CN116681293A - 一种红杂色碎屑建造中铀成矿条件评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属铀矿地质基础研究技术领域，具体公开一种红杂色碎屑建造中铀成矿条件评价方法，如下：步骤1，筛选出铀成矿有利的地层；步骤2，目标层沉积古气候与沉积体系分析包括：步骤2.1白垩纪古气候分析，步骤2.2目标层沉积体系分析，步骤2.3目标层砂体特征分析；步骤3，铀矿化成因分析包括：步骤3.1分析赋矿砂体蚀变特征，步骤3.2分析铀矿化特征，步骤3.3铀矿化成因分析；步骤4，铀成矿条件综合评价包括：步骤4.1编制不同尺度的基础图件；步骤4.2开展区域铀成条件评价。本发明的方法通过综合分析铀成矿环境、铀成矿作用和铀矿化成因，评价铀成矿条件。
Description
技术领域
本发明属铀矿地质技术领域，具体涉及一种红杂色碎屑建造中铀成矿条件评价方法。
背景技术
铀矿化主要赋存在各盆地沉积地层中，赋矿岩性以砂岩为主，其次为粉砂岩、泥质砂岩和砂质泥岩。赋矿层及岩性如果按照沉积碎屑建造类型来分，总体可以划分为两大类型，一种是灰色碎屑岩建造层，即中早中侏罗纪沉积的一套含煤、含厚层灰色泥岩、灰色砂岩的灰色建造层，鄂尔多盆地的皂火壕、纳岭沟和大营等超大型铀矿床和伊犁盆地蒙其古尔铀矿床的赋矿层位及岩性均属于灰色碎屑岩建造；另外一种是红杂色碎屑岩建造层，即白垩纪沉积的一套以红色、紫红色、黄褐色、黄色为主的、夹杂灰白色、灰色、灰褐色的红杂色建造层，松辽盆地的钱家店铀矿床、二连盆地的赛汉高毕铀矿床、鄂尔多盆地国家湾铀矿床的赋矿层位及岩性均属于红杂色碎屑岩建造。
制约铀矿化成因的一个重要因素就是成矿碎屑建造需具备一定的还原容量，中下侏罗统灰色碎屑岩建造，沉积期为湿润-半湿润古气候，发育大量炭屑、煤线、黄铁矿、灰色泥岩及薄层煤，原生沉积环境就具备充足的还原容量。而白垩系红杂色碎屑岩建造，沉积期为干旱-半干旱古气候，大部分沉积的红杂色碎屑建造中还原容量很低，不足以促使流经的含铀含氧水中的铀沉淀富集。近局部发育灰绿色、灰色、灰白色夹层，这种灰色夹层可能是原生沉积的，也可能是经过后期油气等还原流体改造成因的，流体中的铀质仅在这种灰色碎屑岩夹层中才能富集成矿。
发明内容
本发明的目的在于提供一种红杂色碎屑建造中铀成矿条件评价方法，该方法通过综合分析铀成矿环境、铀成矿作用和铀矿化成因，评价铀成矿条件。
实现本发明目的的技术方案如下：一种红杂色碎屑建造中铀成矿条件评价方法，该方法包括如下步骤：
步骤1，筛选出铀成矿有利的地层，所述的步骤1中分析盆地白垩系相关古气候-构造-沉积系统，筛选出铀成矿有利目标层及盆地成矿有利地段；
步骤2，目标层沉积古气候与沉积体系分析，所述的步骤2包括如下步骤：
步骤2.1白垩纪古气候分析；
步骤2.2目标层沉积体系分析；
步骤2.3目标层砂体特征分析；
步骤3，铀矿化成因分析，所述的步骤3包括如下步骤：
步骤3.1分析赋矿砂体蚀变特征；
步骤3.2分析铀矿化特征；
步骤3.3铀矿化成因分析；
步骤4，铀成矿条件综合评价，所述的步骤4包括如下步骤：
步骤4.1编制不同尺度的基础图件；
步骤4.2开展区域铀成条件评价。
所述的步骤1中分析盆地白垩系相关古气候-构造-沉积系统的具体步骤如下：分析盆地白垩纪沉积期古气候-构造-沉积演化特征，分析潮湿古气候环境、构造稳定沉积部位、发育灰色碎屑建造的层位及地段，筛选出成矿有利的地层或盆段。
所述的步骤2.1中的白垩纪古气候分析，指分析盆地白垩纪古气候演化特征，包括分析盆地早、中、晚白垩世古气候特征，或根据盆地白垩系沉积地层的划分，分析各个沉积地层沉积期古气候特征，评价铀成矿古气候条件，筛选出沉积期古气候相对湿润或半干旱-半湿润的沉积地层，作为主要找矿目标层。
所述的步骤2.2中的盆地目标层沉积体系分析，指分析目标沉积期沉积体系类型及空间展布特征，划分出沉积相、沉积亚相及沉积微相，编制沉积相图，区分出水下沉积和水上沉积部位，优选灰色碎屑岩建造区。
所述的步骤2.3中目标层砂体特征分析是指分析目标层有利相带中砂体特征，通过建立钻孔单井综合柱状图、钻孔连井剖面、地质露头及剖面综合开展沉积体系分析，识别并划分出辫状河道、辫状河心滩、曲流河边摊、分流河道等有利沉积相带，研究该相带中砂体发育特征，分析灰白色、灰绿、灰色等富含有机质的砂体成因及空间分布特征，编制砂体蚀变分带图。
所述的步骤3.1中分析赋矿砂体蚀变特征，是指分析赋矿层结构、构造及砂体蚀变特征，包括分析矿区目标层垂向结构、岩性组合及沉积构造特征，分析赋矿砂体岩石颜色、粒度、物质成分及其邻区和上下层岩性变化特征，综合分析赋矿砂体蚀变特征。
所述的步骤3.2中分析铀矿化特征是指分析铀矿体特征、铀矿化类型、铀矿物及供伴生矿物类型及组合特征、铀成矿期次和铀成矿时代。
所述的步骤3.3中，开展铀矿化成因分析是指分析矿床地质空间分布特征、成矿流体地球化学特征、砂体后生蚀变特征、铀成矿地质作用及铀成矿演化阶段。
所述的步骤4.1中编制不同尺度的基础图件，包括是指对盆地编制1:25万～1:5万构造分区图、目标层砂体等厚图、顶底板埋深图、含砂率图、沉积相图、岩石地球化学图。
所述的步骤4.2中开展区域铀成条件评价，具体包括评价盆地蚀源区和盆地盖层铀源条件、目标层古气候条件、目标层沉积体系、沉积相及砂体发育条件、砂体后生蚀变条件、铀成矿作用，厘定区域铀成矿控制因素，建立区域找矿标志。
本发明的有益技术效果在于：(1)本发明的方法通过分析找矿目标沉积期古气候特征和沉积体系类型及空间分布特征，典型矿床研究，分析赋矿岩性、铀矿物及供伴生矿物组合，研究铀成矿作用；综合分析铀成矿环境、铀成矿作用和铀矿化成因，评价铀成矿条件，为铀矿选区和中长期铀矿地质勘查部署提供依据。(2)本发明的方法的具体步骤，可操作性强。(3)本发明的方法通过白垩纪古气候演化分析、构造-沉积演化分析、地层沉积体系与沉积相类型划分、赋矿砂体后生蚀变特征和铀矿化特征研究，能够在白垩系红杂色碎屑建造中筛选出铀成矿有利的目标层位及铀成矿有利的区段；本发明的方法通过上述分析，再结合系列基础图件编制，可归综合评价盆地白垩系红杂色碎屑建造铀成矿地质条件，厘定、识别和提取关键控矿要素，可快速、有效地圈定铀成矿远景区，为区域铀矿选区、为新增后备勘查基地、为铀矿地质中长期勘查部署提供依据。本发明的方法能够在我国北方中新生沉积盆地中，有效评价各盆地发育的红杂色碎屑岩建造中铀成矿地质环境，再结合砂岩型铀矿成矿有利地质条件，圈定铀成矿远景区，准确、有效地缩小找矿靶区，提高找矿效率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
以鄂尔多斯盆地西北部白垩系红杂色碎屑建造砂岩型铀矿预测评价为例，详细说明本发明所提供的一种红杂色碎屑建造中铀成矿条件评价方法。
本发明所提供的一种红杂色碎屑建造中铀成矿条件评价方法，该方法包括如下步骤：
步骤1，筛选出铀成矿有利的地层
步骤1.1筛选出铀成矿有利的地层或盆段。
鄂尔多斯盆地西北部白垩系自下而上依次发育有宜君组(K1y)、洛河组(K1l)、华池-环河组(K1hh)、罗汉洞组(K1lh)、泾川组(K1j)。通过白垩纪沉积期古气候-构造-沉积演化特征分析，筛选出华池-环河组(K1hh)沉积期古气候相对湿润，发育一定规模的灰绿色、灰色砂体，为砂岩型铀成矿有利层位。
步骤2，目标层沉积古气候与沉积体系分析。
步骤2.1分析白垩纪华池-环河期古气候特征。针对步骤1中筛选出的找矿目标层华池-环河组，开展古气候分析。分析华池-环河组沉积期古气候特征，认为华池-环组中晚期古气候相对湿润，为半干旱-半湿润的沉积期，华池-环组上段河流相沉积主体发育红色氧化碎屑岩建造，三角洲及湖泊相沉积发育灰色碎屑岩建造，因此筛选出华池-环河组上段作为铀矿重点找矿目标层。
步骤2.2开展盆地目标层沉积体系分析。通过对区域白垩系岩相古地理资料的整理与编图，编制鄂尔多斯盆地西北部华池-环河组沉积相图，重点划分出华池-环河组上段沉积相类型及空间分布特征。华池环河组上段自北向南依次发育辫状河相-辫状河三角洲相-滨浅湖相。辫状河相主要分布在伊和乌素-杭锦旗一线以北，辫状河三角洲主要分布在鄂托克前旗以北至杭锦旗地区，滨浅湖相主要分布在鄂托克前旗以南地区。
步骤2.3开展盆地目标层有利相带中砂体特征研究。根据步骤2.2分析出的盆地西北部华池-环河组沉积体系类型及沉积相的空间分布，充分利用典型钻孔单井和连井资料，结合野外地质露头调查和典型剖面测量，划分出沉积亚相和微相的空间分布。经划分与识别，确认辫状河-三角洲体系发育的辫状河道和分流河道是铀成矿最有利的沉积微相。进一步分析砂体发育特征。环河组自上而下发育厚层紫红色砂岩(夹薄层紫红色泥岩)、黄褐色砂岩、灰绿色(夹中厚层褐灰色砂岩和薄层紫红色或灰绿色泥岩)、紫红色砂岩夹薄层紫红色泥岩。矿区及周边，自北向南，环河组灰绿色砂体厚度逐渐增加。
步骤3，铀矿化成因分析。
步骤3.1分析赋矿砂体蚀变特征。以盆地西北部伊和乌素地区下白垩统环河组为研究对象，分析特拉敖包铀矿产地环河组砂体蚀变特征。环河组巨厚层砂体中部以灰绿色为主，经薄片鉴定、扫描鉴定、包裹体测试分析，发现矿区北部灰绿色砂体中还存在少量紫红色氧化砂岩，说明厚层灰绿色砂体可能是早期氧化砂体经后期还原流体改造而成；另外，矿区及矿区南部灰绿色砂体中还发育少量炭屑并夹薄层灰色砂岩，说明这部分灰绿色、灰色砂体为原生沉积成因。根据砂体蚀变特征及空间分布特征，编制鄂尔多斯盆地西北部环河组上段砂体蚀变分带图。
步骤3.2开展铀矿化特征研究。特拉敖包铀矿产地，铀矿化主要赋存在环河组上段巨厚层灰绿色砂体所夹中薄层褐灰色砂体中，其次为灰绿色砂体和紫红色砂体。矿体平面呈近东西向展布，矿体产状平缓，一般3～5°，垂向矿体呈3～9层薄层状、透镜状展布。主矿体埋深一般380～420m。铀矿物主要为铀石。铀成矿期次主要为早白垩世晚期(109.2～116.0Ma)。
步骤3.3开展铀矿化成因分析。根据步骤3.1分析出的赋矿砂体蚀变特征、步骤3.2分析出的铀矿化特征，认为矿区环河组砂体经过早期氧化作用、中期氧化作用+还原蚀变交替作用、后期还原蚀变叠加作用，导致巨厚层灰绿色砂体中还残留有薄层状、透镜状、团块状紫红色砂体。铀成矿也是经历了早期沉积成岩作用和潜水氧化作用、中期层间氧化+还原流体叠加成矿作用、后期还原蚀变保矿作用。
步骤4，铀成矿条件综合评价。
步骤4.1编制不同尺度的基础图件。针对鄂尔多斯盆地西北部下白垩统，编制1:25万断裂构造图、白垩系顶底板埋深图、华池-环河组砂体等厚图、华池-环河组含砂率等值图、华池-环河组沉积相图；针对特拉敖包矿区编制1:5万环河组上段顶板埋深图、砂体等厚图、含砂率图、沉积相图和岩石地球化学图，编制1:5千钻孔连井剖面图。
步骤4.2开展区域铀成矿条件评价。盆地西北部白垩系沉积铀源条件整体较差，紫红色砂体中铀含量一般2.5×10-6～4.2×10-6，灰绿色砂体中铀含量一般3.7×10-6～5.6×10-6，灰绿色砂体铀含量总体高于紫红色砂体，与后期还原改造有关；研究区环河组沉积体系以辫状河-辫状河三角洲为主，发育巨厚层砂体，具备铀成矿沉积相和砂体优越条件；研究区赋矿砂体经历过后期还原改造作用，增加了砂体的还原容量，砂体后生蚀变作用有利于铀成矿；研究区砂体经历多期次氧化-还原，再氧化、再还原蚀变作用，铀成矿作用也经历了多期次叠加改造作用。巨厚层灰绿色砂体所夹的中薄层褐灰色砂体和紫红色砂体即为区域重要找矿识别标志层。研究区整体铀成矿条件较好，依据编制的系列图件和提取的成矿要素，在盆地西北部进一步圈定了1片II远景区和1片III远景区。
上面结合实例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实例，如在白垩系红杂色碎屑岩建造成矿条件评价过程中还可以在二连盆地、松辽盆地和巴音戈壁-巴丹吉林盆地进一步开展盆地构造-沉积演化研究、白垩系古气候演化研究、目标层沉积体系和沉积相类型划分、基础图件编制、铀矿化特征研究和矿体成因分析，厘定各盆地白垩系铀成矿关键控矿要素，预测并优选铀成矿远景区。该技术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作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。
Claims (10)
1.一种红杂色碎屑建造中铀成矿条件评价方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤1，筛选出铀成矿有利的地层，所述的步骤1中分析盆地白垩系相关古气候-构造-沉积系统，筛选出铀成矿有利目标层及盆地成矿有利地段；
步骤2，目标层沉积古气候与沉积体系分析，所述的步骤2包括如下步骤：
步骤2.1白垩纪古气候分析；
步骤2.2目标层沉积体系分析；
步骤2.3目标层砂体特征分析；
步骤3，铀矿化成因分析，所述的步骤3包括如下步骤：
步骤3.1分析赋矿砂体蚀变特征；
步骤3.2分析铀矿化特征；
步骤3.3铀矿化成因分析；
步骤4，铀成矿条件综合评价，所述的步骤4包括如下步骤：
步骤4.1编制不同尺度的基础图件；
步骤4.2开展区域铀成条件评价。
2.根据权利要求1所述的一种红杂色碎屑建造中铀成矿条件评价方法，其特征在于，所述的步骤1中分析盆地白垩系相关古气候-构造-沉积系统的具体步骤如下：分析盆地白垩纪沉积期古气候-构造-沉积演化特征，分析潮湿古气候环境、构造稳定沉积部位、发育灰色碎屑建造的层位及地段，筛选出成矿有利的地层或盆段。
3.根据权利要求2所述的一种红杂色碎屑建造中铀成矿条件评价方法，其特征在于：所述的步骤2.1中的白垩纪古气候分析，指分析盆地白垩纪古气候演化特征，包括分析盆地早、中、晚白垩世古气候特征，或根据盆地白垩系沉积地层的划分，分析各个沉积地层沉积期古气候特征，评价铀成矿古气候条件，筛选出沉积期古气候相对湿润或半干旱-半湿润的沉积地层，作为主要找矿目标层。
4.根据权利要求3所述的一种红杂色碎屑建造中铀成矿条件评价方法，其特征在于：所述的步骤2.2中的盆地目标层沉积体系分析，指分析目标沉积期沉积体系类型及空间展布特征，划分出沉积相、沉积亚相及沉积微相，编制沉积相图，区分出水下沉积和水上沉积部位，优选灰色碎屑岩建造区。
5.根据权利要求4所述的一种红杂色碎屑建造中铀成矿条件评价方法，其特征在于：所述的步骤2.3中目标层砂体特征分析是指分析目标层有利相带中砂体特征，通过建立钻孔单井综合柱状图、钻孔连井剖面、地质露头及剖面综合开展沉积体系分析，识别并划分出辫状河道、辫状河心滩、曲流河边摊、分流河道等有利沉积相带，研究该相带中砂体发育特征，分析灰白色、灰绿、灰色等富含有机质的砂体成因及空间分布特征，编制砂体蚀变分带图。
6.根据权利要求5所述的一种红杂色碎屑建造中铀成矿条件评价方法，其特征在于：所述的步骤3.1中分析赋矿砂体蚀变特征，是指分析赋矿层结构、构造及砂体蚀变特征，包括分析矿区目标层垂向结构、岩性组合及沉积构造特征，分析赋矿砂体岩石颜色、粒度、物质成分及其邻区和上下层岩性变化特征，综合分析赋矿砂体蚀变特征。
7.根据权利要求6所述的一种红杂色碎屑建造中铀成矿条件评价方法，其特征在于：所述的步骤3.2中分析铀矿化特征是指分析铀矿体特征、铀矿化类型、铀矿物及供伴生矿物类型及组合特征、铀成矿期次和铀成矿时代。
8.根据权利要求7所述的一种红杂色碎屑建造中铀成矿条件评价方法，其特征在于：所述的步骤3.3中，开展铀矿化成因分析是指分析矿床地质空间分布特征、成矿流体地球化学特征、砂体后生蚀变特征、铀成矿地质作用及铀成矿演化阶段。
9.根据权利要求8所述的一种红杂色碎屑建造中铀成矿条件评价方法，其特征在于：所述的步骤4.1中编制不同尺度的基础图件，包括是指对盆地编制1:25万～1:5万构造分区图、目标层砂体等厚图、顶底板埋深图、含砂率图、沉积相图、岩石地球化学图。
10.根据权利要求9所述的一种红杂色碎屑建造中铀成矿条件评价方法，其特征在于：所述的步骤4.2中开展区域铀成条件评价，具体包括评价盆地蚀源区和盆地盖层铀源条件、目标层古气候条件、目标层沉积体系、沉积相及砂体发育条件、砂体后生蚀变条件、铀成矿作用，厘定区域铀成矿控制因素，建立区域找矿标志。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| 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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