本文選自國(guó)家級(jí)期刊《煤礦開采》，《煤礦開采》期刊是國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局主管、煤炭科學(xué)研究總院主辦的國(guó)家級(jí)綜合性學(xué)術(shù)期刊,面向國(guó)內(nèi)外公開發(fā)行,國(guó)內(nèi)統(tǒng)一刊號(hào)：CN:11-3677/TD，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)刊號(hào)：ISSN:1006-6225。

　　摘要：綠色蝕變、漂白蝕變以及碳酸鹽化蝕變是證明油氣是否曾經(jīng)存在及其逸散規(guī)模的重要證據(jù)。本文通過總結(jié)各種蝕變現(xiàn)象特征認(rèn)識(shí)到東勝礦床的后生蝕變類型的多樣性。另外通過總結(jié)一些蝕變的原因，認(rèn)識(shí)到東勝礦床應(yīng)是一種受到后期還原性流體作用改造的古層間氧化帶(即現(xiàn)今的綠色蝕變帶)型鈾礦床。

　　關(guān)鍵詞：鄂爾多斯,蝕變特征,蝕變?cè)��?/p>

　　引言

　　鄂爾多斯盆地位于華北板塊西部,是我國(guó)大型內(nèi)陸拗陷沉積盆地之一,盆地呈矩形,南北向展布,面積達(dá)23×104km2。現(xiàn)今盆地可分為伊盟隆起、晉西撓褶帶、陜北斜坡、渭北隆起、天環(huán)坳陷、西緣沖斷帶等6個(gè)構(gòu)造單元[8]。上世紀(jì)90年代在北面伊盟隆起的東部[1]探明東勝砂巖型大型鈾礦。目前鄂爾多斯已成為中國(guó)煤、油、天然氣、放射性鈾四大能源集一體的最大能源盆地之一。

　　一、賦礦地層特征

　　位于伊盟隆起東部的東勝礦區(qū)處于華北板塊北緣與興蒙弧交接帶南緣穩(wěn)定地塊部位,區(qū)內(nèi)地層呈單斜產(chǎn)出,向SW緩傾,傾角1°～3°。伊盟隆起長(zhǎng)期隆升造就了東勝地區(qū)水成鈾礦侏羅系陸相砂巖目的層形成,以及形成后的水動(dòng)力條件長(zhǎng)期的穩(wěn)定性。加之盆地后發(fā)展時(shí)期研究區(qū)整體抬升,一方面目的層產(chǎn)生掀斜和剝離,促使層間氧化作用進(jìn)行,另一方面出現(xiàn)干旱炎熱的環(huán)境為成礦提供有利的氣候條件[4]。東勝礦床礦床的成因類型，目前比較趨向一致的認(rèn)識(shí)是[6,7,9]：礦床早期為層間氧化帶型鈾礦，后來經(jīng)區(qū)域性還原流體的改造-再富集-保礦作用，形成現(xiàn)今的礦床特征。

　　在礦區(qū)，延安組以其頂部含灰色炭質(zhì)泥巖或灰黑色煤線的泥巖段或“漂白”的白色砂巖為標(biāo)志與上覆直羅組相區(qū)分。直羅組是礦區(qū)的容礦目的層，延伸穩(wěn)定；據(jù)巖性巖相特征進(jìn)一步區(qū)分為上下兩段（J2z1、J2z2），其中J2z1-1是主要的鈾礦賦礦層位，而J2z1-2可見少量的鈾礦化[2]。在東勝礦區(qū)直羅組下段存在一條向北東向開口的弧形展布的控礦綠色蝕變帶，長(zhǎng)可達(dá)300km，寬2～35km。從地質(zhì)產(chǎn)狀看，綠色帶的“前身”應(yīng)是氧化帶，并由之還原蝕變后巖石顯淺綠色。漂白層位為延安組頂部，距直羅組下部主要鈾礦化層僅幾米至十幾米。當(dāng)漂白層被剝蝕出露地表時(shí)，由于風(fēng)化作用，這種漂白色被放大而更加明顯[2]。

　　二、蝕變的類型及其特征

　　根據(jù)資料顯示與砂巖型鈾礦有關(guān)的后生蝕變現(xiàn)象有:綠色化蝕變，漂白褪色化，團(tuán)塊狀、斷續(xù)層狀鈣化砂巖及“鈣化木”。其中又以綠色化和漂白化最為普遍。例如：

　　肖新建等[3]指出東勝地區(qū)砂巖的后生蝕變作用,早期包括黑云母和長(zhǎng)石的綠泥石化，后期主要為基質(zhì)的碳酸鹽化和長(zhǎng)石的綠簾石化。從垂向上,從上而下可以建立起后生蝕變分帶:褐鐵礦化+粘土化+碳酸鹽化;綠化Ⅱ(主要為黑云母綠泥石化,也有長(zhǎng)石綠泥石化和綠簾石化)+粘土化+碳酸鹽化;綠化Ⅰ(主要為長(zhǎng)石的綠簾石化)+碳酸鹽化。碳酸鹽化為最后期的后生蝕變類型,雖并非普遍存在,但可能對(duì)砂巖型鈾礦的富集成礦有利。

　　吳柏林等[2]指出鄂爾多斯盆地東勝砂巖型鈾礦床存在明顯的綠色蝕變控礦帶以及漂白現(xiàn)象，且含礦層較廣泛地分布有不連續(xù)透鏡狀碳酸鹽化鈣質(zhì)膠結(jié)砂巖。

　　丁萬(wàn)烈[5]指出鄂爾多斯盆地的中侏羅統(tǒng)直羅組下巖段中有一條規(guī)模宏大的綠色(含藍(lán)灰色)蝕變帶,長(zhǎng)>300km,寬2～35km,沿著盆地的東北部呈弧形展布。經(jīng)電子探針測(cè)定,直羅組綠色砂巖的綠色礦物是葉綠泥石,故綠色蝕變帶的實(shí)質(zhì)是綠泥石化蝕變帶。

　　三、發(fā)生蝕變的原因

　　那么發(fā)生這些蝕變現(xiàn)象的原因是什么呢？根據(jù)2003年的鉆孔剖面資料,在鄂爾多斯盆地東北邊緣的直羅組下巖段七里鎮(zhèn)砂巖中圈出了一條大規(guī)模的綠色蝕變帶,而盆內(nèi)則是灰色區(qū)。這條綠色蝕變帶的地球化學(xué)性質(zhì)是什么?即它在成因上究竟是氧化作用產(chǎn)物還是還原作用的結(jié)果,目前仍有不同的觀點(diǎn),歸納起來有以下3種[5]:

　　1、二次還原作用觀點(diǎn)

　　這種觀點(diǎn)認(rèn)為,綠色蝕變帶是控礦的區(qū)域?qū)娱g氧化帶被二次還原的結(jié)果,二次還原起保礦作用。按照這種觀點(diǎn),綠色蝕變是成礦后的還原蝕變。但是經(jīng)鑒定,直羅組鈾礦化地段綠色砂巖中的綠色礦物是葉綠泥石,并且瀝青鈾礦和黃鐵礦主要賦存于葉綠泥石葉理之間及黑云母的片理之間,這表明葉綠泥石不是礦后形成的,而起碼是與礦化同時(shí)或稍前出現(xiàn)的,這種現(xiàn)象與二次還原作用的觀點(diǎn)是矛盾的。丁萬(wàn)力認(rèn)為,本區(qū)的綠泥石化與鈾礦化關(guān)系密切,與鈾成礦是同期的,而不是成礦后的還原蝕變產(chǎn)物。

　　2、氧化作用觀點(diǎn)

　　這種觀點(diǎn)認(rèn)為,綠色蝕變帶就是區(qū)域?qū)娱g氧化帶。還有一種觀點(diǎn)認(rèn)為,綠色砂巖是氧化環(huán)境下形成的,灰色砂巖才是后生還原作用的結(jié)果。因?yàn)?灰色砂巖在綠色砂巖中呈群島狀。這兩種觀點(diǎn)的共同之處,就是認(rèn)為綠色砂巖與氧化作用有關(guān)。M.H.Hey(1954)指出,綠泥石中的Fe3+是由Fe2+氧化而成的,他將Fe2O3含量<4%者稱為正常綠泥石,將Fe2O3含量>4%者稱為氧化的綠泥石。葉綠泥石以二價(jià)鐵為主,不是氧化態(tài)的。鱗綠泥石、鮞綠泥石、鐵葉綠泥石的Fe2O3含量高,是氧化態(tài)的綠泥石。因此丁萬(wàn)力認(rèn)為,本區(qū)葉綠泥石化是還原態(tài)的蝕變。

　　3、熱還原作用觀點(diǎn)

　　借鑒俄羅斯學(xué)者對(duì)馬林諾夫鈾礦床的詳細(xì)地球化學(xué)研究成果,聯(lián)系本區(qū)的實(shí)際,可以得到一些啟迪。筆者認(rèn)為,本區(qū)葉綠泥石化蝕變是還原性質(zhì)的蝕變,且可能是熱還原性質(zhì)的蝕變,其推測(cè)依據(jù)如下:

　　3.1從直羅組下巖段砂巖的綠色帶僅分布在鄂爾多斯盆地邊緣的特點(diǎn)來看,這條綠色帶無疑不是沉積同生的。本區(qū)的綠泥石為葉綠泥石,它是富Mg的綠泥石,其產(chǎn)出多見于內(nèi)生作用。

　　3.2本區(qū)蝕變組合是綠泥石化-黃鐵礦化-碳酸鹽化,是還原性蝕變組合,均與鈾礦化有關(guān)。

　　3.3本區(qū)鈾礦物(瀝青鈾礦)產(chǎn)于葉綠泥石和黑云母的解理之中,表明含礦溶液的滲透能力大。

　　3.4東勝地區(qū)鈾礦化與斷裂構(gòu)造有一定關(guān)系。

　　3.5直羅組砂巖中的粘土礦物經(jīng)鑒定主要為蒙脫石。蒙脫石主要是基性火山灰或火山玻璃在堿性環(huán)境中經(jīng)分解而形成的,這表明在直羅組沉積期有火山活動(dòng)。

　　3.6本區(qū)上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組、中侏羅統(tǒng)延安組、下白堊統(tǒng)志丹群中均有火山巖夾層,且多有放射性異常。

　　3.7據(jù)趙孟為(1996)研究,鄂爾多斯盆地中生代晚期存在一高地溫場(chǎng),古地溫梯度達(dá)3.5～5.7℃/100m。高地溫場(chǎng)的直接原因是中侏羅世末期(170～160Ma)的熱事件。總之,從種種跡象及地質(zhì)背景來看,本區(qū)綠色蝕變的性質(zhì)可能與馬林諾夫礦床相類似,是熱還原蝕變,并與鈾成礦關(guān)系密切。熱還原作用的觀點(diǎn)認(rèn)為,綠色砂巖與灰色砂巖的分界線是一條重要的地球化學(xué)障和地球物理障的界線,是成礦的有利地段,也是找礦的重點(diǎn)地段。

　　四、總結(jié)

　　本文主要是針對(duì)盆地賦礦地區(qū)的蝕變現(xiàn)象的描述以及發(fā)生蝕變?cè)�因的解釋進(jìn)行了一些總結(jié)，從中我們可以看出：

　　1、通過這些年來大家對(duì)鄂爾多斯盆地的研究，發(fā)現(xiàn)了東勝礦床的后生蝕變類型的多樣性,主要有綠色蝕變、漂白蝕變、鈾礦化蝕變、氧化蝕變和碳酸鹽化蝕變。

　　2、雖然剛開始的時(shí)候大家對(duì)于蝕變現(xiàn)象的原因有不同的意見，但是隨著研究的深入，現(xiàn)在更趨向于這種觀點(diǎn)，即各蝕變相關(guān)地球化學(xué)指標(biāo)均表明,綠色蝕變和漂白蝕變是在強(qiáng)還原性環(huán)境中形成的,因而東勝礦床應(yīng)是一種受到后期還原性流體作用改造的古層間氧化帶(即現(xiàn)今的綠色蝕變帶)型鈾礦床;其中還原性流體最主要的是深部來源的煤成氣以及少量的油氣作用。而且這種還原性的流體則是鄂爾多斯盆地在后期改造過程中,由于構(gòu)造等因素使油氣發(fā)生了重新調(diào)整并有部分天然氣逸散,盆地中北部氣田中成熟度較高的上古生界天然氣向北運(yùn)移并散失。這種來自于深部上古生界高成熟度的煤成氣向盆地北東部逸散進(jìn)入直羅組含礦層后，與大氣降水來源的地下水一起形成氣-水混合流體，該還原性流體對(duì)早期層間氧化帶進(jìn)行了還原改造，形成了現(xiàn)今的二次還原型鈾礦化。并伴隨有比較特征的綠色蝕變帶，漂白作用，及含礦層中“鈣質(zhì)層”、黃鐵礦化等相應(yīng)水-巖作用的后生蝕變現(xiàn)象。

　　3、我們通過研究各種蝕變現(xiàn)象，可以知道綠色蝕變、漂白蝕變以及碳酸鹽化蝕變是證明油氣是否曾經(jīng)存在及其逸散規(guī)模的重要證據(jù)。我們可以通過對(duì)蝕變砂巖的研究來進(jìn)行油氣資源評(píng)價(jià)和油氣散失量估算。礦區(qū)綠色蝕變帶是油氣還原蝕變的產(chǎn)物，而東勝礦床的主要特點(diǎn)是由綠色蝕變帶控礦，因此，油氣的逸散蝕變地質(zhì)作用是鈾成礦的關(guān)鍵控制因素。

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