论东胜矿床油气逸散蚀变的地质地球化学特点及其意义

鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿的显著特点,首先是矿床存在明显的绿色蚀变控矿带以及漂白现象,其次是含矿层较广泛地分布有不连续透镜状碳酸盐化钙质胶结砂岩。经粘土矿物X射线衍射分析、扫描电镜鉴定、包裹体化学成分等项测试,认为绿色蚀变和漂白现象是在大范围还原性环境下形成的,而其中的还原性流体主要与油气逸散作用有关;经对含矿层罐顶气和碳酸盐碳同位素以及部分有机地球化学参数分析后认为,上述蚀变现象主要与上古生界来源的含CH4、H2S、CO、CO2等成分的煤成气向北东方向的逸散蚀变作用有关。故可认为,顺油气逸散方向的盆地边缘且位于绿色蚀变带前锋线的区域是铀矿成矿及找矿的有利地区。     

多种能源矿产同盆共存富集成矿(藏)体系与协同勘探-以鄂尔多斯盆地为例

以鄂尔多斯盆地为例,在盆地构造演化、各种能源矿产的时空分布以及相互联系等方面分析的基础上,探讨了盆地演化进程中多种能源矿产同盆共存富集的成藏（矿）体系及其分布规律,试图建立多种能源矿产协同勘探模式。研究表明,鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿的形成与油、气、煤具有成生关系,典型矿床为东胜铀矿床。可以把同盆共存富集的各种等能源矿产概括为无机矿产（铀矿）和有机矿产（油、天然气、煤及煤层气）两类,在整个盆地演化过程中,共存系统中有机和无机矿产的形成过程相互关联,就位空间按照一定的规律分布,通常有机矿产分布于盆地内部,无机矿产则分布于盆地边缘或盆－山转换部位,但它们同属一个盆地的自然成矿（藏）系统。对于鄂尔多斯盆地,晚侏罗世-早白垩世的构造作用和后期改造,对多种能源矿产的共存成矿（藏）体系的形成及定位产生了重要影响。主要成藏（矿）演化过程可划分为成矿（藏）准备、主要成矿（藏）和后期保存等三个演化阶段。根据盆地油、气、煤、铀多种能源矿产的配置组合特征,将鄂尔多斯盆地划分为七个协同勘探区,可以分别采用不同的协同综合勘探方式。     

鄂尔多斯盆地北部中生代中晚期地层碎屑锆石U-Pb定年与物源示踪

本文采用LA-ICP-MS碎屑锆石原位微区测年方法,对鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区中侏罗统直罗组和下白垩统志丹群进行了砂岩碎屑锆石U-Pb年龄分布及其变化特征研究,统计和对比了前人对该区周缘岩体的同位素年代学结果,结合区域构造背景,系统地研究了盆地北部直罗组及志丹群地层物源及其演变。结果表明:(1)4个直罗组样品和2个志丹群样品锆石年龄总体呈现出270~280Ma、320~340Ma、1800~2000Ma、2300~2500Ma 4个峰值年龄段,在志丹群样品中出现有少量230~240Ma锆石年龄;(2)杭锦旗地区上述砂岩的物源主要来自阴山、大青山—乌拉山的片麻岩、麻粒岩、孔兹岩以及形成于海西期的中酸性侵入岩,同时也有狼山地区岩体、集宁地区孔兹岩的一部分贡献;(3)1800~2000Ma、2300~2500Ma峰值年龄均为华北克拉通基底构造热事件的反映,270~280Ma、320~340Ma两个峰值年龄可能记录了早石炭世—中二叠世古亚洲洋向华北板块北缘的两次快速俯冲事件;(4)下白垩统志丹群样品中出现的230~240Ma的锆石,指示晚侏罗世的燕山运动在盆地北缘引起的强烈逆冲推覆造山作用使得印支期侵入岩被抬升至地表并遭受剥蚀,从而为研究区地层进一步增加了来自蚀源区印支期侵入岩的物源;(5)与中侏罗统直罗组样品相比,下白垩统志丹群样品在2300~2500Ma峰值测点所占比例明显增加,这可能是由于早白垩世时期盆地北部沉积边界较中侏罗世相对扩展,使来自阴山的物源比例增加。     

鄂尔多斯盆地南部延长组富铀凝灰岩地球化学特征及形成机制

本文系统地研究了鄂尔多斯盆地南部延长组凝灰岩元素和同位素地球化学特征。结果表明:凝灰岩主量元素具有高K、高Al、Si中等至高、低Na的特征;REE总体特征为轻稀土富集、重稀土亏损,∑REE在48.57～402.12μg/g之间变化,Eu呈现出负异常,在0.34～0.82内变化,δCe范围在0.80～2.08之间;微量元素中U含量在3.12～144μg/g之间,Ba、U、Th、Hf和Ce呈明显正异常,Nb、P、Ti和Rb呈现负异常。详细的分析表明:U的富集和一些微量元素如Ta、Dy、Lu等相关,Th与∑REE存在明显的正相关性,这些变化可能和盆地中铀矿的富集有关;凝灰岩的硫同位素总体呈现深源特征。根据以上的研究对凝灰岩的形成原因及形成环境进行了探讨。鄂尔多斯盆地南部延长组凝灰岩来源于秦岭造山带火山作用,其中的铀元素富集是由于砂岩型铀矿中铀向凝灰岩迁移而被还原所致。本研究对盆地砂岩型铀矿的铀运移和富集机理认识具有一定指导意义。     

浅地表地球物理技术在岩土工程中的应用与挑战

地球物理勘探方法在岩土工程的应用已有很长一段时间, 但其成效与工程师的期待往往有不小的落差, 以致于在一般的工程应用上仍不普遍.近年来浅地表地球物理技术有显着的进展, 特别是在走时速度层析成像(Traveltime Tomography)、电阻率层析成像法(Electrical Resistivity Tomography)及多道瞬态面波法(Multi-channel Analysis of Surface Wave).本文首先介绍这些方法在台湾岩土工程的应用, 主要包括地层土壤液化潜能评估、坝体的安全检测、土壤与地下水污染调查及地基改良的质量管控等, 应用案例以台湾常使用的地球物理勘探方法逐一介绍.虽然许多成功案例与新的应用方向对于浅地表地球物理技术在岩土工程应用的推广起了鼓舞作用, 本文从工程师的角度提出地球物理勘探工程大量应用的挑战与瓶颈, 包括如何提升探测数据的客观性、数据反演非唯一性问题、探测深度与分辨率的限制、实际条件违背反演基本假设的情况、以及地物性质与工程性质链接的不确定性问题, 并进一步针对这些问题说明相关研究的进展与实务对策.希冀透过上述探讨, 降低物探师与工程师认知上的差距, 提升地球物理勘探在工程的应用的合理性与普及性.     

青海扎日加花岗岩地球化学、锆石LA-ICP-MS U-Pb定年及地质意义

扎日加花岗岩直接侵入到已发生褶皱的三叠纪地层中,岩石类型主要为花岗闪长岩和二长花岗岩,两者呈渐变过渡关系,岩石具粗粒结构或斑状结构。地球化学研究显示,北巴颜喀拉扎日加花岗岩具有高硅〔w(SiO2)为66·29%～73·03%〕、高碱(ALK=6·59～9·26)、过铝质(ASI=1·45～1·648)的特征;稀土元素球粒陨石标准化图解表现出轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损,具中等至弱Eu的负异常;原始地幔标准化蛛网图表现出相对富集Cs、Rb、Ba、U等大离子亲石元素及LREE,亏损Nb、Ta、Zr、Hf、HREE等高场强元素,指示其为壳源型高钾钙碱性系列的强过铝质S型花岗岩。在主量元素构造判别图解FeO*/(FeO*+MgO)-SiO2和R1-R2及微量元素构造判别图解Rb-(Y-Nb)、Rb-(Yb+Ta)、Ta-Yb、Nb-Y及Rb-H-fTa上,所有点均落于同碰撞或后碰撞花岗岩区,且都落于Sr-Yb图的低Sr、低Yb区,表明扎日加花岗岩形成于巴颜喀拉山造山带陆内碰撞造山阶段的同碰撞至后碰撞初期,为挤压向拉张构造体制转变的过渡时期,以挤压构造环境为主。LA-ICP-MS微区原位U-Pb定年获得该岩体的侵位时间为200Ma左右,属晚三叠世—早侏罗纪,表明大场地区处于巴颜喀拉造山带陆内碰撞造山阶段的同碰撞向后碰撞初过渡时期,并且至少在(193±4)Ma时已进入伸展构造环境。对比已有的大场金矿成矿年龄,显示扎日加花岗岩与大场金矿的形成均为巴颜喀拉造山带陆内碰撞造山阶段的产物成岩与成矿之间可能存在内在联系。     

鄂尔多斯盆地延长组长7富铀烃源岩铀的赋存状态

鄂尔多斯盆地晚三叠世延长组长7段是一套深湖相富铀烃源岩,铀含量很高,其矿物学特点是富含胶磷矿、草莓状黄铁矿、有机质等.通过光片、扫描电镜、电子探针、能谱分析、α放射性照相等研究方法,分析了长7段富铀烃源岩中铀的赋存状态,结果表明铀除了以类质同象赋存于胶磷矿中,以及以吸附态赋存于黄铁矿和有机质中以外,还在长7富铀烃源岩中...     

鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿碳酸盐岩碳氧同位素及其天然气-水混合流体作用特征

【研究目的】 本文以杭锦旗—大营铀矿为研究区,研究了矿床的碳酸盐化类型、期次和原位微区碳氧同位素特征,为该区砂岩型铀矿的形成及成因认识提供了新的信息和依据。【研究方法】 采用野外调研、工业孔含矿层位岩芯采集、高倍显微镜观察、电子探针图像分析等方法,区分不同期次的碳酸盐化(主要是方解石),在此基础上运用SHRIMP稳定同位素示踪技术进行C-O同位素测试,为更加精确示踪砂岩铀矿形成过程提供了合理的途径。【研究结果】 利用原位微区碳氧同位素示踪技术分析了铀成矿期及成矿期后流体特征,显示具有有机质来源的特点,其中方解石的氧同位素显示流体具有大气水作用的特点,认为天然气向北部运移耗散与地下水形成的低温混合热液流体为它们提供了碳质来源。本区“钙化木”状碳酸盐化的方解石多显示沿晶洞分布或沿裂隙贯穿,明显为成矿期后天然气沿裂隙充填的结果;因此,天然气-水混合流体作用从成矿期可一直延至成矿期后,具有叠加富集及保矿作用。【结论】 采用电子探针和镜下观察相结合的方法,在区分不同期次方解石的基础上,原位微区稳定同位素示踪技术为精细研究砂岩型铀矿成矿流体特征提供了有效的技术支撑。     

松辽盆地砂岩型铀矿铀含量配分比例的半定量分析

钱家店铀矿是位于松辽盆地南部的复成因砂岩型铀矿,受表生淋滤、辉绿岩中低温热液和深部油气等多流体影响,目前铀矿物赋存状态尚有一定争议,铀在矿石内不同矿物中的配分尚不明确。为了进一步明确铀赋存状态和在不同矿物中的配分,计算钱家店矿石中不同矿物中铀的配分比例,本文运用岩矿鉴定、铀化学逐级提取、电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)微区原位分析技术开展综合测试分析。明确了钱家店铀矿物的赋存状态,认为钱家店铀矿物以吸附态为主,约占总铀含量的80%,结合态铀矿物或含铀矿物约占比20%。其中吸附态铀矿物主要富集在方解石等碳酸盐矿物中,占总铀含量的47.86%,其次是在黏土矿物中占17.94%,在铁锰氧化物矿物中占12.21%。独立铀矿物是与黄铁矿密切共生的沥青铀矿为主,约占铀总含量的9.07%,另有少量含钛铀矿物和铀石约占5.08%。这种矿石中各碎屑组分中铀的占比量化研究,为矿床地浸开采及资源量计算提供依据。     

柴达木盆地多种能源矿产同盆共存及其地质意义

柴达木盆地是中国石油、天然气、煤和铀等多种能源矿产同盆共存的盆地之一。在平面分布上,目前已进入勘探开发阶段的油气藏分布于柴达木盆地西部、北缘及东部地区,煤和砂岩型铀矿分布在盆地北缘;在赋存层位上,石油及部分天然气(油型气、煤成气)以侏罗系煤系地层为源岩,以侏罗系、古近系—新近系为储层,煤赋存于侏罗系大煤沟组和小煤沟组,已知的铀矿化位于侏罗系、古近系—新近系地层。结合单种能源矿产的时空分布特征以及相互之间的组合形式,柴达木盆地石油、天然气、煤和砂岩型铀矿等多种能源矿产在空间上有明显的同盆共存关系,且在成藏成矿中相互作用。柴达木盆地西北地区石油与天然气、柴达木盆地北缘煤与煤成气呈同盆共存关系;柴达木盆地北缘铀矿化发育在煤层之上且在油气运移指向的边部有多个铀矿化点,油气及煤系地层为其提供还原剂。通过柴达木盆地北缘烃源岩生烃模拟试验,元素U及其伴生元素(Mn、Mo、V和Cs)的富集对烃源岩生烃有明显的催化作用,表现为生烃量大幅度增加和生烃高峰提前。综上所述,有机矿产对无机铀矿的形成起到了重要的还原作用,无机铀矿及其伴生元素对于有机油气的生成有明显的催化作用。