CN116167888A - 一种砂岩型铀矿成矿地质背景演化框架的构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于砂岩型铀矿成矿条件及成矿远景评价技术领域，具体涉及一种砂岩型铀矿成矿地质背景演化框架的构建方法，包括步骤一收集盆地构造、沉积、成岩及矿床研究成果资料，步骤二精细划分盆地构造活动期次；步骤三恢复主要盖层沉积体系及沉积环境、步骤四恢复主要盖层成岩演化过程，步骤五研究盆地已知典型矿床铀成矿特征；步骤六构建盆地铀成矿地质背景演化框架。本发明以构造活动为主线，以成岩作用过程中地球化学环境变化事件为重点，突出铀成矿关键控矿要素，将控制铀成矿的关键要素反映在区域地质背景演化框架中，将铀成矿过程融入整个区域地质背景演化中，更加清晰的认识区域演化事件在铀成矿过程中的作用。
Description
技术领域
本发明属于砂岩型铀矿成矿条件及成矿远景评价技术领域，具体涉及一种砂岩型铀矿成矿地质背景演化框架的构建方法。
背景技术
砂岩型铀矿是盆地演化过程中构造、沉积及成岩等多种应力在漫长的地质演化历史中综合作用下形成的一种矿产，铀矿床的形成是一种动态的、可逆的过程，具有多期次、多类型的特点。随着国内砂岩型铀矿成矿理论的不断创新，前人固有的观念和认识不断得到突破和发展，众多学者日益认识到盆地演化过程中构造、沉积及成岩改造等作用的耦合演化过程，对铀矿床的形成和破坏具有重要的控制作用。通过建立盆地铀成矿地质背景演化框架，研究盆地演化过程中各阶段构造-沉积-成岩(成矿)作用的耦合关系，分析铀元素在盆地演化过程中可能的迁移-富集机制，能够科学的评价盆地砂岩型铀矿成矿条件及成矿远景。
因此，需要设计一种砂岩型铀矿成矿地质背景演化框架的构建方法，以帮助改善现有盆地铀成矿条件和找矿前景评价技术，较准确预测找矿方向，指导找矿部署，提高找矿成功率。
发明内容
本发明设计的一种砂岩型铀矿成矿地质背景演化框架的构建方法，可用于改善现有盆地铀成矿条件和找矿前景评价技术准确性较低，难预测深部隐伏铀矿床的技术问题。
本发明的技术方案：
一种砂岩型铀矿成矿地质背景演化框架的构建方法，包括如下步骤：
步骤一、系统收集盆地构造、沉积、成岩及矿床研究的相关成果资料，为框架构建奠定基础；所述相关成果资料包括：目标层沉积前、沉积之后的构造、沉积及成岩作用相关成果和相关数据；
步骤二、利用步骤一收集的资料，精细划分盆地构造活动期次，具体包括：不整合面发育特征、盖层隆升剥蚀期次及盆地演化阶段研究；
步骤三、利用步骤一收集的资料，恢复主要盖层沉积体系及沉积环境，具体包括：物源体系、古气候环境、沉积体系及主要砂体类型研究；
步骤四、利用步骤一收集的资料，结合步骤二和步骤三的研究成果，恢复主要盖层成岩演化过程，具体包括：区域蚀变作用、流体性质及来源、不同分带蚀变矿物特征研究；
步骤五、利用步骤一收集的资料，研究盆地已知典型矿床铀成矿特征，具体包括：含矿建造特征分析、矿体形态特征、蚀变作用期次及类型、铀矿物存在形式及成矿年龄；
步骤六、综合上述步骤二至五成果，以地质演化时间为主轴，结合构造活动、沉积环境、成岩作用及成矿事件，以图表的形式构建盆地铀成矿地质背景演化框架。
所述步骤二，精细划分盆地构造活动期次包括：
首先划分盆地演化阶段；其次，厘清盆地范围内目标层沉积之后不整合面发育特征及其分布区域，因不整合面是构造活动在沉积盆地中的直接反映，一般只要存在不整合面，均会对应相应的构造活动，代表着沉积间断和剥蚀事件，充实盆地构造活动期次；同时，针对每一期的隆升剥蚀作用，精细的分析隆升剥蚀事件的范围及辐度；最后，利用不整合面和隆升剥蚀范围研究的成果充实前人盆地演化阶段的划分方案，尤其是针对重点地区精细划分盆地局部造活动期次。
所述的步骤三，恢复主要盖层沉积体系及沉积环境，包括：首先，针对目标层沉积期及其之后的物源体系进行研究，沉积期的物源可控制目标层的物质来源，决定了目标层原始铀含量的多少，沉积之后的物源则控制着渗入流体的铀含量，物源体系恢复主要利用重矿物鉴定、碎屑锆石、稀土元素配分方法；其次，通过孢粉、古生物及泥岩沉积特征方面进行研究，恢复古气候环境格局，明确盆地不同演化阶段的古气候环境；最后，结合最新钻探、地震数据，研究主要盖层的沉积相类型、砂体类型及沉积体系演化特征。
所述步骤四，恢复主要盖层成岩演化过程，包括：针对目标层开展成岩过程研究，首先，开展区域蚀变作用研究，如明确大规模的油气渗出事件的时间和期次；其次，通过岩心观察、分析测试及流体包裹体研究，明确引起区域性蚀变作用流体的性质、来源及其影响的范围，并对不同分带蚀变矿物特征开展研究；最后，综合区域蚀变作用、流体来源及性质，蚀变矿物的先后顺序等研究成果综合恢复主要目标层位成岩演化过程。
所述步骤五、研究盆地已知典型矿床铀成矿特征包括：结合典型矿床的样品采集、测试工作，研究盆地已知典型矿床含矿建造特征、矿体形态特征、蚀变作用期次及类型、铀矿物存在形式及成矿年龄。
本发明的有益效果：
本发明设计的方法以构造活动为主线，以成岩作用过程中地球化学环境变化事件为重点，突出铀成矿关键控矿要素，将控制铀成矿的关键要素反映在区域地质背景演化框架中，将铀成矿过程融入整个区域地质背景演化中，能够更加清晰的认识区域演化事件在铀成矿过程中的作用，能够整体认识盆地总体的铀成矿条件，从而能够更科学的对盆地成矿远景进行评价，更高效的对盆地找矿方向和找矿类型进行预测，提高找矿效率，一定程度上节省勘探和采矿成本。
附图说明
图1为本发明设计一种砂岩型铀矿成矿地质背景演化框架的构建方法流程图；
图2为本发明所述的实施例中鄂尔多斯盆地南部铀成矿地质背景演化框架图；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的一种砂岩型铀矿成矿地质背景演化框架的构建方法进行详细说明。
如图1，2所示，本发明所提供的一种砂岩型铀矿成矿地质背景演化框架的构建方法，该方法具体包括如下步骤：
步骤一、系统收集盆地构造、沉积、成岩及矿床研究的相关成果资料。
例如，系统收集鄂尔多斯盆地南部中新生代构造、沉积、成岩作用及典型砂岩型铀矿床研究成果资料。包括前人成果报告、公开发表文献及相关博士、硕士毕业论文等。
步骤二、为精细划分盆地构造活动期次，具体步骤如下：
步骤(2.1)以盆地演化时间为轴，整理前人构造事件研究成果，初步划分盆地演化阶段，归纳不同演化阶段构造应力变化过程；
步骤(2.2)整理前人关于盆地不整合面特征及范围的成果，与构造事件相对应，不整合面应对应构造事件，补充局部地区构造事件，充实盆地构造活动期次；
步骤(2.3)结合不整合面，针对隆升剥蚀期次及辐度进行研究，区分不同地区隆升剥蚀的差异，充实盆地构造活动期次；
步骤(2.4)综合以上研究成果，精细划分盆地构造活动期次。
例如：通过资料整理得出：前人多将中新生代盆地演化阶段划分为三个阶段；但在具体的局部地区构造活动存在差异，通过不整合面、沉积间断、隆升剥蚀等研究成果，补充了部分三个阶段区间的构造活动，将这些构造活动作用充填进入盆地演化阶段，精细划分盆地构造活动期次。
步骤(3)为恢复盖层沉积体系及沉积环境，具体步骤如下：
步骤(3.1)综合分析研究区物源体系演化过程，前人未研究的地区可以采用重矿物鉴定、碎屑锆石等方法开展物源体系研究。
步骤(3.2)分析研究区中新生代古气候演化过程，主要采用孢粉、古生物及泥岩微量元素等手段实现。
步骤(3.3)典型钻孔岩心观察，目标层沉积相类型、砂体类型及沉积相展布特征研究。
步骤(3.4)在物源体系、古气候环境及沉积相研究的基础上，恢复研究区各目标层发育时期沉积体系演化过程。
例如：鄂尔多斯盆地南部主要目标盖层为中侏罗统和下白垩统。通过资料整理及数据分析，鄂尔多斯盆地南部侏罗纪、白垩纪物源主要来自于南部秦岭地区、西部六盘山，少量来自于东部吕梁山地区；古气候环境中侏罗世晚期以前主要为湿热古气候环境，之后主要表现为干旱古气候环境；沉积相类型主要为冲积扇-河流-三角洲-湖泊沉积体系，早白垩世局部地区为沙漠沉积环境；最终恢复了鄂尔多斯盆地南部侏罗系、白垩系沉积体系及沉积环境。
步骤(4)为恢复目标层成岩演化过程，具体步骤如下：
步骤(4.1)利用构造活动特征研究成果，研究目标层埋深、隆升期次及幅度，从而分析目标层沉积之后接受的压实、剥蚀等成岩作用过程。
步骤(4.2)利用油气渗出运移等资料，研究目标层接受油气渗出改造的时间及期次，从而分析目标层地球化学环境改变的大致时间和期次。
例如：鄂尔多斯盆地南部早白垩世盆地持续沉降，直罗组进入埋藏成岩演化阶段，盆地南部直罗组赋矿砂岩致密化的主要因素为压实作用、胶结作用，均发育于该阶段。
早白垩世末期与始新世是鄂尔多斯盆地深部油气大规模向上迁移、渗透和逸散的主要时期，盆地边缘形成系列断层，切穿延长组至下白垩统，延长组部分油气藏沿不整合面、断裂向上运移，在中侏罗统延安组、直罗组形成新的油气藏(下寺湾、大水坑)，部分穿透下白垩统在洛河组、环河组、罗汉洞组形成油苗等，对部分砂岩进行后生还原改造。
晚白垩世鄂尔多斯盆地处于抬升剥蚀期，直罗组底部古地貌变为“东南高、北西低”特征。造山带与直罗组下段含矿目的层直接相连，并遭受剥蚀，是层间氧化作用发育及铀成矿的主要阶段。这一时期，下白垩统之上的地层基本剥蚀殆尽，整个下白垩统巨厚的砂岩暴露地表，在干旱炎热的古气候环境下，局部地区接受大气降水的改造，发育潜水或层间氧化，铀元素在渗入型地下水的推动下，持续相砂体内部及深部进行富集。
步骤(5)为典型矿床铀成矿特征研究，针对盆地内所有已知矿床具体步骤如下：
步骤(5.1)总结不同矿床砂岩型铀矿含矿建造特征，明确含矿主砂体的类型、形成古气候环境、物源等；
步骤(5.2)总结矿体形态特征，分析不同形态矿体的成因，明确主要控制因素。
步骤(5.3)蚀变作用期次及类型研究，总结地球化学环境演化过程、蚀变的主要控制因素等；
步骤(5.4)铀矿物存在形式及成矿年龄研究，收集矿床不同期次的成矿年龄，分析与区域构造活动的关系；分析不同铀矿物的成因，研究其与区域成岩作用的关系。
例如：鄂尔多斯盆地南部典型铀矿床分别位于彬县和镇原地区，含矿建造分别为下侏罗统直罗组灰色辫状河道砂体、下白垩统洛河组红色三角洲平原辫状分流河道砂体；矿体形态多为板状；矿物共生组合主要有沥青铀矿/铀石+石英、沥青铀矿/含钛铀矿物+锐钛矿、沥青铀矿+黄铁矿、磷灰石+沥青铀矿、黏土矿物+沥青铀矿等；成矿年龄具有多期次的特点：124±1.0Ma，110Ma、98Ma、87.9±2.4Ma、83±7Ma、68±2Ma、51.0±5.8Ma、41.8±9.3Ma、39.6±2.9Ma。
步骤(6)为综合构建砂岩型铀矿铀成矿地质背景演化框架，具体步骤如下：
步骤(6.1)以地质演化时间为主轴，将构造活动、沉积环境、成岩作用及成矿事件，标注在时间轴上。
步骤(6.2)以图表的形式构建盆地铀成矿地质背景演化框架。
例如：鄂尔多斯盆地南部以地质演化时间为主轴，将构造活动期次、沉积环境演化(古气候、沉积体系)、成岩作用(埋深、隆升、油气渗出事件)、成矿年龄标注在时间轴上，最终形成鄂尔多斯盆地南部铀成矿地质背景演化框架。
本发明能够广泛用于我国北方产铀盆地中，能较准确构建出盆地砂岩型铀矿地质背景演化框架，尤其是多个层位、发育铀矿化的地区，可以清晰的认识到区域地质演化对铀成矿的控制作用，能够从总体上评价盆地铀成矿条件，为客观评价盆地铀成矿潜力提供重要参考，科学的为盆地找矿方向提出建议，直接服务于实际生产需求，在砂岩型铀矿找矿领域具有重要实际应用价值；对盆地内其它相似矿产的找矿工作也具有重要的借鉴意义。
上面对本发明的实施例作了详细说明，本发明并不限于上述实例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (5)
1.一种砂岩型铀矿成矿地质背景演化框架的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、系统收集盆地构造、沉积、成岩及矿床研究的相关成果资料，为框架构建奠定基础；所述相关成果资料包括：目标层沉积前、沉积之后的构造、沉积及成岩作用相关成果和相关数据；
步骤二、利用步骤一收集的资料，精细划分盆地构造活动期次，具体包括：不整合面发育特征、盖层隆升剥蚀期次及盆地演化阶段研究；
步骤三、利用步骤一收集的资料，恢复主要盖层沉积体系及沉积环境，具体包括：物源体系、古气候环境、沉积体系及主要砂体类型研究；
步骤四、利用步骤一收集的资料，结合步骤二和步骤三的研究成果，恢复主要盖层成岩演化过程，具体包括：区域蚀变作用、流体性质及来源、不同分带蚀变矿物特征研究；
步骤五、利用步骤一收集的资料，研究盆地已知典型矿床铀成矿特征，具体包括：含矿建造特征分析、矿体形态特征、蚀变作用期次及类型、铀矿物存在形式及成矿年龄；
步骤六、综合上述步骤二至五成果，以地质演化时间为主轴，结合构造活动、沉积环境、成岩作用及成矿事件，以图表的形式构建盆地铀成矿地质背景演化框架。
2.根据权利要求1所述的一种砂岩型铀矿成矿地质背景演化框架的构建方法，其特征在于：所述步骤二，精细划分盆地构造活动期次包括：
首先划分盆地演化阶段；其次，厘清盆地范围内目标层沉积之后不整合面发育特征及其分布区域，因不整合面是构造活动在沉积盆地中的直接反映，一般只要存在不整合面，均会对应相应的构造活动，代表着沉积间断和剥蚀事件，充实盆地构造活动期次；同时，针对每一期的隆升剥蚀作用，精细的分析隆升剥蚀事件的范围及辐度；最后，利用不整合面和隆升剥蚀范围研究的成果充实前人盆地演化阶段的划分方案，尤其是针对重点地区精细划分盆地局部造活动期次。
3.根据权利要求2所述的一种砂岩型铀矿成矿地质背景演化框架的构建方法法，其特征在于：所述的步骤三，恢复主要盖层沉积体系及沉积环境，包括：首先，针对目标层沉积期及其之后的物源体系进行研究，沉积期的物源可控制目标层的物质来源，决定了目标层原始铀含量的多少，沉积之后的物源则控制着渗入流体的铀含量，物源体系恢复主要利用重矿物鉴定、碎屑锆石、稀土元素配分方法；其次，通过孢粉、古生物及泥岩沉积特征方面进行研究，恢复古气候环境格局，明确盆地不同演化阶段的古气候环境；最后，结合最新钻探、地震数据，研究主要盖层的沉积相类型、砂体类型及沉积体系演化特征。
4.根据权利要求3所述的一种砂岩型铀矿成矿地质背景演化框架的构建方法，其特征在于：所述步骤四，恢复主要盖层成岩演化过程，包括：针对目标层开展成岩过程研究，首先，开展区域蚀变作用研究，如明确大规模的油气渗出事件的时间和期次；其次，通过岩心观察、分析测试及流体包裹体研究，明确引起区域性蚀变作用流体的性质、来源及其影响的范围，并对不同分带蚀变矿物特征开展研究；最后，综合区域蚀变作用、流体来源及性质，蚀变矿物的先后顺序等研究成果综合恢复主要目标层位成岩演化过程。
5.根据权利要求4所述的一种砂岩型铀矿成矿地质背景演化框架的构建方法，其特征在于：所述步骤五、研究盆地已知典型矿床铀成矿特征包括：
结合典型矿床的样品采集、测试工作，研究盆地已知典型矿床含矿建造特征、矿体形态特征、蚀变作用期次及类型、铀矿物存在形式及成矿年龄。
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|---|---|---|---|---|
| CN117371619A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-01-09 | 核工业北京地质研究院 | 对勘探区的砂岩型铀资源成矿远景预测方法 |
| CN117449842A (zh) * | 2023-11-06 | 2024-01-26 | 核工业二0三研究所 | 一种巨厚产铀目的层白垩系地层划分方法 |
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