一种适用于砂岩型铀矿层间氧化带特征的研究方法_2

文档序号:9749766阅读:来源:国知局
]以矿床为单位分别计算出氧化砂岩、原生砂岩各地球化学参数的测试数据的最大值和最小值,以此作为层间氧化带各分带地球化学指标;
[0054]S04:根据层间氧化带各分带地球化学指标查明研究区层间氧化带空间分带特征
[0055]继续选取能够覆盖研究区的典型钻孔进行取样,并按照步骤S02对钻孔样品进行测试分析各样品的地球化学参数,将分析结果与步骤S03中的得到的各分带地球化学指标进行比较,确定各钻孔样品的砂岩类别,并进一步根据该类别确定每个钻孔目的层中氧化砂岩厚度和原生砂岩厚度以及两种砂岩厚度的比值,并根据该比值,在研究区底图上分别将氧化带、氧化还原过渡带及原生带勾绘出来,继而查明研究区层间氧化带各分带的空间展布特征。
[0056]对于经历过油气二次还原过程的研究区,由于发生了二次还原过程,二次还原砂岩的化学成分较二次还原过程中残留的古氧化残留砂岩发生了很大的变化,如果不进行区分将使测试结果偏离实际情况,因此,针对这种类型的研究区本发明的研究方法还包括以下步骤:
[0057]在步骤SOl中,区分氧化砂岩中的二次还原砂岩和古氧化残留砂岩,分别确立其宏观识别标准;
[0058]在步骤S02中分别对二次还原砂岩和古氧化残留砂岩进行取样,并分别进行分析测试;
[0059]在步骤S03中分别给出二次还原砂岩和古氧化残留砂岩的地球化学指标;
[0060]在步骤S04中分别接计算氧化砂岩和古氧化残留砂岩的厚度,二者相加即为氧化砂岩厚度。
[0061]这样测得的氧化砂岩的厚度才会很接近实际厚度,据此查明的研究区层间氧化带各分带的空间展布特征也会更加贴近实际情况。
[0062]为了能够更加准确的区分氧化砂岩和非氧化砂岩,本发明在步骤S02中,选择对研究区内已知典型矿床中取出的氧化砂岩和原生砂岩样品进行测试分析,选取的分析测试的地球化学参数包括物质成分、环境指标、还原介质含量,这些指标能够反应氧化砂岩经历的氧化作用,能够更好的表征不同的类型的砂岩,具体的:
[0063]对物质成分的分析测试可以包括全岩及粘土含量分析,以查明不同类型砂岩中主要矿物的成分含量分布特征。
[0064]对环境指标的分析测试可以包括对用来确定砂岩的氧化还原类型的Fe2+及Fe3+含量的分析和用来确定砂岩的胶结程度的CaO含量的分析,其中可通过对各类砂岩中Fe2+及Fe3+含量的分析来确定砂岩的氧化还原类型,一般情况下,Fe3+/Fe2+>1为氧化砂岩,Fe3+/Fe2+<1为还原砂岩(即原生砂岩),但在某些特殊地区,例如经历过油气二次还原过程的研究区,由于存在后期还原性气体上逸对岩层进行二次还原改造将早期古氧化砂岩还原为绿色、灰绿色,在二次还原反应进行的同时将Fe3+还原为Fe'使得代表氧化的绿色砂岩Fe3+/Fe2+同样小于I,此时砂岩种类需要配合本发明的其它指标确定。
[0065]对还原介质含量的分析可以包括固态还原介质含量和气态还原介质含量的分析,对固态还原介质含量的分析包括对全岩S和有机C的分析,对气态还原介质含量的分析包括对酸解烃,例如甲烷,含量的分析,以查明各类砂岩还原介质含量特征。
[0066]根据这些地球化学参数设立的地球化学指标能够很好的反应层间氧化带各分带的地球化学特征,据此查明研究区层间氧化带各分带的空间展布特征能够为找矿勘查提供更加有力的指导。
[0067]本发明步骤S04中,根据比值在研究区底图上分别将氧化带、氧化还原过渡带及原生带勾绘出来的步骤可以利用ArcGIS软件将比值数据以饼状图的形式投影到研究区底图上来实现,当然其可以采用其它的方式将比值数据显示到底图上,这都不影响研究结果。
[0068]为了更直观的分析不同类型砂岩的微观特征,以便方便确定各类砂岩的地球化学指标特征,可以在步骤S03中,增加将得到的各地球化学参数的测试数据的平均值做成柱状图的步骤:
[0069]以矿床为单位,利用各类型砂岩各项分析数据平均值,分别制作对比柱状图,用不同颜色来代表不同类型的砂岩,其中柱状图可以采用Excel软件制成,当然也可以采用其它软件。
[0070]矿化砂岩的特征能够辅助说明铀矿矿床的可能存在位置,因此本发明的研究方法还可以包括对矿化砂岩的研究的步骤:
[0071]在步骤S02中,所取样品还包括矿化砂岩样品,其通过伽马辐射仪的测量结果进行初步识别,并对所取包括矿化砂岩在内的所有样品的铀含量进行分析测试;
[0072]在步骤S03中,根据样品测试结果中铀含量的高低,进一步识别矿化砂岩,并计算矿化砂岩的各分析测试数据的最大值和最小值,作为矿化砂岩的地球化学指标。
[0073]通过伽马辐射仪的测量结果进行初步识别矿化砂岩的识别标准可以设置为岩心的伽玛照射量率在5nc/kg.h以上,根据含量识别矿化砂岩的标准可以设置为铀含量在100 ΧΙΟ"6以上,此两个标准根据本领域对含矿砂岩的一般认识设定,按照此标准能够找到具有代表性的矿化砂岩。
[0074]下面以本发明的研究方法在鄂尔多斯盆地东北部地区的应用为实例进一步说明本发明的技术方案:
[0075]在应用本发明的研究方法进行研究时,需要首先确定研究区目的层砂岩氧化色及原生色,这一点本领域的技术人员可以根据公知常识完成,具体的,可以通过对研究区构造演化史、岩相古地理及古气候的研究确定研究区目的层砂岩氧化色及原生色,以鄂尔多斯盆地东北部地区为例,选取该地区的大营矿床、纳岭沟矿床作为区内典型矿床,说明如下:
[0076]对于鄂尔多斯盆地东北部地区,经研究发现,研究区沉积盖层有过四次明显的构造抬升作用,分别是晚三叠纪-早侏罗纪、晚侏罗纪-早白垩纪、晚白垩纪-晚古近纪以及晚新近纪-第四纪。其中与本区主要含矿层中侏罗统直罗组层间氧化带形成关系比较密切的主要为晚侏罗纪-早白垩纪时期的这次沉积间断。此时的构造抬升导致含矿层直罗组普遍出露地表,接受地表含氧水的氧化。同时,直罗组下段主要为一套河流-三角洲相河道砂体沉积,地表水可通过其渗透性较好的砂岩向下渗流,对直罗组下段砂体进行氧化改造。在当时干旱-半干旱的古气候条件下,氧化砂岩主要表现为紫红色、砖红色。河道断陷之后,切断了来自源区阴山山系的含氧水补给,且此时沿断裂向上逸散的深部油气对直罗组下段地层进行二次还原改造,将早先的紫红色、砖红色氧化砂岩重新改造为绿色、灰绿色,称其为二次还原砂岩,但其仍反映层间氧化的特征。局部地区由于还原不彻底,仍保留了早先紫红色、砖红色氧化残留,称其为古氧化残留砂岩。
[0077]在以上认识的基础上,完成步骤SOl:
[0078]通过对钻孔岩心的观察,以砂岩氧化色及原生色为基础,结合钻孔样品的粒度、胶结类型及程度、还原性物质含量的特征建立了本区氧化砂岩及原生砂岩的识别标准:古氧化残留砂岩颜色为紫红色、砖红色,粒度一般为细-粉砂岩,胶结程度较高,基本未见有炭屑、黄铁矿等还原物质。此类砂岩在大营铀矿床见较多,纳岭沟铀矿床较少见到;二次还原砂岩颜色表现为绿色、灰绿色,粒度一般为细-粗砂岩,胶结程度较弱,砂质疏松,极少见到炭屑、黄铁矿等还原性物质;原生砂岩颜色表现为灰色,粒度分布范围广,砂质疏松,胶结程度差,含有较多的炭屑及黄铁矿等还原性物质。矿化砂岩通过伽马辐射仪的测量数值来初步识别,具体地可以采用核工业北京地质研究院制作的HD2000,取样后以分析测试U含量进一步确定,一般U>100X10_6即认定为含矿砂岩。
[0079]步骤S02,样品采集及分析测试
[0080]在完成步骤SOl后,以矿床为单位采取样品,尽量选取可覆盖整个矿床的典型钻孔,在每个钻孔的直罗组下段岩心中,分别选取具有代表性的古氧化残留砂岩、二次还原砂岩、矿化砂岩及原生砂岩的样品。取样后,根据不同分析测试项目对样品大小、重量的要求,对采取样品进行分类整理,分别进行分析测试,分析项目包括:全岩及粘土含量分析、Fe2+及Fe3+含量的分析、CaO含量的分析、全岩S含量分析、有机C含量分析、酸解径含量分析。
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