准噶尔盆地南缘头屯河地区砂岩型铀矿成矿环境与找矿方向

为了进一步拓展准噶尔盆地南缘的找矿空间,文章依据准噶尔盆地南缘头屯河地区的最新勘查进展,从中、新生代构造演化历史、蚀源区铀源条件、古气候环境及有利沉积建造、有利目标层位砂体及氧化带发育特征等方面系统分析了研究区砂岩型铀矿成矿条件。研究认为：北天山的富铀地质体和下白垩统清水河组底部砾岩层为该区铀成矿提供了丰富的铀源;形成于温暖潮湿气候的含煤碎屑岩建造,为铀成矿提供了良好的容矿空间;构造掀斜为含铀含氧水的渗入改造提供了构造条件,也为大规模的层间氧化带的发育提供了物质基础。最后提出在头屯河地区强构造变形区寻找第二成矿斜坡带的找矿新思路,将找矿方向从不利于保矿的山前褶皱冲断带转移至第一排构造带末端的单斜区,主要的找矿目标层位为中侏罗统头屯河组和下白垩统清水河组,找矿类型为古层间氧化带型叠加油气-潜水氧化型和潜水氧化型。     

松辽盆地西南部白垩系姚家组碎屑岩成岩作用与铀成矿

碎屑岩成岩作用过程中铀元素迁移、聚集规律一直是人们关注的热点。文章通过对松辽盆地西南部含矿目的层姚家组碎屑岩成岩作用特征研究,探讨了成岩演化过程中板状铀矿床的形成机理。研究表明,研究区姚家组含矿砂岩主要以岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩为主,成岩作用强度达到中成岩A期,可划分为同生期、早成岩A和B期、中成岩A期和表生成岩期等4个成岩阶段,同时,将成岩演化过程中的铀成矿作用划分为预富集阶段（沉积-同生期）、排铀阶段（早成岩期）、叠加改造作用阶段（表生成岩期）等3个阶段。在沉积-同生期,含矿层段中暗色泥岩发生了铀的强烈预富集作用,其富集的铀可能是铀成矿过程中最主要的铀来源;在早成岩期,压实作用导致铀从高含量暗色泥岩中排泄到邻近砂岩中可能是最重要的成矿作用,铀主要富集在靠近铀源的灰色砂岩中,其成矿流体迁移方向主要是沿垂向上的;在后期表生作用阶段,地表氧化流体对铀矿体产状进行了改造,促使其形成板状矿体。砂岩型铀矿体的产状可能与其铀的来源有着十分密切关系。     

镇原地区下白垩统成岩作用与铀成矿前景预测

以铀成矿前景预测为目的，笔者采用野外研究和室内分析相结合的方法，对鄂尔多斯盆地镇原地区下白垩统砂岩的岩石学特征、成岩作用演化和铀成矿条件进行了分析研究，认为本区下白垩统砂岩岩石成熟度中等，成岩作用强度较弱，成岩演化经历的同生成岩、早成岩和表生成岩3个阶段均与铀矿化有关。铀成矿条件分析表明，本区下白垩统浅层不利因素多。铀异常的发现和氧化一还原过渡带的展布特征指示铀矿勘探应向深部转移。     

准噶尔盆地南缘楼庄子地区头屯河组水文地质条件与铀成矿的关系

前人在准噶尔盆地南缘楼庄子地区发现头屯河组砂岩型铀矿化,针对该地区铀成矿前景及找矿方向进行了论述,但铀控矿因素尚不明朗。砂岩型铀矿作为一种水成矿产,研究水文地质条件与铀成矿关系对铀成矿规律和找矿靶区的预测至关重要。本文利用铀矿勘探和煤田钻孔资料,分析了楼庄子地区头屯河组含水层特征并对其进行了划分;通过分析研究区地下水演化特征,推断出铀成矿地质时期;通过分析含水层发育特征（砂岩含水层厚度、沉积特征、砂泥比,连通性、渗透性等）、“天窗”特征,揭示了不同区域水循环交替强度、铀成矿水文地质条件的差异;综合有利成矿信息,预测头屯河组有利成矿的区域和含水层,经过钻孔验证,楼庄子地区中部铀矿化较好,东部次之,西部较差,仅Ⅲ含水层见工业铀矿化,取得了良好的勘探效果。     

准东喀木斯特地区中侏罗统头屯河组沉积相与铀矿化

以含矿目的层中侏罗统头屯河组为主要研究层位,通过岩性特征、岩石学特征、沉积构造、沉积体系分析及单井—联井剖面对比,从沉积学的角度解释喀木斯特地区铀矿化砂体特征.研究认为:喀木斯特地区头屯河时期发育两种沉积体系组合,一种是扇三角洲-湖泊沉积,一种是辫状河三角洲-湖泊沉积,并识别出扇三角洲平原、扇三角洲前缘、辫状河三角洲平原、辫状河三角洲前缘和滨浅湖5种亚相.镜下鉴定结果表明,含矿目的层头屯河组砂岩类型主要为长石岩屑砂岩,其次为长石岩屑杂砂岩、岩屑砂岩和岩屑长石砂岩,岩石具有典型的低成分成熟度、低结构成熟度特征.喀木斯特头屯河时期沉积相展布具有"北辫南扇"、"盆大水浅、河长扇短以及坡缓"等特点.头屯河组沉积相对喀木斯特地区铀矿化具有明显控制作用,主要体现在以下几个方面:①低位体系域的粗碎屑产物可为铀成矿提供较大的容矿空间;②辫状河道砂体是控制氧化带发育及矿体富集程度的主要因素,砂体的稳定连通为流体运移和成矿提供良好的条件;③特殊的大型"泥-砂-泥(煤)"结构有利于层间氧化带砂岩型铀矿化发育.     

鄂尔多斯盆地南部店头地区直罗组砂岩成岩演化与铀成矿

通过鄂尔多斯盆地南部店头地区含矿砂岩的普通薄片观察、薄片染色、阴极发光、扫描电镜及能谱分析、电子探针、全岩及粘土矿物X衍射、流体包裹体等分析,对研究区直罗组含矿砂岩成岩作用进行了较全面的研究,探讨了成岩演化与铀成矿的关系。研究认为,直罗组砂岩成岩环境经历了由酸性到碱性再到酸性、由同生期氧化→浅埋期弱还原→短暂抬升期弱氧化→深埋期还原增强→大幅度抬升期氧化还原过渡的演化过程,该过程控制着铀离子的迁移、聚集以及最终的定位。该砂岩型铀矿形成于盆地埋藏成岩作用晚期（相当于表生作用阶段）相对埋藏较浅的氧化一还原过渡带。     

准东下侏罗统三工河组砂岩成岩作用及其对孔隙的影响

准噶尔盆地东部下侏罗统三工河组孔隙类型：主要有剩余原生粒间孔和次生孔隙。剩余原生粒间孔是成岩早期淀粘主石英加在形成的,它们围绕屑边部分布。本地区,在剩余原生粒间孔发育的茂盛上、发生溶蚀作用,形成一些原生扩大孔,超大孔、粒内溶孔等。成岩早期胶结作用形成剩余原生粒间孔,晚期的溶蚀作用形成次生孔隙。     

辫状河-曲流河转换模式探讨--以准噶尔盆地南缘头屯河组露头为例

为探讨辫状河向曲流河转换的模式,以准噶尔盆地南缘头屯河剖面中侏罗统头屯河组为例,在层序地层学与沉积学的理论指导下,在层序划分与河流成因岩相类型确定的基础上,通过野外露头实测、剖面精细解剖及沉积观察描述,对头屯河组辫状河-曲流河（辫-曲）转换进行成因分析与特征总结,明确了辫-曲转换的控制因素,再现了辫-曲转换的沉积背景。研究表明:基准面旋回、物源供给、地形坡度及古气候4个方面控制着头屯河组辫-曲转换的过程。随着基准面的逐渐升高,物源供给的减弱,地形坡度的减缓,古气候环境炎热干旱,头屯河组逐渐由辫状河向曲流河转换。最终由头屯河组野外露头垂向序列,建立了辫-曲转换的局部沉积构型模式和区域沉积演化模式。     

成岩作用与油气侵位对鄂尔多斯盆地延长组砂岩储层物性的影响

对鄂尔多斯盆地不同地区上三叠统延长组砂岩的岩石学、储层物性与成岩作用特征及其分布与变化规律的对比研究表明,盆地东部与盆地西部延长组来自不同物源区。压实作用是造成延长组砂岩孔隙丧失的主要原因,分别使长1—长3砂岩和长4 5—长10砂岩丧失的平均孔隙度占原始孔隙的59%和73.3%。胶结作用导致长1—长3和长4 5—长10砂岩丧失的平均孔隙度分别占原始孔隙的25.8%和27.5%,碳酸盐是造成砂岩物性降低的主要胶结物。晚成岩阶段盆地中发生的油气侵位和烃类物质在砂岩孔隙中的聚集抑制了自生石英和碳酸盐胶结物的沉淀。油气的富集对伊利石和绿泥石薄膜的形成没有明显的影响,后者可能对油气的聚集起了促进作用。晚成岩阶段水-岩反应产生的无机酸性流体和烃源岩中有机质向烃类转化过程中产生的有机酸性流体、以及表生成岩阶段的大气降水是导致砂岩储层物性改善的重要途径。     

Evolution of Tectonic Uplift, Hydrocarbon Migration, and Uranium Mineralization in the NW Junggar Basin: An Apatite Fission-Track Thermochronology Study

The Mesozoic–Cenozoic tectonic movement largely controls the northwest region of the Junggar Basin (NWJB), which is a significant area for the exploration of petroleum and sandstone-type uranium deposits in China. This work collected six samples from this sedimentary basin and surrounding mountains to conduct apatite fission track (AFT) dating, and utilized the dating results for thermochronological modeling to reconstruct the uplift history of the NWJB and its response to hydrocarbon migration and uranium mineralization. The results indicate that a single continuous uplift event has occurred since the Early Cretaceous, showing spatiotemporal variation in the uplift and exhumation patterns throughout the NWJB. Uplift and exhumation initiated in the northwest and then proceeded to the southeast, suggesting that the fault system induced a post spread-thrust nappe into the basin during the Late Yanshanian. Modeling results indicate that the NWJB mountains have undergone three distinct stages of rapid cooling: Early Cretaceous (ca. 140–115 Ma), Late Cretaceous (ca. 80–60 Ma), and Miocene–present (since ca. 20 Ma). These three stages regionally correspond to the Lhasa-Eurasian collision during the Late Jurassic–Early Cretaceous (ca. 140–125 Ma), the Lhasa-Gandise collision during the Late Cretaceous (ca. 80–70 Ma), and a remote response to the India-Asian collision since ca. 55 Ma, respectively. These tectonic events also resulted in several regional unconformities between the J3/K1, K2/E, and E/N, and three large-scale hydrocarbon injection events in the Piedmont Thrust Belt (PTB). Particularly, the hydrocarbon charge event during the Early Cretaceous resulted in the initial inundation and protection of paleo-uranium ore bodies that were formed during the Middle–Late Jurassic. The uplift and denudation of the PTB was extremely slow from 40 Ma onward due to a slight influence from the Himalayan orogeny. However, the uplift of the PTB was faster after the Miocene, which led to re-uplift and exposure at the surface during the Quaternary, resulting in its oxidation and the formation of small uranium ore bodies.     

巴音戈壁盆地塔木素铀矿床含矿砂岩成岩作用类型、演化序列及其对铀成矿的约束

勘查和研究发现部分砂岩型铀矿床中不仅有表生氧化流体作用还存在深部流体的参与,这类砂岩型铀矿床蚀变类型多样且成因复杂.塔木素砂岩型铀矿表生流体和深部流体活动都很明显,砂岩普遍固结且后生蚀变类型独特,因此,恢复成岩成矿事件及其演化过程,对揭示铀沉淀富集机理至关重要.本文通过镜下鉴定、电子探针、扫描电镜分析等,系统研究了塔木素矿床含矿砂岩成岩作用特征与后生蚀变矿物生成序列,重塑了成岩成矿事件的演化过程.研究结果显示,塔木素矿床砂岩中压实作用较弱而胶结作用很强,重结晶作用普遍,是造成目的层致密的主要原因,赤铁矿、褐铁矿化、碳酸盐化、石膏化是该地区主要的胶结类型.将该地区的成岩演化划分为沉积-早成岩阶段、早期氧化流体作用阶段、热流体改造阶段和晚期氧化流体弱改造阶段.成岩环境由弱碱性向酸性环境转变的过程中的氧化还原过渡部位是造成铀沉淀的关键,大规模的氧化作用是矿床形成的基础,后期热流体活动对早期形成的低品位铀矿石进行叠加改造,是成矿的关键环节.     

准噶尔盆地北部新生代构造活动特征及其对砂岩型铀矿的控制作用

准噶尔盆地北部顶山地区是我国寻找地浸砂岩型铀矿远景区段之一。本文在野外实地考察的基础上,结合遥感卫片解译分析,发现本区新生代构造活动主要表现为基底逆冲断裂的复活,致使地表呈现张性破裂,形成了洼地、峡谷等特殊的构造地貌形态;并根据擦痕、节理的测量统计,结合电子自旋共振测年分析,推断本区在上新世—更新世期间存在两期构造活动:早期为近似南北向的挤压作用为主,晚期(0.14~0.43Ma)为北东北东东的挤压作用;根据盆地新生代沉积物质充填规律和新生代构造特征,结合区域资料分析,恢复了盆地北部新生代构造演化历史,认为新生代构造活动控制了区域的构造地貌演化和地下水流向的改变,进而控制了地浸砂岩型铀矿成矿作用,并由此指出了三个泉斜坡带为有利的区域找矿远景区段。     

松辽盆地南部泉头组砂岩型铀矿成矿条件分析

通过对松辽盆地南部泉头组砂岩型铀成矿条件分析认为: 泉头组半干旱的亚热带古气候对成矿有利。河流相和三角洲相沉积具有形成厚大砂体的条件。砂体较为发育, 单层砂体厚度可达42 m。虽砂体中有机质含量较低, 但泉头组下部含煤层中的烃类可通过断裂构造及不整合面上升进入砂体, 弥补还原剂的不足。工业铀矿孔的发现反映出泉头组有铀的大规模富集。总之, 泉头组是松辽盆地南部一个重要的找矿目的层, 找矿意义重大。     

准噶尔盆地西北缘深部烃类流体与表生氧化流体叠合铀成矿作用

为查明准噶尔盆地西北缘中、下侏罗统砂岩铀矿化成因及其与烃类流体间的关系。通过对目的层油砂提取物碳同位素和Re-Os同位素测试,得出目的层中的烃类主要是深部油气藏在晚侏罗世-早白垩世时期(155±51 Ma)遭受构造破坏逸散后充注的,初始来源于玛湖坳陷下二叠统风城组烃源岩。结合野外地质调查、岩心宏观及镜下微观鉴定,得出目的层砂岩在烃类流体充注前后分别遭受过后生氧化作用。前期古氧化作用程度强,发育赤铁矿化,成矿潜力大;而后期氧化为近现代氧化,强度偏弱,以褐铁矿化为主,时代新,成矿规模小。最终,建立了该区中、下侏罗统砂岩烃类流体还原与后生氧化耦合的四阶段铀成矿模式:(1)八道湾组-西山窑组期间为原生还原性含矿建造形成期;(2)头屯河组-齐古组期间为古层间氧化带及其古铀矿床形成期;(3)齐古组晚期-新近纪末为烃类流体充注还原与泥岩超覆掩盖期;(4)第四纪以来为近现代层间氧化带及其铀矿体形成期。该模式的提出对含油气盆地内砂岩型铀矿找矿具有指导意义。     

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。     

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。     

准噶尔盆地基底结构特征及其对砂岩型铀矿成矿的影响

本文通过对已取得的地球物理、航空磁测、同位素地质年代及古生物等方面研究成果的进一步整理分析,认为准噶尔盆地基底为陆壳性质、存在前寒武纪结晶基底,且与其上的海西期褶皱基底构成了"双层基底"的认识更为接近实际;准噶尔盆地这种由前寒武纪结晶基底与海西期褶皱基底组成的"双层"基底结构,与伊犁、吐哈、鄂尔多斯等典型产铀盆地的基底相似,具备了砂岩型铀矿成矿的基底条件。     

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。