CSAMT在巴音戈壁盆地铀储层识别中的应用

在电磁法数值模拟中,正演模拟是认识各种地电条件下的大地电磁响应特征的良好途径,模型正演得到的结论,对于资料处理、反演、解释具有积极的指导作用。通过在巴音戈壁盆地开展可控源音频大地电磁测量(CSAMT),结合巴音戈壁盆地已知钻孔资料,建立了初始地电模型,进行模型正演计算得出正演数据,通过对正演数据进行反演计算,确定合理的反演模型和反演参数,提高资料反演的准确性,最后根据对实测数据的反演计算、资料解释、综合分析结果,推断研究区铀储层巴音戈壁组的空间展布特征,解释结果得到钻孔资料的验证,在砂岩型铀矿勘查中取得较好的效果。

CSAMT法在巴音戈壁盆地构造单元和砂体识别中的应用

巴音戈壁盆地乌力吉地区铀成矿条件优越,但第四系覆盖广泛,构造单元和目标层砂体展布特征不明,且目前地质图比例尺过小,研究区构造单元的展布尚不明确,难以满足铀矿勘查需求。通过开展可控源音频大地电磁测量(CSAMT),获得了沉积盖层的电性结构,推断了目标层砂体的空间展布特征,主要分布于乌力吉凹陷和托莱凹陷内,埋深60~330 m,厚50~340 m。对研究区构造单元进行了新的划分,为“两凹夹一凸”的构造格架,断裂控制了构造单元边界。通过实地地质调查及后续钻孔的验证,证明了本次解释结果的准确性,为相关地区的砂岩型铀矿勘查提供了参考与借鉴。

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。

巴音戈壁盆地塔木素铀矿床成矿作用新认识:热水白云石化-渗出叠加-渗入改造模式

为了解释巴音戈壁盆地塔木素铀矿床矿体多层性、高品位成因,提炼新的关键控矿要素,重建塔木素铀矿床成矿模式,进而指导矿床外围和深部乃至类似地区铀矿找矿。文章基于因格井凹陷构造演化史、沉积充填史和生排烃史特征,通过塔木素铀矿床构造、建造、蚀变、铀矿化、铀成矿时代分析,详细阐述了矿床矿石矿物、矿石元素地球化学、矿石包裹体特征,确认本铀矿床含矿目的层为下白垩统巴音戈壁组上段,受扇三角洲沉积体系、20%~70%含砂率、20%~60%灰砂率、深切箕状凹陷、断裂、白云石化-渗出还原-渗入氧化蚀变等要素控制;认为铀矿化与同沉积热水白云石化程度呈正比,全岩白云石含量达12%以上,以富含Ca、Fe、P_(2)O_(5),低SiO_(2)含量为特征,并富含Co、Ni、Pb、Zn等深源元素;铀矿床成矿年龄多样,可分为三期,第一期为全岩年龄113.3~109.7 Ma,与沉积成岩期相当;第二期为富矿石沥青铀矿年龄70.9 Ma、69.6 Ma,与油气大规模渗出时间相吻合;第三期为富矿石沥青铀矿年龄45.4 Ma、34.7 Ma和20.6 Ma,与区内挤压快速抬升蚀剥时间相符;建立了塔木素砂岩铀矿床渗出复成因型铀成矿模式,认为在沉积成岩阶段发育与白云石化有关的热液铀成矿作用,形成品位于小于0.05%铀矿化;在80~65 Ma,发育渗出还原叠加铀成矿作用;65 Ma以来,发育渗入氧化铀活化再富集铀成矿作用,形成品位大于0.2%的富矿化。

CSAMT法在巴音戈壁盆地尚丹坳陷砂岩型铀矿勘查中的应用

中新生代盆地砂岩型铀矿床是我国重要的铀矿床类型之一,是当前铀矿找矿的主要勘查方向。巴音戈壁盆地砂岩型铀矿床多为隐伏矿体,找矿目的层露头少,具有“泥-砂-泥”储层结构,断裂在控制盆地构造格局、找矿目标层的空间展布以及导通深部还原流体和地下水排泄等方面均具有主导作用。由于地表大面积第四系覆盖,因此亟需借助物探手段查明深部地层结构、断裂构造以及找矿目标层发育情况,为铀矿勘查钻探工程布置提供依据。可控源音频大地电磁测量(CSAMT)具有横向分辨率高、抗干扰能力强的特点。通过在巴音戈壁盆地尚丹坳陷开展CSAMT测量,对研究区的地层结构、断裂构造和找矿目标层及其砂体发育特征做出了客观的解释,有效地指导了钻探工程部署,在砂岩型铀矿勘查中取得了较好的效果,为相关地区的砂岩型铀矿勘查提供了借鉴。

银额盆地额济纳旗伊很乌苏地区下白垩统巴音戈壁组的微体化石及沉积环境

银额盆地额济纳地区中生代地层分布广泛,近些年的研究表明,盆地内发现的油气多来源于中生代地层的烃源岩,因此研究银额盆地中生代地层具有十分重要的意义。通过对银额盆地额济纳地区微体化石进行分析研究,发现鉴定了孢粉3属3种,介形类3属6种,其共存时限为早白垩世。据此将前人原划上侏罗统重新厘定为下白垩统巴音戈壁组,并根据岩石组合特征将其划分为3个岩性段。结合化石古生态、沉积构造和区域地质背景,认为巴音戈壁组3个岩性段分别代表了近岸水下扇、滨—浅湖、扇三角洲平原的淡水—微咸水内陆河湖相沉积环境,揭示其沉积经历了湖盆从产生、发展到萎缩的演化过程。巴音戈壁组岩石组合、沉积环境和化石组合特征的研究结果,有助于区域地层研究对比,为研究油气基础地质和区域演化提供基础资料。

内蒙古自治区额济纳旗雅干地区下白垩统巴音戈壁组化石新发现

在内蒙古银额盆地西北部洪果尔吉乌拉山间盆地内首次发现早白垩世叶肢介化石1属2种,包括:Diestheria yixianensis Chen,Diestheria longinqua Chen,植物化石5个属(种)Podozamites sp.,Equisetites sp.,Baiera sp.,Nilssonia sp.,Czekanowskia sp.。上述叶肢介化石均为热河生物群重要分子,植物化石也是中生代晚三叠世—晚白垩世的常见分子,确定这套地层时代为早白垩世,划归巴音戈壁组。上述化石的发现,丰富了银额盆地中生代生物地层学研究内容,为盆地内早白垩世地层对比提供了最新参考资料。

银额盆地下白垩统巴音戈壁组油页岩特征及古环境

银额盆地下白垩统巴音戈壁组油页岩赋存于巴音戈壁组的二、三段。利用钻井岩心和分析测试资料,对巴音戈壁组油页岩物理特征、品质特征、地球化学特征、有机地球化学特征及分布特征进行了研究,并对油页岩沉积环境、古湖泊生产力、构造和古气候条件进行了分析。研究结果表明:巴音戈壁组油页岩为低含油率、中灰分、低发热量油页岩;并可分为4个油层组,主力油层组形成于高水位体系域时期,成因类型为深湖-半深湖腐殖腐泥型油页岩。油页岩的富集主要受构造发育特征、沉积环境和古气候、古地貌等因素控制。

巴音戈壁盆地塔木素地段砂岩型铀矿成矿条件及找矿前景分析

文章主要从铀成矿的区域地质背景、成矿砂体特点、铀成矿作用类型和后生改造作用等方面对巴音戈壁盆地塔木素地段的铀成矿进行分析。笔者指出,该区铀矿形成于拉分构造背景,构造的反转作用及块段差异性明显,成矿砂体为辫状三角洲砂体,铀矿化类型存在泥岩型和砂岩型两种,以砂岩型为主。铀矿化后的碳酸盐胶结作用普遍发育。综合分析认为,本区具有铀成矿的各种有利条件,存在着寻找可地浸砂岩型铀矿的前景。

巴音戈壁盆地苏红图组时代归属研究

笔者根据玄武岩钾-氩同位素年龄,从盆地沉积演化和充填特征等方面讨论了巴音戈壁盆地苏红图组的构成特点,认为苏红图组沉积贯穿于早白垩世湖盆地演化的全过程,但盆地内苏红图组的形成具有不等时性。盆地西部苏红图组形成较早,为代表盆地形成之初的一套地层岩性组合,其中玄武岩夹层的钾-氩同位素年龄为141～146Ma,归属早白垩世早期;盆地东部苏红图组形成较晚,为代表盆地萎缩阶段的一套地层岩性组合,其中玄武岩夹层的钾-氩同位素年龄为108～109Ma,时代归属早白垩世中晚期。盆地内中生代火山活动具有自西向东的发生过程。苏红图组时间跨度达30Ma以上,远远超出通常一个地层组的时间间隔,建议对其拆分。

查干凹陷早白垩世热流体活动的证据及其对巴音戈壁组碎屑岩储层的影响

基于沉积、储层和构造特征,应用流体包裹体和碳、氧同位素等技术手段,结合岩心、薄片及扫描电镜观察,发现查干凹陷早白垩世苏红图组沉积时期为走滑-拉分断陷期,伴随多期中-基性安山岩和玄武岩为主的火山活动及其对应的热流体活动。苏红图期火山喷发及热流体活动,影响了巴音戈壁组埋深2 800 m以下地层,主要体现在古大地热流异常高值、包裹体均一温度异常增高、碳同位素显示无机成因特征、镜质体反射率突变及粘土矿物转化异常这5个方面。深部的热流体携带CO2等气体,主要沿毛西断裂上侵,进入乌力吉构造带,通过微裂缝和不整合面等通道发生横向运移,主要溶蚀巴音戈壁组储层碳酸盐等矿物,其次为长石颗粒。溶蚀作用发育的优先部位,主要在靠近控制岩浆侵入体的深大断裂,其次受不整合面及次级断裂和裂缝等控制;向凹陷内部,溶蚀作用减弱。深部热流体活动对区内有机质热演化和储层物性的影响,是研究区内溶蚀孔洞发育及分布的主控因素,也是勘探大规模油气藏的关键。

银额盆地苏红图坳陷早白垩世巴音戈壁组火山岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及构造意义

本文对银额盆地苏红图坳陷钻井揭示的火山岩进行同位素地质年代学和岩石地球化学研究,以揭示该组火山岩的形成年代,探讨其岩石成因和构造环境。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得火山岩形成年龄为131.8±5.9～132.6±0.7Ma,时代为早白垩世早期;其年龄与查干凹陷巴音戈壁组火山岩年龄相近或略晚,而与区域内下白垩统苏红图组火山岩年龄差异较大,表明银额盆地早白垩世存在多期火山喷发,且沿着恩格尔乌苏断裂同时发生或向西南延伸,与阿尔金断裂向东北延伸无直接关系。研究区巴音戈壁组火山岩以亚碱性玄武安山岩为主(SiO_2=55.97%～56.37%),表现为主量元素高TiO_2(2.10%～2.35%)、低MgO (0.93%～1.47%)和低Na_2O+K_2O (3.17%～6.49%);稀土元素含量高(REE=352.39×10^(-6)～555.5×10^(-6)),轻重稀土元素强烈分异,弱Eu负异常(δEu=0.78～0.85);富集Rb、Ba、Th等大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HSFE)以及Ni、Cr等相容元素等特征,具有板内和活动大陆边缘的双重特点,与苏红图组板内玄武质火山岩的地球化学特征截然不同。结合区域构造演化及火山岩时空分布分析,认为巴音戈壁组和苏红图组火山岩均为中生代银额盆地陆内伸展、岩石圈减薄和恩格尔乌苏断裂重新活动的产物,但两期火山岩来源于不同的岩浆源区。巴音戈壁组火山岩表现出的岛弧火山岩特征可能是由于地幔源区受到早期俯冲消减事件带来的流体影响。两期火山岩岩浆在上升过程中均未受到明显的地壳物质混染,但巴音戈壁组火山岩存在明显的镁铁质矿物和一定的斜长石结晶分离,结晶分异程度远高于苏红图组火山岩。

塔木素铀矿床下白垩统巴音戈壁组含铀砂岩成岩特征及其与铀矿化关系研究

位于巴音戈壁盆地南部的塔木素铀矿床为典型的硬砂岩型铀矿床,这种特殊硬砂岩型铀矿与我国北方其他典型砂岩铀矿床最主要的不同就是表现在成岩特征上。运用岩石学、岩相学、岩石地球化学、阴极发光、扫描电子显微镜等对塔木素铀矿床下白垩统巴音戈壁组上段(K_(1)b^(2))含铀砂岩成岩特征及其与铀矿化的关系进行了研究。结果表明含铀砂岩碎屑物主要有石英(平均含量12.38%)、长石(平均含量50.33%),胶结物主要有石膏(平均含量12.57%)、铁白云石(平均含量3.20%)、含铁白云石(平均含量9.33%)、白云石(平均含量9.76%)及少量杂基(平均含量2.62%),以孔隙式和基底式胶结为主。含铀砂岩具有盐湖盆地早成岩阶段B期和晚成岩阶段A期的成岩特征,成岩的水介质条件为高矿化度(35.4 g/L)的碱性水(pH=7.52)。在早成岩阶段B期形成了以化学胶结作用、水岩作用、溶蚀作用及交代作用为主的成岩特征。胶结物具有由铁白云石—含铁白云石—白云石—石膏的生成顺序,碳酸盐胶结物由中心到边缘依次为自形铁白云石、半自形—自形的含铁白云石、最外面为他形—半自形的白云石。石膏形成最晚,并可见石膏交代石英、长石及白云石现象。在此过程中,高矿化度水中的Na^(+)替换了斜长石中的Ca^(2+),使斜长石全部转化为钠长石,并在斜长石表面形成了溶蚀微孔洞并沿解理形成微裂隙。受碱性地下水影响,基本无自生胶结作用及黏土矿物生成。晚成岩阶段A期以溶解作用为特征,酸性的地表水溶解了砂岩中的碳酸盐胶结物并形成了溶洞。含铀砂岩整体具有孔隙度低及渗透率低等特征,不利于层间氧化作用的形成。根据含铀砂岩成岩特征及其与铀矿化关系的研究发现,塔木素地区铀矿化具有沉积成岩及层间氧化双重成因特征。

银额盆地下白垩统巴音戈壁组泥岩地球化学特征及其古环境意义

银额盆地拐子湖凹陷巴音戈壁组为中原油田银额新区主力含油层系,该区沉积记录及古环境特征的研究,对拐子湖凹陷的沉积演化及巴音戈壁组储层评价具有重要意义。以拐参1井下白垩统巴音戈壁组取心资料为基础,对不同层位泥岩的微量元素及稀土元素等测试结果进行分析,探讨巴音戈壁组古环境演化规律。对V,Ni,Sr,Ba,Cu等环境敏感元素及Ce_(anom)地球化学特征进行综合分析,结果表明:拐参1井巴音戈壁组形成于咸水→淡水→半咸水贫氧环境,且沉积期古气候总体表现为干旱炎热→温暖湿润→半干旱特征。其中,古盐度指标w(Sr)/w(Ba)和w(Sr)/w(Cu)呈较强的正相关关系,表现为古盐度增加和古气候的干燥期基本一致。结合孢粉化石分析结果,推测该组含油页岩岩系沉积期气候较温暖湿润,有利于有机质产出与保存;半咸水-咸水环境有利于有机质富集,从而形成高品质含油页岩。

巴音戈壁盆地含矿目的层沉积相特征与砂岩型铀矿化的关系

重点论述了盆地3处铀矿床(点)含矿层早白垩世巴音戈壁组上段沉积相展布特征及其与铀矿化的关系。认为该地区铀矿化发育主要受两种沉积环境控制:(1)受扇前辫状分流河道控制,该沉积环境内发育厚层砂体,具有泥-砂-泥结构,在潮湿、湿热古气候环境下,该沉积环境内的砂体中富含有机质和炭屑,有利于铀成矿;(2)受各类沼泽沉积环境控制,在潮湿、湿热古气候环境下,该地区发育大面积沼泽,沼泽沉积环境中多为泥炭、泥质岩及碳质岩沉积,有利于铀元素的吸附、沉淀、富集并成矿。受控于两种沉积环境,该盆地内砂岩型铀矿化矿体存在两种表现形式:卷状及板状。其成因为层间氧化作用与同生沉积富集共存。

巴音戈壁盆地本巴图地区高光谱矿物信息提取及铀矿勘查有利区筛选

为了查明巴音戈壁盆地东部本巴图地区主要蚀变矿物类型和分布,以及与铀矿化之间的关系,为该地区下一步铀矿勘查提供新的技术方法支持。利用航空高光谱SASI和卫星GF-5号数据,采用光谱角填图(SAM)方法提取了高、中、低铝绢云母、高岭石、铁绿泥石、镁绿泥石、碳酸盐类、赤铁矿、褐铁矿等10余种矿物信息。含矿目的层巴音戈壁组上段提取的矿物信息主要为褐铁矿、赤铁矿和碳酸盐类,其次为中铝绢云母、铁绿泥石和石膏,与铀矿化关系密切的蚀变主要为褐铁矿化、赤铁矿化和碳酸盐化。新尼乌苏凹陷东北部下白垩统巴音戈壁组中提取的矿物信息具有一定的组合分带特征,从山往盆方向可划分出赤铁矿+褐铁矿+高岭石+中铝绢云母和褐铁矿+赤铁矿+碳酸盐类+铁绿泥石两种矿物组合分带,后者与铀矿化具有较好的空间对应关系,结合野外地质调查和已有地质、矿产、航放等资料,认为新尼乌苏凹陷东北缘是寻找砂岩型铀矿的有利地段。

银额盆地下白垩统巴音戈壁组含油页岩岩系孢粉化石特征及地质意义

白垩纪陆相古气候研究已经成为国际地球环境系统研究的重要参考,对银额盆地下白垩统巴音戈壁组进行系统取样,通过岩性观察和孢粉鉴定分析,系统研究了研究区下白垩统古气候演化及有机质富集条件。研究区共鉴定孢粉58属173种,包括裸子植物37属141种,被子植物6属11种,蕨类植物15属21种。孢粉组合中裸子植物花粉占绝对优势,均在90%以上。植被类型主要为针叶林,其次为针阔叶混交林,属于暖温带-北亚热带气候类型,总体表现为半湿润-湿润气候,部分层位为半干旱气候。其中,最有利于研究区有机质富集的气候条件是半湿润气候,其次为湿润气候条件。

内蒙古呼伦陶勒盖下白垩统巴音戈壁组的叶肢介化石

内蒙古西部银根-额济纳旗盆地巴格毛德呼伦陶勒盖地区下白垩统巴音戈壁组产有大量的叶肢介化石。该动物群含有河西走廊赤金堡组常见分子Diestheria jiayuguanensis和Yumenestheria delicatula,从而指示两组的对比关系。地质时代隶属于早白垩世九佛堂期。

WorldView-3遥感数据在巴音戈壁盆地本巴图地区铀矿勘查中的应用

笔者等基于WorldView-3(16波段)遥感数据,利用主成分分析方法提取了铁染、Al—OH、Mg—OH和碳酸盐异常信息。进一步查明巴音戈壁盆地本巴图地区蚀变类型及分布,为该地区铀矿勘查提供线索。经查证,提取的蚀变信息类型和位置较为准确,结合地质、地球化学等方法,可以很好地应用于盆山结合部位,甚至盆地内部,为寻找砂岩型铀矿发挥重要作用。综合地面能谱测量、地面光谱测量、岩石薄片观察和化学分析测试结果,认为研究区与铀矿化关系最为密切的蚀变为铁染和碳酸盐化,主要分布在北部巴音戈壁组下段、南部图克木隆起花岗质岩体和新尼乌苏凹陷东北边缘的巴音戈壁组上段。根据铁染和碳酸盐化信息在找矿目的层巴音戈壁组上段中的分布,结合该套地层地质特征,认为研究区NE向向斜西北翼,虽然相关蚀变信息发育,但地层褶皱变形且破坏严重而不利于砂岩型铀矿形成。NE向向斜转折端和东南翼蚀变相对偏弱,但地层稳定,且发育NW向断裂,有利于地下水和后期热液运移,是下一步铀矿勘查的有利地段。

巴音戈壁盆地层间氧化带砂岩型铀矿找矿目的层选择

通过对巴音戈壁盆地沉积盖层的分布、岩性组合及古气候环境分析 ,提出下白垩统巴音戈壁组上段形成于温湿的古气候环境 ,泥 沙 泥地层结构清晰 ,砂岩层中有机质含量较高 。