某深埋输水隧洞放射性环境地质调查与评价

为探究某深埋输水隧洞穿越地层的放射性环境质量,采用原位测试和样品分析等手段,研究隧洞施工期的不利因素。结果表明:隧洞地表沿线的放射性元素含量在背景值变化范围内,未发现放射性异常现象。隧洞穿越的7个钻孔内γ总量和地温测井的结果表明:孔内核素放射性水平较低,基本处于豁免水平,但地温存在异常区域,施工期务必引起重视。钻孔目的层的岩心放射性核素活度浓度低,属于豁免范围内,孔内地下水放射性水平低,满足Ⅲ类地下水要求。辐射防护的计算结果显示,隧洞段地表沿线γ有效剂量当量为0.15 mSv/年,符合国家要求。隧洞段内照射指数和等效镭浓度符合约束值,ZK16钻孔的目的层外照射指数略高于标准值。因此,地下隧洞在施工期需着重关注洞内放射性水平,在辐射异常地段加强岩石采样与分析工作,以保证施工安全。

新疆铀矿勘查的现状和思考

新疆是我国重要的铀成矿省之一,系统总结其找矿经验可以为未来扩大找矿成果提供指导。文章根据现有铀矿理论和技术方法,总结了新疆铀矿勘查程度和找矿成果,认为其铀成矿地质条件优越,找矿成果十分显著,但总体勘查程度普遍偏低且不均衡,致使找矿成果主要集中在伊犁盆地。为了突破技术瓶颈,扩大找矿成果,文章提出“深耕伊犁、攻坚准盆、探索塔盆、兼顾硬岩”的工作思路,用系统思维和创新方法,希望通过进一步提高地质认识、完善和创新铀矿理论、提升资料综合能力、加强科技创新等技术方法和重点关注铀矿成矿机理、现有铀矿信息、稳定的古陆块、重大地质事件、继承性水系等解决技术瓶颈问题,努力实现伊犁盆地持续增储、准噶尔和塔里木盆地砂岩型铀矿找矿新突破、硬岩找矿可持续,为落实新的铀矿勘查基地提供技术支撑。

一次溶矿多仪器联合测定铀矿地质样品中目标元素、伴生元素和主微量元素

为实现铀矿地质样品中的目标元素、伴生元素和主微量元素的一次溶矿、多仪器联合测定,样品采用逆王水预消解、四酸常压消解溶矿、低温蒸干和逆王水提取;消解得到的试样原液经ICP-OES测定主量元素,原液稀释后经ICP-MS测定目标元素(U、Th)、伴生元素(Mo、V、Ga、Ge、Re)和微量元素,原液经酸化和加入铁盐溶液后经AFS测定伴生元素Se;通过优化各仪器的测定条件和采取恰当的干扰消除方法,各元素得到准确测定。经试验测定,各元素的线性相关系数大于0.999,主量元素检出限为0.001%~0.03%,其他元素检出限为0.005~0.6μg/g;经国家标准物质验证,各元素的相对误差为−11.3%~12.1%,相对标准偏差(n=12)为2.1%~7.0%。文章中的研究方法实现了一次溶矿、多仪器联合测定的目的,测试结果满足地质矿产实验室测试质量规范的要求。

卡姆斯特地区水文地质条件与铀成矿关系

卡姆斯特地区铀矿找矿工作取得了重大突破,发现喀拉萨依矿产地。前人对该区含矿建造、构造类型、铀源条件和控矿因素等进行了大量研究,但对地下水与铀成矿关系研究欠深入。研究水文地质条件与铀成矿关系,对扩大铀矿找矿成果和总结铀成矿规律,建立研究区找矿模式有重要意义。依据地下水赋存条件及分布规律,划分水文地质单元,总结水动力场特征;利用热力学计算水中铀存在形式,分析地下水化学特征,判断地下水所处氧化-还原环境。认为划分的4个水文地质单元具有相对独立的补给-径流-排泄体系,不同的水动力条件形成的层间氧化带和铀矿化规模不同。研究区具有较好的水文地球化学分带性,补给区地下水处于弱氧化环境,铀以溶解、迁移为主,水铀氧化-还原电位差和水中铀存在形式表明地下水处在氧化-还原过渡环境。铀水文地球化学环境发生重大变化的径流区是找矿有利地带。综合分析认为:喀拉萨依水文地质单元铀成矿最有利,红盆水文地质单元铀成矿较有利,5164水文地质单元铀成矿空间有限,4164水文地质单元铀成矿空间较小。

通信基站电磁辐射安全防护距离的理论计算及应用

为明确第五代通信(5G)基站在运营期产生的电磁辐射水平,依据《辐射环境保护管理导则电磁辐射监测仪器和方法》(HJ/T 10.2—1996)计算5G基站电磁辐射的安全防护距离,并与实际监测数据进行对比。根据理论计算,5G基站安全防护直线距离约41.1 m,垂直防护距离约6.5 m。实际监测结果显示,在垂直距离不变的条件下,5G基站电磁辐射强度随水平距离的增加呈现先增大至峰值后不断减小的趋势,水平距离约40.0 m处达最大值;水平距离相同的情况下,电磁辐射强度随垂直距离的增加而逐渐衰减,且电磁辐射强度高值区附近衰减幅度更大。5G基站电磁辐射强度实测值低于理论计算值,其运行时的电磁辐射强度超标范围小于理论计算结果,造成的电磁辐射对环境影响较小。

基于随机森林回归的砂体渗透系数预测

在地浸砂岩型铀矿勘查过程中,砂体渗透系数是一项重要的水文地质参数,也是评价地浸开采有效性的重要指标,而砂体渗透系数预测及其空间分布特征是铀矿勘查最为困难的问题之一。机器学习算法具有操作简单及泛化能力强的特点,在各领域得到了广泛应用,将机器学习算法引入到铀矿地质勘查中能够快速有效地解决测井数据与砂体渗透系数之间复杂的非线性问题。文章采用随机森林回归算法预测洪海沟铀矿床砂体渗透系数,并将其与非线性回归、支持向量机回归预测结果进行对比评价,结果表明,随机森林回归算法具有拟合优度高、操作简单的特点。该方法预测出的砂体渗透系数空间展布方向与地下水渗流方向一致,并密切影响层间氧化带及铀矿化的发育,具有一定的推广意义和经济价值。

铀矿矿业权管理制度建设和演进浅析——以新疆为例

铀矿是事关国家经济、能源和国防安全的战略性矿产资源,同时也是新疆的优势矿产资源。随着国家“双碳目标”的提出,大幅提高核能利用比例已成必然,核电的发展离不开天然铀的稳定供应和铀资源的可靠保障,而铀矿探矿权和采矿权是保障铀矿依法勘查和开发的基本前提。文章以国家矿业权管理制度建设为背景,结合新疆铀矿矿业权数量变化,将矿业权管理制度建设和演进划分为矿业权管理制度建设期、改革期和完善期3个阶段,指出铀矿规划未纳入新疆矿产资源矿业权设置区划管理、探矿权排他性、自然保护地功能划定、矿业权制度制约、矿业权登记程序复杂化等是影响铀矿矿业权申请登记的主要原因;矿业权重叠设置、财政出资勘查项目凭项目任务书开展地质勘查工作、生态保护红线内战略性矿产勘查开采差别化管理政策的出台为铀矿矿业权申请登记提供了政策依据。提出完善铀矿矿业权管理制度的4条举措:设立国家铀矿规划区;优化矿业权登记程序;保持矿业权政策延续性;创新采矿权出让方式,完善资源量评审备案等配套制度。

新疆伊犁盆地南缘中新生代以来构造演化与聚煤规律研究

新疆伊犁盆地以其丰富的煤碳和铀矿资源倍受专家与学者的高度关注,特别是伊犁盆地南缘。笔者从煤矿勘查角度,运用构造地质学、煤田地质学、沉积学的理论,从构造应力作用强度方面阐述伊犁盆地南缘现存的构造特征、构造格局以及含煤地层中下侏罗统水西沟群的沉积特征和赋煤性。笔者分析了古气候和沉积环境与聚煤关系,认为水西沟群是在温暖潮湿古气候条件下形成的冲积扇-扇三角洲体系的产物,有利于泥碳沼泽环境的形成,特别是西山窑组具备形成稳定而厚大煤层的基本条件。笔者重点分析中新生代以来的构造演化过程对煤矿的形成与保护作用,认为区域构造背景直接决定了盆地的形成与演化,从而影响着研究区成煤环境与赋煤潜力;构造格局或构造特征是成煤后构造演化的结果,即其活动影响着煤层成藏或保存程度;构造作用的差异性影响着煤层的保存状态和分布范围。

沉积盆地源-汇过程及其演化对砂岩型铀矿成矿的制约——以新疆伊犁盆地南缘蒙其古尔铀矿床为例

笔者以新疆伊犁盆地南缘蒙其古尔铀矿床为例,探讨了物源、铀源及两者的汇集过程对铀成矿的控制,揭示沉积盆地源-汇过程及其演化对砂岩型铀矿成矿的制约。通过分析蒙其古尔铀矿区目的层岩石中的重矿物组合、稀土元素配分型式并与蚀源区典型岩石进行对比,查明目的层物源区岩石主要为以花岗岩为主的酸性火成岩,其中活性铀含量较高,为本区的铀源体。沿目的层沉积路径,铀矿体优先产于砂体厚度急剧减薄、泥质夹层增多和砂岩粒度由粗变细等岩性突变部位。沿氧化带前锋方向,铀矿体主要定位于氧化砂体变薄或尖灭部位,矿体走向及平面展布形态与氧化带发育方向基本一致。

巴什布拉克铀矿床物质成分

以矿物学和矿床学为指导,从巴什布拉克铀矿床含矿层位下白垩统克孜勒苏群的人工重砂样品中分离和挑选矿物组分,经电子探针研究,首次在该矿床含矿层中发现胶硫钼矿、铀石和含钛铀矿物等新的矿物组分,丰富了本矿床的矿物组合。此外,对含矿层中有机质的含铀性进行分析,认为油气还原过程有2期,早期不含铀,晚期含铀,从而佐证了巴什布拉克铀矿床是红色杂岩系在油气还原退色过程中形成的砂岩型铀矿床。

砂岩型铀矿床中铀矿物的形成机理

本文通过对砂岩型铀矿床中铀在不同地球化学环境中的行为、存在形式及铀矿物种类的分析 ,论述了主要工业铀矿物———沥青铀矿的形成机理 :( 1 )铀是变价元素 ,在氧化环境中活化迁移 ,在还原环境中还原沉淀 ;( 2 )来自于氧化环境的 [UO2 (CO3) 3]4 - 、 [UO2 (CO3) 2 ]2 - 在氧化还原过渡带与有机质、硫化物及低价铁等还原剂发生反应 ,形成铀的简单氧化物———沥青铀矿 ;( 3 )有机质、粘土矿物等吸附UO2 +2 ,加快了其被还原的速度 ,有利于铀的富集。因此认为 :有机质还原SO2 - 4形成H2 S和H2 S还原UO2 +2 的作用是沥青铀矿形成的主要原因 ,这一反应在中性和弱碱性碳酸盐溶液中广泛和普遍存在。H2 S等还原剂的存在是环境Eh值下降的主要原因 ,从而使水中的UO2 +2在氧化还原过渡带处于过饱和状态 ,加速了铀的吸附和沉淀。

伊犁盆地侏罗系水西沟群层序地层学研究

伊犁盆地侏罗系水西沟群是一套在基本一致的构造应力和沉积环境下形成的含煤碎屑岩建造,但在这套地层的中部(三工河组)出现了岩性、颜色的突变,并且对应的测井曲线也出现明显的突坎现象。笔者运用层序地层学的观点,从年代地层、岩性、体系域、沉积韵律以及测井曲线解释等5方面对这一现象进行了分析,认为该群中部存在一不整合面(或层序界面),并尝试对水西沟群层序地层进行重新划分。

伊犁盆地西南缘侏罗系沉积旋回划分及其与铀成矿的关系

根据岩性在垂向上的变化特征,结合煤层的发育情况,伊犁盆地西南缘侏罗系划分为8个沉积旋回。该划分方案主要以地层中比较稳定的煤层做为一个旋回结束的标志,但是在煤层不发育的部位,或者研究区以外的盆地其他地区,在地层划分和对比过程中就会出现人为的不确定性。本文运用旋回地层学理论,利用能敏感地反映岩性尤其是泥、砂含量变化,有效记录地层序列中沉积旋回和沉积环境特点的自然伽马测井曲线,采用累积残差、滤波处理等方法,正弦波拟合等手段,在研究区侏罗系地层识别出了6个完整的向上变细—向上变粗的沉积旋回,以及1个向上变细的正旋回。划分出的沉积旋回在区域内稳定出现,且不受煤层等其他标志层出现或缺失的影响。在侏罗系地层中旋回厚度最大的分布在西山窑组上段,最小的地层分布在三工河组。但是旋回厚度变化最独特的是西山窑组下段,旋回厚度呈阶梯式逐渐增大,而西山窑组下段就是伊犁盆地铀成矿潜力最大的地层。旋回厚度的变化对应沉积速率的变化,由此可以推测沉积速率成阶梯状、逐渐增大的层位,应该是以后找矿工作中的重要目的层。

喀什凹陷构造演化与砂岩型铀成矿关系

运用构造地质学与现代水成铀矿理论,分析喀什凹陷的构造特征与构造演化过程,并研究构造演化与铀成矿的关系,认为喀什凹陷作为一个相对独立的次级构造单元,经历了中新生代以来的多次扩张拗陷和被动挤压上隆的构造演化过程,为砂岩型铀成矿创造了条件,并决定砂岩型铀矿床的形成、改造与保存.晚三叠—中侏罗世扩张拗陷,沉积巨厚含煤碎屑岩建造,形成初始铀源;晚侏罗世挤压上隆,沿山前遭受风化剥蚀,形成古层间氧化带和铀矿化;早白垩—渐新世快速沉降,沉积巨厚层陆相与海相碎屑岩,使古层间氧化带和铀矿化得以保存;渐新世以来大规模上隆,沿山前快速剥蚀,破坏了早期的铀矿化,铀元素重新分配.表明以层间氧化带砂岩型铀矿化在中下侏罗统含煤碎屑岩建造中不甚发育,或者说不可能形成较大的层间氧化带或铀矿床,而下白垩统则形成了与油气次生还原作用有关的铀矿床,如巴什布拉克矿床.

新疆巴里坤县条湖矿区主煤层(M_4)煤质特征及工业用途评价

条湖矿区位于三湖塘盆地中东部,含煤地层为中侏罗统西山窑组,主要可采煤层M4厚度大,煤层稳定,煤炭资源量较大。从煤的物理性质、煤岩特征、化学性质以及工艺性能等方面进行全面分析,认为本区M4煤层具有低水分、低中灰-低灰分,高-特高挥发分、特低硫、特低磷、特高热值、不具粘结性的性质,煤类为长焰煤(41CY),是优质的动力用煤、煤化工用煤,良好的水泥回转窑用配煤、水煤两段炉用煤,同时也是很好的民用煤。

昭苏盆地砂岩型铀矿成矿条件分析——昭苏盆地与伊犁盆地对比

通过比较昭苏盆地与伊犁盆地的构造,中、新生代地层,铀源,铀矿点分布,岩相古地理和现代地貌等6个方面的差异性,初步认为昭苏盆地断裂构造复杂,盖层剥蚀严重,中、新生代分布范围小,不具备形成大型铀矿床的条件。在昭苏盆地找矿的重点应放在盆地北部,突破口可能是北东部吾尔塔木斯河出山口外围,目的层是侏罗系水西沟群。

流水地貌与铀矿床的关系

渗入砂岩型铀矿床主要分布在现代河流附近 ,并与深大河谷关系密切。本文从追溯铀矿床的主要含矿砂体的物源、探讨河流对铀矿床的影响等方面来分析论证流水地貌的控矿作用 ,即流水地貌不仅为铀矿床提供了物质条件 ,而且控制层间氧化带的形成。

喀什凹陷北缘侏罗系沉积特征及其含铀性

喀什凹陷处于塔里木盆地西部边缘,受到塔里木板块、西昆仑和南天山造山带的影响,不但其地质结构和构造层具有自身特点,而且控制着中新生代沉积特征与分布。本文从沉积学的角度分析喀什凹陷北缘侏罗系岩性-岩相特征,进而分析其含铀性,认为喀什凹陷北缘侏罗系具备有利于铀成矿的岩性-岩相条件,即具备泥-砂-泥结构,但由于后期构造运动、沉积、压实等共同地质作用使侏罗系成岩程度较高,岩石较为致密,但是南天山有丰富的铀源,局部地段侏罗系中铀含量较高,而且地表铀有迁出现象,致使侏罗系的铀重新分配,可能进入地层深部,表明侏罗系碎屑岩有富集铀的能力。

常压酸溶-电感耦合等离子体质谱法测定地球化学勘查样品中的铌钽

常压酸溶法因溶矿效率高、成本低、检出限低,在地质实验室被广泛应用,但采用常用的氢氟酸-硝酸-盐酸-高氯酸四酸法处理样品,铌钽溶出率低,铌钽在容器壁发生水解和聚合反应导致其部分吸附或沉降,从而使测试结果偏低。因此,应用常压酸溶-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析地球化学勘查样品中的铌钽,需要解决的两个关键问题是铌钽的溶出率和试液中铌钽的水解。针对溶出率的不足,本方法在酸体系中引入硫酸,即氢氟酸-硝酸-盐酸-高氯酸-硫酸可以完全将铌钽溶出;针对水解,采用5%氢氟酸-5%硫酸-5%过氧化氢为提取剂,并采取与样品前处理相同分析流程的标准物质制作曲线,这两个方法相结合能有效抑制样品溶液中铌钽的水解,同时标准物质制作曲线法降低了ICP-MS分析中的样品溶液与标准溶液基体不一致引起的误差。本方法经国家标准物质验证,相对误差小于±7%,相对标准偏差在3.11%~6.27%之间(n=11),铌钽的检出限分别为0.04μg/g和0.03μg/g,相比于碱熔法检出限0.33μg/g具有明显优势,可以准确测定地球化学勘查样品中的铌钽。

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

通过对新疆伊犁盆地南缘层间氧化带砂岩型铀矿床主要层位水西沟群中稀土元素地球化学行为特征的分析,并与蚀源区岩石对比,初步认为水西沟群的稀土元素主要来自蚀源区的安山岩和花岗岩,与玄武岩无关。伊犁盆地南缘乌库尔其地区流体和岩石的pH值分布情况表明,层间氧化岩石带和原生还原岩石带的pH值相似,而矿石带的pH值偏低,这与在偏碱性条件下,REE和U的络合物容易形成,并且REE和U的络合物随着pH值的降低而迁移和沉淀富集是相吻合的。对REE的研究表明,在层间氧化岩石带中REE有所亏损;通过对REE的分异性的研究,认为在不同的分带中REE的分异程度不同,在矿石带中分异程度最大,更加富集LREE,并且随着岩石粒径的增大,LREE和HREE的分异也有增大的趋势;根据REE和U的亲和性及活动性特征,认为U和REE在迁移沉淀规律方面具有共性,以[UO2(CO3)3]4-及[REE(CO3)3]3-形式进行迁移;即在偏碱性的条件下,容易形成碳酸盐络合物,随着pH和Eh值降低,U和REE共同沉淀、富集。