铀资源勘查技术国际科技前沿动态

铀资源勘查技术兼具核科技与地质勘查技术的双重属性,是支撑铀矿勘查不断取得突破的根本动力。全面了解、掌握国外铀资源勘查技术的前沿动态,不仅对发展具中国特色的先进铀资源勘查技术体系具有重要意义,而且对国内铀资源勘查生产亦具有重要借鉴意义。基于大量资料文献的调研、研判及综合分析,概略介绍了铀资源无人机探测、铀资源高精度多维探测、基于大数据的铀资源勘查与预测评价、高效低成本探测等4个技术方向当前国际上的主要研究内容、前沿或热点、重要进展或标志性成果,并结合新时期我国天然铀高质量发展的需求,提出了相关技术国际前沿动态对我国铀资源勘查技术发展的启示。

川西巴塘地区富锂温泉的同位素特征及其成因探讨

川西巴塘地区处于青藏高原东南缘,是地壳新构造运动活跃、地震活动强烈而密集的地区,其中茶洛—德达地段是温泉聚集区,富锂沸泉与温泉密集发育。为进一步认识该区富锂温泉的成因以及温泉与地震活动的关系,开展了温泉水氢、氧、碳和锂同位素的综合研究,阐明了地热流体、锂和热量的来源,探讨了富锂温泉的成因及其与地震活动的关系,为该区富锂温泉的研究和勘查提供支撑。研究结果显示:1)茶洛—德达地段发育章柯、茶洛富锂沸泉和查青卡富锂温泉,锂含量高达1353.00~3592.00µg·L^(-1),其锂同位素组成δ7Li介于-0.53‰~1.74‰之间;2)该区富锂温泉水主要来源于周边4800~5200 m的高山区域大气降水,温泉流体循环深度可达6900~8500 m,与该区部分地震的震源深度相当;3)富锂温泉的深部发生较强的高温(温度236~289℃)水-岩反应,碳酸盐岩、富锂花岗岩等释放出碳和锂等元素,形成查青卡富锂温泉(1353~1392µg·L^(-1));章柯、茶洛沸泉除上述锂来源外,还有深部高温富锂流体混入,从而形成更高温(240~289℃)、更富锂(2736~3592µg·L^(-1))的地热流体;4)该区章柯、茶洛富锂沸泉的热源除以深部(地壳、地幔)热流为主要热源外,还有地震断层摩擦热、深部流体热为补充热源,频发的地震活动持续地、脉动式地为章柯、茶洛地热系统补充热量,形成富锂沸泉。查青卡富锂温泉热源主要为深部(地壳、地幔)热流,无断层摩擦热和深部流体热补充。

深度卷积网络在航空高光谱岩性识别中的应用——以塔木素铀矿床北部地区为例

岩矿信息识别是高光谱遥感在地质勘探领域的主要应用方向。传统高光谱遥感方法尽管在矿物识别中取得了良好效果,但对于岩性识别存在瓶颈。深度学习是当前人工智能领域的研究热点,卷积神经网络是适用于图像识别的重要网络架构。以巴音戈壁盆地西部塔木素铀矿床北部区域为试验区,以SASI航空高光谱影像为数据源,将深度卷积神经网络引入航空高光谱遥感岩性识别,测试和评估其应用效果。基于预处理后的SASI航空高光谱影像,以试验区地质图及野外调查为参考,制作了8类样本,包括:印支期花岗岩、华力西晚期花岗岩、华力西晚期花岗闪长岩、华力西中期石英闪长岩、石炭系碎屑岩、中下侏罗统火山凝灰岩、第四系沉积物和绢云母化蚀变岩。构建了基于光谱特征的一维卷积神经网络、基于图-谱联合特征的一维+二维卷积神经网络和三维卷积神经网络3种模型结构,分别进行模型训练、测试和试验区岩性分类应用。模型测试结果表明:一维卷积神经网络、一维+二维卷积神经网络和三维卷积神经网络的总体精度分别为82.13%、86.46%和90.90%。通过评价分析三种卷积神经网络模型的岩性分类识别结果,三维卷积神经网络的识别结果与真实参考最为接近,对试验区各类岩性的区分识别效果最优,一维+二维卷积神经网络的识别效果次之,表明利用卷积神经网络引入高光谱图像空间信息,进行图-谱特征的联合挖掘,有利于提高影像的识别精度和实际应用效果。同时,一维卷积神经网络和一维+二维卷积神经网络的识别结果因航空高光谱影像拼接后的条带效应,影响了它们的实际应用效果,而三维卷积神经网络较好地克服了这种影响,表明其对于大面积航空影像处理具有相对较好的应用前景。

航空高光谱遥感技术在铀矿找矿中的典型应用——以新疆雪米斯坦地区为例

高光谱遥感技术是地质矿产勘查领域的重要新技术、新方法。近些年,航空高光谱遥感技术及其在铀矿找矿中的应用得到核地质系统的重视并开展深入研究。在分析前人铀矿找矿思路基础上,阐述了CASI/SASI航空高光谱遥感技术在新疆雪米斯坦地区的铀矿找矿新思路及其典型应用效果。首先深入剖析了白杨河铀矿床及其周围的航空高光谱遥感特征,识别了铀矿床产出的区域热液活动中心、铀成矿高铝绢云母蚀变等区域找矿关键要素,提出“区域热液活动中心识别-铀矿化航空高光谱蚀变组合发育地段确定-蚀变、构造、有利岩性等要素复合地段优选”的航空高光谱遥感铀矿找矿新思路;然后根据全区的航空高光谱遥感信息进行了找矿远景区筛选和野外查证,新发现了铀矿化异常。新发现的铀矿化异常地段航空高光谱遥感特征明显,地表铀异常显著,控矿断裂构造发育,地质环境有利,铀矿找矿前景良好。其是笔者对如何充分挖掘高光谱遥感铀矿找矿信息,提升高光谱遥感技术更好服务铀矿找矿应用效果的深入思考与探索,也是在地表岩石裸露程度良好的地区利用高光谱遥感技术直接寻找热液型矿产的良好例证,希冀为广大地质工作者开展找矿方法创新和应用提供参考。

砂岩型铀矿“源-汇”系统

把从“源”到“汇”的分析方法应用到我国北方盆地砂岩型铀矿成矿作用研究中来,确定不同时期含铀物质的汇流路径,有利于砂岩型铀矿的富集机理和成矿规律的研究和总结。砂岩型铀矿“源—汇”系统是富铀物质从蚀源区风化剥蚀或从盆地深部富铀烃源岩活化,经汇流体系运移,再到盆地有利赋矿砂体聚集成矿的物理、化学和生物作用的过程,主要包括铀源、汇流体系和富集体系三部分。铀源外源是指在产铀盆地边缘大面积出露的富铀基底和岩石;内源是指含矿目的层本身的含铀建造,是在沉积成岩过程中形成的铀预富集;盆地深部富铀烃源岩在高温-高压条件下排烃,通过活动断裂可为浅部砂岩铀矿提供铀源。富铀物质从铀源区风化或活化搬运迁移到赋矿砂体并在砂体中运移的统一过程称为铀成矿汇流体系,沉积盆地的含铀物质主要在沉积期和成矿期通过汇流体系进入赋矿层位中。铀富集体系是砂岩中还原性物质或微生物等将含铀流体还原沉淀富集成矿的相关整体。鄂尔多斯盆地西南部具有浅部渗入、深部渗出汇流体系特点,渗入与渗出汇流体系的相互叠加改造对铀成矿也起到了比较重要的作用。

重力数据LTHG均衡边界识别方法对比分析及其应用

重力数据的边界识别技术有助于确定地质体或地质构造的边界。近年来涌现出多种边界识别方法,但各种方法的应用条件与处理效果存在差异,为深入了解这些方法的优缺点,便于实际资料处理解释时方法选取具有针对性,需要对各方法效果进行对比总结。针对常用导数类边界识别方法存在异常幅度随地质体埋深增加而迅速衰减的情况,基于理论模型的合成重力数据,分别在只存在重力正异常、同时存在重力正负异常及在同时存在正负异常重力数据中添加有高斯噪声三种情况下,开展了基于Logistic函数及总水平导数的边界增强法(LTHG)与常用总水平梯度(THG)、解析信号(AS)、倾斜角法(TDR)、倾斜角的总水平导数法(THDR)、总水平梯度的倾斜角法(TTHG)、解析信号的倾斜角法(TAS)、Theta图法(TM)、归一化总水平导数垂向导数法(NVDR_THDR)九种边界识别方法的对比研究,分析各方法在对不同埋深场源体的均衡能力、分辨能力及抗噪能力等方面的适用性及应用效果。研究结果表明:LTHG法的识别结果不依赖于场的埋藏深度,可很好地识别出不同埋深的场源边界,与其他常用方法相比LTHG法可提供准确、清晰、分辨率更高的场源体边界信息,最后将该方法应用于埃塞俄比亚欧加登盆地中部的航空重力资料处理中,处理结果与研究区的断裂构造有较好的相关性,同时又显示了更多的地质现象,应用效果较好。LTHG法在埋深均衡、分辨力及抗噪性各方面表现有优势,可以在生产实际中推广。

建材析出氡浓度持续监测研究及其应用

建筑材料析出的氡扩散至房屋内部导致室内氡浓度增加,对居住者产生健康威胁。提出了一种建材析出氡浓度持续监测方法,将自制具有不同放射性含量的建材实验样品块和氡浓度持续监测系统放置于密闭恒温容器内进行长时间监测,结果表明在2~9 h密封时间内建材析出氡浓度与密封时间的线性相关系数为0.99以上,连续密封72 h时氡浓度的析出量仍在增加,未出现饱和趋势。将氡浓度持续监测系统应用于室内氡浓度监测,当浓度超过报警阈值后自动开启通风系统进行空气置换,可实现快速排氡,有效改善室内空气质量,避免居住者长期暴露在高氡浓度环境中。

CSAMT在松辽盆地梅里斯地区铀矿勘查中的应用

上白垩统四方台组是松辽盆地北部铀矿找矿的主要层位之一,其铀矿化主要受控于上白垩纪曲流河三角洲沉积体系,工业铀矿体主要在底部砂岩层富集,多呈板状、透镜状,矿体规模与砂体规模、层数等密切相关,砂体规模越大,矿化层越多,矿体规模越大,反之则规模越小。但是上白垩统四方台组底部砂体在松辽盆地西部超覆带内梅里斯地区发育情况尚不明确。以可控源音频大地电磁测深(CSAMT)为手段,利用Occam算法反演得到研究区电阻率断面,结合研究区内各地层岩石电阻率特征,分析了研究区内盖层结构,尤其是找矿目的层上白垩统四方台组的空间分布特征,同时还推断了基底起伏特征以及断裂走向、倾向及其延深情况。研究结果显示:研究区内四方台组河流相砂体主要分布于研究区的东南部,多呈透镜状,整体表现为自南东向北西呈逐渐尖灭的特征,厚度一般不超过180 m。研究成果为钻探工程的部署提供了依据。

基于大数据交汇的中医“治未病”知识服务与临床应用系统构建

目的探讨中医治未病知识库与知识挖掘系统的构建思路和应用方法。方法以中医理论为指导,首先梳理中医治未病知识体系,根据中医治未病分类方法,设计中医治未病知识库结构及其关系;其次从治未病研究的需求出发,拟定中医治未病数据库的古今文献数据来源及知识采集方法;之后在治未病分类体系框架下,对核心知识进行专业标注、关系提取、知识审核等方面进行研究,并引入多种数据挖掘算法对知识进行分析发掘;最后将获得的海量资料与大数据分析、计算机机器学习相结合,从而实现智能化信息采集、病情分析和诊疗建议。结果在中医理论指导下的中医治未病知识库能够数字化、数据化、知识化的保存中医治未病基础知识、临床知识,并可以客观化的进行数据挖掘分析,为开展中医治未病知识服务和共享提供基础。结论中医治未病知识库是进行中医治未病知识数字化存储的重要方式,为中医治未病研究提供文献知识支撑和数据挖掘的客观化证据。

恒流源三侧向电阻率测井模块研制及应用

为进一步提高砂岩型铀矿地层电阻率参数在测井解释中的应用效果,尤其是对泥砂泥交互薄层的精细测量与识别,研究了基于OPA547放大器的恒流源三侧向电阻率测井模块,通过设计以OPA547为恒流激励源的数字激励控制电路,实现了正弦激励信号的恒流输出;设计了正弦检测信号的恒流反馈电路,实现恒流源的负反馈稳定输出;设计了交流电压检测电路,实现了交流信号的低通滤波与信号半波整流;最后,在实验室利用标准刻度器进行了研制模块的系数刻度,且在砂岩型铀矿钻孔进行了实际测井应用对比。经对比分析,研制的恒流源三侧向电阻率测井模块能够与砂岩铀矿综合测井中的其他参数组合使用,输出激励电流可调,对岩性及岩性界面具有较高的识别能力,对于交互薄层、钙质夹层等地层岩性变化的响应显示明显。

世界典型高温地热田回灌经验及对谷露热田回灌井部署的启示

地热尾水回灌是地热田开发过程中必不可少的环节,对热田开发具有重要意义。对世界上不同类型高温地热田回灌策略进行系统梳理,发现不同类型地热田常采取不同的回灌策略:气相为主的气液两相地热田常进行内场回灌;液相为主的气液两相地热田和水热型地热田常采用内场回灌与外场回灌相结合的方式。重点分析与谷露地热田相似的美国Brady Hot Spring地热田、Beowawe地热田和中国羊易地热田三个水热型高温地热田在生产过程中的回灌情况,对上述地热田在回灌过程中的回灌距离、回灌深度及回灌后对热田生产的影响进行总结。上述地热田多采用同构造回灌的方式进行回灌;一般无特定的回灌距离,常采用内场回灌与外场回灌相结合的方式进行;回灌目的层常选择渗透性好的断裂构造;回灌深度以大于500 m的深层回灌为主。这些热田在回灌过程中,为了达到良好效果,需要平衡生产区的压力下降和热突破之间的关系。结合谷露地热田实际地质情况,认为谷露地热田应该采取同构造回灌,且采用内场回灌与外场回灌相结合的深层回灌方式。初步在热田生产区1 km以外的位置选择3片回灌区域。其中回灌1区是主要回灌区域,位于热田生产区的北侧约1~1.5 km范围内。为了防止发生热突破,需要在回灌井实施过程中,进行回灌试验,尽早确定回灌井与生产区之间的水力联系。

气体地球化学勘查在巴—麦地区砂岩型铀矿找矿中的应用

塔里木盆地内部砂岩型铀矿找矿十分迫切。针对该盆地地质构造相对复杂、沉积地层厚度大、勘查手段受到沙漠-荒漠地貌的限制、勘查程度较低和地表成矿信息弱的特点,在巴楚隆起—麦盖提斜坡带地区(巴—麦地区)开展能指示深部地层环境的H_(2)S、CH_(4)、H_(2)、CO_(2)和4He气体地球化学区域测量研究。结果表明,几种土壤气体浓度能够较为清晰地显示各自异常分布范围,并指示盆地地层中可能的铀异常信息,气体地球化学测量方法是一种相对高效的盆地区域地表勘查方法。在综合测区断裂分布、油气藏、水文等地质条件和气体化学反应性质的基础上,分析气体浓度异常成因及分布综合特征,测区东北部、东南部及色力布亚断裂和巴什托断裂所夹持部分地段具有几种气体组份浓度异常叠加,地层中可能发育氧化-还原地球化学障,是有利的找矿预测区,为该地区砂岩型铀矿勘查提供参考依据。

沉积岩中黄铁矿含量及其硫同位素组成连续测定方法研究

沉积岩中黄铁矿的含量和硫同位素组成研究可以用于判断沉积环境特征,反演成岩成矿过程。设计了一套多通道的黄铁矿硫提取装置,确定了装置的加热温度为130℃,实验时间为2h,优化了实验流程,实现一次提取同时满足黄铁矿含量及其同位素组成测定需要。采用亚甲基蓝分光光度法测定硫含量和元素分析仪-气体同位素质谱法测定黄铁矿硫同位素组成。亚甲基蓝分光光度法的标准曲线的线性相关性R^(2)=0.9999,黄铁矿样品的加标回收率介于94%~100%之间,10次测量的相对标准偏差为1.9%。黄铁矿经过铬还原法提取生成的硫化银的硫同位素组成的测试结果和本身的测试结果在误差范围内一致,精度≤0.2‰,可以满足沉积岩中黄铁矿硫同位素测试需求。

免疫炎症在冠心病中的作用及中医药研究进展

免疫炎症是贯穿冠心病发生发展的关键病理环节之一,其中固有免疫相关细胞(单核细胞等)和适应性免疫相关细胞(T细胞等)在冠状动脉粥样硬化的发生过程中扮演重要角色。研究发现,通过调节免疫炎症可以发挥抗动脉粥样硬化的作用,免疫炎症成为临床治疗的新靶点,部分疫苗与抗体已陆续开展临床试验,并显示出一定的临床疗效。探索中医药在冠心病免疫炎症的作用机制,或能为中药新药研发提供新的思路。

中医智能推理辨证模型探索

虽然中医人工智能辨证诊断技术不断发展,但现有的智能辨证模型只能输出辨证诊断结果,无法展现辨证推理过程,不具有中医诊断学知识的可解释性,难以真正体现中医的辨证思维过程,这可能是困惑已久的难题。本文阐述了中医智能辨证诊断的发展历程与技术特点,探讨了当前中医智能辨证诊断研究在中医辨证思维推理解析问题上遇到的关键技术及瓶颈,提出了一种可推理解释中医辨证思维过程的新型智能辨证诊断模型架构,并阐述了模型与算法的实现过程,以及进行了详细的数据实例分析。本文将为中医的智能辨证发展提供了新的方法,为中医临床辅助决策打开了新的研究思路。

高通量试验堆G10中心孔道用于^(39)Ar-^(40)Ar定年辐照参数探讨

含钾岩石矿物中的39K经反应堆快中子福照后产生^(39)Ar是^(39)Ar-^(40)Ar法定年的前提,国内可应用于样品辐照的反应堆资源紧缺、不同类型样品辐照参数缺乏,制约我国高精度^(39)Ar-^(40)Ar定年技术的发展。本次工作首次针对高通量试验堆具有高中子通量的G10中心孔道辐照参数进行探讨。通过辐照ZBH-25黑云母标准、CaF_(2)晶体和K2SO4晶体,探讨中子通量轴向梯度变化特征、反应堆辐照孔道^(39)ArK产率以及副反应校正因子。结果表明,辐照14 h和35 h的J值均呈现二次线性关系分布(R^(2)≥0.979),与中子通量余弦函数分布特征相符,中子通量梯度变化小,分别为0.88和0.45%·cm^(-1),表明石英管处于中子活性区轴向稳定区域,有利于准确计算待测样品辐照参数J值;孔道内^(39)ArK产率介于2.32×10^(-12)~2.99×10^(-12)(mol·h^(-1)·%K2O)之间,高于同反应堆的外围孔道以及其他反应堆报道值;辐照K2SO4晶体得到(^(40)Ar/^(39)Ar)K校正因子平均值为2.96×10^(-3),诱发产生^(40)Ar占总^(40)Ar比例为(29±6)%;辐照CaF_(2)晶体获得(^(36)Ar/^(37)Ar)Ca校正因子平均值为2.54×10^(-4)、(^(39)Ar/^(37)Ar)Ca校正因子平均值为7.31×10^(-4),诱发产生^(36)Ar占总^(36)Ar比例为(97±1)%,中子通量升高可以减小副反应校正因子计算时大气氩的干扰;ZBH-25黑云母标准物质测得的坪年龄为132.89±0.93 Ma(2σ,MSWD=0.56),与前人报道的132.7±0.6 Ma(2σ)年龄值基本一致,证明高通量试验堆G10中心孔道可以满足^(39)Ar-^(40)Ar定年样品辐照要求,此孔道尤其适用于年龄老,低K/Ca比的样品辐照。

中医脾虚本质科学内涵研究之探讨

脾虚是中医理论体系的重要组成部分,其在不同的历史时期经历了起源、规范、成熟、完善、发展的过程。中医脾的生理功能涉及“脾主运化、升清、统血”;从脾本脏功能将“脾主运化”分解为“脾主运”和“脾主化”两部分进行研究,更有利于阐释脾主运化科学内涵。脾主运化是脾主升清的基础,脾主升清又是脾主运化的深化,脾主统血则是脾主升清的转归,三者存在递进的逻辑层次关系。随着蛋白质组学、代谢组学和肠道菌群研究的兴起,为脾虚的研究提供了技术支撑;另外,基于中医脾与内质网功能之间的关联性,从内质网应激角度探讨脾虚本质物质基础,为脾虚研究提供了新的方向。

渤海海域垦东凸起北部沙河街组古构造-古地貌控制下的层序-沉积体系发育模式

垦东凸起位于郯庐断裂带的渤海亚段莱西断层的西侧,构造活动复杂,埋藏浅,粗碎屑砂体发育,具有良好的成矿、成藏条件,是渤海海域重要的油气资源勘探区域。本研究聚焦于垦东凸起北段古近系沙河街组,在高精度层序地层分析的基础上,探讨同沉积构造活动制约下的古隆起-古地貌源-汇砂质沉积体系分布规律,并建立沉积模式,为有利储集相带预测提供重要参考。研究表明,本区沙河街组包括SQ_Es3和SQ_Es1两个三级层序,SQ_Es3低位(LST)和水进体系域(TST)的四级层序Ssq-1、Ssq-2和Ssq-3发育扇三角洲、近岸水下扇及深湖沉积,表现为快速充填和近源堆积特征;高位域(HST)的Ssq-4主要为湖泊-三角洲体系。SQ_Es1层序LST不发育,主要为TST和HST,滨浅湖碎屑滩坝和碳酸盐岩浅滩为其主体沉积相。古近纪同沉积断裂活动控制陡坡下降盘的快速沉降和近源扇体的发育,沿断裂带方向,断层末端的调节作用促成沟-谷-渠通道的形成,控制远源搬运,构建从古隆起-斜坡带-洼陷区的源-渠-汇体系。SQ_Es3凸起边缘近源快速充填的近岸水下扇、扇三角洲前缘水下河道和河口坝砂体发育,是重要的储集目标;SQ_Es1凸起边缘滨浅湖滩坝也具有重要的油气勘探潜力。

氢化物发生-电感耦合等离子体质谱法测定砂岩型铀矿样品中痕量镉

在砂岩型铀矿样品中,被测元素镉含量较低,每个质量丰度都存在不同类型的质谱干扰,而且各干扰元素的含量也存在较大差异,对电感耦合等离子体质谱法准确测量痕量镉造成比较大的困难。因此为了准确测量砂岩型铀矿样品中镉的含量,需要克服样品中不同类型的质谱干扰。采用氢化物发生-电感耦合等离子体质谱联用技术,被测镉元素气化后进入质谱仪中进行测量,可以有效解决测量元素镉的质谱干扰问题,同时提高了元素镉的灵敏度。建立了微波消解样品,连续流动注射进样氢化物发生-电感耦合等离子体质谱法准确测定砂岩型铀矿样品中痕量镉的方法。以盐酸溶液为介质,加入硫脲、亚铁氰化钾掩蔽剂溶液,以磷酸氢二铵、锶离子为增敏剂,优化了介质选择及浓度、硼氢化钾浓度、镉增敏剂的选择与用量等条件,并且有效解决了共存离子的干扰问题。研究表明:建立的连续流动注射氢化物发生-电感耦合等离子体质谱法测定砂岩型铀矿样品中痕量镉的方法,具有检出限低,正确度高,精密度好和适用范围宽等特点。方法检出限为0.001µg·g^(-1),精密度优于8.80%(以多次测量的相对标准偏差RSD来表征)。

无人机高光谱岩性和矿物识别技术研究

无人机高光谱遥感技术以其高空间分辨率和高光谱分辨率的技术优势,在大比例尺区域地质填图领域可以发挥重要作用。利用无人机搭载全谱段高光谱成像仪(HD_SAVI)获取0.2 m高空间分辨率影像数据,采用经验线性法对所获取数据进行光谱重建,重建后无人机高光谱影像光谱曲线与地面实测光谱曲线谱形基本一致,典型特征吸收峰位置偏差均在1个像元以内。采集岩性样本构建岩性知识库,利用深度学习算法基于无人机高光谱影像数据开展岩性识别;岩性识别结果与大比例尺地质图对比,岩性空间分布基本一致,地质体边界准确且较清晰。参考典型矿物光谱库进行矿物识别。与同一地区CASI/SASI航空高光谱数据地质填图结果进行对比分析,结果表明:两者提取的矿物在空间分布上具有较高的一致性,但无人机低空高光谱影像空间分辨率较高,识别出的矿物种类更加丰富。无人机高光谱遥感技术可以满足无人区、交通不便地区地质勘查,以及重点区或矿区外围等地区大比例尺地质填图的需要。