新世纪以来我国铀矿地质科技创新重要进展及展望

新世纪以来,我国铀矿地质勘查领域重大理论和技术创新成果,极大地改变了我国砂岩型、热液型铀矿的找矿思路、找矿方向,引领、支撑了系列找矿重大突破,重塑了铀矿勘查新格局。文章首先分析了我国20余年来铀矿地质科研布局的总体思路与演进方向;然后总结了铀矿重大基础地质与成矿理论研究进展,系统凝练了地质、物化探、遥感、钻探工艺、分析测试等领域的技术创新及核心勘查装备研制成果,梳理了铀资源预测评价技术研究进展及应用成效;最后,在重大基础前沿和成矿理论、先进铀矿勘查技术研发、非常规核能裂变资源勘查技术研究、数字铀矿勘查技术开发等方面提出了未来10~15年主要发展趋势和方向,指出在“双碳”目标和核能大发展对铀资源保障需求背景下,必须继续坚持并加强铀矿地质科技创新,高质量引领和推动“新区、新层位、新类型、新深度”找矿突破。

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。

渗出砂岩型铀矿成矿预测与找矿标志

文章基于渗出砂岩型铀矿成矿机理和模式,认为渗出砂岩型铀成矿作用不同于渗入砂岩型铀矿成矿作用,其成矿预测和找矿标志也不同;提出了渗出砂岩型铀矿成矿作用两大基本关键条件识别标志:红杂色含矿建造原生成因和其中控矿灰色砂体的后生成因识别;在提出的红杂色沉积建造中渗出砂岩型铀矿“上红下黑、上下连通、红中找灰、灰中找矿”总体找矿新思路基础上,阐明渗出砂岩型铀成矿区域预测评价条件和标志:深部富铀富有机质沉积岩建造、区域构造、区域建造、放射性异常信息和综合预测标志等,提出并阐述“小凹陷成大矿”条件;系统建立渗出砂岩型铀矿床预测定位标志体系,特别是野外可识别的宏观标志,包括控矿构造、沉积建造、蚀变改造、铀矿化砂岩颜色、外来有机质特征等,并对比了渗入和渗出砂岩型铀成矿预测标志。提出的渗出砂岩型铀矿识别标志体系不仅对区分“渗入”和“渗出”两种矿化成因,而且对厘清控矿要素、指导成矿预测和找矿工程部署具有重要意义和价值。

库车坳陷新近系砂岩型铀矿成矿条件分析

库车坳陷位于塔里木盆地北缘,区内矿产资源丰富,铀矿找矿启动时间也较早,在新近纪地层中发现了许多矿化点以及矿化异常。文章将库车坳陷新近纪地层作为研究对象,对其铀源条件、构造条件、后生氧化以及油气还原作用进行探讨,总结了新近系砂岩型铀矿成矿条件。结果表明,库车坳陷铀源条件较好,坳陷北部天山地区为蚀源区,其古元古界绿片岩、下二叠统火山岩以及海西期花岗岩等富铀岩体在风化作用、淋滤作用下,为铀矿形成提供了丰富铀源。区内构造活动强烈,抬升剥蚀部分新近纪地层的同时,其形成的断裂构造为油气运移提供了条件,补充了区域内的还原剂,有利于还原富集含氧含铀水中的铀元素。新近纪地层中含多层泥-砂-泥的互层,胶结物疏松且具有良好透水性,有利于层间氧化作用的发育,部分地层被抬升出露地表,部分剥蚀所残留的矿体则形成倒转矿体,抬升剥蚀区以北的部分地区有层间氧化发育的条件,同时由于油气的渗出,有利于矿体的叠加,找矿潜力较大。

松辽盆地南部青山口组沉积充填与铀矿找矿方向

随着钱家店矿区及外围铀矿带内的找矿空间越来越小,目前铀矿勘查工作对松辽盆地南部新区、新层位的找矿需求越来越大。为重新系统认识松辽盆地南部区域上的青山口组,文章通过大量钻孔岩心、测井资料,结合地质背景及前人研究成果,对松辽盆地南部青山口组的沉积充填特征进行了阐述,认为:研究区青山口组受坳陷盆地结构及中部架玛吐隆起的影响,区域上地层厚度变化较大,呈现凹隆相间的格局,整体表现为“中间薄、南北两侧厚;东部厚、西部整体缺失”的充填特征;研究区由南到北青山口组表现为冲积扇-河流-三角洲-湖泊的沉积体系,且以古隆起为界构成“南河北洲”的沉积格局;砂体主要发育于西南部开鲁坳陷内,且河道存在向中部古隆起、“鞍部”汇聚的特点,水流汇聚的区域即为目前有利灰色成矿砂体的发育部位。在此基础上,运用沉积学及砂岩型铀成矿理论对研究区铀矿找矿方向提出了两点建议:新增青山口组为研究区主攻目标层位,且其赋矿段具有由南往北不断上移的变化规律;将河流相河道汇水-砂体叠置部位及末端沉积相变部位、古隆起和凹陷的衔接部位、具古隆起“鞍状沟谷”格局汇水地貌特征的部位作为研究区砂岩型铀矿找矿方向。本研究首次全面系统地阐述了松辽盆地南部青山口组的沉积充填特征,完善了该地区基础地质理论研究,同时对扩大研究区找矿空间,有效支持科研生产具有指导意义。

基于便携式色度、X荧光及高光谱的砂岩铀成矿环境研究——以鄂尔多斯盆地西北部特拉敖包铀矿产地为例

选取经济高效、轻便无损的分析技术是当前砂岩型铀矿绿色勘查和研究的现实需求。本文基于便携式色度、X荧光(XRF)、高光谱的光谱学技术,全面表征了鄂尔多斯盆地西北部特拉敖包铀矿产地环河组红杂色含矿建造的地质地球化学特征;构建了不同颜色砂岩的定量标准色度区间,查明了红色砂岩具有赤红色强氧化、褐(紫)红色较强的差异后生氧化作用;过渡带褐灰色和灰绿色砂岩普遍具有一定的弱氧化性,红度a的曲线发生多次渐变过渡,矿带内部存在多个氧化还原的地球化学界面,形成了多段的铀-钼-钒-铌等变价元素的共伴生富集。以上信息指示了研究区氧化还原作用的主成矿机制;绿色还原砂岩的红度值最小,是后期碱性还原流体渗出改造的产物。流体活动导致环河组地层发育绿泥石化、铁的还原-迁出、局部碳酸盐化等蚀变。该研究为沉积盆地不同地球化学性质含铀建造多尺度的铀成矿环境快速评价提供了案例及重要参考。

沙特赛尼亚特矿床赛尼亚特磷块岩段地质特征和层序地层分析

沙特赛尼亚特矿床是新特提斯磷块岩成矿域的重要组成部分,具有丰富的磷资源及其伴生的铀资源,但是目前对赛尼亚特矿床研究程度较弱。文章在综合分析前人已有工作的基础上,对赛尼亚特矿床及外围开展地质和放射性调查,对赛尼亚特磷块岩段开展实测、矿物学研究、沉积环境和层序地层分析,认为赛尼亚特矿床赛尼亚特磷块岩段中间燧石层为区内含铀磷块岩发育的标志层,并且据此将赛尼亚特磷块岩段分为上部磷块岩层和下部磷块岩层。赛尼亚特磷块岩段及单个磷块岩层内均具有明显的自下而上砂质组分逐步减少而钙质组分增加的特点。磷块岩结构、构造表明其为远距离搬运形成的产物,铀的富集与磷块岩发育密切相关。层序对比分析结果表明,在白垩纪图赖夫期,区域上发育向东南方向的海侵,为研究区再搬运沉积磷块岩的形成提供了动力。赛尼亚特磷块岩段为海侵演化阶段的产物,磷块岩代表层序地层中的海侵体系域,磷块岩沉积结束达到最大海侵面。磷块岩段中间夹杂的泥岩和燧石及顶部燧石层为高位体系域产物,每一层磷块岩代表一次海侵过程,多层磷块岩表明经过几次海侵过程。文章建立的磷块岩层序旋回及动力学模型,对含铀磷块岩型铀资源预测具有重要意义。

中国火山岩型铀矿床成矿地质特征及找矿预测模型

火山岩型铀矿是我国重要的热液型铀矿类型之一,发育在区域性火山喷发带上的火山盆地内,其成因受构造-岩性岩相-热液循环联合控制,其构造型式能够反映火山岩相和热液蚀变类型,体现火山热液铀矿化的特点和内在规律。文章将火山岩型铀矿床划分为火山角砾岩筒、次火山岩、密集裂隙带、层间破碎带4种亚类,并详细介绍了每一亚类的成矿特征;根据不同亚类火山岩型铀矿床距离火山热液活动中心由中心向远源方向的铀成矿地质特征,总结了中国火山岩型铀矿床综合成矿模式,厘定了不同亚类铀矿床的成矿地质条件(构造、岩性岩相、容矿主岩)、矿化与成因(成矿流体、成矿温度、矿化深度、矿化特征、矿体形态、矿石矿物、伴生元素)、物、化、遥等预测要素,建立了中国火山岩型铀矿预测模型,对火山盆地铀矿找矿实践中针对火山盆地不同部位或环境下选择有效的技术方法手段具有参考意义。

冀中坳陷束鹿潜山带油气成藏主控因素与成藏模式

近年来,束鹿潜山带油气勘探取得重大突破,展现出冀中坳陷南部潜山较大的油气勘探潜力。但是,潜山带油气成藏主控因素与成藏模式还未开展系统研究和总结,严重制约了研究区下一步的油气勘探。本论文基于大量的钻井、测录井、地球化学资料、样品测试分析以及盆地模拟的方法,系统剖析了束鹿潜山带不同类型潜山的油气成藏条件,揭示了油气成藏主控因素,并建立了油气成藏模式。结果表明,束鹿潜山带油气成藏主控因素为供烃条件、输导体系以及保存条件,其中供烃条件一定程度上控制了油气成熟度与分布,输导体系控制了油气的运聚和规模,而保存条件控制了原油性质与富集。束鹿潜山带的洼中隆潜山经历了古近系沙河街组二段(Es2)沉积末期—东营期(Ed)和明化镇期(Nm)—现今两期油气充注过程,为近源断层输导断背斜聚集的油气成藏模式;而斜坡带潜山只经历了明化镇期(Nm)—现今一期低熟—正常原油充注过程,为远源不整合输导反向断块-高潜山聚集的油气成藏模式。研究成果可为研究区潜山带油气成藏机理的认识和油气勘探提供科学依据。

准噶尔盆地砂岩型铀矿成矿环境与找矿方向研究

准噶尔盆地位于新疆北部,是我国重要的多能源矿产产出盆地之一。本文首先从基底构造、中新生代构造演化、沉积建造特征、后生蚀变特征等角度阐述了准噶尔盆地砂岩型铀矿的区域成矿环境条件,在此基础上分析了已知铀矿化的发育特征,划分了已知铀矿化的类型,提出了不同盆段铀矿化的成因地质模式。最后,从全盆尺度对盆地资源突破方向进行了探讨,认为该盆地具有良好的基底演化条件,砂岩型铀矿总体成矿潜力好,层间氧化带型应作为铀资源突破的主攻类型,首选目标层位为中—下侏罗统,首选突破盆段应为东准地区,其次为西准和什托洛盖坳陷等地区;西北缘"油气掩盖"型砂岩铀矿亦具备较大的找矿潜力;盆地南缘需坚持"强中找弱",以萨瓦布齐式铀矿为重点找矿方向。

二连盆地与蒙古沉积盆地砂岩型铀矿成矿条件对比

以砂岩型铀矿成矿理论为指导,以成矿地质背景和成矿基本特征研究为基础,总结了二连盆地和蒙古东南部砂岩型铀矿的主要控矿因素,较系统地对比了二者砂岩型铀矿成矿条件的相似性和差异性。指出二连盆地与蒙古产铀盆地在大地构造属性、盆地类型及规模、铀源、构造演化史和主要控矿因素等方面存在较大相似性,但在产铀层位、后期构造活动性、区域铀矿化显示等方面存在明显差异,根本性差异在于构造活动性和控矿沉积体系两大方面。认为二连盆地与蒙古东南部沉积盆地的产铀潜力大体相当,并提出今后需重视对二连盆地"苏敏河式"铀矿的寻找。

伊犁盆地512铀矿床粘土矿物特征与铀成矿作用

对５１２铀矿床粘土矿物质量分数、分布特征进行了较全面的分析，指出该矿床中粘土矿物以成岩期为主，在后生成矿作用中又叠加了新的粘土蚀变产物，各亚带粘土矿物组成基本类似但又存在一定差异．粘土总量和蒙皂石能较好地反映各亚带的成矿物理化学条件的改变；粘土矿物对Ｕ有明显的吸附富集作用，但又有抑制作用，即粘土质量分数过高或氧化带粘土蚀变太强烈不利于铀在过渡带沉淀富集成矿．此外，对粘土矿物成分对地浸工艺开采过程中的不利影响进行了分析，提出地浸工艺中必须重视对粘土组分的研究．

可地浸砂岩型铀矿盲矿识别模式

伊犁盆地南缘是典型的可地浸层间氧化带砂岩型铀矿产出区，近年来诸多单位对其控矿因素、成矿环境与成矿远景进行了研究。由于此类型矿床产出部位地表覆盖严重、多属盲矿，因此对其识别定位既是找矿工作中的技术关键，亦是难点。受核工业北京地质研究院开放实验室资助，笔者以伊犁盆地南缘为研究对象，对可地浸层间氧化带型砂岩铀矿盲矿的识别模式进行了专项研究。

对塔里木盆地巴什布拉克铀矿床成因的新认识

本文应用水成铀矿床成矿理论和油气还原作用理论，对塔里木盆地规模最大的铀矿床———巴什布拉克矿床的成矿机理进行再认识，以期对突破我国最大的内陆盆地———塔里木盆地可地浸砂岩型铀矿的找矿工作能起到积极的作用。

对加强我国铀资源勘查“三新”突破的战略性思考

“双碳目标”下核能迎来了新的发展,对铀资源保障提出了更高要求。新区、新层位、新类型“三新”突破是铀资源储量不断增加的重要前提和根本路径,对提高我国铀资源保障程度具有重要意义。基于对全球铀资源类型和基本特点的分析,提出全球铀资源优势类型包括砂岩型、不整合面型等9种,并简要介绍了9种优势类型的时空分布特征;根据有关分类方案,我国已发现和探明的铀资源类型为五大类、11种类型,全球9种优势类型中的6种在我国已有不同程度的找矿发现;我国特定的地质构造背景导致铀成矿作用的复杂性、多样性和多期多阶段性,铀成矿类型众多,铀资源潜力巨大,“三新”突破尚有广阔的空间和前景。认为“新区、新层位、新类型”均为相对概念,未来五到十年我国铀资源新区突破的主要类型仍应为砂岩型,其次为热液型(花岗岩型、火山岩型),而砂岩型铀矿新区突破的方向主要包含4个层级;“新层位”突破主要适用于产于沉积地层中的铀矿床,并据此分析了我国砂岩型铀矿有望实现找矿突破的新层位;新类型突破在“三新”突破中的难度最大,今后应加强不整合面型、表生型、混合岩化花岗伟晶岩型等类型突破,同时还需加强绢英岩化高温蚀变带型、火山盆地“基底亚型”、沉积盆地砂岩铀矿系列亚型的找矿突破。

512铀矿床Re的地球化学及其研究意义

Ｒｅ是一种重要的分散元素。本文通过对５１２可地浸砂岩型铀矿床中Ｒｅ的地球化学特征进行分析，指出Ｒｅ的活化迁移和沉淀富集受地球化学环境控制，并与有机质密切相关，其赋存形式以ＲｅＯ＿２和有机质吸附为主。同时指出Ｒｅ在该铀矿床中已达到地浸开采综合利用的指标，建议加强对其地浸工艺的研究。

五台地区太白维山大型银矿床水系沉积物综合异常信息的提取

太白维山大型银矿床为典型的中低温火山潜火山隐爆角砾岩型银矿床。其水系沉积物异常强度高、面积大、元素套合好，Ａｇ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｍｎ等单元素异常中心与矿床的产出部位一致。利用１∶２０万水系沉积物资料，在各单元素异常成图的基础上筛选出主成矿因子得分图、相似距离评价法、以及ＡｇＣｕＰｂＺｎＣｄ／（Ｃｕ＋Ｚｎ＋Ｐｂ）、ＡｇＰｂＺｎＣｄ／（ＡｕＣｕＣｏＮｉ）等异常综合指标，应用到其他银多金属矿化区。

太白维山大型银矿床地质地球化学特征

太白维山大型银矿床为典型的中低温火山－次火山隐爆角砾岩型矿床，受岩性和断裂构造控制明显，矿体的产出部位和矿石品级与隐爆角砾岩关系密切。本文通过对基岩和１：２０万水系沉积物资料的分析与处理，得出基岩中主成矿元素组合为Ａｇ－Ｃｕ－Ｐｂ－Ａｓ－Ｓｂ－Ｚｎ，水系沉积物中主成矿元素组合为Ａｇ－Ｐｂ－Ｚｎ－Ｃｄ－Ｍｎ－Ｈｇ的结论，同时指出Ｐｂ可作为此矿床最重要的间接指示元素，而主成矿元素中各单元素异常浓集中心对银矿床的产出部位有很好的指示作用，为找矿的重要指标。

内蒙古阿尔塔拉盆地砂岩型铀矿成矿地质条件及找矿方向初探

主要从盆地构造环境及后期构造演化特征、有利含矿建造形成期及形成后古气候演化、找矿目的层沉积体系及砂体发育特征、氧化带类型及其含矿性、盆地水动力系统等方面较系统地阐述了阿尔塔拉盆地砂岩铀矿的成矿环境。指出该盆地总体上具有良好的成矿条件,具备形成中小型砂岩铀矿的潜力;分析了盆地铀成矿的不利因素;明确提出该盆地惟一找矿目的层位为巴彦花群赛汉组,找矿类型以层间氧化带型为主;在盆内圈定了一片一级成矿远景区,并对今后工作方向和重点提出了建议。

澳大利亚西部Southern Cross绿岩带太古代含铁建造中的Nevoria矽卡岩型金矿床:构造背景、岩相及分类

Nevoria矽卡岩型金矿床为大型还原矽卡岩型矿集区的一部分,该类矿床是在太古代晚期岩浆作用下于中地壳环境(深度为10～15km)形成的,可能是在聚合板块边缘的宽阔大陆岛弧形成的。太古代矽卡岩既与新生代大陆边缘的铜-金矽卡岩不同,又与中新生代岛弧地体中的富金含铁-铜矽卡岩相区别,它们均形成于深2～5km的地壳浅部。