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吴柏林的代表性论文(著)

2023-08-27 09:24:23
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1.层间氧化带砂岩型铀矿流体地质作用的基本特点.2007.中国科学(D辑),第37卷,增刊Ⅰ:157-165

2.东胜砂岩型铀矿后生蚀变地球化学性质及其成矿意义.地质学报,2006,80(5).

3.论东胜矿床油气逸散蚀变的地质地球化学特点及其意义, 中国地质, 2007,34(3):455—462

4.东胜砂岩型铀矿形成中的天然气作用地球化学及其成因矿床学意义.石油与天然气地质,2006,27(2).

5.世界砂岩型铀矿基本特征及其成矿作用的演化.西北大学学报(自然科学版),2006,36(6)::940-947

6. 吴柏林,周鲁民.相山矿田居隆庵铀矿床成矿物理化学条件分析.西北大学学报(自然科学版),2006,36(1):119-124

7.吐哈盆地西南缘砂岩型铀矿地质地球化学基本特征.矿床地质,2005,24(1):32-43

8.中亚及邻区砂岩型铀矿基本特征与成矿作用演化.见刘池阳主编:<< 盆地多种能源矿产共存富集成藏(矿)研究进展>>,科学出版社,2005:215-228

9.吐哈盆地地浸砂岩型铀矿成矿条件与盆地动力学演化.中国地质, 2004,31(1):101—107

10. 吐哈盆地西南缘水西沟群古气候演变特征及其层序地层学意义. 华东地质学院学报, 2004 .,27(2):135~140

11. 吐哈盆地南缘白咀山至迪哈尔地区中侏罗统西山窑组地质地球化学特征与成矿有利层位. 2004, 铀矿地质,20(1):16~22

12. 吐哈盆地西南缘古流体地质作用与砂岩型铀矿成矿作用初探.铀矿地质. 2003,19(6):326~332

13.吐哈盆地西南缘新构造控矿规律及十红滩矿床外围成矿有利区预测.铀矿地质,2003,19(5):271~276

14. Wu Bolin, Zheng Gui,Zhang Aijia,Wang Weiyang,Qiu Xinwei, Wang Jianqiang, Hu Liang and Zhang Benhao. The different characteristics and geological significance of reduction alteration of sandstone-type uranium deposits in Northwest Region of China. Energy Exploration & Exploitation, Volume 27 Number 4 ,2009, pp. 261-275(SCI收录);

15、Wu BoLin,Liu ChiYang Wang JianQiang. Basical Characteristics of Fluid Geologic process of Interlayer Oxidation Zone Sandstone-type Uranium Deposit. Science inChinaSeries D: Earth Sciences,2007,50(Supp.Ⅱ):185-194. (SCI 收录);

铀矿地质

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铀矿地质uranium geology地质工作者为满足核武器和核电站建设对铀资源的需要,对地壳进行调查研究,寻找和探明具有工业价值的铀资源的学问。铀矿地质工作可划分3个阶段,即普查阶段、详查阶段和勘探阶段。普查阶段是在前期区域地质调查的基础上,在选出成矿有利的地区开展普查工作,查明区域地质成矿条件,发现放射性异常点(带)、矿化点和矿点以及成矿远景地段。详查阶段是对已发现的放射性异常点(带)、矿化带和矿点进行较为详细的地质测量和一定数量的探矿工程,对其做出是否具有发展前景和进一步勘探价值的评价。勘探阶段是对选出值得进一步工作的矿点进行详细的系统的技术工作,查明地质矿化特征、成矿条件和分布规律,探明储量,进行技术经济评价,为矿床开采提供资源基地。
2023-08-26 07:57:031

铀矿冶的中国铀资源

我国自1955年开展铀矿地质勘查工作以来,已探获的主要铀矿床类型有: 1)花岗岩型 此类型主要分布在桃山—诸广山矿化带,大多数与燕山期花岗岩有空间和成因关系。铀矿化多产于构造断裂的低级别构造中,其中以含沥青铀矿及晶质铀矿的硅酸盐单铀型矿床为主;其次为含沥青铀矿、萤石的硅酸盐铀—铅—锌矿床。2)火山岩型 此类矿床主要分布在赣—杭矿化带,成矿时代多为侏罗纪及白垩纪。含矿岩石为熔岩、次火山岩、火山碎屑岩。矿化受区域断裂及火山构造控制。以沥青铀矿、硅钙铀矿的硅酸盐单铀矿床为主。此外也有一些含有较多的钛铀矿、铀石、钍铀矿的硅酸盐铀钍型矿床及铀铜矿床。3)砂岩型 此类矿床产于中生代、新生代,赋存于含长石、石英砂岩及花岗质砂岩、砂砾岩,少数为粉砂岩、泥岩。岩石中常含有一定的有机质及黄铁矿。矿床以含沥青铀矿及吸附铀的硅酸盐型单铀矿床为主,其次为含沥青铀矿的碳酸盐铀铜矿床。4)碳硅泥岩型 此类矿床含矿岩石复杂,一般富含有机质、泥质及黄铁矿。铀多以吸附状态存在。有震旦—寒武纪的含沥青铀矿的碳硅泥岩型矿床及泥盆纪的受构造控制的硅酸盐、碳酸盐型铀钼矿床。5)含铀煤型 此类矿床主要产于中生代、新生代的陆相盆地中的劣质煤及碎屑岩,分布于滇西及西北地区。矿床受岩性控制,有含铀煤型及含铀—锗煤型。6)其他类型 包括碳酸盐岩型、碱性岩型、石英岩型及磷块岩型等。我国铀矿床以前四种类型为主。在已探明铀资源中,各类型矿床储量所占的比重为:花岗岩型38%,火山岩型22%,砂岩型19%,碳硅泥岩型16%,其他类型共5%。在已开采的铀矿山中,花岗岩型铀矿床的储量占总储量的37%,火山岩型占24%,碳硅泥岩型占22%,而砂岩型铀矿床占17%。据已提交的近200多个矿床地质储量报告统计,现已探明铀金属几十万吨,其中矿床金属量大于2000吨的占矿床总数的12.9%,金属量占近一半;矿床金属量在1000~2000吨的占矿床总数的17.5%,金属量占26%,而矿床金属量在1000吨以下的占矿床总数的69.6%,金属量占27.2%。铀矿床规模普遍偏小,单个矿床储量在万吨(金属)以上的甚少。铀矿床矿体的埋藏深度较浅,一般小于300m,个别矿体向地下延伸达800m。据铀矿地质系统1989年统计,矿床的平均品位0.115%。全国一半左右的矿床,其地质品位在0.10~0.20%之间。矿床平均品位大于0.3%的只占矿床总数的6%,矿床平均品位小于0.1%的占矿床总数的33%左右。从以上综述看出,中国铀资源量的特点是,矿化类型多、规模小,埋藏浅、品位低。
2023-08-26 07:57:161

相山铀矿地质研究程度和存在问题

相山铀矿田有 40 多年的铀矿勘查和研究历史,先后完成了 1∶50000 的航空放射性测量、航磁测量 (核工业航测遥感中心,1989) 、山地重力测量 (核工业 266 大队,1997) 、1∶25000 地面高精度磁法测量 (核工业大队 261,1996; 核工业 266 大队,1997) 、1 ∶25000 岩性岩相填图 (核工业 261 大队,1985) ; 投入钻、硐探工作量约 200 万 m。核工业北京地质研究院在 20 世纪 70 年代末 80 年代初做了大量研究工作,积累了包括包裹体成分、成矿温度、成矿年龄等大量数据,划分了铀矿类型。陈肇博等 (1981) 提出了“双混合”成因模式,即遭受深熔作用的富铀地层中的铀转入酸性岩浆和原生流体,构成成矿溶液中铀的第一个重要来源; 原生流体及其与大气成因水混合后生成的热液在上升和渗流过程中,从所经过的富铀地层和古老铀矿床所溶解出的铀构成热液中另一个重要来源。杜乐天 (2001) 认为,U、Th 是通过碱交代作用从深部携带上来的; 张万良等(2005) 从邹家山矿床成矿地质地球化学特征研究入手,提出成矿物质与火山岩、斑岩一样,都来源于深部岩浆房体系,认为成矿物质、斑岩、火山岩具有 “兄弟”般的亲密关系 (图 1.1) 。对相山地区的铀成矿特征、控矿因素及成因的认识,对地质勘探成果的扩大起到了积极的指导作用,也为本次研究奠定了良好基础。但是,由于找矿方法和手段的单一使用,多源信息资料尚没有进行过有效集成,而且成矿作用过程是复杂的,加上成矿后的变化和改造就更为复杂,就矿床学和资源评价研究方面还有不少值得探索的问题。(1) 多源地学信息综合研究不够。相山铀矿产于相山火山- 侵入杂岩体 (S 型) 中,找矿勘探及研究程度相对较高,地学数据越来越多,但前人找矿方法多是单独的使用,较少进行多源地学信息的集成分析。(2) 相山地区的深部成矿条件研究薄弱。相山地区的勘探深度主要在 500 m 以上空间 (张金带,2005) ,500 m 以下的空间仅在很局部的地方进行了探索,并有富矿发现,相山矿田很大程度上表现为深部的资源潜力,深部成矿条件的研究是薄弱的也是急迫的研究内容。深部地质研究的方法手段也值得探索。(3) 在成矿系统的角度上,成矿作用研究多,成矿后的变化和保存状态研究少。相山地区具有良好的成矿条件,良好的成矿条件预示着良好的成矿远景,但成矿远景并不等于找矿远景。相山铀矿是地质作用的历史产物,矿床形成后会经历各种后生变化和改造:一些矿床可能经强烈剥蚀而消失; 一些矿床则有幸被保存下来。矿床的形成过程是矿床的一个方面,矿床的破坏或保存是矿床的另一方面。增强这两个方面的研究对提高预测矿床的能力至关重要。相山矿田矿床形成后岩浆活动不强烈,矿床发生变化的地质因素是不是区域新构造运动导致相山矿田不同部位的差异升降,从而使有些矿床抬升、遭受风化剥蚀而破坏甚至消失,有些矿床下降则有幸被完整地或较完整地保存下来了呢?
2023-08-26 07:57:311

二连盆地古河道砂岩型铀矿勘探状况

二连盆地铀矿地质工作自1979年全面开始,核工业208大队经历了3个找矿阶段终于获得显著效果:①20世纪80年代寻找中-新生代砂岩型铀矿;②20世纪90年代学习、消化、吸收和运用水成铀矿理论探索可地浸砂岩型铀矿;③实践可地浸砂岩型铀矿的找矿。1.20世纪80年代原核工业703航测队、原核工业西北地勘局214队、原北京第三研究所和原核工业203所等单位完成了航空放射性测量、放射性水化学测量、土壤地球化学测量、遥感地质和相关科研项目等区域性铀矿地质工作。同时,核工业208大队对发现的2082地区航放异常点和EL12水文地质钻孔放射性异常进行了地面放射性物探测量,并开展了地表槽探、井探和浅孔钻探工程揭露,提交了501、502和塔木钦塔拉等铀矿(化)点(带)。2.20世纪90年代核工业208大队先后在二连盆地开展了各类资料的综合研究及编图、专题科研和带钻区调等工作。其中二连盆地水文地质条件研究及编图、二连盆地乌兰察布坳陷砂岩型铀矿专题区调和二连盆地古河道型铀矿调研等项目的完成对找寻二连盆地砂岩型铀矿打下了良好的基础,积累了丰富的资料。与俄罗斯专家的技术合作等从不同角度认识了铀成矿的特点与找矿远景,尤其是中俄技术合作预测2081地区远景区1300km2,并推测了氧化尖灭界线,判断氧化来自东南方向;圈出塔木钦远景区1600km2,并在EL12水文钻孔附近推测出70km2的后生还原区。3.21世纪以来2002年实施了《内蒙古二连盆地乌兰察布坳陷东部1∶25万地浸砂岩型铀矿资源调查评价》项目,完成钻探工作量1594.64m,确认工作区在埋深50~100m之下有厚50~200m的河流相找矿目的层,其上、下有稳定的隔水层,含矿含水砂体叠加有后生黄色蚀变,局部有铀矿化显示。2003年开展了铀矿区域评价,实施《内蒙古二连盆地乌兰察布坳陷东部1∶25万地浸砂岩型铀矿资源调查评价》铀矿区域评价项目和《内蒙古二连盆地地浸砂岩型铀矿资源调查评价》国土资源大调查项目,完成钻探工作量9501.46m,初步确定了主要找矿目的层为下白垩统赛汉组,首次实现了二连盆地铀矿找矿寻找新地区、新层位、新类型的战略性突破。
2023-08-26 07:57:391

西藏铀矿地质调查进展和新发现

孙泽轩1 赵剑波1 王四利1 李宝新2 李盛俊2(1.核工业二八〇研究所,四川 广汉 618300;2.四川省核工业地质调查院,四川 成都 610066)[摘要]本文总结了西藏地区2005年以来铀矿地质调查的进展和新发现。西藏地区铀矿地质调查分为两个阶段:第一阶段(2005~2007年),对冈底斯构造带和藏东三江北段地区开展铀资源潜力调查,以及铀成矿条件和找矿方向研究,确定找矿目标类型为主攻花岗岩型、火山岩型铀矿,兼顾其他类型铀矿,预测了铀矿成矿远景区7片;第二阶段(2008年至今),在第一阶段预测的远景区内开展1∶25万铀矿远景调查,落实了铀矿找矿靶区8处。通过对左贡根多和南木林乌郁找矿靶区开展1∶1万~1∶5万铀矿区域评价,结合轻型山地工程揭露和钻探查证,落实了铀资源矿产地2处。下一步工作过程中,一方面,应继续针对铀矿地质工作空白区开展铀资源潜力调查,预测铀矿成矿远景区;另一方面,加强1∶25万铀矿远景调查,落实找矿靶区;最后,逐步实施找矿靶区铀矿区域评价工作,力争发现更多的铀资源矿产地。[关键词]铀资源;矿产地;找矿靶区;远景区;西藏西藏地区是青藏高原的主体,素有“世界屋脊”之称,平均海拔在4000m以上,总面积约122.80×104km2。西藏地区位于阿尔卑斯-喜马拉雅成矿带的东段,地质构造独特,成矿条件优越,是中国重要的矿产资源战略储备基地。至2009年底,西藏已发现矿种102种、矿产地3000余处,约占全国已发现矿产种类的60%。西藏的优势矿产资源包括铬、铜、钼、铅、锌、铁、金、银、盐湖资源,以及高温地热和优质矿泉水等[1]。其中,铬、铜保有资源量、盐湖锂矿资源远景,以及高温地热资源总量位居全国首位,硼和锑资源量分居全国第四位和第六位[2~3]。由于自然环境和交通条件限制,“十五”之前,专业铀矿地质队伍极少在区内开展过系统的工作,西藏地区铀矿地质工作几乎为空白;“十五”后期,特别是2005年以来,核工业二八〇研究所、四川省核工业地质调查院相继开赴西藏,在冈底斯构造带和藏东三江北段地区开展了铀矿地质调查工作,对区内铀成矿条件和找矿方向有了大致的了解,并取得了一些新的认识和发现。笔者在此对西藏铀矿地质调查的进展和新发现进行梳理、总结,旨在对今后在区内从事铀矿找矿工作的同行们起到一定的借鉴作用。1 西藏铀矿地质工作概述西藏铀矿地质工作,最早始于1956年,西南209队进藏沿青藏线(拉萨—西宁)和川藏线(亚东—雅安)开展了汽车伽马能谱测量,沿线发现了一些伽马能谱异常点。1968年,北京第三研究所对藏东与川西地区进行了汽车能谱测量,发现了一些异常点带。1979年,基建工程兵205师641团普查二连在川西—藏东普查时,在芒康一带发现了火山岩型和碱性岩型铀矿点各1个及一些异常点带。1980年,基建工程兵205师281团三连对芒康拉屋7901铀矿点开展了揭露工作,认为其发展前景不大。20世纪80年代末至90年代初,云南省地矿局完成了区内20多个图幅1∶20万、1∶50万水系沉积物测量,对区内放射性元素地球化学特征进行了总结。中国地质调查局发展研究中心(2001)组织实施的全国1∶500万区域地球化学系列编图[4] ,发现冈底斯东段铀元素富集规模较大[5~6],其成因可能与燕山早、中期壳熔花岗岩和花岗闪长岩有关。西藏地区系统的铀矿地质调查于2005年开始,工作地区基本覆盖了整个冈底斯构造带和藏东三江北段地区。2 铀矿地质调查进展西藏地区铀矿地质调查大致分为两个阶段。第一阶段(2005~2007年),对冈底斯构造带和藏东三江北段地区开展铀资源潜力调查,以及铀成矿条件和找矿方向研究,确定找矿目标类型,并预测铀矿成矿远景区;第二阶段(2008年至今),在第一阶段预测的远景区内开展1∶25万铀矿远景调查,确定找矿靶区,该阶段对部分找矿靶区开展1∶1万~1∶5万铀矿区域评价,结合轻型山地工程揭露和钻探查证,力争落实铀资源矿产地。至2013年底,左贡-类乌齐、南木林、班戈-嘉黎3个Ⅰ级铀矿成矿远景区内先后完成了1∶25万铀矿远景调查(图1)。图1 西藏地区铀矿地质调查程度1—前寒武基底;2—加里东期基底;3—华力西期褶皱;4—印支期褶皱;5—燕山期褶皱;6—喜马拉雅期褶皱;7—花岗岩;8—闪长岩;9—辉长岩;10—超基性岩;11—板块缝合线;12—深断裂;13—一般断裂;14—铀资源潜力调查范围;15—1∶25万铀矿远景调查范围;16—1∶1万~1∶5万铀矿区域评价范围区内铀资源潜力调查开展了路线地质调查、地面伽马能谱测量、遥感、槽探等方法;1∶25万铀矿远景调查开展了路线地质调查、地面伽马能谱测量、遥感、专项地质测量、土壤化探测量、水系沉积物测量、槽探揭露和钻探查证等方法。铀矿地质调查完成工作量统计见表1。表1 冈底斯构造带及藏东三江北段地区铀矿地质调查完成工作量统计一览表3 主要成果认识和新发现3.1 铀资源潜力调查通过在冈底斯构造带和藏东三江北段地区开展铀资源潜力调查,以及铀成矿条件和找矿方向研究[7~9],取得了如下成果认识和新发现:1)全面系统地收集了西藏地区各类基础资料,建立了西藏地区铀矿地质资料库;编制了各类基础图件66幅,制作岩体卡片、盆地卡片159份。2)完成调查面积55.00×104 km2,概略查明了区内地层、岩性、构造特征,以及放射性元素铀、钍、钾背景。发现异常点(带)62个(条)、铀矿点1个、铀矿化点4个。其中,根多铀矿点、俄玛异常带、油恰异常带、布姆松荣异常带、江嗡松多异常带等强度高、规模大,受构造、岩性控矿作用明显,具有进一步工作价值。3)将区内铀成矿作用初步划分为3个阶段,即底铀层发育阶段(Pt—T2)、初次富集阶段(T3—K)和活化改造阶段(E—Q)。与铀成矿最为密切的时间是晚三叠世晚期、白垩纪与古近纪;最为密切的构造事件是印支晚期、燕山晚期—喜马拉雅早期强烈碰撞、造山和陆内汇聚作用及伴随的壳熔花岗岩侵位和火山喷发事件。4)确定冈底斯构造带及藏东三江北段地区铀矿找矿目标类型为主攻花岗岩型、火山岩型铀矿,兼顾其他类型铀矿。其中,冈底斯构造带北、中亚带是花岗岩型铀矿成矿的有利地区;措勤盆地南部、南木林地区(包括乌郁盆地)是火山岩型铀矿成矿的有利地区。5)对区内高原湖泊进行了放射性水化学调查,发现9个高原湖泊存在水中铀浓度异常,并初步分析了水中铀浓度增高的控制因素。6)预测了类乌齐-左贡、南木林、班戈-嘉黎Ⅰ级铀矿成矿远景区3片,布姆松绒、措勤盆地南部Ⅱ级铀矿成矿远景区2片,念青唐古拉、察隅Ⅲ级铀矿成矿远景区2片(图2)。图2 西藏地区铀资源潜力调查远景预测图1—前寒武基底;2—加里东期基底;3—华力西期褶皱;4—印支期褶皱;5—燕山期褶皱;6—喜马拉雅期褶皱;7—花岗岩;8—闪长岩;9—辉长岩;10—超基性岩;11—板块缝合线;12—深大断裂;13—一般断裂;14—远景区位置;15—Ⅰ级远景区及编号;16—Ⅱ级远景区及编号;17—Ⅲ级远景区及编号3.2 1∶25万铀矿远景调查通过在第一阶段预测的左贡-类乌齐、南木林、班戈-嘉黎3片Ⅰ级铀矿成矿远景区内开展1∶25万铀矿远景调查,并对仲巴县扎布耶茶卡盐湖开展非常规铀资源调查评价,取得了如下成果认识和新发现:1)完成调查面积4.75×104 km2,大致查明了区内地层、岩性、构造特征,以及放射性元素铀、钍、钾迁移、富集的分布规律。发现异常点(带)56个(条)。2)对区内异常点带进行了解剖,进一步明确了调查区内铀矿找矿类型为花岗岩型、火山岩型和砂岩型。其中,左贡-类乌齐、班戈-嘉黎地区铀矿找矿类型为花岗岩型,南木林地区铀矿找矿类型为火山岩型和砂岩型。3)通过区域成矿地质条件分析,结合各种物化遥成果,落实了找矿靶区8处。4)通过对左贡根多和南木林乌郁铀矿找矿靶区开展1∶1万~1∶5万铀矿区域评价,结合轻型山地工程揭露和钻探查证,落实了铀资源矿产地2处。5)大致查明了仲巴县扎布耶茶卡盐湖水中铀浓度(北湖卤水中铀浓度平均值为1.82mg/L,南湖卤水中铀浓度平均值为3.27mg/L)和铀的富集条件[10],概略估算盐湖铀资源量×××t,与核工业北京地质研究院(2012)在“含铀盐湖铀富集条件和资源评价与开发技术研究[11]”项目中对该盐湖铀资源量估算的结果基本吻合。4 铀资源矿产地及其特点4.1 左贡根多铀资源矿产地左贡根多铀资源矿产地位于左贡县北西部,距县城约55km,行政区划隶属于左贡县美玉乡边玉行政村管辖。4.1.1 区域成矿地质背景左贡根多铀资源矿产地在大地构造位置上位于羌塘-三江构造区的南羌塘-左贡陆块上。区内出露地层为古—中元古界吉塘岩群(Pt1-2J.)中深变质岩系,新元古界酉西岩群(Pt3Y.)、下石炭统卡贡组(C1k)浅变质岩系,以及上三叠统东达村组(T3ddc)、甲丕拉组(T3j)、波里拉组(T3b)、阿堵拉组(T3a)和夺盖拉组(T3d)碎屑岩-碳酸盐岩建造。区内岩浆活动强烈,以晚三叠世(印支期)花岗岩、花岗闪长岩侵位为主,呈岩基、岩株、岩枝产出;其次为侏罗纪(燕山早期)二长花岗岩侵位,呈岩株产出。该铀资源矿产地产于晚三叠世花岗闪长岩与东达村组外接触带中(图3),距花岗闪长岩体仅350m。4.1.2 矿区地质特征矿区出露地层为上三叠统东达村组(T3ddc),可分为上下两段:下段为紫红色泥质粉砂岩与泥灰岩不等厚互层;上段为灰色厚层细粒钙质长石石英砂岩、黄色石英砂岩,地层产状为210°~260°∠38°~74°,呈单斜产出。矿区东部出露印支期花岗闪长岩 ,主要岩性为灰色花岗闪长岩,以及少量白云母花岗岩、似斑状花岗岩。含矿层上盘发育一顺层贯入的燕山早期细晶花岗岩脉,宽约30m,细粒花岗结构,主要矿物为石英(45%±)、钾长石(40%±)、斜长石(15%±)。铀矿化赋存于燕山早期细晶花岗岩脉和上三叠统东达村组灰色钙质、泥质细粒—中粒长石石英砂岩中(图4),且严格受燕山早期细晶花岗岩脉和上三叠统东达村组灰色钙质、泥质细粒—中粒长石石英砂岩控制[12]。4.1.3 矿体特征含矿层呈北北西向带状展布,断续出露长度大于4km,产状200°~260°∠35°~55°,初步圈出5个矿段。矿化呈似层状、长透镜状,矿层(体)与围岩呈渐变过渡关系。矿层(体)一般长为115~200m,出露宽(厚)度变化较大,为0.4~13.0m不等,最大厚度13m,平均厚度为3m。矿石中铀含量为0.05%~0.86%,一般为0.05%~0.30%。含矿段之间相距500~900m左右。图3 西藏左贡根多铀资源矿产地铀矿地质略图1—上三叠统东达村组;2—燕山早期细晶花岗岩脉;3—印支期花岗闪长岩;4一泥岩;5—砂岩;6—泥灰岩;7—变粒岩;8—花岗岩;9—花岗闪长岩;10—含矿层;11—铀矿体4.1.4 矿石特征矿石的工业类型为硅酸盐型,按含矿岩性分为细晶花岗岩型和砂岩型两种,目前尚未查明主要含铀矿物和铀的存在形式。图4 西藏左贡根多铀资源矿产地咱伦矿段铀矿地质略图1—第四系;2—上三叠统东达村组;3—燕山早期细晶花岗岩脉;4—泥岩;5—砂岩;6—泥灰岩;7—花岗岩;8—铀矿体;9—铀矿化;10—铀异常4.1.5 伴共生矿物主要金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、赤铁矿、钛铁矿、磁铁矿、针铁矿、磁黄铁矿、方铅矿、辉锑矿、闪锌矿等[13]。化学分析结果:铜含量19.40%,铅含量0.08%,锌含量1.32%,金含量1.30g/t,铜、锌、金均达到工业品位,显示左贡根多铀资源矿产地为铀多金属矿产地。4.1.6 围岩蚀变与矿化有关的近矿围岩蚀变主要为碳酸盐化,其次为硅化、绿泥石化、绢云母化、白云母化、角岩化和铜、锑等金属硫化物化。4.2 南木林乌郁铀资源矿产地南木林乌郁铀资源矿产地位于南木林县东部,距县城约50km,行政区划隶属于南木林县芒热乡、索金乡和达孜乡管辖。4.2.1 区域成矿地质背景南木林乌郁铀资源矿产地在大地构造位置上位于冈底斯火山岩浆弧带,北部为念青唐古拉中生代岛链,南部为雅鲁藏布江结合带。区内出露地层为前震旦系念青唐古拉群(AnZNq)中深变质岩系、古近系典中组(E1d)、年波组(E2n)、日贡拉组(E3r),以及新近系嘎扎村组(N2g)、宗当村组(N2z)和第四系(Q)火山-沉积建造。区内岩浆活动强烈,火山活动以古新世—晚新世(喜马拉雅期)溢流相、喷发相中基性—中酸性火山熔岩、凝灰岩和集块岩为主;北部地区中新世(喜马拉雅期)有花岗岩侵位,呈岩株状产出。该铀资源矿产地产于乌郁新生代火山-沉积盆地的北西部(图5)。图5 西藏南木林乌郁铀资源矿产地铀矿地质略图1—第四系;2—新近系宗当村组;3—新近系嘎扎村组;4—古近系日贡拉组;5—古近系年波组;6—古近系典中组;7—前震旦系念青唐古拉群;8—喜马拉雅期花岗岩;9—逆断层及编号;10—断层;11—剖面位置及编号;12—地质界线及不整合界线;13—砂岩型铀矿点;14—火山岩型铀矿点;15—工业孔位置及编号;16—矿化孔位置及编号;17—无矿孔位置及编号4.2.2 矿区地质特征矿区出露地层为嘎扎村组(N2g)和宗当村组(N2z)。嘎扎村组自下而上分为3段,下段为浅灰色凝灰岩、集块岩和安山岩、英安斑岩;中段为砖红色、灰色、深灰色凝灰质砂砾岩、砂岩,夹薄层泥岩和粉砂岩,地层产状150°~170°∠25°~450;上段为灰白色凝灰岩和集块岩。宗当村组自下而上分为两个岩性段,下段为砖红色、灰白色、深灰色凝灰质砂岩、砂砾岩;上段为灰色凝灰质砂岩、泥岩、粉砂岩。矿区北部为大面积中新世(喜马拉雅期)花岗岩。矿区构造表现为断裂构造和构造裂隙,近东西向区域性深大断裂F15及其次级断层横贯矿区北部,后期近南北向张扭性断层错断东西向断层,在断裂构造带内、不同岩性接触面上,以及脉岩中发育密集裂隙。铀矿化赋存于嘎扎村组和宗当村组砂砾岩和凝灰岩接触的裂隙带以及沉积间断面上(图6),且严格受其控制。图6 西藏南木林乌郁铀资源矿产地15号勘探线剖面示意图1—新近系宗当村组;2—新近系嘎扎村组;3—古近系年波组;4—喜马拉雅期花岗岩;5—泥岩;6—砂岩;7—砂砾岩;8—凝灰岩;9—流纹质火山角砾岩;10—花岗岩;11—断层及编号;12—钻孔位置及编号;13—铀矿体4.2.3 矿体特征含矿层呈北东向顺层展布,在矿区东部断续出露长度大于4km,产状150°~170°∠25°~45°;在矿区西部断续出露约3km,产状130°~150°∠25°~35°。铀矿化呈似层状、板状,矿体与围岩呈渐变过渡关系。矿体一般长约100m,厚度一般2~5m,最大厚度为7.2m。矿石中铀含量为0.05%~1.94%,一般为0.05%~0.11%。4.2.4 矿石特征矿石的工业类型为硅酸盐型,按含矿岩性分为火山岩型和砂岩型两种,铀以独立铀矿物、类质同象或以分散吸附状态存在于基质中。砂岩型铀矿中铀矿物主要为沥青铀矿和铀石,火山岩型铀矿中铀矿物主要为磷钙铀矿、钒钾铀矿、钡铀云母、钙铀云母。4.2.5 伴(共)生矿物主要金属矿物有雄黄、雌黄、辉锑矿等。4.2.6 围岩蚀变与矿化有关的近矿围岩蚀变主要为绢云母化、褐铁矿化,其次为硅化、绿泥石化,以及砷、锑等金属硫化物化。5 结论通过在冈底斯构造带和藏东三江北段地区开展铀资源潜力调查,以及1∶25万铀矿远景调查,取得了一定的成果,并有新的发现。笔者认为,西藏地区具备铀矿成矿的地质条件。但西藏地区铀矿地质调查程度总体较低,下一步工作过程中,应注意下列事项:5.1 继续针对铀矿地质工作空白区开展铀资源潜力调查,预测铀矿成矿远景区西藏地区总面积约122.80×104 km2,目前仅对冈底斯构造带和藏东三江北段地区面积为55.00×104 km2 的范围开展了铀资源潜力调查,调查面积不及西藏总面积的45.00%,尚有67.80×104 km2为铀矿地质工作空白区。因此,下一步工作过程中,应继续针对铀矿地质工作空白区开展铀资源潜力调查,确定找矿目标类型,优选一批成矿有利地区,预测铀矿成矿远景区。5.2 加强1∶25万铀矿远景调查,落实找矿靶区铀资源潜力调查预测的7片铀矿成矿远景区中,仅对左贡-类乌齐、南木林、班戈-嘉黎3片Ⅰ级铀矿成矿远景区开展了1∶25万铀矿远景调查,尚有布姆松绒、措勤盆地南部、念青唐古拉、察隅4片铀矿成矿远景区未开展1∶25万铀矿远景调查。因此,下一步工作过程中,应继续在铀资源潜力调查预测的布姆松绒、措勤盆地南部、念青唐古拉、察隅4片铀矿成矿远景区内开展1∶25万铀矿远景调查,大致查明区内地层、岩性、构造特征,以及放射性元素铀、钍、钾迁移、富集的分布规律,发现一批有价值的异常点(带),落实找矿靶区。5.3 逐步实施找矿靶区铀矿区域评价工作,力争发现更多的铀资源矿产地根据西藏地区1∶25万铀矿远景调查进展,在1∶25万铀矿远景调查落实的找矿靶区内逐步实施铀矿区域评价工作,力争发现更多的铀资源矿产地。参考文献[1]张影.西藏矿产资源概况.西藏科技.2005,146(6):33-34.[2]德吉.西藏优势矿产资源及其开发对策.资源与产业,2012,14(1):92-95.[3]梁锦,吕文超,何俊国,等.西藏矿产资源可持续开发综述.中山大学研究生学刊(自然科学、医学版),2009,30(3):32-39.[4]中国地质调查局.中华人民共和国地球化学图集.北京:地质出版社,2005.[5]杜光伟,程力军,赵咸明.西藏冈底斯东段地球化学特征及其找矿意义.西藏地质,2001,19(1):73-79.[6]孙忠军,任天祥,向运川.西藏冈底斯东段成矿系列区域地球化学预测.中国地质,2003,30(1):105-112.[7]王四利,赵宝光,王勤,等.冈底斯构造带花岗岩型铀矿成矿条件分析.四川地质学报,2012,32(2):156-160.[8]陈友良,王四利,杜小林,等.藏东“三江”地区热液型铀矿成矿条件与找矿方向.铀矿地质,2012,28(5):257-264.[9]王四利,赵宝光,何涛,等.比如盆地地质特征与铀矿找矿方向.四川地质学报,2009,29(1):1-4.[10]韩军,王志明,郝伟林,等.中国西北地区典型盐湖铀富集特征初探.铀矿地质,2011,27(5):160-165.[11]王志明,郝伟林,王俊虎,等.含铀盐湖铀富集条件和资源评价与开发技术研究.核工业北京地质研究院,2012.[12]王四利,赵宝光,王勤,等.西藏左贡县根多地区铀矿化特征.中国矿业,2012,21(3):44-47.[13]王四利,陈友良,郭晓杰,等.藏东根多铀矿点元素地球化学特征.铀矿地质,2013,29(4):215-222.我国铀矿勘查的重大进展和突破进-—入新世纪以来新发现和探明的铀矿床实例[作者简介]孙泽轩,男,1966年出生,研究员级高级工程师,1989年毕业于华东地质学院地质系铀矿地质勘查专业,获学士学位,2007年获成都理工大学沉积学专业博士学位。2008年起任核工业二八〇研究所总工程师。主持完成铀矿地质生产与科研项目25项,参与8项。获中国核工业集团公司优秀地质报告二等奖1 项、三等奖2项,国防科学技术三等奖1项。在国内学术刊物以第一作者发表学术论文16篇,合作发表论文9篇。
2023-08-26 07:57:491

铀矿成矿区(带)划分

1.2.2.1 成矿区(带)划分经过半个多世纪的铀矿区调、普查、揭露和勘探工作,西南地区已探明了一批铀矿床和矿点,发现了大批铀矿化点和铀异常点、异常带,提交和控制了一定数量的铀资源量。已探明铀矿床集中分布于云南、四川、贵州省境内,在区域上形成了腾冲、临沧、川北、若尔盖和黔中五个铀矿田,从而奠定了西南地区铀资源基地的基本格局。西南地区已探明铀矿床归属于特提斯、秦祁昆和滨太平洋三个成矿域。根据区域铀成矿特点和控制区域构造单元的级别,铀矿床、矿点的集中程度,并参照《中国成矿区带划分方案》(徐志刚等,2008),将成矿地质条件有利,具有较丰富探明铀资源及较大找矿潜力的成矿地质单元划为铀成矿带;将成矿地质条件有利,由于工作程度低,目前尚未发现铀矿床,但具有较大找矿潜力的成矿地质单元划为铀成矿远景带。根据上述划分原则,可将西南地区划分为冈底斯-腾冲、三江、川西北、川北、黔中五个铀成矿带以及冈底斯、昌都、昌台-稻城和康滇地轴四个铀成矿远景带(表1.2;图1.5)。表1.2 西南地区铀成矿带划分一览表(据郭宁等,2012,有修改)1.2.2.2 主要铀矿成矿区(带)简述(1)冈底斯-腾冲成矿带——腾冲成矿亚带腾冲成矿亚带位于云南省怒江以西腾冲地区。大地构造位置位于冈底斯-念青唐古拉褶皱系东南部。含矿岩系为新近系上新统芒棒组陆相碎屑岩建造。成矿带总体呈南北向展布,长200km,宽30~50km。(图1.6)。(2)三江成矿带——临沧成矿亚带临沧成矿亚带位于云南省凤庆、临沧、双江一带。大地构造位置位于喀喇昆仑-三江褶皱系东南部,介于澜沧江断裂构造带与柯街、双江断裂构造带之间的临沧勐海褶皱束中。含矿岩系为新近系中新统勐旺组陆相碎屑岩及含煤建造。成矿带总体呈南北向展布,长300km,宽50km(图1.7)。图1.5 西南地区铀成矿区(带)划分示意图(据孙泽轩等,2010,有修改)1—扬子准地台;2—华南褶皱系;3—秦岭褶皱系;4—巴颜喀拉-松潘褶皱系;5—喀喇昆仑-三江褶皱系;6—冈底斯-念青唐古拉褶皱系;7—喜马拉雅-雅鲁藏布江褶皱系;8—砂岩型铀矿床/铀矿点;9—花岗岩型铀矿床/铀矿点;10—火山岩型铀矿点;11—碳酸盐岩型铀矿点;12—碳硅泥岩型铀矿床/铀矿点;13—含铀磷块岩型铀矿床/铀矿点;14—变质岩型铀矿点;15—碱性岩型铀矿床/铀矿点;16—构造域界线;17—一级构造单元界线;18—铀成矿带及编号;19—铀成矿远景带及编号(3)黔中成矿带黔中成矿带位于贵州省修文-翁安-余庆-三穗一带。大地构造位置位于扬子准地台上扬子台褶带,黔北台隆与黔南台陷的接壤部位。成矿带呈东西向展布,长约240km,宽约120km(图1.8)。含矿岩系为寒武系、二叠系滨-浅海相含磷碳酸盐岩建造、碳酸盐岩建造、含煤建造和晋宁期花岗岩,受断裂构造带、硅化破碎带、构造蚀变带控制。(4)四川盆地北缘铀成矿带四川盆地北缘成矿带位于四川盆地北部南江、通江、宣汉一带。大地构造位置位于扬子准地台川北台陷前陆盆地内。含矿岩系为下白垩统苍溪组陆相碎屑岩建造。成矿带呈近东西向展布,长约240km,宽40~50km(图1.9)。图1.6 腾冲成矿亚带铀矿地质略图Kz—新生界;Mz—中生界;Pz—古生界;Pt2Gl—中元古界高黎贡山群;γ—花岗岩。1—地质界线及不整合界线;2—断裂构造;3—盆地编号(①龙川江盆地;②腾冲盆地;③梁河盆地;④盈江盆地;⑤陇川盆地;⑥瑞丽盆地;⑦遮放盆地;⑧潞西盆地;⑨江东盆地;⑩户撒盆地);4—砂岩型铀矿点及编号;5—砂岩型铀矿床及编号(5)西秦岭铀成矿带西秦岭铀成矿带位于四川、甘肃两省交界的若尔盖和迭部地区。大地构造位置位于甘孜-松潘褶皱系与秦岭褶皱系的衔接部位。铀矿床集中分布于西秦岭褶皱系白龙江复背斜上。含矿岩系为下志留统羊长沟组、塔尔组和拉垅组海相硅灰岩建造。成矿带呈近东西向展布,长大于100km,宽约5~10km(图1.10)。
2023-08-26 07:58:001

铀矿化特征

一、矿床类型鹿井矿田内铀矿床无论产于何种围岩中,成因上和空间上均与花岗岩体有着密切关系,均属花岗岩型铀矿床。根据矿床与花岗岩体的空间分布关系可分为:产于花岗岩体内的铀矿床和花岗岩外接触带铀矿床两类。岩体内部铀矿床,具有不同的赋矿岩石组分、岩性及结构构造特点,可进一步划分为硅质脉型及碎裂蚀变岩型两种矿类型。属于硅质脉型的有羊角脑矿床、下古选矿点;属于碎裂蚀变岩型的矿床有牛尾岭、枫树下、洞房子、高昔、黄蜂岭、下洞子矿床。花岗岩外接触带型铀矿床有鹿井、梨花开和沙坝子矿床。鹿井矿床实际上是复合类型的铀矿床,矿床东部矿体赋存于浅变质岩中,属外接触带型,矿床西部矿体主要赋存于花岗岩体中,属岩体内部铀矿床,有的矿体自上而下可穿过寒武系变质岩及两期花岗岩,具“三层楼”式特点(图7-2)。图7-2 鹿井矿床剖面图二、矿体花岗岩外带型铀矿床矿体受断裂、接触带、含矿层位控制,如鹿井矿床矿体产状与断裂及接触带产状一致,沙坝子矿床矿体与断裂、地层产状一致,梨花开矿床矿体与断裂产状一致。矿体呈北东-北东东、南北、北西向展布,陡缓不一。鹿井矿床7个主要矿体和沙坝子矿床4个主要矿体,规模较大,矿体延伸稳定,形态多呈透镜状、似层状,空间组合型式呈“干”字形、“T”字形等。沙坝子矿床矿体呈等间距分布,品位较富,矿床平均品位0.25%,37个矿体中有16个富矿体(平均品位>0.3%),储量占矿床总储量76%。鹿井矿床已探明富矿占提交矿床总储量的25%,品位0.32%~0.53%,矿石类型为铀-萤石型。据719矿开采资料证实,1号矿体和5号矿体北部192~142m中段为富矿段,长60m,厚8~10m,品位0.6%~0.7%,1号矿体南部,品位达0.3%~0.4%,一般厚8~9m,鹿井矿床西部矿体向深部有品位增高、规模增大态势。花岗岩体内部铀矿床受成矿断裂控制,矿体产状与成矿断裂一致,多呈北东或北北东向展布,陡倾斜为主。矿体形态多呈透镜状、脉状,以及不规则团块状。单个矿体规模不大,多成群成组分布,雁形排列,空间组合形态呈多字形、“Y”字形等矿脉群。主矿体少,如高昔矿床圈定矿体400余个,其主要矿体15个,储量占总储量50%以上,其中Pt1、Pt2两个矿体规模最大。牛尾岭矿床共圈定92个矿体,主矿体仅两个,矿体平均品位在0.05%~0.10%之间;仅羊角脑矿床见富矿体,其储量占矿床总储量63%。三、矿石矿石矿物成分:金属矿物为沥青铀矿、铀石(沙坝子矿床)、赤铁矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、砷黝铜矿、磁黄铁矿(沙坝子)。脉石矿物为萤石、微晶石英、方解石(沙坝子)、绿泥石、水云母。次生铀矿物为铀黑、硅钙铀矿、铜铀云母、钙铀云母等。沥青铀矿呈葡萄状、胶状、细小球粒状、细脉浸染状等,可见沥青铀矿交代黄铁矿现象。矿石组合类型有:沥青铀矿-硫化物-绿泥石型,沥青铀矿-棕色玉髓-硫化物型,沥青铀矿-萤石型,沥青铀矿-赤铁矿型(红化型),沥青铀矿-赤铁矿-萤石型,沥青铀矿-水云母黏土型。矿石化学类型绝大多数为硅酸盐型,少量为碳酸盐型(沙坝子矿床灰岩矿石)。硅酸盐矿石又可细分为硅化矿石、低硅矿石,前者如鹿井矿床东部含炭长石砂岩矿石、石英长石砂岩矿石、炭质板岩矿石及矿床西部花岗岩矿石等,后者如黄峰岭、高昔矿床碱交代岩矿石,SiO2含量60.27%~67.74%,低于围岩(73.17%~73.57%)。沙坝子矿床萤石化硅质板岩矿石也为低硅矿石,SiO2含量62.4%,CaF21%,围岩SiO276.54%。岩体外接触带铀矿床富矿石中微量元素高于贫矿石,如Pb、Cu、Sn、Y、Ga、Mo、Co、Ni、Cr、V等,特别是富矿石中Co、Ni、Cr、V含量高出贫矿石几倍至几十倍。岩体内部的牛尾岭、黄蜂岭矿床矿石中Co、Ni、Cr含量也较高。但各矿床矿石中均无可综合利用元素。四、成矿年龄鹿井矿田成矿年龄(表7-1)为47~116.4Ma(中国核工业地质局中南铀矿地质志编写组,2005;吕古与,2000),成矿可能为一相对连续的过程,成矿年龄与丰州盆地地层发育时间大致相同,与晚白垩世和古近纪的伸展构造背景有关。表7-1鹿井矿田沥青铀矿同位素年龄资料来源:中国核工业地质局《中南铀矿地质志》编写组(2005)和吕古与(2000)。五、成矿温度和压力各矿床矿前期石英、成矿期紫黑色萤石、方解石及矿后期浅色萤石、方解石包裹体均一法测温结果(表7-2)表明,从矿前期→成矿期→矿后期,温度逐渐降低,成矿期紫黑色萤石温度区间为130~270℃,方解石温度区间为112~250℃,属中低温。矿石中主要金属矿物黄铁矿和沥青铀矿均具典型胶状低温结构,可见矿田成矿温度为中低温,成矿压力为(152~507)×105Pa。表7-2鹿井矿田包裹体测温数据资料来源:中国核工业地质局《中南铀矿地质志》编写组(2005)。六、热液蚀变热液蚀变对铀成矿富集作用有着多方面的影响,它能改变围岩的物理-力学性质,为成矿溶液的运移和矿质沉淀提供必要通道和容矿空间,也可改变围岩中铀的存在形式,使活动铀含量增高,有利于铀的活化转移并为成矿溶液提供铀源,它还可为成矿物质的沉淀固定提供有利的地球化学环境和固铀剂(章邦桐等,1990)。矿田热液蚀变可分矿前期、成矿期和矿后期。矿前期热液蚀变有白云母化、碱性长石化、绿泥石化、硅化、电气石化。碱性长石化可细分为钾长石化和钠长石化,钾长石化发育较早,钠长石化形成较晚。上部以钾交代为主,下部以钠交代为主。成矿期热液蚀变主要有赤铁矿化、水云母化、硅化、黄铁矿化(胶状)、萤石化、碳酸盐化、绿泥石化。矿后期热液蚀变不发育,主要有硅化、碳酸盐化、萤石化。区内花岗岩自变质作用强烈,岩石普遍白云母化,大多发生在岩体顶托部位和不同期次花岗岩侵入界面附近。白云母化过程中,原岩中黑云母中所含副矿物(锆石、独居石、磷灰石等)明显减少或消失,副矿物中类质同象存在的铀发生活化转移,形成后生晶质铀矿或裂隙铀、粒间铀,而有利于铀的活化转移和再沉淀。黑云母是花岗岩中分布最广、铀含量较高的成矿元素载体矿物(章邦桐,1994),其平均铀含量为6.98×10-6,而白云母的平均铀含量为1.14×10-6,亦即在黑云母的白云母化过程中约有84%的铀将从黑云母中释放出来(龚温书等,1986)。尽管本区白云母化花岗岩中只有3%黑云母被白云母交代,但在整体上其铀量释放相当可观。碱交代作用是鹿井矿田又一重要的自变质蚀变类型,主要分布于印支期花岗岩中,靠上部是钾长石化,靠下部距燕山期花岗岩较近时,则是钠长石化,两者无明显界线。交代强烈时形成碱交代岩,其中长石含量>85%,石英含量一般3%~5%,黑云母全部变成绿泥石,花岗结构消失,变成连斑结构或碎裂变晶结构,向两侧交代作用依次减弱,过渡为碱交代花岗岩、赤铁矿化花岗岩至正常花岗岩。碱交代岩同位素年龄为98Ma(杜乐天,2001),形成温度210~450℃。碱交代作用使岩石铀含量增高,新鲜原岩中粗粒斑状黑云母花岗岩铀含量为15×10-6,钾长石化花岗岩铀平均含量可达57×10-6,钾交代使岩石铀含量增高3~4倍。区内碱交代、白云母化对铀成矿起着决定性作用,未经碱交代、白云母化的花岗岩不管其铀含量多高,都不能成矿。矿田热液脉体活动频繁,根据脉体穿插关系,可分:①中高温石英脉期,形成白色块状石英,主要分布于构造带中,多存在于300m标高以上,300m以下则变成玉髓。②中低温成矿期,形成了浊白色玉髓、灰色玉髓、天蓝色萤石、黑紫色蓝紫色萤石(含沥青铀矿黄铁矿)、浅色萤石、洁白色玉髓等。
2023-08-26 07:58:091

铀矿地质勘查行业改革发展情况调查报告

根据国土资源部《关于开展地质勘查行业调查工作的通知》,中国核工业地质局编写了铀矿地质勘查调查报告。一、中国核工业地质局铀矿勘查队伍情况(一)人员基本情况截至2006年底,核地质系统共有职工5699人。其中在职职工为3149人。核地勘队伍在职人员3149人,铀矿地质勘查专业技术人员为1821人,其中地质专业492人,物探专业321人,分析测试141人,水文地质135人,钻探、测量等其他专业732人。现有45岁及以上的职工为927人,35~45岁职工为1460人,35岁以下的职工为762人。现有大学本科以上学历人数为1003人,其中博士42人,硕士97人,大学864人;大专及以下人数为2146人,其中高中及以下的人数为1286人。(二)中国核工业地质局技术水平地质科研生产能力。“十五”以来,在国防科工委、中核集团公司的大力支持下,铀矿地质勘查科研生产能力得到逐步提高,特别是经过两期地勘装备更新改造,核工业地勘队伍已具备了每年完成25万米钻探施工及相应地质工作的能力。地球物理、地球化学及遥感地质勘查方法基本配套齐全,其能力与25万米/年钻探生产能力基本适应;岩(矿)分析、化验及工艺试验能力,基本满足资源储量估算、技术经济评价所需的参数采集、分析的要求。地质勘查行业管理与行业发展研究(三)中国核工业地质局地勘单位资质情况地质勘查行业管理与行业发展研究二、中国核工业地质局经济发展状况(一)中国核工业地质局基本情况截至2006年,中国核工业地质局系统职工总人数为5869人。其中:在职职工3319人,离退休人员为2550人。在职职工中,地质勘查人员0.51万人;工程勘察与施工人员189人;矿业开发人员15人;其他人员0.14万人。在地质勘查人员中,技术人员有1567人。截至2006年,局系统实现总收入6.55亿元。其中:地质勘查业收入3.78亿元,工程勘查施工业收入0.49亿元,其他收入2.28亿元。在地勘业收入中,中央财政拨款的地质勘探费3.44亿元,地质专项拨款0.33亿元。2006年局系统总支出6.22亿元,其中地质找矿支出2.83亿元。截至2006年,局系统总资产9.17亿元。其中:生产性资产原值4.04亿元,地质勘查专用仪器设备原值2.09亿元。总负债4.34亿元。(二)从事公益性地质工作情况根据《国务院办公厅关于印发地质勘查队伍管理体制改革方案的通知》(国办发〔1999〕037号)“……中央和省一级保留一部分承担基础性、公益性、战略性地质勘查任务的骨干力量,将其余地质勘查单位逐步改组成按市场规则运行和管理的经济实体……”的要求,国防科工委、国土资源部联合制定了《核地质勘查队伍管理体制改革实施方案》(科工改字〔1999〕225号),明确了“……保留一支精干的核地质勘查队伍,承担国家放射性矿产资源的战略性勘查任务,满足国家对铀资源的需求;绝大多数核地勘单位实行属地化管理,并逐步实行企业化经营”的目的。并要求将中国核工业总公司地质总局改建为中国核工业地质局,组建核工业地质调查院,实行一个机构两块牌子。核工业地质调查院以核工业北京地质研究院为核工业地质局业务支撑单位,承担国家放射性矿产地质勘查的规划、立项、组织实施等工作。以6个地区性核地质研究所为主体,组建6个核工业地质调查分院,承担覆盖全国的放射性矿产地质勘查任务。核工业航测遥感中心及三个地质大队作为铀矿勘查的专业勘查队伍,承担重点地区的放射性矿产地质勘查任务。因此,中国核工业地质局是承担国家放射性矿产资源勘查的公益地勘队伍,主要从事国家铀矿勘查等公益性地质工作。在确保铀矿地质勘查任务的前提下,部分地勘单位利用一定的生产时间,从事国家急、缺的煤、金、多金属等矿产资源的勘查,承担国家危机铀矿矿山资源补充的勘查工作。(三)矿业开发基本情况二○八大队以自身优势,大力发展矿业,先后进行金矿,石灰石矿等金属和非金属矿的开发,该队于20世纪90年代开始投资建设图古日格黄金选冶厂,使黄金产量达到200公斤/年,成为大队支柱性经营项目,现在二○八大队有一个黄金选冶厂,三个黄金堆浸厂,年产黄金300公斤以上。二四三大队与有关公司联合开发内蒙赤峰红山子铀钼矿,总投资1400万元,其中二四三大队投资686万元,占49%股份。该矿已建成日处理100吨矿石的钼选厂,2006年7月开始试生产。(四)工程勘察施工情况我局仅有二七○和二八○所近年来开展工程勘察工作,二七○所具有工程勘察甲级资质,该项目年产值已达千万元以上,收入700万元左右,二八○所具有工程勘察乙级资质,年产值逐年增长,收入突破200万元,该项目已成为研究所支柱经营项目。我局二○八大队,二○三研究所开展工程施工工作。二○八队虽然借用华东建设集团公司资质,承揽路桥工程项目,既增加经营收入,又锻炼了队伍,培养了人才,更重要的是熟悉了解市场规则,为将来打起中国核工业地质牌子奠定基础,二○ 八队近年承接的工程项目愈来愈大,2006年工程收入可达5000万元以上。二○三所自从取得地基与基础工程专业二级施工资质以来,2005年实现工程收入500多万元,2006年已签订的项目合同超过1000多万,目前项目正紧张实施,力争今年有好的成绩,并为今后资质升级作各项准备。(五)其他产业基本情况各单位依托地质勘查技术优势,积极面向市场,开展地质技术、延伸技术及相关技术服务。二○八大队专门成立地质技术开发公司,积极争取市场地质项目,主要开展地质勘查、钻探、测绘、综合测井等技术服务,2006年计划收入1500万元,利润300万元,该队将其努力培育成新的经济增长点。二一六大队主要发挥技术优势,在确保完成铀矿找矿任务的前提下,积极面向矿业开发的大好市场,近年承揽多项钻探施工任务,年收入500万元左右。二四三大队也承揽大量市场钻探施工项目,年收入300多万元,还积极与国土资源部门合作,开展矿产勘查项目合作。二○三所在技术服务方面开展样品分析测试,环境影响评价,石油开发技术应用,地质灾害治理工程勘查、施工、危险性评估等,其中样品分析收入近年保持在100万元以上,环境影响评价项目收入在150万元,有望达到300万元,石油开发技术应用正积极推进,目前已完成和签定合同项目费用近400万元,研究所为其进一步发展投资购买了仪器设备,力争使技术服务产业年产值达到1000万元。二七○、二九○所对外主要开展地质勘查,遥感技术应用,环境评价等技术服务,年收入在300万~400万元。航测遥感中心主要开展航空物探,地面物探,遥感,测绘,环境监测等技术服务,年产值1000万元,收入700万~800万元。二八○所主要开展地质灾害治理工程的勘查、施工,危险性评估,成立了工程勘察院,在西南地区的灾害治理工程方面赢得了良好的声誉,使该院年收入近200万元,利润25万元。二四○所主要开展放射性环境评价,2004年、2005年收入保持在60万~70万元,2006年收入将达到200万元,该项目也是该所主要经营项目。三、中国核工业地质局地质勘查单位各项优惠政策落实情况(1)“十一五”铀矿地质勘查工作根据国防科工委制定的《核工业“十一五”发展规划》在工作安排资金落实上,基本得到落实,地质工作费用逐年增加,但与规划要求提交的铀矿资源储量目标,相应安排的工作量,特别是配套的工作费用有一定的差距;铀矿地质勘查工作费用标准偏低。(2)地勘费基数10%转增国家资本、财政转产贴息政策基本落实。(3)下岗职工再就业、离退休职工养老金保障政策没有落实。(4)中国核工业地质局地勘单位国有划拨土地匮乏,普遍存在科研生产用地紧张,严重不足,特别是属地化过程中,大量土地资产被划转地方,不仅地勘单位经济发展难以实现,职工生活生存也存在问题。因此不存在土地使用权处置问题。(5)中国核工业地质局地勘单位基本建设投资严重不足,“九五”、“十五”除安排了仪器设备的更新改造外,没有其他基本建设投入渠道。基本建设预算内投资补助政策没有落实。(6)住房改革支出政策基本不落实。(7)增加工资政策已落实。(8)医疗、养老等政策没有落实。(9)地方出台优惠政策由于资金的问题而没有落实,职工收入,特别是离退休职工与属地化单位、地方企事业单位差距在加大。四、核地质铀矿勘查“十一五”改革发展的设想认真贯彻国防科技工业“十一五”发展改革的精神,按照“转型升级”的战略总要求,建立适应社会主义市场经济和满足国防建设要求的新的核地质铀矿勘查工作体制,全面提升铀矿勘查的能力与水平,根据“寓军于民,小核心,大协作”的调整方针,逐步形成专业分工合理、协调配套有效、竞争有序规范的地质科研生产组织格局和结构层次,实现专业化生产、规模化发展。(一)建立新的铀矿勘查工作体制充分发挥核工业北京地质研究院的业务支撑作用,整合地质局(机关)与地研院管理及专业技术力量,实现中国核工业地质局对全国铀矿勘查的高效组织管理。主要包括勘查规划的制定,项目立项、设计和组织实施,生产、安全、质量的监督管理,地质勘查和科研成果及资源储量成果的审查提交,标本和地质档案资料的管理和开发应用,空间数据库的管理和开发应用,技术标准体系的建立、完善和贯彻实施,探矿权的申请和管理,等等。积极利用社会地勘力量,尤其是属地化管理的核地勘单位,按照招标竞争、项目联结、合同管理等市场机制,完成部分地质勘查工作。(二)全面提升铀矿勘查的能力与水平确立中国核工业地质局所属地勘队伍在中国铀矿地质勘查和完成铀资源储量战略任务中的主导作用,提升其在铀矿勘查中的中坚能力和水平。建设一支精干的铀矿地质勘查专业队伍。全面提高中国核工业地质局铀矿勘查的专业水平和能力,掌握铀矿勘查各专业的关键技术。提高核地勘队伍的找矿装备能力,完善铀矿勘查各专业能力发挥的配套设施等保障条件。中国核工业地质局地勘队伍保留50万米/年钻探能力,且配置相应的各专业需要的先进、适用的仪器设备,更新完善相应的配套设施;整体水平上处于国内地矿行业中的一流水平。(三)中国核工业地质局铀矿勘查队伍职责及专业调整核工业二○八、二一六、二四三地质大队继续作为铀矿勘查的专业队伍,侧重于利用钻探施工手段进行区域铀资源潜力评价和铀矿床地质勘查。核工业航测遥感中心由过去单一的航空测量,增加地面物化探任务,承担全国范围内航空及地面物化探测量工作,同时作为核地质勘查技术中心,承担放射性标准计量及档案、地质标本管理工作。六个地区性研究所由过去以区域性地质研究为主,逐步改造成为地质科研与勘查生产紧密结合的地质调查所,承担铀矿远景评价、区域调查评价和普查等地质生产任务;同时,在二○三研究所建设北方可地浸砂岩型铀矿分析测试中心和北方地浸地质工艺试验研究技术中心,在核工业二三○所建设南方硬岩型铀矿分析测试中心。核工业北京地质研究院建设全国铀矿分析测试中心,服务于应用基础研究和重大勘查、科研项目的技术攻关及基层难以解决的地质疑难问题等。五、对策及建议(一)明确中国核工业地质局为国家公益性地质调查队伍解决中国核工业地质局在地勘行业的地位和定位,切实保证国家赋予中国核工业地质局承担国家放射性矿产资源的战略性勘查职责和任务的完成。(二)加强对铀矿资源储量和成果档案资料的统一管理按照现行法规、文件规定及国家领导人讲话精神和要求,鉴于铀矿资源军工保密等特殊性,为保证其安全、完整和有效使用,铀矿资源储量和成果档案资料应实行统一管理,由中国核工业地质局代国家管理。(核工业地质局地勘处)
2023-08-26 07:58:221

做铀矿地质勘探工作会收到过量辐射吗

不会,真的不会,现在铀矿冶从业的职业病卫生防护措施和制度很健全,单纯从事铀矿地质勘探(包括钻探、测井、编录等)不会受到过量辐射,甚至说除了放射性探管外,接触不到什么辐射。
2023-08-26 07:58:321

中国三大铀矿

相山铀矿 下庄铀矿 产子坪铀矿
2023-08-26 07:58:434

铀矿的种类,及提炼方法

  铀矿的种类:  铀矿分为:方铀矿(uranatemnite)、沥青铀矿(pitchblende)、铌钛铀矿、晶质铀矿、非晶铀矿、钒钾铀矿、板铅铀矿、钡磷铀矿、翠砷铜铀矿、钙镁铀矿、钙铀云母、硅镁铀矿、磷锌铀矿、绿铀矿。  铀矿的提炼方法:  铀矿地质工作可划分3个阶段,即普查阶段、详查阶段和勘探阶段。普查阶段是在前期区域地质调查的基础上,在选出成矿有利的地区开展普查工作,查明区域地质成矿条件,发现放射性异常点(带)、矿化点和矿点以及成矿远景地段。详查阶段是对已发现的放射性异常点(带)、矿化带和矿点进行较为详细的地质测量和一定数量的探矿工程,对其做出是否具有发展前景和进一步勘探价值的评价。勘探阶段是对选出值得进一步工作的矿点进行详细的系统的技术工作,查明地质矿化特征、成矿条件和分布规律,探明储量,进行技术经济评价,为矿床开采提供资源基地。  找矿和勘探方法 ,主要有地质测量 、放射性物探测量(含航空伽玛测量、地面伽玛测量、射气测量、径迹蚀刻测量等),普通物探测量(含重力测量、磁法测量、电法测量和地震测量等),地球化学测量(含水化测量、河谷底沉积测量、原生晕测量、次生晕测量、钋210测量等),探矿工程(含槽探、井探、钻探和硐探)以及室内分析测试、岩石矿物鉴定和矿石技术加工试验等方法。同时还开展应用遥感技术、电算技术及先进分析测试技术。科研工作贯穿铀矿地质工作全过程,以应用研究为主兼顾基础研究。不同阶段科研任务各不相同,研究方法采取宏观研究与微观研究相结合,多学科、多专业、多兵种相结合,专业研究机构与生产单位研究相结合,通过研究,查明铀矿赋存地质环境和成矿条件及其分布规律,为发现新矿床、扩大老矿区的远景服务。
2023-08-26 07:59:052

吐哈盆地砂岩型铀矿赋矿砂体沉积体系

作为中国西北部重要的含能源盆地之一,众多的基础地质研究单位以及能源资源勘查与开发部门的地学工作者,对吐哈盆地的构造、地层等作过详细研究工作。有关盆地的结构、构造特征、层序、岩相古地理等方面的研究成果丰富。随着可地浸砂岩型铀资源重要经济和环境意义的认识,以及对吐哈盆地砂岩型铀资源的勘查与开发工作的深入,众多学者又对吐哈盆地中砂岩型铀矿床的地质特征、成矿机理等给予高度关注,吐哈盆地西南缘十红滩铀矿化区砂岩型铀矿床的控矿因素、含矿砂岩的层序地层学特征等都已经作了详细研究。这里从盆地砂岩型铀矿床赋矿砂体的沉积体系特征出发,探讨盆地中砂岩型铀矿的成矿作用与沉积体系的关系,旨在从另一个侧面探索铀成矿作用及其分布特点,为进一步研究砂岩型铀矿的成矿机理和盆地中铀资源的勘查与开发提供参考依据。一、区域地质背景吐哈盆地是我国继伊犁盆地之后的又一个重要的可地浸砂岩型铀矿勘查基地。这些矿产资源的产出均与侏罗系的含煤碎屑岩建造关系密切。吐哈盆地与准噶尔盆地、三塘湖盆地以及中亚盛产地浸砂岩型铀矿的楚·萨雷苏-锡尔河盆地同处于哈萨克坦陆间型板块内,位于哈萨克坦陆间型板块、西伯利亚大陆型板块、卡拉库姆-塔里木大陆型板块的汇合部位(图2-7-21)。盆地北侧为北天山缝合带-博格达-哈尔里克构造带,南侧为觉罗塔格构造带。因而盆地在整体上表现为被不同时代和不同性质的构造活动带所环绕。盆地由于主要受到近东西向的南、北两条构造带的围限,其内部构造单元首先表现出南北分带的特点,即沿南北向可划分为北部坳陷带、艾丁湖斜坡带和南湖隆起区。同时,由于受基底构造格局和受大地构造位置的制约,盆地还表现出东西方向的差异,自东向西分为东部哈密坳陷、中部了墩隆起和西部吐鲁番坳陷(图2-7-22)。目前已发现的砂岩型铀矿主要分布在艾丁湖斜坡带,赋矿层位主要为中侏罗统西山窑组含煤碎屑岩系。吐哈盆地的基底包含前寒武纪的结晶基底和海西期的浅变质褶皱基底。褶皱基底为泥盆系、石炭系及下二叠统海相中基性、中酸性火山碎屑岩及陆源碎屑岩。上二叠统-三叠系分布局限。从早侏罗世开始,沉积作用面积逐渐扩大向四周超覆,直至中侏罗世末期,形成了盆地中主要的含煤碎屑岩系、油气和铀的储集层。晚侏罗世至第三纪是在挤压应力作用下形成的退覆沉积,其中第三系为广泛分布的洪积相和河流相沉积。二、吐哈盆地侏罗系沉积相类型和沉积体系特征综述在整个侏罗纪,吐哈盆地经历了三个沉积阶段:第一阶段为八道湾期至西山窑中期,第二阶段为西山窑晚期至三间房晚期,第三阶段为七克台期至喀拉扎末期。包括三次湖侵期和三次沼泽发育期。在沉积相序上表现为两大沉积旋回,第一旋回以南部物源为主,第二旋回物源则南北兼而有之。图2-7-21 吐哈盆地大地构造位置示意图1—盆地;2—板块边界;3—国界;4—地名①吐哈盆地;②三塘湖盆地;③准噶尔盆地;④伊犁盆地;⑤楚-萨雷苏盆地图2-7-22 吐哈盆地构造单元划分示意图(据桑树勋等,2001)1—伊拉湖构造带;2—大墩构造带;3—胜青构造带;4—维木西构造带;5—肯德克构造带;6—煤窑沟构造带;7—火焰山构造带;8—胜北构造带;9—丘陵构造带;10—温吉桑构造带;11—鄯勒构造带;12—七克台构造带;13—小草湖构造带;14—红台构造带;15—十三间房构造带;16—四道沟构造带;17—五堡构造带;18—火石镇构造带有关吐哈盆地侏罗系的沉积相类型和沉积体系,前人做过大量工作。吴涛等(1997)大致以后期沉积湖岸线为界,将晚二叠世至侏罗纪的沉积分为水上与水下两大沉积体系。沉积作用则以湖泊、河流和沼泽沉积为主,发育的沉积相类型主要有三角洲、河流、湖泊、扇三角洲和冲积扇沉积相。张鹏飞等(1997)(参考文献中未例出)则从岩相特征出发,在盆地内的早、中侏罗世含煤岩系识别出29种岩相类型、5种沉积体系、18种沉积相和多种沉积类型。根据野外调查和前人的研究成果,有关吐哈盆地侏罗纪古地理演化和沉积体系的发育归纳于表2-7-5。其中,西山窑期是地浸砂岩型铀矿储集层形成的主要时期。表2-7-5 吐哈盆地侏罗纪古地理演化与沉积体系八道湾组沉积期,边缘断裂活动较强,地形高差悬殊,在盆地周边以冲积扇、河流相沉积为主,沉积物普遍较粗。从张鹏飞等(1997)编制的这一时期的岩相古地理图(图2-7-23)可知。这一时期的地层等厚图(图2-7-24)、砂岩加砾岩等厚图(图2-7-25)与岩相古地理图的总体走势基本一致,反映当时的物源主要来自南部,但在西部艾维尔沟具有明显的西部物源区和由西向东的三角洲体系。西山窑沉积时期是盆缘构造活动相对比较平静,地形坡度比较平缓的时期。盆地沉积物在总体上要比八道湾组偏细,沉积范围也更为广阔。但也是盆地中沉积作用比较活跃的时期和沉积作用比较复杂的一个时期。主要表现为西山窑组总厚度变化大,从200m到1300多米不等;物源既有南部觉罗塔格剥蚀区,又有北部博格达剥蚀区。地层等厚线、砂岩加砾岩等厚线之间存在明显的交角(图2-7-26、2-7-27),而不是像八道湾期那样两者具有相近的走势。说明在八道湾期,盆地的物源方向主要来自盆地长轴方向的西端及短轴方向的南侧;西山窑期,盆地西部的吐鲁番坳陷,粗碎屑沉积物主要来自盆地短轴方向的南侧(图2-7-28),其次是北侧。东部哈密坳陷的沉积物主要来自南湖隆起,而在十三间房、三道岭一带则以了敦隆起为的北部为共同的主要物源区。图2-7-23 早侏罗世八道湾期岩相古地理(据张鹏飞等,1997)1—辫状河-上三角洲平原;2—曲流河-上三角洲平原;3—下三角洲平原;4—水下三角洲;5—滨浅湖;6—物源方向;7—岩相界线;8—盆内隆起图2-7-24 吐哈盆地下侏罗统八道湾组(J1b)等厚线图1—等厚线/m;2—盆内隆起图2-7-25 吐哈盆地下侏罗统八道湾组(J1b)砂岩加砾岩等厚线图1—等厚线/m;2—盆内隆起图2-7-26 中侏罗统西山窑组等厚线图(据张鹏飞等,1997,修编)1—等厚线/m;2—盆内隆起图2-7-27 中侏罗统西山窑组砂岩加砾岩等厚线图(据张鹏飞等,1997,修编)1—等厚线/m;2—盆内隆起图2-7-23~图2-7-25的分析结论与表2-7-5中总结的吐哈盆地侏罗纪古地理演化与沉积体系一致,说明这一时期吐哈盆地的古地理演化不仅对沉积格局有重要影响,而且对砂岩型铀矿赋矿砂体的形成具有重要意义。图2-7-28 中侏罗世西山窑期(J2x)岩相古地理1—三角洲平原;2—水下三角洲;3—浅湖;4—物源方向;5—岩相界线;6—盆内隆起三、吐哈盆地十红滩铀成矿区侏罗系沉积体系十红滩铀成矿地区侏罗系水西沟群(J1-2sh)包括八道湾组(J1b)、三工河组(J1s)和西山窑组(J2x),地层主要特征见表2-7-6。其中八道湾组(J1b)为一套滨-浅湖沉积的中-细粒砂岩、泥岩,在上部发育了较稳定的煤层组。具有从滨浅湖向泥炭沼泽演化的沉积序列。三工河组(J1s)以湖泊及三角洲沉积为特征,厚度3.0~61.0m,平均厚度较薄,仅为21m。主要由灰色-灰黑色泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩和砂砾岩组成。表2-7-6 十红滩地区侏罗系水西沟群(J1-2sh)主要岩性特征西山窑组(J2x)则是以辫状水系沉积为主的产物。其中西山窑组下部是以砾质辫状河沉积为主的砾质-砂质辫状河沉积;中部为三角洲沉积;上部为以砂质辫状河为主的砂质-砾质辫状河沉积。因此,可以说十红滩铀矿化区的“西山窑组”整体上表现为辫状三角洲沉积。主要由灰色砂岩、砂砾岩、粉砂岩及灰绿色、灰黑色泥岩、炭质泥岩和煤组成。在砂体中可见大量植物碎屑,在未被氧化的砂体中常见黄铁矿。若从整个盆地来看,根据这一时期的岩相古地理演化特点,十红滩铀矿化区的“西山窑组”也就是在中侏罗世湖侵过程中,于艾丁湖斜坡带形成的自南向北的一个大型辫状三角洲沉积单元。或者说是在湖相沉积主体中,局部所夹的一套辫状三角洲沉积。这是源自南部觉罗塔格山蚀源区的辫状河进积到滨湖而形成的。其沉积砂体粒度较粗,泥质含量较低,渗透性好,有利于后生砂岩型铀矿的形成,十红滩铀成矿区的铀矿化正是发育于这个沉积单元中。图2-7-29是美国怀俄明地区温德河盆地南部的气山铀矿区,在气山铀矿区范围内,受冲积扇控制的长石砂岩段呈近乎NNE走向,呈相互平行的舌状体展布,地层的总体走向则为NEE向。氧化水的蚀变作用主要发育于由长石砂岩段构成的舌状砂体内,其推进方向也与冲积扇轴线方向一致。这些特点与吐哈盆地十红滩铀矿化区十分相似,因此,前者的找矿实践对吐哈盆地进一步扩大找矿具有重要的参考意义。图2-7-29 温德河盆地气山铀矿区温德河组沉积格局,蚀变前锋自格拉尼特山区往北推进的分布状况1—中新世沉积物;2—始新统温德组;3—中新生界;4—前寒武纪花岗岩;5—温德河组砾岩和河道砂;6—覆盖的温德河组等厚线(英尺);7—蚀变晕的总体锋面;8—铀矿床;9—铀矿点四、结论吐哈盆地侏罗纪含煤碎屑岩系为典型的内陆盆地沉积物,在整体上,盆地内的沉积作用主要受到盆地基底构造格局和盆缘控盆构造的制约,其沉积体系包括辫状河体系、曲流河体系、辫状河三角洲体系、曲流河三角洲体系和湖泊体系。盆地中已发现的铀矿化主要发育在中侏罗统西山窑组辫状河三角洲沉积体系中,这一特点为进一步研究砂岩型铀矿的成矿机制与成矿规律奠定了基础,也为分析可地浸砂岩型铀矿的空间分布提供了理论依据。另外,根据沉积体系与砂岩型铀矿分布的关系来看,盆地西南缘十红滩铀矿化区可与美国怀俄明地区温德河盆地中的砂岩型铀矿相比较,这对陆相沉积盆地中铀资源的勘查部署具有参考价值。参考文献董文明等.1998.吐鲁番-哈密盆地南缘侏罗系层序地层特征及成铀规律.铀矿地质,14(3):129~132侯慧敏等.1997.吐哈盆地西山窑组第二段岩相古地理和聚煤作用.煤田地质与勘探6(3):10~14纪友亮等.1998.吐哈盆地侏罗系层序地层学及复杂储层研究.北京:石油大学出版社李文厚等.1997.吐哈盆地侏罗系沉积相带与砂体的展布特征.石油实验地质,19:168~172裘怿楠等.1997.中国陆相油气储集层.北京:石油工业出版社沈守文等.2001.吐哈盆地侏罗系层序地层学研究.沉积学报,19:169~172田在艺等.1997.中国含油气盆地岩相古地理与油气.北京:地质出版社吴涛等.1997.吐哈盆地煤系油气田形成和分布.北京:石油工业出版社向伟东等.2000.吐哈盆地西南部砂岩型铀矿含矿岩系地层时代与层序地层特征.铀矿地质,16:272~279张鹏飞,金奎励,吴涛等.1997.吐哈盆地含煤沉积与煤成油.北京:煤炭工业出版社Charles L.Van Alstine,Sr.and Donald L.Curry.1970.The Economics Of Mining Uranium In Wyoming Sandstones,TwentySecond Annual Field Conferernce.Wyoming Geological Association GuidebookFrank C.1970.Armstrong,Geologic Factor Controlling Uranium Resources In The Gas Hills District,Wyoming,Twenty-Second Annual Field Conferernce.Wyoming Geological Association GuidebookJames F.1970.Davis,Uranium Deposits Of The Powder River Basin,Wyoming,Twenty-Second Annual Field Conferernce.Wyoming Geological Association Guidebook(管太阳,林子瑜,李朝阳)
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燕山期-喜马拉雅期构造挤压作用与四川盆地砂岩型铀矿特征

四川盆地的砂岩型铀矿床主要分布于米仓山-大巴山古陆前缘,一般产于背、向斜翼部或倾伏端,距蚀源区距离小于50km。矿床分布受燕山期-喜马拉雅期构造挤压作用控制明显,分布于盆地边缘山前的前渊及深盆地地带。由于燕山晚期盆地东缘山区大幅上升,在米仓山-大巴山前缘一带沉积了厚达千米以上的晚侏罗世—早白垩世的河流相砂泥岩,构成了川北砂岩型铀矿的赋矿岩层。目前在川北地区已经发现有三个铀矿床和一系列铀矿点,构成了川北铀成矿带(图7.48)。图7.48 川北成矿带铀矿地质图1—第四系;2—下白垩统七曲寺组;3—下白垩统白龙组;4—下白垩统苍溪组;5—上侏罗统蓬莱镇组和遂宁组;6—中下侏罗统;7—三叠系;8—二叠系;9—震旦-志留系;10—元古界至下震旦统结晶基底和褶皱基底;11—逆断层;12—断层;13—圈闭构造;14—火山岩型矿点;15—含铀煤型矿点;16—砂岩型矿床及编号;17—砂岩型矿点;18—砂岩型矿化点7.3.2.1 区域地层及含铀性川北成矿带,基底及蚀源区为龙门山、米仓山、大巴山台缘凹陷,由中元古界至三叠系地层组成,铀源层、铀源体比较发育,而且发现了不少的矿点、矿化点,区域放射场偏高。(1)基底及蚀源区晋宁-澄江构造层:构成扬子准地台的褶皱基底,由火地垭群、铁船山组、代安河组等组成,分布在米仓山、大巴山地区,以富钾酸性火山岩为主,夹中酸性熔岩及碳质板岩,大理岩等。为海相与陆相酸性、中-酸性火山岩、火山碎屑岩、碎屑岩、碳酸盐岩建造,已发现了不少的矿点、矿化点,属于主要铀源层,含铀丰度为(4~7)×10-6。加里东构造层:由上震旦统、寒武系、奥陶系、志留系组成,分布在米仓山、大巴山地区。为灰岩、生物灰岩、白云质灰岩、白云岩、泥灰岩、硅质岩、硅质页岩、页岩、含磷碳质页岩、砂岩及粉砂岩等,局部为碳质千枚岩、碳质、硅质板岩及石煤等。属于浅海、滨海碳酸盐岩、碎屑岩、硅质岩含磷建造。发现矿点、矿化点,为主要铀源层,含铀丰度为(7~14)×10-6。华力西构造层:由下二叠统的梁山组、栖霞组和茅口组组成,分布在米仓山、大巴山地区。由滨海沼泽相、海陆交互相含煤碎屑岩建造,逐渐过渡为浅海相碳酸盐建造。主要为碳质页岩、黏土质、铝土质页岩及煤层和硅质岩、灰岩、白云质灰岩及白云岩等。梁山组和茅口组为区域性铀源层,含铀丰度为(3~4.7)×10-6。印支构造层:由上二叠统吴家坪组和三叠系组成,分布在盆地边缘,上二叠统为页岩、碳质页岩、黏土质、铝土质页岩、硅质岩及煤层,含黄铁矿。三叠系为灰岩、白云质灰岩、泥岩、泥灰岩等。上二叠统吴家坪组发现了矿点、矿化点,为铀源层之一,含铀丰度为5.3×10-6。(2)盖层属燕山构造层,四川盆地以震荡升降运动为主,中、下侏罗统之间、白垩系与上侏罗统之间呈假整合接触。1)侏罗系:下统白田坝组分布在盆地边缘,平行不整合于上三叠统须家河组之上。下部为砾岩、石英砂岩、泥质粉砂岩、砂质页岩;夹煤层及菱铁矿。中上部为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩夹细-粉砂岩。中统千佛岩组、沙溪庙组,假整合于白田坝组之上,为石英砂岩、长石石英砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩及页岩,属滨湖-三角洲-河流相碎屑岩建造。上统遂宁组和蓬莱镇组为鲜红色、紫红色泥岩、粉砂质泥岩,夹粉砂岩,长石石英砂岩;底部为砾岩、砂砾岩,含植物碎屑;属河湖相-河流相碎屑岩建造;厚3771~4454m,含铀丰度为(12~16.7)×10-6,为含矿层,落实了一个矿床。2)下白垩统:分布在四川盆地西北边缘,苍溪组为紫色、灰色、灰绿色细粒长石砂岩,岩屑长石砂岩,夹砖红色、棕红色粉砂岩及泥岩,底部常夹数层透镜状砾岩或砂砾岩。富含有机质、碳质、植物碎屑,为河流、河湖相红色碎屑岩建造,假整合于蓬莱镇组之上。为主要含矿层,落实矿床两个。白龙组为紫灰、灰黄色中细粒岩屑长石砂岩与紫红、砖红色细砂岩、粉砂岩、泥岩呈不等厚互层;底部砂岩常夹砾岩透镜体。沉积环境与苍溪组大体相似,发现一些矿点、矿化点,属含矿层之一。七曲寺组分布于新华向斜和泥溪复向斜轴部,为浅灰色长石石英砂岩与棕红色粉砂质泥岩呈互层,岩性稳定;属于河湖相;厚1250~1708m,铀丰度为(6~19)×10-6。(3)岩浆岩及含铀性岩浆岩分布于米仓山古陆,岩浆活动是先喷发、后侵入。两者都很发育,前者为一套变钾质火山岩、火山碎屑岩及变凝灰大理岩。后者为基性-中基性-中酸性-酸性的岩浆杂岩体,呈岩基、岩珠、岩脉状产出,侵入于元古界火地垭群中。含铀丰度为5×10-6。(4)区域构造特征根据构造特点可分为基底构造和盖层构造,两者之间既有区别,又有联系。基底构造发展时间早、活动时间长、地质构造比较复杂;而盖层构造发展时间晚、活动时间短、地质构造比较简单。基底处于扬子准地台西北边缘,受米仓山、大巴山台缘凹陷的控制,略成由南向北突出的弧形构造。米仓山古陆的褶皱和断裂都很发育,以光雾山断裂为界,以西由汉南杂岩和康定杂岩组成结晶基底,花岗岩与绿岩共存,混合岩化发育;以东由火地垭群的复理石-碳酸盐岩建造夹火山岩组成褶皱基底,由绿片岩、大理岩、花岗岩组成米仓山台穹的短轴复背斜,核部被晋宁-澄江期岩浆岩所吞蚀,不整合于下震旦统铁船山组之下。两翼分别由古生代至三叠系环绕。其中缺失泥盆系和石炭系,米仓山台穹为一个近东西向复背斜,两翼次级褶皱发育,基底断裂多为北东东60°~70°,显然,北东东向构造代表基底构造线方向,与川中台拱基底构造线方向一致。东西向仅代表盖层构造线方向。复背斜两侧分别受北东东向逆冲断裂所控制。除北东东向断裂构造带外,近南北向剪切断裂也很发育,与岩浆岩组成岩浆构造带,控制了米仓山地区铀、金矿化的分布。大巴山古陆的线性褶皱和断裂构造特别发育,呈北西向展布,又称大巴山弧。城口深大断裂是秦岭地槽与扬子准地台构造单元的分界线,倾向北东,倾角40°~70°,下震旦统逆冲于上震旦统和寒武系之上,断裂两侧劈理、片理发育,构造带中常见构造透镜体、碎裂岩、糜棱岩等,并控制了两侧的沉积环境和沉积建造,北东侧的震旦系、寒武系为半深海滞流还原环境沉积,南西侧的震旦系、寒武系为浅海陆棚碳酸盐沉积,两侧地层厚度差异较大,北厚南薄。两侧发现了不少的矿点、矿化点,为盆地成矿提供了铀源,含铀丰度为(30~40)×10-6。盖层的构造比较简单,除了受龙门山、米仓山、大巴山台缘凹陷的制约外,还受蒲江、巴中和华蓥山基底断裂的控制。以泥溪复向斜轴线为界,以东为大巴山弧与川东弧复合部位,也是华蓥山基底断裂的控制部位。因此,构造呈北西向、北东向和近东西向展布,北西向构造由于受大巴山弧的制约,在盆地边缘也有平行于大巴山弧的压扭性断裂构造。北东向构造由于受川东弧和华蓥山基底断裂的控制,使盆地中断裂构造呈北东向分布,近东西向构造可能属于大巴山弧与川东弧的复合产物,上述构造对川北成矿带的后生改造起了一定的控制作用。7.3.2.2 成矿特征川北成矿带的成矿类型以砂岩型为主,分布于新华向斜、泥溪复向斜和五宝向斜。铀矿主要赋存在上侏罗统蓬莱镇组,下白垩统苍溪组、白龙组中,为河湖、河流相红色碎屑岩建造,矿化与浅色层中的岩屑砂岩、长石石英砂岩、砂砾岩、砾岩有关。蚀源区铀源层、铀源体较为发育,并有硅灰泥岩型、火山岩型、花岗岩型铀矿化,发现了不少的矿点、矿化点。(1)含铀层特征铀矿主要赋存在上侏罗统蓬莱镇组和下白垩统苍溪组,其中苍溪组含矿性最好。含矿岩性组合为浅色层与红层,砂岩与泥页岩相间或交互出现,而矿化主要分布在浅色层中,与砂岩、砂砾岩、含砾砂岩有关。根据沉积特点、沉积环境、沉积建造,苍溪组下部含矿层可分为3个二元结构的韵律层;一般韵律的下部为灰、深灰色中细粒砂岩、砂砾岩夹绿色泥岩,厚10~25m,含铀丰度为12~14γ。上部为紫红色泥岩、泥质粉砂岩互层,厚4~20m,含铀丰度为11~13γ。每个韵律都有由粗到细,由浅色到红色的沉积特点。含矿浅色层的韵律层之间,常以冲刷面为界,铀矿主要产于底部韵律层。含矿主岩,以巨厚的浅灰色-深灰色砂岩、细砾岩、含砾砂岩为主,其次为粉砂岩、粉砂质泥岩。含矿主岩以砂岩型为主,其次为砾岩型和泥岩型。(2)成矿控制因素1)基底及蚀源区。蚀源区中元古界的铀源层及铀源体比较发育,含铀丰度较高,铀源层有中元古界火地垭群,下震旦统铁船组、代安河组,下寒武统郭家坝组、鲁家坪组、邱家河组,下二叠统梁山组、上二叠统吴家坪组。铀源体为澄江期黑云母花岗岩、钾长花岗岩,为盆地提供了丰富的铀源。因此,铀矿床、矿点、矿化点分布在盆地边缘距蚀源区40~50km范围。2)岩相古地理。川北砂岩在成矿时期,沉积环境比较稳定,物质来源比较丰富。在盆地边缘洪积扇、河湖、三角洲、河流相都比较发育。铀矿化严格受岩相古地理的控制,砂岩型铀矿床产出的沉积环境以河流相为主,分布在古河道的边滩或心滩中。河流相的沉积环境比较稳定,物质来源比较丰富,铀矿化分布在富含有机质、碳质,黄铁矿的砂岩、砂砾岩中。3)地层和岩性。川北砂岩铀矿化层位较多,但铀矿集中在上侏罗统蓬莱镇组、下白垩统苍溪组、白龙组三个层位。在分布上具有时间、空间的迁移现象,由东向西逐渐由老到新、由低到高。四川盆地是一个断陷盆地,由于燕山运动,盆地沉积中心,由东向西逐渐迁移,地层由东向西逐渐收缩,因此,含矿层位由东向西逐渐抬高。根据岩性组合,蓬莱镇组划分为7个韵律层,苍溪组划分为12个韵律层,每个韵律由下部浅色砂岩、砂砾岩、砾岩与上部红色泥岩、粉砂质泥岩组成,韵律层之间多为冲刷面,每个韵律层都有铀矿化。苍溪组底部第一韵律层为主要含矿层,矿化受浅色层、浅色砂体的控制,含矿岩性为灰、灰绿色含碳质、有机质岩屑砂岩、含砾砂岩、砂砾岩、砾岩和泥岩。4)构造。川北砂岩处于大巴山弧前缘,蚀源区和盖层之间的构造具有成生联系,铀矿化在区域上分别分布在基底隐伏断裂构造的两侧和背斜或向斜两翼,泥溪复向斜的4210、7201矿床、矿点、矿化点和五宝向斜的7401矿点、矿化点分布在华蓥山基底隐伏断裂构造两侧,新华向斜的303、50号矿床、矿点、矿化点分布在蒲江-巴中基底隐伏断裂构造的北西侧。前两者(泥溪复向斜和五宝向斜)铀矿化受罗文复背斜的控制,后者(新华向斜)的铀矿化受龙凤场背斜的控制。燕山运动以震荡为主,因此,地壳升降运动频繁,侏罗纪与白垩纪之间的假整合分布广泛,冲刷面比较发育。从而控制了上侏罗统蓬莱镇组和下白垩统苍溪组的铀矿化,冲刷面的发育程度控制了铀矿化的规模和富集程度,冲刷凹陷、冲刷凹槽中堆积了大量的含碳有机质砾岩、砂砾岩、含砾砂岩等,往往形成工业矿体。假整合、冲刷面既是含铀溶液的通道,也是含铀溶液的富集场所。(3)矿化特征含矿层是红、浅相间,砂、泥相间的岩性组合,属于氧化还原交替的产物。浅色层与地层产状基本一致,控制了矿体的大小和空间展布。因此,矿体的形态与产状也随浅色层、浅色砂体的变化而变化。矿体形态比较简单,呈层状、似层状、透镜状、扁豆状,少数呈团块状,产状平缓,倾角6°~15°。矿体呈北东、南西向展布,成群出现,多为盲矿体,与古河道流向一致。矿体长20~70m,最长480m;宽20~40m,最宽200m;埋深68~233m;厚0.4~1.0m,最厚3.97m,平均厚1.08~1.2m。品位0.07%~0.2%,最高达1.0%以上。7.3.2.3 川北砂岩型铀矿的热水改造特征前人对川北砂岩型铀矿曾做了长期的勘查、研究工作。先后认为铀矿化为沉积成岩富集成因、受断裂构造控制(陶卫中,1989)、渗滤水成(王淦顺,1992,内部资料)、热水改造成矿(朱西养,1993)和热水沉积成矿(戴杰敏,1994)成因。从川北地区的砂岩型铀矿化分布特征来看,铀异常层位和低品位铀矿化层位分布广泛,但真正形成具有工业意义的铀矿床只分布在局部地段,且与断裂构造具有一定的空间关系。铀矿化与黄铁矿-赤铁矿和有机质关系密切,矿化部位绿泥石化、方解石化、黄铁矿-赤铁矿化等低温热液蚀变发育。矿区常见细脉状、网脉状方解石脉呈切层和顺层产出;矿化地段方解石脉发育较为密集,且多因含赤铁矿而呈现紫红色,并含有沥青铀矿,最高铀含量可达0.26%。经对4210矿床18个化学分析样品的资料统计为:矿石中SiO2和CaO的平均含量分别为51.75%和17.40%,而相邻的上下近矿围岩SiO2和CaO的平均含量分别为62.49%和10.56%。矿石中的SiO2含量减少了10.74%,而CaO的含量却增加了6.84%,表明矿床经历了强烈的去硅化和碳酸盐化等交代作用。朱西养(2004)对4210和303铀矿床及外围岩石、矿石和方解石脉、铀矿物样品进行了稀土元素分析。铀矿物稀土元素明显富集,其配分曲线、结构型式与围岩及矿石完全不同,可分为原岩后生作用和后期热液改造成因两组,认为铀成矿作用经历了沉积成岩和热液(水)改造两个阶段。
2023-08-26 07:59:231

以地质资料清理为契机加快铀矿地质档案资料数字化建设

王月霞(江西省核工业地质调查院,南昌330038)摘要 文章分析了以地质资料清理为契机,加快推进铀矿地质资料的数字化建设的必要性,并从数字化的前期准备阶段、数字化实施阶段、数字化成果的管理与应用阶段三方面提出了实施数字化工作中要注意把握的几个问题。关键词 核工业;铀矿地质;档案资料;数字化2007年,为充分发挥现有铀矿地质档案资料的作用,促进更多地质档案资料开发利用和社会化服务,我局在江西省国土资源厅的统一安排部署下,对馆藏地质成果档案资料进行了清理登记,对涉密资料的密级、涉密种类、涉密事项进行了认定,对破损档案进行了调查摸底,并初步建立了成果地质资料目录数据库。通过此次资料清理,进一步规范了我局档案资料的管理,摸清了家底,为促进数字化的实施奠定了基础。为此,我局酝酿多年的地质资料图文数字化项目已于2008年年初拉开了帷幕,并计划用三年时间完成馆藏所有地质资料档案的数字化工作,建立全文数据库,完善目录数据库,让馆藏档案资料以最广泛、最快捷的方式提供利用服务,使可以公开的档案信息得到互联互通共享,以满足铀资源管理和地质调查与评价的需要,为我国国防与国民经济建设、和谐社会建设发挥更加广泛地作用。1 铀矿地质档案资料数字化建设的必要性1.1 数字化是时代的要求和社会发展的大势所趋随着人类进入信息社会及现代电子计算机技术广泛应用与迅速发展,档案资料数字化加工与存储,计算机检索与阅读、网络化传输与流动是势在必行。我局铀矿地质科技档案按其专业划分为地质勘查、物化探、水文工程地质、测绘、实验测试、探矿工程、资源预测评价监督、科学技术研究、基本建设、民品生产等13个类目。面对如此海量的档案信息,其加工、整理、利用与传输如果还停留在手工管理阶段水平,必将被历史所淘汰。因此加快推进铀矿地质档案资料数字化建设,关系到我们铀矿地质档案资料馆在未来信息时代的地位和作用。1.2 数字化有利于地质档案资料的科学保护部分铀矿地质档案资料由于年代已久或使用频繁,一部分档案纸质较差,纸张发黄变脆、字迹洇化褪色、聚酯图件粘连、注记脱落,图件皱折、破损情况严重,有些已不能提供利用。我局在去年对馆藏地质资料进行清理登记的同时,对档案保管状况进行了摸底调查,共登记破损档案八百多份,图件千余张。因此尽快抢救、修复或复制,并保护好这些档案也成为地勘单位另一个十分紧迫的任务。而实施数字化则是对破损档案最佳、最彻底的修复方案,能有效地保护档案原件。1.3 数字化成果有利于铀矿地质资料进一步研究与开发利用为缓解我国铀资源紧缺的矛盾,核工业地质局提出我国南方近期找矿目标是扩大现有铀矿田的资源储量,重点普查扩大现有矿区深部500~1000m的“第二富集带”和外围的铀资源远景。要实现此目标必须利用新理论、新技术、新方法对馆藏地、物、化、钻探等基础性资料进行综合分析、综合研究,提取有价值的信息,归纳总结控矿因素及成矿规律,以筛选出新的找矿靶区、靶位和勘查基地。而数字化成果更具有利于方便,快捷、高效、全面地获取、整合、优化、分析、处理档案信息数据的优势,进而大大提高地质勘查工作程度,节约投资,缩短工期,以减少找矿盲目性,实现地质找铀新的重大突破。1.4 数字化能够解决传统档案管理本身无法解决的问题和矛盾由于地质行业的特殊性,长期野外作业基地分散,交通不便,纸质载体不便于远距离快速查询、调用,信息采集、存储、传输和资源共享,时效性越来越低,已远不能适应或满足野外地质工作需求。而且纸质报告、图件制作成本越来越高,占用库存空间越来越大。而数字化档案的最大特点是彻底改变纸质档案的利用方式,冲破档案利用的限制,资料借阅和管理不受时空,地理位置限制,能够通过网络远程异地查询、全文检索,资料传输、快捷方便,进而提高工作效率、降低成本。而且数字化成果载体是硬盘、光盘等,容量高、成本低、体积小,容易携带保存,有利于野外作业环境管理。2 数字化实施过程中要注意把握的几个问题2.1 前期准备阶段一是认真实践科学发展观,做好数字化前地质资料的价值鉴定,落实数字化的范围和实施方案。馆藏档案全部数字化,是理论上最彻底的数字化方案没有必要将庞杂纷繁的馆藏档案全部数字化,而应选择重要铀矿区、矿床矿点档案资料先行数字化。二是加强学习培训与考察调研。由于数字化对核地勘单位而言是一项全新的任务,缺乏实践经验,因此数字化前的学习培训、考察调研极为重要。通过学习培训强化提高对数字化的质量要求和技术标准规范;通过考察调研可借鉴其他行业开展数字化工作的成熟方法和先进经验,以少走弯路。三是规范、统一全局性档案数字化、信息化的技术系统、技术标准与规范。使电子文件在通用标准、环境下能被正常浏览、使用和转换,以期达到互通兼容、统一维护、统一升级、信息共享的目标。四是地质局档案馆要加强对下属地勘单位数字化工作的指导、监督,对已汇交的成果地质资料的数字化要统筹规划,具体分工与合作,避免重复工作造成浪费。2.2 数字化具体实施阶段由于铀矿地质档案资料涉及核工业国家秘密,而数字化又是一项长期、复杂的系统工程,资金投入多,任务重、工作量大,因此在数字化实施过程中要特别注意对档案实体、档案信息、数据的安全、保密和质量管理。一是强化所有参与数字化工作人员的安全保密意识,从思想上筑牢安全防线;制定数字化安全保密工作制度,从源头上堵塞安全漏洞;采取数字化加工网络与外网物理隔绝、安装干扰器和防火墙、加装密码设备等安全措施,从硬件设备上切断泄密途径。二是要建立责任机制,落实岗位职责,严格操作规范。对档案实体在整理、扫描、录入、识别、校对、图像处理、目录建库、数据验收、数据备份等各个作业环节和流程中要进行详细的交接登记,实施全过程的有效监控,确保档案资料原件与信息数据的绝对安全。三是保证质量。数字化过程中任何一个工作环节质量直接影响着档案信息资源建设的质量。比如前处理要数据准确、标识清楚;扫描要维护档案原貌,所记载的信息内容要与纸质档案原件保一致,齐全完整,图件清晰真实有效符合质量标准;光盘刻录要格式正确、内容完整,能够独立浏览和检索,以保证数字化成果真实性、可用性、完整性,对折卷扫描的案卷要及时装订,恢复原貌。2.3 数字化后电子档案的保管与应用阶段地质资料数字化后,面对新型存储载体电子档案如何规范整理、安全保管及有效利用是档案人员面临急需解决的一大问题。首先应做好数字化成果的入库检查验收。对每一件电子文档都要进行全面检查,看其能否正常打开读取、浏览和使用;文本部分与附图类的编排顺序、编制格式、文件命名及组织方式、目录文件的制作是否符合规范要求;光盘表面是否有物理变形,有无划痕、斑点、霉变或携带病毒,发现不合格应重新制作,确保光盘所存数据的有效读取。二是认真研究实践、不断提高数字化成果的保管与利用水平。电子档案的保管、利用需要依据其特性和软硬件平台在一定的技术环境和采取一系列技术保障措施下进行,涉及许多方法、技术、标准的建立,因此除建立铀矿地质本行业、本系统、本单位电子档案的管理制度外,还应进一步加强、完善基础设施建设,在规范整理,安全保管、定期检测维护、安全有效提供利用上做好做足文章。三是尽快改善档案管理队伍人才、知识结构,提高档案人员综合素质。地质资料数字化后,对数字化成果电子档案的保管、查询检索、计算机及其相关管理软件的操作应用以及数据库建设的维护更新,都对现有档案人员的思想观念、专业技能等综合素质提出了较高的要求。而当前地勘单位档案员队伍中极少有既会档案管理、又懂计算机应用的复合型人才,急需培养档案信息化管理人才及有计划地加强对现有人员相关基准的强化培训,迅速提高他们掌握电子档案管理的基本知识技能和计算机技术应用水平,做好传统档案管理向数字化管理的转型工作,为核工业新一轮地质找矿提供坚实的地质数据信息资源服务与保障。
2023-08-26 07:59:321

内蒙古宝龙山铀矿床

于振清 蔡建芳 于文斌(核工业二四三大队,内蒙古 赤峰 024000)[摘要]宝龙山铀矿床位于松辽盆地西南部钱家店凹陷的北东部,白兴吐构造天窗的东翼。铀矿化产于上白垩统姚家组辫状河道砂体中,平面上铀矿化产于姚家组下段黄色砂体与灰色砂体过渡部位,垂向上赋存于姚家组下段上、下两层氧化带之间的灰色砂体中,矿体呈板状、似层状产出,产状与地层产状基本一致,含矿岩性主要为中砂岩和细砂岩。铀矿化受地层、沉积相、断裂、层间氧化带及热液改造作用控制,是一个经过多期多阶段成矿作用的复成因铀矿床。[关键词]姚家组;断裂;氧化带;热液改造;铀矿化;宝龙山内蒙古宝龙山铀矿床位于内蒙古自治区通辽市北东60km处,行政区划隶属内蒙古自治区科尔沁左翼中旗所辖,大地构造处于松辽盆地西南部开鲁坳陷的次级构造单元钱家店凹陷东北部(图1)。图1 开鲁坳陷构造单元划分图1 发现和勘查过程松辽盆地地浸砂岩型铀矿找矿工作始于20世纪90年代中期,工作初期在松辽盆地西南部开鲁坳陷开展大间距钻探查证,初步确定开鲁坳陷找矿目的层为上白垩统姚家组和新近系泰康组。1999~2002年,在开鲁坳陷主要针对新近系泰康组开展1∶25万铀资源区域评价工作。2003年以后对找矿目的层进行了调整,主要以上白垩统姚家组为找矿目的层开展了钻探查证工作。通过分析研究及相应的钻探查证,大致查明了开鲁坳陷的地层层序及找矿目的层上白垩统姚家组的沉积相特征,初步确定了姚家组辫状河相砂体的展布特征,在盆地西南部的开鲁坳陷预测出白兴吐-二十八户(宝龙山)铀成矿远景区。认识到在宝龙山地区存在一个嫩江末期构造反转作用形成的构造剥蚀天窗,通过对地震资料的二次解释及可控源音频大地电磁测深解释成果,结合钻探查证,初步圈定了白兴吐构造天窗的剥蚀范围,指出白兴吐构造天窗周边具有形成层间氧化带砂岩型铀矿的地质条件。2007年,核工业二四三大队系统收集整理了区内不同勘查单位施工的钻孔资料,结合钻探查证,通过横向及纵向的地层对比,对区内上白垩统重新进行了划分,确定了姚家组与青山口组的划分标志及姚家组的空间展布特征,认为宝龙山地区前期施工的部分钻孔只揭露到姚家组上段,并推测姚家组下段发育厚层的辫状河相砂体。通过进一步钻探揭露,上述推测得到了证实,在ZK兴25-2孔孔深269.75~280.55m处姚家组下段灰色砂体中揭露到厚10.80m、品位0.0109%的工业铀矿层,工业铀矿层的发现坚定了找矿信心,进一步明确了宝龙山地区的找矿前景。2008~2010年,核工业二四三大队在宝龙山地区实施了中国核工业地质局下达的《内蒙古通辽市宝龙山地区1∶25万铀资源区域评价》项目,共施工钻孔106个,投入钻探工作量40000m,新发现工业铀矿孔16个、铀矿化孔39个、铀异常孔23个,圈定了一条长约28km、宽3~7km呈北东向展布的铀矿化异常带,矿区中段兴25—兴33线的主矿体规模进一步扩大,同时在南段兴43—兴55线又发现新的铀矿体。铀矿化主要产于姚家组下段,其次产于姚家组上段。姚家组下段铀矿化在平面上主要分布于兴25—兴55号勘探线之间的F2、F3断裂夹持部位,姚家组上段铀矿化分布于F3断裂以东地区。2011~2013年,核工业二四三大队在宝龙山地区开展铀矿普查工作,3年共投入钻探工作量49000m,重点对中段兴25—兴33线之间的Ⅰ号矿体采用400m×200m的工程间距进行加密控制,同时对矿区兴25线以北及兴41线以南地段利用稀疏工程对氧化带的发育状况及含矿性进行了探索,又在兴33—兴39线东部姚家组下段新发现Ⅱ号矿体。截至2013年底,共圈定铀矿体6个(图2),累计估算铀资源量达到中型铀矿床规模。2 矿床基本特征2.1 区域地质背景宝龙山铀矿床位于松辽盆地西南部钱家店凹陷东北部。钱家店凹陷呈北北东—北东向狭窄条带状展布,长约100km,宽9~20km,面积1280km2。图2 宝龙山地区前第四纪地质图1—上新统泰康组;2—上白垩统嫩江组;3—上白垩统姚家组;4—玄武岩;5—地质界线;6—角度不整合地质界线;7—断裂;8—姚下段工业铀矿孔;9—姚下段铀矿化孔;10—姚下段铀异常孔;11—姚上段工业铀矿孔;12—姚上段铀矿化孔;13—无矿孔;14—姚下段铀矿体;15—姚上段铀矿体钱家店凹陷的基底主要由石炭纪—二叠纪浅变质岩及华力西期花岗岩组成;盖层由上侏罗统、白垩系、新近系和第四系组成。其中白垩系是沉积盖层的主体,可分为下部断陷层序和上部坳陷层序。下部断陷层序由下白垩统九佛堂组(K1jf)、沙海组(K1sh)和阜新组(K1f)组成,属陆相含煤碎屑岩建造,富含丰富的还原性流体;上部坳陷层序包括上白垩统青山口组(K2qn)、姚家组(K2y)、嫩江组(K2n),是弱伸展构造背景下的沉积产物,分布范围较广,沉积相带发育齐全,是有利的铀成矿层位[1]。区内主要发育北东—北北东、北西、东西和南北向4组断裂,其中北东—北北东向最为发育,其次为北西和东西向。北东—北北东向断裂具有活动时间长、切割深度大的特点,不仅控制了钱家店凹陷的形成和发展,同时切穿基底,使深部还原流体进入到坳陷层,为姚家组后生还原改造提供充足的还原剂[2] 。2.2 矿床地质特征2.2.1  构造环境宝龙山铀矿床位于白兴吐构造天窗东翼。白兴吐构造天窗形成于晚白垩世嫩江末期,受构造反转作用控制,期后经历了较长时间的缓慢抬升剥蚀作用,使姚家组出露地表,接受大气降水的渗入补给,形成由天窗补给—辫状河区径流—断裂排泄的局部水动力条件。这种局部水动力条件有利于含铀含氧水沿姚家组透水层发生渗入氧化作用,并在灰色层形成工业铀矿化。矿区及外围主要发育北东和北西向两组断裂,其中以北东向断裂最为发育,主要有F1、F2、F3。F1断裂:呈北东向展布,为钱家店凹陷的西缘断裂,是切穿基底的深大断裂,在地震剖面上呈上陡下缓的犁状,倾向南东,上部倾角70°~80°,向下渐变为30°~40°。该断裂具有发育时间早(义县期以前)、活动时间长、延伸距离远、断距大的特点。在嫩江运动之前,为正断层,嫩江期发生反转成逆断层,控制白兴吐构造天窗的形成和发展,同时也是深部还原流体上升的主要通道。F2断裂:位于白兴吐构造天窗的东翼,呈北东向展布,倾向北西,在深部与F1断层呈Y 字形相交,具有与F1断层相同的性质及作用,断距为12~22m。F3断裂:位于F2断层的东部,与F:断层平行,倾向北西,为一正断层,断距为13~15m。该断层主要活动期在嫩江末期的反转构造期,在铀成矿作用过程中为一局部排泄源。F2与F3是控制宝龙山铀矿床的主要断裂,特别是F2将找矿目的层与深部富含油气的断陷层位沟通,深部油气等还原物质沿断裂上升、运移、扩散,在宝龙山地区形成有利于铀成矿的灰色砂体。2.2.2 地层及岩性矿区地层自下而上有石炭-二叠系(C-P)、上侏罗统义县组(J3y)、下白垩统九佛堂组-阜新组(K1jf-K1f)、上白垩统姚家组(K2y)、嫩江组(K2n)及第四系(Q)。石炭-二叠系在矿区F2断裂以东大部分钻孔钻遇,岩性主要为板岩、片岩及灰岩;上侏罗统义县组在矿区东部小面积分布,岩性为凝灰质砂岩、砂砾岩,不整合覆盖于前中生代基底之上;下白垩统九佛堂-阜新组主要分布在F:断裂以西地区,为河流—沼泽相沉积的灰色细砂岩、泥岩夹煤层;姚家组在矿区大面积分布,为一套河流相沉积建造,是矿区的主要含矿层位[3],在白兴吐构造天窗部位由于抬升剥蚀而厚度变小;嫩江组广泛分布于白兴吐构造天窗以外的地区,岩性为灰色、深灰色泥岩(表1)。矿区内地层总体倾向南西,倾角一般小于5°。目的层姚家组主要发育辫状河相沉积,厚160~240m,底板埋深280~380m,自北东向南西厚度及埋深逐渐增大。根据岩性岩相特征,可分为上、下两段。姚家组下段厚100~200m,由多个下粗上细的正韵律构成,岩性主要为中粗砂岩、细砂岩夹薄层泥岩,底部常发育薄层砂砾岩,顶部为厚8~15m的较稳定的紫红色泥岩;姚家组上段厚70~110m,岩性主要为灰色细砂岩夹紫红色泥岩。表1 宝龙山地区地层结构姚家组下段砂体在矿区内分布广泛,整体上呈北东向展布,为辫状河相砂体,稳定性、连通性及渗透性较好,厚80~140m。F2—F3断裂之间厚度较大,F3断裂以东一带砂体厚度逐渐变小。姚家组上段由3~4层砂体组成,砂体间由厚5~10m的紫红色泥岩分隔,单层砂体厚20~40m,累计厚度达60~90m。矿区范围内辉绿岩脉较为发育,根据物探解释推断,辉绿岩主要沿切穿基底的F:深断裂侵入。呈北东向侵位于姚家组、嫩江组中,侵入时代为古近纪。2.2.3 后生蚀变(1)后生还原作用姚家组本身为干旱气候条件下沉积的红色碎屑岩建造,原生红色岩石中硫、有机碳含量均很低,还原剂容量小。但由于后生还原改造作用,使得矿区内发育一定规模的灰色砂体[4] 。姚家组灰色砂体分布范围受钱家店西缘断裂(F1)和与其平行的同期断裂(F2)以及派生断裂控制,整体呈北东向条带状展布。灰色砂体厚度一般20~70m,最厚可达110m,岩性主要为灰色中粗砂岩、细砂岩,局部夹薄层砂砾岩及灰色泥岩。工业铀矿化多分布于灰色砂体厚20~50m的区域。宝龙山地区灰色砂岩的成因主要有两种观点。一种观点认为是油气还原改造形成。嫩江末期反转运动使深部含H2S、CH4、CO2等还原性流体沿贯通性断裂F:上升、运移和扩散,将原生红色砂体还原成灰色,增加了砂体的还原容量[5],形成有利于铀成矿的地球化学环境。灰色砂岩中常见红色砂岩残留体,红色泥岩裂隙面及其两侧呈灰色,并与红色呈逐渐过渡。灰色砂岩C有含量平均为0.053%,S全含量平均为0.084%, CO2含量平均为1.14%,均较原生红色砂岩高;Fe3+/Fe2+比值为0.35~1.46,平均1.06,明显低于原生红色砂体的3.46,说明灰色砂体中还原剂明显高于红色砂岩。此外,姚家组下段砂体中铀含量平均为14.68×10-6,明显高于原生红色砂岩中平均铀含量1.71×10-6[6]。另外一种观点认为是洼地成因,认为矿区内浅灰、灰色砂岩分布范围是一个沉积期相对还原的古洼地区,证据是灰色砂岩中富含有机质、泥岩中存在炭化植物碎片及砂体中有多层灰色泥岩透镜体。无论何种成因,宝龙山地区的铀矿化都与灰色砂体密切相关,铀矿化只存在于灰色砂体发育的地区。(2)后生氧化姚家组发育潜水氧化和局部层间氧化两种类型的氧化带,潜水氧化带主要发育于姚家组上段,分布于白兴吐构造天窗周边,氧化砂体厚5~15m,岩性以褐黄色、浅黄色细砂岩为主,氧化比较均匀,目前尚未发现与潜水氧化带有关的铀矿化。局部层间氧化带发育于姚家组下段,其分布范围、发育规模受白兴吐构造天窗控制,平面上分布于白兴吐构造天窗东翼,总体呈北东向展布。北起架玛吐,南至二十八户,长约35km,宽4~5km。垂向上可分为上氧化带和下氧化带,上氧化带一般沿姚下段顶部红色泥岩隔水层之下发育,氧化深度145~295m,氧化砂体厚60~80m,最厚达110m,氧化在砂体中呈条带状、团块状、浸染状产出;下氧化带沿姚下段底部发育,氧化作用深度280~352m,厚度10~20m。氧化比较均匀,呈褐黄色,岩性主要为中砂岩、细砂岩夹薄层砂砾岩。目前矿区内发现的铀矿化均与层间氧化带有密切关系,主要产于上、下氧化带之间的氧化-还原过渡带中。(3)热液蚀变除油气还原和后生氧化蚀变外,矿区内还发育水云母化、绢云母化、碳酸盐化、赤铁矿化、黄铁矿化、高岭石化等低温热液蚀变。这些低温热液蚀变可能与古近纪辉绿岩侵入有关。水云母化发展成为绢云母化,甚至局部呈黑云母化;碳酸盐化包括方解石化和铁白云石化;黄铁矿化则表现为多种形式产出的特点,如细晶分散状、团块状和脉状黄铁矿,或结晶质黄铁矿和胶状、莓状黄铁矿等[7]。目前发现的铀矿化与上述热液蚀变作用有关,特别是与胶状、莓状黄铁矿和铁白云石等密切共生。2.2.4 矿体特征宝龙山铀矿床铀矿化赋存于白兴吐构造天窗东翼姚家组灰色砂体中,产出层位主要为姚家组下段,其次为姚家组上段。姚家组下段共圈定5个铀矿体,铀矿化主要分布于F2与F3断裂的夹持部位(图3)。平面上位于姚家组灰色地球化学环境与黄色地球化学环境的过渡部位,垂向上位于上、下氧化带之间的灰色砂体中,受上、下氧化带控制。矿体呈板状、似层状产出(图4),与地层产状一致,倾角一般小于5°,含矿岩性为灰色中砂岩、细砂岩,砂体中富含炭屑及有机质条带,局部可见星点状黄铁矿。矿体埋深一般254~340m,埋深自北东向南西逐渐增大。其中Ⅰ号主矿体长约3.20km,宽0.30~0.95km,整体呈北西向展布,面积约1.85km2,平均厚7.31m,单层最厚可达12.0m,平均品位0.0198%,平均平米铀量为3.01kg/m2, Ⅰ号矿体资源量占矿区资源量的70%;Ⅱ号矿体长1.60km,宽0.10~0.30km,矿体平均厚3.31 m,平均品位0.0258%,平均平米铀量为1.77kg/m2,总体呈南北向的弧形展布。图3 宝龙山地区姚家组下段地球化学环境图1—褐黄色氧化带;2—砖红色氧化带;3—氧化-还原过渡带;4—断裂;5—工业铀矿孔;6—铀矿化孔;7—铀异常孔;8—无矿孔;9—铀矿体及编号姚家组上段中仅发现1个铀矿体,位于矿区中部F3断裂东侧,埋深229~232m,厚2.15m,品位0.0274%,平米铀量为1.23kg/m2。含矿岩性主要为灰色细砂岩及砂质砾岩。2.2.5 矿石特征(1)矿石类型、结构构造宝龙山铀矿床矿石类型按岩性可分为岩屑长石中细砂岩、砂砾岩两类,其中岩屑长石中细砂岩类型占矿床资源量的80%以上。矿石多为中粒结构,部分为细粒结构,块状构造,疏松,渗透性好。图4 宝龙山铀矿床29号勘探线地质剖面图1—第四系;2—上白垩统嫩江组;3—上白垩统姚家组上段;4—上白垩统姚家组下段;5—上侏罗统义县组;6—灰色泥岩;7—紫红色泥岩;8—灰色砂体;9—氧化砂体;10—铀矿体(2)矿石物质成分宝龙山铀矿床铀的赋存形式主要为铀矿物、吸附铀及含铀矿物3类。铀主要以铀矿物形式存在,其次为吸附状态铀,少量含铀矿物。铀矿物主要为铀石、沥青铀矿,含铀矿物主要为含钛铀矿物。铀矿物多呈细脉状,少量为粒状,空间上产于碎屑间孔隙中,或石英、岩屑等碎屑的空洞或裂隙内,被黄铁矿交代的条带状炭质碎片中也吸附了大量铀矿物。(3)成矿年龄宝龙山铀矿床与钱家店铀矿床分处于白兴吐构造天窗的东西两翼,二者位于同一成矿构造单元,有着相同或相似的成矿地质条件。钱家店铀矿床U-Pb同位素年龄为(96±14)Ma、(67±5)Ma、(40+3)Ma,具有多阶段成矿的特点[8]。(4)放射性平衡特征利用矿区近几年采取的铀、镭样品分析及物探参数孔测量结果,计算铀-镭平衡系数平均值为0.77,镭-氡平衡系数为0.87。2.2.6 成矿规律与控矿因素宝龙山铀矿床的主要控矿因素有层位、沉积相、断裂、氧化带及热液改造等。1)层位控矿:矿体严格定位于上白垩统姚家组砂体中,矿体产状与地层产状相一致,未见矿体穿层现象,矿体产出有严格的层控性。2)沉积相控矿:铀矿化产于辫状河相砂体中。辫状河相砂体具有良好的渗透性和泛连通性,分布稳定,有利于层间氧化作用的发育。辫状河相砂体对氧化带和铀矿体的发育起着重要的作用[9]。3)断裂控矿:F2断裂是矿区深部还原流体向上运移的通道,该断裂切穿断陷及坳陷层序,深部断陷层序的油气、CO2等还原流体向上运移,使氧化性质的紫红色砂岩被还原成灰色,形成有利的成矿砂体。宝龙山地区姚家组灰色砂体受F2断裂控制,工业铀矿化也主要分布于F2与F3夹持部位的灰色砂体中。断裂反转除控制灰色砂体分布外,还形成构造剥蚀天窗,改变了浅部水动力系统,控制局部层间氧化带及局部排泄源的分布。4)氧化带控矿:宝龙山地区氧化带受白兴吐构造天窗控制,铀矿体受局部层间氧化带控制。铀矿体平面上分布于黄色氧化砂体与灰色砂体的过渡部位,垂向上位于姚家组上、下两层氧化带之间的氧化-还原过渡带中。5)热液改造对铀矿化富集的作用:区内辉绿岩脉发育。辉绿岩脉的侵入,一方面,使盆地沉积层具有较高的热异常和地温梯度,使得地层中的有机质进入成熟演化阶段;另一方面,地层升温作用促使铀再次活化、迁移、富集成矿[10],辉绿岩脉的侵入对铀矿体的形成起到积极的作用。3 主要成果及创新点3.1 主要成果1)通过物探解译和钻探揭露,建立了宝龙山地区构造格架,圈定了白兴吐构造天窗的范围,推断天窗形成于晚白垩世嫩江末期的构造反转期;基本确定了断裂发育的部位及性质,宝龙山地区主要发育北东和北西向两组断裂,其中北东向断裂对铀成矿起着主要控制作用。2)通过钻探揭露,基本查明了宝龙山地区姚家组岩性岩相特征、灰色砂体空间展布及层间氧化带的发育特征。姚家组主要发育两层辫状河相砂体,灰色砂体分布范围受F2断裂控制,砂体由多个下粗上细的正韵律组成,具有稳定的泥—砂—泥结构。姚家组下段发育上、下两层层间氧化带,氧化还原过渡带沿架玛吐—白兴吐—钱家店一线展布。3)大致查明了宝龙山地区铀矿化的空间分布及控制因素。铀矿化受地层、断裂及局部层间氧化带控制,平面上铀矿化位于姚家组黄色氧化砂岩与灰色砂岩的过渡部位,垂向上产于上、下两层氧化带之间的灰色砂体中。在姚家组下段圈定5个工业铀矿体,姚家组上段圈定1个铀矿体,估算资源量达到中型铀矿床规模。4)通过水文地质钻孔抽水试验,大致查明了矿床的水文地质构造和含矿含水层的基本特征。获取了含矿含水层的水文地质、水文地球化学参数,为地浸开采可行性评价提供了必要的参数。3.2 创新点3.2.1 理论创新宝龙山铀矿床不同于典型的层间氧化带型铀矿,是一个经过多期多阶段成矿的复成因铀矿床,具有其独特的特点。1)反转断裂沟通的深部还原性流体为姚家组灰色砂体的形成起到重要作用。灰色砂体受断陷层序及反转断裂控制,主要分布于F1、F2断裂两侧一定范围内,灰色砂体厚度自F2断裂向东逐渐减小,铀矿体也仅产于灰色砂体中。2)氧化带与铀矿化的关系有其独特性,铀矿化在垂向上受层间氧化带控制作用明显。铀矿化产于姚家组下段上、下两层氧化带之间的灰色砂体中,铀矿体主要呈板状、似层状产出。3)古近纪辉绿岩脉侵入使姚家组砂体普遍发育水云母化、绢云母化、碳酸盐化、黄铁矿化等低温热液蚀变,同时由于地层升温作用促使铀再次活化、迁移、沉淀,形成高品位的富矿体。4)建立了“含铀建造—断裂构造—剥蚀天窗—热源改造”四位一体的铀成矿模式。指出铀矿化的形成与断陷层序富含的还原流体、坳陷层序沉积的辫状河相砂体、多期活动的贯通性断裂、反转期形成的构造天窗、后生氧化作用以及古近纪热液改造有着密切的关系,尤其是强调了沿断裂上升的深部油气、煤层气的还原再富集在铀成矿中发挥了重要作用。该成矿模式已广泛应用于外围及类似地区的找矿评价工作中。3.3.2 勘查方法创新针对该地区构造复杂、脉岩发育的实际地质情况,在矿床勘查过程中,采用了可控源音频大地电磁测深、浅层地震等物探方法。通过物探测量,圈定了白兴吐构造天窗的范围,解译推断了断裂及辉绿岩脉的位置,推测了姚家组砂体发育的有利部位,进一步缩小了找矿靶区,为铀矿勘查钻探工程布置提供了依据。4 开发利用前景宝龙山铀矿床目前尚在普查阶段,尚未开展地浸开采工艺试验。5 结束语宝龙山铀矿床是通辽铀矿大基地建设的重要组成部分,目前初步控制的铀矿化异常带长近30km,近年来勘查工作主要集中在矿床中段的兴25—兴41号勘探线,北段和南段勘查程度较低,从钻探揭露情况看,南北两段地层结构及层间氧化带等与中段有相似性,通过深入勘查,矿床资源量尚有进一步扩大的前景。松辽盆地目前已发现的宝龙山、钱家店铀矿床有着共同的特点,铀矿化均产于姚家组灰色砂体中,矿化与氧化带及辉绿岩脉有着密切的关系。但目前对灰色砂体的成因、氧化带对矿化的控制作用以及辉绿岩脉对成矿的贡献等研究较为薄弱,认识上也不统一。而这些因素又是影响该区今后找矿方向的重要因素,需要在该地区工作的地质勘查单位与科研院所开展联合攻关,系统研究该地区的铀成矿规律及控制因素,为进一步扩大矿床规模和发现新的铀矿产地提供理论依据。参考文献[1]郑纪伟.开鲁盆地钱家店铀矿床成矿地质条件及勘探潜力分析[J].铀矿地质,2010,26(4):193-200.[2]于文斌,董清水,周连永,等.松辽盆地南部断裂反转构造对砂岩型铀矿成矿的作用[J].铀矿地质,2008,24(4):195-200.[3]蔡煜琦,李胜祥,等.钱家店铀矿床含矿地层——姚家组沉积环境分析[J].铀矿地质,2008,24(2):66-71.[4]马汉峰,罗毅,李子颖,等.松辽盆地南部姚家组沉积特征及铀成矿条件[J].铀矿地质,2009,25(3):144-149.[5]林锦荣,田华,董文明,等.松辽盆地东南部铀矿找矿目的层原生地球化学类型与后生蚀变作用[J].铀矿地质,2007,23(4):202-207.[6]蔡建芳,宫文杰,杨文达,等.内蒙古通辽市宝龙山地区1∶25万铀资源区域评价报告[R].核工业二四三大队.2010.[7]吴仁贵,蔡建芳,于振清,等.松辽盆地白兴吐铀矿床热液蚀变及物质组成研究[J].铀矿地质,2011,27(2):74-80.[8]罗毅,马汉峰,夏毓亮,等.松辽盆地钱家店铀矿床成矿作用特征及成矿模式[J].铀矿地质,2007,23(4):193-199.[9]陈晓林,向伟东,李田港,等.松辽盆地钱家店铀矿床含矿层位的岩相特征及其与铀成矿的关系[J].铀矿地质,2007,23(6):335-341.[10]吴仁贵,徐喆,宫文杰,等.松辽盆地白兴吐铀矿床成因讨论[J].铀矿地质,2012,28(3):142-147.我国铀矿勘查的重大进展和突破进-—入新世纪以来新发现和探明的铀矿床实例[作者简介]于振清,男,1966年生,研究员级高级工程师。1990年毕业于成都地质学院铀矿地质勘查专业,长期从事铀矿地质勘查及研究工作,历任核工业二四三大队总工办主任、副总工程师,2012年9月起任核工业二四三大队总工程师。参加工作以来,先后主持了河北省沽源大官厂铀矿床、内蒙古克什克腾旗上马架子铀矿床、红山子铀矿床等矿床的勘查工作。
2023-08-26 07:59:411

湖南三江口铀矿床

姜必广 陈旭(湖南省核工业地质局三〇六大队,湖南 衡阳 421000)[摘要]三江口铀矿床位于湖南省汝城县三江口瑶族镇,处于鹿井铀矿田南部,由湖南省核工业地质局三〇六大队发现并勘查。通过收集大量地面地质调查研究、工程揭露、物化探测量、化学分析和岩矿鉴试等资料,系统总结了工作区地层、岩浆岩、构造、围岩蚀变以及放射性地球物理场等特征。梳理了区内构造系统,重新归并和延扩了F101、F101-1、F23、F205等主成矿构造带;进一步总结了区内成矿构造的形态、规模、产状及空间展布和活动期次等特征;大致查明铀矿化特征,区内围岩蚀变和热液脉体的种类、期次、规模、分布规律及与铀矿化的关系;初步查明矿区矿石物质成分和铀的存在形式。[关键词]湖南三江口;铀矿床;地质特征;资源潜力矿区位于诸广山岩体南部。诸广山岩体处于赣粤湘褶皱区,为万洋山-诸广山走滑岩浆带的重要组成部分[1]。受九峰-大余东西向隆起带、万洋-诸广南北向隆起带和万洋山北东向隆起带的三重控制。北西面为武功诸广地幔斜坡带,而岩体中心铀成矿的主要部位则为幔坡过渡带[1~2]。这种褶皱区、隆起叠加区、斜坡带三位一体的区域构造格局,对岩体的形成与演化、构造的发生和发展极为有利,为相伴产生的铀活化转移与富集成矿提供了得天独厚的条件。1 发现和勘查过程三江口铀矿床是在原中南地勘局、华南地质局等多家地质勘查大队地质前辈们工作成果基础之上,被逐步发现并查明的。从发现三江口铀矿床地表线索,到圈定该铀矿床,先后施工数千立方米槽探和数十个钻孔,最终将该地区的九龙江地段提交为可供详查的普查报告[3]。1.1 本地区的铀矿地质勘查工作三江口地区1958年即有核工业原三〇九队和七〇三航测队在此进行过铀矿地质调查,1960年以来,核工业三〇二大队、三〇四大队先后进行过矿点检查和初步揭露评价工作。20世纪年代后期,核工业三〇二大队在该区工作的队伍撤回鹿井矿田。20世纪80年代后期,核工业七〇三航测队又在该区进行了1∶5万航空伽马能谱测量。1988~1989年,华南地质局二九六大队在工作区南部城口—长江一带进行了1∶5万铀矿区域地质调查。1998~1995年,湖南省核工业地质局三〇六大队在该区及周边进行了铀矿初查和区调。1991年湖南省核工业地质局三〇六大队在该区开展了1∶1万铀矿普查工作,提交了《湖南省鹿井矿田西南部上禾村—浒松地段铀矿初查总结报告》。1992年湖南省核工业地质局三〇六大队在九龙江地段实施了1∶2000铀矿详测工作,提交了《湖南省汝城县九龙江铀矿点普查评价报告》。1994年湖南省核工业地质局三〇六大队科研分队对该区进行了调查研究,提交了《湖南省汝城县“三九”地区铀成矿地质条件研究及远景评价》报告。1994~1996年,湖南省核工业地质局三〇六大队对该区开展了1∶5万铀矿区调。2007年湖南省核工业地质局三〇六大队在九龙江地段和木洞地段开展普查工作,完成1∶1万地质简测和伽马总量测量9.52km2,钻探工作量705m,槽探1825m3,铀、镭分析138项。伽马总量测量圈定异常点41个(部分为老异常点)、异常带15条。2010~2012年湖南省核工业地质局三〇六大队在九龙江地段开展普查工作,完成1∶5000地质修测16.00km2,钻探工作量18016m,槽探800m3,铀、镭、钍分析277项,其他分析115项,并提交了《湖南省汝城县三江口铀矿床普查地质报告》。1.2 发现和勘查过程分析1.2.1 成矿地质背景分析三江口铀矿床位于“三九”矿田毗邻鹿井矿田,与其同处我国华南铀成矿省南岭地区。南岭是我国著名的纬向构造带之一,基底由加里东运动形成[4],主要为花岗岩体,其上覆岩层被侵蚀后,花岗岩得以出露形成山峦,如骑田岭、香花岭等。山体走向或呈北东—南西后,如萌渚岭、都庞岭、越城岭;或呈正东西向,如大庾岭;宏观而言,南岭地区为东西走向山地。三江口铀矿床与鹿井矿田在区域上具有类似的地质成矿地质条件和地质环境。从宏观地域来看,南岭地区铀成矿具不连续性,但具有广泛分布的特征[5~6] 。在数十年的地质工作中,我国在该地区发现了众多的铀矿田、铀矿床,且地表铀异常点带分布十分广泛。1.2.2 循序渐进的勘查工作20世纪50年代,地质工作仅仅根据地表异常进行探索性调查揭露,而到了80年代后期,随着大比例尺(1∶5万)航空伽马能谱测量工作的开展,地质找矿重点地段逐渐明朗起来。鹿井矿田外围重点地段的铀矿初预查、区调、科研工作逐一展开,结合各种物化探工作综合成果,具备良好铀矿化异常的三江口地区就这样被划分为重点远景区,直至三江口铀矿床的发现。这一过程历时多年,说明铀矿田外围的铀矿床发现和勘查周期长、难度大,因为各项工作要按部就班,要遵循地质找矿特点和规律进行。这期间需要各时期的地质工作者充分运用该时期发展起来的先进物化探技术,然后运用各种勘查手段去逐步发现、排查、探索、验证铀异常、铀矿化点带,直到发现并控制铀矿床。这一铀矿找矿过程体现了地质找矿是一个循序渐进的过程[7]。2 矿床基本特征三江口铀矿床位于九峰岩体的北部,黄竹垄断裂带东南侧、塘湾断裂东侧。有上堡断裂、热水断裂从北东方向延伸至南西方向通过本区,三江口铀矿床定位于工作区中近EW向的九龙江断裂和NE向黄洞口断裂的夹持区及邻近地段(图1)。图1 湖南省汝城县“三九”矿田地质略图1—第四系;2—石炭系上统;3、4—石炭系大塘阶中上段;5—石炭系大塘阶下段;6—石炭系岩关阶;7、8—泥盆系锡矿山组;9—泥盆系棋桥组;10—泥盆系跳马涧组;11—寒武系中组;12—寒武系下组;13—震旦系上组;14—震旦系下组;15—木溪头单元;16—中棚单元;17—高奢单元;18—东岭单元;19—鱼王单元;20—益将单元;21—细粒花岗岩;22—伟晶岩细晶岩;23—地质界线;24—接触(气化)式热力变质带;25—实测及推测断层;26—铀矿床;27—工作区范围2.1 岩浆岩区内出露均为九峰岩体(三江口超单元)的花岗岩。九龙江地段地处东岭单元(J2D)岩体中,且有晚期中棚单元(J3ZP)岩体产出,为工作区主富铀岩体。在这两期岩体超动接触界面附近铀矿化有富集的趋势,认为不同期次岩体间的接触界面对铀成矿有一定的控制作用。岩体的自变质作用主要有碱交代,表现为钾钠长石化和单一钠长石化;后者主要见于中棚单元,主要为白云母交代黑云母或交代长石和石英,交代黑云母后有氧化铁析出。区内花岗岩大致经历了3次碱交代(白云母化)作用:第一次为155Ma左右,第二次为130Ma左右,第三次为115Ma左右[8],相当于晚侏罗世木洞超单元,三江口超单元的高奢、中棚、木溪头3个单元岩体晚阶段的自变质作用,每一次碱交代(白云母化)作用均伴有铀元素的迁出。铀矿床含矿主岩岩性为燕山期灰白色中粗粒似斑状黑云母二长花岗岩,铀矿带内岩性主要为碎裂花岗岩、花岗碎裂岩、碎裂岩、构造角砾岩等。2.2 构造矿区位于诸广-万洋复式岩体的中南端,区域热水断裂带的南部,城口矿田菱形格状构造的北部。本区内断裂构造发育,形态多样,构造成分复杂,除上述区域性大断裂外,区内一般断裂构造按其走向可分为NNE、NE、近EW、NW 向4组,主要断裂有热水断裂(F103)、木洞断裂、F101断裂、黄洞口断裂等。区内次级NE、NNE向断裂,尤其在九龙江不同级别的三角断块中的次级断裂是有利的含矿断裂[8]。三江口矿区主要断裂构造特征见表1。2.3 围岩蚀变铀矿带中的赤铁矿化(钾长石化)、紫(黑)色萤石化、水(绢)云母化、绿泥石化、微粒(胶状)黄铁矿化较发育,然而晚期硅化与上述某种或多种蚀变共生却是最重要的蚀变找矿标志,此外多类型蚀变叠加也较有利于矿化富集。蚀变的强弱与矿化的强弱常具正相关[9],蚀变规模越大,矿化规模一般也相应较大。2.4 物化探异常三江口矿区有90%以上的异常点带集中于东岭单元(J2D)中,发现并圈定的15条异常带中有13条产于东岭单元,这都反映了东岭单元岩体是铀成矿的有利围岩。此外伽马总量场晕的长轴方向主要为北东向,与区内主要的构造形迹基本一致。从前人其他放射性物探成果来看,本区的伽马能谱和放射性水化学晕,具有场晕规模大、场值高、分布集中、方向性明显、各种场晕重合性好等特点。这些场晕多沿接触带展布,受构造和接触带控制。表1 三江口矿区主要断裂构造特征一览表2.5 矿体地质2.5.1 矿体特征本次普查工作圈定工业矿体39个,矿体主要呈脉状产出在 F101、F23F205、F101-1等含矿断裂构造中。F101号带组32个矿段平均厚1.92m,单工程最厚7.23m(ZK07-01),最薄0.44m(ZK08-02);12个矿体平均厚1.71m,矿体最厚3.40m(F101-1-Ⅱ-1号矿体),最薄0.55m(F101-Ⅱ-1号矿体)。厚度变化系数66.77%,矿体厚度沿走向和倾向变化较为稳定,相对而言,靠近九龙江断裂的北段较厚,南段稍薄,反映了不同断裂交汇部位附近对矿化较为有利。F23号带4个矿段平均厚2.58m,单工程最厚4.66m(ZK39-01),最薄0.75m(ZK3101);3个矿体平均厚2.84m,矿体最厚3.65m(F23-Ⅱ-1号矿体),最薄1.27m(F23-Ⅲ-1号矿体)。厚度变化系数67.21%,矿体厚度沿走向和倾向变化较为稳定。F205号带10个矿段平均厚1.21m,单工程最厚2.87m(ZK79-05),最薄0.72m(ZK79-03);6个矿体平均厚1.14m,矿体最厚1.47m(F205-Ⅲ-1号矿体),最薄0.85m(F205-Ⅰ-1号矿体)。厚度变化系数47.53%,矿体厚度沿走向和倾向变化较为稳定。F31号带2个矿段平均厚1.00m,F31-Ⅰ-1号矿体平均厚1.02m;F3-2号带1个矿段厚0.80m,F3-2-Ⅰ-1号矿体平均厚0.80m。本区矿化具有上酸下碱、上氧化下还原特征,矿体垂直分带规律[10]和侧伏规律明显,从九龙江地段矿体见矿标高示意图中展示出矿体具明显的侧伏特征(图2),其侧伏规律是自北往南矿体埋深变深,侧伏角约为300,一般为20°~35°之间。上部矿石为铀-玉髓-微晶石英型,中部矿石为铀-萤石型,深部矿石为铀-方解石-黄铁矿型。图2 九龙江地段矿体见矿标高示意图1—矿体露头出露线及勘探线编号;2—坑道及编号;3—探槽及编号;4—构造及编号;5—工业矿孔及编号;6—2.5.2 矿石特征及加工技术性能本区铀矿石主要为赤铁矿化花岗碎裂岩型、微晶石英脉型、构造角砾岩型。原生铀矿物主要为沥青铀矿,多以吸附形式存在于花岗碎裂岩中。次生铀矿见有黄绿色透明片状钙铀云母、铜铀云母等,常见于花岗碎裂岩溶蚀空洞中。矿石共生组合比较简单,主要金属矿物为赤铁矿、黄铁矿,脉石矿物以石英细脉为主,少量玉髓、方解石。三江口铀矿床的发现过程中因经费预算未作专门的矿石加工技术性能测试,但鹿井矿田毗邻“三九”地区,二者的花岗岩型铀矿具有相同成矿地质背景条件和矿石类型,且加工选冶各技术指标相似。通过收集相关资料,在对比研究基础上对三江口铀矿床矿石加工性能进行评价。三江口铀矿床矿石遭受断裂构造不同程度的破碎。于矿石中发育有含矿热液脉体及伴随的蚀变现象,节理裂隙也较为发育,常见脉体充填胶结。在各主含矿断裂构造及其附近出现的东岭单元、中棚单元花岗岩,岩石完整致密,围岩牢固。各矿体均赋存在最低侵蚀基准面以上,埋深一般为50~400m。矿石和围岩体重差异不大,分别为2.63g/cm3和2.65g/cm3。岩石硬度一般为5~6级,局部地段因硅化可达8~9级。松散系数为1.48~1.50。安息角为40°~450。为研究铀矿石的工艺性能及其经济技术指标,核工业二三〇所于1979年3月在牛尾岭矿床中的KD13-3、KD13-15、KD14-1-1、KD14-2-7等处,用刻槽取样法,采取水冶试验样一个,重164.5kg,铀含量为0.114%。矿石岩性主要为硅化、赤铁矿化碎裂花岗岩及花岗碎裂岩,铀以细粒或微细粒分布以及呈细脉状和发丝状沿裂隙分布的沥青铀矿为主。铀与黄铁矿化、硅化、紫黑色萤石化、微晶石英脉关系密切,与三江口铀矿床铀矿石类型类似。铀浸出试验采用酸法搅拌浸出探索试验。为了解影响铀浸出的主要因素,选定硫酸用量6%(占矿重)、二氧化锰用量0.5%(占矿重),浸出温度50℃,浸出时间3h,粒度0.5mm,矿重100g,液固比1∶1进行搅拌浸出。制浆一次,用pH =1.5的稀硫酸液,搅拌10min,水洗一次,用液固比1∶1的热水直接在漏斗上洗涤。试验结果为:铀浸出率96.33%,尾渣铀含量0.0042%,浸出液剩余酸度10g/L。3 主要成果和创新点3.1 普查主要成果通过湖南省核工业地质局三〇六大队多年地质工作,在三江口矿区九龙江地段施工48个钻探,其中,工业矿孔30个,矿化孔6个,异常孔11个,无矿孔1个,见矿率98%(图3),工业矿段累计视厚度102.58m,矿化段累计视厚度52.93m。三江口铀矿床的特点是矿体数目较多、主矿体规模较大,沿走向延伸较好。铀矿体标高一般在-200~300m,垂幅超过500m,埋深一般在100~500m,走向长30~150m,倾向延伸20~150m。平均厚度为1.66m,厚度变化系数69.68%;矿化较均匀,平均品位0.142%,品位变化系数147.04%。铀矿体主要呈脉状、透镜状、网脉状赋存在近SN 向F101、F101-1、F23, NE向F205等含矿断裂构造中。3.2 铀矿普查创新点1)加强了综合研究。根据区域成矿规律和已有矿床、矿点、矿化点的详细研究,确定成矿远景区和进一步开展地质工作的找矿靶区,从区域展开部署,达到面中求点的目的。三江口地区从20世纪50年代开始铀矿地质工作,探矿工作是几上几下,时间跨度大,很多工程技术人员已经更换了新人,但是过去数十年该地区“只见星星,不见月亮”,找矿没有实质性的突破。我们对前期的大量资料进行了整理,包括各种图件、化验分析报告、岩矿鉴定报告、物化探成果等,通过已有资料的分析研究对于矿区的矿床和成矿地质体有了较为深入的认识,形成一个空间概念。同时,通过可能符合客观实际的分析研究,推断矿体可能的赋存位置,来指导下一步工程部署。图3 三江口铀矿床地质概况示意图1—中棚单元细粒(含斑)黑云母二长花岗岩;2—东岭单元中—粗粒似斑状黑云母二长花岗岩;3—细粒花岗岩脉;4—实测及推测地质界线;5—断裂构造编号及产状;6—探槽及编号;7—工业矿孔及编号;8—矿化孔及编号;9—异常孔及编号;10—无矿孔及编号;11—勘探线及编号2)重视弱异常。磁法找铁矿、激电找多金属矿、化探找贵金属矿都经历了从重视找强异常到注意弱异常的类似历史[11]。在异常筛选中,在该区以往重视强异常和大异常,结果在强异常、“高大全”异常找不到矿,地面也施工了大量的槽探、井探和硐探工程,但找矿效果甚微。本轮工作中我们通过对该区强、大异常区边部的弱异常和小异常进行分析、研究后进行探索验证,终于实现了找矿突破。4 开发利用状况三江口铀矿床目前还只完成部分地段的普查工作,矿体均未封边,有待进一步开展详查工作。主要矿石类型为硅酸盐型,矿石物质成分较简单,矿石中铀可分别采用酸法浸取,根据同类矿床矿石选冶加工工艺试验,铀浸取率高,耗酸量低,尾渣铀含量低,水冶成本低。5 结束语5.1 有待解决的问题通过前期综合研究分析认为,三江口铀矿床铀资源潜力较大,其主要含矿构造南部延伸段尤其是深部含矿潜力较大。目前三江口铀矿床仅在九龙江地段进行了普查工作,此外在三江口矿区南部的石壁窝—木洞地段,其地表铀矿化较九龙江地段更好,其铀矿普查前景更值得期待。另外,九龙江地段与石壁窝—木洞地段在相同的成矿地质背景影响下,受相同的成矿断裂构造带控制,二者的成矿机理、矿体分布特征、控矿含矿规律是否具有相似性都需要进一步开展科学研究。5.2 勘查开发前景前已叙及,三江口铀矿床地处“三九”地区,毗邻鹿井矿田、城口矿田等著名矿田。矿山建设条件良好,矿石品位富,易采、易选、耗酸量低,具有很好的技术加工性能。如能投资开发利用将会获得较好的经济效益和社会效益。参考文献[1]田应龙,李智龙,全国珍,等.湖南省铀成矿规律及矿产预测[R].湖南省核工业地质局三〇六大队,2009:452-460.[2]季克俭.热液矿床研究的重要新进展[J].湖南地质,1991,10(2):115-118.[3]姜必广,陈旭,等.湖南省汝城县三江口铀矿区普查报告[R].湖南省核工业地质局三〇六大队,2013:42-59.[4]黄国龙,尹征平,凌洪飞,等.粤北地区302矿床沥青铀矿的形成时代、地球化学特征及其成因研究[J].矿床地质,2010,29(2):356-357.[5]梅水泉,姜必广,等.湖南省汝城县“三九”地区铀成矿地质条件研究及远景评价[R].湖南省核工业地质局三〇六大队,1994:37-46.[6]梅水泉.诸广山中段“三九”地区铀矿化特征及成矿机理探讨[J].铀矿地质,1997, 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晶质铀矿有毒吗,有辐射吗?

铀矿具有放射性,能让人体癌变,因此铀矿确实对人体有害。铀矿(Uranium deposit )铀矿有土状、粉末状,也有块状、钟乳状、肾状等等。有些土状的铀矿被称为铀黑,而块状的则称为沥青铀矿。土状的铀矿没有什么光泽,块状的则具有沥青光泽。铀矿石是具有放射性的危险矿物。它们除了可以提取铀用于核工业外,还可以从中提取到镭和其他稀土元素。 铀,是一种极为稀有的放射性金属元素,在地壳中的平均含量仅为百万分之二,其形成可工业利用矿床的几率比其他金属元素要小得多。铀矿是矿石家族中的“玫瑰花”,色彩绚丽,却具放射性。品种介绍方铀矿(uranatemnite)、沥青铀矿(pitchblende)、铌钛铀矿、晶质铀矿、非晶铀矿、钒钾铀矿、板铅铀矿、钡磷铀矿、翠砷铜铀矿、钙镁铀矿、钙铀云母、硅镁铀矿、磷锌铀矿、绿铀矿。中国铀矿中国是铀矿资源不甚丰富的一个国家。据如今我国向国际原子能机构陆续提供的一批铀矿田的储量推算,我国铀矿探明储量居世界第10位之后,不能适应发展核电的长远需要。矿床规模以中小为主(占总储量的60%以上)。矿石品位偏低,通常有磷、硫及有色金属、稀有金属矿产与之共生或伴生。矿床类型主要有花岗岩型、火山岩型、砂岩型、碳硅泥岩型铀矿床4种;其所拥有的储量分别占全国总储量的38%、22%、19.5%、16%。含煤地层中铀矿床、碱性岩中铀矿床及其他类型铀矿床在探明储量中所占比例很少,但具有找矿潜力。中国铀矿成矿时代的时间跨度为距今1900~3百万年之间,即古元古代到第三纪之间,以中生代的侏罗纪和白垩纪成矿最为集中。空间分布上我国铀矿床分南、北两个大区,北方铀矿区以火山岩型为主,南方铀矿区则以花岗岩型。开采中国铀矿地质勘查较好:北方地区落实了大型-特大型铀矿基地,开辟了一批有很大潜力的找矿新区;南方老矿田资源潜力挖掘取得明显的效果。其中,北方伊犁地区和鄂尔多斯地区铀矿地质勘查成效尤为显著。在伊犁地区,中核集团二一六大队实现了中国地浸砂岩型铀矿找矿的首次重大突破,发现并提交了中国第一个万吨级可地浸砂岩型铀矿床,使伊犁盆地成为中国第一个特大型地浸砂岩型铀矿田。在鄂尔多斯地区,中核集团二〇八大队创新了找矿思路和成矿理论,提出“古层间氧化带铀成矿观点”,先后突破鄂尔多斯盆地等地区,探明了中国迄今为止最大的铀矿床。储备截至2005年,中国的已探明铀储量为7万吨。中国国防科学技术工业委员会官员王毅韧介绍:世界上铀矿床主要分布于两条跨大洲的巨型铀成矿带,即近东西向欧亚巨型铀成矿带以及环太平洋巨型铀成矿带,这两条成矿带均横穿中国。因此,中国的铀成矿地质背景总体上是有利的。中国下一步铀矿地质勘探的主要工作方向是,北方重点勘探地浸砂岩型铀矿,南方扩大、落实硬岩经济型铀矿,着眼寻找和落实更多大型铀矿床。辐射(Radiation )辐射指的是由场源出的电磁能量中一部分脱离场源向远处传播,而后再返回场源的现象,能量以电磁波或粒子(如阿尔法粒子、贝塔粒子等)的形式向外扩散。自然界中的一切物体,只要温度在绝对温度零度以上,都以电磁波和粒子的形式时刻不停地向外传送热量,这种传送能量的方式被称为辐射。辐射之能量从辐射源向外所有方向直线放射。物体通过辐射所放出的能量,称为辐射能。辐射按伦琴 /小时(R)计算。辐射有一个重要特点,就是它是“对等的”。不论物体(气体)温度高低都向外辐射,甲物体可以向乙物体辐射,同时乙也可向甲辐射。一般普遍将这个名词用在电离辐射。辐射本身是中性词,但某些物质的辐射可能会带来危害。
2023-08-26 08:00:071

辐射环境监测制度

依据GB12379—90《环境核辐射监测规定》、HJ/T61—2001《辐射环境监测技术规范》定期对实验室进行监测。首先,依据GB18871《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》判断实验室等级和所操作源项值是否在监测范围。按照不同等级进行不同频次的定期进行流出物(水、气总α、β)监测,α、β表面污染测量。监测人员应认真贯彻执行国家颁布的一系列环境保护法规和政策,熟悉本专业有关的国家标准、监测规范、技术规定等,具有良好的职业道德、严谨的科学态度和勤奋忠实的工作作风。参考文献和参考资料电离辐射防护与辐射源安全基本标准 ( GB 18871—2006) [S]. 2006. 北京: 中国标准出版社董灵英 . 1982. 铀的分析化学 [M]. 北京: 原子能出版社辐射环境监测技术规范 ( HJ/T 61—2001) [S]. 2001. 北京: 中国标准出版社郭冬发,武朝晖,崔建勇,等 . 2008. 砂岩铀矿地质试样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 [J]. 原子能科学技术,42 ( 3) : 277 -283国家环境保护局 . 城市放射性废物管理办法 [S]. 1987. 北京: 中国标准出版社环境核辐射监测规定 [S]( GB 12379—90) . 1990. 北京: 中国标准出版社矿石试样中226Ra 分析方法———射气法 ( GB / T 13073—91) [S]. 1991. 北京: 中国标准出版社土壤、岩石等试样中铀的测定 激光荧光法 ( EJ/T 550—2000) [S]. 2000. 北京: 中国标准出版社土壤中放射性核素的 γ 能谱分析方法 ( GB 11743—89) [S]. 1989. 北京: 中国标准出版社钍矿石中钍的测定 ( GB/T 17863—1999) [S]. 1999. 北京: 中国标准出版社武朝晖,郭冬发,张彦辉,等 . 2007. 电感耦合等离子体质谱法测定砂岩型铀矿试样中分步提取的铀[J]. 铀矿地质,26 ( 6) : 371 -379杨振周 . 1978. 矿石岩石中的铀钍化学分析 [M]. 北京: 原子能出版社铀矿石中铀的测定 电位滴定法 ( GB/T 13070—91) [S]. 1991. 北京: 中国标准出版社张秋营,赵云龙,沈珠琴,等 . 1999. 铀矿地质分析测试规程 [R]. 中国核工业地质局中国实验室国家认可委员会 . 2002. 化学分析中不确定度的评估指南 [M]. 北京: 中国计量出版社,27 - 28Adams F,Gijbels R,Van Grieken R. 祝大昌译 . 1993. 无机质谱法 ( Inorganic Mass Spectrometry) [M]. 上海: 复旦大学出版社,301 -361本章编写人:郭冬发(核工业北京地质研究院分析测试中心)。蔡金芳(核工业西北203研究所)。
2023-08-26 08:01:331

重庆不在地震活跃带,却发生3.2级地震,是什么原因导致的?

据报道,重庆会发生地震是由于地壳运动造成的,这是一种正常的现象。
2023-08-26 08:01:426

核能的利与弊

辩论中利弊应该都需要准备的,希望能够对你有帮助。核能的优缺点一, 核能的优点1.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中,因此核能发电不会造成空气污染。 2.核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。 3.核能发电所使用的铀燃料,除了发电外,没有其他的用途。 4.核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍,故核能电厂所使用的燃料体积小,运输与储存都很方便,一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料,一航次的飞机就可以完成运送。 5.核能发电的成本中,燃料费用所占的比例较低,核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响,故发电成本较其他发电方法为稳定。 二,核能的缺点1. 核能电厂会产生高低阶放射性废料,或者是使用过之核燃料,虽然所占体积不大,但因具有放射线,故必须慎重处理,且需面对相当大的政治困扰。 2. 核能发电厂热效率较低,因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏,故核能电厂的热污染较严重。 3. 核电厂的反应器内有大量的放射性物质,如果在事故中释放到外界环境,会对生态及民众造成伤害。三,我们到底要不要使用核能我觉得应该要使用核能。虽然核能很危险,可是不用核能继续用化学燃料来发电的话,我们就解决不了温室效应。因为大气中的二氧化碳有80%来自人和动、植物的呼吸,20%来自燃料的燃烧。散布在大气中的二氧化碳有75%被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中。还有5%的二氧化碳通过植物光合作用,转化为有机物质贮藏起来。这就是多年来二氧化碳占空气成分0.03%(体积分数)始终保持不变的原因。但是近几十年来,由于人口急剧增加,工业迅猛发展,呼吸产生的二氧化碳及煤炭、石油、天然气燃烧产生的二氧化碳,远远超过了过去的水平。而另一方面,由于对森林乱砍乱伐,大量农田建成城市和工厂,破坏了植被,减少了将二氧化碳转化为有机物的条件。再加上地表水域逐渐缩小,降水量大大降低,减少了吸收溶解二氧化碳的条件,破坏了二氧化碳生成与转化的动态平衡,就使大气中的二氧化碳含量逐年增加。科学家预测:如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发展,到2050年全球温度将上升2-4摄氏度,南北极地冰山将大幅度融化,导致海平面大大上升,一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中,其中包括几个著名的国际大城市:纽约,上海,东京和悉尼。 虽然除了核能还有风能和太阳能可以代替火力发电可是他们不太可靠。如果用风能或太阳能来代替火力发电的话,有时候太阳不出来或者不吹风的话就不能发电了。而且如果要使用大量的电的时候也不能把发电量弄大。如果是核能,就随时都可以提供我们要用的电。如果我们掌握了核聚变技术并且能使用的话,核聚变能可以提供给人类将近数亿年的电。而且科学家推测,核聚变技术最快可能30-50年后实现。
2023-08-26 08:03:373

黑色页岩中的金属矿床

一、概述黑色页岩是海相地层中常见的一种岩石地层单元,也是一种重要的容矿沉积岩类型。最早报道的黑色页岩中的矿床是铜矿,如德国曼斯菲尔德地区的二叠纪 “含铜页岩”。我国在 20 世纪 50 年代中知道了黑色页岩经常是含锰、含磷岩系的组成部分; 60 年代以来才发现不少地区黑色页岩中含钒和铀,可富集为工业矿床,其中还常伴生多种其他金属;70 年代肯定了黑色页岩中有重要金矿,一些地方还同时出现铂族元素的富集。最初研究的一些黑色页岩多认为是碳质页岩或沥青质页岩,一个名为 《含金属黑色页岩和有关矿床》的国际对比项目把黑色页岩定义为黑色 ( 灰或黑) 细粒 ( 粉砂级以下) 、通常为泥质并含相当高有机碳的沉积岩。经过详细研究的地区的资料表明黑色页岩岩石成分其实也不一样,如曼斯菲尔德 “含铜页岩”实际上是泥灰岩,我国几个地区的黑色页岩岩性也包括含有机质的泥质岩石、碳酸盐岩、硅质岩石及粉砂质岩石以及其间的过渡类型岩石,它们形成一定的岩石组合,所以也被称为黑色岩系。黑色页岩成分的另一特点是常含少量黄铁矿,在这种情况下即可能含多种微量金属元素。大多数情况下这些元素含量远低于工业品位,但他们出现频率较高,金属种类很多,因此在层控矿床研究过程中曾把黑色页岩看作是一种重要的矿源层或者认为是一种潜在的资源。黑色页岩矿床的重要特点是明显受层位控制。矿体通常为层状,含矿岩石中碳质、沥青质、黄铁矿等硫化物多以微粒浸染体或纹层产出。矿床中富集的金属可以出现种种不同的组合,如 Cu-Pb-Zn、U-V、Co-Mn、Ni-Mo、Au-Ag 及 Pt 族,还伴生 Ba、As、Sb、Hg、Tl、Se、Te 等多种元素。黑色页岩含矿岩系分布范围很广阔,但金属富集达到工业品位的地段则常常只是很少一部分。矿床中的硫化物颗粒微细,有些金属硫化物甚至呈隐晶质状态,再加上成分复杂,矿石的选冶常有一些需要解决的特殊问题。黑色页岩型矿床分布广泛,形成时代有新元古代、寒武纪、志留纪、泥盆纪、二叠纪以及三叠纪等,国外还有侏罗纪、白垩纪。含矿岩系形成时的环境特征是金属富集的首要控制因素,通常是在封闭半封闭滞流盆地环境,包括潟湖,也可以是某种深水盆地。有些黑色页岩在广阔地域内大量产出 ( 图 6-22) ,如我国南方早古生代黑色页岩的广泛分布就被认为是与一次大洋缺氧事件有关。从构造环境来看,富金属黑色页岩是被动大陆边缘的代表性沉积类型之一。图6-22 中国南部寒武纪石煤、钒、多种元素矿床分布及生物地理分区示意图( 据卢衍豪,1979)二、重要矿床1. 钒、铀矿床鄂西、赣东北、湘西、黔东和川北都有黑色页岩型钒矿床和铀矿床的产出。( 1) 湖北十堰杨家堡钒矿床。含矿岩系是下寒武统轻微变质的碎屑岩和泥质岩,厚度约 80 m。下段与震旦系灯影组呈假整合接触,为灰黑色硅质灰岩。中段为主要含矿段,厚 16 ~28 m,其中从下向上有 3 个含矿层,第一层为薄层硅质板岩夹碳质粉砂岩,含少量的磷灰质结核,厚24 m,含 V2O5一般0. 6% ~0. 9%; 第二层以煤层为主,可含钒质煤夹薄层硅质岩,含较多磷质结核,厚2. 7 ~5. 8 m,含 V2O5一般0. 8% ~1. 1%; 第三含矿层以碳质板岩为主,夹石煤或薄层硅质岩,局部含少量磷质结核,一般厚 2. 44 m,含V2O5一般 0. 7% ~0. 9%。其上为下寒武统上段板岩、碳质板岩及硅质岩组成,不含矿。在矿床中见到的矿物有铬钒石榴子石、硫钒铜矿、砷黝铜矿、闪锌矿及含镍黄铁矿等。矿床中除钒外,还伴生有铀、钼、铜、银、铂、钯、钇等。矿床呈带状展布,规模大,含矿层位向西延伸至郧阳、竹山等地。( 2) 赣东北樟村郑坊钒矿床。含矿岩系也是下寒武统,矿层产于荷塘组下部,容矿岩石则是较为特殊的黑色长石岩和碳质粘土长石岩,它们在含矿层中形成两种岩石组合,一种是纹层状长石岩、硅质岩组合,岩石均为黑色,构成条带互层,黄铁矿和富重晶石条带也常出现其中,钒主要产在纹层状岩石中。另一种是纹层状长石岩-碳质纹层状粘土长石岩、硅质岩组合,三种岩石也构成条带状互层,粘土矿物主要是钾伊利石。黑色长石岩中 SiO2含量 46% ~80%、Al2O3约 4% ~14%、V 含量为 n‰、K2O 含量 27. 5% 、BaO 含量 0. 9% ~6%。黑色粘土长石岩主要化学成分与长石岩相似,常具有更富的有机质含量和较高的 Mg 和 Ca 含量,黑色硅质岩则含 SiO290. 96% ~ 97. 51% 、K2O、V2O5和 BaO 均低。岩石中矿物粒度细微,含钒矿物以包裹体形式出现在岩石中。以上特点表明钒矿是同生沉积的,富 Ba、K 的特征可能表明是热水沉积成因。矿床产出的位置是在江南古岛弧靠近扬子陆块一侧的边缘海盆地中。( 3) 黑色页岩中的铀矿。也是华南分布较广的一种铀矿床,含矿层位有震旦系上统陡山沱组、留茶坡组 ( 或灯影组、老堡组) 和寒武系下统小烟溪组。含矿岩石包括含碳泥质岩、硅质岩和其间过渡性岩石,以及与之共生的泥质岩、白云岩、磷质岩等。902 矿床是华南黑色页岩中铀矿床的一个典型实例。矿区内出露核部为元古界,翼部为震旦系和寒武系组成的褶皱地层,在其产状变陡地段发育层间断裂破碎带。铀矿化受地层层位和断层构造的共同控制,产于震旦系上统陡山沱组、留茶坡组和小烟溪组中部的各个层位,其中以小烟溪组中部层中矿化最好,陡山沱组也有两个层中矿化较连续。沿一条层间断裂构造的矿化地段长达千米,延深 100 ~200 m,宽数十厘米到 60 m。每个矿化段内都有若干个层状、透镜状矿体,多数矿体为盲矿体 ( 图 6-23) 。含矿岩石是富碳泥岩、碳硅质板岩,矿化呈浸染状、角砾状、条带状及似脉状,铀主要以吸附形式存在,也有少量颗粒极为细小的铀矿物,包括沥青铀矿和铀黑,还有钙铀云母、磷钙铀矿、磷铀矿等其他含铀矿物。伴生矿物有黄铁矿、闪锌矿和白铁矿,矿石中与 U 伴生的元素有 V、Mo、Ni、Cd 等,其中 Cd 可综合利用。关于这类矿床的成因,一般认为是在沉积成岩早期形成初步富集的矿源层,经埋藏一定时间后因构造作用上升并形成破碎带,随后,地下水引起氧化还原作用,形成氧化带下的部分残留矿体与淋积成因的富铀矿体。502 矿床是川西北地区产于志留系硅质岩、硅质灰岩中的铀矿床,同类矿床不多见,但工业意义较大。该区志留系是一套浅变质陆源碎屑岩系,底部有火山沉积岩。下志留统厚层含碳硅质岩、板岩破碎带和上志留统板岩、千枚岩夹硅质灰岩层中都有铀矿含矿带。含矿带由硅质岩、灰岩、碳质板岩组成,发育有硅质岩和灰岩的各种过渡类型的岩石组成大小不等的似层状、透镜状岩体 ( 图 6-24) 。过渡类型岩石由含量变化的微粒石英、方解石和碳质粘土矿物组成,还含有少量的白云石、石髓、绢云母、黄铁矿、磷灰石、重晶石和电气石,根据产状和组成特点认为是 SiO2选择交代灰岩的产物。SiO2来源很可能与海底热水活动有关。矿体产状总体具层控特点,沿层间构造成群分布,形态和连续性都有较大变化。矿石中有沥青铀矿、黄铁矿、闪锌矿、辉铁镍矿、针镍矿和黄铜矿等,很大部分铀还呈吸附态,矿石品位较高。关于矿床成因,有沉积再造、淋滤和热水沉积成矿、表生改造等不同观点。图6-23 902 矿床 216 矿段剖面示意图( 据北京铀矿地质研究院,1976)2. 金 ( 铂) 矿床黑色岩系中的金矿已成为我国一个重要的金矿类型。甘肃拉尔玛金矿床是近期查明和研究的大型金矿之一,与前面的 502 铀矿床同产于甘川两省交界的南秦岭西段古生代褶皱带中。金矿含矿地层为震旦-寒武系的太阳顶群,主要岩石类型为灰黑色厚层状硅质岩夹黑色中薄层碳质板岩,硅岩与板岩具韵律特征,硅岩中 SiO2含量均在 95% 以上,微量元素 As、Sb、Ag、Au 普遍偏高,多数人认为是同生或成岩早期热水改造形成的。金矿化受东西向走向断裂控制,矿体呈似层状、透镜状和脉状,成群分布,含矿岩石可以是硅质岩、板岩,常可见硅化、重晶石化和黄铁矿化,矿石具角砾状、脉状和晶洞、晶簇构造,主要矿物有自然金、辉锑矿、黄铁矿、辰砂、黝铜矿、砷黝铜矿、闪锌矿、灰硒汞矿、石英、重晶石和地开石。其中石英、重晶石、地开石和辉锑矿是主要载金矿物,其次是黄铁矿和其他硫化物。金主要以显微金、次显微金形式存在,呈极不均匀的粒群被包裹在上述矿物中,也可在粒间分布。金矿矿石组成和组构特征表明矿化是多阶段形成的。松潘东北寨是在南秦岭褶皱带和松潘甘孜褶皱带交接地带的另一个近年来发现和探明的大型金矿床。直接控制矿床的是岷江南北向构造带内的复式褶皱和断裂构造。金矿产于石炭-二叠纪碳质板岩、千枚岩组成的黑色岩系的破碎带中。矿体为顺层分布的似层状、透镜状,矿石具有网脉角砾和浸染状构造,矿石中可分出以下矿物组合: ①黄铁矿-毒砂-石英; ②雄黄-石英; ③雄黄-方解石 ( 含金) ; ④雄黄-少量辉锑矿、自然砷; ⑤方解石。金以微细浸染状可见金形式出现,其含量与有机质呈正相关关系,金品位可达5 g/t 以上。从上面可以看出这类金矿床都具有宏观产状受黑色岩系层位控制,而金矿化又具有较明显后生热液成矿特点。图6-24 川西北 502 矿床勘探线剖面图( 据中国科学院贵阳地球化学研究所,1972)表 6-1 我国南方下寒武统镍钼多元素金属硫化物层平均化学成分 ( wB)注: 除 Pt、Pd、Os、Ru、Au 为 g/t,其余均为 10- 2单位。 ( 据陈南生等,1982)我国南方下寒武统黑色页岩中含金和铂族元素早已引起矿床学家的重视,陈南生最先发表了云、贵、湘、浙几省 6 个矿区多元素金属硫化物层化学成分的数据 ( 表 6-1) 。近期一项对湘、黔地区下寒武统黑色岩系中铂族元素金银地球化学研究的结果 ( 李胜荣,1994 ) 表明,两地黑色岩系中不同岩石类型都含贵金属元素,其中以富金属硫化物黑色页岩层含量最高,各元素浓集系数为 Os 670. 5、Rn 50、Rh 1. 92、Ir 1. 8、Pt 37、Pd27. 1. Au 105. 5、Ag 620。因此,该黑色岩系为贵金属富集体是毋庸置疑的。同时,两地广大地区内黑色页岩中贵金属元素含量变化梯度表现出较高的稳定性,利用前景较好。根据铂族元素中 Pd-Pt 的相对富集推测,金属来源极可能与海底热水活动有关。图6-25 四川会东钴锰矿床矿层与钻孔柱状图3. 钴锰矿床和镍钼矿床黑色页岩中的钴锰矿床和镍钼矿床是我国发现和研究较早的黑色页岩型多元素金属矿床。钴锰矿床发现于四川西部的汉源和会东。汉源矿区位于康滇地轴东缘,含矿岩系为志留系浅海相碳酸盐岩和碎屑岩系下部; 含矿层下部以含锰石灰岩和碳酸锰矿为主,上部以砂岩、碳质页岩为主; 黑色碳质页岩普遍含星散状或团块状黄铁矿,锰矿层中的黑色页岩夹层含钴最富,钴或形成钴镍硫化物 ( 主要是硫镍钴矿) ,或者以类质同象赋存在黄铁矿和白铁矿中; 矿石中常见认为是矿化细菌的硫化物球粒和管状、叶片状植物组织残骸。会东矿床产出层位相同,含矿岩系中有两层碳酸锰矿体,钴矿体产于两层锰矿体之间的黑色碳质页岩中 ( 图 6-25) ,有硫镍钴矿和含钴黄铁矿、白铁矿,少量微粒闪锌矿、黄铜矿、黝铜矿、方铅矿、针镍矿等。矿石具浸染状、条带状构造,也见菌藻类残余结构,矿体呈层状,无明显围岩蚀变。镍钼矿床主要分布于湖南大庸、慈利,浙江诸暨、富阳、桐芦等地,含矿层位是下寒武统黑色岩系。这个层位内最先勘查的是石煤和钒,后来才发现镍钼。黑色岩系层位稳定,分布在广阔的地区,含矿层位主体为黑色白云质页岩和粉砂质页岩,底部有薄层磷块岩,其上鳞片状黑色页岩富含硅质、磷质结核,金属矿物呈薄条带产于黑色页岩中。矿体整体也呈薄层状、透镜状,厚度一般不大。矿石主要为碳质泥质、白云质、石英粉砂、黄铁矿和镍钼硫化物组成,矿石具极细的条带状、碎屑状、胶状和浸染状构造。矿物颗粒细小,二硫镍矿 ( NiS2) 、硫铁镍矿和胶状黄铁矿三者紧密连生,大量钼成胶状二硫化钼与隐晶质石墨和水云母粘土等均匀混合在一起。出现的少量矿物还有闪锌矿、黄铜矿、黝铜矿、方铅矿、含银自然金,矿石含 Ni 0. 4% ~ 0. 5%、Mo9. 5% ~ 2. 0% 、V2O50. 5% ~ 2. 0% ,多种伴生元素具综合利用价值。4. 铜矿床黑色页岩型铜矿床以德国东部曼斯菲尔德地区为代表,这是一个研究最早也最深入的黑色页岩型铜矿和铅锌矿的实例。“含铜页岩”( Kupferschefer) 产于欧洲上二叠统地层最下部的一个层位,分布在德国、波兰、荷兰和英国非常广阔的地区,但经过调查有开采价值的铜、铅、锌矿床仅限于德国曼斯菲尔德和波兰下苏台德等少数地区。曼斯菲尔德以及附近地区二叠纪地层沉积在准平原化了的古生界基底和部分地区的下二叠统磨拉石相砂砾岩、页岩之上。含铜页岩沉积后连续形成的是著名的蔡希斯坦蒸发岩类沉积矿床。含铜页岩是一种具细纹层的粘土质泥灰岩和含碳质泥灰岩,由于生物残余保存在沥青质组分里,岩石含碳量接近 6%。因与沉积时气候和地形条件有关,沉积厚度一般仅为 30 ~ 60 cm,岩石成分有一定变化,一般向上含碳质由富到中等,碳酸盐成分增加。含铜页岩中金属矿物组合在垂直和水平方向上都有变化,最主要的矿石矿物是辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿和黄铁矿。铜的富集部位限于含铜页岩层下部,而铅锌的高品位通常在剖面较高部位。在空间分布上金属聚集局限在150 m 宽的海岸带范围内,尤其近海岸线的砂坝及海盆内的岛屿地带。在广大的中央海盆里,泥灰岩中只有黄铁矿而无其他硫化物。在含铜页岩中,丰度高于正常页岩的金属还有 V、Mo、Ni、U 和 Co。德国矿床学家一般认为含铜页岩是在无氧底层水里金属物质同生沉积的产物,但金属不可能来自正常海水,而是来自边缘盆地中存在的异常海水,这种海水提供了由下伏地层硫化物和铁矿物被氧化转移出来的金属。三、成矿作用和矿床成因黑色页岩中有多种金属富集成矿,表明这类岩石的形成环境具有特殊的成矿有利条件。黑色页岩呈黑色主要与含有机质和含微细粒硫化铁有关,硫化铁的生成也与有机质的存在有密切联系。地质学家很早就认为黑色页岩是类似现代黑泥的沉积物经过成岩作用和压实固化而形成的。现代能形成黑泥的环境有海湾、海峡、因进口被阻塞而与大海隔离的盆地和海底的深洼地,另外还有一些排水不畅、生物繁茂的沼泽和湖泊。黑海是一个很好的例子,黑海海水约230 m 以上的氧化表层水的盐度、密度都低于下部海水,较重的下部海水因不易与上层水发生混合而变得较为缺氧,有较多有机物质残余保存下来,海水硫酸盐被还原生成 H2S。如 180 m 深度海水每 100 L 中含 H2S 为 33 mL。而到 930 m 深度的海水每 100 L 中含 H2S 达到 570 mL。由此,黑海海底沉积物在近岸的 30 ~ 40 m 以内为砂质碎屑,40 ~185 m 为灰蓝色粘性泥,185 m 再向下更深处,因碳酸盐和硫化铁分离出来形成含微细粒方解石和 FeS2的深灰色泥及富 FeS2的黑色粘性泥。细菌是黑泥形成的主要营力,细菌出现于湖水、海水和沉积物中,沉积物中的细菌随着深度的增加而减少,但在相当的深度范围内也仍可能生存。在水中,水-沉积物界面或沉积物内有氧分布的界限以下,喜氧细菌被厌氧细菌所代替,如重要的硫酸盐还原细菌群( Desulfovibrio desolfuricans) 能把硫酸盐分解,硫还原后形成硫化氢或与某些金属 ( 如铁)结合形成硫化物,被分解的硫酸盐包括海水中的和由硫磺细菌分解生物原生质氨基酸产生的。由于在无氧带中硫酸盐还原细菌对有机原生质的分解过程不如在有氧带中发生得那么快且完全,结果会有相当数量的有机化合物在无氧带中保存下来,因此形成黑泥。在这类硫酸盐还原细菌把 SO2 -4还原为 H2S 的过程中还会发生硫同位素分馏,致使所产生的 H2S及硫化物中的硫同位素组成更富含32S。以上讨论说明了黑色页岩形成于缺氧条件下,并与生物活动参与下化学元素的循环有关。范德廉 ( 1997) 对中国黑色页岩矿床中共生岩石和岩石组构的观察研究认为黑色页岩主要是在缺氧的、水体滞流的环境中、并有生物的积极参与下经缓慢沉积形成的。黑色页岩中既有较深水条件下形成的致密块状、纹层状并有生物残余结构的黑色页岩硅质岩组合,也有相对较浅水条件下形成的薄板状、纹层状、叶片状黑色粉砂岩、页岩、白云岩组合和黑色页岩、泥质白云岩等组合,说明水体的深浅不是重要影响因素。在地质历史时期中形成黑色页岩的时代很多,特别是发生过几次集中在相对短暂 ( 1Ma 左右) 的时间内的大洋缺氧事件,在较大范围内形成黑色岩系这类沉积。如早古生代的大洋缺氧环境曾广泛出现,泥盆纪以后发展为氧化环境为主,到新生代的大洋缺氧事件还发生于中白垩世、中始新世、早中新世等。另外,也有不属于大洋缺氧事件而仅仅是缺氧环境下形成的黑色页岩,一般分布较局限。较小范围的缺氧环境主要受区域地质因素控制。对黑色岩系中多元素金属矿床也存在同生成因和后生成因的不同认识。最早提出德国东部曼斯菲尔德含铜页岩矿床属同生沉积成因,且无多大争议。首先是因为其含矿层分布面积达几十或几百平方公里,显著不同于热液成因的相对小面积的矿化,只有沉积作用才可能形成。其次是矿体产状和形态明显具层控性质,特别是从沉积盆地基底高地到盆地最深处出现矿物共生序列的变化: 赤铁矿-辉铜矿或斑铜矿-斑铜矿或黄铜矿-方铅矿或黄铁矿-闪锌矿-黄铁矿,这是一个与金属硫化物溶度积及环境中 Eh 递减完全一致的序列。此后,同生成因理论也应用到中非铜矿带矿床的成因解释,并认识到金属沉淀时原来是混杂的微细粒泥状硫化物沉淀物,而斑铜矿、黄铜矿、黄铁矿等矿物都是在成岩过程和变质过程中发生反应和重结晶的结果。除了同生成岩观点外,还有晚期成岩或成岩再活化等认识,主要是认为来自近基底磨拉石相红层的溶液,携带所溶解的金属迁移到刚沉积下来的静海相腐泥质沉积物层中,发生再沉积而形成含铜页岩内的有色金属富集体。如前所述,在黑色岩系中铀和金矿床矿化的后生特征常常更为显著。黑色页岩型矿床中金属的来源是另一个最重要的问题。为了研究这一问题,德国地质学家对北大西洋深海钻探计划中白垩纪黑色页岩岩心样品进行分析,因为这是在一个相当大的海域经很长时间沉积的,所以能很好地反映从正常海水形成的富有机质沉积物中微量金属富集的一般情况。根据所分析元素含量的平均值、最高值以及与正常页岩中含量的比值,计算得出的一个顺序如下: Ag > Mo > Zn > V > Cu > Ni > Cr≈Co > Pb,这个顺序与海水中金属丰度增加的顺序 ( 除 Ag 外) 完全一致。他们又把这些元素与有机碳的相关系数排出一个递减的顺序: Ag > Zn = V > S > Ni > Mo > Cu > Cr > Co > Pb,与 S 的相关系数也排了一个递减的顺序: Ag > Zn = Ni≈V > Cu > Cr > Mo > Co > Pd。比较以上 3 个序列,说明有机碳对黑色页岩中微量元素的富集可能起更大作用。根据以上资料,他们作出的结论是黑色页岩中 V、Ni、Mo 等可能是从海水及其中生物所含的元素富集的结果,而黑色页岩中的 Cu、Pb-Zn 矿床的形成则必须有正常海水以外的来源。例如,认为德国含铜页岩中金属的来源是含铜页岩下伏的下二叠统沉积物,经氧化释放并聚集起来形成的异常海水或同生水的迁移; 另外,根据矿床相对集中分布在受到海西构造变动的地带,也不排除金属有海底热液的喷出作为一种补充; 海底热水喷出除了是前述序列局部元素的可能来源外,也还可能是金、银、铂族元素的来源。湘、黔两地下寒武统黑色页岩含矿层内的硅质岩具典型热水沉积成因特征,从含矿层下部黑色硅质岩开始,到中部正常沉积和热水沉积组成金属富集层,再到上部黑色页岩中的上部硅质层,表明热水可能是本区贵金属富集的物质来源; 研究人员还指出,区域内扬子陆架海和江南边缘海过渡地带分布着长期活动的深断裂与元古宙岩浆活动,可能为黑色页岩多元素富集准备了物质基础,并可能延续到为海底循环水向热卤水转化提供热源。四、勘查评价要点黑色岩系中的矿床成矿条件比较特殊,矿床与容矿岩石及其生成环境关系极为密切。黑色岩系中的矿床在世界各地都有分布,不同地区都有本地区发育的一定的时代和层位。一些分布在十分广阔的区域内的黑色岩系,常常与地质历史中的大洋缺氧事件有关。因此,这类矿床有明显的层控-时控性质,中国黑色岩系的时代最主要的是古生代,包括寒武、志留、泥盆、二叠各纪和西部地区的三叠纪。此外,还应指出早元古代和中新元古代的黑色岩系常常受到不同程度的区域变质作用,变为暗色片岩,其中也有金银等重要矿床。黑色岩系是同一环境中形成的几种岩石的组合,主要岩石类型包括黑色页岩、硅质岩、碳酸盐岩,有时有粉砂岩以及上述岩石类型间的过渡类型岩石。这些岩石组合及其层序记录着岩石形成时是深水、浅水、海进、海退、陆源物质、内源物质和热水来源物质的消长关系。金属富集层在剖面中的位置及与上述因素的关系等都是对这类矿床勘查工作中需要研究的重要内容。有机物质的富集、铁硫化物的含量、热水成因硅质岩等的特点是金属富集层出现的标志。与黑色岩系有关的矿产种类很多,这里着重介绍了黑色页岩型多元素金属矿床。数十年以来,人们先后发现和研究了 Cu-Pb-Zn、V-U、Ni-Mo、Co-Mn、Au-Ag、Au-Ag-Pt 族等金属组合构成的矿床。一些重要的锰矿和磷块岩矿床也产于黑色岩系中,还有层状重晶石、毒重石矿床,较为特殊的富钾粘土矿床。世界上一些重要的石油、天然气也与黑色岩系有关。黑色岩系中富集的元素有海水中与生物作用有关的,有陆源物质带入的,也有海底热水喷出来源的,要根据区域地质背景、含矿岩系剖面及产状特征以及元素组合等作出判断。黑色岩系中的矿床常常是区域性分布,一个较大的地区内常有多个矿床,有些黑色页岩型矿床因含矿层较薄,金属矿物富集程度低,规模受到一定限制,但近年来已发现了一些大型-超大型的黑色岩系中的矿床。黑色岩系型多元素金属矿床常因金属含量低、颗粒细、呈浸染状薄层纹分布而容易被忽视,而浸染状、细层纹状黄铁矿、白铁矿的出现、Cu、V、U、Ni、Mo、Mn 等的少量次生矿物可以是发现矿床的标志。
2023-08-26 08:03:541

伊犁盆地南缘水西沟群沉积特征及其与砂岩型铀矿成矿关系

伊犁盆地是我国重要的产铀盆地之一。伊犁盆地内地浸砂岩型铀矿床主要分布在盆地南缘。盆地内铀矿化主要产于中下侏罗统水西沟群中,并表现出明显的层控和相控特点。为此,这里试图通过研究伊犁盆地南缘水西沟群不同层位的沉积体系及沉积相特征,查明盆地含矿层各沉积阶段的沉积体系格局及沉积相空间展布特征,总结沉积体系及沉积相与地浸砂岩型铀矿化的成矿关系,确定有利的浸砂岩型铀矿成矿的沉积体系、沉积相及其空间分布范围,为伊犁盆地地浸砂岩型铀矿找矿预测及勘查工程部署提供科学依据。一、水西沟群的划分关于含矿层水西沟群可划分出八道湾组(J1b)、三工河组(J1s)及西山窑组(J2x)3个组已得到普遍认可,但对各组间界线的划分上历年来仍不一致(表2-7-1)。本专题通过地层对比,结合孢粉分析资料,将伊犁盆地南缘水西沟群Ⅰ~Ⅳ旋回归属于八道湾组,Ⅴ1亚旋回归属于三工河组,Ⅴ2~Ⅶ旋回归属于西山窑组,Ⅷ旋回归属为上侏罗统。其主要划分对比依据为:1)吐哈盆地南缘水西沟群中部湖泊沉积为三工河组,上、下两套煤系地层分别对应于西山窑组和八道湾组。因此,本专题认为伊犁盆地南缘三工河组应局限在沉积物粒度较细的以湖相及前三角洲相为主的Ⅴ1亚旋回,而沉积物粒度较粗的Ⅴ2亚旋回及含煤的Ⅴ3亚旋回及Ⅵ旋回应归属为西山窑组而不是三工河组。2)对采集于伊犁盆地南缘ZK44967-1孔420~450m之间Ⅴ2亚旋回中的5件灰色泥岩样品,经中国石油勘探开发研究院石油地质实验研究中心进行了孢粉鉴定分析,其中2件样品(ZK44967-1-2和ZK44967-1-3)含有丰富的孢粉化石。以裸子植物花粉为主,占95%~96%,蕨类植物孢子出现较少,仅为4%~5%。裸子植物花粉中以松柏类双气囊花粉为主,常见冠翼粉、苏铁粉、脑纹粉等类型;蕨类植物孢子以拟石松孢为主要类型。其时代可归于中侏罗世早中期。因此,Ⅴ2亚旋回中的灰色泥岩样品孢粉鉴定表明其应归属于西山窑组而不是三工河组。3)将Ⅷ旋回划归为上侏罗统齐古组而不是西山窑组的依据是:Ⅷ旋回与Ⅶ旋回之间有沉积间断,而与上侏罗统为连续沉积,界线难分;Ⅷ旋回砂岩岩石的原生地化环境为氧化环境;而Ⅶ旋回砂岩岩石的原生地化环境为还原环境。本次研究根据地层岩性组合、沉积韵律、沉积构造、砂体规模及稳定性、测井曲线、沉积物粒度分布曲线等特征,伊犁盆地南缘容矿岩系──水西沟群可划分出4个大的沉积体系,即Ⅰ~Ⅳ旋回的冲积扇沉积体系、Ⅴ旋回的辫状河三角洲沉积体系、Ⅵ旋回的浅湖沼泽沉积体系和Ⅶ旋回的曲流河三角洲沉积体系。其中冲积扇沉积体系主要发育冲积扇相和扇前辫状河流相;辫状河三角洲沉积体系主要发育前三角洲相、三角洲前缘相、三角洲平原相及沼泽相;曲流河三角洲沉积体系主要发育三角洲平原相。伊犁盆地南缘水西沟群各沉积体系发育的主要沉积相及亚相划分见表2-7-2。表2-7-1 伊犁盆地南缘水西沟群地层划分沿革表二、水西沟群沉积特征(一)冲积扇沉积体系冲积扇沉积体系主要发育在Ⅰ~Ⅳ旋回,其中,Ⅰ~Ⅱ旋回以扇中-扇端亚相及扇前辫状河流相为主;Ⅲ~Ⅳ旋回以扇前辫状河流相为主。1.Ⅰ~Ⅱ旋回沉积相特征Ⅰ旋回与Ⅱ旋回的沉积特征相似,均表现出旋回下部主要为砾岩和砂砾岩,上部有时出现中、细砂岩透镜体,局部夹细砂岩、粉砂岩及泥岩。Ⅰ~Ⅱ旋回地层的砂地比一般大于0.6。地层中有机质及炭质碎屑较少,相变较快。砾岩主要分布在南缘盆缘附近,沿盆缘方向厚度较稳定,一般为5~10m;但向盆地中心方向很快相变为砂砾岩、含砾砂岩(图2-7-1)。砾岩砾石大小不等,一般(3×5cm)~(8×10cm),大者可达15×20cm以上。砾石成熟度较低,成分复杂,可分为远源的硅质岩、变质岩、石英岩砾石(次圆状)和近源的火山岩、花岗岩砾石(棱角状-次棱角状)。表2-7-2 伊犁盆地南缘水西沟群沉积体系及沉积相划分表图2-7-1 伊犁盆地南缘库捷尔太地区22号勘探线部分钻孔水西沟群Ⅰ~Ⅱ旋回地层柱状对比图A—扇中-扇端亚相;B—扇前辫状河流相;T2-3xq—中上三叠统小泉沟群Ⅰ~Ⅱ旋回沉积构造以块状层理为主,有时可见略显粗糙的平行层理及大型槽状交错层理。三侧向视电阻率多表现出箱形或钟形(图2-7-1)。上述特征表明Ⅰ~Ⅱ旋回沉积为一套快速堆积的冲积扇沉积。平面上,Ⅰ~Ⅱ旋回沉积在伊犁盆地南缘总体表现出东粗西细、南粗北细的沉积特点。根据冲积扇体系沉积的岩性组合等特征,伊犁盆地南缘Ⅰ~Ⅱ旋回沉积可分出冲积扇相及扇前辫状河流相两种沉积相(图2-7-2)。其中,冲积扇相的扇根亚相已被剥蚀,只保留扇中-扇端亚相,扇中-扇端亚相以砾岩和砂砾岩互层为主夹含砾砂岩,扇前辫状河流相以砂砾岩和含砾砂岩互层为主夹少量砾岩、粉砂岩及泥岩。图2-7-2 伊犁盆地南缘Ⅰ~Ⅱ旋回岩相古地理图1—剥蚀区;2—扇中-扇端亚相;3—扇前辫状河流相;4—地名2.Ⅲ~Ⅳ旋回沉积相特征Ⅲ旋回与Ⅳ旋回的沉积特征相似,均表现出下部为含砾砂岩和粗砂岩,局部为砂砾岩,向上过渡为中细砂岩、细砂岩和薄层泥岩,二元结构明显。Ⅲ~Ⅳ旋回的单个旋回的地层厚度一般为10~30m,砂体厚度一般为10~25m,砂地比平均为0.71。Ⅲ~Ⅳ旋回地层三侧向视电阻率以箱形为主(图2-7-3)。总体看来,Ⅲ~Ⅳ旋回沉积砾岩基本不发育,但砂体粒度较粗,粒度区间范围为Φ-1.5~5,标准偏差为0.53~0.7,分选较好。直方图以单峰型为主(图2-7-4)。粒度分布概率曲线为两段式或三段式,以跳跃总体为主(占70%~80%),斜率为60°~70°;悬浮总体占15%~30%,斜率为30°~40°;跳跃总体与悬浮总体截点在Φ2.2~2.7,反映出河流相沉积特点。沉积构造下部以槽状及板状交错层理为主,上部以小型交错层理、波状层理、水平层理为主。这些特征表明Ⅲ~Ⅳ旋回应属冲积扇扇前缘辫状河流相沉积。根据其岩性组合及砂泥比等特征,扇前辫状河流相沉积可进一步分为辫状水道亚相和漫滩亚相。辫状水道亚相构成二元结构的下部,岩性以含砾砂岩和砂岩为主,沉积构造以槽状及板状交错层理为主,漫滩亚相构成二元结构的上部,岩性以粉砂岩及泥岩为主,沉积构造以小型交错层理、波状层理、水平层理为主。(二)辫状河三角洲沉积体系辫状河三角洲沉积体系主要发育在Ⅴ旋回,其中,Ⅴ1亚旋回主要为三角洲前缘相及前三角洲相,Ⅴ2亚旋回主要为三角洲前缘相及三角洲平原相,Ⅴ3亚旋回主要为沼泽相。下面按3个亚旋回分别阐述其沉积相特征。图2-7-3 伊犁盆地南缘扎基斯坦地区032号勘探线部分钻孔水西沟群Ⅲ旋回地层柱状对比图A—辫状水道亚相;B—漫滩亚相图2-7-4 苏阿苏沟Ⅲ旋回砂岩的粒度分布曲线1.Ⅴ1亚旋回沉积特征Ⅴ1亚旋回地层厚度一般为10~20m,局部20~35m,岩性主要由粉砂岩和泥岩以及细、中砂岩组成,局部发育粗砂岩及含砾砂岩,砾岩及砂砾岩很不发育。该旋回砂体总厚度一般小于10m,局部可达10~15m。该亚旋回地层特点之一是泥岩厚度大于砂岩厚度,砂地比多小于0.5,砂地比大于0.5的砂岩分布区面积很小。该亚旋回地层的另一特点是泥岩较纯,为灰色及深灰色泥岩,泥岩水平层理发育,单层厚度大且延伸稳定,反映了较深水的静水沉积环境。沉积构造除水平层理外,还发育块状层理及微波状层理。该亚旋回沉积的第三个特点是具下细上粗的反韵律结构;三侧向视电阻率测井曲线的下部多为低幅平滑曲线,上部多为中低幅倒圣诞树形(图2-7-5),这种反韵律结构是三角洲沉积环境所特有的产物。此外,该亚旋回地层中有机质和炭化植物碎屑比较发育,有时见黄铁矿,反映了较还原的水下沉积环境。图2-7-5 伊犁盆地南缘库捷尔太地区20号勘探线部分钻孔水西沟群Ⅴ旋回地层柱状对比图A—前三角洲相;B—三角洲前缘河口坝及席状砂亚相;C—三角洲前缘分流间湾亚相;D—沼泽相;E—浅湖沼泽相上述特征表明Ⅴ1亚旋回地层属三角洲前缘及前三角洲沉积,根据其岩性组合及砂岩发育程度又可细分为前三角洲亚相(主要位于库捷尔太地区和苏东布拉克地区)和三角洲前缘分流河道亚相及三角洲前缘分流间湾亚相(主要位于乌库尔齐及其以东地区)3个沉积亚相(图2-7-6)。图2-7-6 伊犁盆地南缘Ⅴ1旋回岩相古地理图1—剥蚀区;2—三角洲前缘分流河道亚相;3—三角洲前缘分流间湾亚相;4—前三角洲相;5—地名2.Ⅴ2亚旋回沉积特征伊犁盆地南缘Ⅴ2亚旋回地层厚度一般为30~50m,局部50~60m,岩性主要为含砾砂岩、粗粒砂岩及中细粒砂岩,砂体上下发育粉砂岩及泥岩。该亚旋回地层砂体比一般为0.4~0.7,平均为0.59。该亚旋回地层砂体比较稳定,厚度一般为15~30m,局部可达35~45m。区域上,从下至上,岩性从泥岩-粉砂岩-细砂岩-粗砂岩及含砾砂岩到粗砂岩细砂岩-粉砂岩及泥岩的下反上正的完整韵律发育非常明显,反映出典型的三角洲沉积环境特点。本区三角洲相砂岩的粒度分布曲线主要有两类:一类与辫状河相砂岩的粒度分布曲线相似(图2-7-7A),反映出三角洲平原分流河道或三角洲水下分流河道的沉积特征;另一类粒度区间较宽(Φ-2~5),标准偏差为0.8~1.4,直方图以多峰型为主,反映出分选性差的特点。其概率曲线图以悬浮组分为主,占80%~100%,斜率中等(40°~50°),跳跃总体很少,图形多呈直线体(图2-7-7B),其图形类似于浊流沉积的粒度分布曲线,反映出河流携带大量泥砂快速入湖(进入三角洲环境)后,其搬运能力突然降低的沉积作用特点。根据岩性组合、砂体发育程度及沉积韵律特征又可将伊犁盆地南缘V2亚旋回细分为三角洲平原辫状河流亚相、三角洲平原泛滥平原亚相和三角洲前缘河口坝及席状砂亚相及三角洲前缘分流间湾亚相4个沉积亚相。并且在伊犁盆地南缘西段不同地段V2亚旋回的沉积相特征表现不一(图2-7-8)。(1)扎基斯坦地区该地区Ⅴ2亚旋回主要为三角洲平原辫状河流亚相及泛滥平原亚相,其沉积相特征主要是:①Ⅴ2亚旋回总体表现出下细上粗的反韵律沉积特征,但亚旋回内部由3~4个下粗上细的正韵律沉积组成(图2-7-9)。②砂体延伸不太稳定,规模不大,相变较快,分层多(一般为3~4层),单层砂体相对较薄。③砂体内发育楔状交错层理、槽状交错层理、板状交错层理发育,常见冲刷面构造。④地层砂体比高,一般为0.4~0.7,局部地段达0.7~0.8。图2-7-7 库捷尔太矿床Ⅴ2亚旋回砂岩的粒度分布曲线图2-7-8 伊犁盆地南缘Ⅴ2旋回岩相古地理图1—剥蚀区;2—三角洲平原辫状河流亚相;3—三角洲前缘河口坝及席状砂亚相;4—三角洲平原泛滥平原亚相;5—三角洲前缘分流间湾亚相;6—地名(2)西部库捷尔太-乌库尔齐地区该地区Ⅴ2亚旋回主要为三角洲前缘河口坝及席状砂亚相、三角洲前缘分流间湾亚相,其沉积相特征主要是:①从下至上Ⅴ2亚旋回总体表现出细-粗-细的沉积特征,但在不同地段的砂体分层数不同。如在库尔齐地区常由2~4个下粗上细的正韵律沉积组成;在苏东布拉克地区砂体分层数减少,变为1~3个;在库捷尔太地区几个砂层往往合并成一个砂体而呈现出一个完整的韵律沉积特征(图2-7-5),这些特征反映伊犁盆地南缘自东向西Ⅴ2亚旋回沉积环境越来越稳定,河道迁移摆动变化也越小。②砂体内主要发育粒序层理,特别是反粒序层理比较发育,冲刷面构造不常见。③地层砂体比高,一般为0.4~0.7,砂体发育地段常达0.6~0.8。④砂体主要呈近EW走向,显示出平行湖岸方向的(水下)三角洲前缘河口坝及席状砂沉积特征。图2-7-9 伊犁盆地南缘扎基斯坦地区024号勘探线部分钻孔水西沟群Ⅴ旋回地层柱状对比图A—三角洲前缘分流河道亚相;B—三角洲平原泛滥平原亚相;C—三角洲平原辫状河流亚相;D—沼泽相3.Ⅴ3亚旋回沉积特征该亚旋回主要由第八煤层和泥岩及粉砂岩组成,含大量有机质及炭屑。砂体不太发育,且厚度很薄,岩性为细砂岩。层理构造以水平层理和块状构造为主。该亚旋回的主要沉积特征是第八煤层厚度大,一般为10~20m,且延伸非常稳定,是区域地层对比的标志层,反映出湖泊萎缩三角洲平原长期沼泽化的沉积环境。另外,该亚旋回主要为煤层,其次为泥岩和粉砂岩沉积,中砂岩粒级以上的粗粒沉积物很不发育,岩石中有机质及炭屑丰富等特征也反映了静水的沼泽相沉积环境。(三)浅湖沼泽沉积体系浅湖沼泽沉积体系主要发育在Ⅵ旋回地层,伊犁盆地南缘现保留的主要是浅湖沼泽相沉积,其主要沉积相特征为:①岩性主要为灰色、灰黑色泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩及少量细砂岩、中砂岩组成,更粗的砂岩较少。②岩石含有机质及炭屑丰富。③该旋回顶部为第十煤层,中部第九煤层也较发育。④该旋回砂体极不稳定,无论从走向上还是倾向上,均出现局部膨大,向两侧很快尖灭的现象,大多数地方则无砂体。⑤层理构造以水平层理为主。⑥三侧向视电阻率测井曲线以带高幅齿状(为第九煤层)的低幅平滑曲线为主(图2-7-10)。图2-7-10 伊犁盆地南缘乌库尔齐地区405号勘探线部分钻孔水西沟群Ⅵ旋回地层柱状对比图(四)曲流河三角洲沉积体系曲流河三角洲沉积体系主要发育在Ⅶ旋回。以第十一煤及相当于第十一煤的炭质泥岩为界Ⅶ旋回中可明显分出Ⅶ1和Ⅶ2两个亚旋回。图2-7-11 伊犁盆地南缘Ⅶ1亚旋回岩相古地理图1—剥蚀区;2—三角洲平原分流河流亚相;3—三角洲平原分流间湾亚相;4—三角洲平原泛滥平原亚相;5—地名1.Ⅶ1亚旋回沉积相特征伊犁盆地南缘Ⅶ1亚旋回总体为三角洲平原相沉积,并可分出三角洲平原分流河道亚相、三角洲平原泛滥平原亚相、三角洲平原分流间湾亚相3个沉积亚相(图2-7-11)。它们具有以下沉积相特征。(1)岩性及岩相组合Ⅶ1亚旋回厚度比较稳定,一般为35~45m,局部可达45~60m。岩性主要为砂岩、粉砂岩、泥岩,砾岩及含砾砂岩较少且一般只发育在单个沉积韵律的底部。Ⅶ1亚旋回地层砂体比为0.3~0.7,分流河道发育区砂体比可达0.7~0.8,分流间湾发育区砂体比常小于0.4。泥岩、粉砂质泥岩及粉砂岩常见炭化植物。细砂岩多为泥质、钙质胶结,胶结较为紧密。粗砂岩胶结较为疏松,成分较纯,硅质含量较高,百分含量多大于70%,分选性、磨圆度较好,砂岩成分成熟度和结构成熟度较高,显示其沉积物源较远的沉积特征。岩性组合在垂向和横向变化均较大,分流河道亚相岩性组合多表现为砂岩-粉砂岩-泥岩-炭质泥岩,总体上表现为下粗上细的岩性组合。分流间湾亚相岩性组合多为粉砂岩(或泥质粉砂岩)-泥岩夹煤线等细粒组合。(2)沉积韵律分流河道亚相的沉积韵律多为粗砂岩-中砂岩-细砂岩-粉砂岩-泥岩渐变的正韵律或粗砂岩-中砂岩-泥岩突变的正韵律;分流间湾无明显韵律或由薄层细砂岩、粉砂岩与厚层泥岩组成很不明显的正韵律。(3)测井曲线分流河道的三侧向视电阻率曲线多表现为带锯齿的箱状或钟状;分流间湾沉积物粒度细,其三侧向视电阻率曲线幅度较低(图2-7-12)。(4)沉积构造Ⅶ1亚旋回砂岩中可见板状、槽状及沙纹交错层理、波状层理、平行层理;泥岩中多见水平层理。有时也可见泥岩-粉砂岩-细砂岩-中粗砂岩的反粒序层理,反映水下分流河道的沉积特征。分流河道发育区冲刷-充填构造比较发育,说明有时分流河道的河流冲刷作用较强,可能位于上三角洲平原环境。因此,Ⅶ1亚旋回的河流是发育三角洲平原环境基础之上的分流河道。(5)砂体形态及规模通过对盆地南缘西段钻孔资料和野外露头的分析,Ⅶ1亚旋回砂体在平面上呈指状展布,无论在纵剖面还是横剖面上砂体延伸都不太远(图2-7-13)。砂体厚度变化也较大,单个砂体由数米至20余米。因此,该区分流河道砂体规模总体不是很大,比Ⅴ2亚旋回砂体规模要小得多。平面上差别也较大,部分地段分流河道砂体不发育或发育较差。(6)粒度分布特征该亚旋回砂岩粒度概率曲线主要有二段型和三段型两种类型(图2-7-14)。曲线主要由悬浮和跳跃两个总体组成,有时有少量牵引总体。悬浮总体斜率小,多为20°左右,Φ>2.5。跳跃总体斜率50°~70°,分选中等,粒度范围位于Φ0~2.5之间,跳跃总体与悬浮总体截点在Φ2.2~2.7。砂岩粒度较细,总体反映出离物源较远的河流沉积特点。以Ⅶ1亚旋回样品为主,做出粒度分析Cu2043M图(图2-7-15)。从图中可见,伊犁盆地南缘Ⅶ1亚旋回砂岩主要由PQ段和QR段组成,反映水动力较强,搬运方式以跳跃搬动为主,与长江三角洲主河道及分流河道沉积物粒度分析Cu2043M图特征很相似(图2-7-16),相当于三角洲平原上分流河道或主河床沉积区。在粒度参数散布图上,伊犁盆地南缘Ⅶ1亚旋回砂岩样品主要落入三角洲平原相区域(图2-7-17)。图2-7-12 乌库尔齐地区孔36931-1和36929-1孔Ⅶ1旋回钻孔剖面图A—三角洲平原泛滥平原亚相;B—三角洲平原分流河流亚相;C—三角洲平原分流间湾亚相图2-7-13 乌库尔齐地区28515-38147Ⅶ旋回地层孔纵剖面图图2-7-14 Ⅶ1亚旋回砂岩粒度概率曲线图2-7-15 伊犁盆地南缘西段Ⅶ旋回C-M图以上粒度分析结果表明,伊犁盆地南缘Ⅶ1亚旋回砂岩主要为三角洲平原分流河道亚相沉积。2.Ⅶ2亚旋回沉积相特征图2-7-16 长江三角洲沉积物的C-M图(据刘宝珺,1980)1—河床亚相;2—分流河道亚相;3—前缘斜坡亚相A—主河床及分流河道沉积区;B—三角洲前缘沉积区;C—前三角洲沉积区图2-7-17 图算标准偏差和图算偏度散布图(图算标准偏差和图算偏度均采用弗里德曼粒度参数计算公式)伊犁盆地南缘Ⅶ2亚旋回总体也为三角洲平原相沉积,同样可分出三角洲平原分流河道亚相、分流间湾亚相及泛滥平原亚相三个沉积亚相(图2-7-18)。它们在地层岩性与岩性组合、沉积韵律、沉积构造及测井曲线特征等方面与Ⅶ1亚旋回具有非常相似的沉积相特征。与Ⅶ1亚旋回地层不同的是,Ⅶ2亚旋回地层在南缘西段西部(库捷尔太地区)砂体比较低,多小于0.4,砂体厚度也多小于10m,反映南缘西段西部Ⅶ2亚旋回分流河道不太发育而分流间湾比较发育(图2-7-18)。图2-7-18 伊犁盆地南缘Ⅶ2旋回岩相古地理图1—剥蚀区;2—三角洲平原分流河流亚相;3—三角洲平原分流间湾亚相;4—三角洲平原泛滥平原亚相;5—地名三、伊犁盆地南缘水西沟群沉积体系及沉积相与砂岩型铀矿化关系(一)沉积体系与砂岩型铀矿化关系伊犁盆地共发育4个大的沉积体系,即Ⅰ~Ⅳ旋回的冲积扇沉积体系、Ⅴ旋回的辫状河三角洲沉积体系、Ⅵ旋回的浅湖沼泽沉积体系和Ⅶ旋回的曲流河三角洲沉积体系。根据对伊犁盆地南缘已知砂岩型铀矿化钻孔在各沉积体系的分布比率统计分析(表2-7-3),可以看出:辫状河三角洲沉积体系是盆地南缘最有利的沉积体系,其见矿孔最多,占伊犁盆地南缘水西沟群地层总见矿孔的63.9%;冲积扇沉积体系和曲流河三角洲沉积体系也是比较有利的沉积体系,其见矿孔分别占伊犁盆地南缘水西沟群地层总见矿孔的22.2%和13.9%;而浅湖沼泽沉积体系砂岩型铀矿成矿不利,目前还没有发现有砂岩型工业铀矿化(表2-7-3)。表2-7-3 伊犁盆地南缘水西沟群各沉积体系的砂岩型铀矿见矿率表伊犁盆地铀矿化受辫状河三角洲沉积体系、冲积扇沉积体系和曲流河三角洲沉积体系控制的主要原因是这些沉积体系形成的地层具有稳定的泥岩-砂岩-泥岩地层结构,有利于后生改造层间氧化带型砂岩铀矿的形成。而浅湖沼泽沉积体系砂体发育规模很小、厚度薄,胶结也往往比较致密,不利于后生层间氧化作用的发育和砂岩型铀矿的形成,因此至今也未发现有砂岩型工业铀矿化。(二)沉积相与砂岩型铀矿化关系对盆地南缘所有容矿层的沉积相及沉积亚相的含矿情况进行综合统计(表2-7-4)分析可以看出,伊犁盆地南缘目前已发现的砂岩型铀矿化主要受三角洲沉积体系的三角洲前缘河口坝及席状砂亚相(占总见矿孔的30%)、三角洲平原辫状河流亚相(占总见矿孔的30%)、冲积扇沉积体系的扇中-扇端亚相(占总见矿孔的22.2%)以及三角洲平原分流河道亚相(见矿率为11.7%)部位控制;其次是受三角洲前缘的分流河道亚相和三角洲平原泛滥平原亚相部位控制,但这些相位的见矿率一般都小于5%,因而还不是伊犁盆地南缘水西沟群地层的主要含矿相位,而扇前辫状河流相、三角洲前缘分流间湾亚相、三角洲平原分流间湾亚相、前三角洲亚相及沼泽相则没有工业铀矿化产出。表2-7-4 伊犁盆地南缘各沉积相(或亚相)的砂岩型铀矿化见矿率表伊犁盆地南缘水西沟群砂岩型铀矿化受三角洲前缘河口坝及席状砂亚相、三角洲平原辫状河流亚相、三角洲平原分流河道亚相以及冲积扇沉积体系的扇中-扇端亚相部位控制的主要原因是:1)这些成矿有利的沉积相部位具有稳定的泥岩-砂岩-泥岩地层结构,并发育有相当规模的厚大砂体,这是后生层间氧化带型砂岩铀矿成矿必备的地质条件和储矿空间。伊犁盆地南缘勘探结果表明,这种泥岩-砂岩-泥岩地层结构和砂体发育越完善,铀矿化越好,如三角洲沉积体系的三角洲前缘河口坝及席状砂亚相的地层结构最稳定、砂体发育最好,铀矿化规模也最大。2)这些沉积相位在沉积成岩阶段有一定程度的铀成矿预富集。特别是三角洲沉积体系的三角洲前缘河口坝、席状砂亚相及分流河道亚相部位在沉积时正好处于水上氧化介质条件与水下还原介质条件之间的地球化学过渡部位,这种地球化学过渡部位有利于水溶液中的铀酰络合物的分解和铀的还原与沉淀,从而导致形成较高程度的铀的预富集。中国西部中亚型造山带中新生代陆内造山过程与砂岩型铀矿成矿作用1—三角洲平原分流河道亚相;2—三角洲平原泛滥平原亚相;3—剥蚀区;4—铀矿化孔中国西部中亚型造山带中新生代陆内造山过程与砂岩型铀矿成矿作用1—三角洲平原分流河道亚相;2—三角洲平原泛滥平原亚相;3—剥蚀区;4—铀矿化孔3)这些沉积相位在盆地后生改造过程中正好被抬升至盆缘附近,遭受地表含氧含铀水的改造,形成层间氧化带砂岩型铀矿化富集。(三)古河道特征与砂岩型铀矿化关系为了精确圈定研究区每期古河道发育的空间位置,探讨古河道与铀矿化的关系,对伊犁盆地南缘乌库尔齐地区Ⅶ1亚旋回上下两层砂体厚度进行了统计,并采用Arcmap空间分析对两层砂体等厚进行模拟,绘制了砂体等厚图。然后,以砂体等厚图为基础,结合代表河床滞留沉积的砂砾岩以上粗粒级岩石的分布特征,圈定了乌库尔齐地区Ⅶ1亚旋回与上下两层砂体对应的早晚两期古河道的分布位置(图2-7-19、图2-7-20)。从图2-7-19和图2-7-20来看,古河道严格控制主要铀矿化的分布,其控矿作用主要表现在以下两个方面:①较大规模的铀矿化带往往分布在较大的分流河道中,而规模较小的古河道中的铀矿化就较差;②分流河道分叉汇聚的部位是砂岩型铀矿成矿的有利部位。参考文献车自成,刘洪福,刘良等.1994.中天山造山带的形成与演化.北京:地质出版社陈戴生,王瑞英,李胜祥等.1997.伊犁盆地层间氧化带砂岩型铀矿成矿模式.北京:原子能出版社陈戴生,王瑞瑛,李胜祥等.1997.伊犁盆地若干远景地段层间氧化带砂岩型铀矿成矿机制及成矿模式.铀矿地质陈戴生,王瑞英,李胜祥,张克芳.1996.伊犁盆地砂岩型铀矿成矿机制及成矿模式.华东地质学院学报,19(4),321~331陈华慧,林秀伦,关康年等.1994.新疆天山地区早更新世沉积及其下限.第四纪研究,1:38~37古抗衡.1997.新疆伊犁盆地铀成矿特征及其形成地质条件.华东地质学院学报,20(1):18~23韩效忠,李胜祥,郑恩玖等.2004.伊犁盆地新构造运动特征及其与铀成矿关系.新疆地质,22(4):378~381李胜祥,陈戴生,王瑞英等.1995.伊犁盆地含煤系地层沉积相特征及其与层间氧化带砂岩型铀矿成矿关系.铀矿地质,3:129~133李胜祥,陈戴生等.2000.伊犁盆地层间氧化带砂岩型铀矿成矿地质特征及找矿预测,“九五”全国地质科技重要成果论文集.北京:地质出版社李胜祥.1996.伊犁盆地南缘可地浸砂岩型铀矿化特征及空间展布规律研究.华东地质学院学报,19(4):332~339田在艺,张庆春.1997.中国含油气盆地岩相古地理与油气.北京:地质出版社,194~196王果.2002.新疆造山-造盆作用与砂岩型铀成矿.新疆地质,6(2):110~113新疆维吾尔自治区地质矿产局.1993.新疆地质志.北京:地质出版社新疆油气区石油地质志(下册)编写组.1995.中国石油地质志(卷十五).北京:石油工业出版社,628~633张国伟,李三忠,刘俊霞等.1999.新疆伊犁盆地的构造特征与形成演化.地学前缘,6(4):210朱筱敏.1995.含油气断陷湖盆地分析.北京:石油工业出版社朱筱敏编著.2000.层序地层学.北京:石油大学出版社C.K.威尔格斯等编.1993.层序地层学原理.北京:石油工业出版社Catchpole G.,Kirchner G..1993.The Crow Butte ISL project—A case history.IAEA-TECDOC-720,VIENNADahlkamp,Franz J..1991.Uranium Ore Deposits,Springer-VerlagGalloway W.E..1985.The depositional and hydrogeologic environment of Tertiary uranium deposits,South Texas Uranium Province.IAEA-TECDOC-328,215~227,VIENNAInternational Atomic Energy Agency.1985.Geological Environments of Sandstone-Type Uranium Deposits,IAEA-TECDOC-328,IAEA,ViennaM.Ф.马克西莫娃,E.M.什玛廖维奇著.夏同庆等译.1996.层间渗入成矿作用.核工业西北地质局二〇三研究所P.И.戈利得什金等箸.1996.狄永强等译.中亚自流盆地的成矿作用.北京:地震出版社X.K.卡里莫夫等著.狄永强等译.1997.乌兹别克斯坦共和国乌奇库杜克型铀矿床.核工业总公司地质总局(李胜祥,韩效忠,蔡煜琦,郑恩玖,黄树桃,赵永安)
2023-08-26 08:04:021

(三)几点说明

1.关于在常规铀矿资源/储量估算方法中采用最多的地质块段法1)地质块段法。该法的特点是方法简便,可按实际需要估算矿体不同部分的资源储量,并对矿体的形态、探矿工程的多寡和钻孔偏离勘探线的远近无太高的要求。此法原理是将一个矿体投影到一个平面上,根据矿石不同的工业类型、品级、控制程度和其他特征将一个矿体分为若干个板块体,即块段,然后对每个板块用算术平均法(品位用厚度加权法)使其成为一个等厚等质理想化的板块体而求出其资源储量,各块段储量之和即为矿体储量。地质块段法按其投影方向的不同分为垂直纵投影法、水平投影法和倾斜投影法3种。选择用哪种投影法的主要依据是主矿体或大多数矿体的倾角。铀矿地质界一般以倾角30°和60°为分界线,大于60°用垂直纵投影法,60°和30°之间用倾斜投影法,小于30°用水平投影法。铀矿大多以陡倾角和缓倾角为主,因此倾斜投影法很少用。2)估算的主要操作程序。对工程中的刻槽取样、辐射取样(按取样线)资料和钻孔伽马能谱测井资料依规定的沾光、组合原则进行整理计算,组合成一段段符合工业要求的矿段,如有双壁取样的工程或在规定需合并处理间距内的工程(含钻孔),对同一矿体的矿段应合并成一个工程的矿段参数,此即被称为某矿体在某工程中的切穿点参数。在钻孔剖面图、取样平面图或其他辅助图件上,根据矿化部位、矿化特征、矿化段所处之岩性及构造等地质因素试圈连矿体(需反复多次研究、对比)。把试圈连入某矿体的所有切穿点投上垂直纵投影图或水平投影图,按矿体圈连外推原则圈定矿体投影边界,再反复审视其形态、工程对矿体连续性的控制程度及各种成矿地质因素,审慎确认边界后根据需要最后划分块段线,并估算出各块段资源储量。3)有关应用地质块段法估算资源/储量的几个问题。一是,通过探采对比,对引起资源储量大增大减的思考。我国南方的热液型铀矿,不论哪种类型,大多以陡倾的群脉状产出,常无或少出现主矿体,中、小矿体资源储量往往占矿床的80%~90%,以相山铀矿田为例,根据对相山多个矿床开采资料的统计,中、小矿体走、倾向长仅二十几米,一般50米×50米的勘探网度难以全部揭露或能确定矿体的连续性。对于这种矿床在勘探程度、勘探手段以及资源储量估算的方法、原则等方面都需要认真总结,提出新的思路。二是,探采对比发现的由资源储量估算处置不当所造成资源储量大增大减的问题。①对矿床或矿体中出现的特高品位的处理一定要慎之又慎。×××矿床,高品位样品多,且分布有一定规律又有坑道控制,由于没有经验,按常规定出了特高下限,结果事实证明特高下限定低了,处理也欠妥,使矿床采出金属量大增。②××矿床,对控矿因素研究不够,套用矿田内其他矿床的连矿、外推原则,结果开采发现矿体规模都很小,矿床采出量仅为提交储量的1/3。③矿田大多数矿床的金属采出量大于所消耗的地质储量,主要原因是矿体都为脉带状,走、倾向长度二十几米,50米×50米的钻孔间距无法揭露出全部矿体。而矿体埋藏又较深,钻孔无法再加密。在连矿时又规定切穿点间距大于50米的两工程原则上不能相连,这样开采时由于大量发现新矿体,储量大幅增加就成为必然的了。2.有关工业指标等其他问题1)工业指标中的品位指标如何使用。新规范9.1.1条已有阐述,铀矿预查、普查阶段可用同类型矿床类比的指标或附录B提供的一般工业指标。详查、勘探阶段结合预可行性研究或可行性研究,对矿体进行多方案反复试圈、比较后确定工业指标。需补充说明的是,圈连矿体,估算资源储量时的起始指标仍可用附录B的一般工业指标。2)铀矿勘查工作中样品或测井矿段的沾光组合。预查、普查及详查、勘探阶段在未确定工业指标前,仍可用过去常用的原则进行(地质块段法)沾光组合。详查、勘探阶段确定工业指标后的沾光组合,则应以新的指标来重新进行。此时可沾光组合的边界品位可用原指标,也可在可行性研究过程中与确定工业品位一样确定边界品位指标。或者只在工业样品间(含内部小于夹石厚度的非工业样品)沾光组合,不再设边界品位,也即“单指标”圈矿。3)工业矿体圈连中需考虑的因素。矿体圈连除考虑与成矿有关的地质特征外,最关键的有两条:一是确定可连矿的控矿最大工程间距,确定间距取决两个因素:①对矿体大小的研究、认识程度,有条件时可与已采的同类型同特征同规模的矿体参比,②考虑勘查各阶段要求查明矿体连续性的程度;二是如果始终保留双指标,那么矿体内及边缘的后备(原来的老工程)工程如何圈连要考虑新规则。另外,若控矿钻孔严重偏离勘探线,在钻孔剖面制作时,就要考虑把钻孔分段投影到其距离最近的剖面上。4)脉状矿体外推的原则。从开采情况看,我国南方热液脉状铀矿体都受断裂、裂隙控制,一般矿床为突然尖灭,很少渐变尖灭,因此资源储量估算时外推都用平推,不用尖推。相山铀矿田有限无限外推长度都采用略小于实采中、小矿体平均长度的1/2。矿体圈连中的“穿靴戴帽”,规范9.9.2条有明确规定,但采用单指标(只用最低工业品位)时矿体外推就不存在“穿靴戴帽”;若采用双指标,工业矿体内出现含边界品位样段的控矿工程,用贫化处理计算矿体参数后矿体仍达工业要求,最好包容在矿体内,因为这类矿段开采时不易剔除。矿段为边界品位的工程出现在工业矿体边缘,就会出现外推部分矿块的“穿靴戴帽”情况,这样的矿块可划作一个块段,降低其经济类别而单独估算。5)化学分析的内外检。任何样品分析、测试的内外检目的都是为了保证分析、测试结果的质量。核工业地质系统样品分析、测试等质量应严格按有关的核行业标准执行。
2023-08-26 08:04:101

围观!核工业二三0研究所“斩获”含浦一地块

楼盘 网长沙(6月14日讯) 今日上午10时,岳麓区学士街道(望江路北片P01-A38)公开挂牌出让一宗地,资源编号[2018]长沙市036号地块,用地性质为50年产权的工业用地。这也是时隔一周之后,长沙市首次土地拍卖。 据长沙国土局消息,036宗地位于岳麓区含浦片区,东、西、北三面临长沙含浦科教产业园,南邻湖南岳麓经济开发公司(紫苑路),出让面积20708.36平米(合31.063亩),容积率≤2.5,绿地率≥10%,建筑密度≤40%,建筑限高≤50米,规划用途为一类工业用地。 该宗地起拍价1429万元,楼面价276元/平米,最终核工业二三0研究所以底价摘地 。 该宗地强制交易条件: 1.用地需符合园区产业布局规划; 2.竞得人需在交地24个月内完成项目整体建设; 3.项目开发投资强度需符合国土资发[2008]24号文件规定,即建筑系数不得低于30%,行政办公及生活配套用地不超过7%,绿地率不得超过20%;按照工业用地等级划分,该地块最低投资额度为1935万元/公顷; 4.不得擅自变更土地用途; 5.宗地红线有10KV高压线待拆迁。 从交易条件看 ,除了工程进度和投资强度有限制外,用地建设方面还是比较自由,这也符合工业用地交易的常情。宗地的唯一缺陷是红线范围内的高压线,不过岳麓科技产业园管委会已承诺无条件拆除。 从产业布局看 ,岳麓含浦片区已经成为长沙乃至全省炙手可热的产业园区之一。从视频产业园到南部相邻的文旅城、电影小镇,含浦新兴产业的发展方兴未艾。此次核工业铀矿地质勘探项目的落地,对丰富该片区产业结构也有所裨益。 从拿地单位看 ,核工业二三0研究所成立于1975年,其前身为309队及核工业中南地质勘探局中心实验室。属地化改革后,隶属中国核工业地质局,是中国核工业集团公司在中南地区唯一一家铀矿地质勘查专业单位。该单位主要从事铀矿地质调查、勘查、研究等工作,承担各类铀矿项目400项,其他项目约1600项,发现了大中小型铀矿产地数个。
2023-08-26 08:04:171

核工业矿山那些属于特殊工种

大型空气压缩机操作工是特殊工种吗?谢谢!
2023-08-26 08:04:272

公务员考试地质地矿类包括哪些专业

包括地质,资源勘查,矿产普查与勘探,采矿。矿加应该算的
2023-08-26 08:04:565

新疆扎吉斯坦铀矿床

刘俊平 康勇 任满船 王毛毛 邱余波 郝以泽(核工业二一六大队,新疆 乌鲁木齐 830011)[摘要]扎吉斯坦铀矿床是伊犁盆地南缘发现并提交的第二个可地浸砂岩型铀矿床,规模为中型。矿床位于伊犁盆地南缘斜坡带东部构造活动区与西部构造稳定区的过渡部位,属典型的层间氧化带砂岩型铀矿。本文对矿床发现史、基本特征、主要成果创新及开发利用现状进行了论述和分析。总体上,该矿床赋矿层位单一,矿体连续稳定,埋藏浅,矿床正在用地浸法开采。矿床的部分矿体位于地下水水位之上,在36~58线通过人工干预含矿含水层地下水水位,地浸采铀试验获得了成功,为疏干矿床开拓了新的地浸采区。[关键词]扎吉斯坦;地浸砂岩型铀矿床;层间氧化带扎吉斯坦铀矿床位于伊犁盆地南缘中西段,往北西距乌库尔其矿床4km,东南和蒙其古尔矿床相连,是继库捷尔太铀矿床后在伊犁盆地南缘发现的第二个可地浸砂岩型铀矿床,和蒙其古尔矿床、乌库尔其矿床一起构成伊犁盆地南缘铀矿田东部成矿集中区。行政区划隶属察布查尔锡伯自治县管辖,距县城35km,矿区内交通便利。1 发现和勘查过程该矿床发现和勘查过程大致可分为两个阶段:一是煤岩型铀矿的地质勘查阶段;二是以可地浸砂岩型铀矿为主的地质勘查阶段。1.1 煤岩型铀矿勘查阶段20世纪50~60年代,原二机部519大队在伊犁盆地南缘通过1∶10000~1∶2000的爱曼测量方法,在扎吉斯坦河上游河谷两岸含煤系烧结岩中发现放射性异常。1957年始,经6年勘查,在扎吉斯坦矿区圈定了4个煤岩型铀矿体(第十、八煤层),于1965年3月正式提交了扎吉斯坦煤岩型铀矿床的勘探报告。在进行煤岩型矿床勘探过程中,有超过150个钻孔揭穿了中下侏罗统水西沟群第Ⅴ旋回砂岩层,并在煤岩型矿床北部发现了砂岩中的铀矿化,由于岩石疏松、水文地质条件复杂,当时还没有地浸开采技术,仅用稀疏工程(局部工程间距400m×200m)做了控制,未提交相关地质报告,勘查队伍于1965年撤离,提交的煤岩型铀矿床未转入矿山开发。1.2 以可地浸砂岩型铀矿为主的勘查阶段1990年,中国核工业总公司地质局和核工业西北地勘局在新疆组织召开“新疆铀矿地质工作论证会”,确定伊犁盆地为寻找地浸砂岩型铀矿的突破口,按照“解剖、探索、扩大、落实”工作方针,1991年开始,针对砂岩型铀矿的成矿预测、勘查、地浸试验工作在本区陆续展开[1~3]。1991~1995年,核工业航测遥感中心在盆地中开展了1∶20万航空放射性、磁性测量,在本区发现航放异常点;核工业二一六大队在盆地南缘运用地面γ能谱、活性炭及水系沉积物测量等方法,对盆地南缘中西段(涵盖本区)进行了铀矿综合区调,综合整理分析了前人钻孔资料及科研成果,对盆地南缘进行了成矿远景评价,划出了扎吉斯坦砂岩型铀成矿远景区。与此同时,核工业北京地质研究院、核工业二〇三研究所对伊犁盆地南缘铀成矿条件开展了专题研究,认为盆地南缘铀源条件、砂体结构及物质成分、后生淋滤改造对成矿十分有利[4]。1996~1998年,核工业二一六大队在扎吉斯坦地区16~70线开展铀矿普查工作,投入钻探工作量24292m,估算砂岩型铀矿资源量达到中型规模。2002~2003年,核工业二一六大队在扎吉斯坦铀矿床7~16线开展勘探,投入钻探工作量18336.4m,估算砂岩型铀资源量级别为331+332+333,概算伴生矿产铼1.27t、镓53.08t。2013年,核工业二一六大队在扎吉斯坦铀矿床18~70线开展勘探,投入钻探工作量16856m,铀资源量级别提高到以331为主。2 矿床基本特征2.1 地层特征扎吉斯坦地区的直接基底为石炭、二叠系酸性—中酸性火山岩、火山碎屑岩、中基性火山熔岩夹灰岩、钙质碎屑岩建造。盖层由中下侏罗统水西沟群(J1-2sh)陆相含煤碎屑岩建造、白垩系(K)红色碎屑岩建造和第四系(Q)冲洪积松散堆积物组成。缺失中上三叠统小泉沟群(T2-3xq)。铀矿赋存于中下侏罗统水西沟群,超覆不整合于石炭系、二叠系基底之上。为一套陆相含煤碎屑岩沉积,区域上可见13层煤,以第五、八、十煤最为稳定,自下而上可划分为8个沉积旋回:第Ⅰ—Ⅳ旋回(第五煤顶板以下到水西沟群底),厚75~115m。以粒度较粗的灰、浅灰、灰黄色砾岩、砂砾岩及砂岩为主,泥岩和薄煤层次之且不稳定。砂体所占比例大、相变快。砂(砾)岩分选性差,成熟度低,底部为底砾岩。第Ⅴ旋回(第五煤层顶板与第八煤层之间),可进一步划分为V1、 、 、V34个亚旋回。厚55~1 30m。由浅灰色、灰色、深灰色、灰黄色、浅红色含砾粗砂岩、中—细粒砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层不等厚互层构成。胶结松散,泥质胶结为主,富含有机质和炭屑。其中以 亚旋回砂体最稳定且较厚,为主要含矿层。第Ⅵ旋回(第八煤层与第十煤层之间),厚20~45m。为灰色、深灰色泥岩、粉砂岩、煤层为主,局部地段(如05605孔)夹有厚度较大的砂岩透镜体。第Ⅶ—Ⅷ旋回(第十煤层以上到水西沟群顶部),厚50~146m。为灰、灰白、黄绿、紫红及杂色中细粒砂岩、中粗粒砂岩、粉砂岩和泥岩夹透镜状薄煤层。各旋回划分与地层对应关系如下:第Ⅰ—Ⅳ旋回对应下侏罗统八道湾组(J1b),第V1— 亚旋回对应三工河组(J1s),第 —Ⅶ旋回对应中侏罗统西山窑组(J2x),第Ⅷ旋回对应中侏罗统头屯河组(J2t)。2.2 构造特征扎吉斯坦铀矿区位于伊犁盆地南缘斜坡带东部构造活动区与西部构造稳定区的过渡部位(图1)。图1 伊犁盆地南缘铀矿田各矿床分布不意图1—盆地边界;2—八煤出露线;3—正断层;4—逆断层;5—性质不明断层;6—隐伏断层;7—铀矿床及编号矿区东西长约8km,南北宽约5km,面积约40km2,整体上呈东、西、南三面翘起向北东方向敞开的屉状向斜构造形态,向斜的轴部位于扎吉斯坦河河谷地段,倾向45°~48°,倾角6°~8°(图2)。以扎吉斯坦河断裂(F3)为界,东西两侧单元的构造和水文地质具有较大差异。西构造单元:中新生代地层由南往北呈稳定平缓单斜带,白垩系相对较薄,第四系厚度较大,褶皱及断裂构造不发育。含矿含水层倾向北东向,倾角约6°~8°,埋深浅,缺失Ⅴ3亚旋回;含矿含水层层间水水位埋深大,水头低,为弱承压区。扎吉斯坦矿床主体位于西构造单元。东构造单元:中生代地层与古生代地层在南部山前地带呈断层接触,产状直立、甚至倒转,向盆地内水西沟群呈向北东倾的单斜产出,倾角迅速变缓至3°~9°。含矿建造埋深大于西构造单元。蒙其古尔矿床位于东构造单位。F3断裂为压扭性平移逆断层,走向约60°,倾向北西,倾角约70°~85°,北西盘相对上升,南东盘相对下降。该断层造成了东西两个构造单元地层及矿体的明显错动,水平断距在300~450m之间。初步判断该断层具有隔水性质,发育期为喜马拉雅中期。该断裂对蒙其古尔矿床的叠加富集具有决定性的意义[5,6]。图2 伊犁盆地南缘扎吉斯坦地段构造略图1—白垩系;2—中下侏罗统水西沟群;3—中石炭统东图津河组;4—地层不整合线;5—煤层及烧结岩;6—逆断层2.3 水文地质特征2.3.1 地下水补给条件察布查尔山北坡古生界蚀源区及砂体露头区是矿区侏罗系水西沟群含水层组地下水的补给区,补给形式主要有地表水补给、大气降水补给、第四系潜水和基岩裂隙水补给。矿区侏罗系向北东单斜缓倾,倾角3°~8°,与第四系呈微角度不整合接触,侏罗系含水层组开启部位与潜水含水层底部直接接触,为潜水补给提供了入渗通道。古生界基岩裂隙水通过从山前入渗第四系潜水并随之补给侏罗系含水层组,是侏罗系含水层组地下水的又一补给来源。2.3.2 地下水径流条件矿床东边界为F3阻水断裂,地下水流向在355°~27°之间(图3);水位埋深在134.58~233.71m之间(表1),水头高度小于50m,说明该地段具弱承压性,渗透系数在0.10~0.57m/d之间,水力坡度0.044,地下水流速0.0044~0.025m/d。其中,20~36号线地段、56号线地段的矿体均属承压区范围,40~44号线矿体的大部分、48号线矿体处于非承压区。2.3.3 地下水排泄条件据遥感解译(陈建昌等,1995),扎吉斯坦村以北约1km处存在一近东西向的隐伏断裂,其两侧出露有地下泉水,且水中H2S含量较高,该隐伏断裂带构成了矿区地下水的局部排泄源[7]。图3 扎吉斯坦铀矿床西部地段水动力场分析1—地下水水位标高等值线及数值(m);2—含矿含水层顶板标高等值线及数值(m);3—承压区与非承压区分界线;4—铀矿体;5—地下水流向;6—勘探线及编号(20~36号线地段、56号线地段的矿体均属承压区范围,40~44号线矿体的大部分、48号线矿体处于非承压区)表1 扎吉斯坦矿床含矿含水层水文地质参数2.3.4 地下水水化学特征地下水类型为HCO3·SO4-Na·Ca、SO4·HCO3-Na·Ca、SO4·HCO3·Cl-Ca· Na及Cl·HCO3-Ca·Na型(表2),水温11~15℃,pH 值为6.10~8.01,矿化度为0.56~1.16g/L,属中酸性、弱碱性低矿化度淡水,水中Eh值为-228~+283mV;水中U:7.00×10-7~2.93×10-4 g/L,R n为21.13~837.49Bq/L。表2 扎吉斯坦铀矿床含矿含水层水化学参数续表2.4 层间氧化作用及铀矿体2.4.1 空间分布特征扎吉斯坦铀矿床矿化类型有砂岩型、泥岩型和煤岩型3类,砂岩型铀矿化在规模上占绝对优势。砂岩型铀矿化的产出层位可分为V1、 、 亚旋回3层, 含矿砂体为工业铀矿化的主要赋矿层位。矿体的空间分布与层间氧化带前锋线紧密相关,层间氧化带前锋线和铀矿体呈“港湾”状弯曲形态,由于 砂体中部泥质夹层阻隔的作用,在矿区中部层间氧化带被分割为上、下两层,下层 沿倾向延伸远,宽2000~2500m,前锋线位于上层 前锋线以北500~1600m范围,上层宽800~1200m,上、下分层均控制较好的工业铀矿化,因此在矿区南、北形成两条工业铀矿带,在工业矿体的边缘(偶尔在内部)分布着表外矿体(图4)[8~10]。图4 扎吉斯坦铀矿床第Ⅴ旋回矿体平面分布图1—勘探线及钻孔;2— 工业铀矿体;3—V1或 工业铀矿体;4—表外铀矿体;5— 层间氧化带前锋线;6— b层间氧化带前锋线;7—逆断层;8—地层界线/煤层2.4.2 层间氧化带分带特征扎吉斯坦矿床具备层间氧化带砂岩型铀矿床的一般特征,按地球化学性质和铀矿化赋存空间可将矿区层间氧化带划分为氧化带、过渡带和原生岩石带。其中氧化带又可分为强氧化亚带、中等氧化亚带和弱氧化亚带;过渡带可分出褪色亚带(酸化前锋)和铀矿石亚带;据铀品级可进一步分出富矿石亚带、一般矿石亚带、贫矿石亚带、含铀间隙水亚带[11]。各亚带特征见表3。表3 层间氧化带分带及其物质成分特征层间氧化带各亚带岩石的常量元素、有机质、铀及其伴生元素显示一定的变化规律:Fe2O3从氧化带至原生岩石带逐渐降低,过渡带的高含量还原剂使水中部分铁离子还原沉淀,FeO含量在过渡带最高[11]。二价铁在氧化带含量为0.07%,还原带为0.35%,过渡带最高,为0.62%。三价铁在氧化带含量为0.97%,还原带为0.65%,过渡带最低,为0.51 %。有机碳、硫化物含量从氧化带至原生岩石带逐渐增高,在过渡带含量最高,变化系数最大,表现出富集且分布不均匀的特点;还原带略有降低,相对来说,它们在氧化带的含量最低且变化系数最小;过渡带有机碳含量为氧化带的8.2倍、还原带的1.4倍,过渡带硫化物含量为氧化带的3.4倍、还原带的1.2倍(图5)。2.4.3 矿体特征受勘查范围和当时对铀矿化特征认识不足的影响,扎吉斯坦矿床范围的划定未考虑基本构造单元因素,矿床勘查和提交范围超过扎吉斯坦河断裂(F3)进入蒙其古尔矿床范围。以扎吉斯坦河断裂为界,断裂以北扎吉斯坦矿床主矿体长度约3500m,宽50~300m,矿体埋深在170.35~308m之间,标高在1028~1130m之间。矿体埋深总体表现为南浅北深、西浅东深。矿体产状与含矿砂体一致倾向北,倾角2°~9°。矿体形态为卷状、板状和少量透镜体状。典型的卷状矿体主要分布在16号线附近,卷头长一般50~100m,厚5.0~11.2m,翼部长50~200m,厚1.9~3.9m;板状矿体主要分布在12号线、0号线和扎南的大部分地段,矿体厚度一般为1.0~4.0m,在剖面上延伸长150~450m;透镜状矿体分布在N7线,平面上呈“孤岛状”产出,多为单孔产出,长度一般小于100m,厚2.7~5.5m,矿体尖灭较快(图6)。图5 层间氧化带各分带铀及伴生元素含量变化关系图6 扎吉斯坦矿床地段典型矿体形态矿体厚度变化范围为0.90~14.75m,平均为5.13m,变化系数为56.11%;单工程品位变化范围为0.0106%~0.3272%,平均为0.0379%,变化系数为114.64%;单工程平米铀量一般为1.00~37.73kg/m2,平均为4.00kg/m2,变化系数112.02%。2.5 矿石特征矿石的自然类型为层间氧化带疏松砂岩型铀矿。矿石中矿物以石英为主,占矿物总量的69.1%,黏土矿物占20.4%,钾长石占9.7%,其他成分有钠长石、碳酸盐、赤铁矿、黄铁矿等,平均含量均小于0.5%。黏土矿物有高岭石、绿泥石、伊利石及伊蒙混合物,以高岭石为主,占黏土总量的53.6%;其次为伊利石,占23.2%;伊蒙混层占14.2%绿泥石占8.8%,不含蒙脱石。重砂分析表明,矿石中含有锐钛矿、钛铁矿、磁黄铁矿、锆石、尖晶石、石榴子石褐帘石等微量的重矿物。除矿物成分外,矿石中还含有少量有机物质,主要为炭化植物碎屑,其次是由植物碎屑分解形成的腐殖质、腐殖酸及H2S、CH4等气体。矿石中有机碳的平均含量为0.35%。矿石中的铀主要以独立铀矿物、分散吸附状态两种存在形式为主,有少量以类质同象等形式存在于其他矿物中。铀矿物主要以沥青铀矿形式存在,沥青铀矿在样品中占80%以上。有少量钛铀矿、类钛铀矿、铀石。2.6 伴生矿产伴生元素分析结果表明:矿石中伴生元素主要有Se、Mo、Re、Ge、Ga、V 等,其总体变化趋势从氧化带到过渡带含量升高,但富集部位又有差异。Mo和V 矿化或异常产出于还原带靠近铀矿石带一侧;Re分布在铀矿石带内,与铀矿化空间位置基本一致;Se矿化产于层间氧化带前锋线内侧,靠近弱氧化带;Ga矿化则分布范围很宽,整个铀矿石带均有分布(图7)。图7 01614钻孔剖面上U与Se、Mo、Re、Ga相关性曲线1—黄色含砾粗砂岩;2—灰色含砾粗砂岩;3—黄色中细砂岩;4—灰色中细砂岩;5—U元素;6—Se元素;7—Mo元素;8—Re元素;9—Ga元素2.7 成矿年龄及成矿期次核工业二一六大队与南京大学合作开展了矿石物质成分研究和成矿年龄研究,测定砂岩铀矿成矿年龄为(11.7±0.3)Ma(全岩U-Pb年龄,分选富集后样品铀含量达2.71%)。核工业二〇三研究所对取自扎吉斯坦矿床的富矿石开展了全岩铀-铅法等时线年龄测定,结果是8Ma。与此同时,核工业北京地质研究院秦明宽对取自库捷尔太和扎吉斯坦矿床的矿石测定了全岩铀-铅年龄,铀成矿年龄从158Ma(相当于J3)至0.7Ma之间,共有6组年龄,其中156Ma为泥岩蚀变年龄(潜水氧化年龄);66Ma、30~51Ma和25~15Ma为砂岩蚀变年龄;矿石年龄集中于12~2Ma(上新世)和2~0.7Ma(再造增富阶段)。上述3个单位所做结果基本一致,均为上新世。扎吉斯坦地段层间氧化带呈多阶段发育,矿化则随之经过多次改造并逐渐富集。3 主要成果和创新点3.1 主要成果1)基本查明了矿床铀矿化特征、矿石物质成分及主要控矿因素;详细查明了矿床地球物理特征、矿体铀镭及镭氡平衡破坏规律。探明的地浸砂岩型铀矿资源储量达到中型规模。2)基本查明了扎吉斯坦河断裂(F3)以西构造及地层特征,对扎吉斯坦河断裂(F3)空间分布、形成时间和活动形式有了较清晰的认识。初次对扎吉斯坦河断裂以东(蒙其古尔地区)成矿地质条件做了有益的探索,为蒙其古尔地区找矿勘查提供了线索。3)通过水文地质孔抽(注)水试验及前人资料整理研究,查清了矿床的水文地质构造及 含矿含水层的结构、分布、规模、埋深。获取了 含矿含水层的水文地质、水文地球化学参数,为地浸开采可行性评价提供了重要依据。3.2 主要创新点3.2.1 成矿理论的深化创新作为伊犁盆地南缘第二个发现和勘查的矿床,项目组在库捷尔太砂岩型铀矿床控矿因素和成因分析的基础上,初步认识到伊犁盆地南缘砂岩铀矿床成矿要素之中主控因素和次要因素的区别。针对扎吉斯坦矿床提出了更为简化的矿床控制因素和成因,认为:1)岩相、岩性是根本因素。扎吉斯坦铀矿床含矿砂体为扇三角洲平原-前缘过渡相水上、水下分流河道沉积物,具有较理想的砂体结构构造、物理机械性质和还原剂含量成矿地质条件,是砂岩型铀成矿的有利相区。岩性上,含矿主岩岩屑砂岩和长石岩屑砂岩的碎屑物质主要来源于蚀源区中酸性火山岩、火山碎屑岩和花岗岩,具有较高铀背景值。2)层间氧化带是成矿的主导因素。层间氧化带在原生还原砂体中发育时,不仅使岩石发生不同程度的氧化蚀变,同时导致岩石的地球化学环境(pH 值、Eh值)发生一系列改变,并在氧化带前缘形成氧化-还原地球化学障,铀在强烈蚀变的岩石中活化,通过迁移,在地球化学障上沉淀、富集。铀矿体的产出严格受层间氧化带控制,矿体产于氧化-还原过渡带。3)黄铁矿、有机质等物质是铀沉淀的重要因素。伴随着层间氧化带的发育和黄铁矿的氧化,形成的H2SO4离解的H+能降低环境介质的pH 值,有利于铀的沉淀。对铀有还原作用的浅变质植物碎屑在微生物参与下通过一系列分解反应,产生H2S、CH4等烃类气体,导致有机质周围的Eh值急剧下降,并能使介质由碱性向中性转变,最终使水溶液中的U6+还原沉淀。4)断层对铀成矿具分割控制作用。虽然由于扎吉斯坦河断层(F3)东盘的研究和勘查程度较低,项目组对断层东盘蒙其古尔地区的成矿条件认识不足,但项目组已认识到扎河断层发育的时间早于主成矿期,在断层东、西两盘形成各自的水动条件及层间氧化带,因而导致断层两盘层间氧化带与铀矿体发育的规模、形态、位置截然不同。5)现代继承性水系对成矿有积极意义。矿区山前发育的扎吉斯坦河为常年性河流,现代平均流量可达33000m3/d,河床第四纪以来一直在矿区20~0号线地段摆动,对矿区地下水的补给、层间氧化带的充分发育和铀矿化叠加富集有积极作用。3.2.2 勘查工作方法的创新首次应用“一种用于铀还原沉淀成矿测定的氧化-还原电位测井仪”专利授权技术,成功预测了层间氧化带变化趋势,为铀矿体的定位提供了依据,可以准确预测、缩小靶区、定位铀矿体产出空间部位,提高了找矿效率。3.2.3 地浸开采方式的创新扎吉斯坦地区普查过程中已发现20~70勘探线之间地下水水位埋深大,含矿含水层地下水处于非承压状态,无法采用正常的地浸开采工艺。新疆中核天山铀业有限公司于2000年正式开始扎吉斯坦矿床的地浸开采工艺试验,矿山开采试验阶段对铀矿产资源的充分利用做了大量研究工作,尤为突出的是在矿床36~58线通过人工干预含矿含水层地下水水位,改变地下水承压性质方面做了大量的科研和试验工作,通过人工抬高及控制地下水位开采处于地下水非承压区的铀矿体,最终在矿床疏干地段地浸采铀试验获得成功。4 开发利用状况1995年,核工业新疆矿冶局和核工业第六研究所在扎南N0勘探线地段进行了现场条件试验和室内溶浸试验(哈萨克斯坦沃尔科夫地质企业参与了室内溶浸试验)。结果表明,用酸法浸出,铀的浸出率、浸出液铀浓度、单孔注液量及抽液量均较理想。2000~2003年,中核天山铀业有限公司又在16勘探线地段进行地浸可行性试验及工业试验并取得成功。自2002年至今,已在矿床16~7线开拓9个采区。5 结束语扎吉斯坦矿床是伊犁盆地南缘铀成矿带上探获的第二个勘查的地浸砂岩型铀矿床,规模为中型。通过首个矿床库捷尔太矿床的勘查和研究,我国砂岩型铀矿地质工作者对地浸砂岩型铀矿理论已有初步了解和认识,扎吉斯坦矿床的勘查既是砂岩型铀矿理论的成功应用,又是理论认识深化的过程。在矿床勘查过程中,项目组已注意到简化控矿因素和区分各成矿要素的主次关系。通过与库捷尔太矿床的对比研究,两矿床的共性和差异已得到初步揭示,砂岩型铀矿理论得到进一步总结和深化,这对伊犁盆地铀矿找矿勘查推进作用是很大的。随着扎吉斯坦矿床16~70号勘探线间地浸试验的成功,2013年扎吉斯坦矿床18~70线勘探启动。通过勘探,矿体在58~70线扩大并有向西北延伸的趋势,结合扎吉斯坦矿床西北方向的乌库尔其矿床及外围的勘查成果认为,扎吉斯坦矿床和乌库尔其矿床之间的阔斯加尔地区具有一定的成矿潜力。参考文献[1]张金带,徐高中,等.中国北方6种新的砂岩型铀矿对铀资源潜力的提示[J].中国地质,2010,37(5):1434-1449.[2]王保群.伊犁盆地南缘可地浸砂岩型铀矿的重大突破[J].新疆地质,2002,20(2):106-109.[3]王成,王保群.《新疆伊犁盆地南缘可地浸砂岩型铀矿勘查研究及资源评价》项目内容摘要[J].纪念李四光诞辰120周年暨李四光地质科学奖成立20周年学术研讨会,2009,308-314.[4]李合哲,李彦龙,阿仲明,等.伊犁盆地南缘铀成矿远景评价[R].乌鲁木齐:核工业二一六大队,1995.[5]王果.新疆造山-造盆作用与砂岩型铀成矿[J].新疆地质,2002,20(2):110-114.[6]王果,王成.天山造山带-盆地结合部位铀矿找矿中一些问题的思考[J].第九届全国矿床会议论文集,2008,211-212.[7]黄贤芳,刘禧长,等.伊犁盆地层间氧化带型砂岩铀矿床勘查的遥感技术方法[M].北京:原子能出版社,1999.[8]王正其,等.新疆察布查尔县扎吉斯坦地区70~16号线地段铀矿普查报告[R].乌鲁木齐:核工业二一六大队,1998.[9]殷建华,陈奋雄,等.新疆察布查尔县扎吉斯坦铀矿床第Ⅴ旋回16~7号线地段勘探地质报告[R].乌鲁木齐:核工业二一六大队,2003.[10]王毛毛,康勇,等.新疆伊犁示范基地深查资源工程(扎吉斯坦铀矿床018~070线)地质报告[R].乌鲁木齐:核工业二一六大队,2013.[11]黄世杰.层间氧化带砂岩型铀矿的形成条件下找矿判据[J].铀矿地质,1994,10(1):6-3.我国铀矿勘查的重大进展和突破进-—入新世纪以来新发现和探明的铀矿床实例[作者简介]刘俊平,男,1970年出生,高级工程师。1993年毕业于华东地质学院(现为东华理工大学)地质系铀矿勘查专业,2013年以来任核工业二一六大队一分队队长,一直从事铀矿地质勘查及科研工作。获国防科学技术二等奖1项、三等奖1项,“全国十大地质找矿成果”1项,中核集团公司科技进步二等奖1 项,中国地质调查成果二等奖1项。
2023-08-26 08:05:191

中国核工业地质局的历史背景

我国铀矿地质事业是在党和国家第一代领导人的亲切关怀下创立的,是发展我国原子能事业的先行与基础。中国核工业地质局是负责我国放射性矿产资源勘查工作的专门机构。1955年4月,在当时国务院第三办公室的领导下,地质部第三局在北京成立,它就是中国核工业地质局的前身。上世纪末,根据国家对地勘队伍管理体制调整改革的要求,核地质系统共有77个核地勘单位、近6万人的队伍整建制实行属地化管理。中国核工业总公司地质总局更名为中国核工业地质局,保留了13个单位、近6000人,继续履行国家放射性矿产资源战略性勘查的职责和使命。中国核工业地质局现有在职职工近3500人,其中60%以上为专业技术人员,研究员级高级工程师129人,高级工程师526人,有33人具有博士学位,有147人具有硕士学位,拥有性能优良的各类专业找矿勘查设备1000多台套。目前,一支队伍精干、装备精良、技术精湛的铀矿地质“精兵”队伍已初步建立,具备承担国家放射性矿产资源战略性勘查任务的雄厚实力。
2023-08-26 08:05:301

请问谁知道中南二0九队第六队是属于什么兵种吗?还有属于哪个部门?

中南二0九队第六队206的前身有两源:一是中南三0九队六分队,1956年1月3日成立,王毅任代队长,李善性任党总支书记,1957年1月更名为二0九队五分队,驻开阳县白马洞。二是二0九队青海分队,1956年3月在北京成立,杨秀春任队长,罗生禄任副队长兼党总支书记。1957年2月整体南迁贵阳市,更名为二0九队四分队。1958年8月,根据第二工业部和贵州省委指示,上述两个队合并,成立“贵州省第三地质队”,又称贵州省铀矿地质队,受二机部和贵州省委的双重领导。此后的六十多年中,贵州省第三地质队先后更名为:中南二0九队第六队二机部三局二0六地质大队核工部地质局二0六大队核工业西南地质勘探局第二0六大队核工业西南地质局二0六大队贵州省核工业二0六地质大队贵州省核工业地质局贵州省有色和核工业地质局七总队无论名字如何变换,在人们心里,她的爱称,都叫“206”。60多年的岁月中,206队部基地经历了七次搬迁:1956年,从遵义市搬迁到贵阳市中华南路92号1957年,从贵阳市搬迁到开阳县白马洞1958年,从白马洞搬迁到贵阳市1965年,从贵阳市搬迁到印江县芙蓉坝1970年,从印江县搬迁到遵义县鸭溪1973年,从鸭溪搬迁到福泉县马场坪1998年,从马场坪搬迁到贵阳市龙洞堡206的重要历史阶段创业阶段(1955年——1985年)发现并提交西南第一个铀矿床,也是我国早期发现并提交开采的大型铀矿床之一;足迹遍步贵州的山山水水,探明及掌握了全省铀矿情况,为国防建设作出了应有的贡献。改革阶段(1985年——1999年)进行第二次创业,从单一的铀矿地质向多种经营方式转变,顺利实现了基地的整体搬迁,“安居乐业”的愿望得到满足。融入地方经济社会阶段(1999年至今)
2023-08-26 08:05:441

宁夏惠安堡铀矿床

李保侠(核工业二〇三研究所,陕西 咸阳 712000)[摘要]典型层间氧化带砂岩型铀矿产出于次造山带构造背景且具有缓倾斜坡带的中新生代盆地。惠安堡地区大地构造背景处于鄂尔多斯盆地西缘褶断带马家滩断褶带。地浸砂岩型铀矿的一般评价准则认为断褶带不利于后生铀成矿作用,但近几年的找矿探索证明断褶带后生铀成矿既有典型层间氧化带砂岩型铀矿的一些特点,也有自己的特殊性。鄂尔多斯盆地西缘推覆构造带中的反冲带多见东倾的反冲断层,最东部反冲断层的上、下盘是铀矿化集中的地方。正是这些反冲断层使找矿目的层上升,接近地表与含氧含铀地下水发生水力联系,地下水得以对目的层进行更深入、更彻底的改造,形成层间氧化和铀矿化。[关键词]鄂尔多斯盆地西缘;逆冲断褶带式;层间氧化带砂岩型铀矿1 发现和勘查过程惠安堡铀矿床位于宁夏回族自治区吴忠市盐池县惠安堡镇东北30km,行政隶属盐池县冯记沟乡。矿区附近有太-中-银、包-兰、宝-中铁路及211、307国道及太中银、青银高速公路。省县级盐兴公路、大马公路及村镇公路穿越矿区,交通方便。矿床为2005年核工业二〇三研究所在实施《鄂尔多斯盆地西南缘1∶25万砂岩型铀资源区域评价》项目过程中所发现。2005~2011年先后开展了2年综合区调、3年1∶25万区域评价和2年铀矿预查,共投入钻探工作量73639m、钻孔174个,其中矿区60274m、钻孔137个。矿床达地浸砂岩型铀矿中型规模。矿区外围矿产有石油和煤炭,是宁东能源化工基地的重要组成部分。2 矿床基本特征鄂尔多斯盆地基底为前震旦纪和古生代变质岩系和花岗岩;盆地盖层为三叠系、侏罗系、下白垩统志丹群(六盘山群)、古—新近系和第四系。中下侏罗统为一套湖沼相、河流相为主的含煤碎屑岩建造,厚度数百米,是煤炭和砂岩型铀矿赋矿层位,白垩系志丹群亦为砂、泥岩型铀矿的赋矿层位。鄂尔多斯盆地次级构造单元西缘褶断带是一条南北向展布的长约600km的巨型构造带,具有非常明显的分段性。依据构造属性从北到南依次划分为桌子山段、横山堡段、马家滩段、沙井子段和六盘山段。马家滩段北起牛首山断裂,南至海原-甜水堡断裂,长约110km,由规模较大、南北走向的青铜峡-固原断裂、韦州-安国断裂、青龙山-平凉断裂、惠安堡-沙井子断裂和马儿庄断裂等5条主干逆冲断裂分隔开的罗山、韦州、石沟驿、烟墩山等4个冲断席组成,具有典型的逆冲推覆构造特征,断面均向西倾斜,向东逆冲。4个冲断席再向东分别为前缘带(推覆前缘带+反冲带)和前缘外带(盆地本部)[1~3]。天环向斜轴线大致在布伦庙—姬塬—泾川一线,古生代表现为西倾斜坡,晚三叠世才开始出现拗陷,沉积中心在灵武—石沟驿—平凉一带。侏罗纪、早白垩世拗陷断续发展,沉降中心逐渐向西向北偏移,天环向斜东翼平缓、西翼陡峭。惠安堡矿床位于鄂尔多斯盆地西缘褶断带马家滩段马家滩断褶带和天环坳陷过渡部位,由金家渠和冯记沟两个地段组成。2.1 地层矿区地层主要有中—下侏罗统延安组(J1-2y),中侏罗统直罗组(J2z)、安定组(J2a),下白垩统志丹群(K1zh)、古近系(E)和第四系(Q)。中—下侏罗统延安组为一套陆相碎屑岩含煤建造,砂岩中发育碳屑及黄铁矿。下段为浅灰、灰色、浅黄色砂岩夹深灰、灰黑色粉砂岩、炭质泥岩和多层煤;中段为深灰色粉砂岩、泥岩与煤互层;上段为浅灰、灰色、褐黄色砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层。上、下段为辫状河沉积组合,中段为浅湖三角洲相沉积组合。延安组为惠安堡铀矿床含矿层位之一。中侏罗统直罗组分上、下两个岩性段,与下伏延安组呈假整合接触,多围绕几个背斜核部在延安组外侧不对称展布。直罗组下段为辫状河沉积,岩性为灰色、浅灰色、黄色、浅黄色中粗砂岩,多为厚层状、块状,局部见板状层理,含碳化植物碎屑及黄铁矿,地层泥—砂—泥结构发育完善。上段为一套曲流河沉积,岩性为灰色、灰绿色、杂红色泥岩、粉砂岩夹细砂岩,岩石分选好,磨圆中等,厚度不稳定,渗透性较差。中侏罗统直罗组为惠安堡铀矿床主要含矿层。中侏罗统安定组以杂色(棕红、褐灰、褐紫、灰绿、黄褐色)泥岩、粉砂岩、细砂岩为主,夹中、粗长石砂岩,局部含砾,厚0~370m。与下伏直罗组整合接触。为一套干旱气候条件下的三角洲、河流及滨湖相红色建造。古近系岩性以紫红色黏土、粉砂及砂砾石构成,局部有泥灰岩及石膏,厚度一般40m左右。2.2 构造马家滩断褶带西起老盐池和烟墩山断层,东至马柳断层,由烟墩山冲断席和前缘带组成,南北长近110km,呈北宽(30km)、南窄(5km)的楔形体。受构造运动影响,地层褶曲比较发育,以核部走向北北西的复向斜、复背斜为主,自西向东有烟墩山向斜、沈家庄-杨庄背斜、叶庄子-小沙湾子向斜、积家井-甜水堡背斜、海子湖-贺家窑向斜、周家沟-于家梁背斜、尖儿庄背斜、长梁山-马家滩向斜、鸳鸯湖-冯记沟背斜(表1)[1~3]。表1 马家滩断褶带惠安堡地区褶皱一览表冯记沟背斜总长60km。北段呈北北西向延伸,马家滩以南转为近南北向,褶皱的枢纽形成了两个穹窿构造,一个位于石槽村以北,另一个位于马家滩以北4km处,由延长群、延安组及直罗组组成核部地层,两翼地层为延安组、直罗组和安定组[1~3]。尖儿庄背斜长22km,轴向呈北北西向延伸,轴面微向西倾,西翼倾角15°~250,东翼倾角5°~25°,南端略翘起,西翼受杜窑沟断层切割,东翼受李新庄断层和金家渠断层的影响而不完整,断距达数百米,由延长群、延安组构成核部,两翼依次为延安组、直罗组和安定组[1~3]。区内断裂构造发育,多为逆断层,少量为横断层。断层走向以北西、北北西为主,倾向南西、北东几近各半,倾角50°~70°。李新庄断层可能是区域上的马儿庄(摆宴井)断裂,它和马柳断层之间构成前缘带。金家渠断层(F3)走向近南北,倾向东,倾角50°~60°,长约15km,中间被古城台、马儿庄横断层切割。从南到北倾角变大,断距逐渐变小变大又变中,21号剖面断距最小达210m,向北A8号剖面断距最大达2000m,再向北4号剖面断距达760m。马柳断层是西缘褶断带和天环坳陷(前缘外带)的分界断裂,它在区域上称车道-阿色浪断裂。2.3 矿带特征2.3.1 矿带空间分布、规模、形态金家渠地段围绕尖儿庄背斜和金家渠断层分布有Ⅰ号铀矿带、Ⅱ号铀矿带和Ⅲ号铀矿带。Ⅰ号矿带断续长5.4km、走向近南北。Ⅱ号矿带断续长10km,走向北东-南西。Ⅲ号矿带断续长2.4km,走向北西—东南—南北[1,2] 。冯记沟背斜东翼直罗组下段矿带长1.0km,走向近南北;背斜西翼矿带长0.3km,走向北东-南西。背斜东翼直罗组上段4个长0.4km的铀矿带走向近南北[1,2]。目前发现的铀矿化(体)以板状矿体为主,次为卷状,卷状主要发育在直罗组中,板状、透镜状矿体在各含矿层中均有发育(图1,图2)[1,2]。图1 惠安堡矿床金家渠地段13号勘探线地质剖面图1—第四系;2—直罗组上段;3—直罗组下段;4—延安组;5—砂岩;6—泥岩;7—地质界线;8—钻孔及其编号;9—氧化带前锋线;10—伽马曲线;11—铀矿体;12—铀矿化图2 惠安堡矿床冯记沟地段133号勘探线地质剖面图1—第四系;2—直罗组上段;3一直罗组下段;4—延安组;5—砂岩;6—泥岩;7—地质界线;8—钻孔及其编号;9—氧化带前锋线;10—伽马曲线;11—铀矿体;12—铀矿化2.3.2 矿体品位、厚度及埋深矿体厚度变化范围1.00~6.20m,平均为3.66m,变异系数为0.50,属于中等程度变化。平米铀量变化范围1.01~3.49kg/m2,平均1.84kg/m2,变异系数为0.45。总体来看,平米铀量变化不大、较稳定。品位变化范围0.0120~0.0385%,平均0.0230%,变异系数0.36,品位变化稳定,属品位较低矿石[1]。矿体埋深300~400m,个别超过500m(ZKF133-5)[1] 。2.4 矿石特征2.4.1 铀矿化类型铀矿化类型按含矿主岩可分为砂岩型和煤岩型;依据成因可分为层间氧化带型和潜水氧化带两种类型。铀矿化主要产于中下侏罗统直罗组和延安组,受发育于该层位的层间氧化带控制,铀矿化赋存于层间氧化带前锋线及其两翼,铀矿化类型主要为层间氧化带砂岩型,部分铀矿化受潜水氧化带控制。2.4.2 矿石类型、结构构造矿石类型可分为砂岩型和煤岩型两种。砂岩型矿石是惠安堡矿床主要的铀矿石类型,含矿岩性主要为长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩,粒度从粗砂岩至细砂岩均有。依据砂岩型矿石的地球化学性质(或颜色)可分为灰色砂岩型矿石和黄色、红色砂岩型矿石两种类型。煤岩型矿石主要产于延安组煤系地层之中,铀矿化一般分布在顶板为砂岩的煤层中,属潜水氧化带型铀矿化,煤质主要为褐煤。矿石结构构造可分为疏松、较疏松砂岩、钙质砂岩和非钙质致密砂岩矿石。2.4.3 矿石矿物成分矿床赋矿岩石主要为砂岩,以长石砂岩为主,少量岩屑长石砂岩。碎屑以石英、长石和岩屑为主,其次为黑云母、白云母、绿泥石,少量碳屑和重矿物。少量自生矿物(黄铁矿和黏土矿物)。2.4.4 矿石化学成分及伴生矿产矿石主要为灰色砂岩矿石,极少量泥岩矿石。直罗组下段疏松—较疏松砂岩型铀矿石中,硅铝质组分(SiO2+Al2O3)为80.56%~90.40%,呈高硅酸型铀矿石,其他成分所占份额较少。少量钙质砂岩铀矿石,其中硅铝质组分(SiO2+ Al2O3)为61.36%~65.99%,碱质组分(CaO +M gO)为11.82%~12.96%,烧失量达成13.4%,矿物组成为碳酸盐类矿物,呈胶结物形式存在,同时含少量黄铁矿。直罗组上段伴生元素归类分析和伴生素分类统计结果表明,除Se外,V、Mo、Re、Sc、Ga、Ge均未达到综合利用指标(表2)。表2 惠安堡地区直罗组下段后生蚀变带伴生元素特征 (wB/10-6)2.4.5 铀赋存状态及铀、镭平衡情况(1)铀的存在形式通过放射性α径迹照相可知铀赋存形式主要以吸附状为主,有少量铀矿物。铀主要由Fe-Ti氧化物和黄铁矿吸附,少量云母、黏土质等吸附。Fe-Ti氧化物多为含铀的白钛石化碎屑。铀矿物主要为沥青铀矿、铀石。(2)铀、镭平衡情况对矿区85块直罗组矿石样品进行了铀-镭平衡分析,绝大多数偏铀,占70.6%,平衡占20.0%,偏镭占9.4%。统计发现,铀-镭平衡系数与铀的品位具有负相关性,铀的品位越高,铀-镭平衡系数越低,表明品位较高矿石正在遭受地下水的改造发生富集。单个样品铀-镭平衡系数(Kp)变化较大(0.30~1.73)。2.4.6 后生蚀变后生蚀变以赤铁矿化、褐铁矿化氧化蚀变为主,表现为层间氧化带和潜水氧化带。局部后生还原蚀变表现为黄铁矿化和油、气还原作用。断褶带型砂岩型铀矿后生蚀变层间氧化带分带性不是非常明显,但仍然可以粗略地分为氧化带、过渡带(矿石带)、铀晕带和原生带4个带。不同分带在岩石的颜色、自生矿物组合、有机质含量和伴生元素等方面具有一些差异[,45]。2.4.7 成矿年龄10个矿石样矿物同位素年龄测定成矿年龄均属于新生代。北部磁窑堡地区U-208 Pb表观年龄为59.2Ma、21.9Ma,属于古近纪古新世和新近纪中新世早期;南部惠安堡地区U-208Pb表观年龄为6.2Ma、6.8Ma,属于新近纪中新世晚期。3 主要成果和创新点3.1 进一步明确了金家渠、冯记沟地段背斜形态、地层产状及断裂构造特征金家渠断层(F3)的识别和研究使我们对金家渠地段构造、地层和层间氧化带等展布格局有了新的认识。F3不单是一条断层,而是束状断裂组合。由于F3反冲和平移作用使得尖儿庄背斜东翼部分地段延安组、直罗组叠置出现,后期含铀含氧地下水沿着尖儿庄背斜轴部及东翼侧向运移在直罗组下段、延安组形成3套氧化带和铀矿化。3.2 进一步明确了金家渠、冯记沟地段层间氧化带、铀矿带展布特征惠安堡地区围绕较大背斜的轴部及东、西两翼,直罗组上、下段发育大规模层间氧化现象,延安组发育规模适中的层间氧化现象。氧化砂岩大多为浅黄色、淡黄色、褐黄色,局部为浅红色,以褐铁矿化为主,次为赤铁矿化。金家渠地段尖儿庄背斜东翼F3上盘直罗组下段Ⅰ号层间氧化带长5.4km,走向近南北,向东发育;F3下盘直罗组下段Ⅱ号层间氧化带长10km,走向北东-南西,向东发育;延安组Ⅲ号层间氧化带长2.4km,走向北西—东南—南北,向东发育;尖儿庄背斜南端西翼氧化带长1.4km,向西发育。冯记沟地段冯记沟背斜东翼直罗组下段氧化带长5km,走向近南北,向东发育;直罗组上段氧化带长1.4km,走向近南北,向东发育;背斜西翼直罗组下段氧化带长3km,走向近南北,向西发育。金家渠地段Ⅰ号、Ⅱ号和Ⅲ号层间氧化带分别控制了Ⅰ号铀矿带、Ⅱ号铀矿带和Ⅲ号铀矿带。冯记沟地段背斜东、西翼直罗组上、下段铀矿带同样受层间氧化带控制。3.3 总结了断褶带砂岩型铀成矿特点、控矿因素和成矿模式断褶带后生铀成矿既有典型层间氧化带砂岩型铀矿的一些特点,如主要受层间氧化带控制、前锋成矿、氧化带存在宏观、微观及微量元素分带性等,但也有自己的特殊性,如构造起主要作用、双向氧化和成矿等。断褶带砂岩型铀成矿具有砂体厚度较大,地下水近源、短途、双向径流、形成多个复杂局部水动力系统,沿背斜东、西两翼发育的层间氧化作用具有期次多、双向发育、层数多、氧化深度大、倾向延伸较短、纵横方向厚度变化较大、连续性较差、水解蚀变作用弱等特点;铀矿化具有期次多、品位较低、厚度较小、矿化分散、层数较多、深度较大、翼部成矿较强、前锋成矿较弱、矿化纵横连续较差、矿后改造较强等特征。复背斜是控制层间氧化带和铀矿化的主要和直接因素,断裂作用对铀成矿有促进作用;铀矿化明显受背斜东、西两翼双向发育的层间氧化带控制。复背斜和断裂构造背景下多个相对独立的地下水动力系统对铀成矿有重要控制作用。另外铀矿化与炭质及黄铁矿等还原物质关系密切,油气还原、热液改造参与了铀成矿。惠安堡地区铀矿化特征及空间分布特点表明,该区铀矿化是独具特色的、受断褶带构造背景控制的局部性层间氧化带砂岩型铀矿。形成经历了早中侏罗世沉积预富集阶段→晚侏罗世西缘褶断带构造格局形成与潜水氧化铀矿化富集阶段→晚白垩世—渐新世层间氧化主成矿阶段→成矿停止→中新世层间氧化次成矿阶段→上新世局部油气、热液改造等6个阶段成矿演化过程。3.4 为在构造活动区寻找砂岩型铀矿提供了一个范例典型层间氧化带砂岩型铀矿产出于次造山带构造背景且具有缓倾斜坡带的中新生代盆地。惠安堡地区大地构造背景处于鄂尔多斯盆地西缘褶断带马家滩断褶带。经典的水成铀矿理论和评价准则认为断褶带不利于后生铀成矿作用。几年来,我们以“构造活动区寻找相对和缓构造部位”为指导,不断丰富砂岩铀矿成矿理论,落实了地浸砂岩型中型规模铀矿床,探索证明断褶带后生铀成矿既有典型层间氧化带砂岩型铀矿的一些特点,也有自己的特殊性。惠安堡地区沉积和构造发展演化显示,该区虽处于西缘褶断带构造活动区,经历了多期次构造运动和改造,形成复背斜和复向斜,构造格局相对复杂,致使本区缺少区域性的构造斜坡带。但是,从构造演化和构造作用方式上分析,该区南北向展布的褶断带构造格局主要形成于第Ⅲ幕燕山运动(J3)阶段,而之后的第Ⅳ、Ⅴ幕燕山运动、喜马拉雅运动在区内均以差异抬升运动为主,再未发生强烈的构造水平挤压变形,处于构造相对和缓的稳定期。含矿层侏罗系的展布主要受控于宽缓褶皱和断裂构造,存在相对稳定单斜构造区。同时,第Ⅳ、Ⅴ幕燕山运动以来的多次抬升、剥蚀作用使侏罗系在背斜核部出露于地表,为大气降水、含氧含铀地下水向含矿层(砂体)内下渗、淋滤改造提供了有利的条件,含铀含氧水顺着含水层发生双侧向氧化作用,形成层间氧化带。逆冲推覆构造带的前缘带是铀成矿有利区,前缘带发育一系列东倾的叠瓦状反冲断层,最东部反冲断层的上、下盘附近是铀矿化集中的地方。前缘带后期多以差异抬升运动为主,多处于相对稳定的垂直抬升、下降状态,前缘带更是处于强变形后的松弛状态,地下水得以对目的层进行更深入、更彻底的改造。正是这些叠瓦状分布于逆冲推覆体前缘带的最东部的反冲断层(F1、F3)使目的层逆冲上升,接近地表与地下水发生水力联系,形成层间氧化和铀矿化。3.5 扩大了找矿区域和层位早期认为铀成矿作用仅发生在背斜东翼直罗组下段。几年来,我们在背斜西翼及直罗组上段和延安组找到了工业矿带。4 开发利用状况该矿床目前尚未进行矿床开采的工艺试验及专门的工业利用可行性评价。从该矿床目前所查明的地质信息来看,矿床总体上品位偏低、埋深较大、厚度较薄,开发利用前景一般。参考文献[1]核工业二〇三研究所.鄂尔多斯盆地西南缘断褶带铀矿控矿因素及找矿方向研究[R]. 2010.[2]中山大学.鄂尔多斯盆地西部中、新生代构造演化及其与砂岩型铀矿化关系[R].2007.[3]郭庆银.鄂尔多斯盆地西缘中新生代构造演化与铀成矿作用[J].铀矿地质,2010,26(3):137-143.[4]李保侠.鄂尔多斯盆地西缘惠安堡地区铀成矿特点[J].铀矿地质,2010,26(4):201-207.[5]黄净白.试论我国古层间氧化带砂岩型铀矿床成矿特点、成矿模式及找矿前景[J].铀矿地质,2007,23(1):7-16.我国铀矿勘查的重大进展和突破进-—入新世纪以来新发现和探明的铀矿床实例[作者简介]李保侠,男,1962年生,研究员级高级工程师,1983年毕业于桂林冶金地质学院,长期从事铀矿地质勘查和科研工作,主持、参加的项目荣获多项国家、部、局级奖励,公开发表论文、译文多篇。
2023-08-26 08:05:521

内蒙古努和廷超大型铀矿床

康世虎 彭云彪 旷文战 杨建新 黄镪俯(核工业二〇八大队,内蒙古 包头 014010)[摘要]努和廷超大型铀矿床是在20世纪90年代初按照区域层间氧化带型砂岩铀矿找矿思路,采用“大间距、大剖面”钻探勘查手段发现的。至1996年经过对矿床地浸水文地质条件评价,认为不具备地浸开采条件,勘查工作停滞。2006年勘查思路由寻找“区域层间氧化带砂岩型”转变为“沉积-成岩型”,开采思路由“地浸开采”转变为“常规开采”,对矿床进一步开展普查和详查,落实为我国第一个超大型铀矿床。矿床赋存于上白垩统二连组中,矿体埋深浅,延伸稳定,且伴生元素钪(Sc)、硒(Se)等达到综合利用价值,属沉积-成岩型铀矿床。[关键词]努和廷;超大型铀矿床;最大湖泛面;沉积-成岩型努和廷铀矿床是我国第一个超大型铀矿床。矿床位于二连浩特市区西南约30km处,行政区划隶属于二连浩特市额仁淖尔苏木管辖,其东部有G208国道和集二铁路线,交通便利;矿床内地势平坦,属高原低山丘陵戈壁草地的地貌景观。1 发现和勘查过程根据努和廷铀矿床不同勘查阶段的找矿与开采思路的转变,将其发现过程分为就点找矿阶段、区域层间氧化带型砂岩型铀矿找矿与评价阶段和沉积-成岩型铀矿勘查与评价阶段。1.1 就点找矿阶段二连盆地的铀矿找矿工作开始于20世纪50年代,至20世纪80年代末,在乌兰察布坳陷主要开展了地面和航空放射性测量及就点找矿的铀矿勘查工作。1981~1984年,核工业二〇八大队在额仁淖尔—赛汉高毕地区开展了铀矿区调与普查,发现了217铀矿点,矿化点和各类异常点200余个、异常晕700余片。1982~1984年,核工业航测遥感中心开展了全区1∶10万~1∶20万航放及磁力测量,了解了区域放射性物理场特征,发现十余处沉积型航放异常点。1987~1991年,核工业二〇八大队在额仁淖尔—赛汉高毕地区开展了汽车能谱测量,发现了一条长约150.00km、宽约25.00km的γ、U、Th、钋法和活性炭吸附氡测量异常晕复合区。该阶段主要通过伽马测量、地面放射性测量发现的铀异常进行地表追索,先后发现了查干小型铀矿床和136、137、217、812等众多的铀矿化异常点、带,为后期铀矿找矿积累了宝贵的地质资料和丰富的找矿经验。1.2 区域层间氧化带砂岩型铀矿找矿阶段20世纪90年代初,由于地浸砂岩型铀矿具有埋藏浅、规模大、经济易采的特点,并随着苏联、美国等国家地浸开采技术的日渐成熟,层间氧化带砂岩型铀矿成为世界各国的重点找矿类型。1989年中国核工业地质局在核工业二〇八大队组织召开了由原核工业西北地勘局、原核工业东北地勘局、核工业北京地质研究院等单位地质专家参加的二连盆地铀矿找矿论证会,会议确定今后在二连盆地以寻找砂岩型铀矿为主,主攻层间氧化带型铀矿,并在次年由核工业二〇八大队主持编制了《内蒙古二连盆地铀矿找矿及原地浸出采铀试验五年规划》。1990年,核工业二〇八大队按照寻找区域层间氧化带型砂岩铀矿的找矿思路开展工作,采用大间距、大剖面钻探方法在铀异常晕复合区内施工了7个钻孔,其中5个为工业矿孔,发现了努和廷铀矿床,认为该矿床为层间氧化带型砂岩铀矿床[1],经1991~1996年进一步勘查并按地浸砂岩型一般工业指标圈定了矿体,铀资源规模达到了大型。几年间在努和廷铀矿床共施工完成钻孔225个,其中专门水文地质孔13个(组),共完成钻探工作量26000m。1992~1993年核工业二〇八大队与核工业二〇三研究、乌兹别克红色丘陵地质联合体专家合作开展地浸试验选段工作,经过一系列室内试验和现场条件试验,认识到努和廷铀矿床为不适宜地浸的水文地质区,地浸开采存在很多不利因素,用地浸法采铀尚不成熟。由于该矿床地浸开采试验不成功,加之受当时地勘投入急剧下降等因素影响,按当时经济技术指标努和廷铀矿床只能作为“呆矿”处理,所以在1997~2005年勘查工作中断达近十年之久。在此期间,二连盆地的综合研究并没有停滞,其中,对努和廷铀矿床成因没有形成一个统一的认识,核工业科研和生产单位相继提出了包括:“双向物源、双向汇水、双向成矿”、“古潜水氧化、后层间氧化、双成因成矿”、“沉积-成岩、油气作用与表生改造”[2]、“同生沉积后生改造”、“层间氧化带型”、“潜水-层间氧化带加油气还原地球化学垒成矿”、“就油找矿”、“古河道-冲洪积扇(群)找矿”等观点,但均不能很好解释努和廷铀矿床的成因。1.3 沉积-成岩型铀矿勘查与评价阶段2006年,核工业二〇八大队再次对该矿床的成因进行深入分析,认为努和廷铀矿床中的铀矿体主要赋存在上白垩统二连组泥岩、粉砂岩等泥质岩类中,其矿床成因显然不同于砂岩型铀矿,创新性地提出了努和廷铀矿床主要受湖泛事件控制的观点,认为其应为“沉积-成岩型”铀矿床,勘查思路应由寻找“区域层间氧化带砂岩型”转变为寻找“沉积-成岩型”;另外,由于努和廷矿床具有埋藏浅、矿体稳定连续的特点,开采思路由“地浸开采”转变为“常规开采”,对努和廷开展了详查工作和新一轮的评价工作。2006~2009年,中国核工业地质局下达了《内蒙古二连浩特市努和廷铀矿床详查》项目,按Ⅰ类勘查类型完成了努和廷矿床的详查工作,完成钻探工作量35500m,按边界品位0.0300%、边界米百分值0.021m%、最低工业品位0.0500%的铀矿一般工业指标,铀资源储量超过了大型铀矿床最低标准的10倍以上,成为我国第一个超大型铀矿床[3]。2 矿床基本特征2.1 构造特征努和廷铀矿床位于二连盆地乌兰察布坳陷北西部的额仁淖尔凹陷内,额仁淖尔凹陷为一呈北东向展布的东断西超的箕状凹陷,西北部为巴音宝力格隆起,东接阿尔善凸起。额仁淖尔凹陷下白垩统的构造总体呈现为一北东向展布的箕状凹陷,北东部较宽,南西部较窄,面积约1800km2。中国石油勘探开发科学院常承录、王大器等(1990)对发育在额仁淖尔凹陷下白垩统中的构造特征进行了系统研究,将该凹陷进一步分成3个次级构造单元(图1),即淖东洼陷带、中央断裂构造带和淖西断阶带,3个次级构造单元分别以北东向赛乌素断裂、包尔断裂及淖西断裂为界。努和廷铀矿床位于中央断裂构造带中段的鞍部地段。图1 乌兰察布坳陷额仁淖尔凹陷下白垩统构造分区图(据常承录等,1990,有修改)1—蚀源区边界;2—断裂;3—铀矿床;4—油气井位置2.2 地层特征努和廷铀矿床基底及蚀源区主要由二叠纪酸性花岗岩组成,零星出露新元古代变质岩;盖层主要由下白垩统、上白垩统、古近系、新近系和第四系组成(图2)。赋矿层位为上白垩统的二连组。额仁淖尔凹陷是二连组的主要沉积中心,因凹陷东部随后抬升,二连组被部分剥蚀,西部地层保留较好,厚50~120m。该组的岩石地层结构可分为上、下两段(图3)。图2 乌兰察布坳陷额仁淖尔地区地质及矿产分布图1—第四系;2—上新统宝格达乌拉组;3—渐新统呼尔井组;4—始新统伊尔丁曼哈组;5—始新统阿山头组;6—始新统巴彦乌兰组;7—古新统脑木根组;8—上白垩统二连组;9—上侏罗统查干诺尔组;10—新元古界艾勒格庙群;11—燕山期花岗岩;12—华力西期花岗岩;13—地质界线;14—勘探线及编号;15—工业矿孔及孔号;16—矿化孔及孔号;17—异常孔及孔号;18—无矿孔及孔号;19—萤石矿点;20—油田位置图3 努和廷铀矿床上白垩统二连组地层结构柱状图(据焦养泉,2009,有修改)下段的下部为砖红色、黄色含砾中粗砂岩、中细砂岩夹含砾粉砂岩、泥岩等;上部为灰色、灰绿色中细砂岩、粉砂岩、泥岩,结构、成分成熟度较高。自下而上构成两个正韵律组合。该段主要为低位体系域(LST)接受的辫状河沉积。上段的下部为灰色、深灰色泥岩、粉砂岩,夹少量灰色细砂岩;中部为深灰色泥岩夹灰白色泥灰岩;上部为砂质、泥质膏盐层及泥质砂岩。该亚层构成2~3个下细上粗的反韵律组合。铀矿化产在上部砂岩、膏盐与下部泥岩、粉砂岩接触部位的泥岩、粉砂岩中。该段主要为湖泊扩展体系域(EST)和高位体系域(H ST)接受的湖泊和辫状河三角洲沉积。二连组上段为主要赋矿层位,二连组湖泊扩展—高位体系域中主要沉积体系类型为辫状河沉积体系、辫状河三角洲沉积体系和湖泊沉积体系[4](图4)。辫状河沉积体系主要分布在凹陷的边缘部位,呈朵状向凹陷中央延伸;在辫状河三角洲沉积体系中主要识别出了三角洲平原和三角洲前缘两种成因相组合,辫状河三角洲平原分布在苏崩矿床的北西缘、额仁淖尔北西部、努和廷矿床及章古音的南东部有大面积发育,三角洲平原多呈舌状或指状展布;在辫状河三角洲平原与滨浅湖之间发育大面积的三角洲前缘,呈带状和指状展布;湖泊沉积体系中主要识别出滨浅湖和半深湖—深湖两种成因相组合,滨浅湖分布面积较大,包围在半深湖—深湖的周围;半深湖—深湖分布比较局限,主要分布在苏崩、努和廷和章古音一带,往往呈串珠状北东向展布。图4 额仁淖尔地区二连组EST—HST沉积体系分布图(据焦养泉等,2009,有修改)1—花岗岩;2—主干辫状河道;3—辫状河三角洲前缘;4—辫状河三角洲平原;5—滨浅湖;6—半深湖—深湖;7—勘探线及编号、钻孔位置;8—水道主流线;9—剥蚀区边界;10—铀矿床2.3 水文地质特征努和廷铀矿床由下白垩统赛汉组、上白垩统二连组、新近系、第四系4个含水岩组组成。其中,二连组含水岩组又分为上、下两个含水层,上部含水层位于主矿体之上,主要分布在矿体周边,对矿床开采直接产生影响,下部含水层与主矿层无直接水力联系;此外,矿床洼地中存在第四系松散岩类孔隙水,也对矿床开采产生影响。矿床东部水化学类型为Cl·HCO3·SO4-Na型,西部为Cl·SO4-Na型;pH 值7.4~8.1,水温8~10℃;氧化还原电位(Eh值)为-78.0~+404.4mV,属氧化-还原过渡环境。矿床地下水中铀含量一般为(1.04~12.40)×10-5g/L,氡浓度为25.0~507.0Bq/L;氡浓度大于100.0Bq/L的分布范围呈南北展布,与矿体基本吻合。2.4 矿体特征努和廷铀矿床矿体主要产在上白垩统二连组中,根据矿体产出层位、矿化连续性和空间对应关系,共划分出9个矿层(体),规模较大的有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个矿体。其中,Ⅰ号主矿体规模巨大(占92%以上),长8.50km,宽1.00~3.50km,总面积约15km2。矿体形态简单,剖面上呈薄板状(图5),平面上呈近南北向延伸的“金鱼”形态(图6)。主体部分集中分布在E200—E368勘探线与纵319—纵535线之间。图5 努和廷铀矿床E320号勘探线地质剖面图1—新近系;2—古近系;3—上白垩统二连组;4—下白垩统赛汉组上段;5—泥岩、粉砂岩;6—砂岩、砾岩;7—地层不整合界线;8—地层平行不整合界线;9—铀矿体及编号;10—石膏;11—钻孔位置、编号及钻孔深度矿体顶板埋深小于101m,埋深浅、产状平缓,倾角1°~2°。其中,Ⅰ号矿体顶板埋深8.28~100.85m,平均49.55m(表1),且由北西向南东埋深逐渐变大,主要是现代地貌具南东高、北西低的特点造成;矿体顶板标高893.83~924.29m,具有周边高、中间低的特点,基本反映了湖泊扩张时期或主成矿时期的古地貌特点。图6 努和廷铀矿床Ⅰ号矿体水平投影图1—工业铀矿体;2—矿化体;3—勘探线及编号;4—工业矿孔及孔号;5—矿化孔及孔号;6—异常孔及孔号;7—无矿孔及孔号表1 努和廷铀矿床主要矿体埋深、厚度及品位特征一览表努和廷铀矿床矿体厚0.52~7.67m,平均厚1.49m。其中,Ⅰ号矿体厚0.43~7.67m,均值1.51m。矿体厚度总体具有北厚南薄的特点,并以0.43~2.00m厚度分布为主。努和廷铀矿床矿体品位0.0301%~0.3143%,平均品位0.0703%。其中,Ⅰ号矿体品位0.0304%~0.3143%,平均品位0.0772%。品位分布均匀,无明显的高品位富集区。2.5 矿石特征矿石工业类型主要为富含黏土矿物的铀矿石,次为富含碳酸盐的铀矿石。矿石自然类型主要有4种,包括泥岩型、粉砂岩型、砂岩型、泥质(粉砂质)石膏岩型,少量泥灰岩型和砂砾岩型。矿石结构主要有充填结构、交代残余结构和包含结构;构造包括层状构造、水平纹层理构造、裂隙构造和浸染状构造[5]。矿石中铀有两种存在形式:吸附状态和铀矿物,以吸附态为主。其中,吸附状态铀呈分散吸附态分布于泥质、有机质及黄铁矿中;铀矿物以沥青铀矿单矿物形式为主,少量为铀石。2.6 伴生元素含量对努和廷铀矿床分析测试了钒(V)、钼(Mo)、硒(Se)、铼(Re)、钪(Sc)、镉(Cd)、锶(Sr)等7种元素[6],其中,钪(Sc)、硒(Se)等元素含量可达到综合利用指标;铼(Re)、钼(Mo)、镉(Cd)、锶(Sr)等元素含量接近综合利用指标;并且与铀矿体吻合性较好,其产出部位、形态及产状均与铀矿体一致,硒(Se)矿体厚度与铀矿体厚度大致相当,而钪(Sc)、铼(Re)、镉(Cd)平均矿体厚度均大于铀矿体厚度。对努和廷矿床共(伴)生元素资源量进行了概略估算(表2),品位大于8×10-6的钪矿体资源量达232.96t,为大型钪矿床;品位大于100×10-6的硒矿体资源量达3609.55t,为大型硒矿床;品位大于1×10-6的铼矿体资源量达30t,为中型铼矿床;品位大于10×10-6的镉矿体资源量达29.63t,为小型镉矿床。表2 努和廷矿床共(伴)生元素不同品位资源量估算(据刘武生,2012)3 主要成果和创新点3.1 主要成果1)落实了我国第一个超大型铀矿床,是我国铀矿找矿史上的重大突破。矿床铀资源规模巨大,分布稳定、集中,单个主矿体铀资源储量也达到超大型规模。2)大致查明了矿石共(伴)生元素组合。其中,钪(Sc)、硒(Se)等元素含量可达到综合利用指标;铼(Re)、钼(Mo)、镉(Cd)、锶(Sr)等元素含量接近综合利用指标;钪(Sc)、硒(Se)、铼(Re)、镉(Cd)等元素与铀矿体吻合性较好,其产出部位、形态及产状均与Ⅰ号铀矿体一致。在采铀的同时,综合开发共(伴)生元素资源,必然会带来可观的经济效益。3)运用层序地层学原理优化了二连组的地层单位。二连组为一个三级层序,依据初始湖泛面和最大湖泛面,将二连组划分出低位体系域(LST)、湖泊扩展体系域(EST)和高位体系域(HST)。认为湖泊扩展—高位体系域(EST—HST)与铀成矿关系密切,为该区及二连盆地类似地区进一步找矿指明了方向。4)基本查明了努和廷铀矿床矿体特征,铀矿体赋存在上白垩统二连组灰色、深灰色泥岩、粉砂岩和细砂岩中,矿体呈平缓板状,具有形态简单、连续性好、埋深浅、易开采的特点,其中主矿体占矿床总资源量的90.6%。5)基本查明了矿石特征和铀存在形式,矿石类型主要为富含黏土矿物的铀矿石,次为富含碳酸盐的铀矿石,存在形式为吸附态和沥青铀矿。3.2 主要创新点1)建立了“沉积-成岩型”努和廷矿床新的铀成矿模式,提出了“湖泛事件控制了铀矿床的形成”、“富有机质和黄铁矿暗色泥岩控制了铀矿的分布空间”等新认识。努和廷矿床发育至少3次大的湖泛事件,每次湖泛事件的湖泊淤浅阶段均形成一层铀矿体,初始湖泛事件的湖泊淤浅阶段沉积了Ⅲ号铀矿体(图7A),中间湖泛事件的湖泊淤浅阶段沉积了中部的Ⅱ号铀矿体(图7B),最大湖泛事件的湖泊淤浅阶段沉积了Ⅰ号铀矿体(图7C)。从早至晚,各次湖泛面积逐渐变大,从而导致从下至上矿体规模依次扩大,二连组顶部的膏岩层和古近系泥岩覆盖于矿床上部,形成了很好的保矿条件(图7D)。该成因模式的提出丰富了铀成矿理论,为我国在中新生代沉积盆地中的铀矿找矿工作提供了新的方向,拓展了新的找矿领域,对我国铀矿找矿有巨大的推动作用,对今后寻找该类型铀矿具有重要的指导意义。2)建立了“沉积-成岩型”铀矿勘查方法模式,获得了“努和廷式同沉积型铀矿床勘查方法”国防发明专利及物探测井技术“测井电缆防绞缠自动控制装置”和钻探工艺“双环式阶梯齿形复合片钻头”两项实用新型专利,为项目顺利实施、扩大找矿成果、提高找矿效率起到了关键作用。图7 努和廷铀矿床铀成矿模式1—新近系;2—古近系;3—上白垩统二连组;4—下白垩统赛汉组上段;5—湖泊沉积灰色泥岩;6—三角洲沉积灰色砂岩、粉砂岩;7—新近系红色泥岩;8—辫状河沉积灰色砂岩;9—辫状河沉积红色砂质砾岩、砂岩;10—石膏;11—岩性岩相界线;12—地层正常连续沉积界线;13—地层角度不整合界线;14—初始湖泛面;15—最大湖泛面;16—低水位体系域;17—湖泊扩张体系域;18—高水位体系域;19—铀矿体4 开发利用状况努和廷矿床为超大型的铀矿床,主矿体规模大,埋深较浅,且产状平缓,形态简单,延伸稳定,无后期断裂构造破坏,水文地质条件属简单类型,工程地质条件及环境地质条件属中等类型,目前该矿床正在处于常规开采的室内试验阶段。5 结束语努和廷铀矿床是在裂后热沉降和有利的矿源区背景下,受湖泛事件的控制形成的。在努和廷矿床西部发现了二连组道尔苏矿产地,在矿床北部、东部和南部章古音等地段存在大面积二连组湖泊发育区,湖相泥岩厚度稳定,湖泛事件特征明显,并在章古音地段发现了工业铀成矿线索,所以在努和廷矿床外围仍具有较好的成矿潜力。额仁淖尔地区现已施工的钻孔以揭穿上白垩统二连组为主,对下白垩统赛汉组以及腾格尔组成矿条件研究甚少,在有利铀源条件下赛汉组和腾格尔组是否存在“努和廷式”或者其他类型的铀矿应加强研究。努和廷矿床钪(Sc)、硒(Se)、铼(Re)、镉(Cd)等共(伴)生元素具有综合利用价值,对努和廷矿床进行常规开采条件试验研究的同时,应考虑综合开发共(伴)生元素资源。参考文献[1]赵世勤,田儒,等.额仁淖尔凹陷层间氧化带型砂岩铀矿成矿远景[R].核工业北京地质研究院,1994:10-68.[2]张如良.努和廷铀矿床地质特征及其油气水与铀成矿作用探讨[J].铀矿地质,1994,10(5):257-267.[3]旷文战,等.内蒙古二连浩特市努和廷详查报告[R].核工业二〇八大队,2010:1-189.[4]焦养泉,等,二连盆地额仁淖尔凹陷泥岩型铀矿形成发育的沉积学背景研究[R].中国地质大学(武汉),2009:1-209.[5]聂逢君.内蒙古二连盆地努和廷泥岩型铀矿微观特征与成矿机理研究[R].东华理工大学,2009:1-189.[6]刘武生,等.二连基地铀矿资源扩大与评价技术研究[R].核工业北京地质研究院,2012:1-179.我国铀矿勘查的重大进展和突破进-—入新世纪以来新发现和探明的铀矿床实例[作者简介]康世虎,男,1977年生,高级工程师,现为核工业二〇八大队地勘一处副处长、项目负责人。2001年毕业于华东地质学院资源勘查专业,2010年取得中国地质大学(武汉)地质工程硕士学位。一直从事沉积盆地铀矿勘查工作。获中核集团铀矿找矿一等奖2项、二等奖1项,国防科学技术二等奖1项,获中国地质学会“十大找矿成果奖”2 项,2013年获“第十四届青年地质科技”银锤奖。2012年获中核集团“十大杰出青年”称号。
2023-08-26 08:06:001

辽宁黄沟铀矿床

庄廷新1 吴迪2 刘晓东3(核工业二四〇研究所,辽宁 沈阳 110032)[摘要]黄沟铀矿床产于辽河群浪子山组和钾长花岗岩接触带内带,赋矿围岩主要是重熔混合岩。本文简要介绍了该矿床的发现和勘查过程,重点对其地质特征、主要找矿成果进行阐述,基于新的认识,突破连山关地区原有的沿接触带找矿模式,在岩体内部找矿取得了新进展。[关键词]勘查;重熔混合岩;黄沟铀矿床1 发现和勘查过程黄沟铀矿床位于连山关铀矿床东南约1km,分布于接触带两侧,在距403矿化点南部约500m,256矿点西北约500m的位置。黄沟铀矿床的发现和勘查过程是在连山关铀矿床及403、256铀矿点的找矿勘查基础上发展起来的。1.1 连山关铀矿床及403、256铀矿点的发现和勘查过程连山关地区放射性地质普查工作始于1957年,核工业东北四〇六队在该区进行了区域放射性地质踏勘。1958年核工业东北四〇六队辽一队在该区进行了1∶5万地面伽马普查。1959~1964年核工业东北四〇六队辽二队在该区进行了矿点揭露工作。1959~1960年东北四〇六队辽宁二队本溪小队在1∶10000伽马普查时发现了256矿点,1963年9月四〇六队直属队在伽马普查时又发现了403异常点,随后对各异常点进行了地表揭露及钻硐探勘查。256矿点施工钻探7243.5m,坑探2400m,并于1962年填制了1∶2000地形地质图1km2。钻硐探工作控制了435m标高以上、走向延长(NW 向)200m左右的地段。403异常点于1963~1964年进行了800m3 的地表揭露工作,主要以槽探配合剥土,深度约3m,同时填制了0.64km2地形地质图,并进行了1∶2000爱曼测量及1∶1000的伽马详查。原基建工程兵二五三团(现核工业二四三大队)普三中队于1974年进入该区进行普查工作,1975年发现工作区西部的连山关铀矿床,1976~1979年进行普查、详查工作。1980年由核工业东北地勘局二四一大队进行勘探工作,对矿床技术经济指标作出了评价,于1989年10月提交了《辽宁省本溪县连山关铀矿床勘探报告》。当时在报告提交后,并没有结束对矿床西南部的勘探工作。连山关铀矿床从1975年发现至1989年勘探结束,共投入地表钻探工程53030.17m,坑内钻探3746.18m,斜井及水平巷道3300.77m[1]。1988~1991年核工业东北地勘局二四一大队在对五道沟铀矿进行初勘工作时对403、256矿点又进行了部分钻、硐探施工。但当时仍然认为256矿点的铀矿化主要展布方向是NW 向,因此在其西部沿接触带至403点南部布设了4条NE向勘探线(图1),其中4号勘探线深部见一个工业矿孔ZK46和两个矿化孔ZK47、ZK48(图2),两侧及深部未再控制。至1991年末,256矿点附近共投入钻探工作量13045m,坑探3756m3,硐室钻592m;已施工工程均限于350m标高以上。403矿点及其周边施工钻探12604m,坑探592m3。图1 256~403地区工程分布图1—第四系;2—石榴二云片岩;3—石英岩;4—白云母石英片岩;5—片麻状黑云母花岗岩;6—红色混合花岗岩;7—白色碱交代混合花岗岩;8—变辉绿岩;9—伟晶岩;10—实测、推测地质界线;11—实测、推测断裂;12—坑道口位置;13—20世纪60年代施工钻孔;14—20世纪90年代施工钻孔及编号;15—勘探线及编号图2 403矿点4号勘探线剖面图1—坡积物;2—浪子山组二段云母片岩;3—浪子山组一段石英岩;4—白色混合花岗岩;5—浅红色混合花岗岩;6—红色混合花岗岩;7—地质界线;8—接触带;9—渐变地质界线;10—钻孔及编号;11—工业铀矿体;12—表外铀矿体1.2 黄沟铀矿床发现和勘查过程20世纪90年代初期,核工业东北地勘局二四一大队在403~256地区找矿工作已有一些好的迹象,但受当时对控矿因素认识程度不够及找矿勘查技术水平所限,找矿工作未能有更大的突破。随着连山关铀矿床矿山开采及资源量核实等工作的开展,新的地质矿化现象不断发现,核工业二四〇研究所于2006~2008年对黄沟地区开展了生产中的科研工作,对该区铀矿化的控矿因素又有了新的认识。发现前人对该区的地质找矿工作限于就点论点,虽也发现了矿化与白色混合花岗岩及基底隆起有关,但未能充分认识到韧性剪切活动对碱交代作用、基底隆起及含矿断裂的主导控制作用。因此,以前的探矿工程一般均限于地表近接触带,很少向SW 向矿体延深方向布设。因此,进一步的普查找矿工作仍有较大的探索空间。基于新的认识、新的找矿理论指导,黄沟地区找矿工作逐步有了新的发现。核工业二四〇研究所于2008~2010年对黄沟地区进行了铀矿普查工作,累计钻探施工9451.47m,发现了较好的铀工业矿化。完成的全部27个钻孔中,发现4个工业孔、5个矿化孔、12个异常孔。普查钻孔见矿率为33.3%。2011~2013年继续对该区开展普查找矿工作,3年累计完成钻探工作量18222.72m。完成钻孔34个,其中工业矿孔17个、矿化孔5个、异常孔11个,普查钻孔见矿率为64.7%。至此,黄沟铀矿床被发现。在6年的普查工作之间,找矿认识不断深化,理论不断丰富,找矿水平不断提高。其中在认识上经历了两次转变:一是对矿体形态产状的认识,钻探工程部署由2011年的330°勘探线调整为2012年的0°勘探线;二是对矿体存储空间和赋矿围岩的认识,由重熔混合岩控矿改为构造裂隙控矿,勘探深度也随之增加,由之前勘探工作打到红色花岗岩就终孔调整为综合判断终孔标志。2 矿床基本特征2.1 交通位置和自然地理条件工作区位于全国16个重点成矿带之一的辽东-吉南成矿带内,东南距辽宁省本溪县连山关镇约5km。西距连山关铀矿床约1km。区内交通方便,东距沈丹线铁路、公路均约10km,北距本溪市30km,区内有辽连公路及乡间公路相通。面积约0.5km2(图3)。工作区属于千山山脉中低山区,东高西低。山脉海拔一般为350~550m,相对高差200~300m。地形切割中等。该区属温带大陆性气候,年平均气温为6.27℃,冬季漫长,11月至次年3月为冰冻期。雨季在6~8月,7~8月降雨量最大,年降雨量930mm。本区人口稠密,采矿业发达,除西部的连山关铀矿外,铁矿、硫化铁矿、大理石矿等比比皆是。居民以农作物生产为主,兼营林业及采矿业。主要农作物为玉米、高粱、大豆。木材以硬杂木为主[2]。2.2 地质特征(1)构造黄沟铀矿床位于辽东古裂谷北缘连山关短轴穹状复式背斜的南翼西段[3],该复式背斜轴向NW,核部为新太古代连山关钾质混合花岗杂岩体,冀部为古元古代辽河群沉积变质岩系所覆。矿床内构造主要有3种:①NW 向大型韧性剪切带,为主要控矿构造;②NEE向至EW 向次级裂隙,为富铀矿体定位空间;③NE向断裂,为晚期构造。图3 工作区交通位置图1—连山关铀矿床;2—高速公路;3—国道;4—省道;5—县道;6—铁路;7—河流;8—高程点;9—黄沟铀矿床(2)地层矿区出露地层主要为太古宇鞍山群残留体及古元古界辽河群[4](图4)。鞍山群:呈残留体赋存于混合花岗杂岩体中,矿区内仅有茨沟组及大峪沟组。茨沟组:下部为斜长角闪岩,中部为各种变粒岩、斜长角闪岩、厚层磁铁石英岩,上部为黑云变粒岩、石英岩。总厚度大于500m,该组岩石混合岩化强烈。图4 连山关地区区域地质简图1—奥陶系灰岩;2—寒武系灰岩;3—震旦系石英岩;4—辽河群沉积变质岩;5—燕山期花岗岩;6—白色混合花岗岩;7—红色混合花岗岩;8—地质界线;9—不整合界线;10—渐变地质界线;11—断裂及构造方向;12—韧性剪切带;13—重熔变形带;14—铀矿床、矿点;15—黄沟铀矿床大峪沟组:由黑云变粒岩、黑云浅粒岩、二云石英片岩、二云片麻岩、夹电气浅粒岩、电气透闪变粒岩、云母斜长片麻岩等组成,总厚度大于624m。茨沟组、大峪沟组总的特点是:下部以角闪质岩石为主,上部以黑云质岩石为主,并出现片岩、千枚岩及石英岩。原岩建造主要为基性火山岩-沉积建造,向上过渡为酸性火山岩-沉积建造及碎屑泥砂质岩建造,陆源沉积物自下而上增多。本群铀含量较低,平均为2.42×10-6。经鞍山、吕梁两期混合岩化作用,铀局部富集,可形成具有一定工业意义的铀矿化。辽河群:区内分布广泛,主要分布于矿区南部及西北部,东北部也有少量出露。本群地层出露完整,韵律明显,构成一巨大沉积旋回。矿区内共出露5个岩组。从各组岩石类型看出:①浪子山组为碎屑岩-黏土质岩建造;②里尔峪组为酸性岩-火山岩建造;③高家峪组为黏土质-半黏土质建造及碳酸盐岩建造;④大石桥组为碳酸盐岩建造;⑤盖县组为碎屑岩建造。总厚度6891~7983m。本群的铀含量普遍较低,最高4.5×10-6,最低1.0×10-6,以浪子山组石英岩最高,里尔峪组其次,高家峪组、大石桥组、盖县组最低。本群内赋存铁、铀、钍、稀土、硼、黄铁矿、磷、菱铁矿、滑石、石墨等矿产。浪子山组是区内主要含铀层位。辽河群与鞍山群为角度不合接触。(3)岩浆岩连山关混合花岗杂岩体西起弓长岭,经连山关至草河城,呈近东西向分布,区内长40km,宽7~10km,面积约320km2,构成弓长岭下马塘复背斜的轴部,混合了鞍山群和辽河群浪子山组底部岩层[5]。该混合杂岩体主体由红色钾质混合花岗岩组成,其间有少量早期钠质花岗片麻岩残留体,并大量分布太古宇鞍山群残留体,边部分布有在韧性剪切背景下发生的动态部分熔融作用形成的白色重熔混合岩。1—浪子山组二段石榴二云片岩;2—浪子山组一段石英岩;3—浪子山组一段白云母石英片岩;4—重熔混合岩;5—钾长花岗岩;6—黑云母花岗片麻岩;7—脆性断裂;8—地质界线;9—渐变地质界线;10—岩相分界线白色重熔混合岩分布在红色混合花岗岩与辽河群浪子山组之间,与围岩呈和谐的过渡关系。该类岩石的石英含量一般在50%以上,其他成分与红色混合花岗岩类似,无片麻理,与其他岩石渐变过渡。为连山关铀矿床的主要赋矿围岩[6](原勘探报告称为混合质石英岩)。岩体边部除形成白色重熔混合岩外,还形成了一套变形程度由弱到强的变形杂岩。该变形杂岩发育于白色混合花岗岩与浪子山组底部石英岩之间,岩性一般为白云母石英片岩[7,8](糜棱片岩)。一般由岩体向外的顺序是片麻状黑云母花岗岩—钾长花岗岩—重熔混合岩(可无)—白云母石英片岩(糜棱片岩) ( 发育重熔混合岩的地段可缺失)—石英岩—石榴二云母片岩(图5)。3种主要岩性的基本特征见表1。图5 接触带地质剖面示意图表1 连山关混合花岗杂岩体岩石基本特征续表锆石形态特征及SHRIM P定年结果表明,连山关岩体形成于2511~2540Ma,同时发现了包裹在年龄为25xxMa左右的新鲜锆石中的老碎屑锆石,年龄在2917~3045Ma,说明连山关岩体物源与古太古代地体有相关性[3]。(4)铀矿化特征黄沟铀矿床位于连山关矿床东南约1km处,成矿条件与连山关矿床类似。根据钻孔编录资料将研究区的铀矿化按矿化类型分为两种,分别为构造-重熔混合型铀矿化和沉积变质型铀矿化,但后者未发现有工作意义的铀矿体,其特征见表2。表2 黄沟地区铀矿化特征主要富矿体的矿化围岩为重熔混合岩、碎裂重熔混合岩(原称混合质石英岩),而向花岗岩内带的浅红色、红色混合花岗岩中矿体逐渐变薄,品位变低至尖灭。根据野外岩性编录总结,我们发现黄沟地区的碎裂重熔混合岩和碎裂钾长花岗岩中铀矿化的区别主要是赋矿岩石中矿物含量的区别。这种区别主要体现在两种岩性中石英、长石和以绿泥石和黑云母为主的泥铁质胶结物含量的不同,重熔混合岩的绿泥石和石英较钾长花岗岩多,而长石含量则略低于钾长花岗岩(图6,图7)。两种岩石的其他矿化特征则未发现明显区别。因此,我们认为黄沟地区产于碎裂重熔混合岩中的铀矿化和产于碎裂钾长花岗岩中的铀矿化在成因上是基本相同的,暂不区别对待。图6 碎裂重熔混合岩铀矿心图7 碎裂钾长花岗岩铀矿心2.3 矿体特征矿体分布在东西长约600m、南北宽约400m的范围内(图8),标高在10~560m之间,其中大多数矿体集中在120~320m之间,埋深为170~460m(图9)。最浅的32号小矿体标高为500~560m。资源量最大的17号矿体赋矿标高为26~187m。主要矿体相对集中,利于开采。但矿床向西深部延伸方面与连山关铀矿床类似,受限于钻探难度仍未控制封闭。矿体呈板状、透镜状,走向大多为NE66°~90°(图10),倾向南、南南西、南南东,倾角20°~65°不等,矿体倾向延长最大327 m,走向长度最长约240m。矿体厚度一般为几十厘米到4m,最大视厚度为8.78m。矿体受大型韧性剪切作用影响,连山关岩体在近接触带处局部发生张剪拆离作用,次生脆-韧性断裂将岩体切割拆离,形成的低压空间由韧性-半熔融的重熔混合岩充填,富铀热液在其内较为脆性的构造带内富集成矿,矿床中矿体均为隐伏盲矿体,主要赋存于重熔混合岩异常增厚部位以及重熔混合岩和钾长花岗岩岩性过渡带的北东向剪切裂隙中,自南东向北西雁行排列。研究区内围岩蚀变强烈,热液活动现象明显,其中胶状黄铁矿化、绿泥石化和赤铁矿化与铀矿化关系密切。赤铁矿化分为砖红色和棕褐色两种类型。砖红色赤铁矿化中黑云母并未完全蚀变成绿泥石,而棕褐色赤铁矿化镜下发现大片的绿泥石蚀变,其与铀矿化的关系显著,可作为找矿标志。铀成矿与构造关系密切,中品位(>0.1%)以上的较富矿石主要产于构造岩中,但这些含矿构造规模均不大,贯通性差,很难在地表被发现。推测这些含矿构造应为韧性剪切活动晚期,在构造层次由深构层转化至浅构层的过程中,在近南北向挤压应力作用下,在拉伸褶皱轴部形成的张剪性韧性-脆性断裂。图8 黄沟地区地形地质图及钻探工程分布图1—第四系残、坡、冲、洪积物;2—里尔峪组大理岩、透闪大理岩;3—浪子山组四段灰黑色石英云母片岩及千枚板岩;4—浪子山组三段薄层状透闪大理岩夹片岩及变火山岩;5—浪子山组二段上层石榴二云片岩;6—浪子山组二段中上层变粒岩及云母石英片岩;7—浪子山组二段中下层石榴二云片岩含石英析离体;8—浪子山组二段下层灰白色石英云母片岩;9—浪子山组二段未分;10—浪子山组一段石英岩及云母石英片岩;11—重熔混合岩;12—红色混合花岗岩;13—变斜长角闪岩;14—韧性剪切断裂;15—压性断裂及倾向;16—扭性断裂及倾向;17—张性断裂及倾向;18—性质不明断裂;19—推测断裂;20—实测地质界线;21—推测地质界线;22—渐变地质界线;23—高程;24—钻孔及编号;25—见工业矿孔、矿化及异常钻孔;26—探槽;27—地层产状;28—矿点及编号图9 黄沟铀矿床2号勘探线剖面图1—石榴二云母片岩;2—石英岩;3—重熔混合岩;4—钾长花岗岩;5—工业矿体;6—低品位矿体;7—矿体参数;8—已施工钻孔及编号;9—已施工钻孔孔深;10—水云母化;11—构造破碎带;12—绿泥石化;13—硅化;14—钾长石化;15—黄铁矿化本区铀矿化与连山关铀矿床具相似的特征,均为与大型韧性剪切作用有关的构造-重熔混合型铀矿床,铀矿化系在富铀花岗岩(提供铀源)、大型韧性剪切活动(提供成矿动力及热液运移通道)、动态重熔混合作用(形成富铀热液)及晚期脆性裂隙系统的综合作用下形成。图10 黄沟地区160m中段地质平面图1—浪子山组3段薄层状透闪大理岩夹片岩及变火山岩;2—浪子山组一段石英岩及云母石英片岩;3—重熔混合岩;4—黑云母花岗片麻岩;5—红色混合花岗岩;6—韧性剪切断裂;7—地质界线;8一工业矿孔;9—工业矿体;10—低品位矿体3 主要成果和创新点3.1 主要成果1)通过6年的普查找矿工作,大致查明了黄沟西部深部存在有进一步工作价值的铀矿体群分布,初步查明了工作区的地质构造和蚀变发育特征,大致控制了矿体的规模、形态、产状,大致查明了铀矿化的控矿因素和成矿规律等,落实可供详查的矿产地一处。2)总结了找矿标志:①近接触带处大型韧性剪切带发育部位;②重熔混合岩增厚变异部位;③NEE走向、EW或NWW向雁形排列的脆性断裂发育部位;④已发现的铀矿点、矿化点西部的深部;⑤胶状黄铁矿化伴随棕褐色赤铁矿化、绿泥石化等蚀变强烈叠加处。3.2 创新点连山关地区为辽东铀成矿重点区域,多年来多家地勘单位在此开展了找矿工作,相继发现了沿接触带分布的一系列铀矿点。黄沟铀矿床在20世纪90年代初也开展过找矿工作,但是由于当时认识上存在局限,仅在接触带找矿且钻探深度普遍偏浅,在见到红色混合花岗岩时就停钻,种种原因导致未能取得突破,核工业二四〇研究所于2006年开始进入黄沟地区工作,经过仔细的野外勘查和室内资料的综合研究,认为黄沟地区具有很好的铀成矿前景,到2013年工作了8个年头,认识不断提升,理论不断丰富,进而取得了较好的找矿成果,并认为黄沟铀矿床成因属于构造-重熔混合热液型。铀矿化受次级裂隙控制,分布在重熔混合岩异常区的NEE向—EW 向次级裂隙中。新的找矿经验表现在两方面:一是认为矿体形态产状受含矿裂隙的控制,不同地段可能有局部变化,钻探工程部署由2011年的330°勘探线调整为2012年的0°勘探线;二是矿体存储空间和赋矿围岩的认识,由重熔混合岩控矿改为构造裂隙控矿,勘探深度也随之增加,由之前勘探工作打到红色花岗岩就终孔调整为根据岩性、构造、蚀变综合判断终孔标志。该矿床的发现为在连山关地区找矿提供了新的思路和成功经验。4 开发利用情况目前黄沟铀矿床尚未开发利用,因其距连山关铀矿床仅1km,如若开发可利用连山关矿山的设备及已有巷道,可节省支出,增加效益。5 结束语黄沟铀矿床发现较晚,但意义重大,不仅新增了资源量,延长了矿山寿命,而且新的地质认识有助于连山关地区的找矿工作,以点代面,放眼全区,连山关地区乃至整个连山关岩体有类似成矿特征的地区还有很多。世界铀资源总量中,前寒武纪铀矿占了非常大的比重,为重要的铀成矿省。但在我国目前仅在辽东连山关地区发现成矿年龄为前寒武纪,而且具有有利的铀成矿条件,建议多家地勘单位多交流、沟通,共同为连山关地区铀矿大基地建设而努力。参考文献[1]核工业二四一大队.辽宁省本溪县连山关铀矿床勘探报告[R],1990.[2]庄廷新,等.辽宁省本溪县黄沟地区铀矿普查[R],2010.[3]庄廷新,等.连山关岩体南缘韧性剪切带发育特征及其与铀矿化的关系[C].核工业二四〇研究所科研报告,2009.[4]张秋生,等.中国早前寒武纪地质及成矿作用[M].长春:吉林人民出版社,1984.[5]郭智添.辽东连山关早前寒武纪铀矿床地质特征及成矿模式[J].长春地质学院学报,1982(S1).[6]刘汉儒,等.3075矿床富矿段物质成分围岩蚀变及其与铀矿化关系[C].核工业二四〇研究所科研报告,1987.[7]王文广,等.辽东中部地区区域铀矿地质特征及其成矿远景评价[R],1997.[8]金念宪,等.连山关岩体南带铀矿化特征与点带对比[R],1986.我国铀矿勘查的重大进展和突破进-—入新世纪以来新发现和探明的铀矿床实例[作者简介]庄廷新,男,1966年生,研究员级高级工程师,现任核工业二四〇研究所总工程师。1983年毕业于南京大学地质系放射性地质专业,1992年获长春地质学院构造地质专业硕士学位,长期从事铀矿地质工作。
2023-08-26 08:06:121

多阶段成矿与主要成矿期的讨论

许多铀矿地质研究者认为,多期多阶段铀矿化是铀成矿富集的重要条件。这种看法的 依据,铀矿物多种存在状态,铀矿物呈多种多样矿物群体组成,不同的交代蚀变产物和多个 铀铅年龄数据。然而,这些依据有许多是值得进一步探讨的。(一)铀矿物多种存在状态不一定是多期或多阶段铀矿物多种存在状态,它不一定是多期多阶段的标志。它可能是一个阶段不同产出空 间的产物。在铀矿床中,通常能见到浸染在蚀变围岩或细晶脉石英中的沥青铀矿团块或胶 状球粒,也可见到以脉状或胶结角砾的沥青铀矿,这些不同产出形式的沥青铀矿,应该是不 同空间条件和不同物理化学条件下的产物。在许多研究成果中将不同的共生组合划分为不同的成矿期或者是阶段,这种划分法违 背了成矿过程中的一些基本地质条件和特征。1)成矿期的划分是要统筹考虑成矿的具体物理化学环境,如裂隙空间条件、围岩条件 和在上述两条件下流体的物理化学参数的变化。所谓成矿期(或者阶段)是成矿物质按照 它们自身的溶度积依次沉淀的地质时期或过程。例如:大量硅质沉淀过程中铀不可能得到 大量的富集,只有当硅质以细晶石英形成高峰沉淀后,流体中的SiO2沉淀尾声,转变成梳状 石英析出,沥青铀矿才大量沉淀,有时又会在沥青铀矿沉淀后继续出现硅质沉淀,依次多世 代重复,而每次重复时它的组合矿物是不同的。因此,矿物成分上的差异,不存在时间上的 间断或间隔,而是同一流体在沉淀过程中其组成不断变化的结果;2)围岩条件变化,往往会出现同期沉淀的铀矿化的矿物群的成员发生变化。662矿床 沥青铀矿-细晶石英组合、660矿床梳状石英-沥青铀矿组合、676、678的沥青铀矿-方解石组 合,它们的沥青铀矿年龄都是80 Ma,而且都是大规模的沥青铀矿沉淀阶段或者主成矿期。它们组合矿物的变化反映了围岩条件和沉淀条件的变化;3)空间条件的变化会造成沉淀物质的变化,例如在同一裂隙或构造中,大规模的沥青 铀矿充填脉体出现时几乎见不到任何的脉石矿物和其他金属矿物,而裂隙变小的部位则又 可以见到金属硫化物和脉石矿物。总之,不能简单地将不同的矿物组成的群体,划分为不同的期或阶段,它不利于成矿条 件的分析和机理的查明。(二)一个铀铅年龄数据来划分铀矿化期的不确定性1)铀铅年龄与产出地质依据应是统一的。大量的沥青铀矿产出环境和相互关系的资 料证实,铀成矿是多期次岩浆活动后发生的,它不仅晚于重熔的各期花岗岩,也晚于深源 的辉绿岩。将铀矿化年龄资料直接与各个侵入期次岩浆联系起来划分下庄矿田铀矿化 期,违背了构造热液活动的协调关系。因为下庄矿田的铀矿化,无论晶质铀矿还是沥青铀矿 都是赋存于构造中,矿化热作用对围岩都有明显围岩蚀变,矿化年龄应与蚀变矿物年龄相 近。2)年龄数据要有矿物鉴定资料支撑。1979年李跃菘等在“中国铀矿时代”研究成果中 对华南铀成矿时代作了总结,通过等时线统计分析得出了华南主要矿化期有87 Ma和 67 Ma。但文章并没涉及各期铀矿物产状和组合特点。从2002年以来,作者先后对主要矿化阶段沥青铀矿送铀铅年龄2个,引用1963年 沥青铀矿的铀-铅年龄资料1个。晶质铀矿年龄4个。4个晶质铀矿年龄中有3个是 前人做过年龄样,经过再分选后,再测定年龄。在这里将不同采样时间、不同矿床的沥 青铀矿年龄测定结果列入表8-2中。从表8-2中可以看出,产于不同矿床的这些沥 青铀矿,矿化围岩都是辉绿岩,但它们的矿脉旁蚀变却不完全相同。662矿床9坑主要 是针铁矿-石英-伊利石化。676矿床则主要是绿泥石、冰长石、针铁矿化。从共生的脉 石矿物看,662矿床9坑的沥青铀矿为红色细晶石英,后两样品同为结晶较粗的方解 石。但676矿床的方解石为红色,即含有针铁矿。而678矿床的粗晶方解石为白色。从3个不同的铀铅年龄测定结果看。206Pb/238U年龄变化在81~85 Ma。其中GD-15 沥青铀矿的3种同位素比值的年龄一致性最好。因此,可以确定该地区主要矿化阶段 年龄为85 Ma左右。这一事实说明测定的铀铅年龄数据不会有太大的波动。表8-2 不同时间测定的沥青铀矿铀铅法年龄结果为了说明这一点,作者对X471A沥青铀矿做了红外光谱分析(图8-10)。从红外光谱 图可以看出,该沥青铀矿在877~1007cm-1和390~460cm-1区间有两个主要的吸收带,显 然,它的低频值为390cm-1有一主峰属于UO2基团吸收峰。而且该红外光谱图(图8-10) 上还出现了1600cm-1和3 445cm-1分别为OH和H2O的吸收峰。沥青铀矿形成时,还原 彻底,后期水化弱,虽然206Pb/238U年龄值略小于0607号样品和GD-15号样品,但3个样 品年龄差应在测量误差范围内,是一个主成矿期的沉淀物。图8-10 X471A沥青铀矿红外光谱图通过表8-2的数据和沥青铀矿的红外光谱图(8-10)资料不难得出:1)在一个地区的主要铀成矿年龄应该是同一期的;2)沥青铀矿形成后会遭受各种地质作用的改造,会出现大小不同的年龄,这些年龄很 可能是因为沥青铀矿水化发生同位素变动引起的,也可能出现铀氧化物迁移再沉淀的沥青 铀矿;3)这些沥青铀矿测定的年龄相近的原因,是这些沥青铀矿在显微镜下都具有相近的矿 物特征和不含硫化物的混入物。(三)地质资料与矿化年龄数据有时是相互矛盾的对666矿床和674矿床的铀二氧化物的形成时代分别进行了铀铅同位素年龄测定(表 8-3)。表8-3 晶质铀矿铀-铅法年龄测定结果从表8-3中的数据可以看出同取自666矿床和674矿床4个样品的晶质铀矿,它 们的年龄范围从129 Ma到155 Ma。3个样品的同位素比值年龄一致性较好。而Y-1 样的3个同位素比值的年龄一致性稍差。为此,对表8-3中的4个样品分别进行了红 外光谱分析(图8-11 A、8-11 B、8-11 C、8-11 D)。从Y-1,Y-2,Y-3和X484 红外光谱分析结果看,Y-1,Y-2,Y-3在低频处都出现390cm-1~473cm-1区间出 现强吸收峰,都在1621cm-1~1634cm-1和3426cm-1~3446cm-1区间出现有OH和 H2O吸收峰。它们的不同点是在1050cm-1~1100cm-1区间出现有UO3吸收峰,但在 峰形、峰位上是因样品而异。Y-1在901cm-1、1010cm-1和1086Srcm-1有一个宽敞的 3个吸收峰带,Y-2则有1053cm-1、1086Srcm-1较尖锐的吸收峰,Y-3则只表现出尖 锐的1085cm-1吸收峰,除此特点外Y-3在1436cm-1出现有(CO3)2-吸收峰。从上 述红外光谱特点看,Y-1、Y-2、Y-3三个样品都具有沥青铀矿的特征,尤其以Y-2更 明显,它不仅UO2基团的吸收峰强,而且390cm-1~473cm-1的UO2吸收峰减弱。而 Y-3从390cm-1~473cm-1的强和中强吸收峰的特征看更保持了晶质铀矿的特性。但3个晶质铀矿的390cm-1~473cm-1的UO2吸收峰强度不同,可能是引起铀-铅年 龄变化的原因。X484样品的红外光谱特征主要在UO2的强吸收峰上,该样品是由 377cm-1、397cm-1、458cm-13个吸收峰组成的区间,在低频谱上明显低于Y-1、Y-2、Y-3,虽然存在有H2O和OH的两个吸收峰外,它的红外光谱特征应属典型的晶质铀矿,故 年龄测定值也大。图8-11 A(Y-1)、B(Y-2)、C(Y-3)、D(X484)晶质铀矿红外光谱图从4个样品红外光谱图中都可见到有OH和H2O的吸收峰,说明这些晶质铀矿存在有 水合化。因此,用它们的年龄资料(表8-3)进行了等时线拟合,相关系数为0.9997,截距为 34.28,等时线年龄为123 Ma(图8-12),明显小于矿物测定的表面年龄。图8-12 表8-3中4个年龄的等时线若用统计检验(当n=4)时,自由度n-2=2,如果采取可信概率为0.01时,则相关检验 值应该为0.990,小于等时线的相关系数为0.9997,故统计可信。但从产出的地质环境看,晶质铀矿脉是穿入碎裂细粒白云母花岗岩的裂隙,且明显见到白云母碎裂片,故晶质铀矿沉 淀明显晚于白云母。岩石中白云母年龄为125 Ma。晶质铀矿又明显被沥青铀矿包裹,而沥 青铀矿年龄为85 Ma。根据上述地质现象,晶质铀矿年龄应在125 Ma到85 Ma之间,所以 等时线年龄为123 Ma时,实际上不能代表晶质铀矿形成年龄。我们认为晶质铀矿形成年 龄应在100 Ma左右,造成年龄偏大的原因,可能是放射性铅造成的。但可以得出下庄矿田 最早的铀矿成矿作用应该是微脉状晶质铀矿矿化。除了上述两期铀矿化外,还可以明显见到沥青铀矿细脉贯入灰黑色细晶石英脉裂隙中,这种沥青铀矿脉规模小,宽度在1~2mm。这种沥青铀矿形成时间经铀铅法测定为61 Ma。样品采自660矿床2坑坑口旁新开口的民采坑,样号为X497铀铅年龄测定见表8-4。表8-4 沥青铀矿铀-铅法年龄测定结果沥青铀矿的红外光谱分析结果见图8-13。从图8-13可以看出该沥青铀矿在 3425cm-1的H2O吸收峰增强,390cm-1~462cm-1区间的UO2吸收峰明显弱,900cm-1~ 1016cm-1的UO2吸收峰很弱。它与X471A沥青铀矿红外光谱有明显的区别。因此,从沥 青铀矿的产出相互关系、沥青铀矿红外光谱特征和沥青铀矿年龄与“中国铀成矿时代”总结 的矿化期(61 Ma)对照,应该是下庄矿田铀矿化整个发展过程中的又一个矿化期,该期沥青 铀矿的水合作用明显强于第一期沥青铀矿。图8-13 X497沥青铀矿的红外光谱图综上,沥青铀矿、晶质铀矿铀铅年龄测定结果、下庄矿田的铀成矿期可以划分为:晶质铀 矿成矿期的形成年龄在100 Ma左右。沥青铀矿大规模形成或者主要的铀成矿阶段应在 85 Ma左右,许多接近这一年龄值测定结果可认为是铀系核素链不平衡。沥青铀矿再沉淀 期或次要成矿期是在61 Ma左右。
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广西向阳坪铀矿床

肖建军 陈琪 范立亭(核工业二三〇研究所,湖南 长沙 410011)[摘要]广西向阳坪铀矿床地处苗儿山岩体中段,核工业二三〇研究所在科研和评价工作的基础上,开展了7年的普查工作。在此期间,基本查明了矿区岩浆岩、构造、矿体、矿石、围岩蚀变等特征;总结了区内成矿构造的形态、规模、产状及空间展布和控矿规律等特征;大致查明了区内铀矿化分布规律及找矿标志,认为不同期次岩体间的接触界面对铀成矿有一定的控制作用;初步查明了矿床成因和控矿因素,将向阳坪矿床定位成大型铀矿床,并具有较好的开发利用前景。[关键词]铀矿床;向阳坪;苗儿山岩体向阳坪铀矿床位于广西壮族自治区资源县境内,地处苗儿山岩体中段(图1),沙子江矿床外围,有简易公路通往202省道,往南距离广西桂林资源县县城60km,往北距湖南邵阳新宁县县城74km。1 发现和勘查过程向阳坪铀矿床地质工作始于20世纪60年代,1965年原三〇九大队组织的桂北普查会战,拉开了苗儿山地区铀矿地质工作的序幕,通过开展1∶25000地面伽马普查,圈定了张家、沙子江-双滑江、麻林、杨家庄-深冲和胡家田-上小地等异常区[1~2]。1988~1991年,中南地质勘探局二三〇研究所、三一〇大队在“广西资源地区航空地质调查”中,依据菱形块断模式,将沙子江外围地区和孟公界地区划为铀矿找矿靶区[3]。1988年,中南地质勘探局三〇六大队进入苗儿山岩体中南片,进行第二轮铀矿初查,对沙子江矿床及其外围向阳坪等地区、孟公界矿点和双滑江矿床及其外围地区进行了工作。1998年,华南富大铀矿勘查选区组周维勋、张进业将本区列为豆乍山岩体周边富大铀矿有利远景区之一[4]。2002~2003年,核工业二三〇研究所开展了铀矿地质专题科研工作,提出了对孟公界矿床、沙子江矿床及其外围向阳坪等地区应重新认识和进一步评价的工作建议[5~6]。2005~2006年,核工业二三〇研究所对广西资源县大坪里—向阳坪地区铀资源前景进行了系统的评价,认为向阳坪铀矿床与沙子江矿床处于同一地球动力学及铀成矿地质背景中,其含矿控矿断裂的规模、产状、物质成分、围岩蚀变以及由矿化引起的物化探异常等,均与沙子江矿床F。断裂带相似,且地表多处发育铀矿化点、带,找矿线索明朗,具备较好的找矿前景,并据此划分出大坪里、沙子江南2个Ⅰ级远景区,皮树坪、白岩山2个Ⅱ级远景区与老棚子Ⅲ级远景区共5个远景区[7]。图1 苗儿山区域地质简图1—第四系;2—白垩系;3—三叠系;4—二叠系;5—石炭系;6—泥盆系;7—奥陶系;8—寒武系;9—震旦系;10—板溪群;11—岩体或地层界线;12—断裂;13—苗儿山复式花岗岩体;14—越城岭复式花岗岩体;15—工作区2006~2008年,核工业二三〇研究所在大坪里—向阳坪地区评价项目还未完成的情况下,提前在该地区开展铀矿普查。2006年普查初期,通过对前人资料综合分析和多次野外地质调查,将皮树坪地段作为普查初期的重点施工地段。2006~2008年期间,共完成钻探40221m,在该区段揭露到多个较好的工业矿体。2010年提交了向阳坪地区皮树坪地段的普查报告,将皮树坪地段提交为可供详查的远景地段,向阳坪矿床发展成中型铀矿床[8~9]。2009~2010年,为扩大找矿成果,核工业二三〇研究所开展了向阳坪地区大坪里地段铀矿普查。通过总结前3年的普查经验和找矿模式,一方面,通过少量工作量继续对皮树坪地段F800、F805和F9构造带组进行系统揭露,发现F9构造带组在深部存在多个矿化富集中心;另一方面,把普查工作重点逐渐转移到大坪里地段,重点探索F10号构造带组及其与F9构造带组交汇夹持部位的矿化情况,最终在F10号构造带中北段揭露较好的铀矿化[10~13]。2011~2012年,核工业二三〇研究所继续在向阳坪地区大坪里地段和F7号带北段开展铀矿普查,在F10号构造带和F7号北带均取得较好的找矿成果,将大坪里和F7号带北段提交为2个详查远景地段。2013年,向阳坪铀矿床进入详查阶段,核工业二三〇研究所首先对矿床东部F7号带北段内的主要矿体进行系统工程控制,目前在F710构造带内揭露的主要矿体在7~0线至7~12线之间具有较好的连续性。2 矿床基本特征向阳坪铀矿床位于苗儿山花岗岩穹窿中部,香草坪断裂西侧的孟公界-沙子江断裂带南部,处于豆乍山岩体西南角,矿床定位于香草坪岩体与豆乍山岩体接触界面两侧(.图2)。2.1 岩浆岩矿区出露岩体包括印支期香草坪岩体 、燕山早期第二阶段豆乍山岩体 以及燕山晚期细粒花岗岩脉(γm)等。印支期香草坪岩体 :呈岩基产出,侵入于加里东期花岗岩中,在矿区大面积出露。岩性主要为中粗粒似斑状黑云母花岗岩,主要矿物为钾长石(34.61%)、斜长石(19.05%)、石英(34.23%)、黑云母(4%)。岩石中平均铀含量为33.88×10-6,钍含量为34.13×10-6,Th/U为1.01。岩体K-Ar法同位素年龄为172~200Ma、全岩R b-Sr法同位素年龄为260Ma[14]、锆石U-Pb法同位素年龄为(211±2)Ma[15]。燕山早期豆乍山岩体 :呈岩株、岩枝产于香草坪岩体中,主要出露于矿区东北部,在南部皮树坪地段也有零星出露。岩性为中细粒或细粒二云母花岗岩,主要矿物为钾长石(31.6%)、斜长石(25.8%)、石英(34.5%)、黑云母(3%)、白云母(4%)。岩石中平均铀含量为26.66×10-6,钍含量为21.18×10-6,Th/U为0.79。早期测定的黑云母K-A r法同位素年龄为155~180 Ma,近期测得的年龄显示为偏印支晚期,其中R b-Sr法同位素年龄为(214±3)Ma[14]、白云母Ar-Ar法同位素年龄为(206±1)Ma[13]、锆石U-Pb法同位素年龄为(228±11)Ma[16]。燕山晚期细粒花岗岩(γm):多呈岩脉或岩枝产出,岩石为灰白色,具细粒花岗结构,主要矿物为石英(30%)、长石(60%)、白云母(10%)等,石英呈均粒状,粒径1~2mm。岩石中平均铀含量为23.13×10-6,钍含量为4.47×10-6,Th/U为0.19。图2 向阳坪铀矿床矿区地质简图1—上震旦统老堡组硅质岩;2—上震旦统陡山沱组浅海相深色页岩;3—下震旦统南沱组含砾砂岩;4—印支期中粗粒黑云母花岗岩;5—燕山早期第二阶段中细粒二云母花岗岩;6—燕山晚期细粒花岗岩脉;7—断裂带及其编号;8—矿区范围矿区各期次花岗岩里特曼指数(δ)<2,赖特碱度率(τ)>3,属钙碱性组合,Al2O3/(CaO+K2O+Na2O)>1,属铝过饱和类型。SiO2含量较稳定,K20 和Na2O含量均偏高,富碱,K2O/Na2O比值低,岩石中K+、Na+含量较均衡。Fe3+、Fe2+含量普遍低。Al203含量高(>13%),TiO2低。由老到新,Ca2+、K+、Fe2+、Fe3+逐渐减少,Na+则呈现出逐渐增多、K2O/Na2O值降低趋势(表1)。表1 向阳坪铀矿床各期次花岗岩岩石化学成分2.2 构造F7断裂带:出露于矿区东部,往北穿过沙子江矿床,延伸长2700余米,主体走向NNE,产状105°~110°∠75°~85°,为主要的控(含)矿硅化断裂之一。该断裂带由F700—F719等次级断裂组成,断裂以压扭性为主,岩性多为杂色的硅化碎裂花岗岩、花岗碎裂岩,断裂带内硅质脉体发育,呈脉状、细脉状、网脉状充填于硅化花岗碎裂岩中。F8断裂带:为矿床主要成矿断裂带之一,属于区域二级构造孟沙断裂的一部分,往北进入沙子江矿床,是沙子江矿床最主要的控矿断裂,往南呈帚状撒开,由F800断裂、F802断裂、F805断裂组成。F800断裂带:F800断裂带总体走向NNE,延伸长4000m,贯穿矿区,产状110°~125°∠65°~85°,为矿床主要的成矿断裂之一。由F800-1—F800-9等次级断裂组成,断裂性质为压扭性,岩性主要为碎裂岩、花岗碎裂岩、角砾岩,断裂内多充填有白色硅质脉和黑色、红色微晶石英脉体。F802断裂带:延伸长4500 m,总体走向N N E,倾向SE,由F802、F802-1等断裂组成。断裂为压扭性,岩性主要为花岗碎裂岩、硅质角砾岩,角砾以黑色玉髓为主,断裂内白色、灰色硅质细脉体较发育。F805断裂带:该带呈N NE向纵贯全区,向北断续延伸至矿区以外,往南延伸到皮树坪地段55号勘探线与F9断裂带交汇,全长大于10km,宽3~5m,最宽可达25m,产状110°~140°∠55°~83°。断裂呈舒缓波状延伸,常见分支复合、膨胀收缩现象,下盘发育一系列与之平行展布的次级断裂,为矿床重要的含矿构造。岩性主要为碎裂岩、花岗碎裂岩,断裂内多充填有硅质脉。F9断裂带:出露于矿区西部,形迹特殊,呈S形展布,与区内其他断裂带产状极不协调,总体走向SN,倾向西,倾角25°~49°,出露长约6200余米,宽数米至70余米。局部膨胀收缩频繁,断裂岩性主要为糜棱岩、角砾岩、硅化花岗碎裂岩及碎裂花岗岩,中心部位发育规模达数米至百余米宽的白色块状石英脉。F10断裂带:断续延伸长约7~8km,宽0.5~70m,主要出露在大坪里地段,矿区出露3700m,产状95°~110°∠50°~85°,为矿床主要的成矿断裂之一,以多条平行次级断裂F100~F109共同构成断裂密集区。该断裂往北稳定延伸,往南与F9断裂带相交。受F9断裂带东西向的拉张作用,被F9断裂带错断,其南部隐伏于F9断裂带下盘。岩性主要为碎裂花岗岩和花岗碎裂岩,部分地段见有糜棱岩、构造角砾岩,多伴生有大量胶黄铁矿的黑色微晶石英脉。F11断裂带:断续延伸长约2km,宽0.5~1m,产状15°~25°∠55°~64°,主要出露于大坪里及老棚子地段,发育若干次级平行断裂。岩性主要为碎裂花岗岩和花岗碎裂岩。2.3 矿体特征矿体形态规模:普查阶段共圈定333+3341级别工业矿体X XX个,多呈脉状、扁平透镜体状或小透镜体状等形态产出,主要赋存于F7、F8、F9、F1。号断裂中。矿体规模以小型为主,超过50t的矿体共X X个,多数矿体走向长100~150m,倾向延伸50~100 m,主要矿体(超过50t)走向长100~800m,倾向延伸50~250m。矿体产状、赋存标高及埋深:矿体产状基本上与其所在断裂破碎带的产状一致。大部分矿体总体产状90°~110°∠50°~85°,F9号断裂带矿体产状240°~280°∠12°~45°,表现为上陡下缓的趋势。矿体垂向标高660~1586m,垂幅926m,全为隐伏矿体,埋深50~800m。矿体品位、厚度:矿体平均厚度1.05m,厚度变化系数92%,矿体品位0.050%~0.350%,平均品位0.119%,品位变化系数52%。2.4 矿石特征矿石类型:主要为铀-赤铁矿型、铀-黄铁矿型、铀-玉髓型、铀-萤石型、铀-方解石型,其中以前两者最为普遍,主要呈浸染状及细脉状分布于硅化带内及其两侧的碎裂花岗岩中。矿石结构、构造:主要有胶状结构、交代残留结构以及脉状构造、网脉状构造、浸染状构造、角砾状构造。矿石矿物成分:主要铀矿物为沥青铀矿、铀黑、硅钙铀矿、钙铀云母及铜铀云母等。伴生的金属矿物简单,主要有赤铁矿、黄铁矿、褐铁矿和少量辉锑矿。脉石矿物主要为石英、微晶石英(玉髓)、长石、水云母、绢云母、绿泥石、少量方解石、萤石。矿石化学成分:矿石中Al2O3、K2O、Na2O均明显低于围岩,Fe2O3含量远远高出围岩,最高者达38.19%。矿石与岩石的微量元素组成相似,矿石中Cr、Rb、Sn、Nb、Zr、Ta、Bi等元素含量与围岩相近(表2);Cu、As、Mo、Sb等高出围岩平均值几倍至几十倍,但未达到综合利用的要求;Co、Ni、W、H g等低于围岩数倍至几十倍,这几种元素含量由矿化中心往外侧围岩依次增高,其中W 在围岩中的含量最高达3359×10-6,这在综合找矿方面值得关注。表2 向阳坪铀矿床矿石、构造及围岩中部分微量元素含量表 (wB/10-6)3 主要成果和创新点3.1 主要成果1)向阳坪铀矿床共投入的钻探工作量共计98692.86m,施工钻孔181个,其中,工业矿孔89个,矿化孔34个,异常孔49个,无矿孔9个,见矿率达67.96%,向阳坪铀矿床已接近大型矿床规模。2)落实3处可供详查的远景地段(皮树坪地段、大坪里地段和F7号断裂带北段)和3个普查远景区(老棚子地段、F805北段和F7、F8、F9南延地段)。其中皮树坪详查远景地段位于64~47号勘探线之间,包括了F800、F805、F9等构造带组,面积1.88km2;大坪里详查远景地段位于D72~D59 号勘探线之间,包括了 F100、F101、F102、F105等构造带组,面积为1.49km2;F7号断裂带北段详查远景地段位于7-23~7-44号勘探线之间,包括了F703、F704、F71。等构造带组,面积为0.75km2。目前,新一轮的详查工作在F7号断裂带北段率先开展,找矿成果有了更进一步的突破。3)大致查明了矿床断裂的空间分布和控矿规律。主要由近SN、NNE、EW、NW 和NE向5组断裂构成矿区构造的基本格架,其中以近SN 向和NNE向断裂最为发育,为主要控矿含矿断裂。自东向西近似等间距依次分布有F7、F8、F9、F10、F11等断裂带,各断裂带均由一系列次级断裂组成,这些次级断裂密集发育,成带出现,或平行或相交或尖灭侧现。在这些断裂的交汇夹持部位、构造变异部位以及切割香草坪岩体、豆乍山岩体及其接触带等部位,控制了区内铀矿体、矿化体及异常点带的分布。4)大致查明了区内热液蚀变特征。矿区热液活动发育,活动范围较广,与铀矿化关系密切。按蚀变与矿化关系可分为成矿前、成矿期、成矿后3期蚀变。成矿前蚀变主要为绿泥石化、水云母化,这两种蚀变多叠加在一起,广泛分布于断裂两侧围岩中。成矿期蚀变主要为赤铁矿化、黄铁矿化、硅化、钾化,当这些蚀变与早期绿泥石化、水云母化叠加时对成矿有利。成矿后蚀变主要为高岭土化、白云母化等,多存在于裂隙发育地段。与铀矿化关系密切的硅化、赤铁矿化、黄铁矿化、钾长石化及紫黑色萤石化等较为发育,随多期次热液活动呈现多期叠加特征,而形成黄绿色蚀变带、红色蚀变带。在矿化中心部位多见有红色(黑色)微晶石英脉、紫黑色萤石脉和肉红色方解石脉,两侧为赤铁矿化、硅化、钾化花岗碎裂岩。红色微晶石英脉内通常见有次生铀矿物,主要发育于F7号断裂带、F8号断裂带、F9号断裂带上下盘及F10号断裂带南部;黑色微晶石英脉内多伴生有暗色胶状黄铁矿,紫黑色萤石脉略晚于黑色微晶石英脉,肉红色方解石脉则晚于紫黑色萤石脉,这组脉体多发育于F10号断裂带中部及北部、F9号断裂带主带、F8号断裂带北部。各期成矿脉体的多次叠加对成矿尤为有利。5)发现岩体接触带对矿化具有一定的控制作用。豆乍山岩体在矿区内呈岩株、岩枝状侵位于香草坪岩体中,在矿区中部大坪里地段形成一个近EW 向展布的岩枝,在其周边发育有大量次一级的凸起,形态极为复杂。目前较多的钻孔在豆乍山岩体与香草坪岩体接触带附近的断裂带内揭露到工业铀矿化,而且矿体总体上的侧伏方向也与岩体接触带的倾向存在一致性。地球化学分析显示出铀矿石、豆乍山岩体、香草坪岩体的稀土配分模式类似,其中铀矿石和豆乍山岩体的稀土元素含量和配分曲线更是高度一致(图3),表明区内铀成矿具有矿岩同源性[17~18],岩体接触带在向阳坪铀矿床成矿过程中所起的作用不容忽视。豆乍山岩体与香草坪岩体的接触界线复杂多变,深部存在着较多花岗岩穹窿,因此,沿两岩体接触界线,特别是深部岩体产状变异部位找矿具有很好的指导意义。6)初步查明了矿床成因和控矿因素。向阳坪铀矿床为上升热液浸出成因,属热液脉型铀矿床成矿系列花岗岩内带亚系列中的沙子江式。主要控矿因素包括多期多阶段岩浆活动形成的呈岩基状产出的大花岗质岩体和晚期呈岩株状产出的小岩体接触带、多阶段继承性断裂构造活动所形成的呈左旋右列展布的NNE 向脆韧性走滑断裂体系、多期次的构造-岩浆热液活动所形成的多种热液脉体和蚀变以及其后的淋积叠加作用所形成的次生铀矿聚集作用等。图3 向阳坪铀矿床各期花岗岩和铀矿石稀土元素配分模式球粒陨石值据Boynton(1984)[19]产铀岩体为香草坪岩体和豆乍山岩体,其古铀含量较高,为成矿提供了丰富的铀源,多期次的构造-热液事件使岩体发生自变质、热液蚀变作用,增加了铀源体中铀的活性,形成含矿热流体。铀矿化与NNE向构造破碎带密切相关,矿床定位于贯通印支期香草坪岩体与燕山早期豆乍山岩体接触带的NNE向走滑断裂带上(如F7、F8、F9、F10等)。主要受以孟沙断裂带为标志的韧-脆性剪切带控制,随着韧性剪切变形,热水溶液从围岩中萃取铀元素,并使铀发生活化、迁移,随着地壳快速抬升,剪切带进入到相对开放体系,上升的成矿热液与大气降水、地下水相混合,铀元素的溶解度迅速减少,含矿热液在次级剪切带中、更小尺度的剪切带、裂隙、节理中沉淀下来,富集成矿。3.2 主要经验和创新点(1)就矿找矿和深部找矿是行之有效的技术途径,靶区选择是关键核工业地质系统近年在相山、粤北、桂北等地区均有在老矿区外围和深部找矿成功的例证。在确定苗儿山找矿靶区的工作过程中,经过多次的野外踏勘和大量的资料分析,认为向阳坪地区与北部的沙子江矿床处于同一地球动力学及铀成矿地质背景中,其主要断裂的规模、产状、物质成分、围岩蚀变等均与沙子江矿床主要控矿断裂——F8断裂带相似,应具有较好的找矿前景,核工业二三〇研究所大胆地选择了当时并不被看好的向阳坪地区作为重点找矿靶区。在该区域开展铀矿普查工作过程中,坚持以地质研究为前提、物化探方法技术应用为支撑和边施工边研究边适度调整为实现条件的“三位一体”技术思路和布置原则,对矿区三维空间找矿信息进行综合分析研究,大大提高了地勘工作的效率,最终也取得了好的找矿成果。(2)引进和应用新的成矿理论作为找矿的技术指导,发挥科研在找矿中的作用运用当代大陆动力学走滑构造、成矿系列等理论,深入细致地对前人的成果资料进行了综合分析,对矿区的成矿地质条件和找矿潜力进行深入研究,认为矿区一套走向NE—NNE向、性质相近的雁行斜列左旋走滑断裂构造体系控制着矿区大部分矿体的空间分布,多期次的构造-岩浆热事件与铀矿化密切相关。(3)加强野外地质调研力度,重视物化探成果在找矿中的作用遵循老一代地质学者“没有野外就没有地质工作”的教诲,将野外地质调研作为首要的工作内容,把野外基础地质工作和地质研究贯穿始终。对矿区内系列断裂的产状和相互关系进行了重新梳理,对原地质图存在的许多遗漏和错误进行了补充和修改,追索扩大了相关断裂带的规模。工作开展初期,通过对皮树坪地段多次野外地质路线的调查和反复推敲、讨论,对该地段F9、F800、F805产状和相互关系进行了重新梳理。认为前人划分的F9号断裂带中段下盘密集发育的一系列倾向东的次级断裂(F901~F907),实际应为F805号断裂带组向南的延伸,而原F805断裂带组南段则为F800断裂的南延部分(图4),而且这些断裂的规模都比之前认识的大。整个皮树坪地段实际上处于F800、F805断裂带组与F9断裂带组的交汇夹持区,物化探成果同样也显示该区段有明显210 Po异常分布,具完整的场级显示,异常受断裂控制明显。项目组认为该区段应有很好的成矿潜力,将其作为工作初期重点施工地段,通过后期钻孔验证,在该区段上述断裂带内揭露了多个工业矿体,随着进一步的普查工作,最终将皮树坪地段落实为可供详查的远景地段,控制了F9和F8号带的主要矿体。按照上述工作思路和找矿模式,在向阳坪铀矿床大坪里地段和F7号断裂带北段相继取得了较好的找矿成果,进而将其发展成为另外2个详查远景地段,控制了F10和F7号带的主要矿体。4 开发利用状况矿床未做矿石工艺加工水冶试验,但矿石类型与邻区沙子江矿床非常类似,可参照其试验结果。矿床的各项开采技术条件和指标与沙子江矿床基本一致,特别是F8号断裂带赋存的矿体,与沙子江矿床处于同一含矿构造内,矿床开采的技术经济指标可类比沙子江矿床。矿床尚未开发利用。5 结束语向阳坪铀矿床的主要矿体沿走向和倾向延伸稳定,矿石矿物成分简单,具有与沙子江铀矿床几乎一致的开采技术条件,应具有较好的开发利用前景。向阳坪铀矿床的勘查实践和其所取得的成果表明,在老矿区周边或深部找矿,仍然具有很大的找矿潜力。向阳坪铀矿床西部、南部以及周边的石屋水、金竹岔、大树坪等地段具有较好铀成矿远景,可进行整装勘查,若加上苗儿山中段的沙子江、白毛冲、双滑江等矿床已有资源量,该区可望发展成为万吨以上铀矿田。在工作开展过程中,由于各方面的原因,还存在一些问题和不足,主要包括:1)矿区面积较大,成矿断裂构造多而密,且矿化沿走向、倾向延伸均较好,目前投入的工作量相对较少,大部分地段只有少数钻探工程进行初步控制,在矿区内还有多个地段仅零星施工了极少数钻孔或还未进行钻探验证,综合分析显示这些地段具有很好的成矿和找矿远景(如F805北段、F9号带南段、F11号带等),还需要继续投入工作量,提高控制程度。图4 向阳坪铀矿床皮树坪地段工作前后构造变动对比A—工作前地质图;B—修编过的地质图1—印支期中粗粒黑云母花岗岩;2—燕山早期第二阶段中细粒二云母花岗岩;3—细粒花岗岩脉;4—硅化断裂带;5一断裂带及其编号2)许多钻孔中所见隐伏于香草坪岩体下部的豆乍山岩体的产状、形态以及与铀矿体的空间关系尚待进一步查明。3)矿区西南部花岗岩与老地层接触带以及前人圈出的物化探异常场的控制因素尚待查明。参考文献[1]中国核工业地质局.中南铀矿地质志[R].2005.[2]中国核工业地质局三〇九队第十队.3101矿区储量报告[R].1975.[3]核工业中南地质局二三〇研究所.湘南—桂北航空物理场特征及其成矿预测[R].1996年.[4]核工业二三〇研究所.南岭成矿带湘桂段富铀矿靶区寻找[R].1998.[5]核工业二三〇研究所.苗儿山岩体中段花岗岩型富铀矿成矿条件研究[R].2005.[6]核工业二三〇研究所.南岭带湘南桂北段花岗岩型富大铀矿成矿环境研究[R].2005.[7]核工业二三〇研究所.广西资源县大坪里—向阳坪地区铀资源前景评价[R].2006.[8]核工业二三〇研究所.广西资源沙子江地区构造系统研究及盲矿体预测[R].2008.[9]核工业二三〇研究所.广西资源县向阳坪铀矿床皮树坪地段铀矿普查[R].2010.[10]核工业二三〇研究所.苗儿山铀矿田向阳坪地区构造地球化学研究与成矿富集中心预测[R].2010.[11]李妩巍,王敢,许来生,等.大坪里—向阳坪地区铀成矿条件分析[J].世界核地质科学,2010,27(2):72-77.[12]核工业二三〇研究所.苗儿山成矿区热液型铀矿地质预测技术研究与靶区选择[R]. 2010.[13]李妩巍,王敢,许来生,等.沙子江铀矿床走滑构造控矿规律及控矿机制[J].铀矿地质,2011,27(3):146-151.[14]徐伟昌,张运洪,刘跃宝.苗儿山花岗岩复式岩基年代学研究的进展及时代划分方案[J].岩石学报,1994,10(3):330-337.[15]李妩巍,王敢,陈卫峰,等.香草坪花岗岩体年代学和地球化学特征[J].铀矿地质,2010, 26(4):215-227.[16]谢晓华,陈卫峰,赵葵东,等.桂东北豆乍山花岗岩年代学与地球化学特征[J].岩石学报,2008,24(6):1302-1312.[17]陈琪,肖建军,范立亭,等.广西资源县向阳坪铀矿矿床微量元素和稀土元素地球化学特征[J].铀矿地质,2013,29(3):155-165.[18]黄宏业,肖建军,欧阳平宁,等.基于多元统计分析的微量元素地球化学特征分析——以广西资源县向阳坪地区构造蚀变岩型铀矿为例[J].地质找矿论丛,2008,24(3):211-216.[19]Boynton W V. Geochemistry of the rare earth elements:meteorite studies [A]. In :Henderson P(ed.). Rare Earth Elements Geochemistry.Amstrdam:Elservier,1984:63-144.我国铀矿勘查的重大进展和突破进-—入新世纪以来新发现和探明的铀矿床实例[作者简介]肖建军,男,1960年生,研究员级高级工程师。1982年毕业于华东地质学院放射性普查勘探专业,长期从事铀矿地质工作。主持和参加的项目获得部级科技进步二等奖2项、三等奖3项、优秀地质报告5项。
2023-08-26 08:06:301

铀矿最早是什么时候在中国发现的?

1943年中国首次发现铀矿 。铀矿有土状、粉末状,也有块状、钟乳状、肾状等等。有些土状的铀矿被称为铀黑,而块状的则称为沥青铀矿。土状的铀矿没有什么光泽,块状的则具有沥青光泽。铀矿石是具有放射性的危险矿物。它们除了可以提取铀用于核工业外,还可以从中提取到镭和其他稀土元素。 铀,是一种极为稀有的放射性金属元素,在地壳中的平均含量仅为百万分之二。铀矿是矿石家族中的“玫瑰花”,色彩绚丽,却具放射性。中国铀矿地质勘查较好,截至2005年,已探明铀储量为7万吨。澳大利亚生产的铀主要用于出口,法国本土铀矿蕴藏量较为丰富,可供开采的铀矿达8万吨。2015年9月12日,伊朗原子能组织主席阿里·阿克巴尔·萨利希表示,伊朗发现了一处储量较高的新铀矿,并将于近期进行开发。
2023-08-26 08:06:401

铀矿地质的找矿和勘探方法

主要有地质测量 、放射性物探测量(含航空伽玛测量、地面伽玛测量、射气测量、径迹蚀刻测量等),普通物探测量(含重力测量、磁法测量、电法测量和地震测量等),地球化学测量(含水化测量、河谷底沉积测量、原生晕测量、次生晕测量、钋210测量等),探矿工程(含槽探、井探、钻探和硐探)以及室内分析测试、岩石矿物鉴定和矿石技术加工试验等方法。同时还开展应用遥感技术、电算技术及先进分析测试技术。科研工作贯穿铀矿地质工作全过程,以应用研究为主兼顾基础研究。不同阶段科研任务各不相同,研究方法采取宏观研究与微观研究相结合,多学科、多专业、多兵种相结合,专业研究机构与生产单位研究相结合,通过研究,查明铀矿赋存地质环境和成矿条件及其分布规律,为发现新矿床、扩大老矿区的远景服务。
2023-08-26 08:06:591

铀矿是怎样提炼的

详情请看铀浓缩 U235
2023-08-26 08:07:174

遂平铀矿()

遂平铀矿区位于遂平县嵖岈山乡西尖山一带。含矿层为辛集组炭质粉砂岩。矿体呈似层状、透镜状产出,或沿层间断裂破碎带产出。共圈出矿体20个,矿体长100—230米,厚0.5—16米,延深16—200米。铀矿物主要为沥青铀矿,其次为钙铀云母和含铀褐铁矿。此外,部分铀呈吸附状态存在。铀矿平均品位0.12%,选矿试验结果,铀易浸出,开采条件也比较简单。该矿是通过放射性航空测量和地面检查发现的。1959—1960年地质部航测大队九○五队在河南进行1∶10万放射性航空测量时,在遂平西尖山一带发现异常6处。根据航测资料1960年省地质局豫○六队在该区进行了地面检查,确定为有希望的铀矿点,应进行普查勘探。1961年,省地质局专门负责铀矿普查的豫○三队进入西尖山开展遂平铀矿普查勘探。后豫○三队于1962年与豫十一队合并成为豫十一队一个分队,继续在遂平进行铀矿地质工作。1964年初,豫○三队又从豫十一队分出来,单独组队,命名为豫十七队,并于1964年提交遂平铀矿详查报告。该矿属小型矿床,但规模已接近中型。详查报告提交后,旋即建立了矿山,1966年正式生产。经20年开采,大部分矿石已采完。至1986年,因矿石品位过低,继续开采经济效益差而闭坑停产。
2023-08-26 08:08:101

航天矿开采需要多少里地不能住人!

一般附近1500米内不能住人。铀矿有土状、粉末状,也有块状、钟乳状、肾状等等。有些土状的铀矿被称为铀黑,而块状的则称为沥青铀矿。土状的铀矿没有什么光泽,块状的则具有沥青光泽。铀矿石是具有放射性的危险矿物。它们除了可以提取铀用于核工业外,还可以从中提取到镭和其他稀土元素。 铀是一种极为稀有的放射性金属元素,在地壳中的平均含量仅为百万分之二,其形成可工业利用矿床的几率比其他金属元素要小得多。铀矿是矿石家族中的“玫瑰花”,色彩绚丽,却具放射性。中国铀矿开采:中国铀矿地质勘查较好,北方地区落实了大型-特大型铀矿基地,开辟了一批有很大潜力的找矿新区;南方老矿田资源潜力挖掘取得明显的效果。其中,北方伊犁地区和鄂尔多斯地区铀矿地质勘查成效尤为显著。在伊犁地区,中核集团二一六大队实现了中国地浸砂岩型铀矿找矿的首次重大突破,发现并提交了中国第一个万吨级可地浸砂岩型铀矿床,使伊犁盆地成为中国第一个特大型地浸砂岩型铀矿田。在鄂尔多斯地区,中核集团二〇八大队创新了找矿思路和成矿理论,提出“古层间氧化带铀成矿观点”,先后突破鄂尔多斯盆地等地区,探明了中国迄今为止最大的铀矿床。
2023-08-26 08:08:181

哈萨克斯坦铀矿床

哈萨克斯坦铀矿储量占了全世界的1/4,相当可观。过去长期保密,现已全部公开,出版了《哈萨克斯坦铀矿床》(Берикболов,Петров,Карелин),核工业北京地质研究院已译成中文印出。其中一共有110多个矿床。在储量上热液铀矿占17%,外生铀矿占83%(可地浸砂岩型占外生铀矿的90%)。外生铀矿主要分布于南哈萨克斯坦盆地区;热液铀矿则主要分布于北哈萨克斯坦隆起区。另外我院最近又印发了《俄罗斯及蒙古铀矿地质概况——赴俄技术考察报告》(1998)。根据上述新资料,我们更有把握确信此广大地区的热液铀矿全部是碱交代作用成矿,尽管那些作者们并没有明确提出这一结论。我们将按南、中、北、东、西五部分分述。实际资料全为文献原意,但分析则为本人所理解的成因重新认识。照片1-1 浙江衢江县西垄玄武岩中二辉橄榄岩捕虏体中的浆胞(中部),单偏光×20,四周大晶体全是斜方辉石。浆胞是斜方辉石(Op)的不一致熔融产物,其中的浅黄-深棕为熔体(凝固为玻璃质)。此区玻璃体中特别富钾,最高达K2O=15.88%(透长石质),是碱型幔汁的固化体(杜乐天等,1993)。浆胞中除玻璃外还有新生的橄榄石(白色小圆粒)及单斜辉石(鲜绿色长柱状小晶体)1.南哈萨克斯坦1)Ботабурум矿床:大型,已采完。矿床产于泥盆纪(D)酸性火山岩盆地中,矿前期发育石英-钠长石,石英-黑云母-电气石。前者是Na交代,后者是Na、K混合交代。成矿期为碳酸盐-硫化物-沥青铀矿(此即第二阶段的酸化产物)。2)Джусандалин矿床:中型,尚未勘探完毕。矿床产于花岗岩体内带。矿床定位于前期钠长石化带内,成矿期为酸性蚀变,是碳酸盐化、沥青铀矿。3)Кияхтин矿床:小型,已采完,位于泥盆纪(D3)火山盆地中,矿前交代蚀变是水白云母、绢云母、钠长石、石英等(K-Na混合交代),成矿期为碳酸盐-硫化物-沥青铀矿,其中有晶质铀矿和钛铀矿。钛铀矿和钠交代几乎是同义语。晶质铀矿(UO2)总在高温早期形成,而非晶质胶体沥青铀矿产于较低温后期。4)Участок-Ⅱ矿床:小型,已采完。产于晚泥盆世(D3)酸性火山岩中。矿前是电气石化带(即钠交代,电气石是含钠矿物)成矿期是碳酸盐-硫化物-沥青铀矿。5)Участок-Ⅳ矿床:中型,已采完。产于晚泥盆世(D3)酸性火山岩中。矿前石英、钠长石化,成矿为硫化物-沥青铀矿。6)Участок-Ⅶ矿床:小型;已采完。产于中晚泥盆世(D2-3)火山岩中花岗岩体外接触带夕卡岩中,岩体内接触带钠长石化,成矿期硫化物、沥青油矿。7)Участок-Ⅷ矿床:规模未述,已采完。产于晚泥盆世(D3)火山岩中。矿前为黄铁绢英岩化(K化),成矿期矿化物、沥青铀矿。8)Участок-Ⅺ矿床:小型,已采完。产于中晚泥盆世(D2-3)火山岩中。矿前为白云母、钾长石、绿泥石等蚀变(钾交代),成矿期是硫化物、沥青油矿。9)Ближнее矿床:小型,已采完。产于中晚泥盆世火山岩中。矿前钠长石化;成矿期硫化物、沥青铀矿。10)Тьгркии矿床:规模未述。产于中晚泥盆世(D2-3)火山岩中。矿前硅化、钾长石化(即硅碱交代)。钾交代实乃深处钠交代排钾产物(K-Na不相容性),同时又排硅,故往往形成硅钾交代。成矿期为硫化物、沥青铀矿。11)Апатагыл矿床:小型。产于晚泥盆世(D3)花岗岩体外接触带。矿前为黄铁绢英岩化(K化),成矿期硫化物、晶质铀矿。12)Жамантас矿床:小型,已采完。矿床产于晚泥盆世(D3)花岗岩体内火山岩残体中。钠长石化,矿化期为沥青铀矿、晶质铀矿及硫化物。13)Кызылтас矿床:小型。产于中晚泥盆世(D2-3)酸性火山岩中。矿前黑云母化(即钾交代),成矿期为硫化物、沥青铀矿、铀钛酸盐。14)Узунсай矿床:小型。产于中晚泥盆世(D2-3)酸性火山岩中,矿前为绿泥石化、红化、碳酸盐化,没有长石化描述。应注意,绿泥石化总是钠交代的派生蚀变,它主要是黑云母排K后的产物。另外碱交代总会使岩石发红。过去中外文献不知碱交代,只知从肉眼宏观上定名为“红化”、“赤铁矿化”,后来经过详细查对得知红化、赤铁矿化都是表面现象,只要有0.1%的FeO氧化成Fe2O3而且呈云雾高度分散,就足可以把蚀变岩染得很红。然而那99.9%的主成分(长石化为主)却被抹杀了,光命名“红化”,不妥,此红化实为早期长石化残体。15)Курлай矿床:小型,已采完。产于石炭纪(C2-3)脉岩群(在晚泥盆世火山盆地中),矿前黄铁绢英岩化,成矿期硫化物、沥青铀矿。16)Вертолетное矿床:小型,是U-P型,产于晚泥盆世(D3)和早石炭世火山碎屑沉积层凝灰岩中。长石化未描述,但仅从U-P组合成矿,即可推知是碱交代无疑。U-P、U-Ti、U-Zr等都是碱交代作用的特征共生组合和同义语。这是全球规律。17)Мынарал矿床:小型。产于中下泥盆火山碎屑岩中,矿前为黄铁绢英岩化,成矿期为石英、碳化物、沥青铀矿。剖面中,在铀矿体之上65~150m,发育层间型萤石矿体,萤石占10%~54%。18)Каратал矿床:小型。产于早中泥盆世(D1-2)火山岩中,矿前有电气石化(Na化)成矿期硫化物、沥青铀矿。19)Панфилов矿床:小型。产于石炭纪—二叠纪(C-P)火山沉积岩中。矿前蚀变未描述,成矿期碳酸盐、沥青铀矿、晶质铀矿。2.中哈萨克斯坦1)Джусандалин矿床:规模未述,已采空。产于中晚泥盆世(D2-3)火山岩中,矿前期为铁白云石-黄铁矿,成矿期辉钼矿、沥青铀矿。2)Безымян矿床:小型。产于泥盆纪(D)火山岩中,其他描述甚简。3)Щорлы矿床:小型。产于早泥盆世(D1)火山岩中,矿前钠长石-方解石,成矿期为铀硅酸盐-硫化物或碳酸盐-地沥青。矿石中除U外,Mo高到0.4%。4)Костобе矿床:小型,已采空。产于早泥盆世(D1)火山岩中,矿前期先是钾长石,后是钠长石、磷灰石。矿石中P(5%),F(0.3%~0.5%),Zr(0.03%~0.05%)。有锆富集。5)Даба矿床:小型。产于奥陶纪(O)灰岩中,矿前为钠长石化,矿石中P>10%,F=0.7%,锆很高。6)Ищим矿床:规模未述,已采空。产于奥陶纪(O)碎屑岩中,描述很简单。7)Восток矿床:中型,现正采中,产于中晚奥陶世(O2-3)砂岩中,矿前交代未述,成矿期硫化物沥青铀矿、钛铀矿。8)Тущин矿床:小型,产于奥陶纪(O)砂岩、泥盆系火山岩中,蚀变未述。9)Балкашин矿床:小型,已采完。产于早中泥盆世(D1-2)石英斑岩、砂岩、砾岩中。矿前蚀变黄铁细晶岩化,成矿期碳酸盐、绿泥石、沥青铀矿、硫化物。10)Звездное矿床:大型,只采了一小部分即停。产于中晚泥盆世(O2-3)粉砂岩、泥岩中,矿前黄铁细晶岩化(即绢英岩化),成矿期硫化物、沥青铀矿。11)Ольгин矿床:小型,已采空。产于火山岩中,矿前黄铁细晶岩化,成矿期碳酸盐、硫化物、绿泥石、沥青铀矿。12)Маныбай矿床:大型,已采空。产于中奥陶世(O2)火山沉积层中,矿前钠长石化、黄铁细晶岩化,成矿期是U-Mo型,ZrO2很高(0.56%),有铀钛酸盐,P2O5高达1%~3%。既有U-Zr,又有U-Ti和U-P各组合,碱交代成因无疑。13)Аксу和Круглое矿床:二者均小型,已采空。产于奥陶纪(O)碎屑岩层的脉岩群接触带中,矿前钠交代,成矿期为碳酸盐、绿泥石、硫化物、沥青铀矿。14)Кубасадыр矿床:小型。产于超碱性岩中,矿前为钠长石化,铀矿化伴有较高的Zr(曲晶石)、Mo、Pb、P和Th富集。15)Кызыл矿床:小型。产于石炭纪(C)流纹质凝灰岩,矿前为硅化、泥化,成矿期广泛红化,萤石、沥青铀矿。红化实为碱交代的长石化。3.北哈萨克斯坦1)Центральное矿床:规模未述,已采空。产于泥盆纪(D)磨拉石中,矿前黄铁矿细晶岩化,成矿期水云母、碳酸盐、沥青铀矿、钛铀矿。2)Дергачев矿床:规模未述,已采空。产于火山岩中,矿前黄铁细晶岩化,成矿期碳酸盐、绿泥石、硫化物、沥青铀矿。3)Грачев矿床:大型矿床,是U-P型矿床,产于文德(相当中国的震旦)-寒武纪地层(花岗岩体外接触带)中。从В.Р.Берлкбощв等专著中只看到“矿化受钠长石-磷灰石热液交代蚀变的控制”简单的描述。实际上Омельяненко(1993)对此有详细的解剖,提出这是碱(钠)交代作用成矿。此矿床在后面还有详述。4)Косачиное矿床:是哈萨克斯坦最大最独特的一个热液铀矿床,尚未开采。文德期碳硅泥岩地层褶皱陡立,被奥陶纪花岗岩类岩体、岩脉侵入。沿接触带或角砾岩带发育钠长石化带(赤铁矿化发红),向下延深1300m未止。成矿期是碳酸盐、钛铀矿、沥青铀矿、铀石。此矿床在后面还有详述。5)Февраль矿床:中型,未采。产于文德期碳硅泥岩中,矿前钠长石化,成矿是钛铀矿、铀石。6)Шоклак矿床:规模未述,已采空。产于中晚泥盆世(D2-3)地层中,矿前钠长石化,成矿主要是晶质铀矿。还有钛铀矿、铀石、沥青铀矿。7)Камьшов矿床:大型,稍采后又停。产于泥盆纪(D1-3)红色磨拉石中,成矿前是钠长石化,成矿是晶质铀矿、钛铀矿(最富矿石),细脉、浸染者则为沥青铀矿。8)Молодежное矿床:小型。产于寒武纪—奥陶纪硅质页岩、砾岩、粉砂岩中,矿前为钠交代岩(钠长石、绿泥石、钛铀矿组合)。9)Викторов矿床:大型,尚未采。产于中晚泥盆世(D2-3)复矿砂岩中,矿前期钠长石化。也有的地段是黄铁细晶岩化。成矿期为碳酸盐、硫化物、晶质铀矿、钛铀矿、沥青铀矿。富矿石以晶质铀矿为主。10)Дубров矿床:小型,已采空。产于文德期碳硅泥岩系中,矿前期钠长石、碳酸盐,成矿期为酸性热液叠加到前期钠长石化岩石之上。成矿期为碳酸盐、硫化物、铀石、钛铀矿。11)Чаглин矿床:中型。产于奥陶纪—志留纪(O3-S1)碎屑建造中,矿前钠长石化,在另外地段则为石英-白云母相的黄铁细晶岩化。成矿期为水云母化蚀度。12)Славян矿床:中型。产于前寒武纪片岩中,矿前黄铁细晶岩化(石英-水云母相),成矿期硫化物、沥青铀矿、铀石。13).Абай矿床:小型。产于中晚泥盆世(D2-3)碎屑岩中,矿前期红色蚀变,成矿期是褪色,沥青铀矿、铀石,少量钛铀矿。14)Шат-Ⅰ矿床:中型。产于早中泥盆世(D1-2)火山岩中,矿前期钠长石化。发生多次碎裂及角砾岩化,胶结物有绿泥石、铁白云石、沥青铀矿、钛铀矿、曲晶石,有Mo矿化伴生。15)Глубинное矿床和Шат-Ⅱ矿床:中型。产于中奥陶世—早泥盆世(O2-D1)火山岩中。矿前期钠长石化,成矿期铀石(为主),沥青铀矿,硫化物。工业矿化只局限于经历多次碎裂岩化、角砾化的钠交代岩中。铀矿石(U=0.09%)中Zr很高(0.17%)。16)Агаш矿床:中型。产于早泥盆世(D1)凝灰沉积岩中,矿前为角砾岩化和微裂隙发育的钠交代岩(钠长石化),成矿期:碳酸盐、水云母,主要铀矿物是钛铀矿和晶质铀矿。Zr有0.04%的富集。17)Заозер矿床:大型,500m以上已采空。产于晚奥陶世(O3)的巨厚层石灰岩、钙质砂岩中。矿前期为钠交代,成矿期氟磷酸盐,矿石中U含量为0.1%,P2O5高达17.5%,Th含量为0.1%~0.2%。此矿床过去有未指名的专著报道(Королев等,1983),之后解密,在本书后面有详述。18)Тастыколь矿床:小型。产于晚奥陶世(O3)灰岩层中,矿前为钠长石化,再破碎后磷灰石化叠加其上,矿石中有大量的锆。4.东哈萨克斯坦Уивкен-Акхап矿床:小型。产于早石炭世(C1)碎屑岩系中。蚀变未述。5.西哈萨克斯坦全是外生砂岩型铀矿。在此不赘。下面我们从哈萨克斯坦热液铀矿中选取Грачев和Заозер两个大型矿床加以较详细的再剖析。(1)Грачев矿床此矿床所在的区域地质图见图1-15。图1-15 Кокчетав铀矿区构造地质图图1-16表明Грачев矿床产于下古生界石英砂岩和粉砂质泥岩系中。过去对辉长岩体的存在未予重视。现在看辉长岩类岩墙群的贯入乃是此区热液成矿的关键条件。图1-17中有以下突出地质特征值得给予新的解释:①铀矿化和碱交代岩有紧密的时间、空间和成因联系。钾长石化在早,后又被晚期钠长石化交代体叠加改造。铀矿化很有规律地集中定位于钠长石化交代体之中而不超出后者范围。这一规律在中国钠交代型铀矿中经常可见(杜乐天等,1973)。②仔细审视可以发现在钠交代之前有辉长岩、辉绿岩以及闪长岩等暗色岩墙的贯入。正是此等暗色岩墙贯入带路,幔汁沿此上涌造成强烈碱交代后成矿。Омельяненко(1993)对戈拉乔夫矿床的铀矿围岩和碱交代岩做过化学分析,见表1-12。表1-12 戈拉乔夫铀矿围岩和含矿交代岩石的化学成分(wB/%)表1-12中以下规律值得强调:①该矿床中花岗岩体和其接触带外的砂岩、粉砂岩均遭受到碱交代热液蚀变,明显的是钠交代,Na2O含量均比原岩显著增加;②在钠交代岩中原岩的K2O含量显著减少。在钠交代中所有含钾矿物都被改造,把K排出。Na-K存在地球化学不相容性(反过来在钾交代中同样排钠);③表中第13栏是未被交代的辉长岩原岩,在钠交代(第14栏)后Na2O显著增量,被钠化。这表明辉长岩墙是在碱交代热液和幔汁注入之前带路。此矿床的平面地质图见图1-16,地质剖面图见图1-17。铀矿体及之前的碱交代体把早期的辉长岩、辉绿岩墙切断叠加其上。图1-16 Грачев矿床地质图(2)北哈萨克斯坦Заозер和(北奥泽尔)热液铀矿(见图1-18)北哈萨克斯坦Заозер和(北奥泽尔)热液铀矿也是碱(Na)交代U-P型成因。此矿床的原岩和碱交代磷灰石化的化学成分变化见表1-13。此强烈磷灰石化据我们现在的认识实质上是P5+对灰岩中C4+进行交代替换。氧(O2-)并未动,只不过是幔汁中PH3进入,H把C化合为CH4气相带出。注意:铀磷矿体同样出现在闪长玢岩墙之旁。全球热液铀矿地球化学图1-18 铀磷矿床图表1-13 在磷灰石交代中灰岩的成分变化(wB/%)
2023-08-26 08:08:271

山西省阳高县堡子湾金矿床

堡子湾金矿床是一个以金为主,伴有银、铜、铅、锌的金属矿床。产于山西与内蒙古交界处山西省大同市阳高县境内。1 区域及矿区地质概况堡子湾金矿位于中国华北板块北缘,乌拉山-大青山成矿带与五台—太行成矿带交界处。本区地质演化中,主要受古亚洲洋和印度洋-太平洋两大动力学体系的控制,经历了华力西期西伯利亚板块与华北板块拼贴、造山作用,以及燕山期太平洋板块向欧亚板块的俯冲、碰撞造山和陆内拗(断)陷作用(李景云等,1996)。华力西期—印支期在华北地台北缘形成数千千米,宽数百千米的与华力西期—印支期花岗岩类、碱性—偏碱性岩类有关的NEE向金银多金属成矿带,如著名的哈达门沟、小营盘金矿等;燕山期形成NE向和EW向交织构成的网格状金银多金属成矿带,该带控制着晋东北燕山期义兴寨金矿、耿庄金矿等。堡子湾金矿床位于区域NEE向大型成矿带的次级成矿带和NEE向九对沟-堡子湾-青尖坡断裂隐爆角砾岩体中。容矿断裂隐爆角砾岩带线性展布、同岩浆作用形成的张剪性断裂构造破碎带。破碎带连续强蚀变矿化长度达1300m,宽100~150m。集宁群古老变质岩角砾、石英二长斑岩角砾岩(233 Ma,K-Ar法,韩金良,2001)、石英二长岩(243.7 Ma,K-Ar法,1∶5万区调报告,1988)、燕山期花岗斑岩(105±6 Ma,Rb-Sr法,1∶5万区调报告,1988),以及矿体(矿脉)多以脉状和短透镜状,沿构造破碎带方向展布(图1)。图1 堡子湾金矿区地质图(据冶勘三局资料,1996,修编)Hg—斜长角闪岩;gn—角砾岩;Auh—金矿化;Q—第四系;N2—新近系;Ar—太古宙集宁群;βμ2—吕梁期辉绿岩;ηγπ4—二长花岗斑岩;λπ4—石英斑岩。1—金矿体及编号;2—钻孔;3—探槽图中①,②,③为矿体编号,竖线为勘探线及编号其中①号矿体是矿区主要矿体,探明储量近8×103,占已探明储量的83%。矿体产于角砾岩体中部,分为4个支脉,矿体在平面上呈复杂脉状,透镜状,具分支复合、膨胀收缩、尖灭再现的特征;剖面上呈支脉状,在1400m标高上下有无矿带存在,矿体总体走向80°,倾向SSE,倾角60°~85°。矿体在东段10~19线延长450m,延伸410m,控制标高1080~1500m,西段3~7线,出露220m,宽2m,受虚脱构造和平行剪切构造控制,在3~4线间呈圆弧状,矿体总体上在浅部厚2.44~49.03m,平均厚21.42m,深部厚0.95~17.34m,平均厚5.75m,全区平均厚15.67m,厚度变化系数107.14%,品位变化范围 1×10-6~116.16×10-6,平均金品位 5.79×10-6,品位变化系数158.94%。2 矿床地质、地球化学特征2.1 矿体特征矿体严格产于角砾岩体内,上下矿体形态分布有差异,分布于上部矿体平面上呈短透镜状、剖面上呈楔状,该类金矿体埋藏浅、规模大、品位高、易开采,工业价值较大,是本区及整个矿带寻找的主要类型金矿体;产于深部的平行薄脉状矿体,该类金矿体因开采成本高,工业利用较难(图2)。图2 堡子湾17 线剖面示意图(据冶勘三局资料,1996;修编)AR—太古界斜长片麻岩;βμ2—吕梁期辉绿岩;ηо5—石英二长岩。1—角砾岩;2—断裂;3—金矿体2.2 矿石特征矿石主要为金银—多金属富硫化物型,硫化物含量约占整个矿石10%以上。矿物组合复杂,硫化物种类多,并有少量硫盐矿物。矿石矿物组合中,金银系列矿物约占金属矿物总量的10%,多为显微细粒金,产状以晶隙金为主;其次为裂隙金。黄铁矿(褐铁矿)约占金属矿物总量的70%以上,具多阶段性特征,贯穿成岩成矿过程始终。其他金属矿物包括黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、砷黝铜矿及硫砷铜矿等。脉石矿物以石英、斜长石为主;其次为碳酸岩矿物、明矾石、玉髓、高岭土和电气石。主要载金矿物以黄铁矿为主;其次为方铅矿、砷黝铜矿,脉石矿物石英也是重要载金矿物之一。2.3 围岩蚀变特征矿床围岩蚀变主要有黄铁矿化、绢云母化、硅化、高岭土化、碳酸盐化和绿泥石化。蚀变分带从上至下为高岭土化、伊利石-碳酸盐化、硅化-绢云母化、硅化(碳酸盐化)和硅化、绢云母化的变化趋势;上部金矿体以高级泥质蚀变为主,下部金-贱金属矿体以石英-绢(白)云母化为主。热渡期成矿分为4个阶段。①黄铁矿-石英阶段(Ⅰ),②石英-黄铁矿-金银多金属硫化物阶段(Ⅱ),③石英-碳酸盐-银金多金属硫化物阶段(Ⅲ),④石英-碳酸盐-黄铁矿阶段(Ⅳ)。矿石微量元素中,As,Ag,Cu,Pb,Zn,Sb,B为Au最佳指示元素组合;指示元素理想垂直分带序列从上至下依次为Hg-B-Sb-As-Ag-Pb-Cu-Au-Zn-Bi-Mo。2.4 矿物标型特征堡子湾金矿床特征(标型)矿物组合为银金矿+辉银矿+黄铁矿+黄铜矿+方铅矿+闪锌矿+砷黝铜矿+石英+碳酸盐矿物+明矾石+石髓。金矿物以含银自然金为主,其次为银金矿,自然银含量少,辉银矿微量。金-银矿物产状以晶隙金为主,其次为裂隙金;金矿物粒径多<0.037mm,为显微细粒金,成色平均为819(21件平均)。与金矿化关系密切黄铁矿大多为五角十二位面体,并有立方体、八面体及其聚形晶;多呈细粒脉状,他形-半自形碎裂状及团块状集合体产出。P 型导电为主,主成分贫铁;微量元素除Au,Ag外,还富含Cu,Pb,Zn,Co,Ni,As,Sb,Bi,Hg等元素,Co含量多>100×10-6,Co/Ni平均为0.61(40),(Pb+Zn)/(Co+Ni)比平均为4.95,Au多<Ag,Au/Ag比平均为0.03;矿物中特征元素组合为Au-W-Cu-Hg-Ag-Bi-As-Co-Ni-Sb-Pb。黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等硫化物中富含Au,As,Sb,Hg等微量元素,中期暗灰色石英亦富含Au,Co,Cu,As等微量元素。矿物中微量元素富含 Cr,Ni,Ⅴ等幔源元素,指示成矿热液源于深部。碳酸盐矿物含铁量大,主要为铁白云石;闪锌矿亦富铁,为(富)铁闪锌矿;金红石呈粒状,杂质元素含量低、纯度高。反映矿床剥蚀深度较大,已剥蚀到金矿体中下部。矿石中含丰富的铜矿物,局部能圈出独立铜矿体;其他硫化物矿物中含铜量大,如闪锌矿单矿物探针分析含Cu达3%,说明闪锌矿形成于斑岩系统接近斑岩源高温环境,推测深部可能存在斑岩型多金属矿化。在深部已经圈出独立的铜、铅锌矿体,在矿带西部九队沟矿区已发现具工业价值的钼矿化。图3 堡子湾金矿矿石硫同位素组成塔式图3 矿床成因分析3.1 稳定同位素地球化学特征矿石硫同位素组成很均一,变化范围窄。δ34S值变化在-3.2‰~5.3‰之间,平均-0.102‰,塔式效应非常明显(图3)。黄铁矿-黄铜矿及方铅矿-闪锌矿两对共生硫化物对的硫同位素的总硫值变化在0.1‰~1.4‰之间,呈现出较好的均一性,表明成矿热液的硫的来源一致,来自深源。采自第Ⅰ至Ⅳ成矿阶段形成的脉石矿物石英氢、氧同位素组成见表1。采用 Wenner(1971)计算方程,求得 值域为-3.1‰~7.73‰,早期偏向大的正值,晚成矿阶段偏向负值;相对应样品,石英中流体包裹体δD值变化在-90‰~-64‰。成矿流体早期主要为岩浆水,中、晚期为岩浆水和大气降水的混合物。表1 堡子湾金矿氢、氧同位素组成堡子湾金矿区矿石中方铅矿、黄铁矿、闪锌矿的铅同位素组成与花岗岩类铅同位素组成对比见表2。区内岩、矿石铅同位素组成均为普通铅,放射成因的铅含量低。7个矿石铅同位素组成变化范围小,均一化程度高,来源单一,指示铅来源于深源,与石英二长斑岩和石英二长岩一致,而与花岗斑岩不同。表2 堡子湾矿区岩矿石铅同位素组成对比3.2 矿物包裹体特征矿区原生包体较丰富,包体一般多在5~15mm,少量在20mm左右,呈浑圆状、不规则状零星随机分布,次生包体较少,多呈条带状定向排列。包体以液相(液+气)包体为多,其次有气相包体,少量CO2包体和少量含子晶多相包体。包体气相中以H2O,CO2为主,并含有 H2,N2,CH4,CO。无O2;各包体组合特征相近,具有相同的流体来源(表3)。CO2/H2O摩尔比值较低,在0.027~0.049,(CH4+H2+CO)/CO2摩尔数比为0.045~0.132,均值0.08。液相成分阳离子主要为Na+,K+,而Ca2+,Mg2+未检出,阴离子以富 ,Cl-为特征,F含量低,属 型流体,表现为岩浆热液为主的特点。表3 堡子湾金矿床石英中包体成分包裹体均一温度范围108~380℃(图4),主要成矿温度为110~220℃和230~310℃,属中(低)温热液矿床。成矿压力在6~32 MPa范围内,深度在230~1200m范围内。包体盐度变化在9.2%~13.2%。矿液的酸碱度pH=4.25~4.91,Eh=-0.451~0.598,还原参数R=0.045~0.132,属偏碱性、弱还原条件。图4 堡子湾金矿包裹体均一温度直方图解3.3 成矿时代成矿时代主要是通过地质方法和同位素测年获得的,本次选择第Ⅱ成矿阶段形成的多金属硫化物石英脉中的石英,应用40Ar/39Ar法测定其形成年龄,实验数据见表4。表4 TAR4 号样品石英40Ar-39Ar 激光探针测年数据表(样重=0.3865g,J=0.010 26)注:测试单位为中国科学院地质所Ar-Ar实验室。由表数据得图(图5),它是石英的40Ar-39Ar年龄谱,是40Ar-39Ar实验结果的具体表示。图形显示马鞍形或“U”字型年龄谱,其坪年龄为142.9±0.5 Ma。韩金良(2001)获得成矿期石英39Ar-40Ar法142.5 Ma的坪年龄,黄铁矿(石英-黄铁矿脉)Rb-Sr同位素年龄64 Ma,从而将堡子湾金矿成矿时代确定为燕山晚期-喜马拉雅期。但是从区域上,本区构造岩浆活动均发生在印支-燕山期(据1∶5万区调报告,1988;冶勘三局地质研究所;王文成等,2000;韩金良,2001),而喜马拉雅期构造岩浆活动较弱,仅表现为煌斑岩脉,那么喜马拉雅期成矿的证据显得不太充分。综合矿区构造、岩浆岩、隐爆角砾岩和矿体之间关系的系统研究,控矿构造大吴窑-胡窑张扭性断裂,切割吕梁期的变辉绿岩脉(1797.6 Ma,K-Ar),又被燕山期的断裂所切;而与矿体有着密切成因联系的隐爆角砾岩和石英二长斑岩严格受断裂控制,并具有多期多阶段活动的特征,测定的及隐爆二长花岗斑岩角砾岩的K-Ar同位素年龄均为243.7 Ma(K-Ar),并被堡子湾花岗斑岩(105±0.6 Ma,Rb-Sr)所侵入;容矿岩石中的含金多金属硫化物以细网脉状充填于隐爆角砾岩裂隙及作为角砾岩的胶结物;而本次获得第Ⅱ成矿阶段石英形成于142.9±0.3 Ma。通过对构造、岩浆岩、隐爆角砾岩及矿体之间关系的分析,认为堡子湾金矿形成于在燕山期(142.5±0.5 Ma,39Ar-40Ar),并受到燕山晚期—喜马拉雅期(105±0.6 Ma,64 Ma,Rb-Sr)侵入热事件影响。图5 堡子湾金矿石英39Ar-40Ar年龄谱4 结论堡子湾金矿的成因类型属与次火山岩有关的高硫型(明矾石-高岭土型)浅成中低温热液型金矿床,形成于燕山期(142.9±0.5 Ma)。矿床剥蚀程度较深,已位于矿体中下部,深部金矿化强度减弱,找矿潜力有限;已获得的矿物、元素地球化学特征以及找矿实践显示深部可能存在斑岩型Cu,Mo矿化。参考文献康学勇.1999.山西堡子湾金矿床地质特征及成矿规律.太原理工大学学报,30(6):590~593李景云,聂维清,张维根.1996.山西省堡子湾金矿地质特征.矿床地质,15(3):216~218卿敏,张立庆,牛翠祎等.2001.山西堡子湾金矿床黄铁矿标型特征.黄金地质,7(4):22~27魏广庆,李景云,张维根.1998.山西省堡子湾金矿地球化学特征.地质与勘探,34(3):38~42吴保全.2003.山西堡子湾金矿床地质地球化学特征.铀矿地质,19(4):220~224张宝林,韩金良,高浩中等.2001.山西堡子湾金矿区成矿流体场特征与隐伏矿床定位预测.地质地球化学,29(3):179~184张北廷,邢福林,张承等.1997.山西阳高堡子湾金矿地质特征及找矿标志.华北地质矿产,12(1):75~84张文亮,李朝辉.2001.堡子湾金矿床成因及成矿模式.找矿地质论丛,16(2):125~129赵利青,卿敏,雷时斌等.2000.山西堡子湾金矿床元素地球化学成矿预测研究.黄金地质,6(2)(卿敏、牛翠祎编写)
2023-08-26 08:08:511

新疆乌库尔其铀矿床

王果 张占峰 王保群 李细根 王国荣 李彦龙(核工业二一六大队,新疆 乌鲁木齐 830011)[摘要]乌库尔其铀矿床是在原519大队概略评价基础上经过各阶段勘查工作提交的一个中型砂岩型铀矿床,也是伊犁盆地南缘在中下侏罗统西山窑组上段(第Ⅶ旋回)首个发现和探明的铀矿床。矿床位于伊犁盆地南缘西部斜坡带乌库尔其微隆构造单元,属典型的层间氧化带砂岩型铀矿。总体上,该矿床矿体分散且连续性差,品位偏低,现正进行现场地浸开采试验。本文对矿床发现史、基本特征、主要成果创新及开发利用现状进行了论述和分析。[关键词]伊犁盆地南缘;地浸砂岩型铀矿床;西山窑组上段;层间氧化带乌库尔其矿床位于伊犁盆地南缘中西段,往东南距扎吉斯坦矿床4km,西距库捷尔太矿床14km,是继库捷尔太、扎吉斯坦矿床后在伊犁盆地南缘发现的第三个可地浸砂岩型铀矿床,也是伊犁盆地南缘铀矿田(以下统一简称为“伊南铀矿田”)首次在水西沟群西山窑组上段(第Ⅶ旋回)发现具有一定规模的工业铀矿[1,2]。行政区划隶属察布查尔锡伯自治县管辖,距县城直线距离约10km,矿区内交通便利。1 发现和勘查过程该矿床发现和勘查过程大致可分为3个阶段:一是以煤岩型铀矿为主的概略评价阶段,二是以地浸砂岩型铀矿为主的地质勘查阶段,三是以地浸试验为主的矿山补充勘查阶段。1.1 以煤岩型铀矿为主的概略评价阶段乌库尔其矿床铀矿地质工作始于20世纪50年代。1959~1960年,原二机部519大队在本区以大间距(4~2)km×(2~1)km)进行了概略评价,主要找矿类型为煤岩型铀矿,施工28个钻孔,钻探工作量7950.3m。部分钻孔揭露到中下侏罗统水西沟群(J1-2sh)层间氧化带,为以后的砂岩铀成矿预测提供了基础资料。1.2 以地浸砂岩型铀矿为主的勘查阶段1991~1994年,核工业二一六大队在盆地南缘中西段开展了放射性水化学区调、砂岩型铀矿地面综合区调、前人资料的系统整理及成矿远景预测评价。同期,核工业北京地质研究院、核工业二〇三研究所、核工业航测遥感中心对伊犁盆地南缘铀成矿条件开展了专题研究。圈定乌库尔其地区为具有良好层间氧化带砂岩型铀成矿潜力的Ⅰ类远景区[3]。1993~1995年,核工业二一六大队与哈萨克斯坦沃尔科夫地质联合体合作在乌库尔其区开展了砂岩型铀矿预查,勘查网度采用(2~4)km×(800~200)m,局部孔距达到100~50m,投入钻探17366.6m,施工钻孔46个,其中4个钻孔分别在第Ⅴ和Ⅶ旋回揭露到工业铀矿化,初步确定乌库尔其地段为砂岩型铀成矿远景区。该阶段地质技术工作基本由哈方工作组完成,包括钻探施工、地质编录、测井、技术总结等,中方仅安排少数技术人员学习配合。因此该阶段各类资料的分析整理不够深入系统。1996~1998年,核工业二一六大队与哈萨克斯坦沃尔科夫地质联合体开展技术合作,中方技术人员全程参与了各项地质工作。主要针对水西沟群西山窑组下段(Ⅴ2旋回)砂岩型铀矿进行了普查,钻探施工由哈方完成(1998年核工业二一二大队参与部分工程施工),投入钻探工作量34206.2m,在389~549线间施工剖面14条。以(800~400)m(线距)×(200~100)m(孔距)的工程间距,在第Ⅱ、Ⅴ1、Ⅴ2、Ⅶ1、Ⅶ2、Ⅷ等层位均揭露到层间氧化带,在429~485线控制一条工业铀矿带,并首次在第Ⅶ旋回发现了工业铀矿体。累计资源量规模为小型矿床。期间该队与南京大学合作开展了矿石物质组分及层间流体作用科研项目研究[4,5]。2000~2003年,核工业二一六大队以水西沟群西山窑组上段(Ⅶ旋回)为主要目的层,对本区开展了全面普查,钻探工程重点集中于397~485线之间,投入钻探工作量49051m。该阶段对含矿岩系水西沟群进行了层位系统划分,对第Ⅴ、Ⅶ旋回沉积相进行了深入分析,提出了乌库尔其微凸构造控矿的观点。2002年提交了357~373线(首采段)勘查报告,2003年分别提交了乌库尔其铀矿床第Ⅴ旋回和第Ⅶ旋回普查地质报告。累计提交铀资源量规模达到中型[6]。2004~2005年,核工业二一六大队对本区开展了勘探工作,勘探范围为333~469线之间,东西长约7.5km,投入钻探工作量24596.87m,根据矿体复杂性和地质可靠程度确定为Ⅲ类勘查类型,基本工程间距为200m×(100~50)m,局部孔距达25m。在Ⅴ旋回和Ⅶ旋回提交铀资源量规模为中型,概算伴生硒资源量60.7t、铼资源量20.2t、煤炭资源量38956×104 t。需要说明的是,受勘探周期和工作量的限制,以及该矿床铀矿体规模小、分散等特点,勘探阶段圈定资源量类型仅为332+333[7],实际上相当于达到详查程度。1.3 矿山地浸试验过程中的补充勘查阶段勘探工作结束以后,为满足建设矿山的需要,矿山企业在不同地段组织开展了两次补充勘探工作。2007年,在413~429线间开展补充勘探工作,投入钻探工作量9497m,圈定了331+332铀资源量,除提高资源量级别和控制程度外,资源量的减少达41%。减少较大的原因有三:一是勘探阶段铀镭平衡系数为0.85、进行了修正,而补勘阶段随着样品数量的增加和取样代表性增强,铀镭平衡系数为1.04、不予修正,仅此资源量减少达13%;二是随着矿体控制程度提高(100m×(100~50)m),矿体外推距离减小,矿块面积减小,但相应资源量级别提高,此为资源量变化的正常现象;三是很多加密控制钻孔导致矿体断开,说明铀矿体本身规模较小,连续性差。2012年,在341~469线的BK1和BK4区(不含413~429线)开展了补充勘探工作,投入钻探工作量为16674m,工程见矿率仅为14%,采用100m×(100~50)m工程间距控制331类资源量。圈定了331+332铀资源量,较勘探资源量减少达55%。究其原因有以下几点:第一,勘探阶段对Ⅶ旋回铀镭平衡、镭氡平衡均进行了修正,Ⅴ旋回镭氡平衡进行了修正,本次补勘资源量估算未做任何参数修正,因此勘探阶段部分工业孔变为矿化孔未参与资源量估算,Ⅶ旋回矿体品位下降30%, Ⅴ旋回矿体品位下降12%,造成BK 1区资源量减少13.10%, BK4区资源量减少36.51%;第二,第Ⅶ旋回工业矿带窄,加密控制后原来连续的矿带被断开,甚至只剩单工程控制;第三,补勘提交资源量类别有了较大的提高,矿体外推距离减小,使矿块面积有较大幅度减小,相应地资源量也有所减少(图1,图2)。但值得说明的是,通过补勘工作,铀矿带在平面的展布与勘探阶段推测的基本一致,说明勘探阶段推断的铀矿带展布合理,估算资源量也是可靠的。图1 乌库尔其铀矿床BK1区Ⅴ2旋回矿体块段圈定对比1—工业孔;2—矿化孔;3—无矿孔;4—层间氧化带前锋线;5—补勘阶段工业矿体;6—勘探阶段工业矿体图2 乌库尔其铀矿床BK4区Ⅶ旋回铀矿体块段对比1—工业孔;2—矿化孔;3—无矿孔;4—Ⅶ1层间氧化带前锋线;5—Ⅶ2层间氧化带前锋线;6一补勘阶段圈定工业矿块;7—勘探阶段圈定工业矿块2012年以来,核工业二一六大队在乌库尔其矿床外围开展普查工作,在417线北部2km处揭露到Ⅴ1旋回工业铀矿体(灰色砂体,1.8kg/m2),在469线以东初步控制一条工业铀矿带。因此,矿床外围有望有新的发现。2 矿床基本特征2.1 地层矿区中新生代地层直接覆盖在中—下石炭统中酸性火山岩、火山碎屑岩基底古风化壳之上,自下而上由中上三叠统小泉沟群(T2-3xq)浅湖相沉积、中下侏罗统水西沟群(J1-2sh)陆相含煤碎屑岩建造、中侏罗统头屯河组(J2t)河流相沉积、新近系(N)和第四系(Q)冲洪积物组成(图3)。铀矿化赋存于三工河组(J1s)和西山窑组(J2x),头屯河组(J2t)尚未发现铀矿化,八道湾组(J1b)和小泉沟群(T2-3xq)在矿区范围内少有钻孔揭露。据资料,小泉沟群在钻探揭露区域基本缺失。主要含矿层特征如下:三工河组:对应于水西沟群V1亚旋回— 亚旋回,厚度约为32m。岩性以灰色粉砂岩、粉砂质泥岩夹细砂岩、中粗砂岩为主,主要有两层砂体,砂体厚5~14m,产状不稳定。赋存少量工业铀矿化。西山窑组:对应于水西沟群 亚旋回—Ⅶ旋回,厚度约180~220m。根据岩性组合特征由下到上可分为 亚旋回、Ⅵ旋回、Ⅶ旋回3个岩性段。其中 亚旋回和Ⅶ旋回为矿床主要赋矿层位,Ⅵ旋回以泥岩、煤层为主,砂体极不稳定。 亚旋回:下部为厚大稳定砂体,岩性为灰色中粗粒含砾砂岩、中细砂岩,粒度自下而上具有粗—细或细—粗—细的特征;上部为粉砂岩、泥岩与煤。Ⅶ旋回:可分为Ⅶ1亚旋回和Ⅶ2亚旋回。岩性以灰色、灰白色中粗粒含砾砂岩、砂砾岩、中细粒砂岩与绿灰色、灰色粉砂岩、泥岩为主,形成较厚的砂泥互层结构。有两层主砂体,均赋存工业铀矿化。2.2 构造乌库尔其铀矿床位于伊犁盆地南缘西部斜坡带东侧,总体构造形态为一次级微隆起区,称乌库尔其微凸起。矿床东西长8km,南北宽5km,面积约40km2。凸起的轴部位于397线至445线间,宽约1.8km,轴部的走向及倾向略呈北北西向,倾角4°~6°,凸起的翼部分别向东西两侧倾斜,倾角3°~7°(图4)。晚渐新世至早中新世(24Ma),在不对称挤压作用下形成了本区微隆构造格局,造成沉积盖层发生掀斜,主含矿砂体开启并接受大气降水补给,在含铀含氧水的持续补给和氧化改造下形成层间氧化带及其控制的砂岩铀矿。图3 乌库尔其矿床地层综合柱状图图4 乌库尔其矿床东西向剖面略图1—砂体;2—煤层;3—铀矿化部位;4—地层代号;5—煤层编号;6—钻孔;7—钻孔编号2.3 水文地质特征2.3.1 地下水补-径-排条件盆地南缘察布查尔山蚀源区为含矿含水层地下水的补给区,补给形式主要有地表水、第四系潜水,其次为大气降水和基岩裂隙水。含矿含水层开启处距盆缘3~5km,层间水补给窗距层间氧化带前锋线(铀矿带)一般为4~8km。遥感及地震资料显示,矿区北1km处存在一近东西向的隐伏断裂为本区局部排泄源(陈建昌等,1995),伊犁河南侧的北东向隐伏断裂为南缘区域排泄区。地下水流向在280°~35°之间;水位埋深在-15.48~110m之间,地下水具有强承压性,水头高度192.60~333.53m;渗透系数在0.22~0.58m/d之间;地下水流速0.006~0.0018m/d。2.3.2 地下水水化学特征矿区承压水水化学特征在平面上具有明显的水化学成分分带性(图5)。具体表现为从东南向西北可分为4个带,与地下水流向基本一致,各水带参数特征见表1。表1 乌库尔其铀矿床地下水化学成分分带性特征一览表图5 乌库尔其铀矿床地下水水化学2.3.3 水文地球化学特征蚀源区地表水溶解氧含量为12.60mg/L, Fe2+/Fe3+为0.50,pH 值为8.16;基岩裂隙水溶解氧含量大于7.00mg/L,Fe2+/Fe3+介于0.31~2.0之间,Eh值一般大于400mV, pH 值在7.0~8.0之间,补给区的地表水、地下水均具有的较强氧化性能。矿床地下水中溶解氧含量为0.1~4.3mg/L,H2S含量为0.01~0.04mg/L,Eh值为-231~185mV。表明地下水从蚀源区向矿区径流过程中,水中溶解氧被逐渐消耗,原生还原砂体被氧化,铀不断氧化迁移和再迁移、再富集。2.4 层间氧化作用及铀矿体2.4.1 空间分布特征乌库尔其铀矿床主要为砂岩型,偶见零星泥岩型、煤岩型。砂岩型工业铀矿体分别赋存于Ⅴ1亚旋回、Ⅴ2亚旋回、Ⅶ1亚旋回和Ⅶ2亚旋回。Ⅶ旋回矿带主要分布于矿床中、西部,Ⅴ旋回矿带主要分布在矿床东部。层间氧化带发育规模、形态及含矿性差别较大,共发育6条层间氧化带,其中以西山窑组层间氧化带规模最大,并控制主要的工业铀矿体。在平面上各层位层间氧化尖灭线呈近东西走向的蛇曲状或港湾状展布延伸,并相互交错叠置(图6)。铀矿带与层间氧化带发育紧密相关。平面上,铀矿(化)体一般产出于层间氧化带前锋线附近100~200m范围内,局部翼部矿体延伸较远。工业铀矿带主要分布于357~381、411~433、449~469线层间氧化带前锋线弯曲转折部位,分布不连续,而铀矿化体则分布范围较广,基本连续(图6)。图6 乌库尔其铀矿床层间氧化带前锋线及铀矿(化)带平面展布示意图1—Ⅴ1旋回工业铀矿化;2—Ⅴ2旋回工业铀矿化;3—Ⅶ1旋回工业铀矿化;4—Ⅶ2旋回工业铀矿化;5—铀矿化带;6—Ⅰ旋回层间氧化带前锋线;7—Ⅱ旋回层间氧化带前锋线;8—Ⅴ1旋回层间氧化带前锋线;9—Ⅴ2旋回层间氧化带前锋线;10— Ⅶ1旋回层间氧化带前锋线;11—Ⅶ2旋回层间氧化带前锋线2.4.2 层间氧化带分带特征该矿床遵循层间氧化带砂岩型铀矿的一般特征,根据岩石的颜色、铁物相特征及其他地球化学指标,可将矿区层间氧化带划分为氧化带、过渡带和原生岩石带3个岩石地球化学分带。氧化带可进一步划分为强氧化带、中氧化带和弱氧化带,对铀矿带划分出前缘带。铀矿化分布于层间氧化带前锋线及上下翼尖灭部位,不同层位、地段铀矿化发育特征差别大。层间氧化带各亚带岩石有机质、全硫、铀及其伴生元素显示一定的变化规律:Fe2O3与FeO 含量变化十分明显,Fe2O3从氧化带到原生岩石带逐渐降低,FeO 则逐渐升高,呈相互消长关系,而二者的总量基本保持不变。Fe2O3/FeO 比值在氧化带为2,在过渡带比值为1.16。该比值越大,反映氧化作用越强烈,越有利于铀的迁移;比值越小,对铀沉淀越有利。有机物和硫化物是岩石中主要的还原性物质,强氧化带两者含量均最低,随氧化程度减弱含量不断增高,不同之处在于有机炭的最高值在过渡带为原生岩石带的2倍、氧化带的5~8倍,而硫化物在原生岩石带最高(表2)。有机质的变化特征可能反映了过渡带存在较为活跃的细菌活动。铀矿化富集程度与有机碳、全硫含量呈一定正相关,尤以有机碳更为明显,品位越高的矿石一般含有机质越丰富,导致其岩石色调越深。表2 层间氧化带不同分带铀与有机碳、硫、价态铁含量统计2.4.3 铀矿体及铀矿石2.4.3.1 规模、形态Ⅴ旋回矿带主要位于矿床东部389~469线间,由Ⅴ1和Ⅴ2亚旋回矿体组成。主矿体Ⅴ2亚旋回矿带断续长约2.0km,宽50~250m;矿体倾向总体为北北西向,倾角2.3°~8.7°;矿体埋深305~515m,由南往北、由西往东矿体埋深逐渐增大。Ⅶ旋回矿带主要位于矿床的中、西部333线与469线之间,由Ⅶ1、Ⅶ:亚旋回矿体组成。工业矿体主要分布于357~381线、413~437线、469线地段,延伸总长约4.8km,倾向发育宽度一般50~150m。矿体总体倾向北西,局部北北西,倾角2°~8°。矿体埋深170~380m。矿体连续性差、规模小,单工程控制矿体多。矿体在剖面上以卷状、复杂卷状为主,其次为板状、似层状、透镜状。卷状矿体以短头短尾形态为主,各层位卷状矿体规模和形态差异较大。卷头矿体厚5~10m,宽一般25~100m;翼部矿体厚1~4m,宽50~150m。西山窑组上段卷状矿体主要分布于357~381线地段和413~433线地段,尤其是Ⅶ2矿体多为厚大的短头短尾形态。西山窑组下段及三工河组卷状矿体分布于441~469线间(图7,图8)。2.4.3.2 矿体品位、厚度Ⅴ旋回矿体单工程厚0.75~7.1m,平均厚3.79m,变化系数为42.6%;单工程品位0.0109%~0.2011%,平均品位为0.0372%,变化系数为92.8%;单工程平米铀量为1.02~11 .34kg/m2,平均平米铀量为2.52kg/m2,变化系数为88.6%。卷头矿体平米铀量一般大于4.0kg/m2,翼部矿体平米铀量一般为1.50~3.00kg/m2。图7 369号勘探线Ⅶ1与Ⅶ2亚旋回矿体形态剖面示意图1—砂砾岩;2—含砾粗砂岩;3—粗砂岩;4—中砂岩;5—细砂岩;6—粉砂岩;7—粉砂质泥岩;8—泥岩;9—煤层;10—层间氧化带;11—铀矿化体;12—品位(%)/厚度(m);13—砂体(旋回)编号图8 445号勘探线Ⅴ1与Ⅴ2亚旋回矿体形态剖面示意图l—砂砾岩;2—含砾粗砂岩;3—粗砂岩;4—中砂岩;5—细砂岩;6—粉砂岩;7—粉砂质泥岩;8—泥岩;9—煤层;10—层间氧化带;11—铀矿化体;12—品位(%)/厚度(m);13—砂体(旋回)编号Ⅶ旋回矿体单工程厚0.8~13.7m,平均厚4.58m,变化系数为63.4%;单工程品位0.0123%~0.2047%,平均品位为0.0364%,变化系数为89.3%;单工程平米铀量为1.0~12.35kg/m2,平均平米铀量为3.12kg/m2,变化系数为86.4%。2.4.3.3 矿石物质成分及铀存在形式矿石的自然类型为层间氧化带疏松砂岩型铀矿。矿石组分按成因可分为两类:一类是碎屑物、有机质碎屑、黏土矿物及成岩期自生矿物,占矿石中矿物总数的98%~99%;另一类是成矿期生成的自生矿物,含量甚微,如黄铁矿、白铁矿及铀矿物。矿石中矿物以石英、长石和岩屑为主。其中,石英占矿石总量的29%~34%,长石占5%~22%,岩屑占28%~34%。重矿物占0.5%~0.8%,以钛的氧化物及化合物类最常见,Ⅶ旋回矿石中重矿物含量明显高于其他层位。黏土矿物总量占5%~15%,主由高岭石、伊利石、绿泥石、蒙脱石构成,Ⅶ旋回以伊利石为主,约占55%;Ⅴ旋回以高岭石为主,约占60%~90%。矿石中的铀主要以独立铀矿物、分散吸附状态两种存在形式为主,有少量以类质同象等形式存在于其他矿物中。铀矿物主要为沥青铀矿(含少量再生铀黑),其次为铀石。分散吸附状态的铀大多为纳米级的UO2+x分子或质点,少数为超显微水沥青铀矿质点,为沥青铀矿的雏形[6,7]。2.4.3.4 伴生矿产乌库尔其矿床伴生元素研究工作程度较低。勘探阶段在421~461线对西山窑组下段基本以400m×200m进行了控制取样,钻孔内一般采用系统的组合取样(平均样长0.49m)方法进行了研究;西山窑组上段伴生元素的研究仅限于349~381线地段,在该地段8条勘探线20个钻孔中进行了较系统的取样。总体上,硒和铼达到伴生矿产综合利用指标,但对其赋存状态等未作任何研究。同时对矿区范围内煤炭资源进行了估算[7]。3 主要成果和创新点3.1 主要成果1)发现并探明了一处中型地浸砂岩型铀矿床。首次在伊犁盆地南缘提交Ⅶ旋回砂岩型铀矿资源量。概算伴生硒资源量60.7t、铼资源量20.2t,提交煤炭资源量38956×104t。2)基本查明了地层结构、含矿砂体、层间氧化带及砂岩型铀矿体规模、空间展布形态等地质构造特征。3)查清了矿床含矿含水层的分布、结构、规模及埋深,通过水文地质孔抽水试验,获取了含矿含水层的渗透系数、涌水量、承压水头高度、地下水的pH 值、Eh值、矿化度等地浸水文地质参数及水文地球化学参数,为地浸评价提供了依据。3.2 创新点该矿床是伊南矿田根据层间氧化带砂岩型铀成矿模式发现和探明的典型实例,对“伊犁式”层间氧化带砂岩型铀成矿理论进行了进一步深化和定型。伊犁盆地南缘铀矿勘查和研究成果“填补了我国铀矿勘查空白,极大地丰富和发展了我国金属矿产成矿理论”(获得2007年国家科技进步一等奖的成果鉴定结论)[8~10],乌库尔其矿床的找矿实践为铀矿理论的创新作出了贡献。1)通过该层间氧化带砂岩型铀矿床勘查实践,并在此基础上系统总结分析伊南铀矿田其他铀矿床的勘查研究,基本建立了我国中新生代陆相盆地“六位一体”的层间氧化带砂岩型铀成矿和找矿模式,提出了“三层两面”的控矿观点和“五带式”层间氧化带的岩石矿物地球化学分带规律;提出了多期次成矿和新构造运动对层间氧化带及铀矿化发育影响和控制的观点[8,11]。2)盆缘构造斜坡带背景下岩相岩性和地下水补-径-排的耦合奠定了成矿基础,决定了矿床的定位。提出了含矿砂体为三角洲平原相环境下分流河道沉积,砂体的厚度、粒度、渗透性较适中,这些条件为后来发育层间氧化带提供了基础。含矿建造形成后盆缘产生掀斜接受地下水补给,盆内产生东西向张扭性断层构成地下水排泄源,形成完整的补-径-排层间水水动力机制,为侏罗系发育层间氧化带及铀成矿创造了完善的条件[8,12]。3)砂体突变导致层间氧化作用改变,产生氧化-还原过渡带而发生铀沉淀,决定矿体的产出部位,提出了沉积微相控矿的观点。砂体突变指砂体厚度急剧减薄、泥质夹层增多、砂岩粒度由粗突然变细等,这种砂体突变是由微相环境变化引起,如三角洲水上分流河道由窄变宽、由直变弯、由水上向水下逐渐过渡等都会产生砂体变薄、沉积物变细、泥质夹层增多等现象,这些变异部位往往也是原始有机质及黏土含量增高的部位。砂体的这种突变,往往造成层间地下水的流速减缓甚至流向发生改变,水-岩作用时间变长,层间氧化作用滞缓,更有利于铀从地下水中析出沉淀,因此常常在砂体变异部位发育较富的铀矿体。4)通过微观研究,发现层间氧化带前锋线附近微生物成矿作用的现象,在氧化-还原过渡带发生的物理、化学、生物作用是导致铀富集成矿的直接因素,铀矿物主要产出于植物胞腔边缘,并发现成岩期和成矿期的黄铁矿有共生关系(图9至图12)。图9 乌库尔其矿床矿石中的铀石(双键四方柱状)交代古真菌图10 乌库尔其矿床矿石中碳屑的树木腔胞结构及腔胞中的黄铁矿、铀矿物,光片图11 库捷尔太矿床八道弯组矿石中铀石沿植物细胞腔内壁分布(白色环带)图12 乌库尔其矿床矿石中成矿期黄铁矿(中部亮白色)包裹成岩期草莓状黄铁矿(星点状白色),光片4 开发利用状况乌库尔其铀矿床发现于1993年,2003年提交首采段并开展了地浸试验,2005年完成勘探并转入地浸开采试验。自该矿床投入开发建设以来,在多年的野外现场试验和生产过程中,矿体变化较大,资源量减少较为明显,地浸效果总体不理想,加之矿山设计方案未能及时调整,从而影响了矿山建设的进程。乌库尔其矿床并未正式投产,目前仍处于试验阶段。5 结束语乌库尔其矿床是伊犁盆地南缘铀成矿带发现和勘查的第三个砂岩型铀矿床,并首次在Ⅶ旋回发现了一定规模的工业铀矿体。自1959首次揭露到有利的砂岩层位和层间氧化带到1993~1995年预查、1996~2003年普查、2004~2005年勘探、2007年413~429线补充勘探、2008~2010年矿山施工了17个生产开拓钻孔、2011~2012年全区补勘,整个勘查和后续开发工作历程对今后勘查开发工作提供了借鉴:1)应充分认识沉积盆地中砂岩型铀矿产出的复杂性和不稳定性。2)勘查开发工作应循序渐进,各阶段对主要矿体的控制应到位,合理确定勘查类型,不应因开发的急需而采取跨阶段勘查。同时,在发育多层工业矿体的情况下,应分别针对不同矿体采取不同的勘查类型进行控制,统一的勘查类型会导致某些矿体的控制程度偏低。3)加大勘查阶段经济技术评价工作,正确确定地浸工艺。在矿山自身经补充勘查发现矿体及资源量大幅度变化后,应及时、主动调整矿山建设方案。4)最新资料显示,矿床北部2km处已经发现三工河组下段(第Ⅴ1旋回)层间氧化带及其控制的工业铀矿体,矿床东部阔斯加尔地区已经获取一定预测资源量,是今后勘查的方向,可能将为矿床开发提供后备资源。参考文献[1]张金带,徐高中,林锦荣,等.中国北方6种新的砂岩型铀矿对铀资源潜力的提示[J].中国地质,2010,37(5):1434-1449.[2]王保群.伊犁盆地南缘可地浸砂岩型铀矿的重大突破[J].新疆地质,2002,20(2):106-109.[3]李合哲,李彦龙,阿仲明,等.伊犁盆地南缘铀成矿远景评价[R].核工业二一六大队,1995.[4]王果,华仁民,秦立峰.乌库尔其地区层间铀成矿过程中的流体作用研究[J].矿床地质,2000,19(4):340-349.[5]张映宁,李胜祥,王果,等.新疆伊犁盆地南缘层间氧化带砂岩型铀矿床中稀土元素地球化学特征[J].地球化学,2006,35(2):211-218.[6]李细根,王国荣,朱明永,等.新疆察布查尔县乌库尔其铀矿床第Ⅶ旋回普查地质报告[R].核工业二一六大队,2003.[7]殷建华,李彦龙,周剑,等.新疆察布查尔县乌库尔其铀矿床勘探地质报告[R].核工业二一六大队,2005.[8]王成,王保群.《新疆伊犁盆地南缘可地浸砂岩型铀矿勘查研究及资源评价》项目内容摘要[J].纪念李四光诞辰120周年暨李四光地质科学奖成立20周年学术研讨会,2009,308-314.[9]王果.新疆造山-造盆作用与砂岩型铀成矿[J].新疆地质,2002,20(2):110-114.[10]王果,王成.天山造山带-盆地结合部位铀矿找矿中一些问题的思考[J].见:第九届全国矿床会议论文集,2008,211-212.[11]黄世杰.层间氧化带砂岩型铀矿的形成条件与找矿判据[J].铀矿地质,1994,10(1):6-3.[12]黄贤芳,刘禧长,黄树桃,等.伊犁盆地层间氧化带型砂岩铀矿床勘查的遥感技术方法[M].北京:原子能出版社,1999.我国铀矿勘查的重大进展和突破进-—入新世纪以来新发现和探明的铀矿床实例[作者简介]王果,男,1969年出生,研究员级高级工程师。1993年毕业于华东地质学院(现为东华理工大学)地质系铀矿勘查专业,2000年毕业于南京大学地球科学系矿物学岩石学矿床学专业,获硕士学位。2009年以来任核工业二一六大队总工程师。一直从事铀矿地质勘查及科研工作,获国家科技进步一等奖1项、国防科技进步二等奖2项、国土资源科学技术一等奖1项,2013年入选国家百千万人才工程。
2023-08-26 08:09:001

内蒙古纳岭沟铀矿床

苗爱生 彭云彪 胡立飞 王贵(核工业二〇八大队,内蒙古 包头 014010)[摘要]纳岭沟砂岩型铀矿床是鄂尔多斯盆地皂火壕特大型砂岩铀矿床发现之后落实的第二个大型砂岩型铀矿床。矿床赋矿层位为中侏罗统直罗组下段,同样受古层间氧化带控制,但古氧化带垂向控矿作用更为明显,矿床特征、矿体特征、成矿规律及控矿因素与皂火壕铀矿床相类似。[关键词]纳岭沟;大型;古层间氧化带;地浸砂岩型铀矿床纳岭沟铀矿床位于内蒙古鄂尔多斯市北西约89km处,行政上隶属于内蒙古达拉特旗中和西镇管辖,矿区内国道、公路及便道横纵交错,交通便利。本区为丘陵区地貌,地形切割强烈。1 发现和勘查过程纳岭沟铀矿床是核工业二〇八大队在2000年对鄂尔多斯盆地北部编图预测研究的基础上[1],以当时预测的层间氧化带前锋线为依据,以皂火壕铀矿床“古层间氧化带”成矿模式为指导,经过铀资源调查和区域评价工作发现的,经过预查、普查和详查等工作,现已落实为大型可地浸砂岩型铀矿床。1.1 调查评价2001~2005年,核工业二〇八大队承担了中国核工业地质局下达的《鄂尔多斯盆地北部地浸砂岩型铀资源调查评价》项目。选择位于区域层间氧化带前锋线的呼斯梁地区为靶区,以寻找第二个“皂火壕式”层间氧化带砂岩型铀矿床为目标,开展了铀资源调查评价工作。重新收集了部分煤田及水文地质等钻孔资料,进行了进一步的编图预测研究,进一步圈定了呼斯梁地区直罗组下段层间氧带前锋线。为了验证直罗组下段层间氧化带前锋线的含矿性,投入钻探工作量3500m(含中国地质调查局投入2000m),施工钻孔11个,发现两个工业矿孔,初步圈定了直罗组下段下亚段控制铀矿化的灰色砂岩“残留体”。1.2 区域评价2006~2008年,在上述调查评价工作的基础上,为了快速评价呼斯梁地区铀资源潜力,核工业二〇八大队承担了中国核工业地质局下达的《内蒙古鄂尔多斯市伊和乌素—呼斯梁地区1∶25万铀资源区域评价》项目,以“区域展开、适当追索”的总体技术思路,对呼斯梁地区铀成矿环境进行了总体评价,对中侏罗统直罗组下段下亚段灰色砂岩“残留体”的分布规律及其与铀矿化的空间产出位置进行控制与解剖,完成钻探工作量40500m,施工钻孔129个,新发现工业铀矿孔13个,落实了纳岭沟中型砂岩铀矿产地[2]。1.3 预查2009~2011年,核工业二〇八大队承担了《内蒙古鄂尔多斯市呼斯梁地区铀矿预查》项目。以“总体控制,局部解剖,分段预查,落实资源”的总体技术思路对呼斯梁地区开展了铀矿预查工作,对呼斯梁地区铀成矿环境进行总体评价,对灰色残留体东部边缘控矿性与矿体连续性进行解剖,以纳岭沟矿产地为重点勘查区,探索矿体沿走向与倾向的连续性,落实铀资源规模。在纳岭沟矿产地完成钻探工作量39500 m,施工钻孔85个,累计发现工业铀矿孔33个,纳岭沟展现出具有大型地浸砂岩型铀矿的前景[3]。1.4 普查2012年,核工业二〇八大队承担了中国核工业地质局下达的《内蒙古达拉特旗纳岭沟铀矿床普查》项目,采用“矿带总体控制,分段普查,局部加密,提交实验段”的总体技术思路对纳岭沟铀矿床开展普查工作,在对矿床进行总体控制和分段普查的同时,系统总结研究矿体的产出特征、分布规律、控制因素,指导区域找矿,对主矿体的局部进行加密控制,基本查明其规模、形态、产出特征等,为开展现场地浸条件试验作准备。完成钻探工作量35000 m,新发现工业铀矿孔69个,按地浸砂岩型一般工业指标估算铀资源量达大型矿床规模[4] 。1.5 详查2013年,核工业二〇八大队地质勘查承担了中国核工业地质局下达的《内蒙古达拉特旗纳岭沟铀矿床详查》项目,采用“矿带总体控制,主矿体部分详查、分段普查”的总体技术路线对纳岭沟铀矿床N21—N88号勘探线开展详查地质工作,在对纳岭沟铀矿床矿带进行总体控制和主矿体部分详查的同时,进一步总结矿体的产出特征、局部隔水层的分布规律,研究铀成矿的控制因素,指导外围找矿。完成钻探工作量40000 m,新发现工业铀矿孔57个,矿床达到了大型规模,并对铀矿资源开发利用前景进行了预可行性研究[5]。2 矿床基本特征2.1 构造特征鄂尔多斯盆地是一个大型的克拉通盆地,总体以垂直升降运动为主要的构造运动形式[6]。纳岭沟铀矿床位于鄂尔多斯盆地北东部三级构造单元伊盟隆起的中部偏北区域(见本书《内蒙古皂火壕特大型铀矿床》一文图1),地表断裂构造极不发育,但在岩心编录中可见到较多的构造擦痕。2.2 地层特征纳岭沟铀矿床揭露地层与皂火壕铀矿床基本相同[7],亦可分为上亚段(J2z1-2)与下亚段(J2z1-1)(图1),赋矿层位仍为中侏罗统直罗组下段下亚段。与皂火壕铀矿床不同之处在于虽按照“旋回对比、分级控制、等厚原则”的小层对比原则进行了划分,但上、下亚段之间没有稳定的隔水层,属同一个含矿砂体,厚度大,但在矿体上下存在局部隔水层(图2)。岩性主要由绿色、灰色中粒、粗粒砂岩构成,夹泥岩、粉砂岩薄层,结构疏松。矿床位于河道砂体中心部位,整体呈北西-南东向展布,由河道砂体中心向两侧逐渐变薄,平均厚124.1m,最大厚度大于160m,厚度变化小,稳定性较好。图1 纳岭沟铀矿床地层综合柱状图图2 纳岭沟铀矿床N12号勘探线剖面图1—下白垩统;2—中侏罗统直罗组上段;3—中侏罗统直罗组下段上亚段;4—中侏罗统直罗组下段下亚段;5—古氧化带;6—还原带;7—泥粉质局部隔水层;8—钙质局部隔水层;9—工业铀矿体/铀矿化体;10—泥岩层/砾石层;11—钻孔及埋深;12—古层间氧化带前锋线;13—地层及岩性界线;14—地层缩略符号另外,直罗组下段下亚段可进一步划分为两段:下部以砾质辫状河道沉积的砾岩、砂质砾岩为主,目前已在该层位中发现工业铀矿化;上部以砂质辫状河道沉积的绿色、灰色砂岩为主,在纳岭沟铀矿床分布广泛,呈泛连通状,是铀矿化的主要赋存层位,砂岩粒度较粗,多含细砾,灰色砂岩中多见炭屑、煤屑和黄铁矿。直罗组下段上亚段以绿色、浅绿色和暗绿色砂岩为主,个别钻孔中下部可见到灰色砂岩,在矿床南部已在该层位发现工业铀矿化,砂岩中常见泥质夹层,在矿床范围内上亚段与下亚段沉积环境基本相同[3,5],均为辫状河沉积环境。2.3 水文地质特征纳岭沟铀矿床含矿含水层在矿区内稳定分布,埋深大,赋存的地下水为承压水,地下水位埋深109.45~153.41 m,承压水头为169.55~252.46m,含矿含水层水位标高及承压水头具有从北向南逐渐增大的特征[5]。从水文地质孔抽水试验成果看,含矿含水层富水性变化不大,单井涌水量为83.64 (水位降深9.32m)~123.18m3/d(水位降深15.87m),单位涌水量为0.092~0.1032L/s· m,含矿含水层渗透系数为0.55~0.63m/d,导水系数为17.34~72.55m/d。综上所述,含矿含水层的富水性及渗透性较好,单孔涌水量较大,对地浸开采较有利[5]。2.4 古层间氧化带发育特征纳岭沟铀矿床古层间氧化带的发育特征与皂火壕铀矿床类似,不同之处在于纳岭沟铀矿床过渡带规模大,氧化前锋的垂向控矿作用明显,纵向上控矿作用不明显(图2,图3)。平面上,完全氧化带发育于矿床北部(图3),发育距离在10.0~18.0km之间,总体呈近东西向带状展布,在矿床北东部呈舌状向南东凸出;氧化-还原过渡带发育规模较大,整体呈北东-南西向展布,沿地下水运移方向发育距离在7.0~25.0km之间,铀矿体均产于氧化-还原过渡带内,古层间氧化带前锋线亦呈北东-南西向展布;还原带位于矿床南东部,发育规模较小,矿床内延伸距离约15km。图3 纳岭沟铀矿床直罗组下段下亚段岩石地球化学环境及矿体展布示意图1—氧化带;2—氧化-还原过渡带;3—还原带;4—氧化带与过渡带分界线;5—古层间氧化带前锋线;6—勘探线及编号;7—工业铀矿孔;8—铀矿化孔;9—铀异常孔;10—无铀矿孔;11—工业铀矿体垂向上,绿色古氧化砂岩一般为单层产出(图2),砂体整体呈“上绿下灰”的特征,纳岭沟铀矿床古氧化砂体厚度为0~101.50m,由北西向南东逐渐变薄直至尖灭;古氧化砂体底界埋深为283.20~627.00m,由北东向南西埋深逐渐加大;古氧化砂体底界标高为827.50~1144.00m,由北东向南西方向逐渐变低,与地层产状基本一致,可能与东部抬升有关,但变化较小。2.5 矿体特征平面上,纳岭沟铀矿床矿体整体呈北东-南西向带状展布(图3),局部呈透镜状,主矿体长约5500m,宽200~1700m,面积约5.0km2,连续性较好,规模较大,形态复杂,矿体边部连续性稍差,形成“天窗”。主矿体平均厚度为3.58m(表1),变化较大,在平面上厚度变化无规律性,多为突变;平均品位为0.0771%,相对高品位区分布在N7—N28线中部和北部,呈近东西向带状展布,其他部位也有零星分布;平均平米铀量为6.11kg/m2,高值区亦无明显规律,呈点状分布。表1 纳岭沟铀矿床矿体矿化特征统计剖面上,主矿体、矿化体呈板状、似层状,产于远离顶、底板的绿色砂岩和灰色砂岩过渡部位的灰色砂岩中(图2)。主矿体顶板埋深为314.05~464.05m,底板埋深为321.25~464.95m(表2),埋深较大,除局部受地形影响外,整体由北东向南西底板埋深逐渐增大,变化具规律性且稳定。主矿体顶板标高为1034.92~1111.07m,底板标高为1034.02~1102.45m,顶、底板标高变化不大,产状平缓,整体由北东向南西缓倾斜。表2 纳岭沟铀矿床矿体埋深及标高统计2.6 矿石特征纳岭沟铀矿床矿石为砂岩类矿石,主要为疏松、较疏松的浅灰色、灰色长石砂岩和长石石英砂岩。以中粒、粗粒砂岩为主,矿石中碎屑含量高,占全岩总量的90%以上,碎屑成分以石英为主,其次为长石;黏土矿物主要以杂基形式存在,平均含量为10.3%。黏土矿物成分以蒙皂石、高岭石为主,伊利石和绿泥石次之。纳岭沟铀矿床铀的存在形式为两种:吸附态和铀矿物,以吸附铀为主,在电子显微镜下含矿碎屑岩中的黏土矿物普遍含铀。铀矿物主要为铀石、沥青铀矿(图4,图5)。图4 石英(Q)、绿泥石(Chl)、黄铁矿(Py)共生的沥青铀矿(Pit)图5 TiO2颗粒,铀石(Coff)包裹的灰色内核为钛铁矿(Ilm)3 主要成果和创新点3.1 主要成果1)纳岭沟铀矿床是在鄂尔多斯盆地北部发现皂火壕特大型砂岩铀矿床之后,落实的又一个大型可地浸砂岩型铀矿床,是我国在沉积盆地中铀矿找矿的又一个重大突破。按地浸砂岩型铀矿一般工业指标估算,矿床达到了大型规模,矿体产出较集中,其中主矿体近万吨[5]。2)从2012年6月开始,中核集团地矿事业部部署核工业北京化冶研究院等单位开展地浸试验,选择较为经济的CO2+O2的浸出工艺,开展了纳岭沟铀矿床地浸开采现场条件试验,到2013年3月,浸出液铀浓度达到了74mg/L以上,平均42mg/L。2014年完成地浸开采的现场条件扩大试验,试验结果表明,纳岭沟铀矿床基本具备矿砂建设条件,CO2+O2浸出工艺试验取得圆满成功。3)大致查明了矿床水文地质特征。含矿含水层稳定顶板为同组洪泛沉积的泥岩,平均厚20.4m;含矿含水层平均厚124.1 m,厚度大,对地浸开采不利,但矿体上部与下部存在局部隔水层,具一定规模,连续性较差。矿体上部局部隔水层以泥岩为主,下部局部隔水层以钙质砂岩为主。4)基本查明了矿床古层间氧化带发育特征。古层间氧化带总体呈近南北向、北东-南西向展布,发育规模较大,古氧化距离为20~40km(不含剥蚀区),最大埋深达730m,一般在200~500m之间。古层间氧化带前锋线呈近东西向展布于矿床南部。5)基本查明了矿体的空间展布形态、规模、厚度、品位及变化特征。主矿体形态简单,平面上呈北东-南西向带状展布,长约5500m,宽200~1700m,矿体相对稳定,连续性较好,平均厚度为3.58m,平均品位为0.0771%,平均平米铀量为6.11kg/m2;剖面上产于古层间氧化带下部,呈板状、似层状,产状平缓。6)基本查明了矿石类型、物质组分、化学成分、铀存在形式等。矿石以中粒、中粗粒、粗粒砂岩为主,少见钙质砂岩矿石,偶见泥岩矿石。矿石工业类型以特征矿物含量低的含铀碎屑岩矿石为主;矿石矿物成分基本保持了围岩的主要成分;铀以吸附态为主,铀矿物以铀石为主,见少量的晶质铀矿、沥青铀矿、铀钍石、方钍石及次生铀矿物,多呈分散吸附态分布于泥质、有机质及黄铁矿周边。3.2 主要创新点1)进一步完善了鄂尔多斯盆地北东部铀成矿模式。纳岭沟铀矿床铀成矿作用与皂火壕矿床基本相同,但又具有其特殊性。首先,纳岭沟铀矿床处于伊盟隆起北部,河套断陷形成之后含矿砂体未出露地表,无含氧水的补给,不具备皂火壕铀矿床后期二次氧化作用铀的再富集阶段。其次,矿床南部存在泊江海子断裂,该断裂形成于加里东期,燕山末期终止活动,为一多期继承性活动断裂。纳岭沟铀矿床的成矿时期为晚白垩世—始新世中期(测得成矿年龄为(84±1)Ma、(61.7±1.8)Ma、(56.0±5.2)Ma、(38.1±3.9)Ma,核工业北京地质研究院)。因此,该断裂既是下部还原气体上升的通道,也是盆地北缘地下水的局部排泄源,在盆地北部形成完整的地下水补-径-排系统,对层间氧化带发育及铀成矿具控制作用。第三,据纳岭沟铀矿床3个水文孔水质分析结果,在抽水过程中目的层地下水pH 值在7.00~7.60之间,平均为7.37,呈中性—弱碱性;对矿层定深取样进行水质分析,地下水中pH 值在8.90~13.30之间,平均值为10.15,呈碱性,据此推测纳岭沟铀矿床含矿含水层地下水垂向上自上而下具酸性—中性—碱性的分带性。下部层位上升的还原性气体与蚀变云母析出的Fe3+在云母解理间形成球状黄铁矿,同时,在碱性环境下,部分石英熔融,在黄铁矿边缘形成铀矿物,即铀石。其分布直接受蚀变黄铁矿、黑云母控制。因此,纳岭沟铀矿床的铀成矿作用可分为预富集阶段、古层间氧化作用的酸性成矿阶段、古层间氧化带碱性成矿阶段、后期还原改造保矿阶段。2)建立了含矿目的层直罗组等时地层格架,重建了沉积体系域。矿床内直罗组下段下亚段以辫状河沉积为主,向下游依次过渡为辫状河分流河道及曲流河沉积。下亚段为低位体系域发育的辫状河沉积,早期沉积一套砂质砾岩,中晚期为一套多旋回叠加的厚大砂体。直罗组下段上亚段在矿床内为辫状河—辫状河三角洲沉积,与盆地北东部存在较大差异[7]。4 开发利用状况纳岭沟铀矿床(N21—N88线)地浸开采的预可行性研究已基本完成,采用“二氧化碳加氧气”的浸出工艺已获得成功,2014年已经基本具备大型铀矿山的建设条件。5 结束语由于纳岭沟铀矿床直罗组下段砂体厚度大,而砂体中存在厚度较薄的泥岩隔挡层,对地浸工艺试验起到了关键性的作用,因此,加大对泥岩薄层分布规律、连续性等的研究,划分矿床铀资源分布状况,有助于合理规划开采单元。纳岭沟铀矿床资源储量已达到大型铀矿床规模,且矿体的连续性较好,但在矿体边部和矿床外围控制程度较低,尤其在主矿体南部、北部砂砾岩中已发现多个工业铀矿孔,对矿体的展布规模还未控制,矿体还未封边,具有向多个方向延伸的可能。因此,随着勘查工作的继续及对矿体控制程度的提高,纳岭沟铀矿床有望发展为特大型可地浸砂岩型铀矿床,铀资源潜力巨大。参考文献[1]陈安平,彭云彪,等.内蒙古东胜地区砂岩型铀矿预测评价与成矿特征研究[R].核工业二〇八大队,2004:126-157.[2]陈安平,彭云彪,等.内蒙古东胜地区1∶25万铀矿资源区域评价报告[R].核工业二〇八大队,2005:57-72.[3]苗爱生,李西得,等.内蒙古鄂尔多斯市呼斯梁地区铀矿预查总结报告[R].核工业二〇八大队,2012:68-84.[4]苗爱生,王佩华,等.内蒙古达拉特旗纳岭沟铀矿床(N88—N105号线)普查地质报告[R].核工业二〇八大队,2012:66-80.[5]苗爱生,王佩华,等.内蒙古达拉特旗纳岭沟铀矿床(N21—N88号线)详查地质报告[R].核工业二〇八大队,2013:46-10.[6]张柯,等.鄂尔多斯盆地北部新构造运动及其与砂岩型铀矿化关系[C].2005:89-102.[7]李思田,等.鄂尔多斯盆地东北部层序地层及沉积体系分析[R]. 1992:34-57.我国铀矿勘查的重大进展和突破进-—入新世纪以来新发现和探明的铀矿床实例[作者简介]苗爱生,男,1967年生,博士,研究员级高级工程师。1993年参加工作,长期从事铀矿地质勘查,现任核工业二〇八大队地勘二处处长。承担的重大项目曾获国家科学技术进步二等奖,国防科学技术进步一等奖、二等奖,中国核工业集团公司铀矿找矿一等奖、二等奖,2007年度“全国十大地质找矿成果”,2013年度“全国十大地质找矿成果”。第十届中国青年科技奖和第十届中国青年地质科技奖金锤奖获得者。
2023-08-26 08:09:101

广东湖子铀矿床

赖中信1,2 冯志军2 汪洋2 郭海涛2 王娥2 赵艺川2(1.中国地质大学(武汉),武汉 430000;2.广东省核工业二九三大队,广州 510800)[摘要]回顾了广东省湖子铀矿床的发现和勘查历程,对其地质特征进行了归纳总结,对硅化带型、“交点型”和碱交代型3种铀矿化在认识上和实践上的新突破进行了综合分析,提出湖子铀矿床一系列缓倾斜控矿构造是下庄断裂上、下盘相互作用而形成的次级构造,是硅化带型铀矿化勘查的重点;研究得出与“交点型”铀矿化相关的基性岩脉的控矿作用,主要表现在对构造裂隙的控制,所谓的“交点”控矿本质是硅化带型铀矿化通过“界面效应”控矿的特殊表现形式;根据下庄矿田铀矿床、矿化点的分布与后期侵入岩体的空间产出关系及碱交代型铀矿化的特点,提出后期岩体的形成与碱交代型铀矿化关系密切的观点。[关键词]缓倾斜控矿构造;“交点型”铀矿化;界面效应1 发现和勘查过程湖子铀矿床位于广东省下庄矿田的中部,发现于20世纪50年代,队伍刚进入该地区普查时,发现一批异常点带,苏联派来支持我国找铀矿的专家认为具有一定的找矿前景,随后以6009号带为重点,将其分为北段(主要地段)和南段(陡崖地段)开展坑道揭露,各施工了3层坑道,结果认为矿体分散、规模小、连续性差而停止。20世纪80年代,矿田内寻找“交点型”铀矿获得快速发展,广东省核工业二九三大队重新在该地区东部和南部硅化带与辉绿岩交汇部位(即“交点”)开展揭露评价工作,但由于矿体规模小,成果发展缓慢,适逢地质工作大调整,勘查工作再次中止。2005年中国核工业地质局实施大基地战略,开展了《下庄矿田铀资源大型基地勘查规划部署研究广东省核工业地质局二九三大队.下庄矿田铀资源大型基地勘查规划部署研究,2009.,广东省核工业二九三大队研究了矿田各种铀矿化类型的控矿规律及找矿潜力,结合矿山调查,制定了“北部攻深,南部扩群”部署方案。根据部署方案,2006年首选湖子地区为远景区开展立项论证,提出了注重大的矿田构造和大的蚀变场、找大矿找富矿的思路,由于湖子地区分布有矿田导矿构造下庄断裂带和含矿构造6009号带等,属于航空伽马能谱北东向异常与北西向异常交汇部位,成矿热液活动强烈,具有较好的找矿远景。广东省核工业二九三大队曾经在该地区工作过的巩志根、李同强等也鼓励年轻一代,只要创新思路详查细找,该地区定能有新突破。2006~2008年,实施中国核工业地质局《广东省翁源县下庄矿田湖子地区铀矿普查》项目,勘查首先从下庄断裂带与6009号带构成的断陷区内展开,我们分析研究了下庄断裂的性质及其在成矿中的主导作用,分析研究了6009号带的力学性质及其对矿体的控制,进行钻孔揭露,发现了深部矿体群,铀资源量快速增长,坚定了发展成为中型矿床的信心,预期成果初步落实。2009年,对前期工作成果进行了阶段性归纳总结,我们认为在矿区东部开展找富矿的工作有较大前景,经过2010~2012年勘查,发现北北东构造组与辉绿岩交汇部位有富大浅的矿体产出。经钻孔控制,圈定矿体39个,勘查成果显著,落实一个中型铀矿床。在整个勘查过程中,广东省核工业二九三大队与中国地质大学(武汉)合作开展岩体构造变形蚀变与铀矿化关系研究,与中山大学合作开展花岗岩重熔与铀成矿作用研究,提出了沿矿源层找矿—沿花岗岩重熔界面找矿—沿重熔界面隆起区上部构造找矿的思路,经工程验证,解决了矿体群总体分布及其圈连问题,发现了区内碱交代型铀成矿作用,找矿成果得到巩固和提高。2 矿区基本特征下庄矿田处于闽赣后加里东与湘桂粤北海西-印支坳陷的交接部位,属于南岭成矿带的中带和贵东岩体东部舌状突出部位。矿田岩石主要由印支期花岗岩组成。鲁溪岩体,粗粒似斑状黑云母花岗岩,出露于矿田南部;下庄岩体,中粒斑状黑云母花岗岩,出露于矿田中部;帽峰岩体,细粒二云母花岗岩,出露于矿田北部。各岩体岩石结构差异明显,但岩体间界线不规则。矿田受黄陂断裂与马屎山断裂的夹持,北北东向断裂与近东西向辉绿岩组等间距分布,相互交织,形成棋盘格子状构造格架,控制着矿田内铀矿床的产出(图1)。湖子铀矿床处于矿田中部,矿区主要出露中粒斑状黑云母花岗岩,北北东向新桥-下庄断裂带、6009号带和北西西向黄陂-张光营辉绿岩组构成矿区基本构造格架。北北东向下庄断裂带是矿田主要导矿构造,倾向近正东,控制着铀矿床的分布,已查明铀矿床主要分布于其以东地区(上盘);6009号带是主要控矿构造,倾向近正西;6009号带与新桥-下庄断裂带构成小断陷区,属于由新桥-下庄断裂带与一零二-石角围断裂带构成的断陷区的组成部分(图1);断陷区内次级平行带发育,出露的有207、205、204、201号带,隐伏的次级平行带随着揭露工作逐步发现。断裂带物质成分复杂,充填各色微晶石英、黄铁矿、赤铁矿、萤石、方解石等,特别是北东构造与近东西向辉绿岩脉交接复合部位多形成较好工业铀矿体(图2)。湖子矿床铀矿化主要有硅化带型和“交点型”。硅化带型矿体群严格受硅化断裂带组控制,矿体产状与构造带产状基本一致;主要分布在6009、6009-1~6009-19等构造带内,为隐伏的铀矿体群,已发现矿体25个,控制的垂深多在100~400m,揭露最低标高为50m;矿体走向长度一般为100~200m,矿体平均品位为0.091%。矿体呈雁列式成群分布,多呈板柱状、透镜状。“交点型”铀矿体受硅化断裂带与辉绿岩交切复合轨迹控制,矿体规模大小与轨迹面密切相关,矿体走向长度一般近于辉绿岩宽度,多为10~30m;其倾向上延伸一般为沿走向延伸的5~10倍,现已揭露控制的垂深多在100~300m,最浅出露地表,揭露最低标高为70m,已发现矿体31个;“交点型”铀矿体品位较富,平均品位为0.181%。图1 下庄矿田地质略图1—白垩系上统;2—泥盆系;3—寒武系;4—英安斑岩;5—细粒白云母花岗岩;6—中细粒二云母花岗岩;7—岩相分界线;8—辉绿岩脉;9—硅化带;10—石英脉;11—韧性剪切带;12—矿床及编号;13—小型矿床及编号;14—产状;15—居民点;16—湖子铀矿区图2 湖子铀矿床地质简图1—石英正长岩;2—细粒白云母花岗岩;3—中粒似斑状二云母花岗岩;4—辉绿岩脉;5—硅化断裂带;6—蚀变碎裂岩带;7—铀矿点;8—铀异常点3 主要成果和创新点3.1 发现缓倾斜隐伏矿体群,揭示了断陷带内次级构造的控矿规律,为今后攻深找盲拓宽了思路3.1.1 缓倾斜隐伏矿体群的发现及其特征湖子铀矿床6009号断裂带地表物化探异常好,但矿化差,经前人施工坑道揭露,矿体不连续,往深部出现尖灭现象。经过重新论证,并与新桥断陷带内已查明的新桥铀矿床矿体产出规律对比分析后认为,6009号断裂带不应孤立存在,应与其西侧构造下庄断裂带作为整体进行研究,应将6009号断裂带作为矿田内由新桥-下庄断裂带与一零二-石角围断裂带构成的大断陷带内的一部分去研究(前面已提及)。经过由浅入深的工程验证,在6009号断裂带上盘存在一组隐伏的北东—北东东向平缓构造,一般长50m,宽1~5m,产状65°NW ∠30°,呈雁列式密集分布,均有矿体或矿化产出,岩心中矿化层的轴心夹角一般达到70°(图3)。由于矿体短,初期使用100m×(100~50)m的工程间距发现的矿体都无法相连,后经加密剖面,矿体产出规律得以展现,资源量快速增长。图3 湖子铀矿床25勘探线剖面图1—中粒似斑状黑云母花岗岩;2—硅化带;3—硅化碎裂岩;4—完工钻孔及编号;5—工业矿体;6—矿化带;7—异常带3.1.2 缓倾斜隐伏矿体群控矿构造成因分析该组构造分布于6009号带与新桥-下庄断裂带的夹持部位,由于下庄断裂为左行正断层,6009号断裂带为右行逆断层,根据6009号断裂和下庄断裂的性质可以对其形成的应力作用分析如图4所示,在垂直图示意中可以看出,下庄断裂的下盘相对上升,给上盘一个方向向上的摩擦力,由于这一作用力在断层面的不同高度有所不同,即下盘对上盘的摩擦阻力不均匀而导致上盘沿着近垂直于断层面的方向断开(图4a)。在下庄断裂和6009号断裂的水平示意图中可知,右盘相对左盘运动而给左盘一个方向南西的作用力,有助于形成与主构造低角度相交的次一级构造(图4b),这与勘查中发现的北东—北东东向平缓构造一致,由此可以推断下庄断裂上、下盘的相互作用是北东—北东东向平缓构造形成的萌芽阶段,6009号断裂在水平方向的相互作用是其形成的继承与发展。通过该组构造形成应力的研究,结合勘查成果(图3)得知,该组断裂在垂直方向和水平方向均有等间距近平行分布的特征,并且会随着构造应力的减弱间距不断收缩减小。图4 缓倾斜控矿构造形成构造应力分析简图1—缓倾斜构造带;2—辉绿岩脉;3—地质块体(相对)运动方向;4—作用力方向3.1.3 缓倾斜隐伏矿体群的勘查思路湖子铀矿区属于新桥-下庄断裂带与一零二-石角围断裂带构成的大断陷带的一部分,约占该断陷带纵向长度的五分之一,6009号带上盘北东—北东东向平缓铀矿体的发现,验证了断陷带内存在一系列次级含矿构造的推测,在一定程度上说明断陷带内具有形成大型铀矿床的潜力,除了6009号带与新桥-下庄断裂的夹持部位外,在新桥-下庄与一零二-石角围断陷带的其他地段攻深找盲,具有较大找矿前景。3.2 发现特富“交点型”铀矿体,再次成为矿田勘查的焦点,增强了矿田找大矿找富矿的信心3.2.1 特富“交点型”铀矿体的发现及其特征下庄矿田“交点型”铀矿勘查经历了最初的“浅散小”否定性评价到“浅富易”肯定性评价的突破,查明的资源量占矿田铀资源总量的40%,其中40%的“交点型”矿体平均品位达到0.3%富矿指标,矿石易采、易选。由于“交点型”铀矿体成群产出但间距较大,在一个勘查区内要达到一定的勘查控制程度需要较大的工作量,如何提高找矿效率和提高经济效益成了“交点型”铀矿勘查的困惑和难题,在以往的勘查过程中,一直本着“捡芝麻也可以抱西瓜”的创新精神艰难探索。湖子铀矿床勘查过程中,在205号带与辉绿岩交汇部位,地表仅有弱矿化显示,经过工程揭露,地表以下几十米处即发现特富铀矿体A205-1-3(交点型),矿体呈板柱状,延长10m,延深45m,平均厚0.82m,平均品位11.59%,最高品位36%(图5)。特富铀矿体的发现,有力说明“交点型”铀矿化具有形成富大铀矿的潜力,为今后寻找此类矿体找到了新的出路。图5 湖子铀矿床205~19勘探线剖面图1—中粒似斑状黑云母花岗岩;2—辉绿岩;3—硅化带;4—蚀变碎裂岩;5—完工钻孔及编号;6—圈定矿体;7—样段3.2.2 特富“交点型”铀矿体的形成机理初步分析对控矿构造进行包裹体测温,结合前人对成矿温度的研究[1],得出成矿期温度为220~270℃。前人研究表明,下庄矿田中基性岩脉与铀成矿存在着密切联系[2]。但前人对下庄矿田中基性岩脉的研究尚有不足,就岩性而言,争议较大[3~6],前人认为中基性岩脉提供的矿化剂∑CO2与铀成矿关系密切[7];认为地幔流体对研究区铀成矿有着重要作用[8~10] ;亦有学者通过 H、0 同位素研究证明了这一点[4,11];铀源自水热系统之围岩[12~13] ,来自地幔流体对地壳基底岩石和围岩中铀的浸取[10,14~16] 。结合最新研究成果,由(Fe3++Fe2++Ti)-Al-M g图解(图6a,内部数据)可知,除部分点落在高铝拉斑玄武岩范围外,其他落在了高铁拉斑玄武岩范围,可以认为是所取样品被强硅化及碱交代所致;在K2O-Na2O图解(图6b,内部数据)中,矿石样品点落在了钾质范围内,无矿样品点落在了钠质范围内。图6( Fe3++Fe2++Ti)-Al-M g图解和K2O-Na2O图解UMK—超基性科马提岩;BK—玄武质科马提岩;HMT—高镁拉斑玄武岩;HFT—高铁拉斑玄武岩;HAT—高铝拉斑玄武岩由于硅化与铀矿化关系密切,故以SiO2为横坐标,以其他常量元素为纵坐标进行物质演化分析,钻孔中取富铀及较强的围岩蚀变的中基性岩脉,与地表无矿化中基性岩脉样品进行对比,研究中基性岩脉在矿化过程中常量元素的变化规律。结果显示,随着硅化的增强,Fe3+和Fe2+均减少(图7),铁离子随着矿化的增强而较低,与矿化段常伴随黏土化等褪色蚀变有关,说明有一部分铁离子因淋滤作用而流失。并非由于Fe2+对六价铀的还原作用,致使Fe3+显著增高,Fe2+降低,而铁离子总量不变。对比可知,随着硅化的增强,CaO 和M gO 逐渐较低(图略),说明CaO、M gO 和SiO2在矿化过程中,成分上存在着此消彼长的关系,与成矿没有直接作用;随着硅化的增强,氧化钾和氧化钠迅速增高(图8),且氧化钾含量增加的更为明显,从而揭示了成矿过程中“碱化”对成矿的作用,且以钾交代为主,特富矿体的形成可能与硅化和钾化的叠加有关。3.2.3 特富“交点型”铀矿勘查思路综上分析认为,特富“交点型”铀矿体,初步认为中基性岩脉在构造应力的作用下更易破碎形成成矿物质的运移通道和沉淀场所,其成因可能是在形成常规“交点”型铀矿化的基础上,叠加富硅富碱热液在特定地球化学环境中成矿,具体成矿机理还有待商榷。值得肯定的是特富“交点型”铀矿体与常规“交点型”铀矿体的产出形式一致,因此,在勘查思路上应该从现有的硅化带与中基性岩脉复合控矿的“交点”向存在富硅富碱热液运移汇集的“交点”转移。图7 Fe3+-SiO2、Fe2+-SiO2图解图8 K2O-SiO2和Na20-SiO2图解根据这一思路,根据岩体构造变形蚀变与铀矿化关系及花岗岩重熔与铀成矿作用研究提出的沿矿源层找矿—沿花岗岩重熔界面找矿—沿重熔界面隆起区上部构造找矿的认识,“交点”型铀矿化控矿本质是富硅富碱热液通过“界面效应”成矿的特殊表现形式,矿田北部帽峰岩体是富碱岩浆活动所成,岩体的凹兜部位是富碱热液汇集区,经中基性岩脉穿插连通和成矿期构造活动作用,导致含矿热液叠加,是寻找特富“交点”型铀矿的有利部位。而在下庄矿田西部,高温蚀变(云英岩化、伟晶岩化、钾钠交代)普遍发育,钾钠交代型铀矿化(早期铀矿化)沿着岩体边界普遍呈浸染状分布,可能与西部形成岩体的岩浆属于碱性或富含氟离子有关,推测岩体边界对矿化有一定的控制作用,可以认为是下庄矿田新的矿化类型。该类铀矿化的勘查深度可达地表-500m以下[17],预示着下庄矿田铀勘查潜力尚有足够的开拓空间。4 开发利用状况与相邻矿区类比可知,湖子矿床开采条件良好,选冶性能简单,属于易采选的铀矿床,该矿床已进入详查阶段,在矿山开采规划之列。5 结束语湖子铀矿床的发现和扩大是下庄铀矿田找矿的一项新成果,特别是缓倾斜隐伏矿体群的发现和特富“交点”型铀矿体的发现,为下庄矿田新一轮找矿提供了理论依据和地质依据。由于投入的工作量有限,对矿化点带的揭露程度尚有不足,有待继续获得新的突破和进展。参考文献[1]潘家永,曹双林,管太阳,等.下庄铀矿田流体包裹体地球化学研究[J].铀矿地质,2007, 23(5):257-261.[2]胡瑞忠.X W 铀矿床成矿机理.成都地质学院学报[J],1989,(3):1-9.[3]胡瑞忠,金景福.贵东花岗岩体中煌斑岩的成因[J].矿物岩石,1990,10(4):1-7.[4]王正其,李子颖,吴烈勤,等.幔源铀成矿作用的地球化学证据——以下庄小水“交点型”铀矿床为例[J].铀矿地质,2010,26(1):24-34.[5]朱捌,凌洪飞,沈渭洲,等.粤北石土岭铀矿床同位素地球化学研究[J].矿床地质,2006, 25(1):71-82.[6]王学成,章郑桐,张祖还,等.暗色岩脉与铀成矿关系研究[J].矿床地质,1991,10(4):359-369.[7]张国全,胡瑞忠,商朋强,等.302 铀矿床方解石C-O 同位素组成与成矿动力学背景研究[J].矿物学报,2008,28(4):413-420.[8]杜乐天.幔汁(H ACO NS)流体的重大意义[J].大地构造与成矿学,1989,13(1):97-99.[9]杜乐天.烃碱流体地球化学原理——重论热液作用和岩浆作用[M].北京:科学出版社,1996:1165-2301.[10]杜乐天.中国热液铀矿基本成矿规律和一般热液成矿学[M].北京:原子能出版社,2001:57-110,151-237.[11]邓平,沈渭洲,凌洪飞,等.地幔流体与铀成矿作用:以下庄矿田仙石铀矿床为例[J].地球化学,2003,132(6):520-528.[12]李学礼,孙占学,周文斌.古水热系统与铀成矿作用[M].北京:地质出版社,2000.[13]邵飞.相山矿田低温热水及其与铀矿化关系[J].地球科学——中国地质大学学报,2005, 30(2):206-210.[14]毛景文,姜耀辉,等.深部流体成矿系统[M].武汉:中国地质大学出版社,2005.[15]刘正义,刘红旭.花岗岩铀成矿作用的模拟实验[J].地学前缘(中国地质大学(北京),北京大学),2009,16(1):99-113.[16]倪师军,胡瑞忠,金景福.302铀矿床热液的混合和沸腾垂直分带模式[J].铀矿地质,1994,10(2):70-77.[17]冯志军,黄宏坤,曾文伟,等.下庄矿田及外围深部找矿的地质依据[J].铀矿地质,2011, 27(4):221-224.我国铀矿勘查的重大进展和突破进-—入新世纪以来新发现和探明的铀矿床实例[作者简介]赖中信,男,1963年生,高级工程师。1984年毕业于华东地质学院地质系普查勘探专业,2010年获中国地质大学(武汉)硕士学位,在职博士,现任广东省核工业二九三大队总工程师。主持完成1个大型、2个中型、5个小型铀矿床的勘查工作,主持或参与完成专题研究5项,编制了下庄矿田铀资源大型基地勘查规划,组织实施地质项目和人才培养工程,取得显著成果和找矿效益。
2023-08-26 08:09:171

古元古界变质细碧角斑岩-沉积岩系铀成矿作用

古元古代变质细碧角斑岩-沉积岩系是大红山式铁(铜)矿和拉拉厂式铜铁矿的赋矿围岩,伴生有铀矿化,赋存在铜铁矿矿体中或上下的围岩构造裂隙中。元江岔河变质岩系中的铜矿化中亦伴生有铀矿化。3.3.1.1 铀成矿特点这类铀矿化是热液改造铀成矿作用,其特点是:1)与钠质火山岩活动有关,特别是其中角斑质岩石和部分碎屑岩,浅变质作用而成的绢云母钠长片岩、绢云母石英片岩、石榴子石黑云角闪片岩为主要围岩。古元古代钠质火山-沉积岩系铀背景值偏高,一般为(3.6~4.1)×10-6,局部16×10-6(核工业281队,1983,内部资料)。在会理拉拉铜矿中落凼矿区的变质钠质火山岩中有很高的铀含量。铀矿化源来自钠质火山岩-沉积岩岩系,在变质过程中有初始富集作用。2)铀成矿时代晚于钠质火山岩-辉绿岩等基性岩脉,也晚于铜铁矿化,是热液叠加成矿作用。在会理拉拉厂的落凼矿区采矿场中,晚期断裂构造带中有铀、铜、金、氟、钾的原生晕异常分布,说明铜金铀的富集与晚期断裂构造-热液活动有关,铀矿化可能与拉拉铜矿改造主要铜成矿期年龄(800Ma左右)一致。在大红山铁铜矿中,铀产在富铁矿的上、下0~5m范围的部位,在空间上有所分离,铀矿化的年龄在828Ma,应晚于铁矿的形成,成矿温度也低于铁矿化。3)热液活动明显,铀矿化是构造-热液事件改造叠加-富集作用的结果。在会理拉拉厂的落凼矿区采矿场中,我们见到了紫色萤石化有关的铀矿化,矿化产出在含铜矿的石英云母片岩中,铀矿化岩石K2O>Na2O,比围岩特别富微量元素REE、Co、Ni、Zr和Au。在大红山铁铜矿中与铀相关的发育绢云母化、绿泥石化和赤铁矿化,少量硅化等中低温热液蚀变。铀矿化一般呈透镜状、点状或小的脉状。4)元素组合一般是铜、铁、金、铀和REE、Co、Zr等。铀矿物为铈铀钛铁矿、晶质铀矿和沥青铀矿。前者说明铀在高温时呈类质同象产出,经热液改造形成温度较低的晶质铀矿和沥青铀矿,铀成矿元素组合具有一定的继承性。元江岔河变质岩系中铜矿化伴生组分有U、Au和Ag。据报道,其中铜矿石中铀平均含量可达0.015%,金含量0.18×10-6,铜精矿中含金1.6×10-6。铀矿地质工作做得较少。3.3.1.2 大红山铜铁矿中的铀矿化大红山铜铁矿赋存围岩为大红山群变质火山熔岩-火山碎屑岩-沉积岩建造。铜铁矿主要含矿层位为曼岗河组和红山组中有铀矿化(核工业云南第九地质队,1979,内部资料)。铀矿化可分为四个矿化带:第一铀矿化带位于Ⅰ号铁铜矿带底部,曼岗河组第二第三岩性段的接触带,围岩为石榴子石黑云角闪片岩。铀矿化主要沿黑色含碳硅质板岩顶底板断续分布,延长710m(图3.5)。含少量的黑色铈铀钛铁矿,板状、不规则板状晶形,铁黑色,矿物晶体从微粒到粗粒;其成分为:UO23.47%~5.12%,Th 0.029%~0.048%,Ti、La、Ce、Y、Yb等元素含量偏高。矿化最佳处在曼岗河处,地表矿化厚0.64m,U3O80.089%,一般U3O8﹤0.01%;矿化不均一。矿化蚀变有绿泥石化。在深部,钻孔中见到了类似的矿化,矿化特征大体相同,但均为孤立的点状矿化。矿化露头处地下水中U 2.6×10-6,比河水高出3~4倍。图3.5 大红山铁矿第一铀矿化带地质剖面图(据核工业云南第九地质队,1979)第二铀矿化带位于红山组第一岩性段上部,赋矿围岩为变质碱质中心火山岩,即绢云母化钠质熔岩及绢云母片岩。铀矿化位于Ⅱ1铁铜矿体顶部,0~5m范围;矿化带长约300m,厚0.1~0.5~1m,品位变化较大,U3O8最高0.27%,一般0.01%~0.03%,矿化呈透镜状,产状与铁铜矿体一致(图3.6)。可见赤铁矿化、绢云母化和钠长石化等蚀变。铀矿为晶质铀矿,呈立方体聚晶,分散状产出。这类矿化具有一定层位和规模,是该区主要的矿化带。第三铀矿化带出现在Ⅲ1铁矿体底板的绢云母片岩中(图3.7)。异常约300m,厚度变化较大,最厚4m,一般0.2~0.5m,矿化连续性差,矿化较弱,U3O80.01%~0.02%,可见钠长石化、绢云母化、硅化等蚀变。铀矿物为晶质铀矿。第四铀矿化带位于红山组顶部铁矿体底板0~5m范围内的变质钠质火山岩中,铀矿化呈不规则状、不连续的透镜体,一般铀含量 U3O80.0%~0.02%。矿化带面积 150m×140m,矿化厚度0.5~2m。大红山铁铜矿的铁矿为富铁矿,成因上为受变质火山气液(热液)交代(充填)型富铁矿,其中伴生的铀矿化的主要围岩为变钠质火山岩,其成分相当于角斑岩质(核工业云南第九地质队,1979)。铀以晶质铀矿或类质同象的铈铀钛铁矿,铀矿化产出在铁矿层的上、下部位,两者产状大体一致。含铀矿物铈铀钛铁矿年龄828Ma(核工业209队,1979),这比围岩的年龄小很多,大体与晋宁期活动有关。因此,该区铀的源岩可能是钠质火山岩,少量的绢云母片岩、硅质板岩、碳质板岩等也可能提供铀源,铀矿化与晋宁期热液改造作用有关。图3.6 大红山铁矿第二铀矿化带地质剖面图(据核工业云南第九地质队,1979)图3.7 大红山铁矿第三铀矿化带钻孔岩心地质柱状图(据核工业云南第九地质队,1979)3.3.1.3 拉拉厂铜铁矿中伴生铀矿化拉拉铜矿石产于河口群变钠质火山岩-沉积岩系中铜铁矿床。据前人工作资料,该区河口群中铀含量普遍增高,钠质火山岩铀含量8.2×10-6,局部16×10-6。在其中落凼矿区铜矿采场,发现铜矿床中有多处点状铀矿异常包括铀的水化学异常,如B107水化异常等。放射性地球化学异常主要分布在Ⅱ号勘探线附近,该部位地表出露铜矿体,广泛发育与矿区主要构造线方向一致的北西向和北东向断裂构造,铀矿化产出在河口群石英云母片岩(含铜)和钠长云母片岩中。该区变质火山岩-沉积岩系中铀钍含量很高,尤其是石英-方解石脉铜矿石和萤石脉中铀含量高(表3.4)。表3.4 拉拉厂落凼矿区变质火山岩-沉积岩U、Th含量表 单位:10-6(据李巨初等,1994)用231Pa(或称254An,athenium)晕勘查法、石英古计量勘查法和F(氟)晕勘查法在落凼矿区进行过剖面测量,发现在II号勘探剖面F5断裂带铜矿上方有铀、铜、金、氟和钾的原生分散晕,在基性岩脉(煌斑岩)穿插的钠长岩,有萤石脉的含铜云母片岩上方也有铜、金、氟的强异常(图3.8)。两个剖面测定的元素含量初步统计(表3.5),变质岩云母片岩中铜矿中铀钍含量有所增高,煌斑岩活动时没有明显的富集,而晚期构造活动使大多数测定的元素都发生富集,相对于变质岩而言,晚期构造改造使铀富集了6倍,钍富集2倍,铜富集29倍,金富集38倍,氟富集1.7倍。这表明,晚期构造活动区是拉拉铜矿铜金铀共生的有利地段,晚期构造-热液成矿作用,有F、CO2等的参与,是拉拉铜矿铜、金、铀共生富集的可能成矿机理。表3.5 拉拉铜矿三期铜成矿作用中铀等元素含量统计表(据李巨初等,1994)
2023-08-26 08:09:341

湖南九龙径铀矿床

欧阳平宁 黄宏业(核工业二三〇研究所,湖南 长沙 410011)[摘要]湖南九龙径铀矿床是产于诸广山岩体花岗岩内外带的铀矿床,在总结该矿床的地质特征、矿床产出特点的基础上,重点介绍了九龙径铀矿床扩大的勘查过程以及找矿经验,特别是运用成矿系列理论,突破单一的沿接触带找矿模式,在花岗岩内带打开了新的找矿局面。[关键词]勘查过程;主要成果;找矿经验;九龙径铀矿床湖南九龙径铀矿床位于南华活动带的赣粤湘寒武-奥陶纪褶皱区[1],鹿井矿田西南部,“三九”地区北东部。它属于花岗岩型铀矿床,定位于诸广山岩体由东西向转为南北向之拐弯处,属诸广山铀成矿带中的一个小矿床。九龙径铀矿床按地区划分为九龙径、中山两个地段。1 发现和勘查过程1.1 矿床的发现(1958~1992)1958年,原二机部中南三〇九大队三分队在该区开展1∶25000伽马测量时,发现了九龙径矿点1~4号矿带和多个异常点。随后,在1964~1966年,中南三〇九大队三分队、二分队先后在本区进行了1∶10000~1∶2000 地质填图和伽马详测,累计投入槽探2414m3、浅井27.38m、普查坑道572m,提交了一个新的铀矿点[2]。1991年5月至1992年12月核工业中南地质局三〇六大队二十一分队在九龙径地段开展了1∶2000铀矿普查揭露评价,完成伽马测量3.12km2,施工探槽4351m3,手掘坑道197m,落实为小型矿床[2]。1.2 矿床的重新评价(2009~2010)进入20世纪90年代后,国内铀矿勘查工作整体减弱,九龙径铀矿床的铀矿勘查处于停滞状态。但相关的研究工作依然在进行,核工业二三〇所在鹿井地区开展选区评价和国防预研等项目时多次到九龙径铀矿床进行实地踏勘,把该区划为重点远景地段[3~5]。2009年1月至2010年12月,核工业二三〇所经多次实地踏勘、论证,在工作区内开展了铀资源评价工作,投入槽探、剥土工作量1000m3,同时开展了高精度磁法剖面测量、210 Po剖面测量、伽马剖面测量、化探测量、激发极化电磁测量等综合物化探方法,深入研究区内地层-岩浆岩-断裂与铀矿化之间的关系,总结出铀成矿规律,认为九龙径铀矿床具有进一步开展普查工作的潜力[6] 。1.3 矿床的突破与扩大(2011~2013)2011年,开始在九龙径铀矿床开展带钻铀矿预查工作,投入钻探工作量7003.42m。通过系统消化吸收前人工作资料,特别是对前2年的铀资源评价工作所取得的资料进行系统分析后,确定了沿岩体外接触带揭露花岗岩外带型铀矿化的思路,把突破口放在了原来的九龙径铀矿床和EW 向断裂上。第一批2个钻孔分别布置在这两个地段,两个孔都是工业矿孔,尤其是在九龙径地段施工的ZK0-1号钻孔,共揭露到6个工业矿体(图1)。另在上盘次级断裂内揭露到3个工业矿体,下盘次级断裂内揭露到2个工业矿体。随后EW向断裂内施工的第2个钻孔也揭露到工业矿体,为前一钻孔揭露到的矿体在走向上的延伸。图1 湖南九龙径铀矿床0号勘探线剖面示意图1—寒武系香楠组;2—中棚岩体;3—岩性分界线;4—完工钻孔;5—断裂;6—矿体图2 湖南九龙径铀矿床55号勘探线剖面示意图1—中棚岩体;2—九峰岩体;3—岩性分界线;4—钻孔;5—断裂;6—矿体;7—矿化体初战告捷,增强了矿床扩大的信心,坚定了继续按原来的思路扩大找矿成果的决心。然而,后续施工的几个钻孔见矿并不理想,勘查工作一度陷入僵局。经仔细研究分析了鹿井矿田主要矿床的成矿规律和找矿经验,并对九龙径铀矿床已发现的矿化线索进行系统梳理和开展有针对性的地表调查,项目组及时调整了工作部署,在花岗岩内带设计施工了2个实验性钻孔,虽未直接达到预期目的,但发现了较好的找矿线索。随后,又通过一轮的地表踏勘和综合研究以及开展相应的物化探工作,继续在55号勘探剖面沿倾向施工了ZK55-2号孔。该孔在F:号带的下盘揭露到一条宽度在70m以上的成矿断裂,并揭露到一段工业矿体和大量的矿化、异常段(图2)。随后在55号线上又施工了ZK55-3号钻孔。该孔共揭露到4个矿体,一举打破了原来单一的沿地层与岩体接触带找外带型铀矿化的勘查模式,进入一个新的领域,并将九龙径铀矿床55号勘探线附近确定为中山地段,该地段成为后续勘查工作的重点。2012年,投入钻探工作量8009m,继续在中山地段55号线附近开展钻探揭露,对发现的矿体沿走向、倾向延伸情况进行探索,找矿效果显著。其中,沿倾向施工的ZK55-4号孔揭露到矿体6个,为ZK55-3号孔所见富大矿体往深部的延伸。沿走向施工的ZK63-1、ZK47-1、ZK31-2号孔等都揭露到了较好的工业矿体,且断裂、矿体沿走向延伸稳定,使九龙径铀矿床的勘查工作逐步走上了顺利发展的道路。2013年,投入钻探工作量9002m。一方面继续在中山地段NE向断裂带组内扩大铀成矿规模,一方面对区内SN向断裂带组的成矿条件进行探索,均取得了不错的成绩,不但把NE向断裂带组内铀矿体往南延伸了360m,也在SN向断裂内发现了受接触带控制的铀矿体,且沿走向延伸稳定。使九龙径铀矿床的铀矿勘查工作从上年的重点突破花岗岩内带转向了内带、外带并重,形成了双向发展的找矿模式。通过3年的铀矿预查工作,九龙径铀矿床发展成一个中型铀矿床,并显示出较大的找矿潜力。2 矿床基本特征九龙径铀矿床面积约11 .52km2,矿床中部及西北部出露有寒武系香楠组和茶园头组。香楠组在矿床中部和北部少量出露(图3),是九龙径地段的主要含矿层位,主要为中厚层长石石英砂岩夹中薄层粉砂岩、粉砂质板岩、含炭粉砂质板岩。茶园头组位于香楠组两翼,为中厚层状长石石英细砂岩,砂质板岩、粉砂岩,夹中薄层状含炭粉砂岩、炭质泥岩,与香楠组为整合接触关系。工作区东北角出露有震旦系埃歧岭组(Za),为灰绿色巨厚层状的细粒长石石英砂岩、石英砂岩夹板岩、含炭板岩、炭质板岩。地层与花岗岩体接触部位,均发育有不同程度的角岩化现象。矿床内出露花岗岩体为诸广山复式杂岩体,矿床东部为印支期第二阶段的桃金洞岩体 ,岩性为中粗粒似斑状黑云母二长花岗岩;矿床中部出露有小面积的九峰岩体 ,为一舌状体,呈NE向展布,岩性为燕山早期第二阶段中粒-中细粒斑状黑云母二长花岗岩;矿床南部为燕山早期第二阶段中棚岩体 ,岩性为中细粒二云母二长花岗岩、细粒黑云母花岗岩。其中九峰岩体、中棚岩体与铀成矿关系密切。图3 湖南九龙径铀矿床地质示意图1—第四系;2—寒武系茶园头组;3—寒武系香楠组;4—震旦系埃歧岭组;5—燕山早期第三阶段过渡相黑云母二长花岗岩(中棚岩体);6—燕山早期第一阶段斑状黑云母二长花岗岩(九峰岩体);7—印支期第二阶段斑状黑云母二长花岗岩(桃金洞岩体);8—细粒花岗岩脉;9—伟晶岩脉;10—断裂及其编号;11—地层及岩体界线矿床内构造发育,具有多方位、多期次、脉式活动、多体系复合的特点[7],发育有NE向、EW 向、SN向3组断裂,其中以NE向的断裂带规模最大。NE向断裂是区内主要的成矿断裂,以F1、F2、F5为代表;EW 向断裂密集分布于中山地段NE向断裂上盘,SN向断裂多见于NE向断裂下盘。这3组断裂相互穿插,形成大小不一的三角形或菱形断块,其断裂交汇、夹持部位控制了区内铀矿化的产出。如中山地段铀矿化即位于NE向断裂与EW 向、SN向断裂的交汇夹持区。各成矿构造岩较复杂,主要为硅质胶结角砾岩、碎裂带、花岗碎裂岩、碎裂花岗岩等。断裂内多充填有白色块状石英、白色(红色、黑色)微晶石英脉、萤石脉、方解石脉等。发育较强的赤铁矿化、钾化、黄铁矿化、绿泥石化、绢云母化、高岭土化等蚀变。主断裂上下盘次级断裂较为发育。九龙径铀矿床铀矿化集中分布在九龙径地段和中山地段。其中九龙径地段铀矿体位于岩体与地层接触带附近,以外带为主。中山地段铀矿化位于中棚岩体与九峰岩体接触带附近,为花岗岩内带型。铀矿化严格受断裂构造控制。含矿岩性为构造角砾岩、碎裂岩、花岗碎裂岩、碎裂花岗岩等。铀矿化与赤铁矿化、黄铁矿化、钾化、绿泥石化、绢云母化、高岭土化关系密切。矿体呈脉状、透镜状,矿石类型主要为脉状矿石、角砾状矿石以及碎裂岩型矿石。矿石结构构造较简单,主要为碎裂结构、脉状—网脉状结构及角砾状构造等。矿石矿物以沥青铀矿为主,次为硅钙铀矿、铜铀云母、钙铀云母、黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿、方铅矿、闪锌矿、辉锑矿等。脉石矿物为石英、萤石、绢云母、绿泥石等。脉状—网脉状矿石中铀多以分散吸附状态存在;氧化带矿石中常见次生铀矿物;角砾状矿石中铀以独立铀矿物——沥青铀矿和分散吸附状态两种形式存在。3 主要成果和创新点3.1 主要成果3.1.1 NE向断裂构造带组规模、矿化延伸稳定,深部找矿前景可观NE向断裂是九龙径铀矿床主要的成矿构造带,以F1、F2、F5为代表,该组断裂倾向290°~340°,倾角60°~78°,最大长度约3500m,地表露头宽度约3~60m,断裂具有先压后张的特征;矿化主要集中分布在主干断裂F2、F5硅化断裂带及其上下盘的次级断裂内。钻探揭露显示F2、F5断裂往深部主要为碎裂岩带,含矿岩性为紫红色、猪肝色赤铁矿化、钾化、绿泥石化碎裂岩、花岗碎裂岩,局部硅质角砾岩中见有少量的沥青铀矿,且断裂规模较地表变大,产状变缓,沿走向延伸稳定,断裂内成矿期蚀变较强(图4),矿化较为富集。该断裂带组内目前已控制矿体长度达1.08km,显示出较好的找矿前景。图4 湖南九龙径铀矿床F2、F5断裂600m中段平面图1—硅化、赤铁矿化饰变带;2—绿泥石化、水云母化蚀变带;3—钾化、高岭土化蚀变带;4—矿体3.1.2 SN向、EW向断裂带组均获得突破SN向断裂出露于九龙径铀矿床的九龙径地段,包括了九龙径地段的F8、F10、F13等断裂,岩性主要为硅质角砾岩,见较多的浅红色微晶石英脉穿插充填,局部有紫红色玉髓脉充填,角砾有花岗岩角砾和白色块状石英角砾,发育硅化、赤铁矿化等蚀变,对成矿较为有利。累计在该部位施工5个钻孔,其中3个工业孔、2个矿化孔,见矿率100%。ZKS0-2号孔在F13断裂内揭露到一段工业矿体。ZKS20-1号孔在F8断裂内揭露到两段工业矿体,为其沿走向上的延伸。显示出SN 向断裂带组矿化延伸稳定,具有较好的找矿潜力。EW 向断裂带组含矿岩性为碎裂花岗岩及硅质角砾岩,充填有黑色、红色玉髓脉,发育有硅化、赤铁矿化、钾化等蚀变。2011年施工的ZKJ0-1、ZKJ7-1号钻孔在该断裂带组的F29号断裂内均揭露到工业矿体,且为同一矿体沿走向、倾向上的延伸。ZKJ0-2钻孔也揭露到多组EW 向断裂。钻探揭露表明,EW 向断裂带组沿走向、倾向延伸均较为稳定,显示出明显剪切特征,其内矿化、异常也较为连续,且隐伏断裂及异常段较多。3.1.3 中棚岩体与老地层接触界面对区内浅部铀矿化存在较好的控制作用区内的浅部铀矿化主要位于中棚岩体与上覆的寒武系香楠组、茶园头组的接触界面附近,铀矿体受接触界面和断裂双重控制,基本位于接触界面上下盘0~200m范围内。根据地表踏勘和钻孔揭露发现,在岩体外接触带的沉积地层内发育较强的角岩化,存在较多因石英溶蚀而留下的晶洞,岩石松散破碎,有利于铀矿体的赋存。另外,存在有较多有利于铀还原沉淀的黄铁矿、绿泥石等,有利于铀矿体的富集。特别是岩体凸出部位,对成矿尤为有利。九龙径铀矿床浅部铀矿化基本位于岩体与地层的接触界面附近,如ZKJ0-1、ZKJ7-1和ZK8-2等钻孔中所揭露到的矿体即位于接触界面下盘的中棚岩体内,而ZK0-1号孔所揭露到的矿体则位于接触界面上盘的寒武系香楠组石英砂岩内。所有矿体均受断裂控制,此外ZKS20-1号孔在岩体接触带上盘、下盘均揭露到较好的工业矿化,且品位较富。根据矿体分布位置,区内主要的3组成矿构造N E向、EW 向、SN向断裂均在岩体与地层接触带附近发现了工业矿体,显示九龙径铀矿床沿接触带找矿前景可观。3.2 创新点及经验3.2.1 运用成矿系列理论,突破单一的沿接触带找矿模式,在花岗岩内带开创新的找矿局面成矿系列是指在一定地质环境下产生并与一定岩石建造有成因联系的不同类型矿床组合。鹿井矿田主要受NE向遂川-热水左行走滑断裂带的控制[8~10],绝大多数矿体分布在走滑断裂带上盘,对花岗岩型和碳硅泥岩型两大类型的矿石物质组成及成矿物理化学条件的研究表明矿化对赋矿主岩的选择性不大,两者属同一成矿作用系列的产物[11]。九龙径铀矿床工作初期,受原有勘探成果的影响,一直把勘探重心放在岩体外接触带,一度导致勘查工作陷于僵局。通过运用成矿系列理论,认为九龙径铀矿床虽然位于鹿井矿田的外围,但其矿化特征、控矿规律与鹿井、黄蜂岭等矿床均有一定的相似。花岗岩外带型的铀矿体实际上受同一构造作用控制,矿体空间定位受到构造、地层、岩体的三重控制,其成矿条件比较苛刻。在勘查中不能单纯地根据某一规律进行追索,需要多方面考虑。于是,项目组暂停原有的工作部署,开展大研究大讨论。同时,组织各专业的科研人员来九龙径铀矿床实地调研,一方面把九龙径铀矿床原有的资料进行系统整理,寻找新的突破口;另一方面把鹿井铀矿田所有的矿床资料进行重新研究,将九龙径铀矿床的成矿地质条件与这些已落实的矿床作对比分析。通过仔细的分析和讨论,发现了两个限制矿床进一步扩大的问题。第一是NE向断裂是否仅存在于寒武系内,九龙径地段的寒武系之下200余米即为花岗岩体,虽然北部的深度会大一些,但也存在很大的不确定性,而0号勘探线往南200m即为花岗岩体,如果铀矿化仅仅是外带型,那该矿床的成矿空间就受到了很大的限制。而鹿井矿田内其实有很多矿床是花岗岩内带型,如鹿井矿床既有花岗岩外带型也有花岗岩内带型。第二,鹿井矿田铀矿化与构造关系密切,构造规模越大,越易发现大矿体,且矿体数目也越多。而九龙径铀矿床EW 向断裂规模太小,该组断裂内尽管发现有很多很连续的伽马异常带,施工的钻孔也揭露到较多的矿化、异常段。但是这些断裂宽仅为数十厘米至数米,且钻探显示其沿走向、倾向延伸非常稳定。断裂规模与断裂中心的硅质脉体密切相关,而这些硅质脉体规模也非常稳定,一般在10cm左右,规模变大的地方一般位于接触带附近和断裂交汇部位,形成大矿的条件也较差。面对这两个问题,项目组及时转变了研究方向,把目标投入了花岗岩内带和规模较大的NE向断裂,一举突破了以往沿花岗岩体接触界面寻找外带型铀矿化的找矿模式,在花岗岩内带发现了新的矿化富集带。3.2.2 任何时候、任何阶段都不能放松地质调查地质调查是一切地质工作的基础,贯穿了矿床发现、发展、落实的每一个阶段。在九龙径铀矿床开展预查工作的过程中,始终贯彻落实这一原则,注重地表地质调查工作的开展,不间断修编已有的地质图件,尽量了解区内的成矿构造格架,调查成矿构造性质和分布规律,为后期研究工作提供了准确、充分的第一手资料。这为我们在认识上取得新突破奠定了基础,同时为工作思路的变更提供了依据。2011年,铀矿勘查工作陷入僵局时,项目组组织了大量人力在九龙径地段南面的花岗岩出露区开展地表踏勘,进行地质图修编。最终确定以F2为主的NE向断裂的确延伸到了花岗岩体内,且新发现一些次级含矿断裂。因此,分别在15号线和55号线设计施工了1个试验性钻孔。这两个孔各揭露到2段矿化体,远远没有达到预期设想,尤其是在ZK55-1号孔见矿情况甚至比地表还差。面对这一结果,项目组内部产生了两种意见,一种认为九龙径铀矿床的铀矿化就是花岗岩外带型,应把注意力重新集中到沿花岗岩外接触带找矿的思路上来;另一种认为虽然这两个试验性钻孔并未达到预期目标,但却揭露到较多的隐伏断裂和大量的矿化异常,应对其深部延伸情况进行探索。为解决这一分歧,项目组继续开展地表地质调查和科研工作,研究成矿构造体系。最终在F2下盘发现了新的成矿断裂,地表断裂规模达24m,且有矿化显示,为F5断裂,但因ZK55-1号钻孔深度不够未揭露到。因此,继续在ZK55-1号孔深部施工了ZK55-2号孔,最终取得新的突破。3.2.3 生产中科研能为铀矿床的发展起到重要作用在九龙径铀矿床勘查过程中,由于地表浮土覆盖较厚,已发现成矿断裂较少,矿化线索较为单一,造成勘查初期更多的工作量投入到已发现的老点周边,对外围的研究较少。即使有新的思路和认识,也因为缺乏证据的支持而不敢轻易付诸实践。然而,在找矿陷入僵局时,正是因为生产中科研的进展和突破,为后续的勘查工作提供了足够的证据支持,推动了勘查工作向正确评价的方向前进。ZK55-1号孔施工后,并未达到预期目的。研究所一方面要求项目组继续开展地表地质调查,采取岩、矿心进行构造地球化学分析;另一方面组织其他科研人员协助九龙径铀矿预查项目组进行联合攻关,在55号勘探线及附近剖面开展了氡气测量和钻孔岩心210 Po测量。生产中科研效果显著,ZK55-1号孔内的岩心210 Po测量发现沿断裂带有较好的异常显示。而氡气测量也显示在新发现的断裂处有较好的高值异常。同时,对构造岩所做的微量元素分析也发现一些热液铀矿床中常见的前缘指示元素较为富集。各种研究成果均指示55号勘探线深部应有新的铀矿化体存在,有效地指导了该地段的找矿突破。3.2.4 大量的钻探工作量是保障在3年时间里,投入了24015m钻探工作量。通过钻探查证,在九龙径铀矿床新发现较多的成矿断裂,并对矿体进行了大致查明。没有大量的钻探投入,许多地质认识将得不到验证。大量的钻探直接导致了九龙径铀矿床取得决定性的突破。4 开发利用现状九龙径铀矿床目前正处于预查阶段,还未进行室内试验、现场条件试验、扩大试验以及工业开发,暂无相关数据。5 结束语经过3年的铀矿预查工作,九龙径铀矿床已取得了较好的找矿成果,通过大量的钻探工作量,使九龙径铀矿床初具中型以上规模,而目前铀矿勘查工作仅局限于中山地段和九龙径地段,矿床内还存在较多的找矿远景区,如九龙径地段北部,目前仍未进行揭露,还有希望进一步扩大规模,发展成大型以上铀矿床。同时,该矿床的突破也使得“三九”地区的铀矿找矿工作焕发出新的活力,其矿床外围有望进一步发现新的矿点(矿床)。参考文献[1]中国核工业地质局.中南铀矿地质志[R]. 2005.[2]中南地质勘查局三〇六大队.湖南省汝城县九龙径铀矿点普查评价报告[R]. 1993.[3]核工业二三〇研究所.南岭成矿带湘桂段富铀矿靶区寻找[R]. 1998.[4]核工业二三〇研究所.南岭带湘南桂北段花岗岩型富大铀矿成矿环境研究[R].2005.[5]核工业二三〇研究所.中南地区铀资源勘查部署规划研究[R]. 2004.[6]核工业二三〇研究所.湖南省汝城县秀才洞地区铀资源潜力评价报告[R].2010.[7]中南地质勘查局三〇六大队.汝城县大坪乡九龙径矿点铀矿化特征及远景评价[R]. 1993.[8]张振华,李顺初,翦勋平.鹿井铀矿田空间定位条件分析[J].铀矿地质,1999,15(6):338-342.[9]刘翔,肖建军,杨崇秋,等.遂川走滑断裂带特征及其对丰洲盆地铀成矿的控制作用[J].铀矿地质,1998,14(5):142-149.[10]李先福,李建威,傅昭仁.湘赣边鹿井矿田与走滑断层有关的铀矿化作用[J].地球科学,1999,24(4):476-479.[11]余达淦.华南中生代花岗岩型火山岩型外接触带型铀矿找矿思路(Ⅰ、Ⅱ)[J].铀矿地质,2001,17(5):257-261.我国铀矿勘查的重大进展和突破进-—入新世纪以来新发现和探明的铀矿床实例[作者简介]欧阳平宁,男,1981年生,研究生学历,工程师。2004年6月毕业于中南大学地学院地质工程专业,毕业后在核工业二三〇研究所从事铀矿地质生产及科研工作。主持和参加的项目获部级科技二等奖1项、三等奖1项、优秀地质报告奖1项。
2023-08-26 08:09:451

第二机械工业部科学技术档案工作条例

第一章 总则第一条 为了建立健全我部科学技术档案工作,完整地保管原子能工业的科学技术档案(以下简称科技档案),根据国务院颁发的《科学技术档案工作条例》,结合我部情况,特制定本条例。第二条 我部的科技档案是在原子能工业科研、生产和建设等项活动中形成的具有归档保存价值的图纸、图表、文字材料、计算材料、照片、影片、录象、录音带等科技文件材料。  凡是为了参考的目的,收集和复制来的资料都是科学技术资料(简称科技资料)。第三条 我部的科技档案是国家全部档案的组成部分,是记述和反映我国原子能工业发展的真实记录,是原子能工业技术资源储备的一种形式,是我国原子能科学事业继承和发展的必要条件和依据。它是国家的宝贵财富,各单位必须予以充分重视。第四条 按照国家集中统一管理档案的基本原则,我部科技档案必须实行集中统一管理,维护其完整与安全,便于有效地利用。第五条 科技档案工作是国家的一项专门事业,是企事业单位生产管理、科研管理、技术管理的组成部分,不论科技档案机构隶属于何部门,其工作性质不变,各单位应将科技档案工作纳入各项技术管理工作制度。第二章 科技文件材料的形成和归档第六条 各单位要根据科研、生产、基建等各项活动的范围和内容建立、健全科技文件材料的形成、积累,归档制度,做到每项科研、生产、基建活动都能有完整、准确、系统的科技档案。  科技文件材料的形成、积累、归档,以及归档后的变更、补充等工作的技术人员的职责范围。第七条 各单位在下达科研、生产、基建任务的同时,要提出建档要求。对科研成果、产品、基建工程进行鉴定、验收时,要有档案部门参加,没有完整的科技档案材料,不予验收,不算最后完成任务。第八条 一个单位内部的各机构,应将归档的科技文件材料,按照内在联系加以系统整理,组成保管单位(卷、册、袋、盒),填写保管期限,注明密级,由题目(或项目)或工程负责人审查后归档。  科技档案部门有责任检查和协助科技人员做好科技文件材料形成、积累和归档的工作。第九条 凡是需要归档的科技文件材料,应做到纸质和书写材料优良、字迹工整、图象清晰,以便于长久保存。第十条 凡对原子能事业有工作查考、科学研究、经验总结、科技交流等作用的科技文件材料均应整理归档。本部科技档案的归档范围是:  一、工程设计  1、选厂、地质勘测、水文、气象、自然条件和社会经济调查等科技文件材料。  2、工程计划任务书、设计任务书、技术任务书、审批意见书、各种协议书等。  3.初步设计、技术设计(扩初设计)和施工设计的图纸、计算书、说明书、预决算书等。  4.技术标准、技术规范、经济定额、标准设计等。  二、工程施工  1、建筑规划、平面布置、施工技术总结等科技文件材料。  2.施工质量报告及工程会议记录、施工图纸会审纪要、设计修改、材料代用、隐蔽工程、重要工程照片、工程事故处理报告等。  3.竣工图及竣工验收等科技文件材料。  4、设备安装技术条件、隐蔽工程记录、试车方案、试车记录及其报告等。  三、科学研究  1、研究准备阶段:任务书、研究计划、选题报告、调研报告、工作方案、协议书、合同等科技文件材料。  2、实验研究阶段:实验测试、调试、观测和考察,分析、论证报告,各种记录,数据整理,实验报告,阶段性工作报告及其设计图纸、图表、照片等。  3、研究总结阶段:成果报告、成果鉴定总结报告、专题简介、论文专著、应用推广等科技文件材料。  4、各种有关的科学著作,发明、创造、科技讨论和学术交流等科技文件材料。  5、情报调研及其成果报告,基础理论研究、应用技术研究的成果(正负结果)的原始技术文件材料。  四、铀矿地质和矿山开采  1、铀矿地质区域调查、普查、揭露、勘探过程中所形成的基础材料,以及阶段总结,年度总结和最终成果报告等科技文件材料。  2、各种地质物探、水文及测量,矿样分析,技术加工,实验、鉴定成果,综合记录、图表等。  3、铀矿地质储量报告及附图附件和审批意见。  4、矿山生产勘探设计、技术总结、矿山地质年度报告、坑道贯通测量报告、矿区控制点成果表、工业储量变动报告等。  5、矿山开采方法、采掘技术计划、总结。储量注销报告,选冶、污水、矿泥技术总结等。  五、生产技术  1、生产启动、运行、调整、试验方案、大纲、报告,技术总结报告以及反映生产能力等科技文件材料。  2、产品设计图样、工艺参数、产品图、计算方案,生产操作规程、规范、技术条件、工艺流程、运行记录等。  3、产品质量标准、金属回收等科技文件材料。  4、产品性能、用途、说明书、照片等。  5、产品调用、消耗及原材料的分析、化验记录、报告等。  六、产品研制  1、产品研制技术任务书及其调研报告、协议、合同等科技文件材料。  2、研制方案、设计图样、计算书、说明书、技术条件等科技文件材料。  3、产品研制、试验方案、报告及产品工艺技术总结等。  4、产品定型报告、审查意见及鉴定书等。  5、产品的包装、运输、保管、维护和使用方面的科技文件材料。  七、设备(包括仪器、仪表)  1、各种非标准设备用通用设备图纸、说明书、合格证、技术条件等科技文件材料。  2、设备履历登记簿,运转试验、鉴定报告等科技文件材料。  3、重要设备仪器仪表检修、调试、校检记录及操作、检修规程等。  4、设备的定货合同和定货清单。  5、设备更新、改造、维修中的科技文件材料。  6、重要的工、夹、量具图纸、说明书等。  八、其它  1、职业病的预防、诊断、治疗、临床经验总结等科技文件材料。  2、环境保护、三废处理、事故分析等科技文件材料。  3、放射性安全防护、临界安全方面技术操作等科技文件材料。  4、设备防腐方面的科技文件材料。  5、工作场所和环境剂量监测、分析和评价等科技文件材料。
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地质矿产勘查规范

目前施行地质矿产勘查的规范主要有:固体矿产地质勘查规范总则(GB/T13908—2002)(代替GB/T13687—1992,GB/T13688—1992,GB/T13908—1992)固体矿产资源/储量分类(GB/T17766—1999)固体矿产勘查/矿山闭坑地质报告编写规范(DZ/T0033—2002)铀矿地质勘查规范(DZ/T0199—2002)铁、锰、铬矿地质勘查规范(DZ/T0200—2002)钨、锡、汞、锑矿产地质勘查规范(DZ/T0201—2002)铝土矿、冶镁菱镁矿地质勘查规范(DZ/T0202—2002)稀有金属矿产地质勘查规范(DZ/T0203—2002)稀土矿产地质勘查规范(DZ/T0204—2002)岩金矿地质勘查规范(DZ/T0205—2002)高岭土、膨润土、耐火粘土矿产地质勘查规范(DZ/T0206—2002)玻璃硅质原料饰面石村石膏温石棉硅灰石滑石石墨矿产地质勘查规范(DZ/T0207—2002)砂矿(金属矿产)地质勘查规范(DZ/T0208—2002)磷矿地质勘查规范(DZ/T0209—2002)硫铁矿地质勘查规范(DZ/T0210—2002)重晶石、毒重石、萤石、硼矿地质勘查规范(DZ/T0211—2002)盐湖和盐类矿产地质勘查规范(DZ/T0212—2002)冶金、化工石灰岩及白云岩、水泥原料矿产地质勘查规范(DZ/T0213—2002)铜、铅、锌、银、镍、钼矿地质勘查规范(DZ/T0214—2002)煤、泥炭地质勘查规范(DZ/T0215—2002)煤层气资源/储量规范(DZ/T0216—2002)地质矿产勘查测量规范(GB/T18341—2001)固体矿产勘查档案立卷归档规则(DZ/T0222—2004)
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模型四十七 碳硅泥岩型铀矿床找矿模型

一、概 述碳硅泥岩型铀矿床是指产于碳酸盐质、硅质、泥质的细碎屑岩或它们的过渡性岩石中的铀矿床的总称,是世界上发现最早的工业铀矿床类型之一。碳硅泥岩型铀矿床的内涵是突出铀矿床的赋存层位与岩性,可以与其他 3 类铀矿床类型 ( 花岗岩型铀矿床、火山岩型铀矿床、砂岩型铀矿床) 的定义相类比。“碳硅泥岩型铀矿床”这一概念是我国铀矿地质工作者首先提出来的。最初称为 “灰、硅、泥岩型”、“灰、硅、板岩型”、 “云硅沉岩型”或 “黑色岩系型”等,后经不断完善,最终定名为“碳硅泥岩型铀矿床”。在国外,其被称为 “黑色页岩型铀矿床”。主要产出国家有德国、瑞典、美国、乌兹别克斯坦、挪威、俄罗斯、哈萨克斯坦、韩国和中国等 ( 赵凤民,2009) 。碳硅泥岩型铀矿床在我国分布相当广泛,在时间上,从震旦纪—二叠纪的地层都产有此类工业铀矿床; 在空间上,全国南北方均有发现,主要分布于 “二带一区”,即南秦岭成矿带、江南成矿带和华南成矿区 ( 表 1) ,是我国四大工业铀矿化类型 ( 花岗岩型铀矿床、火山岩型铀矿床、砂岩型铀矿床、碳硅泥岩型铀矿床) 之一。赵凤民 ( 2009) 根据中国大陆构造特征、产铀矿碳硅泥岩的分布,以及碳硅泥岩型铀矿床的特征,将我国碳硅泥岩型铀矿床划分成 4 个铀成矿省和 1 个潜在铀成矿省: 湘西 - 赣西北铀成矿省,湘中 - 桂东南铀成矿省,滇东北 - 川东南铀成矿省,秦岭铀成矿省,东天山潜在铀成矿省 ( 图 1) 。表 1 中国碳硅泥岩型铀矿床的含铀岩系时代及主岩类型资料来源: 余达淦等,2005图 1 中国大陆碳硅泥岩型铀矿化区划分示意图( 引自赵凤民,2009)二、地 质 特 征1. 矿床类型我国铀矿地质工作者根据碳硅泥岩型铀矿的主导成矿作用,将其划分出风化壳型、沉积 - 成岩型、淋积型和热液叠加改造型 4 大类,并根据赋矿岩性划分出 9 个亚类 ( 李顺初,2001) 。赵凤民( 2009) 根据新的资料,对原分类进行了修改,并将我国碳硅泥岩型铀矿床划分成 5 个亚型 16 个矿床式 ( 表 2) 。中国碳硅泥岩型铀矿床的地质和矿化特征十分复杂,新构造运动强烈,表生氧化改造作用普遍发育,使矿床多具有复成因特征,但大多数矿床的主导成矿作用往往只有一个 ( 赵凤民,2009) 。不同成因的碳硅泥岩型铀矿床地质特征见表 3。2. 典型矿床特征湖南铲子坪矿床是我国最典型的碳硅泥岩型矿床,本文以铲子坪矿床为例阐述其矿床地质特征及成因模式。( 1) 矿区地层及含矿主岩矿区内出露地层由老至新有震旦系南沱组、陡山沱组、灯影组老堡段,寒武系清溪组,中泥盆统郁江组、东岗岭组,上白垩统和第四系 ( 图 2) 。铀矿化赋存于下寒武统底部清溪组的黑色炭质板岩系内,含矿岩系的主要岩性为含炭硅质板岩和炭质板岩及其互层。含铀黑色岩系含有机碳 0. 1% ~5. 0%,含黄铁矿 0. 5% ~3. 0%,部分层还含磷结核或黄铁矿结核。整个含铀岩系,各层的铀丰度值为 ( 4 ~ 42) × 10- 6,显示出铀在沉积 - 成岩阶段有原始的富集。另外,含铀岩系厚度大,约达 200m,铀又以吸附状态存在,易于浸出,为成岩后的各种改造作用和叠加成矿提供了良好的铀源条件。表 2 中国碳硅泥岩型铀矿床分类和矿床式划分资料来源: 赵凤民,2009表 3 碳硅泥岩型铀矿地质和矿化特征对比续表资料来源: 赵凤民,2009图 2 中国湖南铲子坪矿床地质简图( 引自余达淦等,2005)( 2) 矿床构造特征矿床的构造格局为北端翘起、向南倾伏的不对称箕状向斜。向斜西翼岩层产状相对较平缓,地层出露较全。东翼产状较陡,地层发育不全,反映出箕状向斜有向东侧伏之趋势。向斜核部为上白垩统,两翼为上震旦统和下寒武统。在向斜南侧的两翼,有中泥盆统出露。向斜轴向为 NE20°,轴面倾向为 NW290°。矿床内断裂构造十分发育,尤其是区域性的新资大断裂,使向斜东翼地层受到强烈破坏。新资大断裂有着长期而复杂的演化历史,总体呈 NE25°,延伸达180km,并以厚度达60m 的板状强硅化带形式出现,控制着中泥盆世和晚白垩世盆地的沉积和分布。新资断裂带倾向 NW,倾角多在 30° ~40°,在中生代的构造 - 岩浆活化过程中,发生过大幅度的正断层位移,并切割了加里东期花岗岩体。沿断裂带的岩浆和热液活动频繁,控制着燕山期花岗岩的定位和区域内 W、Sn、Nb、Ta、Be、U 和萤石矿产的分布,铀和萤石矿化均分布在断裂带的上盘。因此,新资大断裂属区域性控岩、控盆和控矿的断裂构造。该断裂长期多次活动,使矿区含铀层内的铀发生多次活化转移,并为后来铀的活化成矿提供了导矿渠道及储矿空间。( 3) 矿区岩浆岩矿区的岩浆岩比较简单,主要是加里东期中粗粒花岗岩,出露于矿区东西两侧,其铀丰度值为13 × 10- 6,钍丰度值为 34 × 10- 6。东侧的越城岭岩体和西侧的苗儿山岩体,均以大岩基形式产出,在矿区外围较远处有印支期和燕山期花岗岩体穿切,构成复式花岗岩体。在矿区南部及深部见燕山期中细粒花岗岩体,以岩株形式穿切加里东期岩体,或沿新资大断裂侵入寒武系和泥盆系内。燕山期中细粒花岗岩的铀丰度值比加里东期岩体有明显增高,达 34 ×10- 6,钍丰度值相对降低,为 32 ×10- 6。( 4) 矿体形态及近矿围岩蚀变矿体形态以似层状、透镜状为主,小矿体为扁豆状。矿体产状与地层产状相吻合,在向斜西翼矿体的走向延长大于倾向延深,而东翼矿体的倾向延深大于走向延长。单个矿体的铀品位,常在中心明显变富,厚度增大,透镜状形态更为明显,但也有切层的铀矿体产出。矿体的近矿围岩蚀变有硅化、绿泥石化、黄铁矿化、赤铁矿化、绢云母化、萤石化及碳酸盐化等,以绿泥石化与铀成矿关系最为密切,分布也最广泛 ( 张待时,1994) 。( 5) 矿石构造及矿石物质成分矿石多呈碎裂状、角砾状、糜棱状及细脉浸染状构造产出。以细脉浸染状和角砾状两种矿石构造最为常见。前者沥青铀矿呈微细脉浸染状,或呈微粒状产出,或沿层理分布,且与绿泥石、黄铁矿伴生。后者沥青铀矿以细脉或胶结物胶结岩石角砾,出现在断裂构造破碎强烈地段,或叠加于细脉浸染状矿石和裂隙发育地段内,构成富矿石和富矿体。矿石的矿物成分有沥青铀矿、黄铁矿、少量方铅矿、磁黄铁矿、红砷镍矿、黄铜矿、斑铜矿、闪锌矿等,脉石矿物有石英、玉髓、绢云母、绿泥石、方解石、重晶石、紫色萤石、高岭石、石墨等。由于矿石内硅化、绿泥石化和萤石化等热液蚀变作用发育,矿石常有褪色现象,富铀矿化地段的有机碳含量明显比围岩少。矿石中铀的存在形式,除沥青铀矿、铀黑及铀云母类矿物形式外,还有呈吸附状态分散于矿石中。矿石的化学成分与围岩相比有其相似之处,表现为铀与有机碳、氧化铁、氧化镁和五氧化二磷有密切联系,体现了改造和再造成矿作用的继承性特点。但又存在着质的差异,就是各自的微量元素组合不同,矿石中富含 Mo、Pb、Zn、Be、As、Sb、Sn、Ti、Y、Ag 等,而围岩中却富含有机碳、P、V、Ni、Cu、Fe、Al 等。三、矿床成因和找矿标志1. 矿床成因铲子坪铀矿矿床是在沉积预富集基础上经过后期热液改造形成的铀矿床,矿体既受层位控制,又受断裂构造控制 ( 图 3) 。图 3 中国湖南铲子坪铀矿矿床成因模式图( 引自余达淦等,2005)沉积预富集期 ( 523Ma) : 含矿岩系原岩铀含量较高,一般为 ( 1 ~4) ×10- 5,尤其是第 3、4 含矿层可达 64 ×10- 6。第 4 含铀层的炭质板岩的铀含量为 56 ×10- 6。根据多个地层样品的 U - Pb 同位素不平衡计算,成岩后的铀丢失达 30% ~80%,反映了以铀丢失为主的活化改造场特征。因此,可以认为,下寒武统清溪组含铀岩层,既是矿床成矿的铀源层,又是现今矿化的主要储铀层。后期热液改造期 ( 72 ~ 22) Ma: 对沥青铀矿的 U - Pb 同位素组成获得的等时线年龄分别为( 72 ±10) Ma、( 43 ±7) Ma 和 ( 22 ±2) Ma。综上所述数据,结合矿床铀矿化特征,可以认为,早期热液改造成矿期年龄为 ( 72 ±10) Ma; 晚期热液再造成矿期年龄为 ( 43 ±7) Ma; 主成矿期后淋积叠加成矿期的年龄为 ( 22 ±2) Ma。从不同矿石类型中的石英所作氧同位素测定,得出温度校正后的 δ18OH2O均为正值,并在+ 3. 76 ~ + 11. 9 ( SMOW) 范围内变化,属变质水范围。结合矿床地质特征,可以认为,成矿溶液的水不是单一来源,可能是变质水、构造热液水、岩浆热液水和大气降水的混合溶液体系。对含铀岩系及铀矿石中的黄铁矿硫同位素进行测定和对比得出,含矿岩系中黄铁矿 δ34S 值变化范围大,在 +29. 68 ~ -27. 5 之间,原因是含矿岩系中包含着不同成因的黄铁矿。矿石中黄铁矿δ34S 值变化较小,其值为 6. 4 ~ 8. 9 ,与矿区外围苗儿山复式岩体内的热液矿化相近,表明热液成矿作用是铲子坪矿床的主要成矿作用 ( 余达淦等,2005) 。2. 找矿标志( 1) 地质标志碳硅泥岩型铀矿床往往受岩性与断裂构造控制。黄世杰 ( 1982) 、余达淦等 ( 2005) 提出了我国碳硅泥岩型铀矿床的地质找矿标志:1) 有利的大地构造位置: 碳硅泥岩型铀矿床主要分布于古陆、古岛、古水下隆起边缘部位及古隆起新断陷 ( 或坳陷) 的陆相红层发育区,海相沉积相对坳陷的边缘区和新构造运动非强烈上升区。2) 有利的岩性及其组合: 富含有机质、黄铁矿、磷质的泥质、硅质、碳酸盐岩以及它们之间的过渡岩石,是矿化的有利岩性。常见的岩石类型有: 硅质灰岩、硅质泥质白云岩、含碳硅岩、硅质板岩、含磷碳板岩等。3) 有利的岩相古地理条件: 地台或准地台区潮湿温暖气候条件较平静的浅海、封闭浅海沉积环境; 地槽区急剧沉降带中相对平静地区,并有火山作用参与的沉积环境。4) 构造控矿明显: 构造对碳硅泥岩型铀矿床的控制作用非常明显,矿体的展布、产状、形态、规模及内部结构都与构造有密切关系。有利于铀矿产出的构造主要有断裂构造,按其与层位的关系可分为顺层 ( 层间) 断裂构造控矿、切层 ( 斜交) 断裂构造控矿和复合型断裂构造控矿。5) 古地形地貌: 这类矿床的形成及保存同成矿时期及成矿以后的地形地貌有很大关系,许多矿床分布于低山丘陵区或高 - 中山区的前缘,或较高地貌单元与较低地貌单元的转折地带。6) 古气候条件: 以干旱 - 半干旱气候最为适宜。在以干旱为主、干湿交替的气候条件下,氧化作用较为强烈,有利于铀源层中铀的浸出和提高地下水的铀浓度,因而有利于碳硅泥岩型铀矿床的形成。( 2) 地球物理找矿标志1) 磁异常: 矿石中一般含有黄铁矿等硫化物,容易引起磁异常,因此,利用地面高精度磁测可圈出硫化物矿体。2) 电磁异常: 硫化物矿石为导电体,在矿体上方出现电磁异常。3) 电磁测深法: 可控源音频大地电磁法 ( CSAMT) 是一种很有效的勘探方法,在碳硅泥岩型铀矿床中具有较好的找矿效果。如唐国益 ( 1993) 利用 CSAMT 在铲子坪碳硅泥岩型铀矿床深部找到矿体就是一个例证。4) 航放异常: 利用含矿放射性测量数据,圈定航放异常,确定富铀岩系或富铀层。5) 地面伽马总量测量: 利用地面伽马总量测量,确定岩石的伽马总量,圈定伽马异常区。6) 地面伽马能谱测量: 利用地面伽马能谱测量,确定 U、Th 等伽马能谱的含量特征,圈定异常区。( 3) 地球化学找矿标志1) 富含有机质、黄铁矿、磷质的泥质、硅质、碳酸盐岩以及它们之间的过渡岩石,是矿化的有利岩性。2) 典型的富铀层中 U、Th、V、Mo 等元素含量高,其富集系数 ( 相对正常的沉积岩) 达 5 ~10 倍。3) U、Th 等放射性元素地球化学异常明显,并具有明显的浓集中心。4) 往往存在氡气异常。( 潘家永 吴仁贵)
2023-08-26 08:10:111

放射性普查的地质前提

放射性普查所研究的对象是含有天然放射性元素的地质体。因此,在讨论各种找矿方法之前,了解铀、镭、钍、钾等天然放射性元素在岩石、土壤、水和大气中的分布特点及某些地球化学性质是必要的。1.放射性元素在自然界的分布(1)岩石中放射性元素的分布岩石中放射性元素正常含量在不同类型的岩石中是不同的,各类岩石中放射性元素正常含量可相差几倍到几个数量级。表5-1是铀、镭、钍、钾等放射性元素在岩浆岩和沉积岩中的正常含量分布表。表5-1 常见放射性元素在岩浆岩和沉积岩中的含量续表由表5-1可见:1)岩浆岩中U、Th、K含量比沉积岩的高。2)岩浆岩中,以酸性岩中放射性元素含量最高,并且随岩浆岩酸性程度的降低,放射性元素含量依次降低。3)即使是酸性岩,不同地区、不同时代岩石中放射性元素含量也不同。如表5-2中华东不同时代花岗岩中U含量有明显差异。花岗岩时代越早,U含量越低(这是由于时代越老,衰变的铀越多),反之,岩石中U含量越高。如雪峰花岗岩U含量为0.45×10-6,而燕山晚期为17×10-6,相差几十倍。表5-2 华东地区花岗岩中的铀含量 单位:10-64)沉积岩中,泥质页岩中的U、Th、K的含量最高;砂岩中U含量变化较大,而且与砂岩成分有关。岩盐、石膏中含量最低。变质岩中放射性元素的含量与变质前原来岩石中的含量以及以后的变质过程有关,而且依具体地质特点不同,铀含量可以增高或降低。如某地前寒武纪结晶片岩和片麻岩中,铀含量随区域变质程度的增高而降低。石英和硅质板岩中最低(铀低于10-6,钍低于3×10-6)而石墨云母片岩中含量增高(铀为4×10-6~15×10-6,钍为7×10-6)。由于不同类型岩石中放射性元素正常含量不同,因而用辐射仪测得的不同岩石的γ射线照射量率也就不同,如表5-3所示。岩浆岩的正常γ照射量率普遍比沉积岩要高,即使是岩浆岩,由于上述原因,不同岩石其γ照射量率也不同(表5-3)。表5-3 正常岩石的γ照射量率变质岩的γ照射量率变化范围大,这与变质作用前的岩石中放射性元素含量高低有关,一般介于岩浆岩和沉积岩之间。研究各类岩石中放射性元素的分布特征及不同类型岩石放射性照射量率的变化规律,有利于解决地质问题,如划分地层、岩体,区分侵入期,圈定成矿远景区及指导找矿等。(2)天然水中放射性元素的含量水中通常含有铀、镭和氡,个别情况下也含钍、新钍和钾。其含量变化很大,如镭可由n×10-9~n×10-14g/L,铀从n×10-2~n×10-8g/L,氡从n~n×104em,这是由放射性元素的地球化学性质所决定的。一般情况下铀易溶于酸性水中,氡微溶于水,当水流经岩石的破碎带或含有裂隙、空隙的岩石和土壤时,部分易溶放射性元素溶解于水,使水中的放射性元素浓度增高,形成铀水、铀镭水等。在矿体周围的水溶液中形成放射性水异常或增高晕。因此,研究水中放射性元素含量分布特点,开展水化找矿,是铀矿普查中的重要的工作方法之一。表5-4表明:海洋、河流、湖泊比地下水中的放射性元素含量低得多,因此,用辐射仪在水面上测到的γ射线照射量率实际上就可以认为是宇宙射线的照射量率和仪器的底数。表5-4 各种天然水中Rn、Ra、U含量据研究(孙圭,2013),1960年,内蒙古测老庙盆地7022铀矿工区的生活用水的井中的铀含量达到n×10-2~n×10-3g/L,已经严重超出饮用水标准的上万倍,但当时为了不给国家添麻烦,全体职工都在饮用这种“矿泉水”,后在当时的第二机械工业部第三局刘鸿业副局长的努力下,才调配一辆专门拉生活用水的专车,解决了职工的用水困难问题。这是三年经济困难时期的特殊现象。(3)土壤及大气中放射性元素的分布土壤和大气中也广泛分布着微量的放射性元素,这些元素主要来自三个天然放射性系列中Rn、Tn、An射气及其衰变产物。此外,空气中还存在放射性氚( )和碳( )等。放射性气态元素在土壤和大气中的分布很不均匀,如土壤中Rn的浓度比近地表大气中Rn的浓度高1000倍左右,陆地上空的Rn浓度比海洋上空Rn浓度高几十倍。即使土壤中Rn浓度也随着不同地区、不同季节的条件变化而不同,它与岩石中放射性元素的含量、气候条件、温度、压力、风力等因素有关。Tn的半衰期短,分布范围比Rn小。土壤及大气中Rn和Tn浓度分布情况见表5-5。表5-5 土壤及大气中Rn和Tn的浓度(4)植物中放射性元素的分布植物中的放射性元素主要来自碳( )和微量的铀、钍、钾等元素。植物一般都没有放射性异常,但有一种草,叫“箭叶堇菜”(图5-1),这种草可以富集放射性元素,是放射性测量的指示植物。牛、羊等牲畜吃了这种草以后,其粪便中会形成高放射性异常。图5-1 箭叶堇菜线条图(据戴兴根,1980)1—整株;2—果实;3—花1956年,孙圭在内蒙古武川县大青山找到由大堆羊粪引起的放射性异常(孙圭,2013),由于当时还不知道箭叶堇菜这种铀矿的指示植物,所以当时都把由羊粪引起的放射性异常当成笑柄。现在推测,这些异常应该是由箭叶堇菜引起的。类似的记载在江西某地也曾出现过(李鹰翔等,1987),不过当时是由生产队的牛粪造成的航空伽马异常。1957年,孙圭和赵瑛等在陕西金堆城斑岩型钼矿矿区的老牛山南麓发现农民收割的玉米秸秆有50γ的放射性异常,在农民的豆荚皮里发现100γ的放射性异常,而到农民采收的庄稼地里进行氡气测量,却没有发现异常。在孙圭的《我在西北的铀矿地质生涯》一书中解释不了,就叫“奇怪异常”。结合金堆城斑岩型钼矿地质资料,老牛山花岗岩岩基平均K2O含量高达5.20%,属于高硅富钾型花岗岩(局部地段更高),所以这些植物中的放射性异常应该是植物富集花岗岩风化产物中的K-40引起的(钾属于植物易于吸收的元素)。2.铀和钍的某些地球化学特点铀和钍都是重元素,它们的地球化学特点是:电价高、离子半径大,铀的化学性质活泼,具有吸附作用。(1)电价高在自然界中,铀有四价和六价(U4+,U6+)两种价态形式,它们的地球化学性质明显不同。U4+在内生条件或强还原条件下,常形成UO2型氧化物——沥青铀矿和晶质铀矿等铀矿物。它们在氧化环境中不稳定,易被氧化成六价化合物。U6+具有两性,即在酸性条件下呈碱性,在碱性条件下呈酸性。U6+在地表风化带或氧化介质条件下形成铀酰根(UO2)2+型离子化合物,常生成黄绿色、橙黄绿色等颜色鲜艳的次生铀矿物,如铜铀云母、钙铀云母等。U6+在碱性溶液中可使铁氧化成褐铁矿,本身还原成U4+。如铀矿开采中用硫酸把铀溶解出来,再通过树脂等将铀吸附富集。但氧化过程中U6+经常将Fe也氧化成褐铁矿,造成树脂吸附功能下降,并堵塞设备,所以铀矿开采中必须有一套除铁设备,才能消除铁的影响。钍在自然界中只有四价一种形式,以Th4+呈(ThO4)4-等离子形式存在,常生成钍的氧化物,如方钍石、钍石、独居石等钍矿物。钍在氧化带中非常稳定,有时形成钍的砂矿床。(2)离子半径大四价铀的离子半径为1.05×10-10m,六价铀的离子半径为0.79×10-10m,钍的离子半径为1.10×10-10m。钍的离子半径和地球化学性质与U4+相近,故在自然界中铀和钍经常交替共生,呈等价类质同象形式存在,生成铀钍混合矿物。此外,铀、钍的离子半径又与Y、Ca、Zr、Hf等元素的离子半径相近,虽然电价不同,也能形成不等价类质同象的形式。因此铀和钍经常共存在某些副矿物中,如锆石、屑石等的结晶格架中(因此U-Th-Pb法同位素年龄测试常常挑选岩浆岩中的锆石进行测试,也有挑选钍石、独居石或磷灰石的)。由于铀和稀土(REE)元素的电子层结构相同,离子半径及某些地球化学性质相近,故在沥青铀矿、晶质铀矿等矿物中常伴生有稀土元素。(3)化学性质活泼,易与氧化合在地球化学中,铀属于亲石元素,与氧的化合能力强(所以岩浆岩中铀元素含量高),故自然界中没有自然铀。铀在岩石中以稳定的氧化物形式存在。铀和钍的地球化学性质表明它们不具有亲硫性(或亲铜性),即铀、钍与硫的化合能力弱,所以在自然界中尚未见到铀和钍的硫化物。(4)吸附作用大多数铀在氧化带中不稳定,在有利条件下被氧化生成六价的化合物。当有硫化物存在时,硫化物被氧化形成的硫酸会促进铀的氧化,并能溶解六价铀的化合物,形成含铀溶液。溶液中,一部分铀是氧化带中各种次生铀矿物的来源,一部分从氧化带进入胶结带,另一部分还原生成再生铀黑,还有一部分含铀溶液进入地表水系和地下水道,在有利条件下,铀被胶体、黏土、有机物质吸附而富集,再次沉积。铀在沉积岩中的吸附能力,以煤、碳质岩最强,其次是磷块岩、褐铁矿、页岩,而在石灰岩、砂岩中最低。因此在沉积岩中吸附铀的量变化很大。不仅对于不同的岩石,就是同一种岩石,甚至同一层位中变化也是很大的。这与岩石的生成条件、时代、变质程度、结构、成分等有关,同时也与铀在溶液中的存在形式、浓度、盐类溶液的pH值和成分有关。根据铀和钍的地球化学性质,可以了解不同物理、化学、地质条件下岩石中铀和钍的分布规律,为地面γ测量成果的解释,异常的评价提供依据。
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