中国北方盆地中油气运移对砂岩型铀矿成矿作用讨论

以油气成藏动力系统和砂岩型铀矿成矿动力系统为单元,分析了砂岩型铀矿床与油气藏同盆共存的沉积体系、矿床(藏)聚集带之间的联系。认为油气多次运移促使砂岩型铀矿成矿是一种普遍的地质作用,油气运移成藏过程对砂岩型铀矿成矿作用表现为油气初次运移使铀矿化预富集、油气二次运移使间氧化带型铀矿化作用中止与矿体封存、油气藏微渗漏使红色砂层中铀富集成矿等。笔者依据油气对砂岩型铀矿还原作用的结果初步建立了吐哈式、东胜式、钱家店式3种油气藏与砂岩型铀矿共存的基本模式,丰富了砂岩铀矿找矿理论,为多能源矿产综合开发利用提供参考。     

鄂尔多斯盆地东胜-黄龙地区砂岩型铀矿铀矿物赋存状态研究

砂岩型铀矿床是一种具有重要经济价值的铀矿类型,受到世界各国地质勘探部门的高度关注。本文应用电子探针和高分辨分析型电镜联合研究鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿铀的赋存状态;对砂岩中铀、钍及稀土含量的分布进行了线扫描分析,观察到铀矿物微粒主要分布在砂岩的主要造岩矿物裂隙中及其胶结物中。铀矿物主要存在形式是以铀石微粒（UO2）的形式存在, 以微粒吸附形式存在（小于1 微米）。铀物微粒一般富集砂岩中的钾长石、微斜长石、白云母裂隙和解理缝或胶结物中,分析数据显示氧化铀的含量可达1～3.46％,在石英和方解石颗粒裂隙或解理缝中比较低。应用高分辨的电镜还观察到少数呈较大铀石微粒集合体形式存在, 最大可达200 微米。从电子探针分析数据上看,UO2 含量可以从0～几个百分含量,一般来说含铀高的部位,其对应的稀土元素、ThO2含量也较高。本文的研究对含油气盆地的铀矿质的沉淀、运移和富集的认识具有重要意义,同时对鄂尔多斯盆地铀矿开发过程的选冶工艺的确定,具有借鉴价值。     

鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿床成矿水化学过程探讨

为了研究鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿成矿水化学过程,利用光薄片、电子探针、X射线衍射、扫描电镜和化学分析等方法对比分析了氧化带无矿化样品、氧化还原过渡带中低矿化及高铀样品的矿物学和地球化学特征。矿物学研究表明:①所有样品中斜长石均表现出强烈粘土化和绢云母化的特征;②铀矿物主要为铀石,呈胶状吸附在矿物颗粒(部分为炭屑)表面、粒间或裂隙中;③相对氧化带,氧化还原过渡带往往含有更多的炭屑和碳酸盐胶结物。稀土元素地球化学研究表明,氧化带无矿化样品和过渡带低矿化样品表现出较平坦的低分异的稀土配分模式;而过渡带高铀含炭屑样品表现出MREE富集的配分模式,高铀富碳酸盐胶结物的样品表现出轻稀土强烈左倾、重稀土平坦的配分模式。对比分析上述差异后认为,铀成矿与水化学作用密切相关,且成矿水溶液中无机络阴离子以CO32-为主,倾向于络合UO22+和HRE3+;而阳离子主要为斜长石的粘土化释放的Ca2+和SiO44-。当水溶液从盆地边缘向中心运移时,物化环境从氧化及酸性环境向还原及碱性环境转变,此时发生铀酰离子的还原并与SiO44-沉淀形成铀石、Ca2+与CO32-沉淀形成碳酸盐以及HREE的沉淀富集。     

鄂尔多斯盆地东北部侏罗系古河道中一种特殊的砂岩型铀矿床

东胜砂岩型铀矿床是近几年在中国鄂尔多斯盆地东北部发现的一大型铀矿床。因其独特的特征而不同于其他普通砂岩型矿床,矿体一般受绿色砂岩和灰色砂岩之间的过渡带控制,而这两种砂岩目前都指示着还原地球化学环境。古氧化绿色砂岩主要由与油-气二次还原作用有关的绿泥石化和绿帘石化造成。从成因上讲,该矿床与普通砂岩型铀矿床不同,它有着更为复杂的成因,不仅经历了古氧化的成矿过程,而且还经历了油-气流体和热液流体的再改造。空间上,它与侏罗纪直罗组辫状古河道体系有关。较高品位的铀矿化带一般赋存在辫状河主河道与分支河道的分叉部位,所形成砂岩的不均匀性表明,其沉积相属于辫状河到辫状三角洲的过渡沉积体系。统计结果表明,中、细粒砂岩是铀矿化最有利的岩石类型。     

Geochemical characteristics of Dongsheng sandstone-type uranium deposit, Ordos Basin

Generally, sandstone-type uranium deposits can be divided into three zones according to their redox conditions: oxidized zone, ore zone and reduced zone. The Dongsheng uranium deposit belongs to this type. In order to study its geochemical characteristics, 11 samples were taken from the three zones of the Dongsheng uranium deposit. Five samples of them were collected from the oxidized zone, four samples from the ore zone and two samples from the reduced zone. These samples were analyzed using organic and inorganic geochemical methods. The results of GC traces and ICP-MASS indicate that the three zones show different organic and inorganic geochemical characteristics.     

鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿微量和稀土元素地球化学特征

鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿的微量和稀土元素能为铀矿勘查提供地球化学标志。以东胜铀矿层位侏罗系及其中铀矿化为对象,针对砂岩型铀矿石、铀矿化砂岩和围岩几类地质体进行元素地球化学对比研究。东胜砂岩型铀矿微量元素地球化学特征表明,Pb、Mo与U关系极为密切,它们在铀矿石中最富集,铀矿化砂岩中次富集,砂质和泥质围岩中不富集;Pb和Mo可以作为东胜铀矿床矿化的指示元素,Pb、U和Mo蛛网图上构成的"W"式样可作为东胜地区砂岩铀矿化的指示模型。铀矿石、铀矿化砂岩、砂岩以及泥岩表现出相似的REE地球化学特征和配分模式,推断其具有统一的物源、沉积环境和构造背景。部分铀矿石明显富集HREE,显然在沉积成岩后期经历了(热液)改造作用。东胜铀矿化经历了沉积成岩和热液改造作用两个成矿阶段。     

鄂尔多斯盆地东胜地区砂岩型铀矿成因探讨

鄂尔多斯盆地是一个铀、煤、油、天然气共存的沉积盆地。通过电子探针、流体包裹体测温、扫描电镜、偏反光显微镜、煤的微量元素等方法综合分析,认为盆地北部东胜地区的侏罗系砂岩型铀矿属于与天然气还原有关的低温热液型铀矿床,其证据有:1铀石主要分布于充填在孔隙中或微裂缝内的黄铁矿晶体中,其次充填在伊/蒙混层中和钾长石溶孔内的黄铁矿中。2铀石中UO2约占70%,SiO2约为18%,另有极少量的Fe、Ca、Se、Pb、Cr、Ti等伴生元素。3包裹体流体势显示盆地中部的天然气向北东方向运移并大量散失,出现大量被漂白的砂岩;盆地内主砂体展布方向与流体运移方向一致。4天然气包体中见石盐子晶,砂岩胶结物和矿物表面见较多细小盐粒,次生包裹体温度多在140～170℃。5富含黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等低温热液矿物;具有水热蚀变现象(碳酸盐化、硅化、水云母化、黄铁矿化等)。6燕山运动期间岩层进入表生成岩阶段,利于富氧的地表水和来自地层深部的低温热液进入砂岩中,可见褐铁矿溶蚀、重晶石充填于钾长石溶蚀孔现象。     

鄂尔多斯盆地直罗组砂体地球化学特征及其铀成矿作用

通过对东胜及外围地区直罗组砂体的常量元素、微量元素、有机质含量及△Eh值等地球化学特征参数的对比分析。认为东胜地区直罗组砂体不仅具有强的还原能力,而且砂体遭受后期改造作用也明显,其铀成矿的地球化学条件明显好于其他地区;神木地区砂体虽然具有一定的还原能力,但砂体后生改造作用差,其铀成矿条件不如东胜地区;榆林-横山地区砂体后生改造作用较强,但砂体还原能力较差,铀成矿条件也不如东胜地区;安塞地区砂体还原能力差。后生改造作用也差,因而其铀成矿条件最不利。     

鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿床成因和叠合成矿模式

从铀源、迁移和沉积方面详细论述了鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿床的成矿模式,由于成矿过程复杂而建立了油-气还原和热改造叠合的叠合成矿模式。     

鄂尔多斯盆地黄陵、东胜地区地温场对比

鄂尔多斯盆地黄陵、东胜铀矿区分别处于盆地南部渭北隆起的北侧边缘和盆地北部伊盟隆起的东部,赋矿层位都是中侏罗统直罗组。盆地南、北铀矿区在现今地温场及古地温场都存在明显差异,南部现今大地热值及热演化程度明显高于北部。对于下侏罗统延安组和石炭—二叠系煤层,黄陵地区镜质体反射率都高于东胜地区。通过镜质体反射率资料得出同一埋深的一套地层经历的最大古地温和对应的古地温梯度也有南部高于北部的现象。由于早白垩世后期盆地普遍整体抬升使得现今地温相对古地温降低,南部黄陵地区抬升剥蚀量大于北部东胜地区,导致古、今地温差异也大于后者。盆地南部庆阳—富县一带局部构造热运动,导致南部异常地温场的形成,使得南部热演化程度高于北部。     

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。     

REE/trace element characteristics of sandstone-type uranium deposits in the Ordos Basin

1 Introduction The Ordos Basin is the second largest sedimentary basin in China. During the last 10 years, a great progress has been achieved in the aspects of tectonic evolution, dynamics process, inner and outer geological processes during Mesozoic-Cen…     

Geological and Geochemical Characteristics of the Zhiluo Formation in the Bayinqinggeli Uranium Deposit, Northern Ordos Basin: Significance for Uranium Mineralization

The Bayinqinggeli deposit in the northern Ordos Basin, northwestern of China, is a recently discovered sandstone-type uranium deposit. The uranium (U) orebodies are generally hosted in the lower member of the Jurassic Zhiluo Formation (Fm.), and are primarily tabular or irregular in shape. In the study area, 23 sandstone samples were collected from the Zhiluo Fm. and analyzed for major, trace, and rare earth elements (REEs). The geochemical characteristics of these sandstones are used to evaluate the factors controlling U mineralization. The source rocks of the Zhiluo Fm. sandstones are mainly volcanic and felsic magmatic rocks formed in continental arc and active continental-marginal arc environments, and they provided the material required for the mineralization. The index of compositional variability ranges from 1.02 to 3.29 (average1.38), indicating that the Zhiluo Fm. sandstones are immature and composed of first-cycle sediments. The corrected chemical index of alteration averages 56, suggesting that the source rocks underwent weak chemical weathering. The ore host rocks are loose, providing favorable conditions for epigenetic oxidation and U precipitation and enrichment. Ferrous iron in minerals such as chlorite, biotite, ilmenite, and pyrite might have played a role either in adsorbing or reducing the uranium.     

鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿床地球化学特征及其地质意义

本文在系统的取样分析基础上,详细研究鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿的稀土、微量元素地球化学特征,分析研究了鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿富集成矿的机理及多种能源共存的内在联系,从而进一步探讨盆地型多种能源富集成藏（矿）的潜在的规律。高精度ICPMS分析表明：鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿REE总体特征为轻稀土富集,重稀土亏损;ΣREE在36.7~701.8μg/g之间变化, 泥岩ΣREE总体高于砂岩,Y含量都比较高;Eu异常差异明显, 在0.3~2.5内变化。微量元素Rb、U、La、Ce、Pb和Pr呈特别明显正异常,其中U含量在0.6~2204μg/g之间,U的富集和一些微量元素如Ti、V、Zr、Mo、Au等相关,本研究对该区铀矿质沉淀和富集规律的认识具有理论意义。     

鄂尔多斯盆地大营铀矿铀的赋存状态研究

鄂尔多斯盆地大营铀矿是近几年新发现的砂岩型铀矿,详细研究该矿床铀矿物的赋存状态,对其矿床成因认识及之后的选冶开采均具有重要的意义。笔者利用电子探针和逐级化学提取分析以及α径迹分析等方法,研究了大营铀矿铀的赋存状态。结果发现,铀一部分以铀矿物为主,主要是铀石,另外存在少量的水硅铀石和钛铀矿。在电子探针镜下观察,表明铀矿物呈微粒集合体形式存在于黄铁矿、方解石及有机质裂缝中。逐级化学提取分析发现,各形态铀的含量不均一,其中有机质黄铁矿态占40.88%;其次为碳酸盐态,占28.33%;另外残渣态占24.89%,少部分为离子吸附态和铁锰氧化态,分别占3.2%和2.64%。反映其中铀矿物形式的铀占53.22%,分散吸附态的铀占46.72%。分散吸附态的铀以有机质及黄铁矿吸附占主导。综上所述,大营铀矿铀的赋存状态主要为铀矿物和吸附两种形式,二者所占比例大体相当,以铀矿物存在的铀主要为铀石,以吸附形式存在的铀主要赋存在黄铁矿和有机质中。     

鄂尔多斯盆地西南缘彭阳铀矿区矿物学研究及其对区域成矿的指示

绝大多数砂岩型铀矿均赋存于河湖相或滨浅海相等沉积地层中。彭阳铀矿床是近期在鄂尔多斯盆地西南部新发现的一个大型铀矿床,也是中国首个产出于风成砂岩中的砂岩型铀矿床。矿体主要赋存于洛河组砂岩中,岩性主要为中细粒长石砂岩和岩屑长石砂岩。洛河组以沙漠沉积相为主,靠近盆地边缘地区发育冲积扇及河流相沉积。本文在详细的野外调研和矿相学研究基础上,围绕富铀地层洛河组开展详细的矿物学研究,利用扫描电镜、背散射、电子探针等方法,发现洛河组中的铀矿物主要为沥青铀矿,其次为含钛铀矿物,以及少量铀石,基本查明了铀矿物的矿物学特征、化学成分及共生矿物组合。铀矿物大多呈星点状与锐钛矿、磷灰石(胶磷矿)、黄铁矿等密切共生,或者呈条带状分布于石英等碎屑颗粒边缘。与伊犁盆地和鄂尔多斯盆地典型矿床的团块状铀矿物相比,彭阳铀矿床的铀矿物以多呈星点浸染状为特征。洛河组风成砂岩中还原剂十分缺乏,推测有油气等还原物质参与了砂岩型铀矿的氧化还原作用并导致铀矿的沉淀富集。     

新疆三塘湖盆地基底特征及砂岩型铀矿的铀源条件

通过对三塘湖盆地基底地层，特别是其中火山岩岩石组合及其形成的构造环境进行的研究，认为盆地基底主要由岛弧系列的火山岩及火山碎屑岩、正常碎屑岩组成，在早石炭世处于岛孤环境。通过分析与对比．认为盆地的铀源条件局部较好。     

利用铀-油关系寻找地浸砂岩型铀矿

地浸砂岩型铀矿属于外生铀矿,多数产于盆地区,并与油气关系十分密切.通过地浸砂岩型铀矿的成因分类、与油气藏的关系及其与油气藏异同点的分析对比,总结出几种典型油气藏上方的放射性异常模式.以二连盆地地浸砂岩型铀矿与油气藏的客观相伴关系为例,在鄂尔多斯盆地进行了应用试验,发现在油气田上方,低铀异常、低钾异常基本重合,且铀矿床一般定位于油藏的上方或外围.实践证明利用铀-油相伴关系,在油气勘探中应注意寻找铀矿(化)床,在铀矿(化)床周围的有利构造部位应注意加强油气勘探.     

鄂尔多斯盆地流体动力学过程及其砂岩型铀矿化

鄂尔多斯盆地是我国重要能源基地,近年来砂岩型铀矿勘查进展明显。盆地形成演化中的流体动力学及其铀矿化是能源矿产勘查的基础依据,因而备受关注。运用Basin2TM软件数值模拟了鄂尔多斯盆地构造-沉积过程中流体的温度场、压力场、流动方向、流动速率和地热梯度等。伴随盆地的形成和演化,沉积体内流体温度和压力不断增高,流动逐步定向,速率逐渐增大,早白垩世盆地流体的温度达250℃,压力至(700~800)×101.33kPa,地热梯度38.3℃/km,并从盆地中西部沉降中心沿东部斜坡向盆地东部边缘大规模长距离渗出流动,它是砂岩型铀矿化主体在盆地边部形成的重要机制。盆地流体在砂岩中发生铀矿化时,伴随大量方解石蚀变矿物的形成,其δ13CV-PDB变化于-2.7‰~-14.0‰,δ18OV-SMOW介于18.4‰~20.0‰,反映铀矿化盆地流体中CO32-类或CO2主要是沉积有机质脱羟基产物,少部分为海相碳酸盐岩溶解产物,盆地流体中碳酸铀酰是铀元素的主要存在形式。铀矿化低温蚀变成因高岭石的δ18OV-SMOW介于12.6‰~13.7‰,流体包裹体的δDV-SMOW变化于-116‰~-133‰,H、O同位素组成指示盆地流体是经中生界沉积演化的大气降水,具有沉积建造水的性质。环盆地边部是砂岩型铀矿的重要找矿方向。     

鄂尔多斯盆地HJQ地区砂岩型铀矿铀赋存状态研究

砂岩型铀矿床是一种具有重要经济价值的铀矿类型,受到世界各国地质勘探部门的高度关注。通过电子探针、α径迹蚀刻、逐级化学提取等方法的联合应用,对鄂尔多斯盆地HJQ砂岩型铀矿铀的赋存状态进行研究。结果表明,该地区铀矿物以铀石为主,还有极少量的钍铀石和钛铀矿,这些矿物主要是以微粒吸附形式存在(1~5 μm),部分呈较大铀石微粒集合体形式存在的铀矿物颗粒主要存在于黄铁矿、绿泥石、 方解石及有机质的裂隙中,还有少数存在于石英、褐铁矿、云母等矿物的裂隙之中。逐级化学提取实验进一步证实,铀矿物占很大比例,约为50%。分散吸附态的铀约占50%。在分散吸附态的铀中又以黄铁矿和有机质吸附为主,其他矿物吸附的铀在分散吸附的铀中约占5%。