鄂尔多斯盆地西南缘砂岩型铀矿“源—汇”系统研究

文章以鄂尔多斯盆地西南缘为例,将“源”到“汇”的研究思路应用到砂岩型铀矿成矿作用研究中来,提出将含铀物质从风化剥蚀到汇流、富集的整个物理化学过程看成一个完整“源—汇”系统,以此来探讨砂岩型铀矿的富集机理和成矿规律。鄂尔多期盆地西南缘下白垩统的铀源岩主要为北部、西南部的沉积岩、花岗岩,混杂了少量长英质岩和中性火成岩。沉积期富铀沉积岩和西南部富铀蚀源区为成矿提供了铀源条件,沉积期铀的预富集为铀成矿奠定了部分物质基础;盆缘古隆起区和下切沟壑古地貌单元是铀成矿时期的两种主要汇流通道,含氧含铀水在重力的驱使下沿着古隆起区和下切沟壑向盆内渗透性好的砂岩迁移流动,形成后生氧化蚀变,在氧化带前锋线附近,受有机质、黄铁矿等还原性物质作用富集成矿。砂岩型铀矿“源—汇”系统研究有助于对铀成矿规律的研究和总结,为鄂尔多斯盆地西南缘下一步铀矿地质勘查提供一定的理论依据。     

高原铁路水平定向试验孔施工概况和关键技术

川藏铁路地处高原高寒高山峡谷地区,铁路隧道勘察十分艰难。开展了千米级水平绳索取心钻进技术与装备研发,在川藏铁路卡子拉山一号隧道DZ-卡子拉山一号-定向实验-01孔进行应用示范。成功完成1212 m水平定向试验钻孔,查明陡倾岩层3条断层和19处节理密集带,方位角偏差≤1°,孔斜0.76°/100 m,机械钻速3.09 m/h,台月效率350.29 m,创造国内水平绳索钻杆PQ、HQ深度588 m和974 m两项最新记录。攻克难进入地区钻孔无法搬迁和查明混杂陡倾岩层构造的难题,突破过去垂直“点”勘察变为水平“线”勘察,直观查明隧道洞身段地层岩性、陡倾岩层构造、水文地质条件等情况,为解决高原铁路长大深埋隧道勘察难题提供了借鉴,具有示范与推广作用。     

华庆长8油层砂岩中碳酸盐胶结物特征及形成机理

碳酸盐胶结物是鄂尔多斯盆地华庆地区砂岩储层中最重要的自生矿物,其发育严重影响储层质量。通过测试分析,该砂岩中碳酸盐胶结物主要为不含铁的微晶方解石和含铁的亮晶方解石;前者形成于早期,后者形成于晚期。无铁方解石主要是从沉积物饱和的碱性孔隙水中直接析出沉淀;含铁亮晶方解石演化发育较复杂。通过该方解石碳氧同位素分析,δ⁽¹⁸⁾OPDB值为-22.5‰(18)OPDB值为-22.5‰^-19.4‰,大部分为-8.4‰-19.4‰,大部分为-8.4‰^-4.6‰。通过碳氧同位素计算古盐度和古温度,确定方解石胶结物形成环境为淡水,含铁的亮晶方解石形成温度在97℃-4.6‰。通过碳氧同位素计算古盐度和古温度,确定方解石胶结物形成环境为淡水,含铁的亮晶方解石形成温度在97℃¹21℃之间,与碳酸盐包裹体测出的均一温度大致相符。碳同位素偏负的原因则可能是因为有机轻碳的加入,而有机物在高温高压下脱羧产生的有机酸与粘土矿物反应产的钙离子则为碳酸盐胶结物提供了成岩作用的Ca121℃之间,与碳酸盐包裹体测出的均一温度大致相符。碳同位素偏负的原因则可能是因为有机轻碳的加入,而有机物在高温高压下脱羧产生的有机酸与粘土矿物反应产的钙离子则为碳酸盐胶结物提供了成岩作用的Ca⁽²⁺⁾来源。     

鄂尔多斯盆地东缘临兴区块页岩气成藏因素分析及富集区预测

结合中联公司前期勘探成果,基于钻井、岩心、测井资料及实验数据,对鄂尔多斯盆地东缘临兴区块本溪组、太原组和山西组泥页岩沉积特征、有机地球化学特征、储层特征以及含气性特征进行了研究,重点讨论了页岩气的富集区。研究成果表明:本溪组和太原组发育潮坪相沉积环境,山西组发育三角洲相沉积环境;整体属于中等-优质烃源岩,太原组烃源岩最好;本溪组和山西组有机质类型主要以腐殖型为主,太原组有机质类型主要以混合型-腐殖型为主;有机质成熟度整体处于成熟-高成熟阶段,具有良好的生烃潜力;储集层微裂隙较发育,属于低孔低渗类型;山西组和太原组的脆性矿物含量在50%以上,有利于后期压裂;研究区泥页岩具有较高的含气量和较强的吸附能力;山西组页岩气富集区主要集中在北部和西南部,太原组页岩气富集区主要集中在北部,且资源潜力最优,本溪组页岩气富集区主要集中在西北部和东北部边缘一小块区域,且资源潜力有限。     

再论鄂尔多斯盆地延长组长73砂层组与烃源岩相关的高伽马砂岩

针对自然伽马等常规测井系列长期仅能将鄂尔多斯盆地延长组长7₃砂层组大规模发育的与烃源岩相关的高伽马砂岩解释为“油页岩等优质烃源岩”的问题,根据岩心观察及测录井资料、电子探针薄片和大量页岩油实际生产资料的分析,对长7₃砂层组内与烃源岩相关的高伽马砂岩的定义、成因以及其发育特征与长7油层组页岩油试油效果的关系进行了探索性的研究。研究表明,鄂尔多斯盆地长7₃砂层组内与烃源岩相关的高伽马砂岩可划分为狭义和广义两种类型,高放射性的成因可能与深部热水作用有关,首次发现其发育特征与长7油层组页岩油试油效果关系密切。该项研究对鄂尔多斯盆地延长组长7油层组页岩油的大规模高效勘探与开发具有重要的理论和现实意义。     

鄂尔多斯盆地西南部晚三叠世辉绿岩年代学、地球化学及其构造意义

鄂尔多斯盆地西南部中奥陶统马家沟组灰岩内部发育多条辉绿岩脉。辉绿岩富集高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Ti、Zr、Hf等,具有板内拉斑玄武岩的地球化学特征,其地球化学数据显示原始岩浆经历过比较强烈的结晶分异演化。对辉绿岩的锆石进行U-Pb LA-ICP-MS测年获得的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为750~195 Ma。根据峰值年龄并结合区域地质资料,本文把辉绿岩的形成年龄确定为224 Ma(晚三叠世)。辉绿岩反映鄂尔多斯盆地西南部在晚三叠世处于类似大陆裂谷的伸展构造环境,晚三叠世西邻陇山地区发生的强烈碰撞后伸展作用也可能有助于进一步强化鄂尔多斯盆地西南部的伸展构造环境。当时该地区岩石圈的稳定性相对较弱,为该地区后续的早侏罗世和早白垩世岩浆活动提供了物质基础。晚三叠世及后期的岩浆活动提高了鄂尔多斯盆地西南部的地温梯度并加快了该地区烃源岩的热演化进程,可能对该地区的油气成藏条件造成潜在影响。     

鄂尔多斯盆地南缘寒武纪同沉积伸展断裂系统及其成因机制分析

由于复杂的构造叠加及严重的覆盖,人们对鄂尔多斯盆地早古生代深部结构的研究仍很薄弱。本文主要通过地震数据处理和解释,结合野外地质调查,发现在寒武纪时期,盆地的南缘发育了一套北东向和近东西向的正断裂系统。作者对这套断裂系统的平面及剖面特征进行了详细的描述和分析,并结合区域地质背景探讨了其成因机制,结果表明该套断裂系统主要是由于先存的元古宙北东向基底断层在寒武纪时期发生了继承性活动而形成,同时在断裂系统的局部区段派生出了东西向展布的小规模新生断层。这套断裂系统的发现可能对鄂尔多斯盆地南缘在寒武纪的演化认识及油气勘探具有一定的启示意义。     

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组马五6亚段硬石膏产状类型与成因*

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组马五₆亚段硬石膏产状类型多样,基于系统的宏观与微观岩石学分析,识别并区分出星散状(A1型)、纹层状(A2型)、致密块状(A3型)、结核状或团块状(A4型)、鸡雏状或角砾状(A5型)等硬石膏产状类型。单井高频旋回和微相分析表明,马五₆亚段发育与潮坪、潟湖、鲕粒滩、砂屑滩、微生物丘等有关的5种高频向上变浅序列,硬石膏的产状类型、产出位置和分布形式等与向上变浅序列有很好的耦合关系。A1型和A2型硬石膏发育于高频向上变浅序列的下部和中部,主要与膏云质或云膏质潟湖相关,属于潟湖相原生化学沉积成因。A3型硬石膏分布于高频向上变浅序列的上部,受膏质潟湖控制,也属于原生化学沉积成因。经典的结核状硬石膏(A4-1)呈随机分布形式产于潮坪沉积序列,为成岩期交代作用或者膏化作用成因,与传统萨布哈交代成因的膏质结核相似。A4-2型硬石膏主要出现在颗粒岩和微生物岩中,主要由富含CaSO₄的下渗卤水在溶蚀孔洞中沉淀形成;A5型硬石膏发育于向上变浅序列的上部和顶部,与高频暴露有关,为准同生期以溶蚀—充填为主的岩溶改造成因。发育完整的单个高频旋回,大致经历了高频快速海侵早期、高频快速海侵晚期至缓慢海退早期、高频缓慢海退晚期和高频海退末期暴露4个演化阶段,形成了与之耦合的海相碳酸盐岩与硬石膏共生序列。这些认识将对马家沟组沉积古环境的再认识具有重要的参考意义。     

鄂尔多斯盆地早侏罗世富县期沉积演化: 大洋缺氧事件前后陆地气候变化的响应*

托阿尔期早期早侏罗世大洋缺氧事件(T-OAE,~183.8 Ma)是一次全球性的地质事件,鄂尔多斯盆地下侏罗统富县组记录了此次地质事件的陆地响应过程。主要基于盆地东缘野外地质调查、扫描电镜及薄片分析,本次研究描述了盆地东北部富县组岩性、颜色和沉积序列,利用前人研究成果总结了富县期岩相古地理变化规律及沉积模式,认为富县期经历了由干旱到湿润的古气候变化: 富县组下部含植物化石较为丰富的白色砂砾岩及黑色、灰色泥页岩沉积于湿润气候时期,对应着盆地下切河谷发育期和填平补齐期; 而上覆的罕见植物化石的杂色、红色泥页岩为(富县期晚期)相对平坦地形条件下的沉积,对应着早、中侏罗世湿润气候背景下的一次干旱气候脉动,为托阿尔期大洋缺氧事件在陆相环境的气候响应,可由此进行富县组区域等时性对比。研究认为“粗富县”为下切谷内河流充填沉积, “细富县”形成于湖泊环境或河漫环境, “黑富县”和“白富县”是湿润气候条件下沉积产物,而“红富县”和“杂富县”为T-OAE期后干旱条件下形成。     

鄂尔多斯盆地庆城地区延长组7段致密油特征及油源分析

鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段(长7段）半深湖—深湖相优质油源岩是油气的重要来源,包括黑色页岩和暗色泥岩,作为盆地重要的供烃源岩一直是研究的热点。为了明确不同烃源岩的贡献及油气来源,通过对庆城地区长7段致密油特征进行分析,对原油进行精细划分,并对源岩有效性进行分析,进一步明确油源对应关系,研究表明,庆城地区长7段黑色页岩和暗色泥岩均对油气成藏有贡献,其中黑色页岩贡献最大,长73段暗色泥岩次之,长72和长71段暗色泥岩贡献较小;原油为低密度、中—低黏度和低凝固点的轻质油。根据生标物特征将原油划分为3类,A类原油具有低C30重排藿烷/C29藿烷、低C29Ts/C29藿烷、低Ts/Tm的特征,由黑色页岩贡献,主要分布于长71段;C类原油具有高C30重排藿烷/C29藿烷、高C29Ts/C29藿烷、高Ts/Tm的特征,主要由暗色泥岩贡献,数量较少且分布局限;B类油各项生标物参数均居中,为A、C类原油的混合,主要分布于长72段。由于黑色页岩生烃时间比暗色泥岩早,且原油黏度和密度更低,因此黑色页岩先生成低黏度A类原油易于向长72和长71段运移,而暗色泥岩后生成的C类原油主要近源富集与A类油混合分布于长72段,从而形成的A类油主要分布于长71段,B类油主要分布于长72段,而C类油分布局限的格局。这对下一步勘探开发及资源评价有重要意义。