CN106557640A - 一种评价叠合盆地层间氧化型铀成矿有利砂体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明砂岩型铀矿基础地质研究领域，具体涉及一种评价叠合盆地层间氧化型铀成矿有利砂体的方法。具体包括以下步骤：步骤一、确定大型叠合盆地层间氧化型砂岩铀成矿有利砂体控制因素；步骤二、基于模糊数学方法识别有利砂体，确定铀成矿有利砂体发育区；步骤三、应用沉积学方法在步骤二识别出的有利砂体发育区中更准确定位有利砂体。本发明弥补了定性描述和传统的单因素排除法的缺陷，建立一种定量评价有利砂体的方法流程，量化成矿有利砂体的评价指标，实现了从有利砂体定性描述和单因素评价走向多参数综合定量评价的目的，能够快速地从区域范围内优选出成矿有利砂体发育区。

Description

一种评价叠合盆地层间氧化型铀成矿有利砂体的方法

技术领域

本发明属于砂岩型铀矿基础地质研究领域，具体涉及一种评价叠合盆地层间氧化型铀成矿有利砂体的方法。

背景技术

随着我国核电、军工发展对铀原料需求的增大，加之地浸工艺采冶技术的突破，砂岩型铀矿已成为国内外铀矿勘查的一种重要类型。根据前人研究我们认识到沉积砂体的特征对含铀成矿溶液的迁移、储存以及铀的沉淀富集均有重要影响，是重要的容矿空间，但并不是所有沉积砂体都对铀成矿有积极的控制作用，只有对成矿有利的沉积砂体才是砂岩型铀矿发育的根本，因此我们可以通过分析成矿有利砂体发育条件，总结成矿有利砂体的特征，准确而快捷地识别出成矿有利砂体，进而指导铀矿勘查工作。

目前对有利砂体的研究非常有限，有利砂体的研究主要集中于石油、天然气领域，如李聪(李聪，王德仁，蒋飞虎.查干凹陷巴音戈壁组沉积演化及有利砂体分布预测.中国地质，2013.)，屠志慧(屠志慧，成世琦，慈建发.有利砂体识别与解释.西南石油学院学报，2005.)，常艳艳(常艳艳，林畅松，周心怀等.辽西凹陷北洼沙河街组沉积层序结构与有利砂体分布.地球科学-中国地质大学学报，2014.)等。

另外，大型叠合盆地作为现今层间氧化型砂岩铀矿产出的最主要盆地类型，关于在该种盆地类型内成矿有利砂体发育的相关研究几乎没有。同时在铀矿领域的相关研究多数是从宏观角度做的定性分析，在实际生产实践过程中的作用有限，为了提高砂岩型铀矿预测的成功率及精度，直接指导生产，迫切的需要对成矿有利砂体评价进行更高效的研究，本发明采用半定量化研究方式成功解决了该矛盾。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种评价叠合盆地层间氧化型铀成矿有利砂体的方法，解决大型叠合盆地层间氧化型砂岩铀成矿有利砂体识别技术实际应用性薄弱的问题，为实际地质工作中有利砂体评价提供方向。

为解决上述技术问题，本发明一种评价叠合盆地层间氧化型铀成矿有利砂体的方法，具体包括以下步骤：

步骤一、确定大型叠合盆地层间氧化型砂岩铀成矿有利砂体控制因素；

步骤二、基于模糊数学方法识别有利砂体，确定铀成矿有利砂体发育区；

步骤三、应用沉积学方法在步骤二识别出的有利砂体发育区中更准确定位有利砂体，应用沉积学方法，从物源分析、单井相沉积特征、连井相沉积特征、砂体平面展布特征四个方面在上述步骤二中识别出的有利砂体发育区中进行精细的有利砂体空间定位。

所述的步骤一中，大型叠合盆地层间氧化型砂岩铀成矿有利砂体控制因素包括构造条件、沉积相、地层条件和砂体特征。

构造条件包括一级构造分区、二级构造分区、构造类型、构造强度、盆地位置，沉积相主要为沉积相类型,地层条件包括地层结构、氧化还原分带、水文地质条件，砂体特征包括砂体埋深、砂体厚度、砂体延伸、Fe3+/Fe2+、氧化还原电位△Eh、砂岩成岩度。

所述的步骤二具体包括以下子步骤：

步骤2.1确定促使有利砂体发育的因素指标；

确定数学模型中的评价因素集U和评价结果集V，评价因素集U包括步骤一中涉及的大型叠合盆地层间氧化型砂岩铀成矿有利砂体控制因素；评价结果集V分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中，I为最有利，II为次有利，III为不利；

步骤2.2隶属度函数选取及隶属度矩阵R的建立；

途径2.3计算评价因素权重得到权重向量A；

途径2.4：得到模糊综合评判集B，模糊综合评价结果。

所述步骤2.3中，权重向量A各因素权重采用调查法进行确定，计算对各因素的重要性做出判断，然后汇总判断，求得各指标的权重：

式中：a_ik为第k个对因素u_i所赋的权重，n为评价权重个数，i为第i个元素，且满足：

以上i＝1,2…，N；

i为第i个元素,N为元素个数。

所述步骤2.4中，将所得隶属度矩阵R和权重向量A代入所建的模糊综合评判模型B＝A·R中进行计算。

本发明的有益技术效果在于：本发明弥补了定性描述和传统的单因素排除法的缺陷，建立一种定量评价有利砂体的方法流程，量化成矿有利砂体的评价指标，实现了从有利砂体定性描述和单因素评价走向多参数综合定量评价的目的，能够快速地从区域范围内优选出成矿有利砂体发育区。

附图说明

图1为本发明一种评价叠合盆地层间氧化型铀成矿有利砂体的方法流程图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

一种评价叠合盆地层间氧化型铀成矿有利砂体的方法，具体包括以下步骤：

步骤一、确定大型叠合盆地层间氧化型砂岩铀成矿有利砂体控制因素；

大型叠合盆地层间氧化型砂岩铀成矿有利砂体控制因素包括构造条件、沉积相、地层条件和砂体特征，构造条件包括一级构造分区、二级构造分区、构造类型、构造强度、盆地位置，沉积相包括沉积相类型、地层条件包括地层结构、氧化还原分带、水文地质条件，砂体特征包括砂体埋深、砂体厚度、砂体延伸、Fe3+/Fe2+、氧化还原电位△Eh、砂岩成岩度；

构造条件可以通过构造分区图、研究区地震剖面图、构造演化图等相关图件获取；水文地质条件可以通过钻孔水文地质观测、研究区水化学特征、水文地质图件获得；沉积相可以通过砂岩等值线图、砂地比图、砂泥比图、沉积相图等相关沉积图件获得；地层条件和砂体形态可以通过钻孔柱状图、单井相图、地层断面图等图件获得；砂体特征和地球化学特征则可以通过样品分析测试数据获得；

一级构造分区包括坳陷、隆起、冲断带，二级构造分区分为凹陷、凸起、断阶带、断裂带、断褶带、背斜带、褶皱带，构造类型分为正向构造，负向构造。常见的正向构造类型有平缓产出的斜坡带上的隆起部分、褶皱构造中的背斜构造，断裂构造引起的牵引背斜、挠曲构造、断块构造中的上升断块；盆地位置分为盆地中心，盆地边缘斜坡带，盆地外缘；地层结构分为泥-砂-泥、砂-泥-砂、砂岩；沉积相类型分为三角洲相、河流相等；氧化还原分带分为氧化带、氧化还原过渡带、还原带；水文地质条件主要是指补-迳-排系统是否完善，即是否拥有能够提供充足物质的补给区，是否存在稳定的构造斜坡带作为径流区，是否发育断层作为排泄区；砂体埋深分为0-500m、500～1000m、≥1000m；砂体厚度分为0～30m、30～50m、50～70m；砂体延伸：分为稳定、中等、不稳定；价铁含量及比值Fe³⁺/Fe²⁺一般分为1±为氧化还原过渡带，Fe³⁺/Fe²⁺1～10为强氧化带，＜1为还原带；氧化还原电位△Eh一般分为50±mv，30±mv，10±mv；砂体成岩度分为高、中、低三档；

步骤二、基于模糊数学方法识别有利砂体，确定铀成矿有利砂体发育区，

上述步骤一中关于大型叠合盆地层间氧化型砂岩铀成矿有利砂体控制因素既有定量的亦有定性的，基于此特点，本发明应用了模糊数学评判法，该方法是一种解决定性与定量评价有效的综合评价方法，运用模糊变换原理，对某一对象进行全面评判，它能比较顺利地解决传统方法难以解决的“模糊性”评价与决策问题，是一种有效的辅助决策方法。该方法是应用模糊变换原理和最大隶属度原则，考虑与被评判事物相关的各个因素，对其所作的综合评判。曾在我国许多地区的地质工作中得到广泛应用，取得了良好效果；

上述步骤二具体通过以下途径来实现：

步骤2.1确定促使有利砂体发育的因素指标；

此处即确定数学模型中的评价因素集U和评价结果集V，评价因素集U包括步骤一中涉及的大型叠合盆地层间氧化型砂岩铀成矿有利砂体控制因素；评价结果集V分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中，I为最有利，II为次有利，III为不利；

步骤2.2隶属度函数选取及隶属度矩阵R的建立；

成矿有利砂体各评价因素标准如下表所示：

成矿有利砂体各评价因素标准值

由于评价因素有定性评价亦有定量评价，定性评价按其因素所处的分级标准的平均值对待；定量评价分为两种情况，当各定量评价因素具有实际值越大，评价结果越好的特点时，隶属度函数采用升半梯形分布来描述：

其中，r_ij为隶属度函数，i为第i个元素，j为评价结果集V的第j级，u_i为评价因素集U的第i个元素，s_j为评价因素u_i的j级标准值最大值，s_j+1为评价因素u_i的j级标准值最小值；

当各定量评价因素具有实际值越大，评价结果越差的特点时，隶属度函数采用降半梯形分布来描述：

其中，r_ij为隶属度函数，i为第i个元素，j为评价结果集V的第j级，u_i为评价因素集U的第i个元素，s_j为评价因素u_i的j级标准值最小值，s_j-1为评价因素u_i的j级标准值最大值；

途径2.3计算评价因素权重，得到权重向量A；

确定评价因素权重是有利砂体评价最关键的环节之一，权重实际上是一个相对量，它的确定是否恰当，直接影响评价结果，本次各因素权重采用调查法进行确定，计算对各因素的重要性做出判断，然后汇总判断，求得各指标的权重：

式中：a_ik为第k个对因素u_i所赋的权重，n为评价权重个数，i为第i个元素，且满足：

以上i＝1,2…，N；

i为第i个元素,N为元素个数；

途径2.4：得到模糊综合评判集B，模糊综合评价结果；

分别将上述所得隶属度矩阵R和权重向量A代入所建的模糊综合评判模型B＝A·R中进行计算，即可得到模糊综合评判集B，再对评判集B进行归一化处理，然后根据最大隶属度原则确定成矿有利砂体的模糊综合评价结果；

步骤三、应用沉积学方法在步骤二识别出的有利砂体发育区中更准确定位有利砂体，应用沉积学方法，从物源分析、单井相沉积特征、连井相沉积特征、砂体平面展布特征四个方面在上述步骤二中识别出的有利砂体发育区中进行精细的有利砂体空间定位。

Claims (6)

1.一种评价叠合盆地层间氧化型铀成矿有利砂体的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤一、确定大型叠合盆地层间氧化型砂岩铀成矿有利砂体控制因素；

步骤二、基于模糊数学方法识别有利砂体，确定铀成矿有利砂体发育区；

步骤三、应用沉积学方法在步骤二识别出的有利砂体发育区中更准确定位有利砂体，应用沉积学方法，从物源分析、单井相沉积特征、连井相沉积特征、砂体平面展布特征四个方面在上述步骤二中识别出的有利砂体发育区中进行精细的有利砂体空间定位。

2.根据权利要求1所述的一种评价叠合盆地层间氧化型铀成矿有利砂体的方法，其特征在于：所述的步骤一中，大型叠合盆地层间氧化型砂岩铀成矿有利砂体控制因素包括构造条件、沉积相、地层条件和砂体特征。

3.根据权利要求2所述的一种评价叠合盆地层间氧化型铀成矿有利砂体的方法，其特征在于：构造条件包括一级构造分区、二级构造分区、构造类型、构造强度、盆地位置，沉积相主要为沉积相类型，地层条件包括地层结构、氧化还原分带、水文地质条件，砂体特征包括砂体埋深、砂体厚度、砂体延伸、Fe3+/Fe2+、氧化还原电位△Eh、砂岩成岩度。

4.根据权利要求3所述的一种评价叠合盆地层间氧化型铀成矿有利砂体的方法，其特征在于：所述的步骤二具体包括以下子步骤：

步骤2.1确定促使有利砂体发育的因素指标；

确定数学模型中的评价因素集U和评价结果集V，评价因素集U包括步骤一中涉及的大型叠合盆地层间氧化型砂岩铀成矿有利砂体控制因素；评价结果集V分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中，I为最有利，II为次有利，III为不利；

步骤2.2隶属度函数选取及隶属度矩阵R的建立；

途径2.3计算评价因素权重得到权重向量A；

途径2.4：得到模糊综合评判集B，模糊综合评价结果。

5.根据权利要求4所述的一种评价叠合盆地层间氧化型铀成矿有利砂体的方法，其特征在于：所述步骤2.3中，权重向量A各因素权重采用调查法进行确定，计算对各因素的重要性做出判断，然后汇总判断，求得各指标的权重：

$a_i=\underset{k=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{ik}/n$

式中：a_ik为第k个对因素u_i所赋的权重，n为评价权重个数，i为第i个元素，且满足：

$\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{a}_{ij}=1,a_{ij}\≥0$

以上i＝1,2…，N；

i为第i个元素,N为元素个数。

6.根据权利要求5所述的一种评价叠合盆地层间氧化型铀成矿有利砂体的方法，其特征在于：所述步骤2.4中，将所得隶属度矩阵R和权重向量A代入所建的模糊综合评判模型B＝A·R中进行计算。