一种适用于砂岩型铀矿层间氧化带特征的研究方法_3

文档序号:9749766阅读:来源:国知局
081]步骤S03,根据分析测试结果建立层间氧化带各分带地球化学指标
[0082]通过对纳岭沟、大营铀矿床直罗组下段古氧化残留砂岩、二次还原砂岩、矿化砂岩及原生砂岩的U含量、全岩S含量、Fe37Fe2+、CaO含量、有机C含量以及酸解烃含量分析,统计整理各地球化学指标数据,建立了鄂尔多斯盆地东北部层间氧化带各分带地球化学指标模式,如图2所示。
[0083]I)古氧化残留砂岩
[0084]古氧化残留砂岩在岩心颜色上表现为绿色包裹着紫色、砖红色。此类砂岩粒度往往较细,一般为细-粉砂岩,胶结程度较高,镜下观察可见大量的方解石胶结物。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。其U含量偏低,平均27.84X 16;全岩S含量较低,平均0.03% ;Fe3+/Fe2+平均在1.11,表现为弱氧化环境;CaO含量较高,平均达到9.13% ;T0C含量较低,平均0.04% ;甲烷气体平均含量较高,达1291uL/kgo
[0085]2) 二次还原砂岩
[0086]此类砂岩岩心颜色表现为暗绿色、绿色及灰绿色,根据油气还原程度强弱可分为强二次还原砂岩及弱二次还原砂岩,强二次还原砂岩在颜色上表现为暗绿色、绿色,弱二次还原砂岩表现为灰绿色、浅绿色。此类砂岩,粒度分布范围较广,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。纳岭沟及大营铀矿床此类砂岩U平均含量较低,均小于30 XlO6 ;全岩S平均含量分别为0.13% (纳岭沟)和0.11% (大营);Fe37Fe2+均为0.51,表现为还原环境;CaO平均含量较低,分别为1.94% (纳岭沟)和
2.39% (大营);T0C平均含量分别为0.1% (纳岭沟)和0.18% (大营);甲烷气体平均含量分别为183 μ L/kg (纳岭沟)和604 μ L/kg (大营)。
[0087]3)矿化砂岩
[0088]矿化砂岩一般表现为灰色,极个别灰绿色砂岩也见有铀矿化显示。粒度分布范围较广,一般为细-粗砂岩,个别粉砂岩或泥岩中也有铀矿化。胶结程度较差,砂质疏松。含炭屑、黄铁矿等还原性物质较多。此类砂岩除全岩S含量外,各项后生蚀变指标均高,反映其经历了较为复杂的地球化学行为。纳岭沟铀矿床此类砂岩平均U含量达769.48X 10 6,大营铀矿床达1734.74X 10 6 ;全岩S平均含量分别为0.15% (纳岭沟)和0.39% (大营);Fe3YFe2+分别为0.8 (纳岭沟)和1.1 (大营),表现为弱还原-弱氧化的过渡环境;CaO平均含量较高,分别为3.39% (纳岭沟)和6.06% (大营);T0C平均含量分别为0.18% (纳岭沟)和0.59% (大营);甲烷气体平均含量分别为540 μ L/kg (纳岭沟)和880 μ L/kg (大营)。
[0089]4)原生砂岩
[0090]原生砂岩表现为灰色,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。纳岭沟及大营铀矿床此类砂岩U平均含量较低,均不超过30 X 16;全岩S含量较高,平均含量分别为0.38% (纳岭沟)和0.42% (大营);Fe3+/Fe2+分别为0.56 (纳岭沟)和0.48 (大营),表现为还原环境;CaO平均含量分别为2.14% (纳岭沟)和3.9% (大营);TOC平均含量分别为0.1% (纳岭沟)和0.3% (大营);甲烷气体平均含量分别为175 μ L/kg (纳岭沟)和735 μ L/kg (大营)。
[0091]步骤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,通过数据的整理,利用软件作出直罗组下段下亚段层间氧化带空间展布示意图。
[0092]继续选取能够覆盖所述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,样品的地球化学数据落到哪种砂岩的地球化学指标的范围内,即认为是哪种砂岩类型,根据砂岩类型的判断结果,统计每个钻孔含矿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,利用ArcGIS软件将统计好的比值数据以饼状图的形式投影到研究区底图上。若目的层全为氧化砂岩则该钻孔位于氧化带中,若目的层全为原生砂岩则该钻孔位于原生带中,若目的层既有氧化砂岩又有原生砂岩则该钻孔位于氧化还原过渡带中。以此为原则,在底图上,根据钻孔中氧化砂岩和原生砂岩所占比重,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。
[0093]具体到鄂尔多斯盆地东北部,查明研条带状展布,局部呈舌状向南西方向凸出,残留宽度在5km?40km之间。氧化带(过渡带与原生还原带分界)前锋线位于乌力桂庙-大营-南果-大成梁-合同庙-究区层间氧化带各分带的空间展布特征如图3所示,直罗组下段下亚段完全氧化带前锋线整体呈北西-南东向的不规则皂火壕一线,呈蛇曲状、港湾状展布,长约170km。氧化带前锋线以南及南西部直罗组下亚段砂岩呈灰色,富含有机质、黄铁矿等还原介质;氧化带前锋线北部、北东部直罗组下亚段砂岩表现为绿色与灰色互层;继续向北及北东方向,绿色砂岩厚度增加,灰色砂岩厚度变薄至尖灭。这说明含氧水主要来自北部或北东部,氧化方向应由北向南或北东向南西。
[0094]目前区内下亚段已发现的铀矿体中,皂火壕铀矿床和大营铀铀矿床产于氧化带前锋线附近的过渡带中,矿体走向与氧化带前锋线走向基本一致,表明受氧化带前锋线控制。可以据此推断矿区内新矿床的位置。
[0095]还可在Excel软件中,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,以便更直观的分析不同类型砂岩的微观特征,具体如下:
[0096](I)矿物成分含量特征分析
[0097]通过对不同类型砂岩的全岩及粘土含量分析,查明不同类型砂岩中主要矿物的成分含量分布特征。
[0098]分析结果表明,在矿物成分方面,层间氧化带各分带砂岩在主要碎屑成分(石英、长石)含量上区别并不明显,主要区别体现粘土含量上。二次还原砂岩(绿色)粘土总量略高于其余类型的砂岩。两典型铀矿床的粘土矿物主要以蒙皂石为主、高岭石次之,伊利石及绿泥石含量较低。其中,二次还原砂岩(绿色)与其他类型砂岩主要区别体现在蒙皂石和绿泥石含量上,绿色砂岩蒙皂石含量略低,绿泥石含量略高。大营铀矿床中矿化砂岩蒙皂石含量高,纳岭沟铀矿床矿化砂岩高岭石含量高(图4-图7)。
[0099](2)环境指标特征分析
[0100]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,通过对CaO含量的分析确定砂岩的胶结程度。
[0101]研究发现,两典型矿床中,二次还原砂岩(绿色)的Fe2O3平均含量在4.5%左右,FeO的平均含量在2.8%左右,均高于其他类型砂岩,这一方面表明在层间氧化及后期二次还原的过程中有Fe的带入,导致了二次还原砂岩(绿色)总铁含量的增高;另一方面,也间接反映了二次还原砂岩(绿色)经历的复杂地球化学过程,在层间氧化过程中,大量的Fe2+被氧化为Fe'后期的二次还原过程中部分的Fe3+又被还原为Fe'使得此类砂岩的Fe2+及Fe3+含量均较高。古氧化残留砂岩(紫色)仅在大营矿床发育,其Fe2O3平均含量在3.83%,FeO的平均含量在1.73%,Fe3+含量明显高于Fe2+含量,反映其具有明显的氧化砂岩特征(图 8)。
[0102]从两矿床CaO平均含量可以看出,大营铀矿床古氧化残留砂岩(紫色)的CaO平均含量最高,为9.13% ;二次还原砂岩(绿色)的CaO平均含量最低。这个结果很好的解释了古氧化残留砂岩(紫色)可以保存下来的原因。紫色砂岩的Ca2+含量明显高于其余色调砂岩,表明其孔隙内钙质胶结物较多,导致砂岩孔渗性差,不易被后期逸散上来的还原性气体改造,从而保留了原来的古氧化色。而绿色砂岩的Ca2+含量很低,指
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