黑色岩系铀气共探可行性及勘探开发前景.pdf

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1、第31卷第1期地质Vo1．31N0．12015正1月GeologyJan．2015DOI：10．3969／J．issn．1000—0658．2015．O1．005黑色岩系铀一气共探可行性及勘探开发前景徐国苍，张德华，张红建(核工业航测遥感中心，铀资源地球物理勘查技术中心重点实验室，河北石家庄050002)[摘要]通过对比分析“页岩气”和“黑色含铀岩系”沉积建造中铀一气存在形式、铀一气与有机质的相关性、矿(藏)分布特征及成矿(藏)控制因素等方面情况，得出的结论是：碳硅泥岩中黑色岩系铀一气(油)实质上是同源、同生、同储的整装共体。它们既是碳硅泥岩型铀成矿的矿

2、源层，也是形成页岩气的烃源层。黑色页岩系中，铀大部分以离子吸附形式存在(酪酰离子)，在压裂条件下，可以通过加酸或碱的化学溶浸的解吸方式——液态浓缩(类似于地浸法)来提取铀。因此，页岩气开发中的压裂技术(清水、重复、同步、多级、缝网等压裂方法)，为黑色页岩铀一气共同开发奠定了基础压裂技术及低品位铀地浸提取技术的成熟和配套使用，无疑将进一步提升铀、气资源工业资源量，提高资源保证度和促进现有能源生产结构变革，为我国提供大量经济有效的清洁能源。[关键词]黑色含铀岩系；页岩气；压裂技术；铀一气共探[文章编号]1000—0658(2015)01—0036—08[中图

3、分类号]P631．325；P619．14[文献标志码]A页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其相(湖相、沼泽相、湖沼相)沉积盆地含煤碎屑夹层中，以吸附或游离状态为主要存在方式沉积建造等黑色岩系中，铀一有机质含量普遍较的非常规天然气，是一种清洁、高效的能源高，铀丰度值一般为(10~40)×10，最高超资源。近年来，随着页岩气勘探开发技术的过100×10一，是我国碳硅泥岩型铀矿和油气藏不断突破，产量快速增长，效益日趋显著，的主要源岩[3]。我国陆地上“黑色含铀一气岩系”对国际天然气市场及世界能源格局产生了重分布广泛，在滇、黔、川、桂、湘、鄂、赣、大影响，世界主要

4、资源国都加大了对页岩气豫、陕、甘、宁、蒙、新等地均有分布(图1)。的勘探开发力度。中国页岩气资源十分丰富，我们在分析对比“页岩”和“黑色含铀据专家估算，可采资源量约为2．6×10岩系”沉积建造中，铀一气存在形式、铀一气与m。[13，资源潜力可达1×10¨m。[2]。经过近有机质的相关性、矿(藏)分布特征及成矿1O年的工作，我国油气勘探开发在川、滇、(藏)控制因素等方面情况，得出的结论是：黔、内蒙等地已取得可喜成果。油气地质理黑色岩系中铀一气(油)实质上是同源、同生、论与工程技术方面也有了突破性进展。同储的整装共体。它们既是碳硅泥岩型铀成我国典型的海相碳硅

5、泥岩主要形成于晚震旦矿的矿源层，也是形成页岩气的烃源层，具世一早二叠世。在碳硅泥岩沉积建造和中生代陆有铀气共同开发的基本前提。[收稿日期]2013—05一O2[改回日期]2013—10—23[作者简介]徐国苍(1966一)，男，高级工程师(研究员级)，主要从事铀资源勘查技术方法研究工作。E—mail：xuguocang126@126．com第1期徐国苍，等：黑色岩系铀一气共探可行性及勘探开发前景·39·岩、砂岩、碳酸盐岩和硅质岩。酸含量约为24％～35％，极易形成有机质黏土铀、气丰度与有机质含量呈正相关，有机质复合物，有利于有机质对铀的吸附作用”，其中丰

6、度高，含铀、含气亦高。因此，铀成矿区(带)与铀与有机质正相关。大量矿源岩研究结果表页岩气的成矿区带应一致，铀潜力资源量大的地明，铀一气在黑色岩系中，大多呈有机质一泥质吸区，也是气资源潜力大的地区。前人工作预测的附和部分游离形式存在，迄今发现的常规天然碳硅泥岩型铀成矿远景区(带)和找矿靶区，均可气和碳硅泥岩型铀矿，大多数铀一气游离物质作为页岩气勘探开发的选区依据。沿开放性(有利空间)构造裂隙迁移再聚集，而1．3成矿成藏的层控一致性大量吸附态铀和气却仍然保存于源岩中，而成铀一页岩气成矿成藏受Pz、Mz—Cz盆地含为待开发的铀一气资源。有机质煤岩系地层控制。1

7、．5铀一气勘探开发技术的通用性铀、煤、天然气、页岩气等矿产资源存在同盆富有机质页岩系铀一气同生共储及它们都性已经成为共识，铀一页岩气与黑色岩系中富有以泥质有机质吸附和游离形式存在，因此，当机质烃源层密切相关，具同层共储的特点。前页岩气勘探开发中所使用的页岩气地质、地1．4铀一气存在形式的类同性球物理、地球化学、钻探完井和压裂技术等方有机碳为有机质丰度的基础指标之一。法，在页岩系铀一气整体勘探开发中基本上都是刘继顺对赣北、桂北上震旦统一下寒武统碳硅实用的。唯一的差别在于铀、气解吸和提取方泥岩有机碳和铀含量分析统计结果表明，有机式有所不同，黑色页岩中气体分子

8、大部分以物碳和铀含量呈明显的正相关关系_5(图2)。理吸附状态存在，在压裂条件下