鄂尔多斯盆地南部彬县地区侏罗系直罗组古地貌及其对铀成矿的影响*

以鄂尔多斯盆地南部彬县地区侏罗系直罗组下段为研究对象,采用层拉平法精细恢复彬县地区直罗组下段各个时期的古地貌特征并划分古地貌单元,探讨古地貌特征对有利沉积相带分布的控制,揭示直罗组下段铀储集层的空间演化特征,明确不同时期地下水流的流向,探讨古地貌特征对层间氧化带的控制作用。辫状河道砂体为有利的铀储集层,铀矿(化)体主要赋存于辫状河砂体中,受沉积古地貌控制,主要发育在下切谷中。古地貌控制了地下古水流的流向,从而控制着氧化带的发育和铀成矿。晚侏罗世,彬县地区北部为古隆起区,容易被淋滤氧化,不利于铀矿的预富集;早白垩世—古新世主成矿阶段,直罗组底部古地貌变为“东南高、北西低”特征,含氧含铀水主要来自盆地东南缘,呈扇形沿着直罗组下段辫状河道砂体渗流,形成层间氧化带。古地貌恢复对铀储集层砂体的分布特征和铀成矿规律的研究具有重要的指导意义。     

鄂尔多斯盆地南缘彬县地区铀成矿关键时期的古地貌特征

中侏罗世为直罗组下段沉积期,辫状河道为有利的铀储层砂体,铀矿(化)体主要赋存于辫状河砂体中,受沉积古地貌控制,主要发育在低洼区。晚侏罗世、早白垩世-古新世、始新世-中新世是砂岩型铀成矿期,古地貌控制了地下古水流的流向,控制着氧化还原带的分布和铀矿的富集:晚侏罗世铀预成矿期,古隆起区受到潜水淋滤,含铀物质向斜坡和低洼区迁移;早白垩世-古新世铀主成矿期,古地貌控制了含氧含铀水的水流方向,氧化还原带主要分布在古地貌斜坡区。     

鄂尔多斯盆地南部宁县新华地区直罗组沉积特征及铀成矿条件分析

新华地区作为鄂尔多斯盆地南部中侏罗统直罗组找矿的重点地区之一,研究其沉积特征及铀成矿条件对指导该区砂岩型铀矿勘查工作至关重要。文章通过岩心观察及钻孔资料综合分析,编制了直罗组地层厚度、砂体厚度、含砂率、氧化率等值线图等系列图件,对直罗组沉积相及铀成矿条件进行了综合分析。结果表明：新华地区直罗组上段主要发育曲流河相沉积,可分为曲流河河道、边滩、天然堤以及河漫滩微相沉积,直罗组下段以辫状河相沉积为主,可分为辫状河河道、心滩、泛滥平原微相沉积,其中,直罗组下段辫状河河道砂体厚度适中,连通性好,富含还原物质,是有利的成矿相带。新华地区构造发育,存在构造天窗,层间氧化带发育,直罗组下段辫状河河道呈南北向展布,氧化带与砂体展布基本一致,具有有利的铀成矿条件。综合构造条件、沉积特征、后生蚀变特征和铀矿化信息,结合煤田自然伽马异常,认为研究区西北部店头赵村—白店—崔家岭一带是铀成矿最有利区域,可以作为直罗组砂岩型铀矿下一步勘查的重点目标区。     

鄂尔多斯盆地大营砂岩型铀矿古层间氧化带地球化学特征

鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿是我国典型的古层间氧化带铀矿床,目前已发现的大营铀矿主要位于中侏罗统直罗组下段上亚段,受层间氧化带和氧化带前锋线控制。笔者通过对大营砂岩型铀矿沉积特征、矿化特征以及层间氧化带发育特征进行分析,结果表明成矿过程中各种主要化学成分及地化指标的变化主要受成岩作用、水-岩作用和油气二次还原作用等的影响。大营砂岩型铀矿主要受沉积建造和古层间氧化带的控制,铀矿化主要位于辫状河道中-厚层砂体夹持的、相对薄的砂体中,以及曲流河道的边缘。绿色蚀变与正常灰色砂岩的接触线区域,也是砂岩型铀矿的主要富集地带。     

纳岭沟铀矿床铀成矿主要控制因素与找矿标志

<正>纳岭沟铀矿床产于鄂尔多斯盆地北部伊陕单斜区的北中部,铀矿体产于中侏罗统直罗组下段(J2z1)辫状河沉积体系中,属于东胜式砂岩型铀矿(张金带等,2010)。经研究分析认为纳岭沟铀矿床铀成矿的主要控制因素为古层间氧化带、岩石地球化学环境、直罗组辫状河砂体的非均质性和还原介质特     

杭锦旗砂岩型铀矿床地质特征及成因探讨

杭锦旗铀矿产于直罗组下段辫状河三角洲平原砂体中,矿体展布受(古)层间氧化带前锋线绿色砂岩的控制。铀矿物以独立铀矿物(铀石等)和吸附态铀的形式产出;成矿物质可能来源于盆地北部含铀花岗岩与碎屑岩,甚有深部铀源参与成矿。与西部伊犁、吐哈盆地典型的层间氧化成矿模式不同,矿床成矿流体作用为含氧地下水、热液流体和烃类等多种类型的流体,矿床的形成是区内多种构造活动和地质作用相耦合的结果。     

鄂尔多斯盆地呼斯梁地区可地浸砂岩型铀矿地质特征及找矿前景

文章阐述了呼斯梁地区地质特征、含矿地层特征、砂体分布、古层间氧化带发育及铀矿化特征,总结了该区铀成矿地质条件及找矿方向,指出该区西部纳岭沟矿段为下翼矿体,并有望发展成大型铀矿带,推测卷头部位位于其南侧,可能为皂火壕矿带向西的延伸,埋深大,较难控制;而东部农胜新地段铀矿化产于辫状河道的北侧,受灰色残留体探制,矿体埋深浅、地层结构有利,有望发展成新的铀成矿带.     

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。     

鄂尔多斯盆地东胜铀矿床成矿特征与成矿模式

东胜铀矿床产于中侏罗统直罗组下段的辫状河道沉积砂体中,铀矿体受灰色砂岩与灰绿色砂岩的接触带控制。灰绿色砂岩的化学成分中硅酸盐矿物二价铁含量高是该类型砂岩呈现绿色的重要原因。在矿物组成上,灰绿色砂岩主要表现为粘土矿物总量高,特别是绿泥石含量高。岩石学、矿物学和地球化学的证据表明,东胜铀矿区存在后生还原作用。灰绿色砂岩是控矿的古氧化岩石遭受还原性流体改造的产物,后生还原作用掩盖了古氧化蚀变带,并在一定程度上起到了保矿作用。东胜地区后生还原作用在时间上和成因上与河套断陷盆地的产生和形成具有密切联系。铀在矿石中主要呈铀矿物和吸附形式存在。通过电子探针和X射线粉晶分析鉴定,确定东胜铀矿床矿石中的主要铀矿物为铀石,并含有少量钛铀矿和沥青铀矿。富矿石样品中铀石单矿物的铀铅同位素年龄集中分布于20~10 Ma之间。通过研究,建立了鄂尔多斯盆地东胜铀矿床的“多阶段铀成矿模式”,即“成岩期预富集层间渗入成矿再改造富集油气还原保护”的多阶段、多成因流体长期富集改造的铀成矿模式。     

鄂尔多斯盆地北东部红庆梁地区铀成矿规律及其找矿意义

鄂尔多斯盆地北东部发育一条主体走向呈NNW向的铀成矿带,为进一步评价成矿带中段呼斯梁东–柴登壕西一带的铀成矿潜力,基于煤田资料的铀矿二次开发技术,选取该地段铀矿研究程度较低的红庆梁地区为研究对象,开展地层结构、砂体厚度、顶底板展布及沉积构造演化等成矿地质条件分析,重点研究区内铀矿化规律和主控因素,预测成矿远景。综合分析认为,红庆梁地区铀成矿目的层直罗组下段下亚段泥–砂–泥结构发育,砂体厚度大且呈泛连通状态,目的层沉积期后曾隆升剥蚀出露地表接受含氧含铀水的渗入,铀成矿条件优越,同时砂体非均质性控矿强烈,古层间氧化成矿特征明显,氧化还原障和砂体的非均质性共同控制红庆梁地区铀矿（化）的空间位置。建议下一步工作向红庆梁地区南东和南西两侧有针对性外推。      

鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿成矿地质条件和关键控矿要素分析

鄂尔多斯盆地是我国北方重要的产铀盆地之一, 具有优越的成矿地质条件和找矿前景。本文通过总结该盆地的砂岩型铀矿调查研究成果, 系统梳理铀矿成矿地质条件, 探讨关键控矿要素和找矿潜力。结果表明, 鄂尔多斯盆地外部蚀源区铀源丰富, 北部造山带地质体的Th/U比值和ΔU铀迁移量相对最大, 对盆内的铀源贡献率最高; 盆缘斜坡带发育的微隆起带构造控制了铀矿床的空间定位, 断裂构造对盆地西缘和西南缘地区的铀成矿发挥了控制和改造作用; 古气候、沉积环境决定了由盆地东南部向西北部地区, 含铀层位由直罗组下段下亚段逐渐演变成直罗组下段上亚段, 表现了明显的迁移规律性; 直罗组下段的煤线和碳质泥岩发育特征制约了铀矿层的空间分布; 铀矿体主要发育在辫状河主河道边部和辫状河三角洲分流河道, 优先富集于有机质丰富、非均质性强、岩性多变的部位。在此基础上, 建立了6个关键控矿要素和相关找矿判别指标, 针对盆内5个铀矿(矿化)集中区分析了砂岩型铀矿的找矿潜力, 提出了下一步找矿方向     

鄂尔多斯盆地南部直罗—店头地区侏罗系直罗组沉积特征及铀成矿

鄂尔多斯盆地南部中侏罗统直罗组下段砂岩中已发现店头砂岩型铀矿床及多个铀矿点,但对于盆地南部直罗组沉积相研究较为薄弱,制约了砂岩型铀矿的进一步找矿工作。通过剖面实测、岩心编录,结合石油、煤炭、核工业地质钻孔资料,对鄂尔多斯盆地南部直罗—店头地区直罗组沉积特征进行精细刻画。在此基础上,探讨了沉积相与铀成矿的关系及下一步找矿方向。结果显示,直罗组下段砂体厚度30～65 m、砂地比在0. 6～0. 75之间,为砂质辫状河沉积。直罗组上段早期砂体厚度10～38 m、砂地比值在0. 15～0. 45之间,为曲流河沉积;直罗组上段沉积晚期研究区位于湖盆中心所在位置,为滨浅湖沉积。沉积环境、沉积相、辫状河河道交汇部位、砂体厚度、沉积物粒度及泥岩夹层对铀成矿具有重要控制作用。直罗组下段辫状河河道交汇或分叉部位应作为勘查重点,心滩亚相的含炭屑、黄铁矿砂质碎屑岩可作为铀矿化的找矿标志。     

鄂尔多斯盆地南部直罗—店头地区侏罗系直罗组沉积特征及铀成矿*

鄂尔多斯盆地南部中侏罗统直罗组下段砂岩中已发现店头砂岩型铀矿床及多个铀矿点,但对于盆地南部直罗组沉积相研究较为薄弱,制约了砂岩型铀矿的进一步找矿工作。通过剖面实测、岩心编录,结合石油、煤炭、核工业地质钻孔资料,对鄂尔多斯盆地南部直罗—店头地区直罗组沉积特征进行精细刻画。在此基础上,探讨了沉积相与铀成矿的关系及下一步找矿方向。结果显示,直罗组下段砂体厚度30~65 m、砂地比在0.6~0.75之间,为砂质辫状河沉积。直罗组上段早期砂体厚度10~38 m、砂地比值在0.15~0.45之间,为曲流河沉积;直罗组上段沉积晚期研究区位于湖盆中心所在位置,为滨浅湖沉积。沉积环境、沉积相、辫状河河道交汇部位、砂体厚度、沉积物粒度及泥岩夹层对铀成矿具有重要控制作用。直罗组下段辫状河河道交汇或分叉部位应作为勘查重点,心滩亚相的含炭屑、黄铁矿砂质碎屑岩可作为铀矿化的找矿标志。     

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。     

鄂尔多斯盆地东北部农胜新地区直罗组下段下亚段砂体非均质性与铀矿化的关系

砂体和古层间氧化带是砂岩型铀成矿的重要控制因素,砂体非均质性又与古层间氧化作用有着密切的联系。通过对农胜新地区直罗组下段下亚段砂体厚度、含砂率、泥岩隔挡层、沉积韵律等参数进行数据统计,开展系列编图、研究和对比分析发现,砂体非均质性与铀矿化的形成存在密切的联系;对比分析发现,河道中心部位砂体非均质性弱,分流间湾则明显增强。砂体非均质性由弱到强的突变,导致了含氧含铀水运移能力的变化,从而控制了铀的富集成矿。农胜新地区砂体厚度为20～30 m、含砂率70%～80%、泥岩隔挡层层数1层和2层、泥岩隔挡层累计厚度0～1 m、沉积韵律5～7个时,成矿几率高。     

鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀成矿模式研究

在分析前人对鄂尔多斯盆地东北部铀成矿模式研究的基础之上,对该区铀成矿控矿规律进行了详细研究,提出了鄂尔多斯盆地东北部4阶段铀成矿模式,即:①潜水氧化板状矿体形成阶段(中侏罗世直罗晚期);②早期层间氧化作用及主要卷状矿体形成阶段(中侏罗世直罗期末—早白垩世伊金霍洛初期);③油气还原保矿阶段(早白垩世伊金霍洛期末—东胜期初);④晚期层间氧化铀矿体改造叠加阶段(中新世至今)。指出研究区存在2期古层间氧化带和1期新层间氧化带砂岩型铀矿床,当各期层间氧化带相互叠合时,矿化明显加大变富,并认为研究区有利远景地段位于直罗组下段古河道两侧及下游迎水面一带,断层发育地段也是铀矿找矿的重点部位。     

二连盆地古地貌特征及其对砂岩型铀矿的制约

二连盆地赛汉组上段是重要的产铀层位,其沉积环境和地层分布特征通常受到古地貌控制明显,因此开展二连盆地赛汉期末的古地貌恢复工作有助于多方位认识盆地在该时期中的沉积格局及其对砂岩型铀成矿的制约。通过将二连盆地乌兰察布坳陷和马尼特坳陷875口钻井资料按岩性进行逐层回剥和去压实校正编制了研究区赛汉期末的古地貌图。定量的地貌分析表明,二连盆地赛汉期末古地貌为宽阔的低坡度河谷地貌区,进一步可划分为平原、微斜坡和缓斜坡地貌单元。通过与前人在该区绘制的沉积相图对比研究发现,古地貌坡折带是控制河道亚相分布的关键。宽阔的河谷为河床侧向迁移提供了空间,有利于形成大范围连片的河道砂体,提供更多的铀储层空间。河床两侧的微斜坡-缓斜坡有利于形成倾斜的空间形态,有利于形成宽阔的氧化还原铀成矿带。古地貌坡折带很有可能为铀矿体富集的关键部位。     

东胜铀矿床灰绿色蚀变砂岩矿物地球化学特征及其成因探讨

东胜铀矿床位于鄂尔多斯盆地的东北部，是我国新近发现的大型砂岩型铀矿床。铀矿体位于中侏罗统直罗组下段的辫状河道沉积砂体中，受灰色砂岩与灰绿色砂岩的接触带控制。灰绿色砂岩的化学成分中硅酸盐矿物二价铁含量高是该类型砂岩呈现绿色的重要原因。在矿物组成上，灰绿色砂岩主要表现为粘土矿物总量高，特别是绿泥石含量高。岩石学、矿物学和地球化学的证据表明，东胜铀矿区存在后生还原作用。灰绿色砂岩是控矿的古氧化岩石遭受还原性流体改造的产物，后生还原作用掩盖了古氧化蚀变带，并在一定程度上起到了保矿作用。东胜地区后生还原作用在时间上和成因上与河套断陷盆地的产生和形成具有密切联系。     

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。     

东胜矿区深部直罗组氧化还原环境与砂岩型铀矿特征

鄂尔多斯盆地北部东胜地区中侏罗统直罗组下段古层间氧化型砂岩铀矿较为发育,铀矿化主要发育于层间氧化带氧化前锋附近(灰绿色砂体与灰色砂体的过渡部位)。通过对测井资料的解释发现,东胜矿区深部西南部乌审旗西南和北部杭锦旗附近直罗组下段砂体中也存在放射性异常。通过对东胜深部矿区50多个钻孔的数据统计与分析,重现了直罗组下段(下亚段、上亚段)的古层间氧化-还原砂体的分布。古氧化带大致呈NW-SE向展布,主要分布在研究区中北部;放射性异常主要出现在氧化-还原过渡带部位。研究区目的层砂体内放射性异常总体呈现出厚度较小(下亚段异常层平均厚度2.67 m、上亚段异常层平均厚度2.33 m)、埋深较大(下亚段异常层平均埋深1 025 m、上亚段异常层平均埋深921 m)的特征。