某地浸铀矿床低渗透性砂岩孔隙结构特征研究

为了研究低渗透性砂岩铀矿含矿岩孔隙结构特征以及对渗透率的影响,采用压汞实验的方法,并根据压汞实验的数据,分析了低渗透性砂岩铀矿岩孔隙以及孔隙比表面分布分形特征。探讨了砂岩铀矿岩孔隙结构特征与孔隙率之间的关系。研究表明,渗透性砂岩铀矿岩结构具有双重分形特征,其表现在以大、小孔径孔隙计算出来的孔隙分布分形维数值与孔隙比表面分布分形维数值不同。大孔径孔隙分布分形维数在3.687–4.255,小孔径孔隙分布分形维数各矿样基本相同为3.101–3.208。而大孔径比表面分布分形维数在2.910–3.151,小孔径比表面分布分形维数各矿样基本相同为2.466–2.342。孔隙率与大孔径计算孔隙分维值成正相关关系,与以大孔径计算的孔隙比表面分维值成负相关关系。     

应用随机模拟理论计算低、中放固体废物处置场核素迁移

为了计算低、中放固体废物处置场关闭后,放射性核素在孔隙介质中迁移行为以及对公众造成的照射,应用随机数学理论,将处置场岩土体孔隙-裂隙双重介质视为一个随机场,依据流体渗流力学理论基础形成的二维定向渗流理论,建立了反映放射性核素在处置场岩土体中迁移规律的数学模型。结合计算技术,进一步建立可对放射性核素在处置场岩土体中迁移规律进行仿真分析的系统,并可以用于放射性核素在处置场岩土体中迁移规律模拟研究与预测分析,以及对公众所致辐射剂量计算。通过算例重复仿真实验分析,最后进行统计平均得出放射性核素在处置场岩土体中迁移的规律性认识,验证了所建模型是可行的、有效的。     

Бобриков金-多金属矿床地质-成因模式

本文研究了矿床构造,围岩岩石成因变比和交代蚀变,金-多金属矿化分布规律,以及矿石矿物成分,矿化流体成分和成矿的物理-化学条件。在同位素-地球化学研究的基础上,提出了成矿溶液的物质和水的来源,建立了Бобриков矿床的动力地质-成因模式。该模式考虑了含矿构造形成的次序、流体和溶液成分的演化和成矿物理化学条件的变化。     

沉积岩中铀-钛-磷的热液矿化作用

众所周知,铀-钛-磷矿化生成于交代蚀变的灰岩和砂岩中。在对岩浆期后铀矿化作用的评价中,有人着重强调沥青铀矿和铀钛酸盐是在细脉矿化发育阶段形成的,而含铀磷灰石既与交代的矿物又与细脉的矿物有关。已确定由沥青铀矿、铀钛酸盐和含铀磷灰石构成的铀矿化作用是与热液交代形成物相伴生,这些矿物是在交代置换围岩(复成份砂岩、钙质砂岩、泥灰岩)中造岩矿物过程中沉积而成的,它们与细脉中的矿物并没有明显的联系。该区研究表明,含铀的热液交代作用包括两个阶段:淋滤(交代作用)和沉积作用(细脉)阶段。交代阶段分布广泛,而细脉阶段分布窄小。在淋滤阶段,新生的交代矿物取代置     

碳酸氢钠介质铀溶解温压条件制约模拟实验研究

成矿流体的温度、压力等物理条件变化影响铀溶解、沉淀能力,在热液型铀矿研究中对揭示铀富集沉淀机制具有重要意义。以沙子江铀矿床为主要研究对象,进行微量元素化学分析和物理化学条件模拟实验。变温实验和恒压变温实验结果表明在饱和蒸气压及6.89 MPa条件下,铀在0.5%NaHCO3介质中的优势溶解温度为80℃;在20 MPa条件下,相当于地下埋深约702～800 m, 150℃为铀的优势溶解温度; 200℃恒温条件下,随压力的增加,铀在0.5%NaHCO3介质中的溶解能力逐渐降低。研究表明来自地壳深部的含铀成矿流体随多期次的岩浆活动引起的温度波动有利于铀富集沉淀,减压作用中压力变化并非铀富集沉淀的直接因素。     

松辽盆地东南部油气、煤层气后生蚀变硫同位素特征

对松辽盆地东南部上白孚统泉头组、姚家组和嫩江组岩石中黄铁矿及硫同位素特征研究表明,泉头组、姚家组中后生还原褪色作片j形成的灰色、灰绿色砂岩中的黄铁矿及硫同位素均显示出了深部来源的油气、煤层气有机流体作用成分特征.该区原生沉积成岩岩石及黄铁矿中硫同位素的δ34SV-CDT为正值,油气、煤层气有机流体还原作用岩石及黄铁矿中δ34SV-CDT为负值.油气、煤层气还原作用不仅使杂色、紫红色原生氧化砂岩还原为灰色、灰绿色还原性砂岩,还使岩石还原容量大大增强,而且油气、煤层气在有机流体与岩石的相互作用过程中有铀的叠加富集,岩石铀含量普遍增加,局部可形成铀异常、铀矿化.首次在门达地区姚家组含矿砂岩中发现网脉状水云母化,显示铀成矿具有低温热液蚀变特征,铀矿化与低温热流体作用有关.     

鄂尔多斯盆地北部大营铀矿床砂岩元素地球化学特征及指示意义

在大营铀矿床内进行系统取样,根据各地球化学分带砂岩的主量、微量、稀土元素和全岩C-O同位素分析结果,对各类砂岩的地球化学组成进行分析,厘定与铀伴生的元素的种类及其与铀含量的关系,建立含矿砂岩特有的地球化学标志,并查明砂岩中碳酸盐胶结物的成因类型。分析结果显示:含矿砂岩中CaO、有机C和全岩S的含量较古氧化砂岩和还原带砂岩高,Fe在还原带砂岩中含量最高,与黄铁矿关系密切;各地球化学分带砂岩的稀土元素表现为轻稀土富集,重稀土相对亏损,稀土元素配分曲线呈"右倾"型,未出现Eu的异常;微量元素Li、 Ba在含矿砂岩中含量较古氧化砂岩和还原带砂岩低,W、 Mo、 V、 Ce、 La在含矿砂岩中强烈富集,且Mo、 V、 Ce、 La与U具有明显的正相关关系;C-O同位素分析结果表明碳酸盐胶结物中的碳为大气降水中的碳和有机碳的混合产物,碳酸盐胶结物的形成与有机质的脱羧作用关系密切。通过研究对含矿砂岩的地球化学特征有更进一步的认识,同时为其他伴生元素矿产的勘查提供线索。     

砂岩铀矿地质样品中铀含量仲裁分析方法——同位素稀释电感耦合等离子体质谱法

本工作研究铀矿地质样品中铀含量仲裁分析方法——同位素稀释电感耦合等离子体质谱法。样品经混酸密闭消解溶矿,采用浓缩铀为稀释剂,使用高分辨电感耦合等离子体质谱测定铀同位素比值,进而计算样品中的铀含量。本方法具有明晰的计量溯源特性,铀的测量范围为1～10000μg/g,对于铀含量约为4μg/g的砂岩样品,相对扩展不确定度小于4.0%（扩展因子K=2.57）,可满足砂岩铀矿地质样品中铀含量仲裁分析要求。     

北哈萨克斯坦Грачев铀矿床地质特征

铀矿床分布在复背斜中部在深大断裂交叉部位。矿床产在浅色花岗岩的外接触带,与文德期砂泥质沉积层的接触地段,辉长岩岩株及斑状花岗岩和花岗细晶岩的小岩休侵入其中。矿石为钠长石-磷灰石成分的交代岩,铀石为主要铀矿物,碎裂岩带为主要容矿构造,碎裂岩带中的矿物被密集的微裂隙网破碎。在下部含矿交代岩主要沿斑状花岗岩和花岗细晶岩发育;在上部主要沿砂岩和粉砂岩发育。交代岩的主要新生矿物是钠长石和磷灰石,其次是绿泥石、碳酸盐、水云母和铀矿物。细分散状红色亦铁矿染为交代岩的明显标志。岩石的交代改造作用从钠长石化开始,绿泥石-铀石组合叠加在已钠长石化的岩石上。按矿物的形成时间,磷灰石占据中间位置,部分与钠长石和铀石重叠。在钠长石化的岩石裂隙带内产出的矿石最富。铀含量0.0n％—0.n％的贫矿石和一般矿石在矿床中占重要地位,在遭受最强烈的钠长石化后破碎的局部地段,铀含量可达到1％—3％。含矿交代作用是在200—280℃温度范围内,在含有高浓度磷的碱性溶液作用下进行的。根据成分特征,北哈萨克斯坦含矿交代岩与加拿大比弗洛支湖矿床的交代岩很相似。     

新场岩体定压力压水试验数据解译方法的对比

以高放废物地质处置北山预选区新场岩体三个深钻孔的定压力压水试验为例,分别从压水阶段数据求解、压力恢复阶段数据求解和特殊试验段参数求解3个方面,对稳定流公式法和非稳定流参数拟合法进行了对比,得到了如下结论:非稳定流参数拟合法较稳定流公式法适用的渗流类型更多,使用数据量更大,结果更为可靠;在压水阶段和压力恢复阶段数据完整时,优先选择压力恢复阶段非稳定流参数拟合结果作为试验段的渗透系数。依据上述筛选原则,得到了新场岩体BS17~BS19三个深钻孔渗透系数的概率分布图,可初步判断新场岩体为低渗透性岩体,适宜于高放废物地质处置。     

矿液致裂作用对苗儿山矿田花岗岩型脉状铀矿床多期成矿的制约

运用矿液致裂理论与多种测试技术,详细研究了桂北苗儿山矿田花岗岩型脉状铀矿床矿脉的形态与内部结构,获知成矿时矿液的压力大于围岩的静压力,矿脉由矿液压裂作用形成.在此基础上讨论了矿液致裂对花岗岩型脉状铀矿床多期成矿的控制.     

浅析影响砂岩渗透性的主要因素

研究表明,砂岩层内的早期成岩作用(压实、压溶、胶结和交代作用)使孔隙度和渗透性降低。自生高岭石胶结可保留粒间微孔隙,对渗透性影响较小,甚至可增强渗透性。中后期成岩作用下,有机质成熟直至生烃以及产生的酸性水发生溶蚀形成了次生孔隙,可使砂岩渗透性大大增强,是砂岩型铀矿床形成的有利前提条件。后生改造期层间氧化蚀变和油气还原低温热液蚀变也生成了次生孔隙,最终决定了砂岩型铀矿床形成后的渗透性,它是地浸利用的重要条件。     

地球物理测井参数自然电位和电阻率确定岩石的渗透系数——地浸矿山

为了能应用地球物理测井参数来确定地浸矿山开采的含矿含水层的渗透系数,根据地浸矿山砂泥岩剖面中岩石的渗透系数主要与岩石的含泥量有关,以及地球物理测井参数自然电位的大小和电阻率高低已主要取决于岩石的泥质含量,利用室内岩石渗透系数与含泥量分析数据、地球物理测井自然电位和电阻率曲线原始资料,确定了渗透系数与自然电位和电阻率之间存在的相关关系,从而运用它们之间的相关曲线计算出钻孔含矿含水层中开采层位的渗透系数和钻孔抽液能力比流量。     

原地浸出采铀多场多过程耦合动力学数值模拟

原地浸出采铀是一复杂的非线性动力系统,涉及诸多因素与过程的耦合和正负反馈作用。为研究地浸采铀过程中岩石结构力学及其演化规律、岩石变形作用、孔隙度与渗透率的动力演化等对浸出效果的影响,建立了一多因素、多过程耦合的综合动力学模型和模拟方法,并基于Fortran与C++语言编制了1～3维模拟程序。通过对某地浸铀矿床某采区酸化、生产、溶浸末期各阶段的数值模拟,得到各生产时期矿岩中铀的浓度分布,该采区酸化40d后浸出液中铀浓度增加到15mg/L,以及该采区铀5a后基本浸出完毕;在生产末期,浸出液中的铀、酸浓度下降明显,采场区域铀浓度降低到10mg/L,pH升至2左右。数值模拟结果与矿山实际生产情况基本吻合。该模型和程序可应用于地浸采铀的理论研究、矿山设计、生产管理和地下水污染物迁移与复原研究。     

留矿法采场爆破铀矿堆氡渗流析出规律的理论研究

利用氡渗流-扩散运移理论,建立了爆破铀矿堆内氡运移的一维微分方程,推导出爆破铀矿堆渗流出口表面氡析出率的计算公式,阐述了相关物理参数的确定方法。针对一个具体的留矿法采场,研究了通风量、矿堆高度和矿堆渗透率对氡析出率的影响。结果表明：矿堆的氡析出率随风量的增加而增加,并逐渐接近最大氡析出率,但增长速率随风量的增加逐渐降低;在风量较低且通风量相同的条件下,高度越大的矿堆氡析出率越小,随风量的增加,高度大的矿堆氡析出率逐次超过高度小的矿堆,且差距逐渐增大,高度越大的矿堆达到极限氡析出率的风量越大;矿堆的渗透率越小,氡析出率越低,氡析出率相对风量的增长速率越小,接近极限氡析出率的风量越大。     

黑曲霉两步法与化学氧化联合浸出花岗岩铀矿石

为了高效浸出花岗岩型铀矿石中的铀,采用黑曲霉两步法和化学氧化联合浸出,研究预培养时间、浸出时间和不同氧化剂及其用量对浸铀效果的影响。结果表明：黑曲霉两步法浸出时,采用预培养36 h的黑曲霉浸铀,浸出时间为72 h时,铀浸出率最高,为59.34%,随着预培养时间和浸出时间的延长,铀浸出率显著下降。加入MnO₂、NaClO₃和H₂O₂三种氧化剂对铀浸出率均有不同程度的提高,其中加入2.5%（与矿石质量比）的MnO₂时,浸铀效果最佳,铀浸出率最高可达74.09%,与未加氧化剂相比,铀浸出率提高了14.8%。     

基于地球化学模拟分析杂质矿物对酸法地浸采铀的影响

为探明酸法地浸采铀过程中杂质矿物对铀浸出的影响,以分批浸出试验为基础,采用反应路径模拟探讨杂质矿物对铀浸出机制的影响,利用反应溶质运移模型探讨杂质矿物对铀浸出化学场时空特征的影响。模拟结果表明：方解石、黄铁矿、赤铁矿会与铀矿竞争酸,竞争由强至弱依次为方解石、赤铁矿、黄铁矿,其中黄铁矿在酸浸条件下溶解较弱,但生成的低价硫和亚铁离子能降低溶浸液的Eh值,导致铀浸出减少,赤铁矿在酸浸条件下因耗酸而降低溶浸液的酸度,但又促进黄铁矿的溶解,进而影响铀的浸出;在时间上,杂质矿物会使铀的溶解迁移存在不同程度的滞后,铀的溶解-沉淀旋回周期延长,整个模拟矿层沥青铀矿完全溶解时间更长,铀浸出速率降低;在空间上,杂质矿物会使模拟矿层中铀矿溶解范围减小,铀矿溶解-沉淀旋回过程中沉淀量增加,U（Ⅵ）迁移浸出所需时间延长,浸出铀的迁移累积峰值变化不同。     

影响地浸采铀的矿层渗透因素

通常认为砂岩型铀矿含矿层的渗透性是地浸开采技术是否可行的重要条件。因此,研究地浸采铀的可行性和提高砂岩型铀矿含矿层渗透性成为重点。系统探讨了影响砂岩型铀矿含矿层渗透性的主要因素,即:碳酸盐、黏土矿物、夹层、隔层、地下水矿化度等。这为进一步研究砂岩渗透性提供了依据,同时对地浸采铀的浸出率和资源回收率也有着重要的理论意义和实际价值。     

铀矿石酸化-细菌柱浸的动力学分析

研究了沥青铀矿石酸化阶段和细菌浸出阶段体系中pH值、Eh值和浸出率随时间的变化规律,采用JMA动力学模型分析了酸化过程和细菌浸出过程的动力学行为特征。结果表明：在酸化阶段,同一级数中各酸化体系的pH值和浸出率随酸化时间的增加而升高,Eh值随酸化时间的增加而降低;在细菌浸出阶段,同一级数中各浸出体系的pH值、Eh值和浸出率随浸出时间的增加而升高;随着酸化级数和细菌浸出级数的增加,各酸化体系和浸出体系的pH值、Eh值和浸出率随时间的变化量减小。动力学分析结果表明：酸化阶段的动力学方程为-ln(1-α)=(0.534 9～0.310 3) t^{0.175 7～0.701 6},初、中期反应过程属于扩散控制,后期反应过程属于混合控制;细菌浸出阶段的动力学方程为-ln(1-α)=(0.132 5～0.002 3)•t^{0.212 7～2.033 0},初期反应过程属于扩散控制,中期反应过程属于混合控制,后期反应速率接近于零。     

硫粉量对铀矿石嗜酸氧化硫硫杆菌通气柱浸的影响

研究了铀矿石酸化-硫粉细菌通气柱浸体系的pH值、Eh值和铀离子浓度等参数随时间的变化规律,探索了铀矿石的浸出率与硫粉含量的关系。结果表明:在酸化阶段,同一酸化级数下各酸化体系的pH值和铀离子浓度随酸化时间的延长而升高,Eh值随酸化时间的延长而降低;随酸化级数的增加,各酸化体系的pH值、Eh值和铀离子浓度随酸化时间的延长变化量减小。在细菌浸出阶段,同一酸化浸出级数下各浸出体系的pH值、Eh值和铀离子浓度随浸出时间的延长而升高;随浸出级数的增加,各浸出体系的pH值和铀离子浓度的增长率减小,Eh值的增长率增大;硫粉加入量越大,浸出体系pH值降低的幅度越大,Eh值和铀离子浓度升高的幅度也越大。铀矿石的浸出率与硫粉含量呈正相关,硫粉含量为5g/L的浸出体系中,铀的浸出率高达95.45%。