巴音戈壁盆地砂岩型铀矿找矿新发现与意义

砂岩型铀矿是全球最重要的铀矿类型之一,一般以表生流体的氧化还原成矿作用为主。虽然在勘查中发现部分砂岩型铀矿中存在热液流体活动的痕迹,但热液流体与铀成矿之间的关系仍不明确。本研究以巴音戈壁盆地下白垩统巴音戈壁组下段底部砂质砾岩中新发现的铀矿化为研究对象,通过镜下鉴定、电子探针(EPMA)、铀含量、铀价态和微量元素分析等手段,研究了铀矿石的岩石学、矿物学和地球化学特征。结果显示,铀矿化产出于巴音戈壁组下段的紫红色砂岩中,与不整合界面及次级断层有关;铀呈分散状态分布在胶磷矿中,并伴生有方铅矿、闪锌矿等金属硫化物;微量元素分析显示矿石中Sr、Y、Mo、W和REE等显著富集,指示其形成与深部流体密切相关。研究认为,苏红图组玄武岩喷发形成的火山热液在上升过程中与地表大气降水混合形成弱酸性氧化流体,流体沿不整合和断层向上运移并不断萃取地层中的U和P,当其遇到上覆巴音戈壁组砂砾岩中的菱铁矿等还原物质时,形成酸碱度和氧化还原接触界面,进而诱发铀、磷的沉淀。本次在新层位发现的铀矿化拓宽了巴音戈壁盆地铀矿勘查的找矿空间和方向。     

东濮凹陷上古生界石千峰组致密砂岩储层特征

东濮凹陷上古生界石千峰组发育一套厚度较大且具有勘探潜力的河流-湖泊相致密砂岩。采用岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜、阴极发光、X衍射全岩及黏土矿物分析等技术手段,对东濮凹陷上古生界石千峰组致密砂岩储层的岩石学特征、物性特征和成岩作用进行了分析。结果表明:储层岩石类型主要为岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩;孔隙度2%~10%,渗透率(0~1)10^-3m²,整体上表现出特低孔超低渗特点;成岩作用主要为压实、压溶、胶结、溶蚀和交代作用。样品古地温、镜质体反射率(R_o,%)和X衍射黏土矿物分析结果进一步证实研究区石千峰组砂岩储层属于中成岩阶段A期。     

海相砂岩油田高含水期精细油藏描述及剩余油分布研究

海上油田高含水期剩余油分布复杂,优势渗流通道砂体与隔夹层分布特征决定了剩余油分布,是剩余油主控地质因素。如何准确刻画与表征储层内部的优势渗流通道砂体及隔夹层,明确剩余油分布特征,认清油田调整挖潜的剩余潜力,是油藏描述面临的主要问题。针对南海珠江口盆地西江油田（XJ油田）高含水期面临的优势渗流通道砂体认识不清以及隔夹层分布难以刻画的地质问题,探讨形成海相砂岩油田高含水期精细油藏描述的关键技术。基于“差异放大”理念的精细地层细分与对比技术,解决了精细地层格架建立困难的问题;“波形与属性结合”的优势砂体刻画技术明确了储层砂体的分布范围与空间叠置关系,为识别优势渗流通道砂体与认识渗流特征提供依据;“非均质性分级表征”的三维地质建模技术将储层内部控制剩余油分布的优势渗流通道砂体、隔夹层、储层渗流差异表征在地质模型中。在精细地质模型及数值模拟的基础上定量表征剩余油空间分布特征,为剩余油挖潜和调整方案的实施提供地质依据。     

二连盆地砂岩型铀矿找矿方向探讨

文章通过岩性和铀含量分析,进一步确定了二连盆地主要找矿目的层为赛汉组上段(K1s2),重要找矿层位为赛汉组下段(K1s1),探索找矿层位为腾格尔组上段(K1t2),兼顾找矿层位为二连组(K2e)。从铀源-构造-建造-改造全要素进行了铀成矿条件整体分析,认为赛汉组上段主要沿各凹陷长轴方向发育古河谷,形成古河谷型铀矿化,受古河谷、凹陷中央低洼构造、后生蚀变控制;赛汉组下段和腾格尔组上段主要沿盆缘斜坡带发育扇三角洲沉积体系,形成潜水-层间氧化带型铀矿化,受铀源、三角洲沉积体系、后生蚀变控制;二连组主要在额仁淖尔凹陷中部发育湖泊沉积体系,形成沉积成岩型铀矿化,受铀源、二连期最大湖泛面控制;二连盆地发育大规模铀成矿作用,大致可划分为三期:99~78 Ma为沉积成岩期,67~37 Ma为后生作用主成矿期,25~8 Ma为后生叠加改造期。在此基础上,分层位按类型指明了找矿方向,总体认为二连盆地找矿工作应以乌兰察布和马尼特坳陷为重点,辐射川井、腾格尔和乌尼特三大坳陷,统筹兼顾、合理部署,具有很大找矿潜力。     

基于砂岩型铀矿原状岩心的渗流特性试验研究

为研究不同围压、不同组合形式下疏松砂岩的渗透率变化规律,以砂岩铀矿原状岩心为试验对象,采用自行研制的HKY-1型长岩心渗流试验仪进行了应力-渗流耦合试验。笔者分别从围压、排列次序和长度占比三个方面开展试验研究,结果表明:1)梯度围压条件下,两段岩心组合后的整体渗透率与围压呈负相关,符合二次多项式函数衰减规律;2)围压梯度递增,多段岩心组合中不同岩性试样孔隙尺寸的差异逐渐减小,细砂岩的排列次序对整体渗透率的影响也随之减弱;3)5 MPa围压作用下,当两种试样长度占比为1∶1时,组合试样的整体渗透率与目标试样长度占比之间的变化规律符合幂指数分布,粗砂岩组递增,细砂岩组递减,中砂岩组为近似水平分布。     

Genesis and Characteristics of Miocene Deep‐water Clastic Rocks in Yinggehai and Qiongdongnan Basins,Northern South China Sea

Various deep-water deposits developed in the Yinggehai Basin and Qiongdongnan Basin(Ying-Qiong Basin)in the northern South China Sea,making the two basins significantly hydrocarbon-producing areas and ideal for studying the genetic mechanism and sedimentary characteristics of deep-water clastic rocks.Using cores,image well logging,heavy mineral assemblages,and seismic data,we thoroughly studied the geometry,tectonic background,driving mechanism and source-to-sink process of deep-water deposits in the study area.The results showed that:(1)there were five genetic mechanisms of deep-water clastic rock,i.e.,slides,slumps,debris flows,turbidity currents,and bottom currents.(2)The sliding deposits were distributed from the delta front to the continental slope toe.The slumping deposits were mainly distributed at the continental slope toe or the basin’s central area,far from the delta front The turbidity deposits were widely developed in the deep-water area,but with huge differences in thickness.The bottom currents mainly reworked previous deposits far from the slope.(3)Slip and extension along the preexisting fault zone were the main structural factors that drive the axial channel formation at the slope foot.(4)The sand-rich gravity sediment flows in the Ying-Qiong basin were primarily caused by the direct supply of terrigenous debris into the marine environment over the slope break.     

松辽盆地西南部钱家店凹陷DL铀矿带铀的赋存形式及成矿时代

为查明松辽盆地西南部钱家店凹陷新发现DL铀矿带青山口组铀的赋存形式、富集成矿机制及过程,联合对灰色砂、泥岩矿石开展了系统的岩矿鉴定、扫描电镜观察、能谱及电子探针分析、全岩U—Pb同位素定年。结果表明,砂泥岩矿石属于多物源供给的辫状河流相碎屑岩建造,成分和结构成熟度均偏差;矿石中铀均主要以沥青铀矿为主,其次为含铀钛矿物,少量含铀碳酸盐矿物,含铀、锆、硅混合物及吸附态铀。沥青铀矿主要呈胶状、团块状及微粒状产在矿石局部强吸附还原域的杂基、碎屑矿物溶蚀孔洞（隙）或边缘等可赋存空间位置,且与碳屑有机质、黄铁矿、高岭石和蒙脱石黏土矿物、铁白云石及含钛矿物紧密共（伴）生。目的层总体先后存在弱酸性还原流体和碱性还原热液流体双重铀富集成矿作用;并通过矿石全岩U—Pb同位素定年新获得了50.6±1.6 Ma、32.2±3.9 Ma、27±4 Ma、26±2.7 Ma、23.9±2.8 Ma等一批成矿年龄,指示了古近纪期间的主成矿事件。基于区内构造—沉积演化特征,初步构建了DL铀矿带青山口组四阶段的多元流体耦合叠加铀成矿过程：①沉积—成岩预富集阶段;②嫩江末构造反转初始成矿阶段;③古近纪热液流体改造成矿阶段;④新近纪叠加改造阶段。该研究对盆地下一步的铀矿找矿和后期地浸开采具有重要指导意义。     

临兴区块致密砂岩储层水赋存状态及气层含水程度识别方法

为明确鄂尔多斯盆地东缘临兴区块气水分布规律,提高储层气水分布预测精度,通过半渗透隔板实验、核磁共振实验和扫描电镜实验确定储层水赋存状态,基于现场生产资料和测井数据提供可动水饱和度和气层含水程度预测方法。结果表明,临兴区块储层水以束缚水、毛细管水和自由水3种状态赋存,束缚水饱和度为28.26%~58.14%,以束缚水为主的储层射孔后基本不产水;毛细管水是生产压差增加克服毛细管压力而被驱替出来的水,该类储层射孔后生产初期不产水,随着生产压差增大,产水量逐渐增大;致密砂岩储层束缚水饱和度主要受孔隙结构影响,研究区致密砂岩储层主要发育粒间孔、溶蚀孔和晶间孔,从粒间孔、溶蚀孔到晶间孔,小孔含量不断增加且孔隙结构越来越复杂,束缚水饱和度不断增加;利用物性指数表征孔隙类型和结构差异,则临兴区块储层束缚水饱和度随着物性指数增加而降低,随着泥质含量增加而上升,可采用物性指数和泥质含量回归得到束缚水饱和度预测公式,进而得到可动水饱和度;根据孔隙度、束缚水饱和度与可动水饱和度交汇图得到了同含水程度气层的识别方法,气层一般Φ>8%、Swf<15%、Swi<50%;差气层一般Φ<10%,Swf<15%,Swi< 45%;含气水层一般Φ>10%、Swf>5%、Swi为30%~55%;射孔层日产水量可以通过Qw=0.51Swi+2.16Swf+ 13.63Φ+0.17H-1.51计算。     

循环载荷下含水砂岩裂纹演化与损伤特征试验研究

基于矿井地下水库岩体频繁受到矿震、采动应力等循环荷载扰动这一工程背景,在实验室条件下开展了不同含水率砂岩单轴及循环加卸载试验,采用数字散斑技术,揭示了不同含水率砂岩裂纹扩展及破坏规律,基于电镜扫描微观分析,获得了循环载荷下不同含水砂岩微观劣化机制。试验结果表明：单轴及循环加卸载条件下,随着含水率增大,砂岩峰值强度均逐渐降低。干燥砂岩峰值轴向应变经历初始变形、等速变形、加速变形和失稳破坏4个阶段,含水砂岩经历初始变形、等速变形和失稳破坏3个阶段;随着含水率的增大,对应阶段内峰值轴向应变逐渐减小。通过变形率分析法验证发现,水对砂岩的变形记忆特性并无影响。单轴循环加卸载条件下,砂岩的破坏模式由干燥时的张拉−劈裂破坏逐渐向拉−剪混合破坏过渡,至饱和状态时呈现单一的剪切破坏。电镜扫描结果表明,随含水率增大,破裂结构面逐渐由光滑结构、浑圆状结构、片状结构向完全破碎结构过渡。随着含水率增大,绝对损伤参数不断增大,从侧面反映水岩耦合损伤的正相关性;累计损伤参数累积速率更快,同一循环周次下,累计损伤参数也更大。     

冻融红砂岩损伤演化多尺度分析

以红砂岩为研究对象,进行冻融循环、CT扫描及力学特性试验,采用图像处理技术结合遗传算法寻优模型实现了0、5、10、20、40 次冻融循环后 CT 扫描图像的去噪、增强、分割及三维重构处理,通过对同一对象跨尺度的损伤识别与对比研究,建立了基于细观损伤的弹性模量劣化预测公式,并从材料细观结构的物理本质诠释了冻融红砂岩宏观力学行为。结果表明：基于图像最大熵值的遗传算法能够快速精确地选取阈值进行图像分割,实现对岩石细观结构中基质和缺陷的识别;随着冻融次数增加,岩石孔隙率上升、孔隙分维下降,细观尺度上呈现出孔隙扩展、数量增多,但结构复杂程度下降的演化行为;传统方法以有效承载面积、弹性模量为度量基准定义的宏、细观损伤变量未能全面考虑损伤物理机制和材料内部结构信息,宏细观损伤演化曲线差异较大;基于2种物理机制定义细观损伤变量和考虑岩石天然损伤定义宏观损伤变量,实现了损伤的宏-细观结合。最后通过冻融循环过程中细观结构演化与宏观力学响应之间的关系,提出了弹性模量劣化预测公式,并分析冻融砂岩孔隙大小及孔隙结构形态变化在损伤过程中占据的不同主导作用,根据细观结构的物理机制解释宏观砂岩冻融破坏的力学机制。