松辽盆地南部断裂反转构造对砂岩型铀矿成矿的作用

总结介绍了松辽盆地可地浸砂岩铀矿钻探的施工工艺,冲洗液配制及管理,可地浸砂岩铀矿钻探的目的层———松散砂体的取心技术和退心技术,钻探管材的使用及孔内事故的预防与处理。

本文通过用铀矿石的ura平衡系数修正样品的铀含量,再进行upb等时线拟合,获得了北方主要产铀盆地的实际成矿年龄:伊犁盆地为12ma、5～6ma、1～2ma;吐哈盆地为48ma和28ma;巴彦塔拉凹陷为7ma;鄂尔多斯盆地东胜地区为107ma。对含矿砂体中的碎屑锆石与相应蚀源区中酸性火成岩类的锆石upb同位素年龄进行对比,发现含矿砂体的物质成分直接来自中酸性火成岩类的剥蚀产物。该物源是形成富铀砂体的物质基础。通过对蚀源区岩石和盆地含矿地层不同部位砂体岩石样品的upb同位素体系演化特征的研究,论证了可地浸砂岩型铀矿的铀源主要来自两方面,一是蚀源区活性铀含量高的中酸性火成岩类,另一是已经发生铀预富集的沉积砂体。

以煤田钻孔资料\"二次开发\"作为铀矿勘查新思路,在三道明水盆地共收集和筛查煤田钻孔15个,其中铀矿孔2个,放射性异常孔2个;对收集的煤田钻孔放射性测井成果开展了综合研究,简要分析了该盆地的砂岩型铀矿成矿地质条件和成矿潜力,确立了中侏罗世大山口群和下白垩统赤金堡组为铀找矿目的层;根据煤田孔中白垩系地层铀矿化类型,在该盆地划分出潜水氧化带和层间氧化带型两个砂岩型铀矿找矿靶区,为在该盆地开展砂岩型铀矿找矿工作指出了方向。

从古构造、古地理重塑入手,系统分析伊犁盆地各沉积时期的沉积建造特征,并探讨其与砂岩型铀矿的关系。研究表明,伊犁盆地双基底建造形成了盆地的富铀基底,盆地早—中侏罗世在弱伸展环境下形成的暗色含煤碎屑岩建造成为盆地的含矿建造形成期,盆地晚白垩世—新近纪在弱挤压环境下形成的红色碎屑岩建造有利于铀的后生改造富集成矿。经统计分析表明,伊犁盆地砂岩型铀矿化与含矿层的沉积相类型、单层砂体厚度及岩性结构等建造特征密切相关。

简要分析了在梁河盆地开展瞬变电磁勘探的电性基础,对多测道剖面曲线和视电阻率断面图进行了定性解释,解释成果对钻孔布置起到了良好的指导作用。

以煤田钻孔资料\"二次开发\"作为铀矿勘查新思路,择优选取三道明水盆地收集的煤田放射性异常孔进行原位钻孔验证,通过验证结果对比分析,认为三道明水盆地铀矿化可能为层间氧化带和潜水氧化带复合型铀矿化。结合该盆地的成矿地质条件,初步建立了该盆地砂岩型铀矿的成矿模式,根据该模式又探讨了两个靶区的找矿方向,为在该盆地继续开展砂岩型铀矿找矿工作提供了新思路。

马尼特坳陷是二连盆地五大坳陷之一,近年来成为寻找砂岩型铀矿重点工作区.为了快速有效地在该区寻找和控制砂岩型铀矿体,利用地质、物探和样品数据等手段在工作中对其进行了分析和研究.在马尼特坳陷已知工作区的铀矿化特征基础上,通过对成矿砂体分布研究来定位钻探评价区的范围,利用目的层底板和岩芯编录来分析砂体的还原能力和水动力变异部位,利用测井曲线和样品分析数据等确定砂体的含铀性和矿化部位.利用以上方法对铀矿(化)体的富集规律进行了探讨和分析,从而达到准确定位铀矿(化)体的目的,也为进一步铀矿找矿工作提供参考.

以煤田钻孔资料“二次开发”作为铀矿勘查新思路,择优选取三道明水盆地收集的煤田放射性异常孔进行原位钻孔验证,通过验证结果对比分析,认为三道明水盆地铀矿化可能为层间氧化带和潜水氧化带复合型铀矿化。结合该盆地的成矿地质条件,初步建立了该盆地砂岩型铀矿的成矿模式,根据该模式又探讨了两个靶区的找矿方向,为在该盆地继续开展砂岩型铀矿找矿工作提供了新思路。

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1μm)。铀石微粒一般富集在砂岩中的钾长石、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200μm。从电子探针分析数据上看,uo2含量可以从0至几个百分含量,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。

自20世纪中期开始,人们就对砂岩型铀矿有了更新的认识,并在越来越先进的勘探、开采技术的良好配合下,使砂岩型铀矿变成了一种被世界公认的重要矿种之一。另外,越来越多不同种类的铀矿床被发现也对原子能事业起到了推波助澜的作用。我国于20世纪末将砂岩型铀矿列为四大铀矿之一。反观我国核工业几十年的发展历程可以断定,未来铀矿床搜寻的主要方向还应是锁定在我国北方中新生代盆地。本文笔者将就我国国内目前对砂岩型铀矿沉积环境的研究现状进行初步探讨。

提出用铀矿石样品ura平衡系数修正样品的铀含量,再进行upb等时线拟合,从而获得北方主要产铀盆地更符合实际的成矿年龄。对含矿砂体中碎屑锆石与相应蚀源区中酸性火成岩类锆石upb同位素年龄的对比研究,证明了含矿砂体直接来自中酸性火成岩类的剥蚀,指出该物源是形成富铀砂体的物质基础。通过对蚀源区岩石和盆地含矿地层不同部位的砂体岩石样品的upb同位素体系演化特征的研究,论证了地浸型砂岩铀矿的铀源一是蚀源区活性铀高的中酸性火成岩类;另一铀源是有铀预富集的沉积砂体。

针对北方地浸砂岩型铀矿超过400m钻孔钻进中弹塑性致密泥岩钻进效率低的问题,研究试验了钻头,提高了钻进效率,总结了操作技术。用φ104mm中八角阶梯肋骨钻头钻进较软弹塑性致密的光滑的红褐色、浅绿色"打滑"泥岩;用φ104mm中八角阶梯肋骨钻头钻进较软弹塑性致密的灰色致密泥岩;用φ104mm交错式圆片状复合片钻头钻进脆性较大的黑灰色弹塑性致密泥岩;用φ104mm交错式圆片状复合片钻头钻进灰白色脆性较大的弹塑性致密泥岩;用φ104mm双环式齿形复合片钻头钻进弹塑性致密硬泥岩。

介绍了金刚石—硬质合金复合球齿钻头在内蒙古某地区铀矿床卵砾石层中的生产试验情况。在钻进卵砾石层时,保径未做加强的金刚石—硬质合金复合球齿钻头的平均钻进效率为2.50m/h,钻头的平均寿命为7.34m/个;保径加强型金刚石—硬质合金复合球齿钻头的平均钻进效率为2.82m/h,钻头的平均寿命为10.18m/个;而普通合金钻头的平均钻进效率为1.29m/h,钻头的平均寿命为1.19m/个。试验表明金刚石—硬质合金复合球齿钻头是一种理想的钻进卵砾石层的钻头。

在新疆吐哈盆地、准噶尔盆地开展的地浸砂岩型铀矿钻探工作中,常遇到涌水地层,给施工增加了困难。对此有针对性地开展技术攻关,优化治理方案,摸索涌水地层变化规律,制订有效的工艺措施,配制各种加重泥浆,较好地解决了涌水层施工难题,为安全、快速施工提供了技术保障。

针对砂岩型铀矿的成矿特点,以下对比各种地球物理方法在寻找地浸砂岩型铀矿中的应用,总结了解决砂岩型铀矿的不同阶段地质任务的一套快速勘查方法技术。

松辽盆地南部乾安油田青山口组发育大量含片钠铝石砂岩。通过偏光显微镜、扫描电镜、茜素红-s染色和x-射线衍射分析等,对含片钠铝石砂岩的骨架碎屑成分、胶结物与自生矿物、成岩共生序列和流体演化等进行了系统研究。结果表明:松辽盆地南部乾安油田含片钠铝石砂岩的粒度为粉砂、微粒—细粒,分选中—好,岩石类型为微粒含片钠铝石长石砂岩、微粒含片钠铝石岩屑长石砂岩。胶结物与自生矿物主要为片钠铝石、铁白云石、方解石、次生加大石英、自生粘土矿物(高岭石及伊利石)。片钠铝石一部分以放射状、束状和板状等产出,另一部分呈凝块状大面积地连片出现,尤为特殊。成岩共生序列依次为方解石-自生高岭石、次生加大石英-伊利石-片钠铝石、铁白云石。co2注入前形成的自生矿物组合主要为多期方解石组合,高岭石、次生加大石英组合;co2注入之后形成了片钠铝石和铁白云石组合。流体演化过程为碱性流体环境—酸性流体环境—酸性流体向碱性流体过渡或偏碱性流体环境—碱性流体环境。

分析了十红滩铀矿床南段的地层结构、地球化学、矿物成分和化学组成、水文地质、水文地球化学等特征。结果表明:矿层具有地浸必要的稳定隔水顶、底板,埋藏深度适宜,但含水层连续性不好,存在多层钙质夹层;铀矿物以沥青铀矿为主,与黄铁矿、方解石紧密共生,矿石中的sio2偏低,al2o3、cao、fe2o3偏高,易产生ca、fe等化合物的沉淀;铀矿石中以四价形式存在为主,六价铀偏少,提高铀的浸出率难度大;地下水矿化度过高,水中的硫酸钙及碳酸钙的饱和指数都大于零。因此,南矿段地浸条件决定了无论采用常规的规酸法或与碱法开采都无法正常进行高效的浸出,新的工艺研究势在必行。

通过瞬变电磁测深方法在公婆泉地区寻找砂岩型铀矿中的应用，以视电阻率断面特征的定性分析，结合孔旁测深、正演拟合、反演计算，划出了4个大的地层界面。根据地层的隆起、凹陷特征分析了地下水的补、径、排条件。探讨了砂岩型铀矿成矿地质环境。

砂岩型铀矿弱信息提取及综合评价技术是当前铀矿勘查中的重要研究内容之一。通过近几年的研究，提出了航磁、航放弱信息提取的内涵，研究了航磁、航放弱信息形成理论，建立了有效的弱信息提取数学模型；基于gis软件，实现了弱信息提取模型，并开发了专家打分综合评价模型。在某地区，应用gis软件完成了航磁、航放弱信息提取试验和铀资源综合评价。研究结果表明，弱信息提取和综合评价技术可快速缩小砂岩型铀矿找矿靶区，提高预测精度。

对砂岩型铀矿的大规模研究源于自上世纪九十年代开始的铀矿战略大转移,为保证后续分析成矿机制及物质来源等的准确性,对于砂岩型铀矿成矿时代的研究则是不可缺少的内容之一。目前,用以研究铀矿物年龄的最广泛的方法主要分为全岩-单矿物u-pb等时线测试方法以及微区原位定年方法,而微区原位方法又分为电子探针化学测年和同位素原位微区精确定年。本文将通过对铀矿年代学的研究现状来总结对比,具体阐述和介绍目前定年的主要研究方法,从而为能够更为精确的分析构造演化历程提供具体依据。

欧亚大陆上存在一条横穿大陆的东西向铀矿带(серых,1999),该带东段大致与中央亚洲活动带重合,向西沿东欧陆块(俄罗斯地台)南缘的古生代褶皱带延伸,直抵大西洋东岸。该带中已探明众多不同类型的铀矿床,特别是砂岩型铀矿占据着举足轻重的地位。经初步估算,该铀矿带集中了世界铀资源量的50%和俄罗斯铀资源量

主要以松辽盆地南部红岗油田富含片钠铝石砂岩的红143和红146井为研究对象,通过普通薄片鉴定、茜素红-s染色、扫描电镜、能谱分析、显微测温等分析方法,对研究区含片钠铝石砂岩的成岩共生序列,尤其是流体包裹体均一温度进行了详细的研究。红岗油田成岩共生序列为:黏土矿物→石英次生加大边→方解石→片钠铝石→铁白云石→石英愈合微裂隙。通过流体包裹体测温得出:方解石胶结物的均一温度峰值在110～120℃;石英愈合微裂隙的均一温度峰值在130～140℃。片钠铝石的形成温度介于上述两者之间,在120～130℃。通过与国内外已有的研究成果相比较发现:经过岩浆改造后的砂岩中的片钠铝石的形成温度较低,在25～150℃;以子矿物产于包裹体中的片钠铝石的形成温度相对较高,在250～340℃。红岗油田片钠铝石属于第一种情况,形成温度较低,在120～130℃这个温度区间内。扫描电镜和能谱分析显示,形态上,红岗油田片钠铝石(形成温度在120～130℃)主要为针状,乌尔逊凹陷片钠铝石(形成温度在78.56～115.02℃)的片钠铝石主要为针柱状;化学成分上,红岗油田的片钠铝石与乌尔逊凹陷的片钠铝石相比,前者富si,贫na、al和o,后者富na、al和o,贫si。