能产出的铀矿化类型,初步归纳了铀的成矿模式。     

准噶尔盆地西北缘湖湾区侏罗系油藏分布规律及评价

利用研究区835口井资料和8口取心井岩心观察分析,采用测井相分析手段,认为湖湾区齐古组和八道湾组属于辫状河沉积,储集砂体主要为心滩和河道微相,砂体呈北东向宽带状分布,属于中高孔高渗储层;根据两种油层定量识别模型在钻遇齐古组砂体的老井中重新识别出56个油层,描述了湖湾区侏罗系油气藏空间分布规律,认为齐古组油藏主要属于岩性油藏,八道湾组属于地层油藏,为断裂台阶式成藏模式和地层不整合成藏模式;八道湾组地层油气藏具有进一步勘探潜力,齐古组岩性油藏有望实现连片分布。     

准噶尔盆地南缘侏罗系烃源岩排烃效率研究

准噶尔盆地南缘下部成藏组合勘探日趋重要,其主力烃源岩生烃潜力和排烃效率的研究亟待加强。根据排烃门限理论,利用生烃潜力法建立了准噶尔盆地南缘侏罗系烃源岩的生、排烃模式,并计算了烃源岩的生烃量、排烃量和排烃效率。研究表明,准噶尔盆地南缘侏罗系泥质烃源岩和煤层的排烃门限对应的镜质组反射率均为0. 7 %。侏罗系烃源岩的总生烃量为3 973. 84 x 108t,总排烃量为1 402. 71 x108t,其中八道湾组烃源岩排烃量占总排烃量的69.85%。准噶尔盆地南缘侏罗系烃源岩的平均排烃效率为35. 30%,不同层系不同岩性烃源岩,其排烃效率明显不同,泥质烃源岩排烃效率远大于煤层。综合分析认为,准噶尔盆地南缘侏罗系烃源岩生、排烃量大,排烃效率较高,下部成藏组合以侏罗系烃源岩为主力烃源岩,具有良好的资源潜力。     

成岩作用与油气侵位对砂岩铀成矿的约束--以准南硫磺沟地区头屯河组砂岩铀成矿为例

为了解准噶尔盆地南缘硫磺沟地区中侏罗统头屯河组砂岩成岩-流体演化与铀成矿响应,进而客观评价其成矿潜力。通过光薄片鉴定、X衍射、扫描电镜分析得出:目的层主要为岩屑细砂岩,依次经历了浅埋藏、深埋藏和表生-热液成岩阶段,遭受较强的机械压实、胶结及溶蚀作用。其黏土矿物以高岭石为主,碳酸盐矿物有细亮晶和泥晶两类,硅质胶结微弱,局部见细晶黄铁矿及其褐铁矿氧化产物。成岩环境可能经历了由酸性到弱碱性再到酸性,由同生期氧化-浅埋期还原-短暂抬升期氧化还原过渡-缓慢沉降期还原增强-快速抬升期氧化的演化过程。砂岩中存在较多油气包裹体;酸解总烃为5.72~449.14 μL/kg,以CH₄为主;方解石脉δ13C_V-PDB为-25‰~-6.7‰,δ18O_V-SMOW为11.1‰~18.9‰;结合野外调查认为目的层存在一期中等偏弱的后生油气侵位,从而影响了砂体的Eh及pH值。以上成岩过程及烃类流体活动使得目的层早期形成了小型层间氧化带型铀矿并得以局部保存,晚期形成了一定规模的地表潜水氧化带型铀矿体。     

准噶尔盆地西北缘克-百地区侏罗系成岩作用及其对储层质量的影响

准噶尔盆地西北缘克拉玛依—百口泉地区侏罗系砂岩、砂砾岩储层经历了压实、胶结、溶蚀等多种成岩作用,其中压实和溶蚀作用是控制储层物性的主要成岩作用,其次为胶结作用。压实作用以机械压实为主,是孔隙减少的主要原因。胶结作用主要为碳酸盐胶结,少量黄铁矿胶结,偶见方沸石胶结和硅质胶结。溶蚀作用导致碳酸盐胶结物、长石颗粒和少量岩屑溶解流失。储层孔隙经历了由原生到次生的演化过程。在成岩演化过程中,长石的溶蚀作用、碳酸盐矿物的沉淀与溶解作用是影响储层孔隙发育的关键因素,早期方解石的胶结有利于后期次生孔隙的形成。在克-乌断裂带上、下盘地层中,断裂带上盘埋深浅,一般小于1200m,原生孔隙非常发育;断裂带下盘埋深较深,压实作用强,原生孔隙所占比例明显减少,次生溶蚀孔隙相对发育。次生孔隙的形成受流体及断裂控制。     

准噶尔盆地东缘侏罗系砂岩型铀矿成矿条件与找矿方向

准噶尔盆地是中国煤炭、石油、天然气、铀矿等资源的重要勘查基地,其中砂岩型铀矿的找矿方向和找矿突破一直是盆地铀资源勘查的难点。以煤田钻孔资料“二次开发”作为铀矿勘查新思路,对盆地东缘某地区收集的煤田钻孔测井成果开展了综合研究。在中侏罗统头屯河组中圈定规模较大且连续的放射性异常,有较好的找矿前景。对大地构造条件、地层-岩相、岩性、古气候与地貌、古水文地质等进行系统研究,择优重点选择煤田铀异常孔进行钻孔验证,发现了具有工业意义的铀矿体,指出了下一步勘查工作的方向,开创了准噶尔盆地砂岩型铀矿勘查工作的新局面。     

准噶尔盆地东缘侏罗系砂岩型铀矿成矿条件与找矿方向

准噶尔盆地是中国煤炭、石油、天然气、铀矿等资源的重要勘查基地,其中砂岩型铀矿的找矿方向和找矿突破一直是盆地铀资源勘查的难点。以煤田钻孔资料“二次开发”作为铀矿勘查新思路,对盆地东缘某地区收集的煤田钻孔测井成果开展了综合研究。在中侏罗统头屯河组中圈定规模较大且连续的放射性异常,有较好的找矿前景。对大地构造条件、地层—岩相、岩性、古气候与地貌、古水文地质等进行系统研究,择优重点选择煤田铀异常孔进行钻孔验证,发现了具有工业意义的铀矿体,指出了下一步勘查工作的方向,开创了准噶尔盆地砂岩型铀矿勘查工作的新局面。     

准噶尔盆地南缘侏罗系烃源岩评价

第三次资源评价(三次资评)结果表明准噶尔盆地侏罗系石油资源量占盆地总资源量的30%以上,天然气资源量占盆地总资源量的28%,其中30. 7%的原油资源和45. 7%的天然气资源分布在准噶尔盆地的南缘,可见应深人分析南缘侏罗系主力烃源岩的特征及其生烃潜力。通过对三次资评之后勘探所积累的地质地球化学数据的系统分析,认为准噶尔盆地南缘有机质类型总体以且II₂型和III型为主,纵向上发育了一套优质烃源岩(八道湾组)和两套中等丰度的烃源岩 (三工河组和西山窑组),烃源岩的规模远远大于三次资源评价的结果。这3套烃源岩均达到了成熟一过成熟的演化阶段,在白垩纪末期进入生油高峰期,在新近纪末期进入生气高峰期,生油气关键时刻与圈闭的形成和定型匹配良好,有利于形成大型和超大型油气藏。研究成果对指导准噶尔盆地南缘油气勘探具有重要的理论和实际意义。     

准噶尔盆地南缘构造抬升剥蚀不均一性对砂岩型铀矿的制约

准噶尔盆地南缘与伊犁和吐哈典型产铀盆地成矿地质背景相似,然而,至今未发现铀矿床。现存铀矿(化)点主要受控于构造形态和抬升剥蚀程度,本文主要通过恢复准噶尔盆地南缘构造抬升剥蚀量,探讨构造抬升剥蚀不均一性对砂岩型铀成矿的制约,指出有利构造保矿的适宜地段。采用镜质体反射率(Ro)反演技术,结合目的层成岩作用研究,估算出四棵树和硫磺沟地区剥蚀量分别为2880~3680 m和2400~3680 m,相对较小。分析抬升剥蚀不均一性的形成机制发现,两个地区发育走滑断层主导的传递带致使抬升剥蚀量相对较小,主要表现为地层的逆冲缩量相对较小和发育不同的构造调节方式(盆山耦合方式)。四棵树地区主要发育逆掩冲断型盆山耦合方式,对后期铀成矿不利;硫磺沟地区发育冲隆-掀斜型盆山耦合方式,对铀成矿的保存较为有利。地表露头和深部钻孔均显示硫磺沟地区存在层间氧化带及其铀矿体的可能,是寻找剥蚀残留"古矿"的优选地段。     

准噶尔盆地卡姆斯特地区侏罗系铀成矿模式研究

本文对卡姆斯特地区中侏罗统头屯河组、西山窑组层间氧化带及铀矿化特征进行了归纳与总结,运用层间氧化带砂岩型铀矿成矿理论,重建了该区铀成矿模式,初步认为铀矿化、异常符合层间氧化带控矿理论,受层间氧化带及不整合面控制,总体上遵循层间氧化带砂岩型铀成矿规律。指出区内铀矿找矿目的层主要为中侏罗统头屯河组,次为西山窑组,主要找矿类型为层间氧化带砂岩型,次为不整合面砂岩型、煤岩型,明确了今后该地区找矿方向,可为准噶尔盆地今后铀矿资源勘查工作提供参考。     

准噶尔盆地西北缘三叠系干旱型冲积扇储层内部构型特征

以克拉玛依油田一中区为例,综合现代沉积、岩芯、露头、密井网等资料,应用层次分析法深入解剖干旱型冲积扇内部构型。以冲积扇相带划分为基础,构建7~9级构型要素分级体系,明确构型要素的成因、规模及样式,建立精细的干旱型冲积扇构型模式。研究表明:①根据岩性组合、沉积构造等特征将冲积扇依次划分为槽流、片流、辫流及径流4个相带;②槽流带主体为宽带状槽流沉积体,由多期槽流砾石体垂向叠置而成,单期槽流砾石体顶部在间洪期受到小股牵引流侵蚀改造,发育网状的流沟系统;③片流带主体为扇状片流砂砾体,由多期片流朵体侧向—垂向复合而成,朵体顶部披覆的泥质夹层是稳定的渗流屏障;④辫流带主体为宽带状辫流水道,由洪水水道和间洪水道两种单一水道侧向复合而成,洪水水道规模较大、侧向迁移频繁、切割叠置关系复杂、物性较好,在油田注水开发过程中极易形成水窜通道,而间洪水道规模较小,侧向切叠程度较低、物性也较差;⑤径流带主体为漫流细粒沉积,在漫流细粒沉积的背景上发育径流水道,其水道规模小、物性差且易尖灭。