沉积盆地水文地质与砂岩型铀矿成矿关系——以松辽盆地开鲁坳陷砂岩型铀矿为例

2022-01-11 02:53陈振岩满安静陈星州熊耀华邵建欣
大地构造与成矿学 2021年6期
关键词:家店层段铀矿床

陈振岩, 满安静, 陈星州, 熊耀华, 邵建欣, 王 雷, 孙 平

沉积盆地水文地质与砂岩型铀矿成矿关系——以松辽盆地开鲁坳陷砂岩型铀矿为例

陈振岩1, 满安静1, 陈星州2, 熊耀华1, 邵建欣1, 王 雷1, 孙 平1

(1.辽河石油勘探局新能源开发分公司, 辽宁 盘锦 124010; 2.辽河油田勘探开发研究院, 辽宁 盘锦 124010)

地层水是含矿溶液、成矿元素迁移的动力和载体。因此, 水文地质作用在砂岩型铀矿成矿过程中扮演着重要角色。地层水的分带性及其化学特征的一系列变化从一个侧面反映砂岩型铀矿成矿的可能性。本文以松辽盆地开鲁坳陷砂岩型铀矿为例, 从盆地地层水分带性及其特征分析入手, 剖析了地层水分带性与氧化‒还原演变特征, 论述了水文地质条件与铀迁移的关系, 揭示了铀成矿完整的地球化学环境演变序列。浅部序列完整指示砂岩型铀矿的有利富集区, 深部氧化带(水交替强烈带)缺失不利于铀成矿。以此为基础, 提出古构造的缓坡及沟槽是铀成矿的有利区带, 氧化带预富集铀是“汇”区潜在的重要源, 成矿期氧化带规模对铀矿床大小具有重要影响。上述认识成功指导了松辽盆地开鲁坳陷砂岩型铀矿的勘查。

开鲁坳陷; 钱家店铀矿; 沉积盆地; 水文地质; 砂岩型铀矿; 沟槽

0 引 言

20世纪90年代初, 开鲁坳陷在油气勘探时发现铀异常。此后, 历经20余年持续攻关及勘查实践, 在钱家店地区相继发现钱Ⅱ、钱Ⅲ、钱Ⅳ和钱Ⅴ等4个大型砂岩铀矿富集区。随着技术与理论不断创新, 钱家店铀矿勘查也不断获得新的突破, 4个铀矿富集区已逐渐连片, 形成一个整装特大型铀矿床, 取得了找矿的重大突破。通过开鲁坳陷砂岩型铀矿的长期勘查实践, 目前对其成矿规律有了较为明确的认识, 即: 氧化‒还原过渡带是铀矿的主要成矿带(付勇等, 2016)。这一认识有效地指导了开鲁坳陷砂岩型铀矿的进一步勘查。同时, 在勘查实践中也发现了诸多疑问, 如目前发现的所有砂岩型铀矿均位于氧化还原过渡带, 其机理是什么?为什么砂岩型铀矿多发育于盆地浅部?为什么砂岩型铀矿多在构造缓坡或沟槽内成矿?以及为什么很多小型盆地铀矿显示异常, 但没有成矿, 等等(濮金虎, 2009; 赵忠华, 2013; 刘武生等, 2018)。对此类问题研究以往鲜见文献报道。本文以松辽盆地开鲁坳陷砂岩铀矿的勘查实践为基础, 尝试从盆地水文地质作用与铀迁移关系的角度探讨铀富集的机理, 以期对其他地区砂岩型铀矿的勘查提供借鉴。

1 沉积盆地地层水分带性明显, 不同分带地球化学环境差异大

沉积盆地砂岩型铀矿的成矿过程是铀离子以水为载体进行迁移、聚集的动力学过程。水不仅是铀物质迁移的载体, 也是能量的传导者, 水的作用贯穿铀成矿过程的始终。因此, 砂岩型铀矿勘查中发现的相关问题通常被认为主要与沉积盆地地层水的演变有关(陈祖伊, 1999; Hobday and Gallowway, 1999)。然而, 早期的铀矿以勘查为主, 地层水等相关资料有限, 而这一点恰恰是含油气沉积盆地的优势, 后者在多年油气勘探开发中积累了大量的油、气、水等相关资料, 为探讨沉积盆地水文地质与砂岩型铀矿的富集关系研究奠定了基础。

1.1 地层水纵向分带及其特点

我国石油公司在含油气沉积盆地多年勘探实践中, 已经揭示地层水平面和纵向上具有明显的分带性, 且这种分带性几乎存在于每个含油气沉积盆地(陈中红等, 2008; 银燕, 2011a)。本文以辽河油田公司长期积累的大量油、气、水勘查资料为基础, 重点分析了松辽盆地开鲁坳陷内发育的钱家店、陆家堡、龙湾筒和奈曼等四个次凹在不同深度样品的水矿化度和原油密度的分布特征。研究结果表明, 纵向上, 地层水存在显著分带性, 不仅表现为地层水矿化度由浅至深地不断递增, 而且油品性质、水化学特征、氧化还原程度、铀矿的富集条件等诸多方面均与此有关, 各个层段均表现出独特的地球化学环境特征和成矿特征。这些特征前人曾有过初步揭示, 如依据矿化度的递变特点将地层水分为Ⅰ型(开放体系)、Ⅱ型(半封闭体系)和Ⅲ型(封闭体系)(银燕, 2011b; 邱余波等, 2017)。依原油密度递变特点及稠化规律将其分为a型(氧化型)、b型(过渡型)和c型(还原型)(方朝量等, 1994; 牛嘉玉, 1995; 张守昌, 2004)。通过对大量数据的深度解读, 我们发现上述两种方案在深度上是重叠的, 同时与铀矿成矿的化学环境分带也具有较高的吻合度。为此, 依据开鲁坳陷已有数据资料和地质背景, 重新对这种分带性及其成矿效应进行了较为系统的分析。

(1) 浅部开放体系地下水系统(Ⅰ、a型)。该层段主要特点为地层水的矿化程度较低, 矿化度在5000 mg/L以下, 均值为3935 mg/L(图1a)。原油密度普遍偏高且以稠油为主, 地层水的氧化能力较强。造成这种现象的主要原因是地层埋深浅, 处于开放性体系, 封闭性较差。同时, 该层段处于成岩早期, 成岩作用差, 孔渗条件好, 大气降水及各种水源补给充足, 导致该层段地层水的矿化程度较低。总体上, 该层段水体以溶滤‒渗入水为主(花林宝等, 2010), 氧化能力强, 为外循环型(图2)。正是由于受氧化作用影响, 导致该层段的原油密度普遍较高, 在0.9 g/cm3以上, 均值为0.942 g/cm3, 表现为稠油富集区带(图1b)。同时, 由于强烈的氧化作用, 该层段近盆地边缘为铀元素氧化溶解的最佳分带区, 具有完整的铀矿成矿体系, 是寻找铀矿的最佳位置。

(2) 中部半封闭体系地下水系统(Ⅱ、b型)。该层段主要特点为地层水矿化度较上一层段有所增加, 矿化度在4000~8000 mg/L, 均值为5961 mg/L, 矿化指标中等(图1a)。同时, 该层段的原油密度严格受控于氧化程度及封闭条件。封闭差的地区, 原油蚀变为稠油, 封闭较好的地区, 原油保存较好, 多为轻质油。因此, 原油密度分布较宽, 介于0.84~0.94 g/cm3之间, 均值为0.911 g/cm3, 故该层段为稀油与稠油混合富集区带(图1b)。该层段处于中等埋藏深度, 属开放到封闭的过渡地质环境, 同时介于早成岩晚期‒晚成岩早期之间, 孔渗条件中等偏下。因此, 该层段外部水体补给减弱, 水体以自生水为主, 部分可来自浅部开放体系, 地层水氧化能力显著降低, 局部流动、径流条件弱, 属混合循环型(图2)。由于该层段埋深已达中等深度, 氧化能力明显较弱, 不利于铀离子的规模迁移, 铀成矿条件受限, 形成大型铀矿的潜力较小。

图1 松辽盆地开鲁坳陷地层水矿化度和原油密度纵向变化及分带性

图2 沉积盆地地层水纵向各带特征示意图

(3) 深部封闭体系地下水系统(Ⅲ、c型)。该层段水的矿化不断增加, 为矿化度最高的层段, 矿化度多在5000 mg/L以上, 均值为9186 mg/L(图1a)。同时, 盖层良好的封闭性, 提供了较好的保存条件, 使外界对油藏的干扰及破坏性较弱, 所以该层段原油保存较好, 原油密度多在0.81~0.9 g/cm3之间, 均值0.872 g/cm3, 为稀油富集区带(图1b)。该层段埋藏较深, 已处于成岩晚期, 岩层成岩作用强, 孔渗条件相对较差, 水体为沉积‒埋藏水, 难以获取蚀源区补给, 以封闭还原环境为主, 地层水径流条件差, 属内循环型(图2)。因此, 受深部温度、压力和含氧量等因素影响, 该层段表现出较强的封闭性, 缺少了铀矿成矿的“补‒径‒排”系统, 所以常规的砂岩型铀矿在该层段富集成矿的可能性较低。

1.2 地层水平面分带及其特点

砂岩型铀矿勘查实践中也常将地层水进行平面分带, 这种分带性在地层水矿化度平面分布的差异性上也有体现(雷利安等, 2005; 吴丹石, 2014)。如图1a可见, 地层水同一层带内其矿化度值域存在显著差异。分析后发现距盆缘越远, 其矿化度越大(表1)。本次研究依据松辽盆地开鲁坳陷构造、地层水补给高程和补给条件的平面分布特点(李学礼等, 2010), 将地层水平面上自盆缘向盆内分为水交替强烈带、水交替缓慢带和水交替滞留带(图3a)。

(1) 水交替强烈带。离盆缘较近, 具有较强的氧化溶滤作用, 对应地球化学环境为氧化带, 水中各种离子成分处于不饱和状态, 元素迁移能力强, 可定义为元素迁移带(图3b)。

(2) 水交替缓慢带。离盆缘较远, 地下水交替缓慢, 溶解氧逐渐被消耗, 地球化学环境逐渐演变为氧化还原过渡带, 水中各种离子成分逐渐达到饱和状态, 可定义为元素聚集带(图3b)。

(3) 水交替滞留带。离盆缘更远, 水的补给、径流条件差, 多为古封存水、交替滞缓, 地下水处于还原环境, 富含H2S、CH4等还原性气体, 地球化学环境亦演变为还原带, 可定义为元素滞留带(图3b)。

表1 松辽盆地开鲁坳陷地层水纵向各带的矿化度值域在盆地不同部位变化统计

图3 松辽盆地开鲁坳陷姚家组承压水动力平面分布示意图(a)及分带特征(b)

由此可见, 由水交替强烈带到水交替滞留带, 地层水氧化能力逐渐减弱, 元素迁移能力逐渐降低, 地球化学环境也由氧化型逐步过渡到还原型, 直接影响铀的迁移与富集。

1.3 地层水纵向层段与平面条带的组合关系

从砂岩型铀矿成矿体系角度, 盆地浅部具有地球化学环境的完整序列, 而深部序列不完整, 氧化带(水交替强烈带)缺失。依据各带地球化学环境演变特征, 地层水开放体系包含水交替强烈带、水交替缓慢带和水交替滞留带, 半封闭体系包含水交替缓慢带和水交替滞留带, 封闭体系仅包含水交替滞留带(表2)。在空间配置上, 从开放体系到封闭体系, 平面各带逐渐向盆缘靠近。需要指出的是, 虽然沉积盆地地层水分带性普遍存在, 但不同盆地因构造演化和沉积体系的差异, 各个带在深度上均随盆地而变化。

2 水文地质与铀迁移的关系

众所周知原始铀元素主要源于深部地壳, 造山时期基岩铀元素含量较高。因此, 盆地周边的基岩提供了盆地内的铀元素和沉积物源。受沉积控制, 在盆地形成初期, 盆内铀元素的存在, 具有普遍性, 但达不到成矿的标准。所以, 铀矿的形成需要一个后期再富集的过程。在这个过程中, 地层水具有不可替代的作用。前人大量研究已经揭示, 沉积盆地砂岩型铀矿的形成是铀离子以水为载体发生的由源到汇再到聚的过程(邢秀娟等, 2008)。从前述地层水各个带的特征可以发现, 理论上, 盆地边缘水交替强烈, 含氧量高, 是铀元素被氧化溶解的重要区带, 随水流动迁移, 流经水交替缓慢带, 氧元素不断被消耗, 铀元素被过渡带的还原物质逐渐还原沉淀富集。因此, 完整的地球化学环境演变序列, 是铀成矿的先决条件。

表2 地层水纵向带与平面带的包含关系

2.1 铀迁移特征

(1) 铀迁移受水文地质条件控制, 在过渡带富集

铀从蚀源区到成矿带的迁移、沉淀过程, 是一个间断、重复并不断反复的复杂过程, 需要一个完整的氧化‒还原演变序列, 最终在过渡带富集成矿(罗朝文和王建锋, 1990)。在氧化带, 表生流体携带铀以简单U6+离子或 UO2(CO3)22−、UO2(OH)22−等络合离子迁移。在过渡带, 水文地质条件发生变化, 岩性碎屑成分增多, 胶结作用增强, 砂体物性变差, 非均质性增强, 水交替缓慢, 有机质增多, 氧化带砂体逐步由红色蚀变为黄色或灰白色, 地层水中各种离子成分逐渐达到饱和状态, 经长期淋积成矿(罗梅, 1996; 吴柏林等, 2006)(图4)。在还原带, 地层腐泥质成份增多, 富含H2S和CH4, 铀迁移近乎停滞, 地层铀含量变化不大。

(2) 成矿期氧化带预富集的铀是“汇”区潜在的重要源

前人通过分析铀在各带迁移过程中富集系数的变化, 认为在沉积成岩作用阶段存在铀的预富集过程(冯晓曦等, 2017)。而在成矿阶段, 氧化带不仅仅是蚀源区铀离子的运移通道, 其自身预富集铀的含量也大幅降低, 过渡带铀富集系数大幅增加, 而还原带变化不大接近原始沉积基值(易超等, 2018)。这种特征在钱家店地区得到很好的验证。如姚家组姚一段(Y1)非矿段砂岩原始铀富集系数高达3.18×10−6, 成矿阶段, 在含氧古地下水的不断渗入与淋滤作用下, 铀富集系数降低为1.43×10−6, 迁移量占比55.3%; 过渡带砂岩经长期淋积, 其铀富集系数达185.3×10−6, 与原始沉积基值相比增加57.27倍; 还原带砂岩铀富集系数为3.2×10−6, 变化不大, 接近原始沉积基值(表3)。泥岩因渗流能力弱, 离子交替缓慢, 铀富集系数变化不大, 但与同带砂岩具相同趋势(表3)。铀富集系数在各带的变化规律在靠近矿带的连井剖面表现清楚(图5)。上述结果再次表明, 成矿阶段氧化带预富集铀发生大规模迁移, 迁移的铀是“汇”区另一个源, 在成矿过程中发挥重要作用(刘汉彬等, 2007)。

2.2 地层水分带与潜在铀成矿

由于沉积盆地浅部有完整的氧化‒还原演变序列, 满足成矿条件, 而深部氧化带(水交替强烈带)缺失, 不具备铀离子迁移及蚀变叠加的成矿潜力。依此认识, 本研究对地层水各带的成矿潜力进行了系统总结。提出地层水开放体系与水交替缓慢带的叠合区是最适宜的成矿区, 是大型铀矿床集中发育区带。地层水开放体系包含水交替强烈带、水交替缓慢带和水交替滞留带。其中, 水交替强烈带是氧化带, 主要是供源; 水交替缓慢带是过渡带, 是铀矿富集区带; 水交替滞留带, 是还原带, 地层水中各种离子交替近乎停滞。地层水半封闭体系包含水交替缓慢带和水交替滞留带, 该体系具成矿潜力, 但因氧化(水交替强烈带)带缺失, 铀离子难以大量迁移, 源不足, 虽具备成矿潜力, 但规模不大。地层水封闭体系由于仅发育还原带, 水交替强烈带和水交替缓慢(过渡带)带均缺失, 难以形成完整“补‒径‒排”系统, 不具备蚀变叠加成矿潜力。

图4 氧化带蚀变与铀矿床配置示意图

3 水文地质与构造缓坡或沟槽控矿的关系

目前国内已发现铀矿床有70%位于古构造的缓坡或沟槽内(姚振凯, 1983; 乔海明等, 2016)。研究区内钱家店地区目前已落实的主矿带含矿砂体构造倾角均小于5°, 构造上均位于缓坡和沟槽内(表4)。该区构造的雏形始于嫩江末期(反转隆升及断裂活动期), 主成矿期古近纪辉绿岩脉侵入及古近纪中晚期掀斜构造活动形成区内凹隆起伏的构造形态(郑纪伟, 2010), 与现今构造基本一致, 地震剖面上该特征清楚(图6)。这种现象是否表明古构造的缓坡或沟槽是大型砂岩型铀矿床的有利发育区?其机理是什么?是一个值得研究的问题。

从水文地质和沉积体系演化角度分析, 构造缓坡或沟槽具备铀富集的理论基础。地下水自地形较高的“源”, 向地形较低的“汇”处排泄, 在缓坡或沟槽内, 一方面水流明显变缓, 另一方面也可以局部形成涡流, 水动力交替变弱, 岩屑及浮游颗粒逐步沉淀, 沉积体系向更趋前缘的微相转变, 有机质增多, 溶解氧也逐渐被消耗, 为化学障的形成提供了有利环境, 地下水中各种离子成分逐渐达到饱和状态, 对铀的迁移作用也变弱, 导致铀在构造缓坡或沟槽被还原沉淀, 并富集成矿(图7)。但是, 盆地随应力机制转变, 局部差异沉降, 成矿期的缓坡或沟槽, 与现今构造可能存在较大差异, 应区别对待。

近年来, 钱家店地区通过细化研究单元, 实施高精度编图, 大幅提高了构造研究精度, 获得了成矿期古构造的形态(图8)。以此为基础, 针对古构造缓坡或沟槽, 部署钻孔200余口, 铀见矿率达80%, 频频获得重要发现。因此, 本研究从理论与实践两个方面初步揭示古构造的缓坡或沟槽是铀成矿的有利区带, 其对铀矿的成矿具有一定控制作用。

表3 钱家店钱Ⅱ块主力含矿层系砂、泥岩在各带铀富集系数(´10−6)

图5 钱家店钱井区Y4含矿层铀富集系数在各带变化趋势

表4 钱家店地区各含矿区块含矿地层产状统计表

图6 钱家店地区铀矿床在地震剖面上的富集部位

图7 沟槽部位水流方向与铀矿床匹配关系示意图

4 氧化带规模与铀矿床大小

钱家店特大型铀矿床发现后, 对其临近的龙湾筒凹陷和陆家堡凹陷等区域开展了系统预查工作, 在多个区带见到较好矿化显示, 且局部成矿, 但矿床规模均较小。经对比研究发现, 钱家店地区有别于其他区块的显著特征是氧化带规模较大。具体表现为: 姚上段氧化带向盆内延伸较远, 氧化带呈弧形将钱家店矿带三面包围, 氧化带较宽, 平面分布范围大(图9a)。姚下段氧化带呈“舌”状覆盖整个钱家店地区, 而其他凹陷除龙湾筒外氧化带均不发育(图9b)。通过氧化带铀的迁移遗失量计算, 钱家店地区仅姚家组的迁移量达30.67×104t, 是龙湾筒凹陷和陆家堡凹陷两个区块的2.5~5倍以上(表5)。

研究表明, 钱家店凹陷构造演化与松辽盆地基本一致(徐增连等, 2019)。自白垩纪以来均经历了早白垩世断陷期、晚白垩世早期的坳陷期及晚白垩世末期之后的构造反转三个主要演化阶段。在断陷及坳陷期, 钱家店凹陷受其东面隆起带影响, 自西向东发育的辫状河在此受阻改道, 形成局部辫状河洼地, 主矿层姚家组沉积物中黏土矿物及有机质含量较高, 在缺氧环境中, 有机质中的碳氢化合物在硫酸盐还原菌的参与下使硫酸盐还原产生硫化氢(100块姚家组含矿岩石样品硫的平均含量为0.15%, 最高含量可达1.85%), 弱氧化的过渡或还原环境, 使沉积成岩期预富集铀, 得到良好的保存。嫩江组沉积期, 发生大规模湖侵, 生成了大套稳定泥岩, 厚度50~100 m, 覆盖整个开鲁坳陷, 富有机质厚层湖相泥岩, 对姚家组渗透性砂岩进行了还原剂的补充。嫩江末期开始, 开鲁坳陷断裂及构造活动加剧, 湖盆缩小, 局部隆升、反转, 裸露地表, 发生剥蚀作用, 形成单斜构造和天窗, 含氧含铀古地表水不断渗入, 姚家组预富集铀也逐渐活化, 并随含氧含铀地下水一起迁移, 成为“汇”区重要源, 当地下水中的自由氧耗尽时, 水中铀被还原、吸附而叠加成矿。

按照现代铀成矿理论, 砂岩型铀矿床要达到一定的富集规模和工业品位, 必须是含氧含铀地下水在长时期迁移、淋积作用下富集成矿, 如果仅仅是经历沉积‒成岩作用, 只可能形成贫的铀矿化(罗梅和赵杰, 2002)。铀矿床规模与铀迁移带有关, 铀迁移带与氧化带密切相关。成矿期氧化带在沉积成岩期存在铀的预富集, 随气候及水文地质条件的变化, 经过氧化‒还原多个带的转换, 因而铀来源具多样性和迁移的反复性。在水文地质条件演变历程中, 成矿期氧化带若均处于地层水交替缓慢带(过渡带)和地层水交替滞留带(还原带)的弱氧化环境, 成矿过程中, 氧化带将成为铀矿床的重要源, 其宽窄和立体展布决定了铀矿床的富集程度, 其大小决定铀矿床的规模。

5 主要结论

(1) 沉积盆地地层水分带具有普遍性, 纵向上可分为开放体系、半封闭体系和封闭体系, 自上而下, 地层水氧化能力逐渐减弱。平面上可分为水交替强烈带、水交替缓慢带和水交替滞留带, 自盆缘向盆内, 地层水氧化能力逐渐减弱。地层水分带性与氧化‒还原带演变揭示, 盆地浅部序列完整, 深部氧化带(水交替强烈带)缺失, 因而铀矿床多发育在盆地浅部。地层水开放体系和水交替缓慢带的叠合区是大型砂岩型铀矿的富集区, 而地层水半封闭体系与水交替缓慢带的叠合区具有一定成矿潜力。

图8 钱家店地区铀矿床展布与沟槽匹配关系

图9 松辽盆地开鲁坳陷姚家组地球化学环境图与已发现主要铀矿床

表5 钱家店及周缘地区氧化带铀迁移量统计

(2) 砂岩型铀矿成矿需要完整的氧化‒还原序列, 一旦缺少氧化带则难以规模成矿, 因而, 只有搞清沉积盆地的水文地质及其随古气候的演变特征, 才能推动铀矿的高效勘查。

(3) 地层在沉积成岩期, 均不同程度存在铀的预富集, 在地球化学环境演变历程中, 若其均处于弱氧化环境, 其预富集铀将成为铀矿床的重要源, 其规模对铀矿床的大小有重要影响。

(4) 水文过程与构造缓坡或沟槽的耦合作用易于形成地球化学障, 对砂岩型铀矿的成矿具有控制作用。应强化成矿期古构造形态的研究, 并重点寻找古构造的缓坡或沟槽, 其是铀矿勘查突破的有利部位。

本文撰写过程得到多位专家的指点, 北京大学李江海教授、西北大学刘池阳教授、吴柏林教授和浙江大学孙永革教授结合多年研究实践对本文的观点和论述提出建设性意见, 在此一并致以诚挚感谢。

陈中红, 查明, 刘太勋. 2008. 东营凹陷古近系古湖盆演化与水化学场响应. 湖泊科学, 20(6): 705–714.

陈祖伊. 1999. 古河道砂岩型铀矿床的主要地质特征及有关找矿工作的方针探讨. 铀矿地质, 15(1): 1–8.

方朝量, 张一伟, 张枝焕. 1994. 冷东‒雷家地区重质稠油地球化学特征及成因分析. 石油实验地质, 16(4): 354–365.

冯晓曦, 金若时, 司马献章, 李建国, 赵华雷, 陈印, 陈路路, 汤超, 奥琮, 王心华. 2017. 鄂尔多斯盆地东胜铀矿田铀源示踪及其地质意义. 中国地质, 44(5): 993–1005.

付勇, 魏帅超, 金若时, 李建国, 奥琮. 2016. 我国砂岩型铀矿分带特征研究现状及存在问题. 地质学报, 90(12): 3519–3544.

花林宝, 梅花, 真允庆, 巫静, 戴宝章. 2010. 试论我国油气田与金属矿床的伴生与共生关系. 地质与勘探, 46(5): 814–827.

雷利安, 谢利化, 王金志, 曾萍. 2005. 黄河南地区地层水矿化度变化规律与油气成藏. 新疆石油地质, 26(2): 152–185.

李学礼, 孙占学, 刘金辉. 2010. 水文地球化学(第三版). 北京: 原子能出版社: 89–110.

刘汉彬, 夏毓亮, 田时丰. 2007. 东胜地区砂岩型铀矿成矿年代学及成矿铀源研究. 铀矿地质, 23(1): 23–29.

刘武生, 赵兴齐, 康世虎, 史清平, 张梓楠. 2018. 二连盆地反转构造与砂岩型铀矿成矿作用. 铀矿地质, 34(2): 81–88.

罗朝文,王剑锋. 1990. 铀成矿原理. 北京: 原子能出版社: 59–90.

罗梅. 1996. 中国北西部地区地浸砂岩型铀矿床成矿条件、分布规律及找矿方向. 铀矿地质, 12(4): 197–203.

罗梅, 赵杰. 2002. 大庆油田北部可地浸砂岩型铀矿化分布特征及成因. 铀矿地质, 18(6): 328–334.

牛嘉玉. 1995. 中国非常规油气藏地质. 北京: 石油工业出版社: 112–134.

濮金虎. 2009. 内蒙西部某盆地砂岩型铀矿地质及铀成矿条件分析. 甘肃地质, 18(1): 51–55.

乔海明, 宋哲, 刘治国. 2016. 吐哈盆地十红滩层间氧化带砂岩型铀矿床的控矿构造及控矿机理探讨. 东华理工大学学报(自然科学版), 39(3): 217–212.

邱余波, 杜默, 王强强, 杨军锋, 孙潇. 2017. 伊犁盆地南缘沉积作用对层间氧化带砂岩型铀矿成矿作用的控制. 现代矿业, 3(3): 40–45.

吴柏林, 刘池阳, 张复新, 方锡衍, 刘雄. 2006. 东胜砂岩型铀矿后生蚀变地球化学性质及其成矿意义. 地质学报. 80(5): 740–745.

吴丹石. 2014. 红河油田地层水类型及分布规律探讨. 石油地质与工程, 28(4): 49–50.

邢秀娟, 柳益群, 李卫红, 龚斌利. 2008. 鄂尔多斯盆地南部店头地区直罗组砂岩成岩演化与铀成矿. 地球化学, 29(2): 179–187.

徐增连, 张博, 里宏亮, 李建国, 曾辉, 朱强, 曹民强, 魏佳林. 2019. 松辽盆地开鲁坳陷钱家店地区姚家组砂岩地球化学特征及物源和构造背景分析. 矿物岩石地球化学通报, 38(3): 572–586.

姚振凯. 1983. 我国铀矿床的大地构造类型及其主要特征. 大地构造与成矿学, 7(2): 117–125.

易超, 王贵, 李西得, 张康, 王永君. 2018. 鄂尔多斯盆地东北部直罗组铀富集特征及铀成矿模式探讨. 矿床地质, 37(4): 835–852.

银燕. 2011a. 东营凹陷地层水水化学纵向分带性与成岩耗水系统划分. 油气地质与采收率, 18(3): 32–35.

银燕. 2011b. 东营凹陷古近系地层水化学特征及其演化主控因素分析. 海洋石油, 31(1): 37–52.

张守昌. 2004. 辽河油区原油稠变的影响因素分析. 特种油气藏, 11(5): 24–26.

赵忠华. 2013. 中国北东部新生代盆地地浸砂岩型铀矿成矿条件及找矿方向. 地质与资源, 12(1): 36–41.

郑纪伟. 2010. 开鲁盆地钱家店铀矿床成矿地质条件及勘探潜力分析. 铀矿地质, 26(4): 193–197.

Hobday D K and Gallowway W E. 1999. Ground water processesand sedimentary uranium deposit., 7: 127–138.

Relationship Between Hydrogeology and Sandstone Uranium Mineralization in Sedimentary Basin: A Case Study of Sandstone Uranium Survey in the Kailu Depression of the Songliao Basin

CHEN Zhenyan1, MAN Anjing1, CHEN Xingzhou2, XIONG Yaohua1, SHAO Jianxin1, WANG Lei1and SUN Ping1

(1.124010,; 2.124010,)

Formation water is an important type of ore-bearing solution and a powerful carrier of ore-forming elements. Hydrogeology plays an indispensable role in the process of sandstone uranium mineralization. Therefore, the hydrochemical changes of groundwater can reflect the possibility of sandstone uranium mineralization. Taking the sandstone uranium deposit in the Kailu depression of the Songliao basin as an example, this paper analyzes formation water zonation and oxidation-reduction evolution characteristics, discusses the relationship between hydrogeological conditions and uranium migration, and reveals the complete sequence of geochemical evolution of uranium mineralization. The completeness of shallow sequences is favorable for sandstone uranium deposit, whereas the absence of deep oxidation zone is unfavorable for uranium mineralization. On this basis, it is proposed that the gentle slope and groove of the paleostructure are favorable zones for uranium mineralization; pre-enrichment of uranium in oxidation zone is an important source in the “catchment” zone; and the scale of oxidation zone in mineralization period affects significantly the size of the uranium deposits. The above understandings have successfully guided the exploration of sandstone uranium deposits in the Kailu depression of the Songliao basin.

Kailu depression; Qianjiadian uranium deposit; sedimentary basin; hydrogeology; sandstone uranium deposit; trench

P619.1

A

1001-1552(2021)06-1174-011

10.16539/j.ddgzyckx.2021.06.004

2020-04-28;

2021-11-11

国家重点研发计划“深地资源勘查开采”重点专项(2018YFC0604200)子课题“北方砂岩型铀能源矿产基地深部探测技术示范”(2018YFC0604205)资助。

陈振岩(1963–), 男, 教授级高工, 博士。从事火山岩、潜山油气藏和铀矿勘查研究工作。Email: chenzy6@petrochina.com.cn

猜你喜欢
家店层段铀矿床
邹家山铀矿床伴生钼的地球化学特征
大兴安岭南段红山子铀矿床地球物理特征及找矿预测
宝龙山铀矿床研究现状
特高含水期油田注水层段划分新方法
从小饭店到40家店 四年天天排长队
沁水盆地石炭—二叠系富有机质页岩厚度展布规律研究
高含水油藏细分注水层段组合优选方法研究
水井的层段注水措施研究
最惨关店惨剧!曾超麦当劳,却一年关了877家店,就因为犯了一个错
MUJI在中国开设第200家店