鄂尔多斯盆地东北缘侏罗系层序界面特征对砂岩型铀矿成矿环境的制约

依据野外露头、钻井岩芯、地震、测井及地球化学等资料,对鄂尔多斯盆地东北缘侏罗系延安组(J1-2y)和含铀岩系——直罗组(J2z)关键层序界面进行了系统研究。延安组—直罗组层序界面在露头剖面和钻井岩芯上表现为铁质风化壳、削截侵蚀面或岩性岩相转化面等特征;地震剖面上表现为上超、下超、削截等反射特征;测井曲线岩电关系和微量元素地球化学均表现为不同类型的突变特征。由此识别出10个不同级次层序界面,其中包括3个Ⅰ型层序界面(TSB1～TSB3)和7个Ⅱ型层序界面(SB1～SB7)。Ⅰ型层序界面主要包括:侏罗系延安组(J1-2y)与上三叠统延长组(T3y)之间的界面TSB1—对应地震剖面上的Ty;延安组(J1-2y)与直罗组(J2z)界面TSB2—对应地震剖面上的Tz-1;侏罗系与白垩系层序界面TSB3—对应地震剖面上的Tk。TSB1、TSB2和TSB3Ⅰ型层序界面主要为区域性质的不整合面,反映了中生代构造活动在盆地中的响应;Ⅱ型层序界面主要为气候转化面,反映了层序地层单元形成过程中古气候因素引起的旋回变化。微量元素Sr、Cu、Sr/Cu、FeO/MnO、Al2O3/MgO等比值垂向变化总体上反映延安期至直罗期古气候环境经历了温暖潮湿—干湿交替—干旱—半干旱的转变过程,直罗组底部不整合界面TSB2及上段红层广泛发育的起始界面SB6为古气候环境突变的关键界面。此外,本区三维地层结构显示,侏罗系延安组至直罗组具有明显的"垂相分带"特征,铀矿层在三维空间中主要呈板状赋存于TSB2界面之上的"泛连通厚"辫状河道砂体中,其产出明显受侏罗系垂相分带结构和古气候环境变迁因素的共同制约。本文建立的综合识别层序界面方法减少了层序地层研究中依靠人为经验识别的随意性,为本区侏罗系层序划分和等时地层格架建立提供重要依据。关键层序界面的时空属性及其所指示的地质意义对揭示燕山幕式构造活动发生、发展过程对古气候条件变迁和砂岩型铀大规模成矿作用的影响具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地北部环河组与直罗组物质组分及地球化学特征差异研究

正近年来,利用砂岩/泥岩岩石地球化学在判别岩石形成时的大地构造背景、盆地物源及物源区构造背景等方面取得了许多显著成果,为认识盆地及源区的性质与演化提供了新的视角。碎屑沉积物地球化学组成特征可以有效地揭示其物源区类型、风化条件和构造背景(Taylor and McClennan,1985;Mclennan and Taylor,1991;刘朱睿鸷等,2020;     

鄂尔多斯盆地西缘中晚侏罗世地层化学蚀变指数(CIA)研究及其意义

本文采用化学蚀变指数(CIA)系统研究了鄂尔多斯盆地西缘中晚侏罗世地层,并探讨古气候变迁对大规模砂岩型铀矿成矿作用的影响.研究显示,中侏罗世早期巴柔期(大致为延安组沉积期)样品CIA值总体较高,介于70.4~73.5之间,反映温暖湿润气候条件、中等化学风化程度的古气候条件.中侏罗世巴通期(直罗组下段沉积期)样品CIA值波动较大,介于65.6~79.8之间,并呈锯齿状震荡下降,说明该时期古气候环境经历了由暖湿向半湿润、半干旱的交替变化.中侏罗世晚期的卡洛维期(直罗组上段沉积期)样品CIA值下降明显,介于58.9~72.4之间(主要集中于60~70之间),平均值为66.4(n=14),远低于巴柔期和巴通期样品的CIA平均值(分别为72.8和71.9),反映相对稳定的半湿润、半干旱气候环境;直罗组上段底部的突变界面C3为古气候环境由暖湿向半湿润、半干旱转变的关键界面.进入晚侏罗世CIA突然骤降(58.9),随后增高(65.9~69.4),然后再次骤降(54.2),指示牛津期(安定期)很可能存在剧烈、短暂的变冷事件.     

利用露头、井震及地球化学综合厘定层序界面——以鄂尔多斯盆地东北缘侏罗系为例

侏罗系为鄂尔多斯盆地主要的含煤和含铀岩系,目前对侏罗系层序界面的识别主要依靠野外露头、录井岩性等进行宏观厘定,但在宏观特征无明显差别的地层中,层序界面厘定往往存在人为经验识别的随意性。为此,通过东北缘露头剖面和近千口钻孔电测曲线等常规识别工作,综合二维地震剖面和化学蚀变指数(CIA)垂向上的变化,在鄂尔多斯盆地东北缘侏罗系中识别出3个长期旋回层序界面(TSB1—TSB3)和7个中期旋回层序界面(SB1—SB7)。由于CIA垂向上的变化反映了延安组和直罗组沉积期古气候环境的变化,可将其用于层序界面厘定。综合识别层序界面不仅可以提高识别的准确性,而且可以赋予关键层序界面古沉积环境属性,减弱人为经验识别的影响,从而为整个盆地侏罗系层序地层的划分对比提供可靠依据。     

鄂尔多斯盆地北缘侏罗纪延安组、直罗组泥岩微量、稀土元素地球化学特征及其古沉积环境意义

沉积岩的微量元素及稀土元素对沉积环境的水介质变化有着较高的敏感度,是研究古沉积环境及沉积物源构造背景的有效手段。本文采用ICP-MS和扫描电镜(SEM)对鄂尔多斯北缘早-中侏罗世延安组、直罗组不同层位的28件泥岩、粉砂质泥岩样品进行了微量、稀土元素测试和粘土矿物分析,结合古生物化石组合及宏观沉积特征,旨在探讨延安组、直罗组氧化-还原条件、源区构造背景及古气候演变对铀成矿的影响。研究表明:1元素B、Sr/Ba、B/Ga组合及U/Th、V/V+Ni、V/Cr、Ni/Co组合指示延安组、直罗组沉积时的古水体介质均为富氧的淡水环境,直罗组古水体盐度相对偏高;Fe~(2+)/Fe~(3+)指示延安组成煤、成岩阶段形成了区域性的原生还原层,而直罗组上段红层为强氧化背景。2沉积学研究表明延安期至直罗期,鄂尔多斯盆地北缘岩相古地理演化经历了河流-冲积扇、湖泊三角洲-沼泽、辫状河-曲流河,Sr、Cu、Sr/Cu、FeO/MnO、Al_2O_3/MgO等比值和粘土矿物组合垂向变化总体上反映古气候经历了温暖潮湿—干湿交替—干旱-半干旱的转变过程,直罗组底部不整合及上段红层广泛发育期为转换的关键时期;3CIA、ICV指数反映延安组物源区构造环境相对稳定,中侏罗世直罗期,鄂尔多斯盆地周缘构造活动性迅速增强;4沉积岩La-Th-Sc、La/Yb-ΣREE及F1-F2判别图解显示本研究区延安组、直罗组沉积物源主要来自上地壳长英质源区,同时具有一定量的碱性玄武岩的混合,其构造背景以大陆边缘型为主,部分物源显示来自大陆岛弧构造背景。以上综合研究表明:延安期-直罗期古气候的转变和富氧古水体条件对本区煤、砂岩型铀大规模成矿作用有着重要的地质意义。     

鄂尔多斯东北部中侏罗世孢粉化石及古气候意义

鄂尔多斯盆地东北部内蒙古伊金霍洛旗乌兰木伦地区是我国重要的能源矿产地,含煤岩系赋存在侏罗系延安组中,延安组岩石组合以灰白色砂岩、灰色粉砂岩、灰色泥岩为主,夹多层煤层;延安组上覆直罗组以灰色、灰绿色砂岩、灰色粉砂岩、紫红色泥岩为主。通过对乌兰木伦地区武家塔露天煤矿剖面延安组和直罗组孢粉化石分析,在延安组中识别出Cyathidites-Lycopodiumsporites-Neoraistrickia-Cycadopites孢粉组合带,以桫椤科、石松科孢子繁盛,紫萁科孢子和单沟/原始沟类、松柏类两气囊花粉发育,卷柏科孢子及柏科花粉较常见为主要特征,时代为中侏罗世早期(阿林期—巴柔期)。根据延安组孢粉母体植物的生态环境分析,本区在这一沉积时期的气候属于温暖湿润的亚热带—温带型气候。直罗组孢粉化石较少,主要见Cyathidites minor,Osmundacidites parvus,Concentrisporites fragilis,Cycadopites spp.等。综合地层岩性、孢粉组合及古植被分析,延安组到直罗组沉积时期总体上呈现从温暖湿润的亚热带—温带型向半干旱—干旱炎热型的气候...     

黔东北地区南华系两界河组CIA指数特征及意义

化学蚀变指数（CIA）是判断源岩风化程度的化学指标。通过分析黔东北地区苗哨溪剖面两界河组的CIA特征,为讨论其古气候特征提供地球化学方面的依据。结果表明,两界河组CIA值介于55.48~89.33之间,均值为72.49,除极个别数值为55.48、89.33之外,其它数值皆介于65~75之间,指示两界河组具有温暖湿润的古气候特征。通过综合分析两界河组岩石组合、沉积构造及古气候特征,认为两界河组为间冰期沉积。在此基础上,结合最新同位素年代学数据,认为其可与富禄组中上部进行对比。     

层序界面对砂岩成岩作用及储层质量的影响——以鄂尔多斯盆地延河露头上三叠统延长组为例

砂岩成岩作用及储层质量是油气勘探的重要研究内容,不同地区砂岩成岩作用及储层质量的主要控制因素各不相同。本文以鄂尔多斯盆地东部延河露头剖面延长组长7上部—长4+5中部三角洲前缘—三角洲平原沉积为例,重点讨论三级层序界面（长16底）上下不同基准面半旋回中砂岩自生矿物、储集空间类型、储集性能和含油性差异及造成这些差异的原因。指出层序界面之下的下降半旋回中浊沸石和早期钙质砂岩结核的发育阻止了绿泥石等粘土矿物及自生石英和自生钠长石的发育,而界面之上的上升半旋回中因凝灰质不足以及地层温度较低造成浊沸石发育有限,加之受湖水影响较小而缺乏早期方解石胶结物,因而绿泥石等自生粘土矿物及自生石英和自生钠长石较为发育,并保留了一部分原生孔隙。层序界面及紧邻其上大规模发育的长16砂体成为流体运移的优势通道,是界面之上浊沸石、方解石胶结物及长石颗粒被酸性流体溶蚀形成次生孔隙的重要因素,也是石油的重要运移通道和储集体。     

鄂尔多斯盆地陕北地区上三叠统延长组不同级次层序界面的识别

以高分辨率层序地层学理论为指导,通过对鄂尔多斯盆地陕北地区上三叠统延长组典型露头剖面及岩心观察、描述的基础上,结合大量测井曲线,详细地分析了延长组不同级次层序界面的识别标志。结果表明:鄂尔多斯盆地陕北地区上三叠统延长组由1个超长期旋回,4个长期旋回,9个中期旋回及若干个短期旋回组成。由于印支运动的影响,在研究区形成了两个区域性的构造运动升降面(SLSB2和SLSB1),该界面为超长期旋回的顶、底界面。长期旋回层序为一套区域性湖进-湖退沉积序列,界面是低角度的侵蚀不整合面和与其相应的整合面。研究区3个长期旋回层序界面自下而上依次为:区域性基准面抬升所形成的水进界面,相当于"李家畔页岩";区域性的泥岩、凝灰岩标志层,相当于长6油层组底部的k2标志层;区域性的相转换界面,相当于长4 5和长3的分界面。中期旋回和短期旋回层序界面主要为不同级次的湖泛面、冲刷侵蚀面、岩石类型或相组合的转换面、岩石相内部的层理变化界面、砂泥岩厚度旋回性变化界面等。在界面识别的基础上,对研究区沉积旋回及界面的空间配置进行了分析,认为不同级次界面的识别是高精度层序地层研究的核心,对于油田勘探和开发具有至关重要的作用。     

宜昌三斗坪地区南华系化学蚀变指数特征及南华系划分、对比的讨论

化学蚀变指数(chemicalindexofalteration)最早作为判别源岩区化学风化程度的指标而提出,随后又应用于对沉积物沉积环境的判定。化学蚀变指数的表达式为CIA=n(Al2O3)/[n(Al2O3)+n(CaO)+n(Na2O)+n(K2O)]×100。CaO代表硅酸盐中的CaO,n(CaO)=n(CaO)-n(CO2,方解石)-0.5·n(CO2,白云石)-10/3·n(P2O5)。化学蚀变指数研究样品的选取极为重要,最佳岩性为细碎屑岩,需要清除成岩过程中钾交代作用的影响。用成分变异指数(ICV)来判别沉积再循环作用和沉积物成分被改造的程度。用A—CN—K三角图解来判别物源区的源岩性质和样品钾交代的特征及其风化趋势。宜昌三斗坪地区南华系CIA研究表明该区南华系下统莲沱组下部的CIA值在50~65之间(干燥寒冷),上部为65~75之间(温暖潮湿)和顶部为55~60之间(干燥寒冷);南华系上统南沱组的CIA值基本在60~65之间(干燥寒冷),近顶部两个样品的CIA值达70(温暖潮湿)。上述CIA值变化表明本区南华纪经历自老到新由冰期干燥寒冷—间冰期温暖潮湿—冰期干燥寒冷沉积环境的变化过程。本文据此提出了新的扬子古陆南华系新的划分和对比方案。     

鄂尔多斯盆地西缘宁东地区侏罗系含铀地层元素地球化学特征

沉积岩的地球化学特征记录了岩石沉积时的重要地质信息,是研究沉积古环境、源区构造背景及源岩属性的有效手段。采用X衍射荧光光谱（XRF）和等离子体质谱仪（ICP-MS）对鄂尔多斯盆地西缘宁东地区中侏罗统直罗组下段地层砂岩和泥岩样品的主、微量元素及稀土元素含量进行测试分析,旨在对其沉积古环境进行恢复,并对其源区构造背景、源岩属性等特征进行综合研究。研究表明：Sr含量、Sr/Cu值、V/（V+Ni）值、U/Th值、化学蚀变指数（CIA）等地球化学指标综合指示出研究区直罗组下段地层沉积古气候为半干旱-半湿润气候,古水体环境为富氧的淡水环境。根据稀土元素（REE）特征分析,推测研究区直罗组下段地层物源主要来自盆地西北部的阿拉善古陆,源岩岩性主要为片麻岩、石榴石浅粒岩、变不等粒石英砂岩和变中细粒石英砂岩。源区构造背景主要为大陆岛弧,与大洋岛弧也有一定关联。     

鄂尔多斯盆地东胜地区沉积体系与砂岩型铀成矿

沉积体系分析在可地浸砂岩型铀矿床的研究中起着非常重要的作用.本文以沉积体系分析和层序地层学为依据,对鄂尔多斯盆地东胜地区中侏罗统直罗组沉积体系特征、沉积相的空间展布、沉积环境的演化和层序地层学等方面进行了研究,认为：（1）沉积相的平面分布控制着砂体的空间展布,进而影响着赋铀砂体的空间分布;（2）沉积相和沉积环境的演化创造了良好的岩相及岩性组合条件,有利于层间氧化作用的进行;（3）沉积层序控制了3层结构的岩性空间组合.     

基准面旋回对砂岩成岩作用的控制——以鄂尔多斯盆地西南缘汭水河延长组露头为例

以鄂尔多斯盆地西南缘汭水河露头剖面延长组长9-长7辫状河三角洲沉积为例,重点讨论三级层序界面上下的砂岩储层成岩特征.通过大量的铸体薄片鉴定,扫描电镜、X衍射等实验分析,发现汭水河延长组露头剖面层序界面对砂岩储层成岩具有控制作用,基准面下降半旋回内填隙物以浊沸石为主,基准面上升半旋回内以方沸石为主,孔隙主要为溶蚀填隙物形成的次生孔隙,界面之上面孔率好于界面之下的面孔率,有利于储层发育.     

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床后生蚀变成因及其与铀成矿的关系

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床是中国近期落实的又一特大型铀矿床,为古层间氧化带砂岩型铀矿床。根据蚀变作用与成矿作用的关系,建立了新的古层间氧化带砂岩型铀矿床后生蚀变分类方法,即将其划分为控矿蚀变、成矿蚀变和保矿蚀变3类。分别从垂向上和平面上分析了后生蚀变的空间分布规律,剖面自下而上整体表现为保矿蚀变-成矿蚀变-控矿蚀变的垂向序列;平面上重点分析了氧化砂体厚度、氧化砂体百分率、氧化砂体底埋深、氧化砂体底标高等参数特征。     

青藏高原东北缘柴达木盆地红沟剖面物源分析及其构造意义

青藏高原东北缘柴达木盆地红沟剖面发育巨厚的新生代沉积地层,通过分析其沉积物质来源,可以揭示柴达木盆地潜在物源区隆升、剥蚀历史,为高原东北缘新生代构造变形过程提供证据。本文以红沟剖面磁性地层年代框架为约束,对剖面晚渐新世-上新世的碎屑砂岩样品进行了碎屑锆石物源示踪分析。研究结果表明,23.7～12.5 Ma样品的锆石U-Pb年龄主要分布在220～290 Ma,锆石ε_(Hf)(t)集中在—13.53～9.27,Hf同位素t_(DM)范围524～1456Ma;大于300Ma的锆石,ε_(Hf)(t)介于—31.77～13.44,其中76.3%为负值,Hf同位素t_(DM)介于484～3727 Ma。采集自12.5～7.6 Ma样品的锆石U-Pb年龄主要集中在400～500 Ma(峰值～440 Ma),ε_(Hf)(t)值(—27.75～10.75)的90%为负值,Hf同位素t_(DM)介于615～2115 Ma之间。6.8～5.5 Ma样品的锆石U-Pb年龄主要分布在400～500 Ma,ε_(Hf)(t)值(—26.8～8.97),t_(DM(Hf)))介于668～2093 Ma,但220～290 Ma的锆石显著增加,其ε_(Hf)(t)值(—11.86～9.42),Hf一阶段模式年龄范围549～1399Ma。碎屑锆石Hf同位素组成对比分析显示红沟剖面220～290 Ma的锆石与东昆仑山锆石Hf同位素特征相似,而400～500 Ma的锆石则与南祁连山锆石Hf同位素组成相似,揭示东昆仑山在24 Ma开始抬升成为柴达木盆地的源区,～12 Ma南祁连山开始隆升,为柴达盆地提供碎屑物质,成为青藏高原东北缘的构造与地貌边界。     

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。     

新疆博格达山北麓白杨河剖面页岩地球化学特征及其地质意义

通过博格达山北麓白杨河剖面芦草沟组页岩的地球化学特征的综合研究,讨论了芦草沟组页岩的元素富集特征和沉积环境以及源区物源特征和构造背景。结果表明:1研究区页岩P元素极为富集,这受控于页岩中凝灰质火山灰夹层的广泛发育;2对比于世界页岩微量元素分布,白杨河页岩相对富集Li、B、Pr、Tb、Dy、Ho、Er、Tm和Lu元素,其他元素相对亏损;3白杨河剖面页岩地化参数揭示芦草沟组自下而上气候由温湿向干热转变,进而引起水体由淡水向咸水的转变和还原程度的进一步加强;4物源区遭受低级-中等风化程度,物源类型主要为长英质火成岩,其次为铁镁质火成岩;5物源区大地构造背景以大陆岛弧-活动大陆边缘构造背景为主。