钱家店凹陷赋铀岩系姚家组高分辨率层序地层学研究

姚家组为一套中细粒辫状河流沉积。在高分辨率层序地层学基本理论指导下,笔者通过岩心观察、岩石化学组分分析、自然电位及视电阻率测井等手段,建立了赋铀岩系姚家组高分辨率层序地层格架,探讨了中期旋回内地层结构、古地形和沉积微相与铀矿床形成的关系。     

开鲁盆地钱家店凹陷含铀岩系姚家组沉积环境及其富铀意义

利用10多口钻孔岩心、电测曲线和分析化验资料,对钱家店凹陷含铀岩系姚家组沉积环境及古气候进行了分析。姚家组为一套以中细粒为主的砂质辫状河沉积产物。含矿层主岩为岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩,粒度概率累积曲线以悬浮总体含量较高为特征的两段式。一个完整的垂向序列由含砾砂岩或中细砂岩向上变细为粉砂岩和少量泥岩组成的正韵律。碎屑组分含量变化和重矿物分析表明,沉积物源主要来自盆地西北部古隆起的酸性岩浆岩和变质岩。泥岩元素分析、孢粉分析及泥岩颜色等指示,姚家组沉积期古气候主要为亚热带干旱气候,在这一大的气候背景下有过程度较弱的短暂潮湿化事件发生。干旱—半干旱气候为层间氧化带的形成提供了有利的气候条件,周边古隆起或更远山地的酸性火山岩、古老结晶岩和变质岩为该区提供了丰富的铀源,广泛发育、物性较好的辫状河道砂体为铀矿化提供了良好的储渗空间。     

开鲁盆地东北部钱家店凹陷晚白垩世姚家组孢粉组合及其古气候意义

对于开鲁盆地姚家组孢粉学的研究不仅丰富了该地区晚白垩世孢粉学资料,而且为该地区晚白垩世地层划分与对比提供了依据.通过对开鲁盆地钱家店凹陷钻孔QIV-48-61深315~447 m井段的岩心做了详细采样、描述,并进行了孢粉化石的处理、鉴定和分析,在其中的10个层位中发现了丰富的孢粉化石,共计73属88种,并建立了3个孢粉组合,自下而上依次为Schizaeoisporites-Cyathidites-Tricolpopollenites,Schizaeoisporites-Classopollis-Taxodiaceaepollenites和Schizaeoisporites-Exesipollenties-Tricolpopollenites,根据孢粉组合内一些重要分子的地质时限及与外区有关孢粉组合的对比,将其时代划归为晚白垩世Coniacian晚期-Santonian早期,其层位相当于姚家组.根据孢粉母体植物形态和生态特征、干湿度环境和气候环境,将其孢粉植物群反映的植被、干湿度和气候带划分为3个演化阶段:第1演化阶段(405.9~413.2 m)沉积时期植被面貌大体为针叶林与草本共生,对应于湿润、半湿润的热带-亚热带气候;第2演化阶段(389.7~405.9 m)植被面貌演化为以高大乔木型针叶树种占优势地位,并出现一次明显的干旱化事件,对应于半干旱的热带-亚热带气候;第3演化阶段(336.0~389.7 m)植被面貌与第1阶段相似,为针叶林与草本共生,干旱化有所缓解,对应于半湿润-半干旱的热带-亚热带气候.      

钱家店凹陷HLJ铀矿带姚家组下段铀的赋存状态及成矿时代

钱家店凹陷HLJ铀矿带是近年来松辽盆地西南部砂岩型铀矿找矿取得的重大新突破。文章通过对含矿层姚家组下段富铀砂岩矿石开展详细的宏微观岩矿鉴定、扫描电镜、能谱分析和全岩U-Pb同位素测年等工作,查明了矿石的基本岩石学、矿物学、铀赋存状态和年代学特征,初步探讨了砂岩铀成矿机制及过程。结果表明,砂岩矿石本身的炭屑和黄铁矿等还原介质偏低,属于一套成分和结构成熟度中等的原生弱还原性的河流相碎屑沉积建造,并发育了高岭石化、蒙脱石化、铁白云石化、黄铁矿化等酸性和碱性伴生的蚀变矿物组合;矿石中铀主要为热液改造成因的胶状含铀、钛、锆、硅的复合物,且不均匀地赋存在矿石局部强吸附还原域内的黏土杂基、各类碎屑、含钛矿物及铁白云石的边部或孔隙中,并不与某种组分呈明显的正相关性。矿石全岩U-Pb同位素测年结果表明,区内姚家组下段砂岩存在（79±14） Ma和（44.4±5.6） Ma的两期成矿作用,分别对应于嫩江期末的坳陷构造初始反转-挤压抬升持续成矿事件和始新世早期的碱性热液瞬时渗出-叠加改造成矿事件。钱家店控凹F1断裂反转活动和深部热液渗出联合控制了该区姚家组下段砂岩渗入-渗出耦合叠加铀成矿作用和过程,导致了铀...     

松辽盆地西南部上白垩统姚家组原生黏土矿物组合特征及其找铀意义

黏土矿物是砂岩型铀矿表生成矿流体水-岩作用的重要产物。本文以岩心光谱扫描为主要技术手段,结合野外地质编录、偏光显微镜、扫描电镜等方法,首次对松辽盆地西南部钱家店铀矿床及远离矿区的88个钻孔超过9 000 m岩心进行了系统的蚀变矿物填图,提取了主要黏土矿物和Fe~(3+)氧化物信息。结果表明,主要产铀层位姚家组原生黏土矿物组合主要是"伊利石+(蒙脱石)伊蒙混层",仅有少量的高岭石、绿泥石,它们与松辽盆地北部具有相似特征,是沉积期古气候的响应。而成矿段中,高岭石含量与铀矿物具有明显正相关性,是成矿流体轨迹的重要指标。原生砂岩的黏土矿物、Fe~(3+)氧化物矿物(化)信息往往呈现成层性或韵律式变化,而经过成矿流体改造的砂岩,其黏土矿物、Fe~(3+)氧化物信息往往呈现"舌状"或"正态曲线状"的突然变化,这些特征可以成为原生砂岩颜色判别和后生成矿流体追踪的重要指标,它们对砂岩型铀矿成矿规律研究与找矿具有重要意义。     

松辽盆地南部海力锦铀矿床姚家组下段黏土矿物特征及其铀成矿意义

黏土矿物是表征盆地砂岩型铀矿含矿建造地球化学环境以及反演其经历的表生流体作用的重要指示性矿物。文章以钱家店凹陷新发现的海力锦铀矿床含矿层姚家组下段为研究对象,通过偏光显微镜、X射线衍射、扫描电镜及能谱分析等方法,系统开展了不同地球化学分带的岩石学、黏土矿物类型、形貌及含量等特征研究。姚家组下段红色和灰色泥岩原生黏土矿物组合为伊利石+伊蒙混层,高岭石含量较低,总体反映了沉积期偏干旱炎热古气候环境。泥岩中不同类型黏土矿物含量具有一定的相关性,推测其在沉积-成岩过程中存在一定的相互转化关系。与泥岩明显不同,各地球化学分带砂岩中的黏土矿物主要为高岭石,其次为伊利石和伊蒙混层,显示具有后生外来酸性流体改造的特点,应发生在区域层间氧化水渗入之前。铀含量与黏土矿物含量间没有明显的相关性,结合镜下铀-黏土矿物空间赋存关系和区内构造-流体演化史显示,矿石中铀沉淀富集受多种吸附还原剂控制,局部与高岭石关系密切,存在一期深部酸性还原流体渗出改造作用,为原生偏弱还原性的姚家组下段砂岩铀成矿提供了有利条件。     

钱家店铀矿床含矿地层——姚家组沉积环境分析

钱家店铀矿床是发现于松辽盆地的砂岩型铀矿床.文章从岩性组合、沉积构造、测井曲线、砂岩-泥岩厚度比值、沉积岩石学及岩石地球化学等多方面研究了矿区含矿地层姚家组的沉积环境特征及其与铀成矿的关系.该区姚家组的砂岩-泥岩厚度比值平均为5.0,板状交错层理及槽状交错层理发育,显示其辫状河流相沉积特征.姚家组地层岩性总体上以中细粒砂岩及泥岩为主,砾岩很少,其沉积物碎屑颗粒的分选及磨圆度中等,表明其物源较远,沉积物经过较长距离的搬运才沉积下来.因此,本区姚家组沉积环境应为统一的松辽盆地环境下的远源砂质辫状河性质.该矿床铀矿化主要受辫状河流相的心滩及边滩亚相砂体控制,其矿化规律与砂体规模有密切的关系.     

松辽盆地钱家店铀矿含铀岩系层序地层结构对铀成矿的约束

弄清楚砂岩型铀矿含铀岩系地层结构及其对铀成矿的制约作用,是准确认识铀成矿规律和成矿作用的基础.综合地震、测井、岩心及分析测试资料,对松辽盆地西南部钱家店铀矿床含铀岩系——姚家组层序地层结构进行了研究,在此基础上,探讨了地层结构与铀成矿的关系.研究发现,钱家店地区姚家组为一个完整的三级层序,姚家组底界面为区域不整合界面,...     

钱家店铀矿床表生含氧含铀流体与深层酸性含烃流体的耦合成矿作用——来自岩心蚀变矿物填图的证据

以岩心光谱蚀变矿物填图为主要研究手段,结合野外地质编录、偏光显微镜、扫描电镜、电子探针能谱分析、氢氧同位素测试等方法,对开鲁盆地钱家店砂岩型铀矿床85个有效钻孔岩心开展了系统的蚀变矿物填图和矿物学研究。结果表明:①主要含矿层上白垩统姚家组蚀变矿物主要有黏土矿物(高岭石、蒙脱石、伊利石、伊/蒙混层及局部绿泥石)、铁的三价氧化物、黄铁矿、碳酸盐(方解石、白云石、铁白云石)等,它们呈现明显的分带特征:氧化带为高含量的"高岭石+Fe³⁺氧化物"组合、过渡带为中等含量的"高岭石+蒙脱石(伊/蒙混层)"+高含量的"黄铁矿+铁白云石"组合;还原带则主要为高含量的"蒙脱石(伊/蒙混层)+伊利石+黄铁矿"组合,矿体主要分布在氧化-还原过渡带和高岭石变化的梯度带上,并见有明显的高岭石、黄铁矿、铁白云石富集。②含氧含铀流体主要来自于WS、WN方向,其次为ES方向(也可能是WS向流体的分支),酸性含烃流体主要来自于NE向的断裂构造,流体温度介于40～120℃,两种不同性质流体的耦合作用是该地区的主成矿作用。③主成矿事件应发生在白兴吐"天窗"构造隆升之后,构造天窗在成矿系统中主要承担着还原...     

松辽盆地南部姚家组沉积特征及铀成矿条件

松辽盆地是我国东北地区大型的含油气产铀盆地,其盖层中的上白垩统姚家组在盆地南部广泛分布,埋深适中;沉积体系以冲积平原、辫状河、三角洲、湖泊等为主,具有稳定的泥-砂-泥地层结构;砂体厚度稳定,分布范围广,有机质和铀含量高;沉积期的温热-半温热古气候有利于富铀建造的形成。姚家组补-径-排水动力体系完善,后生改造条件较佳。综合分析结果显示,该组具有较好的铀成矿潜力,是松辽盆地南部找铀矿的主攻目的层位。     

江西上饶龙门高岭石-叶蜡石矿的矿物组成及稳定同位素特征

在野外地质工作、镜下观察的基础上,采用电子探针、X射线粉晶衍射、氢氧稳定同位素测试等方法对江西上饶龙门高岭石-叶蜡石矿床矿石进行了分析.其主要组成矿物为高岭石族矿物、叶蜡石和石英,其次有少量的绢云母、黄铁矿和赤铁矿等.矿石中高岭石族矿物Hinckley指数为0.33～0.94,整体属于较无序高岭石,叶蜡石有2M型和1Tc型两种多型,以2M型为主.矿石的δ18O值为4.5‰ ～ 6.6‰,δD值为-71.7‰～- 98.5‰.综合分析认为该矿床为晶屑玻屑凝灰岩受热液蚀变而成,其成矿热液主要来自大气降水,成矿温度为75℃～ 300℃,压力＜1 kb.     

山西平顺西安里铁矿成矿流体特征及演化

对西安里铁矿床蚀变矿物(透辉石、石榴子石、绿帘石和方解石)流体包裹体进行了岩相学、均一温度、盐度和H-O同位素组成分析研究,结果表明:透辉石中流体包裹体均一温度为515℃～622℃,盐度(w(NaCl))为48～75;石榴子石均一温度为475～525℃,w(NaCl)均小于26wt%NaCl;绿帘石均一温度为390～440℃,盐度主要分布在40 wt%NaCl左右;方解石均一温度为141～4066℃,w(NaCl)为6.74～21.11;石榴石、透辉石的δD SMOW值介于-106‰～-86‰,δ18O SMOW值介于6.7～8.7‰,δ18O H2O值介于2.7‰～8.7‰。磁铁矿δ18O H2O值介于2.6‰～6.2‰。综合分析认为:热液主要来源于岩体,在上升过程中萃取了围岩中Na和Cl,Na的加入使大量Fe析出,并与Cl结合进行迁移,流体物理化学特征具有显著的变化,导致Fe质析出形成西安里铁矿床。     

东营凹陷沙河街组储层高岭石分布特征及其影响因素

高岭石广泛分布于东营凹陷沙河街组的砂岩中,对储层物性具有重要影响,但其分布特征及其控制因素目前研究得比较少。利用铸体薄片鉴定、X衍射分析、阴极发光、扫描电镜等多种测试手段研究了东营凹陷沙河街组自生高岭石的发育和分布特征及其影响因素。研究结果表明：东营凹陷沙河街组的高岭石主要在1200～3600 m的深度范围内分布,其中沙二段和沙三段的高岭石相对含量较高;从沙一段至沙三段,中央隆起带高岭石的平均含量均高于北部陡坡带和南部缓坡带。沙河街组砂岩储层高岭石的分布明显受有机质热演化的影响。不同的温度（埋藏深度）控制着粘土矿物的形成和转化,从而影响着沙河街组不同层段高岭石的含量及其在平面和剖面的分布。超压对高岭石的分布具有重要的影响,由于超压作用,导致超压顶界面高岭石大量发育。中央隆起带构造活动比较强,有利于酸性流体从深部向浅部充注,并且流体动力比较强,导致沙一段至沙三段中央隆起带的高岭石含量较高。断层和不整合面复合输导体系可使大量酸性流体进入浅部储层,促使浅部砂岩储层高岭石大量发育。岩性和沉积微相通过改变高岭石形成和分布的流体化学和流体动力条件,从而对高岭石分布具有重要的影响。     

钱家店铀矿床含矿建造后生改造作用探讨:来自蚀变特征及地球化学的证据

基于开鲁盆地钱家店铀矿床含矿砂岩的偏光显微镜、扫描电子镜显微镜下观察以及元素地球化学分析,探讨了该砂岩型铀矿的形成过程。镜下观察结果显示,该矿床矿石中存在5种矿物蚀变作用类型:高岭石化、褐铁矿化、碳酸盐化、重晶石化和水云母化;钻孔伴生元素特征表明,钱家店部分铀矿体在初次形成后,可能又遭受后期流体叠加改造作用;元素迁移特征表明,矿区总体可能经历了两期不同性质的成矿流体,前期流体导致矿化砂岩的形成,后期流体在此基础上叠加改造,使铀再次富集成高品位铀矿石。综合前人研究资料,认为钱家店铀矿床经历三阶段成矿流体作用:第一阶段为同生沉积铀成矿;第二阶段为油气/热液改造叠加成矿;第三阶段为层间氧化铀成矿。     

松辽盆地南部钱家店铀矿床姚家组砂岩地球化学特征及地质意义

沉积物的地球化学成分在沉积岩物源分析及构造背景的研究中具有重要的作用.对研究区4口钻孔中的姚家组砂岩进行了详细的岩石学和地球化学研究,结果显示,砂岩碎屑颗粒石英含量最高,长石次之,岩屑含量最低,平均值分别为42%、37%和21%,具有锆石+钛磁铁矿+石榴子石的重矿物组合,反映源岩以酸性岩浆岩或变质岩为主,Dickinson判别图解表明物源主要来自于大陆物源区;姚家组砂岩的稀土元素以轻稀土富集、重稀土平坦、中度铕负异常为特征.砂岩CIA值为52.02~60.16,平均值为56.69,反映了干燥气候背景下弱的化学风化作用.源岩属性判别图解表明源岩为再旋回的古老沉积物及长英质火山岩.主量、微量和稀土元素的构造背景判别图解综合表明姚家组砂岩物源区为被动大陆边缘构造环境,结合区域构造演化,认为姚家组砂岩的物源为华北克拉通北缘燕山陆内造山带发育的火山-沉积岩系.      

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.      

冀西石湖地区多金属矿床成矿流体氦氩碳氢氧同位素特征及地质意义

石湖地区金、银多金属矿床位于太行山中北段,产出于太古界阜平群变质岩系,燕山期麻棚岩体的周边。本文以石湖地区代表性矿床为例,根据多金属矿床黄铁矿流体包裹体中He、Ar同位素及与黄铁矿共生的石英流体包裹体中C、H、O同位素组成,探讨了石湖地区金、银多金属矿床成矿流体来源。分析结果表明石湖地区金、银多金属矿床黄铁矿流体包裹体中3He/4He介于0.43~2.40 Ra,40Ar/36Ar介于477~879,显示出本区金、银多金属矿床的成矿流体为地幔流体与地壳流体混合的产物。石英包裹体中δDV-SMOW介于-62‰~-105‰,δ18OV-SMOW介于9.6‰~13.8‰,表明成矿流体为岩浆水与大气降水的混合;δ13CPDB介于-3.5‰~-5.0‰,表明矿区成矿热液来自地幔。氢、氧、碳同位素体系与氦、氩同位素体系的示踪具有一致性,均显示出石湖地区金、银多金属矿床成矿流体为地幔流体与地壳流体混合的产物。     

东营凹陷沙河街组砂岩储层高岭石类型、特征及其成因

高岭石是东营凹陷沙河街组砂岩储层中常见的黏土矿物,对储层物性具有重要的影响,但目前对其特征及成因的研究较少。本文利用薄片分析、阴极发光、扫描电镜、X射线能谱等多种技术手段,结合东营凹陷构造演化、流体活动历史与成岩序列研究了东营凹陷高岭石的类型、特征及其成因。研究结果表明:东营凹陷沙河街组砂岩储层主要发育两类高岭石,第一类高岭石晶形发育良好,单偏光下呈鳞片-蠕虫状,扫描电镜下单晶呈假六方片状,晶体排列紧密,集合体呈蠕虫状或书页状,成分纯;第二类高岭石晶形发育不及第一期,单偏光下呈鳞片状,扫描电镜下可见晶层卷曲,晶体排列疏松,集合体呈手风琴状,其成分中除了Al、Si、O还含有少量Fe、Ca元素。高岭石主要为自生高岭石,是长石在有机质演化过程中产生的酸性流体作用下发生溶蚀作用的产物。但是,两类高岭石具有不同的形成时期、成因和形成环境,其中,第一类高岭石主要形成于东营末期,是沙四段上部烃源岩生烃和油气成藏时生成的有机酸溶蚀长石的产物;而第二类高岭石形成于馆陶期末和明化镇组大规模油气充注时期,此时,处于晚成岩A期,大量的蒙脱石向伊利石转化,酸性流体中含有较多的Fe2+、Ca2+等。     

松辽盆地钱家店地区姚家组砂岩黏土矿物特征及其与铀矿化的关系

[研究目的]钱家店铀矿床位于松辽盆地西南部,含铀岩系为上白垩统姚家组.目的层中含有大量的黏土矿物,因此揭示姚家组砂岩黏土矿物特征,对铀的成矿作用探讨至关重要.[研究方法]本文通过系统的显微镜下鉴定、扫描电镜、X射线衍射等分析测试手段,对钱家店地区姚家组砂岩黏土矿物的镜下特征、成分及含量进行了系统的观察和研究.[研究结果...     

松辽盆地钱家店砂岩型铀矿床含矿岩系组成特征与铀成矿作用*

松辽盆地钱家店砂岩型铀矿床自勘查以来不断获得重大发现,已成为超大型铀矿床。该区矿床地质特征、成矿特点有过不少报道,但就其含矿建造的详细岩石学特征(蚀源区母岩)及有利的成矿条件等还需要随着研究程度的加深不断完善。铀矿的成矿作用包括导致铀元素集中形成铀矿的各种地质作用,其中,铀含量高且容易析出铀的源岩是铀成矿的物质基础,后期的氧化—还原、矿化蚀变是铀矿形成的关键。作者主要利用微观实验分析的方法,通过对钱家店砂岩型铀矿床赋矿岩石岩石学特征的详细分析,提出了矿层岩性主要为中—细粒长石岩屑砂岩、细粒长石岩屑砂岩和含泥砾砂岩和砂砾岩等,并且石英和长石总量与岩屑含量相近,岩屑主要以流纹岩、流纹质凝灰岩为主,次为粗面岩、正长细晶岩、花岗岩、花岗斑岩、安山岩、硅质岩和泥岩等。后生蚀变碳酸盐化、高岭石化较为普遍,局部强烈,其次黄铁矿化、氧化铁化,偶见重晶石化。常见深部油气渗入在赋矿层中出现油渍、油斑、溢散晕圈,共生黄铁矿莓球群及微细粒黄铁矿聚晶。铀的存在形式为铀矿物(沥青油矿、铀石)和吸附状态。分析了多成因—多阶段成矿模式,即沉积预富集阶段—层间渗入成矿阶段—油气改造富集成矿阶段—油气还原护矿阶段。