沉積盆地油氣強還原作用區砂巖型鈾礦找礦模型建立方法與流程
2023-12-03 17:29:41
本發明屬於鈾礦勘探技術領域，具體涉及一種沉積盆地油氣強還原作用區砂巖型鈾礦找礦模型建立方法。
背景技術：
沉積盆地強油氣還原作用區強烈的油氣還原作用的表現為砂巖顏色為灰黑色，砂巖中充填石油類物質，可以聞到明顯的「石油味」，地球化學條件為還原條件，Fe3+/Fe2+1)，層間氧化帶規模越大，砂巖型鈾礦化規模越大。而強油氣還原作用之後，把層間氧化帶黃色砂巖轉變為灰黑色、地球化學條件從氧化條件轉變為還原條件，導致無法識別層間氧化帶，從而使依靠發現層間氧化帶來找砂巖型鈾礦的模式失效，無法有效確定找礦目標，極大地增加了找礦難度，因此沉積盆地強油氣還原作用區砂巖型鈾礦找礦模型的建立極為必要。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供充分綜合油氣還原作用、層間氧化作用、不整合面、斷裂、砂體等地質作用及地質單元，揭示各地質作用及其之間關係，為沉積盆地強油氣還原作用區確定找礦目標的沉積盆地強油氣還原作用區砂巖型鈾礦找礦模型的建立方法。
本發明所採用的技術方案是：
一種沉積盆地油氣強還原作用區砂巖型鈾礦找礦模型建立方法，包括如下步驟：
步驟一，確定目標層；
調查野外露頭，鑽井巖芯，顏色為灰色、砂巖中含碳屑的地層為目標層；
調查區域地質資料，資料中記錄的顏色為灰色、含碳屑的地層為目標層；
選取灰色含碳屑的砂巖、砂礫巖層作為強油氣還原作用區砂巖型鈾礦找礦目標層，目標層可以為1到數個；
步驟二，圈定油氣還原作用分布範圍；
調查有油氣還原的露頭，記錄其層位和坐標；
調查鑽井資料，記錄有油氣還原的層位和鑽井坐標；
調查石油等部門的油氣藏分布圖；
把上述野外露頭、鑽井、油氣藏分布圖在適當比例尺地質圖上投影，按層位圈定油氣還原作用分布範圍；
步驟三，確定不整合面時間；
根據區域地層、構造資料，確定目標層位之上的不整合面及其時間，不整合面可以有1個到數個，每個不整合面對應一個時間Tu，按照從古到新的順序依次為Tu1、Tu2、Tu3……。
步驟四，確定油氣還原作用時間Th；
步驟五，確定鈾礦化類型；
步驟六，建立找礦模型；
確定油氣還原作用時間使用三種測試方法，基於地質作用的複雜性，依據實際情況在三種測試方法中選擇合適的方法來確定目標層中油氣還原作用時間Th；
方法一，流體包裹體—地層熱史法：
採集新鮮油砂巖芯樣進行切片，切成厚度為0.5mm左右的包裹體片；在螢光顯微鏡下鑑定油氣流體包裹體，油氣流體包裹體在碳酸鹽膠結物中呈群簇狀分布、在石英裂隙中呈線狀分布、在石英加大邊中呈群簇狀分布，油氣流體包裹體在螢光顯微鏡下呈藍色、黃色；利用Linkam THMSG600冷熱臺測量油氣流體包裹體溫度；把測量的油氣流體包裹體溫度投到地層熱史演化圖 中，根據溫度和樣品採集的層位對應出油氣還原作用時間Th；
方法二，自生伊利石K-Ar同位素測年法：
採集新鮮鑽井巖芯油砂樣品，樣品重量至少1公斤，挑選自生伊利石礦物純度>95％的自生伊利石礦物，對挑選出的自生伊利石進行K-Ar同位素年齡測定，該年齡即為油氣還原作用發生的時間Th；
方法三，碳酸鹽膠結物Sm—Nd同位素測年法：
在野外露頭中採集與油氣還原作用同期形成鈣質膠結砂巖樣品，樣品至少1公斤；
所述該類型鈣質膠結砂巖特徵為：
①呈團塊狀分布於油氣還原作用的砂巖中；
②可見灰黑色油質，可聞到「油味」；
挑選碳酸鹽膠結物0.5克，對挑選出的碳酸鹽膠結物進行Sm-Nd同位素年齡測定，該年齡即為油氣還原作用發生的時間Th。
所述步驟五，確定鈾礦化類型中，需確定「古鈾礦化」、「現代鈾礦化」類型，「非油氣還原作用礦化」類型，「地表瀝青吸附型鈾礦化」類型，具體確定方法如下：
(一)確定「古鈾礦化」、「現代鈾礦化」類型的方法；
油氣還原作用之前形成的層間氧化帶定義為「古層間氧化帶」，形成的鈾礦化定義為「古鈾礦化」；
油氣還原作用之後形成的層間氧化帶定義為「現代層間氧化帶」，形成的鈾礦化定義為「現代鈾礦化」；
(1)Th<Tu油氣還原作用時間晚於不整合面時間
「古鈾礦化」為鈾礦化類型之一；
(2)Th≥Tu油氣還原時間作用早於或等於不整合面時間
「現代鈾礦化」為鈾礦化類型之一，不存在「古鈾礦化」；
(3)有多個Tu，從古到新依次為Tu1、Tu2、Tu3等
Th1。
所述步驟二中所選圖件以1:20萬到1:5萬比例尺地質圖為宜。
所述步驟三中不整合面指區域型的大型不整合面，可以有多個不整合面，每一個不整合面對應一個時間。
步驟四中三種測定不整合面時間的測試方法選擇原則是依據實際掌握的資料程度、樣品採集質量、礦物挑選質量選擇；
如果流體包裹體片中能夠鑑定出油氣流體包裹體並能夠測定油氣流體包裹體溫度、具有地層熱史演化資料可採用「油氣流體包裹體—地層熱史法」；
如果油砂巖樣品中能夠挑選出自生伊利石(純度>95％)可採用「自生伊利石K-Ar同位素測年法」；
如果能夠找到與油氣還原作用同期形成的鈣質膠結砂巖，並採集到足夠的樣品，挑選出碳酸鹽膠結物，可採用碳酸鹽膠結物Sm—Nd同位素測年法。
本發明的有益效果是：
1.本發明所構建的找礦模型明確指明了沉積盆地強油氣還原作用區域砂巖型鈾礦找礦目標；
2.揭示了鈾成礦與強油氣還原作用在時間、空間上的相互關係及鈾礦分布規律，極大地提高了沉積盆地強油氣還原作用區砂巖型鈾礦找礦效率；
3.大大提高了砂巖型鈾礦找礦的工作效率。
附圖說明
圖1是沉積盆地強油氣還原作用區砂巖型鈾礦找礦模型建立方法流程圖；
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明提供的一種進行介紹：
一種沉積盆地油氣強還原作用區砂巖型鈾礦找礦模型建立方法，包括如下步驟：
步驟一，確定目標層；
調查野外露頭，鑽井巖芯，顏色為灰色、砂巖中含碳屑的地層為目標層；
調查區域地質資料，資料中記錄的顏色為灰色、含碳屑的地層為目標層；
選取灰色含碳屑的砂巖、砂礫巖層作為強油氣還原作用區砂巖型鈾礦找礦目標層，目標層可以為1到數個；
步驟二，圈定油氣還原作用分布範圍；
調查有油氣還原的露頭，記錄其層位和坐標；
調查鑽井資料，記錄有油氣還原的層位和鑽井坐標；
調查石油等部門的油氣藏分布圖；
把上述野外露頭、鑽井、油氣藏分布圖在適當比例尺地質圖上投影，按層位圈定油氣還原作用分布範圍；
步驟三，確定不整合面時間；
根據區域地層、構造資料，確定目標層位之上的不整合面及其時間，不整合面可以有1個到數個，每個不整合面對應一個時間Tu，按照從古到新的順序依次為Tu1、Tu2、Tu3……。
步驟四，確定油氣還原作用時間Th；
步驟五，確定鈾礦化類型；
步驟六，建立找礦模型；
確定油氣還原作用時間使用三種測試方法，基於地質作用的複雜性，依據實際情況在三種測試方法中選擇合適的方法來確定目標層中油氣還原作用時間Th；
方法一，流體包裹體—地層熱史法：
採集新鮮油砂巖芯樣進行切片，切成厚度為0.5mm左右的包裹體片；在螢光顯微鏡下鑑定油氣流體包裹體，油氣流體包裹體在碳酸鹽膠結物中呈群簇狀分布、在石英裂隙中呈線狀分布、在石英加大邊中呈群簇狀分布，油氣流體包裹體在螢光顯微鏡下呈藍色、黃色；利用Linkam THMSG600冷熱臺測量油氣流體包裹體溫度；把測量的油氣流體包裹體溫度投到地層熱史演化圖 中，根據溫度和樣品採集的層位對應出油氣還原作用時間Th；
方法二，自生伊利石K-Ar同位素測年法：
採集新鮮鑽井巖芯油砂樣品，樣品重量至少1公斤，挑選自生伊利石礦物純度>95％的自生伊利石礦物，對挑選出的自生伊利石進行K-Ar同位素年齡測定，該年齡即為油氣還原作用發生的時間Th；
方法三，碳酸鹽膠結物Sm—Nd同位素測年法：
在野外露頭中採集與油氣還原作用同期形成鈣質膠結砂巖樣品，樣品至少1公斤；
所述該類型鈣質膠結砂巖特徵為：
①呈團塊狀分布於油氣還原作用的砂巖中；
②可見灰黑色油質，可聞到「油味」；
挑選碳酸鹽膠結物0.5克，對挑選出的碳酸鹽膠結物進行Sm-Nd同位素年齡測定，該年齡即為油氣還原作用發生的時間Th。
所述步驟五，確定鈾礦化類型中，需確定「古鈾礦化」、「現代鈾礦化」類型，「非油氣還原作用礦化」類型，「地表瀝青吸附型鈾礦化」類型，具體確定方法如下：
(一)確定「古鈾礦化」、「現代鈾礦化」類型的方法；
油氣還原作用之前形成的層間氧化帶定義為「古層間氧化帶」，形成的鈾礦化定義為「古鈾礦化」；
油氣還原作用之後形成的層間氧化帶定義為「現代層間氧化帶」，形成的鈾礦化定義為「現代鈾礦化」；
(1)Th<Tu油氣還原作用時間晚於不整合面時間
「古鈾礦化」為鈾礦化類型之一；
(2)Th≥Tu油氣還原時間作用早於或等於不整合面時間
「現代鈾礦化」為鈾礦化類型之一，不存在「古鈾礦化」；
(3)有多個Tu，從古到新依次為Tu1、Tu2、Tu3等
Th1。
所述步驟二中所選圖件以1:20萬到1:5萬比例尺地質圖為宜。
所述步驟三中不整合面指區域型的大型不整合面，可以有多個不整合面，每一個不整合面對應一個時間。
步驟四中三種測定不整合面時間的測試方法選擇原則是依據實際掌握的資料程度、樣品採集質量、礦物挑選質量選擇；
如果流體包裹體片中能夠鑑定出油氣流體包裹體並能夠測定油氣流體包裹體溫度、具有地層熱史演化資料可採用「油氣流體包裹體—地層熱史法」；
如果油砂巖樣品中能夠挑選出自生伊利石(純度>95％)可採用「自生伊利石K-Ar同位素測年法」；
如果能夠找到與油氣還原作用同期形成的鈣質膠結砂巖，並採集到足夠的樣品，挑選出碳酸鹽膠結物，可採用碳酸鹽膠結物Sm—Nd同位素測年法。
實施例1
根據野外露頭調查、地質資料，準噶爾盆地西北緣侏羅系原生為灰色層，地層中富炭屑、植物殘屑，富煤層；白堊系下統吐谷魯群a亞群中部發育一套厚約20m的原生為灰色的砂礫巖層，砂礫中富炭屑、植物殘屑。所以準噶爾盆地西北緣目標層是侏羅系和白堊系下統吐谷魯群a亞群中部灰色砂礫巖層。
步驟二：圈定油氣還原作用分布範圍
將準噶爾盆地西北緣1:20萬區域地質圖數位化。將野外地質調查資料，將收集的鑽井資料、油氣藏分布資料在準噶爾盆地西北緣1:20萬地質圖上數位化，並圈定侏羅系、白堊系油氣還原作用分布範圍。
步驟三：確定不整合面時間
根據區域地質資料，確定準噶爾盆地西北緣區域型的不整合面為侏羅系與白堊系之間的不整和面(U1)、白堊系與古近系之間的不整和面(U2),對應的不整合面時間為TU1、TU2
步驟四：測定油氣還原作用時間
本實例採用了油氣流體包裹體—地層熱史法確定油氣還原作用時間，測定準噶爾盆地西北緣目標層油氣還原作用時間為晚白堊世Th。
步驟五：確定鈾礦化類型
(1)準噶爾盆地西北緣ThTu2，侏羅系發育三套「現代層間氧化帶」，「現代鈾礦化」為鈾礦化類型之一。
(2)根據步驟二中圈定的油氣還原作用分布範圍圖，發現烏爾禾地區存在未遭受油氣還原作用的區域，在該區域白堊系吐谷魯群a亞群中發現一套原生為灰色層的層間氧化砂礫巖層，砂礫巖中見殘留炭屑，該套砂體厚約20m，層間氧化帶發育規模較大，發育鈾礦化，γ異常值為70～130ur(背景值為30ur)，「非油氣還原作用鈾礦化」為鈾礦化類型之一。
(3)準噶爾盆地西北緣發育大規模瀝青，瀝青出露地表，瀝青質砂巖吸附鈾元素形成小規模鈾礦化，「地表瀝青吸附型鈾礦化」為鈾礦化類型之一。
步驟六：建立找礦模型並確定找礦目標
根據步驟五確定的鈾礦化類型建立沉積盆地強油氣還原作用區砂巖型鈾礦找礦模型。
根據該模型確立準噶爾盆地西北緣砂巖型鈾礦首要找礦目標為「古鈾礦化」和「非油氣還原作用鈾礦化」，次級找礦目標為「現代鈾礦化」和「地表瀝青吸附型鈾礦化」。