新疆昭苏盆地砂岩型铀矿成矿潜力分析

分析昭苏盆地砂岩型铀矿成矿潜力,为伊犁盆地提供后备矿产基地。以近年来在昭苏盆地开展的铀矿地质调查为基础,以构造、岩性岩相、层间氧化带等砂岩型铀矿控矿因素为研究内容,分析评价了昭苏盆地砂岩型铀矿成矿条件。研究表明,昭苏盆地构造活动较强,但在构造活动地区存在相对稳定地段,具备形成层间氧化带砂岩型铀矿床成矿条件;含矿建造侏罗系广泛发育,分布在阿登套山以北的盆地北部坳陷带,侏罗系西山窑组、头屯河组砂体和层间氧化带较为发育,且发现有丘拉克梅斯等铀矿化或铀异常点。阿登套山北侧以及乌宗布拉克北部山前地段发育砂体、层间氧化带和铀矿化且埋深相对较浅的,可作为下一步探索评价工作的优选地段。     

自然电位法在层间氧化带砂岩型铀矿的应用研究——以新疆伊犁地区洪海沟矿床为列

能源是我国经济持续发展的重要基础,而适当提高核能比例则是我国能源结构调整的优先选择策略。可用地浸技术开采的低成本砂岩型铀矿是当前勘查和生产的最佳类型,但可地浸砂岩型铀矿与围岩的物性差异小,地表覆盖厚,使得常规物探方法和核物探方法难以取得好的效果。通过理论和实践研究能够发现,砂岩型铀矿床会自然而然地产生天然电位异常。与平常所见的一般氧化还原电场不同的是,铀的活化、迁移、沉淀和富集过程中伴随着的一系列物理-化学过程中产生的化学电位。从这一点讲,自然电位是一个直接找矿方法。通过对可地浸层间氧化带型砂岩铀矿地球物理与化学特征的分析,钻研天然电场形成原理、建立自然电位方程;并对天然形态矿体的自然电位异常进行正演、反演计算,分析曲线特征;构建反演数理模型,研究反演方法,为自然电场法寻找砂岩型铀矿提供有力的理论依据和技术支持。     

层间氧化带型砂岩铀矿自然电位二维正演计算

通过对砂岩铀矿层间氧化带自然电场形成机理的分析,将其自然电场等效为地下电流源分布的电流场问题,并建立数学物理模型,应用有限单元法得到了较高精度的数值解,为分析层间氧化带自然电位提供依据。该方法可以自由拟合地形,构建任意复杂电阻率模型。     

东胜铀矿微量元素地球化学特征与成矿作用研究

东胜地区是目前鄂尔多斯中新生代盆地寻找可地浸砂岩型铀矿的重要区段,东胜层间氧化带砂岩型铀矿的发现,标志着我国在大型地台盆地可地浸砂岩铀矿型勘探取得了重大突破。从微量元素地球化学入手,总结了东胜地区层间氧化带砂岩型铀矿微量元素地球化学特征,Hf、Zr与铀矿化密切相关,可作为铀矿化的指示元素。与东胜铀矿同为层间氧化带型的中亚地区铀矿不同,东胜铀矿相对围岩明显富集U、Zr、Hf等元素,鄂尔多斯盆地含丰富的煤、石油和天然气资源,铀矿石样品磨制的光片中见草莓状黄铁矿。认为东胜砂岩型铀矿成矿位置为氧化还原过渡带,并具有深源特点的微量元素组合,铀成矿过程中有深部流体和有机质的参与。     

伊犁盆地南缘沉积作用对层间氧化带砂岩型铀矿成矿作用的控制

研究沉积作用对层间氧化带砂岩型铀矿成矿作用的控制,对于进一步丰富砂岩型铀矿成矿理论,为砂岩型铀矿找矿和科研工作提供重要的技术指导具有重要作用。以伊犁盆地南缘为例,在分析伊犁盆地地质特征的基础上,以沉积作用与砂岩型铀矿主要控矿因素的关系为研究重点,系统解析了铀成矿过程中沉积作用对铀源、岩性岩相、地下水动力、层间氧化带和地球化学障的控制作用。研究表明:(1)风化、搬运作用将破碎的富铀火山岩屑带入含矿砂体中,为盆地后生铀矿床的形成提供了丰富的铀源;(2)沉积作用对岩性岩相有直接的控制作用,并进一步控制矿体的形态和空间展布特征;(3)砂体通道为地下水径流必须具备的前提条件,而砂体的展布方向也在很大程度上决定了含氧含铀地下水的渗流方向;(4)层间氧化带在平面上的展布形态与砂体的展布形态十分相近,垂向上多发育于粒度相对较粗、渗透性相对较好的底部砂体中;(5)地球化学障为铀成矿的地球化学环境,是沉积期原生环境和沉积期后成岩环境的综合。上述分析进一步表明:沉积物风化、搬运、堆积(环境)、成岩等沉积作用较大程度地影响和控制着伊犁盆地南缘层间氧化带砂岩型铀矿的形成和富集,分析结果对于该区进一步开展铀矿找矿勘探工作有一定的参考价值。     

地质统计学反演在钱家店地区砂岩型铀矿勘探中的应用

钱家店地区砂岩型铀矿床的富集受构造、沉积储层、水文地质、层间氧化等多种地质条件的控制,目前除了以钻探手段寻找铀矿床外,还没有比较有效的物探技术手段对铀矿床的分布进行预测。钱家店地区具有丰富的三维地震和钻井资料,利用叠后波阻抗反演预测铀储层砂体,自然伽马地质统计学反演预测高铀矿化异常的分布,通过两者相互结合确定有利区,为井位部署提供依据,为提高钻探成功率提供指导。     

三塘湖盆地地貌对形成层间氧化带砂岩型铀矿的作用

新疆三塘湖盆地是形成层间氧化带砂岩型铀矿的有利盆地,其中地貌条件是其成矿有利的条件之一。通过分析盆地地貌特征和进行地貌分区,阐明了地貌对形成层间氧化带砂岩型铀矿的作用,并提出了汉水泉—石头梅—三塘湖地段和淖毛湖地段为下一步寻找层间氧化带砂岩型铀矿的远景地区。     

坦桑尼亚鲁乎乎盆地砂体放射性特征及铀资源潜力分析

鲁乎乎盆地东部斜坡带砂体发育且厚度较大，具备形成层间氧化带砂岩型铀矿的空间条件。鲁乎乎盆地具备二元结构，通过地质、伽马总量测量，研究了该区地层、岩性及构造发育特征，并圈定了多个放射性异常靶区；通过伽马能谱综合剖面及地表工程进行异常查证，确定了W-1、W-2、W-3和W-4为有利的异常区。通过进一步的研究和勘查工作，鲁乎乎盆地具备发现中-大型砂岩型铀矿床的潜力。     

大倾角砂岩型铀矿体地浸开采技术探讨

国内采用原地浸出采铀技术开采的砂岩型铀矿床矿体产状多数发育较平缓,矿体倾角一般小于10°。如何针对矿体倾角较大(大于15°)的砂岩型铀矿体进行原地浸出开采是地浸采铀技术一个重要的研究内容。结合内蒙古钱家店铀矿床大倾角地浸砂岩型铀矿体开采实际,从井型布置、钻孔过滤器设计、生产运行等方面进行探讨,提出对大倾角砂岩型铀矿地浸开采建议。     

新疆伊犁盆地南缘铀矿床镭氡平衡系数确定方法

镭氡平衡系数是可地浸砂岩型铀矿资源量估算的重要参数之一,能否准确得出矿床的镭氡平衡系数关乎铀矿床资源储量估算结果的准确性。以新疆伊犁盆地南缘铀矿床为例,对2种镭氡平衡系数确定方法进行了对比分析,认为通过物探参数孔直接观测法确定的镭氡平衡系数更为准确可靠。在此基础上讨论了伽玛测井解译结果与矿芯分析结果对比法在计算镭氡平衡系数时需注意的问题,为区内后续铀矿勘查工作提供参考。     

层间氧化带发育型式与铀矿化关系

试图从伊犁盆地普查找矿实践的基础上，阐述层间氧化带发育与铀矿化的关系，针对划分出的五种层间氧化带发育型式，具体分析后指出，就找矿目的层而言，可渗透砂体的存在及穿越其中的地下水动力系统是层间氧化带发育最关键的因素，也是铀矿化（铀异常）发育的最关键因素，得出在普查区有层间氧化带发育就很可能找到铀矿化（铀异常）的初步结论。最后指出，在陆相盆地寻找层间氧化带型铀矿工作中，工业铀矿化类型主要为在主河道型和滨湖三角洲型层间氧化带聚集的铀矿化。     

纳岭沟铀矿床洞穴增渗数值模拟研究

天然铀是保障我国核电发展和国防安全的重要战略资源,为满足国内日益紧迫的铀资源需求,解决制约低渗透砂岩型铀矿床原地浸出的技术瓶颈,本文提出了洞穴增渗技术方法,并研究了其在低渗透砂岩铀矿中的适用性。依托纳岭沟砂岩铀矿床,基于渗流、岩石力学理论构建了洞穴增渗作业数学模型,采用COMSOL软件对不同作业方式、作业次数下洞穴增渗形成的洞穴形态大小和渗透性改善情况进行了数值模拟研究。结果表明：连续作业方式效果优于恒定压力场作业方式,渗透性改善带主要发生在高压分布带控制范围内,10次洞穴增渗作业后渗透性改善带半径达20 m左右,钻孔附近渗透性改善倍数可达10~20倍。研究成果说明洞穴增渗技术在低渗透砂岩铀矿层中具有较好的效果,适用于提高我国低渗透砂岩铀矿床渗透性。     

新疆准噶尔盆地库普坳陷可地浸砂岩型铀矿成矿条件

库普坳陷为准噶尔盆地内部的次级构造单元,位于准噶尔盆地东缘,是一个近NW向展布的长条形坳陷,面积约3 700 km~2。库普坳陷南东缘两条区域性断裂所夹持的地段,地层倾角较小,新构造运动使得该地区自晚白垩世以来发育多个沉积间断,区内地形地貌条件对于层间氧化带、潜水氧化带的发育及铀成矿较有利。结合区内相关地质工作成果,分析了区域地质背景,并分别分析了区内构造、铀源、岩性岩相、水文地质等铀成矿条件。研究表明:(1)库普坳陷处于有利的大地构造位置,受到新构造活动的影响较强烈,具有良好的铀源、构造和有利的岩性岩相条件,地下水补—径—排体系完整,具有可地浸砂岩型铀成矿的基本条件;(2)中侏罗统西山窑组为区内可地浸砂岩型铀矿找矿的主攻目的层,在区域上以辫状河沉积为主,为可地浸砂岩型铀成矿的有利部位。在此基础上进一步分析,认为库普坳陷具有较好的潜水-层间氧化带型铀矿化的找矿前景,并初步预测了纸房、库布苏等2处成矿远景区。上述分析对于该区进一步开展可地浸砂岩型铀矿找矿工作有一定的借鉴价值。     

砂岩铀矿床钻孔水力冲采模拟试验研究

针对中国北方大量胶结、低渗透砂岩铀矿资源难以采用常规方法和地浸方法开采的技术难题,提出钻孔水力开采的新思路。根据钻孔水力开采工艺技术特点,并结合某砂岩型铀矿床实际地质条件,对水力冲采过程中的高压水射流破岩机制进行探索,通过水力冲采模型试验相似率研究,建立了水力冲采试验模型。为了分析矿岩强度、水射流工作压力、喷头作业形式与水力冲采效率的关系,进行了三因素三水平正交试验,并采用极差分析法及方差分析法进行了分析,确定了较优的水力冲采工作条件,以期为砂岩铀矿床钻孔水力开采现场试验提供依据和试验基础。     

自然电位砂岩型铀矿地形改正及其应用

自然电位法是地球物理勘探中最古老的一种勘探方法,但由于该方法干扰的因素太多,给地质体的推断和解释带来了巨大的阻力。利用自然电法对砂岩型铀矿进行研究,选择蒙其古尔矿区作为研究地点,通过对测区相对高差与自然电位地形改正量进行线性拟合,得到相对高差与自然电位的相关性。根据相对高差与自然电位的拟合关系,来消除地形起伏对自然电位的影响。     

某多层砂岩型铀矿床地浸开采工艺研究

在内蒙古某CO_2+O_2地浸采铀矿山开发中,发现Ⅰ-3、Ⅱ-4矿体平面上相互重叠,属于典型的多层矿化砂岩型铀矿体。应用独立构建浸采单元的方法,分别对每层矿体独立施工钻孔,研究对多层矿体同时进行地浸开采的工艺技术。试验共设计了18组浸采单元,分别对2层矿体独立开采。浸出运行试验表明,应用该方法同时开采多层矿化砂岩型铀矿效果较好,可推广应用。     

伊犁盆地洪海沟地区西山窑组上段砂岩型铀矿沉积环境

在分析伊犁盆地洪海沟地区西山窑组上段区域地质背景的基础上,通过综合研究该区砂体厚度、综合测井资料视电阻率平均值、氧化砂岩厚度与砂岩厚度的比值以及研究区岩相分布规律,对该区域氧化带分布特征及砂岩氧化强度变化特征,沉积环境与铀成矿的关系进行了探讨,总结了成矿有利岩相分布特征,并推测了有利成矿地带。研究表明:(1)洪海沟铀矿床西山窑组上段地层赋存的铀矿体主要受到沉积环境、砂体等因素的控制,即有利的沉积环境为砂岩型铀矿成矿提供了基础,厚大的砂体为铀成矿提供了较好的沉积场所以及含铀、含氧水的运移通道,含铀、含氧水的运移方向决定了区域成矿的沉积部位;(2)研究区西山窑组上段的铀矿体多发育于曲流河道砂体变薄和岩屑粒度变小的部位。上述研究进一步表明,利用综合测井资料中的视电阻率均值来研究沉积环境的思路具有可行性,加之综合测井资料的数字化程度高、测量结果连续性好,使得该思路在研究铀矿沉积环境时更便捷、高效。     

二连盆地砂岩型铀矿找矿中的地球物理标识

基于对二连盆地砂岩型铀矿的航空放射性测量、重磁测量、电性测量异常特征以及地震勘探反射特征的分析,并结合砂岩型铀矿成矿规律与成矿条件,推导出一套醒目的在砂岩型铀矿中找矿的标识:γ高异常附近地区为铀源点或者直接是铀矿床所在地;断裂构造是还原性物质的存储(炭屑)和运输(H2S、烃类)通道,在有利铀成矿区构造断裂周围地层往往会形成一个氧化-还原过渡带;凹陷斜坡为砂岩型铀成矿提供了一个良好的水动力条件,在凹陷边缘往往会形成铀矿带或者铀矿床。此外,通过详细剖析、对比航空放射性测量、重磁测量、电性测量异常特征以及地震勘探反射特征,发现利用地球物理方法可描绘基底与沉积物(主要是砂岩与泥岩)形态,分析沉积相,并可以得出砂岩型铀成矿环境与成矿规律。     

蒙其古尔铀矿床三工河组砂体特征与铀成矿的关系

蒙其古尔铀矿床是伊犁盆地南缘可地浸砂岩型铀矿田的重要组成部分,属于多控矿成因矿床。在分析该矿床三工河组砂体特征的基础上,结合室内普通薄片镜下鉴定成果与矿体的空间展布特征,讨论了砂体特征与铀成矿的关系,得出以下结论:1在铀成矿过程中,稳定的砂体提供了有利的环境;2较好的泥-砂-泥结构有利于层间水的形成和迳流,是砂岩型铀矿成矿的有利相区;3砂体厚度急剧变薄、泥质夹层增多、砂岩粒度由粗突然变细等沉积微相引起的砂体构型变化对矿体的沉淀富集有明显的控制作用;4铀矿体主要赋存于孔隙度较高、渗透性较好的长石岩屑类粗砂岩、砂砾岩和中砂岩中,成矿最佳的粒度为粗砂岩。上述结论对于区内铀矿找矿工作有一定的参考价值。     

物探方法在库捷尔太(512)铀矿床上的应用研究

阐述了土壤天然热释光测量和自然电位法的基本原理，通过在512铀矿床上的应用研究，总结了两种测量方法在铀矿床上方的异常特征。研究表明这两种物探方法应用于寻找砂岩型铀矿床上可以取得较好的效果。