CN105590012A - 一种适用于层间氧化带砂岩型铀矿有利砂体的评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种层间氧化带砂岩型铀矿有利砂体的评价方法，包括步骤：S01：从砂体后生蚀变发育特征方面对砂体进行评价，具体如下：建立研究区目的层层间氧化带空间展布图，并依此对有利砂体进行初步评价；建立研究区含矿砂岩地球化学指标，并以此为基础对有利砂体进一步进行评价。本发明的层间氧化带砂岩型铀矿有利砂体的评价方法以研究区目的层层间氧化带空间展布图及含矿砂岩地球化学指标为基础，从砂体自身特征出发，能够更加有效的对砂体进行评价。

Description

一种适用于层间氧化带砂岩型铀矿有利砂体的评价方法

技术领域

本发明属于层间氧化带砂岩型铀矿地质勘查领域，具体涉及一种能够有效评价砂岩型铀矿有利砂体的方法。

背景技术

近年来，砂岩型铀矿已成为我国主要开发的铀矿类型之一。顾名思义，砂岩型铀矿的容矿载体即为沉积盆地地层中的砂体。但并非所有砂体都具有形成砂岩型铀矿的条件，通过对砂岩型铀矿有利砂体的评价，能够初步判定哪些砂体存在较大的成矿可能性，从而为砂岩型铀矿的地质勘查提供指导，目前对砂体有利性的评价方法都是从比较宏观比较基础的角度进行的评价，只能够对有利砂体进行初步判断。

发明内容

本发明解决的技术问题是现有技术中对砂岩型铀矿有利砂体的有效评价方法缺失的问题，进而提供一种能够有效评价砂岩型铀矿有利砂体的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

层间氧化带砂岩型铀矿有利砂体的评价方法，包括步骤：

S01：从砂体后生蚀变发育特征方面对砂体进行评价，具体如下：

建立研究区目的层层间氧化带空间展布图，并依此对有利砂体进行初步评价；

建立研究区含矿砂岩地球化学指标，并以此为基础对有利砂体进一步进行评价。

优选地，所述建立研究区目的层层间氧化带空间展布图的步骤，具体如下：

S11：确立研究区目的层层间氧化带各分带砂岩的宏观识别标准

以研究区目的层砂岩氧化色及原生色为基础结合钻孔取样结果确立研究区目的层层间氧化带氧化砂岩、原生砂岩的宏观识别标准；对于经历过油气二次还原过程的研究区，区分氧化砂岩中的二次还原砂岩和古氧化残留砂岩，分别确立其宏观识别标准；

S12：样品采集及分析测试

以矿床为单位，选取覆盖所述研究区内已知矿床的典型钻孔进行取样，依据步骤S11中确立的宏观识别标准在每个钻孔目的层中分别选取具有代表性的氧化砂岩、原生砂岩的样品，并对所述样品的相关地球化学参数进行分析测试；对于经历过油气二次还原过程的研究区，分别对二次还原砂岩和古氧化残留砂岩进行取样，并分别进行分析测试；分析测试的地球化学参数包括物质成分、环境指标、还原介质含量，其中，对物质成分的分析测试包括全岩及粘土含量分析，对环境指标的分析测试包括对用来确定砂岩的氧化还原类型的Fe²⁺及Fe³⁺含量的分析和用来确定砂岩的胶结程度的CaO含量的分析，对还原介质含量的分析包括固态还原介质含量和气态还原介质含量的分析，对固态还原介质含量的分析包括对全岩S和有机C的分析，对气态还原介质含量的分析包括对酸解烃含量的分析；

S13：根据分析测试结果建立层间氧化带各分带地球化学指标

以矿床为单位分别计算出氧化砂岩、原生砂岩各地球化学参数的测试数据的最大值和最小值，以此作为层间氧化带各分带地球化学指标；对于经历过油气二次还原过程的研究区，分别给出二次还原砂岩和古氧化残留砂岩的地球化学指标；

S14：根据所述层间氧化带各分带地球化学指标查明研究区层间氧化带空间分带特征

继续选取能够覆盖所述研究区的典型钻孔进行取样，并按照步骤S02对钻孔样品进行测试分析各样品的地球化学参数，将分析结果与步骤S03中的得到的各分带地球化学指标进行比较，确定各钻孔样品的砂岩类别，并进一步根据该类别确定每个钻孔目的层中氧化砂岩厚度和原生砂岩厚度以及两种砂岩厚度的比值，并根据该比值，在研究区底图上分别将氧化带、氧化还原过渡带及原生带勾绘出来，继而查明研究区层间氧化带各分带的空间展布特征；对于经历过油气二次还原过程的研究区，分别接计算氧化砂岩和古氧化残留砂岩的厚度，二者相加即为氧化砂岩厚度。

优选地，所述建立含矿砂岩地球化学指标的步骤，具体如下：

在步骤S12中，所取样品还包括矿化砂岩样品，其通过伽马辐射仪的测量结果进行初步识别，并对所取包括矿化砂岩在内的所有样品的铀含量进行分析测试；

在步骤S13中，根据样品测试结果中铀含量的高低，进一步识别矿化砂岩，并计算矿化砂岩的各分析测试数据的最大值和最小值，作为矿化砂岩的地球化学指标。

优选地，在步骤S01之前，还包括步骤S00，从砂体基本特征对有利砂体进行评价，经砂体基本特征评价的有利砂体再进一步采用步骤S01进行评价，所述砂体基本特征包括砂体厚度、含砂率和砂体结构。

优选地，在步骤S00，还包括步骤S0，从沉积体系方面对有利砂体进行评价的步骤，经从沉积体积评价的有利砂体再采用步骤S00进一步进行评价；

优选地，在步骤S0之前，还包括通过目的层铀源分析数据对砂体进行评价的步骤。

优选地，所述通过对目的层铀源分析对砂体进行评价的步骤，包括从外源和内源两方面进行评价，所述外源是指盆地周缘基底蚀源区的铀源条件，内源是指含矿建造本身的铀源条件。

优选地，在通过对目的层铀源分析对砂体进行评价的步骤之前，还包括通过构造条件对砂体进行评价的步骤。

优选地，所述通过构造条件对砂体进行评价的步骤，包括从构造背景、控矿构造和构造演化三个方面对砂体进行评价。

本发明的有益效果如下：

本发明的层间氧化带砂岩型铀矿有利砂体的评价方法以研究区目的层层间氧化带空间展布图及含矿砂岩地球化学指标为基础，从砂体自身特征出发，能够更加有效的对砂体进行评价。

附图说明

图1为本发明的层间氧化带砂岩型铀矿有利砂体的评价方法一个实施例的流程图；

图2为鄂尔多斯盆地东北部1：25万地质图；

图3为直罗组下段下亚段砂体厚度空间展布图；

图4为直罗组下段下亚段含砂率空间展布图；

图5为直罗组下段下亚段沉积相平面展布图；

图6为大营矿床直罗组下段上亚段含砂率与砂体厚度交汇图；

图7为纳岭沟矿床直罗组下段下亚段含砂率与砂体厚度交汇图

图8为鄂尔多斯盆地东北部层间氧化分带指标模式图；

图9为鄂尔多斯盆地东北部直罗组下段下亚段层间氧化带空间展布示意图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案和有益效果进一步进行说明。

大型层间氧化带砂岩型铀矿的成矿作用过程以盆缘蚀源区富铀岩(层)体的风化作用和含矿层本身的氧化作用开始，受适当的构造运用的影响，在具有一定规模和稳定性、且有利于铀运移和沉淀的砂体中，发生铀的活化-迁移-沉淀的过程。因此，砂体是否具备铀成矿条件取决于铀成矿区的构造条件、含矿层的铀源条件及其砂体发育特征等几大要素。

参见附图1，本发明的层间氧化带砂岩型铀矿有利砂体的评价方法，包括步骤：

S01：从砂体后生蚀变发育特征方面对砂体进行评价，具体如下：

建立研究区目的层层间氧化带空间展布图，并依此对有利砂体进行初步评价；

建立研究区含矿砂岩地球化学指标，并以此为基础对有利砂体进一步进行评价。

其中，建立研究区目的层层间氧化带空间展布图的步骤，可以采用如下步骤：

S11：确立研究区目的层层间氧化带各分带砂岩的宏观识别标准

以研究区目的层砂岩氧化色及原生色为基础结合钻孔取样结果确立研究区目的层层间氧化带氧化砂岩、原生砂岩的宏观识别标准；对于经历过油气二次还原过程的研究区，区分氧化砂岩中的二次还原砂岩和古氧化残留砂岩，分别确立其宏观识别标准；

S12：样品采集及分析测试

以矿床为单位，选取覆盖研究区内已知矿床的典型钻孔进行取样，依据步骤S11中确立的宏观识别标准在每个钻孔目的层中分别选取具有代表性的氧化砂岩、原生砂岩的样品，并对样品的相关地球化学参数进行分析测试；对于经历过油气二次还原过程的研究区，分别对二次还原砂岩和古氧化残留砂岩进行取样，并分别进行分析测试；分析测试的地球化学参数包括物质成分、环境指标、还原介质含量，其中，对物质成分的分析测试包括全岩及粘土含量分析，对环境指标的分析测试包括对用来确定砂岩的氧化还原类型的Fe²⁺及Fe³⁺含量的分析和用来确定砂岩的胶结程度的CaO含量的分析，对还原介质含量的分析包括固态还原介质含量和气态还原介质含量的分析，对固态还原介质含量的分析包括对全岩S和有机C的分析，对气态还原介质含量的分析包括对酸解烃含量的分析；

S13：根据分析测试结果建立层间氧化带各分带地球化学指标

以矿床为单位分别计算出氧化砂岩、原生砂岩各地球化学参数的测试数据的最大值和最小值，以此作为层间氧化带各分带地球化学指标；对于经历过油气二次还原过程的研究区，分别给出二次还原砂岩和古氧化残留砂岩的地球化学指标；

S14：根据层间氧化带各分带地球化学指标查明研究区层间氧化带空间分带特征

继续选取能够覆盖研究区的典型钻孔进行取样，并按照步骤S02对钻孔样品进行测试分析各样品的地球化学参数，将分析结果与步骤S03中的得到的各分带地球化学指标进行比较，确定各钻孔样品的砂岩类别，并进一步根据该类别确定每个钻孔目的层中氧化砂岩厚度和原生砂岩厚度以及两种砂岩厚度的比值，并根据该比值，在研究区底图上分别将氧化带、氧化还原过渡带及原生带勾绘出来，继而查明研究区层间氧化带各分带的空间展布特征；对于经历过油气二次还原过程的研究区，分别接计算氧化砂岩和古氧化残留砂岩的厚度，二者相加即为氧化砂岩厚度。

其中建立含矿砂岩地球化学指标的步骤，具体如下：

在步骤S12中，所取样品还包括矿化砂岩样品，其通过伽马辐射仪的测量结果进行初步识别，并对所取包括矿化砂岩在内的所有样品的铀含量进行分析测试；

在步骤S13中，根据样品测试结果中铀含量的高低，进一步识别矿化砂岩，并计算矿化砂岩的各分析测试数据的最大值和最小值，作为矿化砂岩的地球化学指标。

本发明采用的上述建立研究区目的层层间氧化带空间展布图的步骤，通过对研究区内已知典型矿床中各种砂岩的地球化学指标的研究，确立用以判别氧化砂岩和原生砂岩的地球化学指标，并将其推广应用到整个研究区，用来查明研究区层间氧化带各分带的空间展布特征，能够使查明的层间氧化带各分带的空间展布特征更接近实际情况，本发明的上述建立含矿砂岩地球化学指标的步骤，亦以研究区内已知典型矿床中矿化砂岩的地球化学参数为指标，以此为基础能更有效的对砂体进行评价。

本发明在步骤S01之前，还可以包括步骤S00，即从砂体基本特征对有利砂体进行评价，经砂体基本特征评价的有利砂体再进一步采用步骤S01进行评价，砂体基本特征包括砂体厚度、含砂率和砂体结构等。通过对钻孔数据的统计，识别铀成矿有利砂体发育特征。一般来说，形成砂岩型铀矿的有利砂体应具有一定的规模，砂体厚度在40～100m之间，含砂率大于40％，且应具有比较稳定的“泥-砂-泥”结构。

本发明在步骤S00，还可以包括步骤S0，从沉积体系方面对有利砂体进行评价的步骤，经从沉积体积评价的有利砂体再采用步骤S00进一步进行评价，要完成本步骤，需要首先对沉积体系进行恢复，这一步骤可以根据公知常识进行，具体如下：系统收集研究区目的层钻孔资料，统计钻孔中目的层地层厚度和砂体厚度参数，编制目的层砂体厚度、含砂率空间展布图、单孔柱状图及连井剖面图；对所编制图件上砂体垂向沉积韵律变化特征、剖面形态展布特征、空间形态展布特征进行分析；结合地质露头调查及相标志分析，恢复研究区目的层沉积体系。根据不同沉积环境砂体优选有利铀成矿砂体类型。在含有砂体的沉积相中，以辫状河河道、曲流河河道、三角洲分流河道的砂体规模较大，连通性及稳定性较好，有利于铀的运移及赋存。

本发明在步骤S0之前，还包括通过目的层铀源分析数据对砂体进行评价的步骤，具体包括从外源和内源两方面进行评价，外源是指盆地周缘基底蚀源区的铀源条件，内源是指含矿建造本身的铀源条件。产铀盆地基底和蚀源区富铀岩石即外源大面积存在是铀矿化形成的必要要素，其铀含量应该是正常岩石的2倍以上，且有大面积的出露。有利的岩性为富铀花岗岩、前寒武纪酸性变质岩、酸性的侵入岩和火山岩以及富铀的泥页岩等。外源丰富是评价层间氧化带砂岩型铀矿的必要要素。内源丰富的建造主要是灰色、暗灰色碎屑岩建造，该建造铀含量达(4～10)×10^－6，对评价大型层间氧化带型铀成矿也是重要要素。通过对研究区目的层砂体及目的层的蚀源区母岩样品的采集、分析化验，获得其各自铀含量，进而评价目的层砂体的铀源条件。

本发明在通过对目的层铀源分析对砂体进行评价的步骤之前，还包括通过构造条件对砂体进行评价的步骤，可以包括从构造背景、控矿构造和构造演化三个方面对砂体进行评价，为了完成本评价过程，需要先进行构造背景识别、控矿构造识别、构造演化分析等工作，这些工作可根据公知技术进行，具体说明如下：

(1)构造背景识别：综合收集研究区区域构造背景资料，结合地质钻孔及测井资料划分的构造区，识别古地形的基本轮廓。陆相沉积盆地古地形自蚀源区到沉积中心可分为五级，即：外部物源区、内部物源区、山前平原区、滨浅湖区和深湖区。其中，外部物源区长期供给盆地沉积物，为山系或高地，是盆地的主要铀源区。山前平原区是盆地内部水上沉积区，在缓坡带分布范围广，陡坡带分布范围窄，是铀成矿的重点区段。

(2)控矿构造识别：收集研究区大比例尺地质图件，通过对大比例地质图的判读，若发现地层由老到新有序排列，则基本可认定存在构造斜坡带。长期稳定的构造斜坡带最佳，宽缓褶皱的一翼次之，构造变形强烈区的正向构造带(断隆带或隆升区)也较有利于铀成矿。有利构造单元内发育的断裂构造一般形成局部排泄带，铀矿床往往定位于局部排泄带的上方。

(3)构造演化分析：通过对地质露头及钻孔资料的分析，识别研究区构造剥蚀情况及是否存在沉积间断。若研究区构造剥蚀严重，目的层剥蚀殆尽，则无铀成矿前景；若目的层沉积后存在长期的沉积间断，则可视为具有较好的铀成矿前景。

本发明的评价方法按照顺序从构造条件、目的层铀源分析、沉积体系、砂体基本特征、砂体后生蚀变发育特征依次对砂体进行评价，逐步缩小范围找到研究区的有利砂体。

下面以本发明的评价方法在鄂尔多斯盆地东北部地区的应用为实例进一步说明本发明的技术方案：

1)通过构造条件对砂体进行评价的步骤，并进行构造背景识别、控矿构造识别、构造演化分析工作：

1.1构造背景分析

系统收集整理研究区大地构造背景资料，结合盆地内钻孔及测井资料，了解到研究区位于鄂尔多斯盆地东北部东胜隆起之上，其北为阴山山系，出露岩体多为太古界变质岩及华力西-印支-燕山期花岗岩，为研究区主要外生物源及铀源供给区，而研究区则为典型的山前平原地区，有利于铀成矿作用的形成。因此，研究区的构造背景有利于铀成矿作用的发生。

1.2控矿构造识别

通过对研究区1：25万地质图的判读及收集资料的整理，发现研究区自北东向南西方向出现地层由老到新有序出露(图2)，基本可判定研究区位于一构造斜坡带之上，处于有利铀成矿的地段。

1.3构造演化分析

通过对地质露头、钻孔及区域构造演化资料的分析(表1)，发现主要目的层中侏罗统直罗组在研究区北东部存在一定的剥蚀现象，即：直罗组顶部地层局部缺失。这说明在其沉积之后伴随着一定程度的构造抬升，存在一定时期的沉积间断，导致直罗组出露地表接受风化剥蚀。同时，直罗组可接受来自地表水的氧化作用，使地表水及大气降水沿出露地表的直罗组下段砂体向下渗流，对直罗组下段砂体进行氧化改造，从而活化其地层本身的铀，使其随古地下水运移至氧化还原分界面沉淀富集。

表1鄂尔多斯盆地北部中、新生代构造运动及幕事件

2)通过目的层铀源分析数据对砂体进行评价

在完成步骤1)的基础上，针对研究区主要含矿层-中侏罗统直罗组下段砂岩及蚀源区出露岩体进行样品采集，进行U元素分析。分析结果发现，研究区直罗组下段非含矿砂岩U含量普遍大于5×10^－6，具有较高的U含量，可作为内生铀源；蚀源区岩体中，印支期花岗岩岩体U含量达(7～9)×10^－6，具有较高的U含量，属富铀岩体，可作为研究区外生铀源。

在完成步骤1与步骤2的基础上，针对砂体发育特征进行分析，从而对直罗组下段砂体进行评价，如下

3)从沉积体系方面对有利砂体进行评价，首先需要对沉积体系恢复，具体如下：

3.1编制图件

系统收集研究区钻孔资料，统计直罗组下段下亚段砂体厚度和地层厚度，利用Arcgis软件编制砂体厚度及含砂率空间展布图；利用Carbon编制典型钻孔柱状图；利用Bendlink编制典型钻孔剖面图。

3.2图件分析

从砂体厚度及含砂率空间展布图可以看出(图3、图4)，直罗组下段下亚段砂体分布特征整体表现为北西部地区砂体发育规模大、南东部地区砂体发育规模小。北西部砂体厚度普遍大于60m，整体表现为面状分布，含砂率整体在80％以上；南东部砂体形态逐渐过渡为条带状分布，每条砂带宽度大约在5km左右，砂体厚度整体小于40m，含砂率整体小于80％，大于80％的地区呈由北西向南东方向的多个条带状展布。从砂体形态、厚度及含砂率空间展布形态来看，研究区北西部表现为河流河道沉积特征，南东部表现出三角洲分流河道的沉积特征。

通过对典型钻孔单孔柱状图的分析，发现下亚段砂体垂向上具有多期正韵律沉积旋回，表现出多期河道叠置的沉积特点；且含砂率极高，顶部的细粒沉积物厚度极薄，符合辫状河道砂体沉积特点。典型钻孔连井剖面中，下亚段砂体呈泛连通状，砂体厚度大，含砂率高，横向连通性好，符合辫状河道砂体剖面沉积特点。

3.3地质露头及相标志分析

对研究区出露的直罗组下段砂体露头进行地质调查，发现露头砂体自下而上发育多个正韵律沉积旋回，多具有多期河道穿插叠置的接触关系，垂向加积特点明显，反映了河道不稳定、具有多期次河道砂体沉积的特点。且发育槽状、板状交错层理。通过对直罗组下段砂岩粒度数据分析处理，发现粒度累积概率曲线多为两段式，以跳跃总体和悬浮总体为主，基本未见滚动总体，且悬浮总体含量较大，在40％～60％之间，反映了沉积时已具有一定的搬运距离。其中，跳跃总体含量分布在35％～60％，斜率分布在40°～60°之间；悬浮总体较为发育，含量在40％～60％之间，斜率分布在10°～30°之间。平均粒径Mz分布在反映沉积物平均粒度为中砂-粉砂级别。标准偏差σi分布在1.14～2.47之间，指示其分选中等-较差。S截点粒度值分布在1.2～1.7之间，反映了悬浮总体较为发育的特点。综合以上粒度参数特征，参考Visher的不同类型沉积环境砂质沉积物粒度概率分布特征表，认为区内直罗组下段下亚段为典型河流沉积，具有较强的水动力条件。

3.4沉积体系恢复并在恢复后基于沉积体系进行评价

基于步骤(1)、(2)、(3)的分析，认为研究区直罗组下段下亚段以辫状河～辫状河三角洲沉积体系为主(图5)。北西部为辫状河沉积体系，向南东部逐渐过渡为辫状河三角洲沉积体系。其中以辫状河河道及三角洲平原分流河道砂体最有利于铀成矿作用的发生。此类沉积环境砂体厚度大、连通性好，均可为铀成矿提供有利的运移及储存空间。

(4)分析砂体基本特征，完成从砂体基本特征对有利砂体进行评价

在步骤3.1的基础上，利用Excel，统计含矿钻孔砂体厚度及含砂率数据，编制两参数交会图(图6、图7)。从图上可以看出，含矿钻孔砂体厚度在40m～100m之间，含砂率普遍大于40％。也就是说，形成砂岩型铀矿的有利砂体厚度应大于40m，含砂率大于40％。

(5)从砂体后生蚀变发育特征方面对砂体进行评价

首先，建立本地区目的层层间氧化带空间展布图，并依此对有利砂体进行初步评价，其次，建立研究区含矿砂岩地球化学指标，并以此为基础对有利砂体进一步进行评价，其中目的层层间氧化带空间展布图及研究区含矿砂岩地球化学指标的建立过程如下：

对于鄂尔多斯盆地东北部地区，经研究发现，研究区沉积盖层有过四次明显的构造抬升作用，分别是晚三叠纪-早侏罗纪、晚侏罗纪-早白垩纪、晚白垩纪-晚古近纪以及晚新近纪-第四纪。其中与本区主要含矿层中侏罗统直罗组层间氧化带形成关系比较密切的主要为晚侏罗纪-早白垩纪时期的这次沉积间断。此时的构造抬升导致含矿层直罗组普遍出露地表，接受地表含氧水的氧化。同时，直罗组下段主要为一套河流-三角洲相河道砂体沉积，地表水可通过其渗透性较好的砂岩向下渗流，对直罗组下段砂体进行氧化改造。在当时干旱-半干旱的古气候条件下，氧化砂岩主要表现为紫红色、砖红色。河道断陷之后，切断了来自源区阴山山系的含氧水补给，且此时沿断裂向上逸散的深部油气对直罗组下段地层进行二次还原改造，将早先的紫红色、砖红色氧化砂岩重新改造为绿色、灰绿色，称其为二次还原砂岩，但其仍反映层间氧化的特征。局部地区由于还原不彻底，仍保留了早先紫红色、砖红色氧化残留，称其为古氧化残留砂岩。

在以上认识的基础上，完成步骤S11：

通过对钻孔岩心的观察，以砂岩氧化色及原生色为基础，结合钻孔样品的粒度、胶结类型及程度、还原性物质含量的特征建立了本区氧化砂岩及原生砂岩的识别标准：古氧化残留砂岩颜色为紫红色、砖红色，粒度一般为细-粉砂岩，胶结程度较高，基本未见有炭屑、黄铁矿等还原物质。此类砂岩在大营铀矿床见较多，纳岭沟铀矿床较少见到；二次还原砂岩颜色表现为绿色、灰绿色，粒度一般为细-粗砂岩，胶结程度较弱，砂质疏松，极少见到炭屑、黄铁矿等还原性物质；原生砂岩颜色表现为灰色，粒度分布范围广，砂质疏松，胶结程度差，含有较多的炭屑及黄铁矿等还原性物质。矿化砂岩通过伽马辐射仪的测量数值来初步识别，具体地可以采用核工业北京地质研究院制作的HD2000，取样后以分析测试U含量进一步确定，一般U>100×10μg/g即认定为含矿砂岩。

步骤S12，样品采集及分析测试

在完成步骤S11后，以矿床为单位采取样品，尽量选取可覆盖整个矿床的典型钻孔，在每个钻孔的直罗组下段岩心中，分别选取具有代表性的古氧化残留砂岩、二次还原砂岩、矿化砂岩及原生砂岩的样品。取样后，根据不同分析测试项目对样品大小、重量的要求，对采取样品进行分类整理，分别进行分析测试，分析项目包括：全岩及粘土含量分析、Fe²⁺及Fe³⁺含量的分析、CaO含量的分析、全岩S含量分析、有机C含量分析、酸解烃含量分析。

步骤S13，根据分析测试结果建立层间氧化带各分带地球化学指标

通过对纳岭沟、大营铀矿床直罗组下段古氧化残留砂岩、二次还原砂岩、矿化砂岩及原生砂岩的U含量、全岩S含量、Fe³⁺/Fe²⁺、CaO含量、有机C含量以及酸解烃含量分析，统计整理各地球化学指标数据，建立了鄂尔多斯盆地东北部层间氧化带各分带地球化学指标模式，如图8所示。

1)古氧化残留砂岩

古氧化残留砂岩在岩心颜色上表现为绿色包裹着紫色、砖红色。此类砂岩粒度往往较细，一般为细-粉砂岩，胶结程度较高，镜下观察可见大量的方解石胶结物。基本未见有炭屑、黄铁矿等还原物质。此类砂岩在大营铀矿床见较多，纳岭沟铀矿床较少见到。其U含量偏低，平均27.84×10-6；全岩S含量较低，平均0.03％；Fe³⁺/Fe²⁺平均在1.11，表现为弱氧化环境；CaO含量较高，平均达到9.13％；TOC含量较低，平均0.04％；甲烷气体平均含量较高，达1291μL/kg。

2)二次还原砂岩

此类砂岩岩心颜色表现为暗绿色、绿色及灰绿色，根据油气还原程度强弱可分为强二次还原砂岩及弱二次还原砂岩，强二次还原砂岩在颜色上表现为暗绿色、绿色，弱二次还原砂岩表现为灰绿色、浅绿色。此类砂岩，粒度分布范围较广，一般为细-粗砂岩。胶结程度较弱，砂质疏松，极少见到炭屑、黄铁矿等还原性物质。纳岭沟及大营铀矿床此类砂岩U平均含量较低，均小于30×10-6；全岩S平均含量分别为0.13％(纳岭沟)和0.11％(大营)；Fe³⁺/Fe²⁺均为0.51，表现为还原环境；CaO平均含量较低，分别为1.94％(纳岭沟)和2.39％(大营)；TOC平均含量分别为0.1％(纳岭沟)和0.18％(大营)；甲烷气体平均含量分别为183μL/kg(纳岭沟)和604μL/kg(大营)。

3)矿化砂岩

矿化砂岩一般表现为灰色，极个别灰绿色砂岩也见有铀矿化显示。粒度分布范围较广，一般为细-粗砂岩，个别粉砂岩或泥岩中也有铀矿化。胶结程度较差，砂质疏松。含炭屑、黄铁矿等还原性物质较多。此类砂岩除全岩S含量外，各项后生蚀变指标均高，反映其经历了较为复杂的地球化学行为。纳岭沟铀矿床此类砂岩平均U含量达769.48×10-6，大营铀矿床达1734.74×10-6；全岩S平均含量分别为0.15％(纳岭沟)和0.39％(大营)；Fe³⁺/Fe²⁺分别为0.8(纳岭沟)和1.1(大营)，表现为弱还原-弱氧化的过渡环境；CaO平均含量较高，分别为3.39％(纳岭沟)和6.06％(大营)；TOC平均含量分别为0.18％(纳岭沟)和0.59％(大营)；甲烷气体平均含量分别为540μL/kg(纳岭沟)和880μL/kg(大营)。

4)原生砂岩

原生砂岩表现为灰色，粒度分布范围广，砂质疏松，胶结程度差，含有较多的炭屑及黄铁矿等还原性物质。纳岭沟及大营铀矿床此类砂岩U平均含量较低，均不超过30×10-6；全岩S含量较高，平均含量分别为0.38％(纳岭沟)和0.42％(大营)；Fe³⁺/Fe²⁺分别为0.56(纳岭沟)和0.48(大营)，表现为还原环境；CaO平均含量分别为2.14％(纳岭沟)和3.9％(大营)；TOC平均含量分别为0.1％(纳岭沟)和0.3％(大营)；甲烷气体平均含量分别为175μL/kg(纳岭沟)和735μL/kg(大营)。

步骤S14，根据层间氧化带各分带地球化学指标查明研究区层间氧化带空间分带特征，通过数据的整理，利用软件作出直罗组下段下亚段层间氧化带空间展布示意图。

继续选取能够覆盖所述研究区的典型钻孔进行取样，并按照步骤S02对钻孔样品进行测试分析各样品的地球化学参数，将分析结果与步骤S03中的得到的各分带地球化学指标进行比较，样品的地球化学数据落到哪种砂岩的地球化学指标的范围内，即认为是哪种砂岩类型，根据砂岩类型的判断结果，统计每个钻孔含矿目的层中氧化砂岩厚度和原生砂岩厚度以及两种砂岩厚度的比值，利用ArcGIS软件将统计好的比值数据以饼状图的形式投影到研究区底图上。若目的层全为氧化砂岩则该钻孔位于氧化带中，若目的层全为原生砂岩则该钻孔位于原生带中，若目的层既有氧化砂岩又有原生砂岩则该钻孔位于氧化还原过渡带中。以此为原则，在底图上，根据钻孔中氧化砂岩和原生砂岩所占比重，分别将氧化带、氧化还原过渡带及原生带勾绘出来，继而查明研究区层间氧化带各分带的空间展布特征。

具体到鄂尔多斯盆地东北部，查明研条带状展布，局部呈舌状向南西方向凸出，残留宽度在5km～40km之间。氧化带(过渡带与原生还原带分界)前锋线位于乌力桂庙-大营-南果-大成梁-合同庙-究区层间氧化带各分带的空间展布特征如图9所示，直罗组下段下亚段完全氧化带前锋线整体呈北西-南东向的不规则皂火壕一线，呈蛇曲状、港湾状展布，长约170km。氧化带前锋线以南及南西部直罗组下亚段砂岩呈灰色，富含有机质、黄铁矿等还原介质；氧化带前锋线北部、北东部直罗组下亚段砂岩表现为绿色与灰色互层；继续向北及北东方向，绿色砂岩厚度增加，灰色砂岩厚度变薄至尖灭。这说明含氧水主要来自北部或北东部，氧化方向应由北向南或北东向南西。

目前区内下亚段已发现的铀矿体中，皂火壕铀矿床和大营铀铀矿床产于氧化带前锋线附近的过渡带中，矿体走向与氧化带前锋线走向基本一致，表明受氧化带前锋线控制。可以据此推断矿区内新矿床的位置。

本发明适用于我国北方地区多个砂岩型铀矿成矿区。本发明不限于上述实施案例，在本领域的技术人员所具备的知识范围内，可在不脱离本发明宗旨的前提下提出其他方法。

Claims (9)

1.层间氧化带砂岩型铀矿有利砂体的评价方法，其特征在于，包括步骤：

S01：从砂体后生蚀变发育特征方面对砂体进行评价，具体如下：

建立研究区目的层层间氧化带空间展布图，并依此对有利砂体进行初步评价；

建立研究区含矿砂岩地球化学指标，并以此为基础对有利砂体进一步进行评价。

2.如权利要求1所述层间氧化带砂岩型铀矿有利砂体的评价方法，其特征在于：所述建立研究区目的层层间氧化带空间展布图的步骤，具体如下：

S11：确立研究区目的层层间氧化带各分带砂岩的宏观识别标准

以研究区目的层砂岩氧化色及原生色为基础结合钻孔取样结果确立研究区目的层层间氧化带氧化砂岩、原生砂岩的宏观识别标准；对于经历过油气二次还原过程的研究区，区分氧化砂岩中的二次还原砂岩和古氧化残留砂岩，分别确立其宏观识别标准；

S12：样品采集及分析测试

以矿床为单位，选取覆盖所述研究区内已知矿床的典型钻孔进行取样，依据步骤S11中确立的宏观识别标准在每个钻孔目的层中分别选取具有代表性的氧化砂岩、原生砂岩的样品，并对所述样品的相关地球化学参数进行分析测试；对于经历过油气二次还原过程的研究区，分别对二次还原砂岩和古氧化残留砂岩进行取样，并分别进行分析测试；分析测试的地球化学参数包括物质成分、环境指标、还原介质含量，其中，对物质成分的分析测试包括全岩及粘土含量分析，对环境指标的分析测试包括对用来确定砂岩的氧化还原类型的Fe²⁺及Fe³⁺含量的分析和用来确定砂岩的胶结程度的CaO含量的分析，对还原介质含量的分析包括固态还原介质含量和气态还原介质含量的分析，对固态还原介质含量的分析包括对全岩S和有机C的分析，对气态还原介质含量的分析包括对酸解烃含量的分析；

S13：根据分析测试结果建立层间氧化带各分带地球化学指标

以矿床为单位分别计算出氧化砂岩、原生砂岩各地球化学参数的测试数据的最大值和最小值，以此作为层间氧化带各分带地球化学指标；对于经历过油气二次还原过程的研究区，分别给出二次还原砂岩和古氧化残留砂岩的地球化学指标；

S14：根据所述层间氧化带各分带地球化学指标查明研究区层间氧化带空间分带特征

继续选取能够覆盖所述研究区的典型钻孔进行取样，并按照步骤S02对钻孔样品进行测试分析各样品的地球化学参数，将分析结果与步骤S03中的得到的各分带地球化学指标进行比较，确定各钻孔样品的砂岩类别，并进一步根据该类别确定每个钻孔目的层中氧化砂岩厚度和原生砂岩厚度以及两种砂岩厚度的比值，并根据该比值，在研究区底图上分别将氧化带、氧化还原过渡带及原生带勾绘出来，继而查明研究区层间氧化带各分带的空间展布特征；对于经历过油气二次还原过程的研究区，分别接计算氧化砂岩和古氧化残留砂岩的厚度，二者相加即为氧化砂岩厚度。

3.如权利要求2所述层间氧化带砂岩型铀矿有利砂体的评价方法，其特征在于：所述建立含矿砂岩地球化学指标的步骤，具体如下：

在步骤S12中，所取样品还包括矿化砂岩样品，其通过伽马辐射仪的测量结果进行初步识别，并对所取包括矿化砂岩在内的所有样品的铀含量进行分析测试；

在步骤S13中，根据样品测试结果中铀含量的高低，进一步识别矿化砂岩，并计算矿化砂岩的各分析测试数据的最大值和最小值，作为矿化砂岩的地球化学指标。

4.如权利要求1所述层间氧化带砂岩型铀矿有利砂体的评价方法，其特征在于：在步骤S01之前，还包括步骤S00，从砂体基本特征对有利砂体进行评价，经砂体基本特征评价的有利砂体再进一步采用步骤S01进行评价，所述砂体基本特征包括砂体厚度、含砂率和砂体结构。

5.如权利要求4所述层间氧化带砂岩型铀矿有利砂体的评价方法，其特征在于：在步骤S00，还包括步骤S0，从沉积体系方面对有利砂体进行评价的步骤，经从沉积体积评价的有利砂体再采用步骤S00进一步进行评价。

6.如权利要求5所述层间氧化带砂岩型铀矿有利砂体的评价方法，其特征在于，在步骤S0之前，还包括通过目的层铀源分析数据对砂体进行评价的步骤。

7.如权利要求6所述层间氧化带砂岩型铀矿有利砂体的评价方法，其特征在于：所述通过对目的层铀源分析对砂体进行评价的步骤，包括从外源和内源两方面进行评价，所述外源是指盆地周缘基底蚀源区的铀源条件，内源是指含矿建造本身的铀源条件。

8.如权利要求7所述层间氧化带砂岩型铀矿有利砂体的评价方法，其特征在于：在通过对目的层铀源分析对砂体进行评价的步骤之前，还包括通过构造条件对砂体进行评价的步骤。

9.如权利要求8所述层间氧化带砂岩型铀矿有利砂体的评价方法，其特征在于：所述通过构造条件对砂体进行评价的步骤，包括从构造背景、控矿构造和构造演化三个方面对砂体进行评价。