多种能源矿产同盆共存富集的地质条件及其特征(2)
发布时间：2014-07-29 10:09
丹佛附近的煤中检测出铀。Vine(1956)报道了美国达科他、怀俄明、蒙大拿、科罗拉罗等地的煤中都发现了富含铀的煤。我国的西北侏罗纪煤田、华北的石炭-二叠纪煤田、云南的第三纪煤田等也发现有富含铀的煤[13]。国内外中新生代含煤坳陷中,已知有大量铀矿床和矿点,铀和大量伴生元素出现在渗透性砂岩以及与之接触的褐煤层中,低阶煤是有机酸的主要排驱期,这些腐殖质大分子能够固定、络合和迁移铀,通过与无机配位体竞争而与铀酰络合,在铀沉淀的机制中起到重要作用,促进铀的富集成矿。
2. 5 油气藏与铀矿
沉积岩中有机质形成的油气流体,具有较强的运移、扩散能力,它们向有利的油气圈闭运移,聚集形成油气藏。油气圈闭范围是油气散失速率小于聚集速率的相对封闭区,垂向上散失的油气少,而圈闭之外则相反。刘埃平等[14]根据这种垂向散失油气的烟筒效应建立了油气藏上覆岩层中铀的迁移富集模式。油气田中正向和侧向渗透出来的油气通过沉积层和土壤层向上运移,在运移途径上能从其所接触的沉积物和土壤里索取放射性核素。如果有构造裂隙存在,油、气和水流体将携带浙些物质运移到地表层,向上运移的油气在达到潜水面附近的氧化还原界面时,被俘获的核素将产生沉淀。
3 多种能源矿产共存富集形式与组合类型
3. 1 共存富集形式
铀煤共生矿有三种成因类型:①同生沉积型。铀是在泥炭化阶段进入沼泽;②后生沉积型。铀是在煤化阶段进入煤层;③多次矿化富集型。因为由于腐殖质在富集铀中起了重要作用,所以富铀煤都属于低煤级的褐煤和亚烟煤,而且往往灰分高和煤层薄[15]。有机岩石学与有机地球化学的研究表明,有机质与铀矿化存在关系: (1)煤系、泥岩、砂岩和砾岩中的炭屑和细分散有机质,在后生层间氧化条件下它们是形成大量有机酸的物质基础; (2)腐殖型母质组分在水和氧气供应充足的条件下经微生物分解形成多种腐殖酸; (3)煤层和分散有机质处于未成熟阶段或褐煤阶段,有机质活性大,孔隙度高,具有特别大的吸附和吸收能力,且本身也容易朝腐殖酸方向转化; (4)碎屑岩中的炭屑是由沉积盆地的浮木碎块或已成型的泥炭层遭破坏后再搬运至沉积盆地与碎屑砂砾混杂沉积的,其多具有木质细胞结构,多孔[16]。 煤一般在热演化过程中同时有气态烃和液态烃产出,到高温阶段主要为气,而中温阶段为液态烃的形成高峰。煤成气、成油的控制因素主要取决于煤的富氢程度,由于多数煤层壳质组、腐泥组等富氢的煤岩组成含量往往不多,故而腐殖煤中基质镜质体性质与含量对煤成烃的控制作用强。化学组成上,壳质组、腐泥组含量高,H/C高,亚甲基、次甲基含量高,比较利于生油,反之主要生气[18]。同时煤化作用形式和阶段也影响煤成气油比例,煤成油的产出主要在中等演化程度的烟煤阶段,随着演化程度增加,生油煤和生气煤均向生气煤转化。
3. 2 共存富集的组合类型
铀在一般煤中的赋存状态有三种:①与有机质结合;②呈同类同象赋存在锆石、磷灰石、金红石、独居石、碳酸盐岩等矿物内;③被粘土矿物吸附。在极富铀的煤中发现独立的铀矿物,如晶质铀矿、水硅铀矿、钙质铀矿、铀云母、钒钾铀矿。张仁里将3 新疆石油天然气2005年铀煤共生矿分为两类:①铀-煤矿。主要是要求煤中铀产生的能量大于有机质产生的能量,且煤灰中铀含量高于铀的工业品位。自然界中这种类型较为罕见,矿体规模也较小;②含铀煤。要求煤中铀产生的能量高于有机质产生能量,但煤灰中铀含量低于铀工业品位,含铀煤在自然界分布广泛[17]。
油气藏与砂岩型铀矿的空间定位关系包括(图2): (1)断层封闭油气藏沿封闭断裂烃向上微浸漏与上部富铀砂岩相交,砂岩中铀被还原形成铀矿;(2)岩性封闭油气藏在油水界面处,可形成铀矿床,或高含量富铀地下水; (3)背斜封闭油气藏,在背斜油储与砂岩界面处形成铀矿床,或富铀地下水,在水流速度缓处,也可能产生铀的富集; (4)斜坡带和单斜层中,富铀砂岩地下水向下运移,与向上迁移的烃、H2S等还原性气体在氧化-还原带相遇,可形成另一种“矿卷”型铀矿床; (5)盐丘顶部富铀砂岩中,由于强烈的还原环境,可以在顶部形成铀矿床; (6)富铀砂岩与底部孔隙度好、渗透性高的地层交叉,如果孔隙度较好的地层中有烃的垂直运移,在交点处砂岩中,可形成铀矿床[18]。
4 多种能源矿产共存富集的地质地球物理特征
本文编号：8069
2. 5 油气藏与铀矿
沉积岩中有机质形成的油气流体,具有较强的运移、扩散能力,它们向有利的油气圈闭运移,聚集形成油气藏。油气圈闭范围是油气散失速率小于聚集速率的相对封闭区,垂向上散失的油气少,而圈闭之外则相反。刘埃平等[14]根据这种垂向散失油气的烟筒效应建立了油气藏上覆岩层中铀的迁移富集模式。油气田中正向和侧向渗透出来的油气通过沉积层和土壤层向上运移,在运移途径上能从其所接触的沉积物和土壤里索取放射性核素。如果有构造裂隙存在,油、气和水流体将携带浙些物质运移到地表层,向上运移的油气在达到潜水面附近的氧化还原界面时,被俘获的核素将产生沉淀。
3 多种能源矿产共存富集形式与组合类型
3. 1 共存富集形式
铀煤共生矿有三种成因类型:①同生沉积型。铀是在泥炭化阶段进入沼泽;②后生沉积型。铀是在煤化阶段进入煤层;③多次矿化富集型。因为由于腐殖质在富集铀中起了重要作用,所以富铀煤都属于低煤级的褐煤和亚烟煤,而且往往灰分高和煤层薄[15]。有机岩石学与有机地球化学的研究表明,有机质与铀矿化存在关系: (1)煤系、泥岩、砂岩和砾岩中的炭屑和细分散有机质,在后生层间氧化条件下它们是形成大量有机酸的物质基础; (2)腐殖型母质组分在水和氧气供应充足的条件下经微生物分解形成多种腐殖酸; (3)煤层和分散有机质处于未成熟阶段或褐煤阶段,有机质活性大,孔隙度高,具有特别大的吸附和吸收能力,且本身也容易朝腐殖酸方向转化; (4)碎屑岩中的炭屑是由沉积盆地的浮木碎块或已成型的泥炭层遭破坏后再搬运至沉积盆地与碎屑砂砾混杂沉积的,其多具有木质细胞结构,多孔[16]。 煤一般在热演化过程中同时有气态烃和液态烃产出,到高温阶段主要为气,而中温阶段为液态烃的形成高峰。煤成气、成油的控制因素主要取决于煤的富氢程度,由于多数煤层壳质组、腐泥组等富氢的煤岩组成含量往往不多,故而腐殖煤中基质镜质体性质与含量对煤成烃的控制作用强。化学组成上,壳质组、腐泥组含量高,H/C高,亚甲基、次甲基含量高,比较利于生油,反之主要生气[18]。同时煤化作用形式和阶段也影响煤成气油比例,煤成油的产出主要在中等演化程度的烟煤阶段,随着演化程度增加,生油煤和生气煤均向生气煤转化。
3. 2 共存富集的组合类型
铀在一般煤中的赋存状态有三种:①与有机质结合;②呈同类同象赋存在锆石、磷灰石、金红石、独居石、碳酸盐岩等矿物内;③被粘土矿物吸附。在极富铀的煤中发现独立的铀矿物,如晶质铀矿、水硅铀矿、钙质铀矿、铀云母、钒钾铀矿。张仁里将3 新疆石油天然气2005年铀煤共生矿分为两类:①铀-煤矿。主要是要求煤中铀产生的能量大于有机质产生的能量,且煤灰中铀含量高于铀的工业品位。自然界中这种类型较为罕见,矿体规模也较小;②含铀煤。要求煤中铀产生的能量高于有机质产生能量,但煤灰中铀含量低于铀工业品位,含铀煤在自然界分布广泛[17]。
油气藏与砂岩型铀矿的空间定位关系包括(图2): (1)断层封闭油气藏沿封闭断裂烃向上微浸漏与上部富铀砂岩相交,砂岩中铀被还原形成铀矿;(2)岩性封闭油气藏在油水界面处,可形成铀矿床,或高含量富铀地下水; (3)背斜封闭油气藏,在背斜油储与砂岩界面处形成铀矿床,或富铀地下水,在水流速度缓处,也可能产生铀的富集; (4)斜坡带和单斜层中,富铀砂岩地下水向下运移,与向上迁移的烃、H2S等还原性气体在氧化-还原带相遇,可形成另一种“矿卷”型铀矿床; (5)盐丘顶部富铀砂岩中,由于强烈的还原环境,可以在顶部形成铀矿床; (6)富铀砂岩与底部孔隙度好、渗透性高的地层交叉,如果孔隙度较好的地层中有烃的垂直运移,在交点处砂岩中,可形成铀矿床[18]。
4 多种能源矿产共存富集的地质地球物理特征
本文编号：8069
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