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0引言

可地浸砂巖型鈾礦主要產在北方大、中型中新生代盆地，成礦過程比較復雜且特殊，礦體與圍巖的電阻率、波阻抗、密度差異很小，蓋層覆蓋厚、地表無明顯的鈾礦化顯示。礦體與圍巖之間的物性自然過渡、差異不突出，許多物化探方法喪失了勘探的物性前提條件。目前勘探工作多以鉆探為主、配合少量物化探工作,進行可地浸砂巖型鈾礦探測，勘探成本很高、需要大量投資。常規(guī)物探不能發(fā)揮其自身的作用，放射性物探方法由于砂巖型鈾礦上覆地層比較厚，地表難以觀測到有效的放射性異常。反射地震只能對具有明顯波阻抗差異的地層界面進行較好地反映，而音頻大地電磁法則對于具有明顯電阻率差異的地層具有較好的反映，這兩種方法都對放射性鈾礦沒有敏感性。在中國石油天然氣集團公司“重點目標區(qū)多參數激電目標區(qū)勘查優(yōu)選”（2021DJ5303）項目支持下，根據含油氣盆地砂巖型鈾礦的特點，在開魯盆地南部TL地區(qū)開展綜合物化探研究工作，對砂巖型鈾礦進行預測與定位。

1砂巖型鈾礦成礦機理

砂巖型鈾礦的生成需要同時具備如下幾個主要條件：一是具有較好的鈾源條件，二是具有合適的構造位置及地層，三是具有較好的水動力條件，四是具有恰當的氧化還原環(huán)境。在外圍具有高含鈾元素的花崗巖條件的含油氣盆地斜坡帶，就往往具備上述幾個條件，花崗巖中的鈾元素在風化、降雨等情況下，溶入地下水，在淺部滲透性好的砂巖地層中往盆地低洼處運移。油氣藏上方由于烴類氣體的垂直運移或沿開放性斷裂運移，運移到淺部滲透性好的砂巖地層后，在合適的位置遇到砂巖地層中含鈾的層間液體，即發(fā)生氧化還原反映，砂巖地層中的氧化鈾也被還原沉淀下來，形成為鈾礦體。

2研究區(qū)概況

研究區(qū)位于開魯坳陷內的TL地區(qū)（圖1），鈾成礦前景豐富，是中國東部首次發(fā)現的大型可地浸砂巖型鈾礦床。開魯坳陷是在海西期褶皺基底之上發(fā)育起來的中生代斷～坳型凹陷，基底位于寬緩的大斜坡帶，主要為前震旦系花崗片麻巖和上古生界石炭-二疊系的變質巖系，物源區(qū)主要為中生代火山巖和海西期、燕山期花崗巖，以及古生界變質巖。蓋層產狀平緩、褶皺、斷裂不發(fā)育，主要由下白堊統(tǒng)的斷陷湖盆沉積和上白堊統(tǒng)坳陷型河流-湖相沉積構成。礦區(qū)內褶皺構造不發(fā)育，地層產狀較為平緩，傾角一般在5o～10o之間。區(qū)內斷裂多以NE向為主，其次為NW和SN向。礦區(qū)內主要斷裂為NE向，具有延續(xù)時間長、反轉構造明顯的特點，其反轉期在晚白堊世—第三紀時期，對礦區(qū)的構造、沉積有較大的控制作用；這些主斷裂不僅橫向貫穿了整個礦區(qū)，而且縱向上溝通了深部的油氣資源，對鈾離子的還原富集起到了重要作用。TL地區(qū)一直處于隆升剝蝕狀態(tài)，缺失上白堊統(tǒng)四方臺組、明水組以及古近系和新近系。礦區(qū)內鉆孔顯示，本區(qū)地層自下而上分別為上白堊統(tǒng)青山口組、姚家組、嫩江組和第四系。其中，姚家組是主要找礦目的層，埋深一般為180～330m，在礦區(qū)范圍內廣泛發(fā)育。姚家組分為上下2個巖性段，具有很好的“泥-沙-泥”巖性組合，有利于鈾離子的運移、富集。

3工作方法

通過在地面實施游離烴化探、激電法等多種物化探方法，分別從不同的參數特征反映出砂巖型鈾礦的成礦條件。本次實驗工作利用野外實際采集的激電參數以及搜集的化探資料，結合區(qū)內地質、物探、井資料，進行多種物化探信息綜合分析，研究區(qū)內激電異常相關的地層屬性、巖性特征，進而確定砂巖鈾礦位置。野外采用V8多功能電法采集儀，考慮研究區(qū)第四系覆蓋、地表電阻率較低，試驗采用偶極-偶極裝置（圖2），可以對不同形態(tài)的目標都有較好的識別效果。在逐點進行勘探時，它的供電偶極與接收偶極與目標體有多種幾何空間關系，總是可以有使目標體處于與激發(fā)、接收達到較好匹配關系的狀態(tài)，從而觀測到幅值較大而且特征又顯著的異常，對各地質體的產狀、形態(tài)有較好的反映。

4物化探異常分析

4.1烴類活動預示試驗區(qū)具備強還原帶

試驗區(qū)化探游離烴現場快速分析方法技術在砂巖型鈾礦方面的應用研究取得較好效果，游離烴甲烷高值異常能夠快速直接確定勘探區(qū)內的強還原帶?；絽^(qū)北部十間房—白興吐一帶的甲烷環(huán)形異常帶位于研究區(qū)（圖中黑色框區(qū)域）的中間部位，環(huán)狀異常意味著本區(qū)順著深部斷層源源不斷向上運移的烴類位置。反映了本區(qū)還原物質非常豐富，具備形成“利于砂巖型鈾礦富集所必需的還原環(huán)境"的物質條件。

4.2激電異常反映了砂巖型鈾礦富集位置

研究區(qū)不同電性參數之間呈現出很強的關聯性（圖4），極化率與相位特征非常相似、呈現高值區(qū)、低值區(qū)分別關聯對應的特點，相位異常相對破碎、極化率異常更加完整；電阻率和前兩者之間整體有一定關聯性，但對應程度不如極化率與相位對應程度。視電阻率（圖5a）數值范圍為36～76Ω?m，整體表現為中間高，兩端低。西北部高林屯附近、十家子及前德勝至阿布根艾樂表現為低阻特性，其余地區(qū)表現為高阻特征。視電阻率高值點主要分布在前德勝以西4000m范圍內；研究區(qū)相位數值在-12.0～-5.5mrad之間（圖5），整體呈現中間低、兩端高的特征，相位分布相對分散。相位低值區(qū)主要集中在鐵路和公路之間，其他區(qū)域高值、研究區(qū)極化率數值范圍為2.6%～5.8%，整體表現為中間高（圖6），兩端低。極化率高值區(qū)域主要集中在鐵路和公路之間，在鐵路西北部和二十八戶附近也有高值分布，但值相對較低。在前德勝和阿布根艾勒之間是低極化率存在的主要區(qū)域。

5異常圈定

已知的鈾礦高品位探井上鈾礦化異常具有高極化、高相位、高電阻率的特征，可以認為鈾礦賦存區(qū)的異常就是“三高”特征，即高極化、高相位、高電阻率。根據鈾礦賦存區(qū)物探異常特征，結合異常大小、走向及其分布特征，對異常進行分析組合，確定基本異常4個（圖6）。上述異常分析結果是在與研究區(qū)探井資料背靠背的情況下得到的，業(yè)主與工作區(qū)探井資料對比后4個異常都有工業(yè)礦顯示，見礦率達到78%，而非異常區(qū)域基本無工業(yè)礦顯示。①號異常位于研究區(qū)中部的后德勝村西北方向，有2個高值區(qū)域，異常未封閉。極化率數值在4.6%～5.6%之間，相位數值在-9.8～-11.5mrad之間，電阻率數值在56～73??m之間。②號異常位于研究區(qū)中北部的十家子村東南方向，異常未封閉，極化率數值在4.7%～5.6%之間，相位數值在-9.6～-10.7mrad之間，電阻率數值在58～66??m之間。③號異常位于研究區(qū)東南端部的二十八戶村附近，異常未封閉。極化率數值在4.5%～5.1%之間，相位數值在-9.1～-10.2mrad之間，電阻率數值在53～63??m之間。④號異常位于工區(qū)西北鐵路西北側，區(qū)域內干擾較大。異常未封閉，極化率數值在4.5%～5.1%之間，相位數值在-8.5～-10.3mrad之間，電阻率數值在59～68??m之間。

6結論

經過與探井資料對比統(tǒng)計，試驗范圍內圈定的4個異常帶工業(yè)礦井占78%，表明綜合物化探技術在該區(qū)對砂巖型鈾礦探測有良好的效果，本次研究工作對類似地質條件的砂巖型鈾礦資源勘探有重要的借鑒意義。

作者:江汶波 米曉利 朱永山 劉衛(wèi)紅 單位:中國石油東方地球物理公司綜合物化探處 中國石油勘探開發(fā)研究院