烃源岩作为铀源岩的可能性:研究现状与展望

刘超; 付晓飞; 李扬成; 王海学; 孙冰; 郝炎; 胡慧婷; 杨子成; 李依霖; 谷社峰; 周爱红; 马成龙

doi:10.13745/j.esf.sf.2023.5.33

地学前缘 ›› 2024, Vol. 31 ›› Issue (2) : 284 -298. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2023.5.33

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烃源岩作为铀源岩的可能性:研究现状与展望

刘超 ¹^,²^,³ ,
付晓飞 ¹^,³^,^* ,
李扬成 ⁴ ,
王海学 ¹^,³ ,
孙冰 ¹ ,
郝炎 ¹ ,
胡慧婷 ¹ ,
杨子成 ¹^,³ ,
李依霖 ¹^,³ ,
谷社峰 ⁴ ,
周爱红 ⁴ ,
马成龙 ⁵

作者信息 +

Can hydrocarbon source rock be uranium source rock?—a review and prospectives

Chao LIU ¹^,²^,³ ,
Xiaofei FU ¹^,³^,^* ,
Yangcheng LI ⁴ ,
Haixue WANG ¹^,³ ,
Bing SUN ¹ ,
Yan HAO ¹ ,
Huiting HU ¹ ,
Zicheng YANG ¹^,³ ,
Yilin LI ¹^,³ ,
Shefeng GU ⁴ ,
Aihong ZHOU ⁴ ,
Chenglong MA ⁵

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摘要

烃源岩与砂岩型铀矿通常同盆共生,除了提供矿化剂之外,烃源岩能否成为铀源岩对砂岩型铀矿的勘探范围向盆地纵深部位拓展具有重要意义。研究针对烃源岩能否成为铀源岩所涉及的三个关键问题,即“铀从烃源岩中迁出的比例、如何随地层流体运移、在何种条件下沉淀和聚集”,梳理了国内外相关研究进展,指出了有必要加强研究的薄弱环节。结果表明:热模拟实验证实烃源岩中的铀能够迁出,迁出的铀很可能以U(IV)/U(VI)混合的形式随含烃地层水和石油运移,温度、压力的降低以及pH、Eh变化会导致铀溶解度的下降和铀运移载体的分解而发生铀沉淀,沉淀物也可能重新被含氧的地层水溶解。问题与建议包括:(1)铀从烃源岩中迁出的比例存在不确定性,迁出的机制以及地质规律尚不清楚,需要开展进一步的生烃-排铀模拟实验及排铀动力学表征研究;(2)铀在低温、含烃、还原性热液中的赋存状态是研究其迁移机制的基础,目前对与铀结合的优势配体的类型、产物热力学性质、铀在含烃地下水与石油中的分布比例所知甚少,有必要开展基于热模拟实验的原位测试研究;(3)携铀流体向浅部运移的过程中温度、压力、pH、Eh、有机-无机组分的变化控制铀的迁移/沉淀,不同组合条件下铀赋存形式的转化规律、主控因素尚不清楚,有待开展多因素、多变量的烃-铀运移模拟实验进行揭示。