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建場(chǎng)測(cè)深法在新疆布爾津盆地油鈾勘探中的應(yīng)用

2023-10-08 01:23白詩(shī)筠米曉利朱永山
地質(zhì)與勘探 2023年5期
關(guān)鍵詞:阻層布爾津第三系

白詩(shī)筠,米曉利,楊 俊,朱永山,張 生

(中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理公司,河北涿州 072751)

0 前言

油氣和鈾礦都是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要資源,目前兩種資源的對(duì)外依存度都偏高,國(guó)家十分重視油氣勘探和鈾礦勘探。鑒于兩種資源在盆地中密切的賦存關(guān)系(湯超等,2017;張森等,2018;胡霞等,2019;鄭欣等,2019;萬(wàn)軍等,2020),中核集團(tuán)、中石油集團(tuán)都提出了“油鈾兼探”的思路,一些單位先后在吐哈盆地、準(zhǔn)噶爾盆地(萬(wàn)漢平等,2020;趙磊等,2021)、二連盆地(趙興齊等,2019)等取得了很好的勘探成果。

布爾津盆地位于新疆北部阿爾泰山和薩吾爾山之間,是準(zhǔn)噶爾盆地北部在華力西褶皺基底上發(fā)展演化而成的陸相新生代盆地。20 世紀(jì)70 年代末至80 年代初,新疆地礦局對(duì)該區(qū)進(jìn)行了1∶20 萬(wàn)的地質(zhì)填圖和礦產(chǎn)普查工作;1982 年地礦部航空物探進(jìn)行了1∶100 萬(wàn)的航空磁測(cè)工作,同時(shí)地礦部物探大隊(duì)還對(duì)該區(qū)多年累計(jì)完成了1∶20 萬(wàn)重力及磁力的面積勘查工作,20世紀(jì)80年代晚期航空物探901隊(duì)完成了包括布爾津區(qū)塊在內(nèi)的北疆大范圍的1∶20萬(wàn)航空磁力測(cè)量,1993 年新疆石油管理局組隊(duì)對(duì)鄰區(qū)進(jìn)行了地面油氣地質(zhì)調(diào)查工作。前人對(duì)本區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、巖石地球化學(xué)特征及油氣成因等方面進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)研究,已形成了豐富的成果認(rèn)識(shí)(肖序常等,1992;袁明生,2002;梁云海等,2004;陳發(fā)景等,2005;肖文交等,2006;趙霞等,2008;毛治國(guó)等,2010)。以往勘探成果顯示,該區(qū)缺失中生界,基本不具備油氣勘探價(jià)值。

近年來(lái),隨著勘探力度的不斷加大,在準(zhǔn)噶爾盆地的多套層系中獲得新的發(fā)現(xiàn),特別是北疆石炭-二疊系火山巖裂縫、孔隙型油氣藏的突破(索孝東等,2009;王君等,2010;劉俊田等,2011;范譚廣,2020),使準(zhǔn)噶爾盆地的油氣勘探進(jìn)入一個(gè)新的階段(魯海鷗等,2012;柳成志等,2012;柳波等,2013;于剛,2013;殷越等,2022)。盆地北部外圍的布爾津地區(qū)也重新引起了油氣勘探界的重視。有關(guān)研究表明,該區(qū)第三系地下水中鈾含量普遍較高(李啟榮,2000),具有較好的尋找鈾礦的地質(zhì)條件。本文以兩條建場(chǎng)測(cè)深電法剖面為基礎(chǔ),進(jìn)一步研究了布爾津盆地新生界、中生界、古生界二疊系、石炭系的地層分布規(guī)律,以分析該區(qū)深層油氣和淺部鈾礦的勘探潛力。

1 勘探區(qū)地質(zhì)地球物理特征

1.1 構(gòu)造及地層特征

布爾津盆地整體處于歐亞板塊的腹部、西伯利亞板塊和哈薩克斯坦板塊的結(jié)合部位,南北分別以瑪爾卡庫(kù)里斷裂和薩吾爾大斷裂為界,西接齋桑盆地。盆地北部山區(qū)屬于西伯利亞板塊阿勒泰古陸,具有古-中元古代基底,發(fā)育中-深變質(zhì)碎屑巖建造,經(jīng)歷多次強(qiáng)烈擠壓變形,構(gòu)造線方向主要為北西向,其巖漿活動(dòng)極為強(qiáng)烈;盆地南部山區(qū)屬于哈薩克斯坦板塊準(zhǔn)噶爾地塊北緣增生帶,具有中-新元古代基底,地層褶皺變形相對(duì)較弱,巖石變質(zhì)程度較淺,巖漿侵入活動(dòng)相對(duì)較弱,屬海西中、晚期酸性侵入巖,地層褶皺形態(tài)相對(duì)較為開闊,主要構(gòu)造為近東西向弧形構(gòu)造帶(圖1)。

圖1 北疆地區(qū)大地構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭DFig.1 Map showing division of tectonic units in northern Xinjiang1-研究區(qū)范圍;2-中生界覆蓋地塊;3-中新生代凹陷;4-裂陷槽;5-弧后盆地;6-石炭紀(jì)造山帶;7-中元古代基底;8-古元古代基底;9-深大斷裂1-studyarea;2-Mesozoicoverlyingmassif;3-Meso-Cenozoicdepression;4-riftingtrough;5-back-arcbasin;6-Carboniferousorogenicbelt;7-Mesoproterozoic basin;8-Paleoproterozoic basement;9-deep faults

研究區(qū)周邊主要出露石炭系、二疊系、第三系和第四系,地層情況如下:

(1)石炭系

石炭系下統(tǒng):研究區(qū)東部以淺海相陸源碎屑沉積為主,巖性為鈣質(zhì)砂巖、粉砂巖夾砂礫巖;以南巖性為砂巖、凝灰砂巖、晶屑凝灰?guī)r等,出露厚度4363 m。西部巖性為厚層狀安山質(zhì)凝灰?guī)r、火山角礫巖、晶屑巖屑凝灰?guī)r夾安山玢巖、沙凝灰質(zhì)細(xì)砂巖、粉砂巖、凝灰?guī)r等、出露厚度445 m。

石炭系中統(tǒng):多出露于研究區(qū)東南部,其他地區(qū)零星分布,主要由中-中基性熔巖夾凝灰?guī)r、凝灰砂巖等組成,出露厚度1450 m。

(2)二疊系

二疊系下統(tǒng):該套層主要巖性為褐色、紫色、灰白色玄武玢巖、杏仁狀安山玢巖、流紋巖、凝灰?guī)r、凝灰砂巖、粉砂巖、炭質(zhì)頁(yè)巖等,出露厚度4541 m。

二疊系上統(tǒng):該套層巖性有炭質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖、硬砂巖、鐵質(zhì)砂巖夾煤層、凝灰?guī)r、凝灰角礫巖及斑脫巖等,出露厚度952 m。

(3)第三系

下第三系(E):該套層為一套河流-河湖相碎屑巖沉積,巖性為褐黃色-黃色石英礫巖-石英砂巖夾泥巖,其厚度變化比較大。

上第三系(N):主要為河湖相碎屑沉積,巖性為淡紅色-土黃色-灰白色泥巖、礫巖砂礫巖夾砂質(zhì)泥巖。

(4)第四系

分布于山間洼地及山前地帶,由砂、土、礫石及各種沖洪積物、坡積物和風(fēng)積物等組成。

1.2 石油地質(zhì)條件

(1)烴源巖分析

根據(jù)研究區(qū)內(nèi)吉參1 井鉆揭的地層情況,下二疊統(tǒng)卡拉崗組和上石炭統(tǒng)哈爾加烏組烴源巖具備一定的生烴能力。據(jù)測(cè)試,下二疊統(tǒng)卡拉崗組凝灰?guī)r有機(jī)質(zhì)豐度0.04%~0.09%,偏低,為非生油巖;泥巖及炭質(zhì)泥巖有機(jī)質(zhì)豐度0.61%~30.97%,達(dá)到中等-好生油巖。上石炭統(tǒng)哈爾加烏組的泥巖有機(jī)碳含量部分地區(qū)達(dá)到好生油巖范圍,其有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅱ型,熱演化程度與泥盆系、石炭系相當(dāng),達(dá)到了高成熟-過(guò)成熟范圍。

(2)儲(chǔ)蓋組合分析

布爾津盆地巖石類型多樣,可作為儲(chǔ)層研究對(duì)象的主要為上石炭統(tǒng)的恰其海組(C2q)砂巖、上石炭統(tǒng)統(tǒng)哈爾加烏組(C2h)的火成巖及火山碎屑巖、下二疊統(tǒng)卡拉崗組(P1k)的砂巖和裂縫發(fā)育的火成巖三套儲(chǔ)集層。本區(qū)南部的準(zhǔn)噶爾盆地石炭系裂縫火山巖儲(chǔ)層研究表明,油氣多分布在中酸性火山巖中,基性火山巖也有油氣分布,爆發(fā)相火山角礫巖儲(chǔ)集性能優(yōu)于噴溢相,經(jīng)過(guò)后期改造風(fēng)化淋濾的儲(chǔ)集性好。

研究區(qū)內(nèi)發(fā)育上石炭統(tǒng)凝灰?guī)r、泥巖,下二疊統(tǒng)凝灰?guī)r、泥巖以及第三系泥巖三套蓋層,具備油氣富集的生儲(chǔ)蓋組合條件。

1.3 鈾礦地質(zhì)特征

準(zhǔn)噶爾盆地東緣五彩灣-大井地區(qū)侏羅系以及盆地西緣車排子地區(qū)新近系沙灣組都顯示較好的鈾成礦潛力(萬(wàn)漢平等,2020;趙磊等,2021)。布爾津盆地與其具有近似的成礦地質(zhì)條件,且已發(fā)現(xiàn)局部礦化點(diǎn)。外圍廣泛出露華力西期花崗巖,蝕源區(qū)的巖石因氧化作用而形成U6+由降雨淋濾進(jìn)入地下水中,形成富鈾溶液并將其帶入到砂層中。已有測(cè)試成果顯示(李啟榮,2000),古生代巖石中鈾含量為(2.83~4.13)×10-6,華力西期花崗巖類鈾含量為6.43×10-6,第三系砂體鈾含量為(3.2~25.7)×10-6,浸出率為29.6%~87.1%,如此高的鈾含量及浸出率為地下水在砂巖中富集鈾奠定了基礎(chǔ)。此外,其它盆地大量的測(cè)試分析表明,富鈾的砂巖地層中一般都伴生較多的黃鐵礦,這為采用激電類方法探測(cè)奠定了地球物理基礎(chǔ)。

1.4 地球物理特征

為研究本區(qū)地層及巖石電阻率特征及變化規(guī)律,收集了布爾津盆地吉參1 井的電阻率測(cè)井資料(圖2),電性特征分析如下:

圖2 布爾津盆地吉參1井電測(cè)井曲線Fig.2 Electric logging curves of the well Jican 1 in the Burqin Basin

新生界電阻率值約45 Ω·m,整體表現(xiàn)為低阻特征;二疊系卡拉崗組平均電阻率值在335 Ω·m,該地層火成巖體較為發(fā)育,表現(xiàn)為高阻特征;上石炭統(tǒng)哈爾加烏組平均電阻率為198 Ω·m,該地層主要以碎屑巖發(fā)育為主,為一套相對(duì)低阻層;上石炭統(tǒng)恰其海組平均電阻率值在756 Ω·m,為次高阻層。不同地層明顯的電阻率變化為采用建場(chǎng)測(cè)深法探測(cè)奠定了基礎(chǔ)。

2 方法及應(yīng)用效果

2.1 方法原理

建場(chǎng)測(cè)深法是一種時(shí)間域電磁測(cè)深方法(劉雪軍,2003),利用長(zhǎng)導(dǎo)線向地下發(fā)送不同頻率的方波電流信號(hào),在電流產(chǎn)生瞬間和關(guān)斷瞬間,導(dǎo)電地層由于電流的突變?cè)陔姶鸥袘?yīng)作用下產(chǎn)生二次電磁場(chǎng),用不極化電極采集電場(chǎng)信號(hào)或磁傳感器(磁棒)采集磁場(chǎng)信號(hào)(圖3),通過(guò)分析其變化規(guī)律,從而解決有關(guān)地質(zhì)問題。高頻電流信號(hào)反映淺部地層,低頻電流信號(hào)反映深部地層,根據(jù)不同的探測(cè)目標(biāo)可設(shè)計(jì)不同的激發(fā)頻率信號(hào)。另外,該方法能夠利用采集的高頻段基波、諧波電場(chǎng)信號(hào)計(jì)算得到雙頻相位參數(shù),該參數(shù)能夠較好地反映極化效應(yīng)強(qiáng)的礦體,黃鐵礦就是一種典型的具有高極化特點(diǎn)的礦物,正是基于這一特點(diǎn),選擇本方法進(jìn)行深淺目標(biāo)的探測(cè)研究。

圖3 淺層目標(biāo)模型計(jì)算曲線響應(yīng)Fig.3 Curve response calculated by shallow target modela-電阻率曲線;b-相位曲線a-resistivity curves;b-phase curves

2.2 模擬計(jì)算

為達(dá)到同時(shí)探測(cè)第三系淺層砂巖型鈾礦及石炭系深層油氣的目標(biāo),基于吉參1 井電阻率測(cè)井?dāng)?shù)據(jù),使用俄羅斯的WLF 可控源電磁法正反演軟件進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算,該軟件采用了基于有限元正演算法,具有人工圖像交互運(yùn)行顯示的功能。針對(duì)第三系淺層探測(cè),圖3 模擬了假設(shè)目標(biāo)埋深500 m、目標(biāo)電阻率在5~100 Ω·m 之間變化時(shí)電阻率及相位曲線的變化特征,可以看出目標(biāo)體異常在橫軸時(shí)間窗口主要集中于0.02~0.05 s,對(duì)應(yīng)頻率為20~50 Hz。

針對(duì)石炭系深層油氣勘探烴源巖目標(biāo),圖4 模擬了假設(shè)目標(biāo)埋深為2800 m,目標(biāo)層電阻率在50~500 Ω·m 之間變化時(shí)電阻率及相位曲線的變化特征,可以看出目標(biāo)體異常窗口主要集中在0.1~0.5 s,對(duì)應(yīng)頻率范圍為2~10 Hz。

圖4 深層目標(biāo)模型計(jì)算曲線響應(yīng)Fig.4 Curve response calculated by deep target modela-電阻率曲線;b-相位曲線a-resistivity curves;b-phase curves

2.3 工作布置與方法技術(shù)

為快速評(píng)價(jià)布爾津盆地的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地層賦存情況,部署了2 條近似垂直的建場(chǎng)測(cè)深格架測(cè)線(圖5),測(cè)點(diǎn)距離為250 m,其中東西向測(cè)線長(zhǎng)47 km,南北向測(cè)線長(zhǎng)40 km。

野外數(shù)據(jù)采集工作分發(fā)射和接收兩部分,收發(fā)距為8 km,采集儀器使用TFEM-3型200 kW 發(fā)射機(jī)和Hawk 電法采集站。發(fā)射信號(hào)由一個(gè)正向直流電流和一個(gè)負(fù)向直流電流組成,接收信號(hào)是一個(gè)正向衰減曲線和一個(gè)負(fù)向衰減曲線(圖6)。在沒有干擾時(shí)接收正負(fù)半周信號(hào)的疊加結(jié)果理論上為零,由于測(cè)線附近存在高壓線和風(fēng)力發(fā)電干擾,一些測(cè)點(diǎn)接收信號(hào)受到影響,這些電磁干擾以50 Hz 頻率及其諧波為主,針對(duì)此種情況采用滑動(dòng)平均50 Hz 陷波器進(jìn)行濾波處理。

2.4 數(shù)據(jù)處理

建場(chǎng)測(cè)深法數(shù)據(jù)處理利用了收發(fā)距R與第一層厚度h1 不同比值情況下沿深度浮動(dòng)分界面的的二層地電模型(ρ1,h1,ρ2)數(shù)值模擬算法,實(shí)現(xiàn)求解復(fù)雜的完整電磁場(chǎng)公式:

式(1)中:t是建場(chǎng)過(guò)程的時(shí)間,單位s;E(t)是測(cè)量的建場(chǎng)信號(hào)值,單位v/m;ΔV是標(biāo)定信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)值,單位v;E是標(biāo)定信號(hào)的幅值;J是電流信號(hào)幅值,單位A;R是收發(fā)距,單位m;AB是發(fā)射線源長(zhǎng)度,單位m;S是測(cè)量線圈的等效面積,單位m2;φ是測(cè)點(diǎn)相對(duì)AB的方位角,單位°。

通過(guò)數(shù)值擬合計(jì)算,得到每個(gè)測(cè)點(diǎn)不同記錄時(shí)間的視電阻率曲線ρ(t)(圖7)。把每條測(cè)線上所有測(cè)點(diǎn)的視電阻率曲線進(jìn)行組剖和反演,即可得到反映地下地層結(jié)構(gòu)的電阻率深度剖面。

圖7 求取的視電阻率曲線Fig.7 Obtained apparent resistivity curve

為研究淺部第三系地層砂巖型鈾礦的情況,本文采取了利用高頻信號(hào)基波及其諧波計(jì)算雙頻相位參數(shù)的辦法,雙頻相位異??梢远ㄐ苑从臣ぐl(fā)極化強(qiáng)弱,可以通過(guò)該參數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)與鈾礦密切相關(guān)的高礦化水地層或高含浸染狀黃鐵礦地層的位置,進(jìn)而對(duì)砂巖型鈾礦做出評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)。雙頻相位計(jì)算公式如下:

式中,ω1是采集的基波頻率,ω3是ω1的3次諧波的頻率,單位赫茲,ω1<ω3,?(ω1)表示基波的相位,?(ω3)表示3 次諧波的相位,單位rad。計(jì)算結(jié)果如圖8,剖面以0 值為界限劃分為兩個(gè)大的部分,0 值以上區(qū)域(紅色)刻畫了極化異常的有利位置。

圖8 雙頻相位異常剖面Fig.8 Anomaly profile of dual frequency phase

2.5 應(yīng)用效果分析

圖9 、圖10為NS測(cè)線的電阻率反演剖面及地質(zhì)解釋剖面,圖11、圖12為EW測(cè)線的電阻率反演剖面及地質(zhì)解釋剖面。結(jié)合研究區(qū)吉1井電性特征及周邊地質(zhì)情況,對(duì)兩條建場(chǎng)測(cè)深剖面的總體電性特征及地層分布進(jìn)行了解釋(圖9、圖11),具體分析如下:

圖9 NS測(cè)線電阻率反演剖面圖Fig.9 Resistivity inversion profile of the NS-trending survey line

圖10 NS測(cè)線地質(zhì)解釋剖面Fig.10 Geological interpretation of the NS-trending survey line1-斷裂;2-中基性噴發(fā)巖;3-中酸性侵入巖1-faults;2-intermediate-basic eruption rocks;3-intermediate-acid intrusive rocks

圖11 EW測(cè)線電阻率反演剖面圖Fig.11 Resistivity inversion profile of the EW-trending survey

圖12 EW測(cè)線地質(zhì)解釋剖面Fig.12 Geological interpretation of the EW-trending survey line1-斷裂;2-中基性噴發(fā)巖;3-中酸性侵入巖1-faults;2-intermediate-basic eruption rocks;3-intermediate-acid intrusive rocks

NS 測(cè)線南端100~119 號(hào)測(cè)點(diǎn)段高阻層隆起,上面覆蓋較薄的低阻層,109~119 號(hào)測(cè)點(diǎn)段高阻層出露地表,結(jié)合地質(zhì)露頭分析為花崗巖出露地表的反映,推測(cè)該測(cè)點(diǎn)段無(wú)下二疊統(tǒng)-上石炭統(tǒng)地層殘留,為科克森套隆起。中南部至中北部121~230號(hào)測(cè)點(diǎn)段反演剖面從上至下發(fā)育低阻層、高阻層、相對(duì)低阻層、次高阻層、高阻層,經(jīng)標(biāo)定分別對(duì)應(yīng)第四系-第三系、下二疊統(tǒng)卡拉崗組、上石炭統(tǒng)哈爾加烏組、上石炭統(tǒng)恰其海組、前上石炭統(tǒng)基底。表層藍(lán)色層厚度橫向變化大,沉積中心位于190號(hào)點(diǎn)附近,向兩側(cè)逐漸減薄,厚度約為150~500 m,對(duì)應(yīng)第四系-第三系低阻層;其下黃綠色層厚度大且橫向厚度變化不大,約為700~900 m,對(duì)應(yīng)下二疊統(tǒng)卡拉崗組高阻層,以火山巖建造為主;中間藍(lán)綠色層厚度較薄,厚度約為300~400 m,對(duì)應(yīng)上石炭統(tǒng)哈爾加烏組相對(duì)低阻層,以碎屑巖建造為主;其下綠色層厚度較大,且橫向厚度較穩(wěn)定,厚度約為700 m,對(duì)應(yīng)為上石炭統(tǒng)恰其海組次高阻層,以火山巖建造為主;底部紅色高阻層對(duì)應(yīng)前上石炭統(tǒng)基底,發(fā)育形態(tài)不規(guī)則的高阻體,推測(cè)為侵入巖的反映。因此推測(cè)121~230 號(hào)測(cè)點(diǎn)段為下二疊統(tǒng)-上石炭統(tǒng)殘留坳陷,區(qū)域構(gòu)造對(duì)應(yīng)布爾津坳陷的吉塔勒凹陷。

北部231~260 號(hào)測(cè)點(diǎn)段高阻層隆起,部分地區(qū)高阻層出露地表,結(jié)合地質(zhì)圖露頭分析為花崗巖出露地表的反映。高阻層上面覆蓋較薄的低阻層和次高阻層,經(jīng)標(biāo)定分別對(duì)應(yīng)第四系-第三系、上石炭統(tǒng)恰其海組。該測(cè)點(diǎn)段下二疊統(tǒng)和上石炭統(tǒng)地層被剝蝕嚴(yán)重,僅殘留部分地層,區(qū)域構(gòu)造對(duì)應(yīng)布爾津坳陷的哈巴河凸起。

EW測(cè)線西部至中部100~246號(hào)測(cè)點(diǎn)段,反演剖面從上至下發(fā)育低阻層、高阻層、相對(duì)低阻層、次高阻層、高阻層,經(jīng)標(biāo)定分別對(duì)應(yīng)第四系-第三系、下二疊統(tǒng)卡拉崗組、上石炭統(tǒng)哈爾加烏組、上石炭統(tǒng)恰其海組、前上石炭統(tǒng)基底。由物性特征分析,表層藍(lán)色層橫向厚度變化小,厚度約為400~500 m,對(duì)應(yīng)第三系和第四系低阻層;其下黃綠色層厚度大,橫向厚度變化為向東增大,約為800~900 m,對(duì)應(yīng)下二疊統(tǒng)卡拉崗組高阻層,以火山巖建造為主;中間藍(lán)綠色層厚度較薄,橫向厚度變化為向東增大,約為400~500 m,對(duì)應(yīng)上石炭統(tǒng)哈爾加烏組相對(duì)低阻層,以碎屑巖建造為主;其下綠色層厚度較大,橫向厚度顯著向東增大,厚度約為400~800 m,對(duì)應(yīng)上石炭統(tǒng)恰其海組次高阻層,以火山巖建造為主。底部紅色高阻層對(duì)應(yīng)前上石炭統(tǒng)基底,發(fā)育向上刺穿的高阻體,推測(cè)為侵入巖的反映。因此推測(cè)100~246 號(hào)測(cè)點(diǎn)段為下二疊統(tǒng)-上石炭統(tǒng)地層發(fā)育較全,區(qū)域構(gòu)造對(duì)應(yīng)吉塔勒凹陷。

測(cè)線東部247~289 號(hào)測(cè)點(diǎn)段反演剖面從上至下發(fā)育低阻層、次高阻層、高阻層,經(jīng)標(biāo)定分別對(duì)應(yīng)第四系-第三系、上石炭統(tǒng)恰其海組、前上石炭統(tǒng)基底。由物性特征分析,表層藍(lán)色層厚度較小,橫向厚度變化為向東減薄,厚度約為50~200 m,對(duì)應(yīng)第三系和第四系低阻層;其下黃綠色層厚度較薄,橫向厚度向東顯著減薄,厚度約為450~150 m,對(duì)應(yīng)為上石炭統(tǒng)恰其海組次高阻層,以火山巖建造為主。底部紅色高阻層對(duì)應(yīng)前上石炭統(tǒng)基底,發(fā)育形態(tài)不規(guī)則高阻體,推測(cè)為侵入巖的反映。因此推測(cè)247~289 號(hào)測(cè)點(diǎn)段為下二疊統(tǒng)-上石炭統(tǒng)地層被剝蝕嚴(yán)重,殘留較薄,區(qū)域構(gòu)造對(duì)應(yīng)哈巴河凸起。

為對(duì)淺部地層含鈾礦方面做出詳細(xì)分析,單獨(dú)對(duì)EW 測(cè)線高頻段數(shù)據(jù)進(jìn)行了單獨(dú)反演成像(圖13)和雙頻相位計(jì)算成圖(圖14)。該測(cè)線180~240 號(hào)測(cè)點(diǎn)紅色方框部分低電阻率較厚,最大厚度在500 m以內(nèi),處于基底凸起的斜坡帶上,180 號(hào)測(cè)點(diǎn)和250號(hào)測(cè)點(diǎn)處出現(xiàn)高值雙頻相位異常,分析認(rèn)為屬于有利鈾成礦段。

圖13 EW測(cè)線淺部反演電阻率剖面Fig.13 Inversion of resistivity profile from shallow part of the EW-trending survey line

圖14 EW測(cè)線淺部雙頻相位異常Fig.14 Abnormal dual-frequency phase in shallow part of the EW-trending survey line

該測(cè)線最東側(cè)有來(lái)自哈巴河凸起上高鈾含量花崗巖的蝕源,第三系層間水自哈巴河凸起接受補(bǔ)給后,自東向西徑流,遇哈巴河凸起運(yùn)動(dòng)受阻,測(cè)壓水位抬升,壓力向東傳遞,在斷裂處以上升泉方式向上形成排泄窗。排泄窗一方面改變了層間水的動(dòng)力條件,縮短了水循環(huán)周期,加大了水交替強(qiáng)度,使來(lái)自蝕源區(qū)的含鈾、氧的地下水源源不斷地補(bǔ)充到第三系砂體中。另一方面,排泄窗的減壓脫氣作用改變了水文地球化學(xué)環(huán)境,鈾水遷移強(qiáng)度明顯減小,鈾自水中還原析出,沉淀富集于砂體中,從而易形成砂巖型鈾礦,EW 測(cè)線中間北側(cè)已知鈾礦點(diǎn)的存在證明了該推測(cè)的正確性。

3 結(jié)論

(1)建場(chǎng)測(cè)深剖面能夠提供從淺層第四系地層到深部石炭系地層較精細(xì)的電性結(jié)構(gòu),為淺層鈾礦的潛力分析及深層油氣預(yù)測(cè)同時(shí)進(jìn)行探測(cè)提供了較好的手段,是在勘探程度較低地區(qū)一種兼顧深淺、兼顧多種目標(biāo)探測(cè)的高效高精度技術(shù)。

(2)布爾津盆地縱向上推斷解釋出新生界、下二疊統(tǒng)卡拉崗組、上石炭統(tǒng)哈爾加烏組、上石炭統(tǒng)恰其海組等4套地層,其中下二疊系卡拉崗組、上石炭統(tǒng)恰其海組為兩套火山巖建造層,具備油氣儲(chǔ)層的條件。

(3)布爾津盆地新生界為坳陷型沉積,最大厚度為500 m;上石炭統(tǒng)-下二疊統(tǒng)為斷陷型沉積,受北西向斷裂控制,沉積中心位于研究區(qū)的中部,凹陷內(nèi)地層發(fā)育較全,底界最大埋深可達(dá)3200 m,在哈巴河凸起上被剝蝕嚴(yán)重,僅殘留部分地層。

(4)上石炭統(tǒng)哈爾加烏組為潛在烴源巖層,受北西向斷裂控制僅分布在吉塔勒凹陷內(nèi),沉積中心位于凹陷中部,底界最大埋深可達(dá)2250 m,最大厚度為700 m,往南北方向逐漸減薄,在南部科克森套隆起和北部哈巴河凸起上缺失。

(5)研究區(qū)吉塔勒凹陷內(nèi)的第三系地層存在兩套含水砂層,在第四系沉積之前已經(jīng)歷了幾千萬(wàn)年的淋濾水文地質(zhì)期,含氧含鈾水為砂層內(nèi)提供了大量的成礦物質(zhì),在凹陷內(nèi)局部砂體發(fā)育段具備有利于鈾礦的成礦條件。

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