一种构造相对较强的环境下砂岩型铀矿预测评价方法与流程

1.本发明属于铀矿地质基础研究技术领域，具体涉及一种构造相对较强的环境下砂岩型铀矿预测评价方法。


背景技术：

2.铀矿具有典型的军民两用和放射性禀赋环境双重特性，是我国当前位居首位的急缺矿种，是我国核军工履行国防新使命的战略基础物质，直接关系到我国新时期核军工发展和核电清洁能源规模化发展的“粮食”供应安全。如何尽快提升我国铀资源产业的工业现代化水平，确保国内铀资源储备能力和产能能力，具有重大战略意义。
3.我国核电的快速发展对铀矿资源提出了长远重大需求，使铀矿找矿工作越来越迫切。我国铀矿地质事业也得到快速发展，铀矿找矿战略布局也发生了重大转变，找矿工作已由南方的花岗岩型和火山岩型铀矿重点转移到北方的可地浸砂岩型铀矿，相继在伊犁、鄂尔多斯、松辽、二连等盆地发现了一批大型、超大型砂岩型铀矿，目前已探明的砂岩型铀资源量超过全国探明铀矿资源总量的40％。这些盆地均具有盆地面积大、盆缘铀源丰富、盆地及周边构造活动较弱的特点，具备砂岩型铀矿发育的有利成矿地质条件。然而随着铀矿地质勘查和科研工作程度不断提高，这些大盆地有利的找矿空间不断缩小，亟需在我国探索新的砂岩型铀矿找矿空间。
4.我国西北部还发育有巴丹吉林、巴音戈壁、潮水、酒泉、雅布赖、武腾、巴彦浩特等多个大中小盆地，这些盆地由于所处构造环境相对较强，盆地基底及盆地盖层均被构造不同程度的切割、破坏，成矿有利的构造环境非常有限，再加上这些盆地铀矿地质勘查和科研工作程度均较低，目前铀矿地质找矿工作扔没有新的突破。
5.因此，亟待对我国西北部构造活动较强的区域内发育的这些大中小盆地进行铀矿预测评价，有效识别出各盆地砂岩型铀矿成矿有利的构造部位，再结合砂岩型铀矿成矿有利地质条件，圈定铀成矿远景区，准确、有效地缩小找矿靶区，提高找矿效率，为砂岩型铀矿后备基底的优选以及长期铀矿战略选区和铀矿地质勘查部署提供依据。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种构造相对较强的环境下砂岩型铀矿预测评价方法，该方法通过对地质区域地质资料的收集与整理，结合少量区域地质工作，充分分析构造地质背景和成矿地质条件；通过典型矿床研究，厘定找矿目标层和关键控矿要素，总结区域铀成矿规律，提取预测要素，预测并圈定成矿有利区段，为铀矿战略选区和中长期铀矿地质勘查部署提供依据。
7.实现本发明目的的技术方案：
8.一种构造相对较强的环境下砂岩型铀矿预测评价方法，所述方法包括如下步骤：
9.步骤(1)、区域地质资料收集与整理；
10.步骤(2)、盆地构造地质背景和盆地构造类型分析；
11.步骤(3)、典型矿床研究；
12.步骤(4)、图件编制与区域铀成矿规律研究；
13.步骤(5)、预测要素提取与远景预测。
14.所述步骤(1)包括：
15.步骤(1.1)、系统收集研究区内各部门完成的地质成果报告、地质基础图件和文献等资料；
16.步骤(1.2)、资料的归纳、整理与分析，筛选铀成矿有利盆地或盆段。
17.所述步骤(1.1)具体为：全面、系统收集研究区内基础地质、地球物理和遥感、水文地质、铀矿地质和探矿工程等资料；在资料的收集与整理过程中，应侧重铀矿地质与构造有关的各项资料，包括区域构造事件、区域构造类型、区域大型断裂和区铀矿化信息；按类型对所收集的资料进行归并和综合整理。
18.所述步骤(1.2)具体为：分析大地构造地质环境和铀成矿的构造、铀源和水文等地质条件，划分区域构造单元，筛选出成矿有利的盆地或盆段。
19.所述步骤(2)包括：
20.步骤(2.1)、盆地铀成矿构造背景分析；
21.步骤(2.2)、盆地中新生代构造-沉积演化研究；
22.步骤(2.3)、盆地潜在成矿期构造类型分析。
23.所述步骤(2.1)具体为：分析盆地所处的大地构造环境，根据构造环境和构造特征划分盆地构造单元，进一步分析盆地基底和盆地盖层构造特征，探讨盆地或盆地内各构造单元的构造体系、构造古地理环境、沉积构造特征，分析铀成矿构造条件。
24.所述步骤(2.2)具体为：分析盆地基底构造特征、盆地盖层构造演化特征、盆地中新生代沉积期古气候特征，筛选出以构造背景总体以升降运动为主，活动性相对较弱，砂体较发育且具备砂岩型铀矿改造条件的区域，厘定成矿有利的构造区域和成矿有利的层位。
25.所述步骤(2.3)具体为：开展盆地中新生带构造特征研究，利用前人编制的构造剖面图，或开展地质剖面测量及物探电磁法剖面测量，或利用前人钻孔资料编制钻孔连井剖面图，分析盆地地层结构特征、断裂构造和褶皱构造特征，划分盆地内构造隆升区和断陷埋深区，分析盆地不同演化阶段断陷类型，进而分析潜在铀成矿期盆地构造类型。
26.所述步骤(3)包括：
27.步骤(3.1)、分析矿区铀成矿地质条件；
28.步骤(3.2)、分析矿床地质特征和铀矿化特征；
29.步骤(3.3)、厘定关键控矿要素。
30.所述步骤(3.1)中分析矿区铀成矿地质条件包括：分析蚀源区铀源条件和矿区沉积盖层铀源条件、矿区掀斜构造和断裂构造、找矿目标层岩性
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岩相条件、沉积演化期古气候条件、水文地质条件、找矿目标层砂体后生蚀变条件。
31.所述步骤(3.2)中分析矿床地质特征和铀矿化特征包括：分析矿床地质空间分布特征、成矿地球化学特征、成矿地质作用、地质时代和地质演化阶段，分析铀矿体特征、铀矿化类型、铀矿物及供伴生矿物类型及组合特征、铀成矿期次和铀成矿时代。
32.所述步骤(3.3)具体为：通过步骤(3.1)分析矿区铀成矿地质条件和步骤(3.2)矿床地质空间分布特征和铀矿化特征，厘定关键控矿要素，建立铀成矿预测模型。
33.所述步骤(4)包括：
34.步骤(4.1)、编制不同尺度的基础图件；
35.步骤(4.2)、开展区域铀成矿规律研究。
36.所述步骤(4.1)具体为：整个研究区可编制1:100万～1:50万铀矿地质图、构造纲要图、目标层沉积相图、成矿要素图和预测要素图；盆地可编制1:25万～1:10万铀矿地质图、断裂构造图或构造分区图、含矿层沉积相图、顶底板埋深图、砂体等厚图、含砂率等值图、成矿要素图和预测要素图；盆地重点地段和矿区可编制1:5万～1:1万铀矿地质图、沉积相图、砂体等厚图、含砂率图、后生蚀变图、成矿要素图等系列图件。
37.所述步骤(4.2)具体为：总结区域构造分区、构造类型、盆地类型、沉积建造类型、后生改造类型及铀矿化类型、铀成矿作用类型和铀成矿时代，厘定区域铀成矿控制因素，建立区域找矿标志。
38.所述步骤(5)具体为：在编制的系列基础图件中，识别找矿标志，分别提取区域铀成矿规律研究中厘定各项控矿要素，利用mras软件和人机联合圈定成矿有利区，并分析区域的有利成矿条件和不利因素。
39.本发明的有益技术效果在于：
40.1、本发明提供的一种构造相对较强的环境下砂岩型铀矿预测评价方法，在区域构造类型划分、盆地潜在成矿期构造类型识别和典型矿床研究的基础上，可在较强的构造区内筛选出构造相对较弱的有利于砂岩型铀矿发育的重点盆地或盆地重点地段；
41.2、本发明提供的一种构造相对较强的环境下砂岩型铀矿预测评价方法，通过编制不同尺度的系列图件和区域铀成矿规律研究，可归纳、总结区域铀成矿规律，在图中厘定、识别和提取关键控矿要素，可快速、有效地圈定铀成矿远景区，为区域铀矿战略选区、为新增后备勘查基地、为铀矿地质中长期勘查部署提供依据；
42.3、本发明提供的一种构造相对较强的环境下砂岩型铀矿预测评价方法能够准确、有效地缩小找矿靶区，提高找矿效率，可操作性强。
具体实施方式
43.下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
44.本发明以甘肃-内蒙古中西部地区砂岩型铀矿战略选区为例，提供的一种构造相对较强的环境下砂岩型铀矿预测评价方法，具体包括以下步骤：
45.步骤(1)、区域地质资料收集与整理
46.步骤(1.1)、系统收集研究区内各部门完成的地质成果报告、地质基础图件和文献等资料。
47.全面、系统收集研究区内基础地质、地球物理和遥感、水文地质、铀矿地质和探矿工程等资料；在资料的收集与整理过程中，应侧重铀矿地质与构造有关的各项资料，包括区域构造事件、区域构造类型、区域大型断裂和区铀矿化信息；按类型对所收集的资料进行归并和综合整理。
48.收集甘肃-内蒙古中西部地区石油地质、煤田地质、水文地质和铀矿地质等各部门完成的勘查地质成果报告、基础地质平面图、剖面图(地质剖图、地震剖面图、钻孔剖面图)、构造纲要图和文献等资料。按类型对所收集的资料进行归并和综合整理。
49.步骤(1.2)、资料的归纳、整理与分析，筛选铀成矿有利盆地或盆段。
50.针对收集来的各类资料进行系统整理、分析与消化吸收。初步分析大地构造地质环境和铀成矿的构造、铀源和水文等地质条件，划分区域构造单元，筛选出成矿有利的盆地或盆段。
51.依据研究区大地构造环境和大型断裂构造分布和发育特征，明确研究区具有南北分段东西分带特征，将甘蒙地区由北向南划分为三个构造带：
①
北部构造带：北山盆地群－巴丹吉林盆地－巴音戈壁盆地带；
②
中部构造带：金塔-花海盆地－潮水盆地－雅布赖盆地带－巴彦浩特盆地；
③
南部构造带：酒泉盆地－民乐盆地－武腾盆地。根据区域构造地质特征，首先利用中小比例尺构造纲要图，筛选出构造活动相对较弱的区段；然后在区段内再利用大间距钻孔连井剖面图和物化探剖面图，筛选出盆地发育相对稳定构造斜坡的有利地段。根据各构造带中盆地所处的构造环境，初步筛选出巴音戈壁盆地南部、潮水盆地北缘、雅布赖盆地北部为砂岩型铀成矿有利地段。
52.步骤(2)、盆地构造地质背景和盆地构造类型分析
53.步骤(2.1)、盆地铀成矿构造背景分析。
54.针对步骤(1)中筛选出的重点盆段，开展盆地铀成矿构造背景分析。分析盆地所处的大地构造环境，根据构造环境和构造特征划分盆地构造单元，进一步分析盆地基底和盆地盖层构造特征，探讨盆地或盆地内各构造单元的构造体系、构造古地理环境、沉积构造特征，分析铀成矿构造条件。
55.如分析巴音戈壁盆地所处的大地构造环境为天山-兴蒙褶皱系，受阿尔金断裂和恩格尔乌苏断裂联合控制，构造总体呈北东向展布，分析盆地盖层构造，总体表现出盆地断、坳(凹)、隆相间的构造格局。根据编制盆地中新生带基底埋深图，可将巴音戈壁盆地划分出1个隆起和5个坳陷，共计6个二级构造单元，并进一步划分出13个凹陷和16个凸起等29个三级构造单元。坳陷区内发育的凹陷和凸起过渡区可形成铀成矿有利的构造斜坡带。
56.步骤(2.2)、盆地中新生代构造-沉积演化研究。
57.分析盆地基底构造特征、盆地盖层构造演化特征、盆地中新生代沉积期古气候特征，筛选出以构造背景总体以升降运动为主，活动性相对较弱，砂体较发育且具备砂岩型铀矿改造条件的区域，厘定成矿有利的构造区域和成矿有利的层位。
58.在分析巴音戈壁盆地中新生代构造-沉积演化的基础上，根据地层中发育的角度不整合、盆地沉积充填序列和埋藏史等，将盆地中新生代演化划分为6个阶段——早－中侏罗世伸展断陷阶段、晚侏罗世陆内坳陷阶段、早白垩世伸展断陷阶段、晚白垩世挤压隆升阶段、(始)渐新世－中新世山前坳陷阶段和上新世－更新世前陆盆地阶段。其中早白垩盆地伸展沉降阶段，形成了富含有机质的巴音戈壁组，为铀成矿有利目标层。晚白垩世至古近纪，为盆地主要挤压隆升剥蚀阶段，为盆地铀成矿重要时期。
59.步骤(2.3)、盆地潜在成矿期构造类型分析。
60.详细开展盆地中新生带构造特征研究，充分利用前人编制的构造剖面图，或开展地质剖面测量及物探电磁法剖面测量，或利用前人钻孔资料编制钻孔连井剖面图，分析盆地地层结构特征、断裂构造和褶皱构造特征，划分盆地内构造隆升区和断陷埋深区，分析盆地不同演化阶段断陷类型，进而分析潜在铀成矿期盆地构造类型。
61.通过步骤(2.2)分析巴音戈壁盆地重要找矿目标层为巴音戈壁组，铀成矿重要时
期为晚白垩至古近纪。重点分析晚白垩世至古近纪盆地内各坳陷及凹陷类型。通过地质构造剖面图、地震剖面图、电法和磁法联合剖面图、钻孔连井剖面图综合分析，将巴音戈壁盆地中13个凹陷划分为单断凹陷和双断凹陷，其中单断凹陷可为铀成矿提供有利的构造斜坡带，为铀成矿相对有利区，双断凹陷为铀成矿不利区。
62.步骤(3)、典型矿床研究。
63.步骤(3.1)、分析矿区铀成矿地质条件。
64.重点分析蚀源区铀源条件和矿区沉积盖层铀源条件、矿区掀斜构造和断裂构造、找矿目标层岩性-岩相条件、沉积演化期古气候条件、水文地质条件、找矿目标层砂体后生蚀变条件。
65.其中，蚀源区铀源条件和矿区沉积盖层铀源条件分析，以蚀源区铀源条件为例，其研究方法如下：首先判断蚀源区所在地，然后研究蚀源区出露的岩性，再分析各种岩性现今铀含量并根据铀钍比推算原始铀含量，计算出铀的活化迁移量，最终分析其供铀能力。
66.后生蚀变条件分析的方法如下：首先通过手标本和镜下微观矿物分析，明确研究目标层原生砂体颜色，然后再进一步确认后生氧化砂体和后生还原蚀变砂体颜色，最终将目标层砂体划分出氧化带、还原带和过渡带。
67.以塔木素为典型铀矿床，首先开展矿区铀成矿地质条件研究。矿区位于因格井坳陷北部的因格井凹陷东北端，矿区北部为宗乃山，发育蚀源区内大面积分布二叠纪－三叠纪中酸性花岗岩，其原始铀含量一般为 1.93
×
10-6
～93.47
×
10-6
，并长期处于风化剥蚀状态，活化铀迁移量为 (-0.32～-91.65)，具有较高的铀浸出率，铀迁出明显，可为含矿层巴音戈壁组上段提供了丰富的铀源；因格井凹陷为单断型，凹陷东北部发育稳定斜坡带，巴音戈壁组出露地表，含铀含氧水可沿巴音戈壁组顺层发育层间氧化作用，具备铀成矿构造条件和后生蚀变改造条件；斜坡带上巴音戈壁组发育三角洲沉积体系，其中三角洲平原和前缘发育一定规模的砂体，为铀成矿有利空间。
68.步骤(3.2)、分析矿床地质特征和铀矿化特征。
69.分析矿床地质空间分布特征、成矿地球化学特征、成矿地质作用、地质时代和地质演化阶段，分析铀矿体特征、铀矿化类型、铀矿物及供伴生矿物类型及组合特征、铀成矿期次和铀成矿时代。
70.其中，铀矿化类型分析的方法如下：一般根据铀成矿作用来确定铀矿化类型，砂岩型铀矿化类型主要分为沉积成岩型、潜水氧化带型、层间氧化带型和复合成因型。
71.矿区位于因格井凹陷东北部斜坡带中，据北部蚀源区13km，稳定的斜坡带及其发育的规模，可为区域层间氧化作用提供充分的成矿作用；辫状三角洲灰色砂体可为铀成矿提供足够的容矿空间和还原剂要素。塔木素矿床主要矿体形态多呈板状，规模相对较大。少量呈透镜状，规模较小。铀矿带总长约5800m左右，最大宽度1300m。矿体产状平缓，一般3～5
°
。主要埋深一般300～530m，单工程矿体厚度0.47～8.96m，平均厚度1.54m，品位0.0500％～0.7075％。，平均品位0.0990％。矿石类型以砂岩型为主，其次为泥岩型和混合岩型。铀矿物主要为沥青铀矿和铀石。铀成矿期次及成矿作用主要有早白垩世(108.2～117.0ma)沉积-成岩作用、晚白垩世 (68.9～71.9ma)层间氧化作用、始新世(44.8～48.0ma)热液叠加层间氧化作用、中新世(10.4～12.5ma)后期层间氧化作用、上新世(2.5～3.3ma)后期层间氧化叠加作用。
72.步骤(3.3)、厘定关键控矿要素。
73.通过步骤(3.1)分析矿区铀成矿铀源条件、构造条件、目标层沉积相和沉积建造条件、砂体后生蚀变条件。然后通过步骤(3.2)进一步分析矿床铀矿体平面和垂向分布特征、矿体产出部位及空间变化特征，通过铀矿体空间分布和铀矿化特征，分析铀成矿作用类型，结合步骤(3.1)铀成矿条件，再确定矿体空间分布主要是受铀源条件、构造条件、沉积相和沉积建造条件、后生蚀变条件还是哪几个条件联合控制，最终厘定出矿体关键控制因素，阐明铀成矿机理，构建铀成矿预测模型。
74.通过步骤(3.1)分析矿区铀成矿地质条件和步骤(3.2)矿床地质空间分布特征和铀矿化特征，厘定塔木素矿床关键控矿要素为宗乃山铀源要素、因格井凹陷东北部斜坡带要素、巴音戈壁组辫状三角洲沉积稳定砂体要素和还原剂要素、沉积铀预富集要素和斜坡带中发育的层间氧化作用。
75.步骤(4)、图件编制与区域铀成矿规律研究。
76.步骤(4.1)、编制不同尺度的基础图件。
77.整个研究区可编制1:100万～1:50万铀矿地质图、构造纲要图、目标层沉积相图、成矿要素图和预测要素图；盆地可编制1:25万～1:10万铀矿地质图、断裂构造图或构造分区图、含矿层沉积相图、顶底板埋深图、砂体等厚图、含砂率等值图、成矿要素图和预测要素图；盆地重点地段和矿区可编制1:5万～1:1万铀矿地质图、沉积相图、砂体等厚图、含砂率图、后生蚀变图、成矿要素图等系列图件。
78.针对甘肃-内蒙古中西部地区编制1:100万铀矿地质图、构造纲要图、中新生代底埋深图、目标层沉积相图、成矿要素图和预测要素图；各重点盆地编制1:25万铀矿地质图、断裂构造图或构造分区图、含矿层沉积相图、顶底板埋深图、砂体等厚图、含砂率等值图、成矿要素图和预测要素图；矿区或盆地重点地段编制1:5万铀矿地质图、沉积相图、砂体等厚图、含砂率图、后生蚀变图、成矿要素图等系列图件，编制1:1万地质剖面图和地震剖面图，编制1:5千钻孔连井剖面图。
79.步骤(4.2)、开展区域铀成矿规律研究。
80.总结区域构造分区、构造类型、盆地类型、沉积建造类型、后生改造类型及铀矿化类型、铀成矿作用类型和铀成矿时代，厘定区域铀成矿控制因素，建立区域找矿标志。
81.首先根据区域构造分区、构造类型和盆地类型，筛选出铀成矿有利的构造盆段，在选取的铀成矿有利构造盆段，通过开展目标层沉积建造特征、砂体后生蚀变特征和铀成矿时代及相应的铀成矿作用研究，结合前期开展的构造特征研究，联合构建研究区目标层构造-沉积-铀成矿演化体系，在该体系下分析铀成矿条件和铀成矿作用，从而厘定区域铀成矿控制因素。
82.通过总结区域构造类型和构造分布特征、总结盆地构造类型和目标层沉积建造特征及后生蚀变特征、总结区域铀矿化类型、铀成矿作用类型和铀成矿其次，总结了甘肃-内蒙古中西部地区铀成矿规律，即
①
赋矿层位受时空-构造环境控制；
②
区内盆地众多，但有利成矿空间有限，铀成矿有利空间受单断型坳陷或凹陷控制；
③
各盆地以扇三角洲-湖相沉积为主，缺乏河流沉积环境，铀矿化主要位于单断坳陷斜坡一侧；
④
区内铀矿化信息众多，矿体规模小，品位低，铀成矿偏沉积-成岩作用，只有发育层间氧化作用区才可能成大矿。单断型坳陷和盆地斜坡带发育一侧为区域铀成矿有利构造环境标志，辫状河三角洲平原和前
缘发育厚大砂体为铀成矿有利沉积相标志，砂体发育后生氧化蚀变为铀成矿有利蚀变标志。
83.步骤(5)、预测要素提取与远景预测。
84.在编制的系列基础图件中，识别找矿标志，分别提取区域铀成矿规律研究中厘定各项控矿要素，利用mras软件和人机联合圈定成矿有利区，并分析区域的有利成矿条件和不利因素。
85.依据步骤(4.2)厘定的区域铀成矿规律和建立的找矿识别标志，在步骤(4.1)编制的不同尺度的系列基础图件中识别并提取关键控矿要素，然后利用mras软件和人机联合圈定成矿有利区，最终在巴音戈壁盆地内圈定1片找矿靶区，预测2片二级铀成矿远景区和2片三级铀成矿远景区，充分分析了每一片远景区预测依据和铀成矿的有利地质条件和不利因素，为铀矿战略选区和中长期铀矿地质勘查提供了依据。
86.需要说明的是，本发明并不限于上述实例，如在战略选区过程中还可以在潮水盆地、雅布赖盆地和巴音浩特盆地进一步开展盆地构造-沉积演化研究、盆地构造类型划分、基础图件编制、典型矿床研究和区域铀成矿规律总结，厘定各盆地关键控矿要素，识别并提取各要素，预测并优选铀成矿远景区，为我国西北部砂岩型铀矿战略选区与中长期铀矿地质勘查提供依据。
87.上面结合实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。