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鄂尔多斯盆地杭锦旗地区砂岩型铀矿形成环境及其主控因素

王飞飞  
【摘要】:鄂尔多斯盆地属于典型的多种能源同盆共存的大型沉积盆地,盆内有机-无机、生物-非生物、金属.非金属矿产之间相互作用、彼此影响,已成为不争的事实,近几年逐渐成为学术界和能源矿产领域研究的热点问题。盆地北部杭锦旗地区侏罗系直罗组地层大量油气勘探钻井发现了放射性异常现象,后经进一步工作初步证实该区为一砂岩型铀矿区。已有研究信息表明,该区的铀成矿可能与油气作用存在密切关系,其成矿机制可能不同于常规典型的层间氧化带型砂岩铀矿。因此,鉴于目前的勘探程度,系统分析该区的放射性测井异常分布特征,深入研究该区铀矿的形成矿环境及其主控因素、可能的成矿规律,最终逐步建立和修正相应的成矿模式,有着重要的科学意义,对于扩大矿体规模、落实资源量等生产实践价值亦不言而喻。 论文以盆地成藏(矿)系统理论为指导思想,综合借鉴多方面资料,运用多种方法手段对研究区铀矿形成环境和主控因素进行整体研究和微观剖析。由于研究区属于勘探新区,可借鉴的资料相对较少,在深入分析已有资料的基础上,分别应用薄片鉴定、扫描电镜及能谱分析、X-射线衍射分析、元素地球化学分析等多项现代测试分析技术,详细研究了直罗组砂岩的岩石学、地球化学特征,结合盆地演化史和上百口测井资料对该区的构造特征、沉积环境进行了研究;对放射性测井异常的平面、纵向分布特征进行了空间刻画,分析了其展布规律,初步分析了其形成环境;在上述基础上确立了砂岩铀矿的类型,对层间氧化带进行了分带划分,详细对比研究了各分带不同类型的蚀变砂岩的岩石学和地球化学特征差异;针对研究区发现的众多与油气作用砂体的蚀变迹象和地质效应,进行了黄铁矿和方解石等次生矿物的稳定同位素研究;最后,结合大地构造环境和铀成矿所需的地层、古气候、古水文等条件,在综合分析上述工作的基础上,探讨了研究区内砂岩铀矿的成矿主控因素。 论文分析了该区的构造、沉积环境,认为直罗组下段为发育在伊盟隆起单斜背景下的辫状河沉积建造,下段的泥-砂-泥结构和含炭屑的疏松砂体组成,有利于层间氧化带的发育。详细分析了测井异常特征,刻画了其在平面、纵向上的空间定位特征,在现有资料基础上对层间氧化带进行了分带划分和对比研究,认为过渡带在岩石学特征、粘土矿物组成、地球化学参数等方面均和氧化带和原生带存在较大的差异,矿体定位在过渡带内氧化带的前锋线处,岩石学特征表现为,矿体赋存于和绿色砂岩接触的含炭屑疏松灰色砂岩中,即绿色砂岩控矿的特点。以致密胶结物形式产出的次生矿物方解石炭氧同位素、普遍分布的黄铁矿结核硫同位素特征分析,结果均表现出明显的有机作用痕迹,同时直罗组方解石胶结砂岩平面分布特征表明其和泊尔江海子等断裂关系密切,认为直罗组方解石胶结砂岩与受断裂控制的油气逸散具有成因联系。初步肯定了油气在铀成矿过程的建设性作用,认为油气可能参与了铀元素的富集、沉淀、成矿过程。岩石学、地球化学和构造研究表明铀成矿可能同时受到深部热液流体的影响。 综合分析认为,鄂尔多斯盆地杭锦旗地区铀矿是在比较有利的构造、沉积、地球化学环境下形成的,成矿过程受到油气和深部热液的叠加改造,铀矿体的空间定位主要受控于层间氧化带的发育情况、白垩系底部现今构造和研究区断裂系统等因素。


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