从油气运移探讨有机质在成矿中的作用

本文从盆地中有机质热演化成烃、烃类物质经过初次运移和二次运移形成油气藏以及油气藏破坏的烃类运聚演化过程探讨了有机质在成矿中的作用。来自于盆地中沉积地层的烃类物质和成矿流体具有相同的辅导体系，因而两者通常在同一种流体介质中运移。来自烃源岩的流体的盐度很低（20－30g/L），说明流体从烃源岩中萃取的成矿物质的量有限。在油气的二次运移阶段，烃类物质使流体保持酸性环境，从而加速了流体演变为成矿流体的速度。同时，有机质通过络合、还原和吸附作用参与了成矿物质的搬运，油气成藏的过程也是成矿 流体聚集的过程。油藏（reservoir0的破坏使流体发生剧烈的物化条件改变，从而导致了矿质沉淀形成矿床。     

论油气成藏与金属成矿的关系及综合勘探

从油气藏及金属矿藏的来源、运移、成藏/成矿等方面对油气成藏和金属成矿之间的关系进行了论述,指出油气藏和沉积金属矿藏均来自于相同的烃源岩/矿源层。一些金属(铀、黄铁矿等)的存在,有可能对有机质向烃类的转化起到了积极的催化作用,而烃类中的有机酸对金属元素具有溶解、螯合作用,有利于金属元素随烃类和成矿流体的析出。烃类和成矿流体在水-油-岩共存体系,在近乎相同的运移机制和路径中,能够一起溶解、萃取其路径上的金属元素,有利于金属元素的运移。油气与成矿流体可以在圈闭中聚集、成藏或者由于物理化学条件的变化,金属矿物独立沉淀成矿。油气与金属的成藏/成矿在时间和空间上也具有某些相似性。因此油气成藏和金属成矿具有非常密切的关系,有利于对二者进行综合勘探和利用,具有非常重要的现实意义。     

鄂尔多斯盆地西南缘彭阳铀矿地质特征、成矿规律及找矿标志

彭阳铀矿位于鄂尔多斯盆地西南缘, 是全球首例在风成沉积环境中发现的大型砂岩型铀矿, 具有含矿层位深、砂体厚度大、铀矿品位高等特点。通过对彭阳铀矿地质特征、物源、铀源、铀矿物赋存状态、蚀变矿物、烃类流体参与成矿等方面进行研究, 结合前人研究成果, 系统总结了彭阳铀矿的成矿规律。综合研究表明, 研究区深大断裂发育、拥有厚大砂体及稳定的“泥-沙-泥”结构, 对铀成矿极为有利。同时, 盆地西缘岩体可提供稳定铀源, 浅层富氧含铀流体顺层流动、下渗, 深部烃类流体沿断裂上升至洛河组, 导致红色砂岩褪色蚀变, 为铀成矿提供还原剂。中新世到更新世, 构造活动引发了富氧含铀流体和深层含烃流体的耦合作用, 形成了完整的“补-径-排”流体成矿系统, 最终导致铀成矿。通过分析彭阳铀矿的成矿和控矿要素, 进而建立了成矿模式, 对鄂尔多斯盆地西南缘砂岩型铀矿找矿及其它地区相似地质条件下找矿勘查与研究具有重要指示意义。     

含油气盆地成藏期分析理论和新方法

传统的成藏期分析主要从生、储、盖、运、聚、保各项参数有效配置，根据构造演化史、圈闭形成史与烃源岩生排烃史作出推断，常用的 3个方法是根据油源岩的主生油期、圈闭形成期、油藏饱和压力分析油气藏形成期。近10年来成藏期分析是在构造发展史、埋藏史、热演化史、沉积成岩史 4个方面地质历史分析基础上，更多地依靠成藏化石记录的地球化学和岩石学分析结果，获得成藏期定量数据。评述了成藏期定量分析的理论与方法：包括储层成岩作用与烃类流体充注序次、自生矿物同位素地质年代学、流体包裹体、储层磁性矿物古地磁学、生烃期精确分析等，并讨论了它们在叠合盆地成藏年代学分析中实际应用及存在问题。     

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.     

华南中生代花岗岩型、火山岩型、外接触带型铀矿找矿思路（I）

华南中生代铀成矿作有处于中国东部燕山期强烈火山岩浆作用、壳幔作用及流体作用时期,铀具有大规模聚集成矿的前景。因此,中生代花岗岩型、火山岩型、外接触带型铀矿找矿必须引进深源成矿理论,淡化“浅成低温活化成矿理论”,充分认识铀矿既可形成于浅源浅成条件,也能形成于深源深成高温条件及深源浅成中温条件的特点,重视早阶段（130－95Ma）铀矿化,打破以主岩类型找矿的人为界限,加强白垩纪岩浆岩体系的研究。     

再生烃油气系统成因及全球分布

经典油气系统理论与方法主要侧重于对由烃源岩一次生烃形成的原生油气系统的研究,而对由烃源岩二次生烃或多次生烃过程所形成的特殊油气系统的研究不够。提出了再生烃油气系统的定义为:曾经有过生烃过程但因后期抬升而暂停生烃的烃源岩被再次深埋或在构造热事件的作用下,由烃源岩二次或多次生烃过程所形成的油气系统,其中的油气藏称之为再生烃油气藏。指出了再生烃油气系统的特征为:(1)具多旋回构造演化历史;(2)烃类热成熟度较高,多表现为天然气及凝析油;(3)晚期成藏;(4)油气藏规模以中小型为多,少数为大型甚至特大型;(5)油气藏分布主要受“二次生烃”或晚期生烃中心控制。对再生烃油气系统的主要形成条件进行了阐述。介绍了潜在的再生烃油气系统在中国以及全球的分布状况。     

鄂尔多斯盆地北部铀矿床铀矿物赋存状态及富集机理

为了进一步深化铀矿物的富集机理.利用α径迹放射性照相、扫描电镜、电子探针等方法对鄂尔多斯盆地北部铀矿床中铀矿物的赋存状态进行了系统研究.发现该区铀矿物主要为铀石，少量沥青铀矿和含铀钛矿物.沉积-成岩期碎屑铀矿物赋存在碎屑颗粒内部，吸附在锐钛矿周围，为铀储层中预富集的铀.成矿期铀矿物大部分赋存在碎屑颗粒填隙部位，与黄铁矿、碳质碎屑相伴生，与石英颗粒及方解石胶结关系密切；部分吸附在包裹碎屑颗粒的蒙脱石薄膜上.另外发现了，沥青铀矿-赤铁矿-黄铁矿的矿物组合，以及硒铅矿（PbSe）和白硒铁矿（FeSe₂）与铀矿物相伴生，并伴有REE含量明显升高.分析得出，沥青铀矿形成于成矿早期，氧化酸性流体与还原碱性流体的过渡界面，偏向于氧化酸性一侧；而铀石主要形成于成矿晚期的还原碱性环境.双重铀源供给、丰富的还原介质、多源流体的耦合，局部的热液流体叠加改造，共同造就了鄂尔多斯盆地北部大矿、富矿的形成.      

鄂尔多斯盆地黄陵地区直罗组有机地球化学特征及其与铀成矿关系

鄂尔多斯盆地东南部直罗组油气作用明显,区域铀成矿与褪色蚀变关系密切。本文在铀矿化发育较密集的黄陵地区开展了直罗组有机地球化学特征及其与铀成矿关系研究。通过饱和烃气象色谱分析,可见有机质正构烷烃主峰碳位于C_(15)~C_(22)之间,(C_(21)+C_(22))/(C_(28)+C_(29))值范围为0.72~26.08,∑C_(21)~-/∑C_(22)~+值分布在0.88~6.39之间,Pr/Ph值分布在0.47~0.85之间,OEP值分布在0.87~1.08之间,CPI值分布在1.04~1.22之间,指示烃源岩有机质处于成熟的热演阶段,油气主要来源于三叠系延长组盐湖相的沉积母质。研究区三叠系延长组湖相烃源岩的生烃高峰期与含铀目的层沉积成岩以来地层缺失期及铀成矿期基本吻合,生成的油气既可为铀成矿提供还原能力,又可以避免已形成的铀矿体遭受后期氧化改造。     

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。     

沉积盆地油气与砂岩型铀矿成矿关系研究

国内外许多砂岩型铀矿产于含油气盆地,油气参与砂岩型铀成矿作用越来越受到人们的重视;沉积盆地控制着油气田和砂岩型铀矿床的分布,多数盆地总体形成内部油气-边部铀矿、下部油气-上部铀矿的分布规律。文章认为油气藏与砂岩铀矿床相互联系的储集层系统及盆地有机/无机成因流体是两者同盆共存的物质基础,吸附作用和还原作用是油气参与砂岩型铀矿成矿的两种主要作用方式,重力流驱动的含铀流体与油气成藏过程中油气扩散形成的烃类流体相互混合是铀成矿作用的主要动力学机制,构造则是两种流体联系的纽带;油气与铀矿相互共生、相互作用,为"以铀找油"和"以油找铀"提供了基础。根据油气与铀的成因联系,结合石油勘探开发资料,提出利用油气田资料"二次开发"寻找砂岩型铀矿的思路和方法。利用油气田资料来寻找砂岩型铀矿,可节约大量勘探资金,提高油气田经济效益,经济价值高。     

The relationship between hydrocarbon accumulation and Mississippi Valley‐type Pb‐Zn mineralization of the Mayuan metallogenic belt,the northern Yangtze block,SW China: Evidence from ore geology and Rb‐Sr isotopic dating

The coexistence of Pb‐Zn deposits and oil/gas reservoirs demonstrates that a close genetic connection exists between them. The spatiotemporal relationship between Pb‐Zn mineralization and hydrocarbon accumulation is the key to understanding this genetic connection. The Mayuan large‐scale Pb‐Zn metallogenic belt is composed of a number of Mississippi Valley‐type (MVT) Pb‐Zn deposits that were recently discovered on the northern margin of the Yangtze Block, China. It is hosted in the dolostone of the Sinian (Ediacaran) Dengying Formation (Z₂dn). In addition to the abundant bitumen in the Mayuan Pb‐Zn metallogenic belt, the paleo‐oil reservoir and the MVT Pb‐Zn deposit overlap in space. In this study, two precise ages of 468.3 ± 3.8 Ma and 206.0 ± 6.5 Ma were obtained via the Rb‐Sr isotopic dating of galena and sphalerite from the Mayuan Pb‐Zn metallogenic belt, respectively. The early metallogenic age of 468.3 ± 3.8 Ma is similar to the previously published age of 486 ± 12 Ma. The age of 206.0 ± 6.5 Ma is consistent with the age of the metallogenic event that occurred at 200 Ma in the Upper Yangtze Pb–Zn metallogenic province of the Sichuan‐Yunnan‐Guizhou polymetallic zone, which is located on the southwest margin of the Sichuan Basin, suggesting that the metallogenic effects of this period were regional in scale in the peripheral areas of the Sichuan Basin. Previous studies have shown that two periods of hydrocarbon accumulation occurred in the oil/gas reservoir that coexists with the Pb‐Zn deposits in the study area. The Pb‐Zn mineralization at 468.3 ± 3.8 Ma occurred during the first period of hydrocarbon accumulation, while the second mineralization at 206.0 ± 6.5 Ma occurred during the transformation of the paleo‐oil reservoir to a paleogas reservoir. The spatial relationship between the paleo‐oil/‐gas reservoir and the MVT Pb‐Zn deposits and the temporal relationship between mineralization and hydrocarbon accumulation show that a close genetic relationship exists between the MVT Pb‐Zn mineralization and hydrocarbon accumulation. Analysis of metals in the source rocks forming the paleo‐oil/‐gas reservoirs show that source rocks which formed paleo‐oil/‐gas reservoirs may have provided metals for Pb‐Zn mineralization. Both the paleo‐oil/‐gas reservoirs and Pb‐Zn mineralizing fluids had the same origin.     

新疆伊犁盆地砂岩型铀矿床层间氧化带中粘土矿物特征及与铀矿化关系研究

新疆伊犁盆地砂岩型铀矿床,由于规模大、成矿环境和成矿条件好,在同类型矿床中具有良好的代表性,研究矿床的成矿作用对今后找矿勘查以及开采具有重要理论意义。本文在区域赋铀层位沉积环境研究基础上,以赋矿围岩为研究主体,对伊犁盆地典型铀矿床沉积序列和矿床的控矿层位开展研究,通过对赋矿沉积层位中粘土质对铀矿成矿的控制作用及与铀矿的空间联系和成因分析,开展系统的铀矿床学、能谱测试、显微结构、扫描电镜、地球化学、氢氧同位素等研究,特别是开展了富矿砂体中粘土矿物的种类、成分、结构、同位素、成因等的研究,对粘土质矿物对铀矿成矿的控制作用进行了系统研究。通过研究粘土矿物在伊犁盆地蒙其古尔砂岩型铀矿床成矿过程中的作用及与铀矿的空间联系和成因分析表明:粘土矿物在层间氧化带中分布较为广泛,在主要矿体的氧化还原过渡带中,尤其是部分具有强烈粘土蚀变的砂岩层中铀含量较其他层位要高,反映出粘土矿物与铀成矿是有成因关联的。通过系统的扫描电镜、能谱测试研究,从微观证明粘土矿物与铀成矿有相关关系;粘土矿物的存在导致在近地表含氧含铀水在经过砂岩孔隙时被具有较强吸附能力和巨大表面自由能的粘土矿物所吸附,形成了铀含量较高的片状,团块状的粘土矿物,其在铀成矿作用中起到了吸附和界面的作用,有利于赋矿空间的形成及定位。结合沉积作用、构造活动和后期流体成矿作用等因素,分析了成矿机制和成矿作用,赋矿层位中的粘土矿物、其它成矿条件如岩性(赋矿层和矿源层)、构造(对铀矿化的动力和对地下水径流及铀矿体)等共同控制了铀成矿作用。     

江西省峡江-广丰地区白垩纪红盆-火山盆地对铀成矿的制约探讨

江西峡江-广丰地区产铀盆地常具有特殊的三元结构:含铀火山岩发育在燕山早期的断陷区内,火山岩之下为一(几)套煤系地层,火山岩系之上为一套红色碎屑岩层,构成“黑-灰-红”特色三层结构的叠合式盆地。本文在总结前人工作的基础上,分析了该区叠合式盆地的空间分布、组成结构、形成演化和矿化等特征,并探讨区域构造演化对铀成矿富集的控制作用,以期为研究区铀矿勘查提供新的思路。研究表明:(1)叠合式盆地主要由多旋回的火山岩及其上部的巨厚红层组成,发育在前寒武系变质基底及较薄的峡山群(D2X)、安源群(T3A,含煤层)和林山群(J1L)之上。下白垩统武夷群(K1W)与火把山群(K1H)之间存在构造挤压事件,时限约为132~110 Ma,主要表现为近SN向的挤压和区域性抬升剥蚀,并导致NE和NW向两组共轭断裂分别发生左行和右行压扭,派生的近SN向断裂以张性为主。这些断裂构造是主要的控矿-赋矿构造,特别是近SN向张性断裂,富大矿体均赋存其中;(2)铀矿化时代晚于火山岩围岩的成岩时代,与红层沉积时代有很大程度上的重叠,暗示红盆发育过程对区内铀成矿起重要控制作用;(3)与铀矿物相伴生的萤石、石英中H、O、C同位素指示大气水对铀成矿的贡献,大气水对红层中的Fe^3+、F、Cl、H2S、(U)等进行淋滤,并携带至火山岩的构造裂隙中,在与深部来源流体共同作用下,使火山岩普遍发育水云母化、铀矿化等,因而成矿作用应滞后于火山作用。     

内蒙古东胜铀矿区后生蚀变的稳定同位素特征及其地质意义

近十几年来,在鄂尔多斯盆地北部伊盟隆起东胜及其以西杭锦旗一带,相继发现了东胜等系列大型-特大型砂岩铀矿,目前已成为中国砂岩铀矿发现潜力最大的地区。矿床的主要特征是矿体受直罗组砂岩绿色蚀变带控制;同时,在容矿层及其附近伴生有砂岩白色化、后生碳酸盐化及方解石脉、黄铁矿化等蚀变现象。通过后生蚀变的C、H、O、S等稳定同位素方面研究、示踪和探讨了蚀变的形成过程和成因及其与铀矿化的关系。镜下特征显示,铀矿石中存在的大颗粒结核状黄铁矿与铀矿物共生,两者为同时期的产物;该类样品S同位素表现为较大的负值,表明硫质来源的微生物作用特征明显;与盆地内可能提供硫源的直罗组煤屑、延安组煤层、延长组和延安组原油、上古生界煤系地层等有机S同位素对比,发现铀矿与上古生界煤系烃源岩的有机硫源关系密切。延安组顶部大规模白色化砂岩的高岭石H、O同位素表明,其成因与低温热液作用有关;容矿层后生方解石C、O同位素表明,其形成主要是有机质作用提供了碳源,且其碳质来源主要为上古生界气源岩,而与奥陶系及延长组油气的碳源无关。后生作用流体包裹体的测温及其H、O同位素组成表明,成矿流体以低温的大气降水为主,且与上古生界天然气一起形成低温热液的气-水混合流体;正是这一特点的流体作用形成了本区与铀矿化关系密切的上述各类后生蚀变现象。各类后生蚀变的稳定同位素特征表明,东胜铀矿床形成过程中存在后生低温热液和油气还原改造作用两大特点。本次研究结果为东胜铀矿区的成因认识提供了证据。     

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。     

华南地区中生代以来岩石圈伸展及其与铀成矿关系研究的若干问题

华南地区中生代以来存在大规模的岩石圈伸展作用,与伸展作用相对应,形成了大量花岗岩型、火山岩型和碳硅泥岩型铀矿床。文章详细总结了华南中生代以来岩石圈伸展作用和铀成矿作用的研究进展。通过系统分析,认为要深刻揭示岩石圈伸展与区域铀成矿的关系,至少尚有两大重要科学问题未解决:其一是华南白垩纪—第三纪岩石圈伸展和铀成矿的准确期次及其空间迁移规律;其二为岩石圈伸展期铀成矿的必然性或铀为什么会集中在岩石圈伸展期成矿。要解决第一个问题,需要对铀矿床和岩石圈伸展期形成的基性脉岩开展系统的高精度定年工作;要解决第二个问题,则需要系统研究成矿流体中CO2等气体组分在铀成矿中的作用及其成因。     

Applications of Natural Radiation-Induced Paramagnetic Defects in Quartz to Exploration in Sedimentary Basins

INTRODUCTION Point defects in quartz have attracted intensiveand continuing research since the 1950s ( Weil ,2000 ,1984 ; Marfunin, 1979 ; Weeks , 1956 ; McClellandand Donoghue ,1953) because they are key factors inenhancing ( or reducing) device performance andquality of this i mportant piezoelectric and optical ma-terial (Beall ,1994) .Point defects in quartz are usu-ally dilute in concentration and,therefore ,are ame-nable to study by only a fewstructural techniques ,ofwhich electron…     

华南热液铀矿成矿作用若干问题探讨

华南地区基底铀背景值较高,区域热液铀矿形成于晚中生代-古近纪(K-E)的地壳拉张期。区内各类型热液铀矿床在成矿时代、温压条件、矿物组合及热液蚀变等方面有一定的共同特征,根据热液铀矿床的分布可划分为三大成矿带。铀成矿与伸展构造关系密切,且成矿流体、物质可能为不同来源;铀成矿期铀主要以碳酸铀络合物形式运移。     

鄂尔多斯盆地北部直罗组有机质特征及与铀成矿关系

本文研究了鄂尔多斯盆地典型铀矿床的有机质与铀成矿的关系。探讨了煤屑的赋存状态、煤质特征及成熟度,认为煤屑的演化程度均较低,处于低成熟阶段,有利于对铀的吸附。总体上看煤质有机质和铀矿化关系密切,铀含量与煤屑含量呈正相关关系,对铀矿物为吸附态形式。通过对该区油气包裹体的研究认为,该区存在多期次的成岩方解石胶结过程,并伴随多期次的油气包裹体发育,尤以晚期的胶结方解石矿物中存在丰富的晚期油气包裹体。研究认为晚期可能发生过油、气的运移和聚集,铀矿床的形成与赋矿砂岩中有机流体或还原性气体的充注和络合作用密切相关,因而这些丰富的有机流体和还原性气体对于铀的富集沉淀具有重要意义。