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。

特拉敖包矿产地氧化还原过渡带磁异常特征及产生机理探讨

鄂尔多斯盆地北缘是我国重要的砂岩型铀矿床基地,近几年地质勘查发现特拉敖包地区有很大的找矿潜力,定位氧化还原过渡带是圈定有利成矿地区的关键。前人针对砂岩型铀矿开展的磁法研究大多只是直接对矿床的磁异常进行简单分析,很少研究不同环境磁化率差异,也未考虑深部基底磁性的影响。文章统计了研究区不同砂体磁化率参数,计算了理论模型正演响应,并开展磁法测量,获得了磁异常特征并求取剩余磁异常,其结果与氧化还原过渡带位置,以及三价铁与二价铁比值有一定的对应关系。认为研究区氧化还原过渡带上方表现为微弱高异常特征,与传统层间氧化带型磁异常形态有区别,原因是后期油气还原作用使局部铁元素价态发生变化,引起局部磁异常升高。

断层的地电响应特征及其在砂岩型铀矿地质解译中的作用——以巴楚隆起地区为例

砂岩型铀矿成矿理论认为,适宜的构造斜坡带可发展为有利的铀成矿区。斜坡带内受重力、挤压等因素形成的断裂对铀成矿和保矿都有非常重要的作用。北方沉积盆地内,利用大地电磁法进行断裂解译的精度不仅受沉积地层绝对电阻率的影响,也受地层间相对电阻率影响。为准确解译隐伏断裂,建立了不同电性差异下的正、逆断层地电模型,正反演模拟了不同电阻率差异及不同性质断层模型的一维、二维反演电阻率断面。正反演模拟结果表明:正、逆断层在反演地电断面上具有不同的特征,即正断层在断层斜面处呈倾斜形态,而逆断层在断层斜面处呈凹陷形态;一维反演结果对断裂的识别效果要优于二维反演结果。通过断层地电相应特征规律的总结,为巴楚隆起西部凹陷大地电磁剖面隐伏断裂的解译提供了依据与指导。

砂岩型铀矿地震反射波高精度成像关键问题分析

高精度地震反射波成像数据体是实现沉积盆地薄层砂体和断裂构造等砂岩型铀成矿环境信息精细勘探的基础。相较于深部油气资源,砂岩型铀矿埋藏深度浅、弹性差异小、受近地表地质环境影响大,导致砂岩型铀矿地震数据处理面临静校正问题突出、线性干扰严重和动校正拉伸畸变剧烈等关键问题,进而降低地震反射波成像质量。为了提高砂岩型铀矿地震反射波勘探的效果,在模拟数据和实际数据的基础上,通过对比分析,介绍影响砂岩型铀矿地震反射波高精度成像的关键因素,发现采用基于程函方程走时的层析静校正、高分辨率Radon变换线性噪声压制和地震反射波干涉成像等处理技术,可显著提高浅部地层地震反射波成像的信噪比和分辨率,进而为砂岩型铀矿地震叠前或叠后反演奠定可靠的数据基础,有助于实现砂岩型铀成矿环境信息的精细勘探。

松辽盆地海力锦铀矿床含矿地层岩石弹性参数特征研究

当前,地震勘探技术在砂岩型铀矿勘查中主要用于查明地层展布、构造和砂体等成矿环境要素,而在分辨地层岩石是否含矿等铀矿信息直接获取方面尚存在欠缺。砂岩型铀矿含矿砂体与围岩的弹性参数差异是开展含矿砂体地震识别技术研究的基础,针对松辽盆地海力锦铀矿床的含矿地层,采集三口钻井的岩心,在实验室采用“线切割+全程样品防护”方式制获岩心样品,通过“量积法+超声脉冲透射法”开展测量,获取钻井岩心样品的纵波速度、横波速度和密度等弹性参数,并计算钻井岩心的纵波阻抗和横波阻抗,在此基础上开展海力锦铀矿床含矿地层岩石的弹性参数特征研究。研究结果表明:在含矿层深度范围内,岩石弹性参数差异主要受岩石岩性影响,而受深度变化的影响可忽略不计;地层岩石不同岩性的速度、密度和波阻抗等弹性参数存在差异,特别是含矿中砂岩的密度和速度参数与围岩存在一定差异,可根据密度和纵波速度差异识别含矿中砂岩,并给出相应的技术方案,为开展岩石岩性及含矿砂体的地震精细识别研究提供依据。

巴楚地区可控源音频大地电磁法与电性源瞬变电磁法正演模拟对比研究

随着社会经济的发展,各类输电线网络几乎遍布全国,对电磁法探测带来严重的干扰,即使在塔里木盆地的戈壁滩等偏远地区开展天然源电磁法探测也受到较大影响,因此需采用人工源电磁法进行探测以提高信噪比,从而获得研究区准确的地下地质结构。以频域电磁法中的可控源音频大地电磁法和时间域瞬变电磁法中的电性源瞬变电磁法为例,对塔里木盆地巴楚隆起地区地电结构进行模拟研究,从正演角度分析两种方法在砂岩型铀矿中对目标砂体分辨能力及地层结构的探测效果。结果表明:在塔里木盆地巴楚隆起地区砂岩型铀矿低阻特征的地电结构中,采用人工源电磁法中的可控源音频大地电磁法和电性源瞬变电磁法均能对一定厚度的目标砂体进行有效探测,但在斜坡带的地质结构中,CSAMT即使采用较大的收发距近源现象依然较为严重,对深部基底的地质结构探测产生较大影响,而电性源瞬变电磁法可以准确反映浅部和深部的地电结构特征,同时电性源瞬变电磁法对目标砂体的异常响应较大且对整体的地层结构分辨能力较强。因此,综合两种人工源电磁法正演模拟结果与对比分析,采用电性源瞬变电磁法对于塔里木盆地低阻特征的铀成矿环境来说,其探测效果相对较好。

综合地球物理方法在高放废物处置场址特性评价中的应用

本文介绍了地球物理方法在我国高放废物处置库场址特性评价中的作用 ,即查明研究区内断裂的位置、宽度、倾向、倾角及其含水性和确定预选区内花岗岩底板的埋深。

地震勘探技术在地浸砂岩型铀矿勘探开发中的应用前景分析

长期以来,受地震勘探技术应用成本高的制约,该技术在地浸砂岩型铀矿勘探工作中一直未能得到大范围的推广应用。通过借鉴石油和煤炭勘探开发过程中地震勘探技术的应用经验,结合地浸砂岩型铀矿勘探开发特点,分析了地震勘探技术在地浸砂岩型铀矿勘探开发中的应用前景,并对其工作部署提出了建议。认为地震勘探技术不仅可以查明地层、岩性、构造、沉积相、泥-砂-泥结构、砂体厚度变化等与铀成矿相关的环境条件,而且可以实现对地浸砂岩型铀矿的直接预测,并为资源储量的估算提供依据。此外,在地浸矿山开发的设计和开采过程中地震勘探技术可以解决局部小构造的发育、地层的起伏变化、矿体的连续性以及地浸液的分布范围等问题,从而为砂岩型铀矿地浸开采中抽注钻孔的设计提供依据,为实现矿山的精准开发提供技术支撑,同时还可以为后续地浸矿山的退役治理提供必要依据。

音频大地电磁测深法与高精度磁法在相山铀矿田西部铀成矿有利远景预测中的应用

通过对相山地区多年地球物理勘探成果的总结,从地球物理方法角度提出相山地区铀成矿有利远景预测模式,并通过预测模式的应用圈定了多处铀成矿有利远景地段,部分远景地段已被后续的钻探工作证实,并发现高品位工业矿体。

相山铀矿田物化探找矿模式研究

在相山火山盆地1:5万物化探数据基础上,通过对已知铀矿床的平面和剖面物化探异常特征分析,系统总结了相山铀矿床的物化探异常特征,构建了相山铀矿床的物化探异常模型,并以此为依据建立了相山铀矿田高放射性异常、高地球化学元素异常、高磁异常、电阻率异常陡变、重力异常陡变及低阻异常为异常特征的“三高二陡一低”物化探找矿模式,为相山地区铀矿勘查中物化探方法的应用提供了依据,也为该地区的铀成矿预测及钻探工程部署提供了技术支撑。

综合地球物理方法在放射性废物处置库场址特性评价中的应用

本文介绍了用综合地球物理方法来评价放射性废物处理场址的特性,如岩性划分、断裂构造的推断以及花岗岩厚度推测等。

我国铀矿质科技近十年的主要进展

本文总结了近十年我国铀矿地质工作的主要进展,包括铀矿成矿理论创新、铀成矿类型和成矿区带划分、全国铀资源潜力评价、主要工业铀矿类型研究评价、相山科学深钻、零价态金属铀的发现及新矿物发现等;论述了砂岩型铀矿快速评价、热液型铀矿攻深找盲、大数据找矿、遥感高光谱、钻探工艺及分析测试等技术创新成果;概述了依据理论创新及技术方法集成创新在国内外铀矿找矿领域的重大突破;展望了铀矿地质发展方向。

电、磁综合方法在南方硬岩型铀矿勘查中的应用

介绍了几个音频大地电磁法和高精度磁测方法在华南白面石地区硬岩型铀矿上的勘查实例。应用结果表明,这两种方法优势互补,综合使用可较好地探测深部地质构造(如火山盆地基底埋深、断裂构造、火山机构等),为南方硬岩型铀矿供深找盲、外围扩大提供有效技术手段。

铀矿地质基础研究和勘查技术研发重大进展与创新

从成矿类型和成矿区带划分、典型矿床建模与全国铀矿资源潜力评价、中国铀矿床研究评价、成矿模拟实验等方面概要阐述了我国铀矿基础地质研究领域的重大进展和成果；较系统地介绍了我国在砂岩型和热液型铀矿成矿理论研究方面的创新性成果；从预测评价集成技术、物化探找矿技术、高光谱遥感技术、水文地质找矿技术、找矿仪器研发、分析测试技术及钻探工艺技术等方面系统阐述了我国铀矿勘查技术领域的发展现状与重大创新成果；概略介绍了全国及海外铀成矿预测和战略选区的主要成果与进展。最后简要介绍了中国铀矿第一科学深钻在深部探测关键技术、铀多金属找矿突破方面的标志性成果。

我国可地浸砂岩型铀矿勘查方法技术研究

针对可地浸砂岩型铀矿的成矿特点和勘查工作目标 ,本文总结了解决砂岩型铀矿的选区、综合评价及直接定位等不同阶段地质任务的一套快速勘查方法技术。扼要地介绍GIS。

音频大地电磁测深在江西修武盆地页岩气目标层研究中的应用

介绍了音频大地电磁测深法在探测修武盆地页岩气目标层黑色泥页岩中的应用效果，利用AMT探测得到的电阻率断面，从深至浅划分了5个电性层，查清了罗洞向斜地层结构和断裂构造的发育特征；根据黑色泥页岩相对围岩的低阻特征，查清了黑色泥页岩目标层的埋深、厚度及展布特征，在罗洞向斜核部，页岩气目标层埋深大约1000 m，目标层厚160～200 m。 AMT探测结果为修武盆地页岩气远景预测及评价、页岩气探井的部署提供了重要依据。

层间氧化带砂岩型铀矿有利成矿空间定位——以准噶尔盆地东缘砂岩型铀矿探测为例

层间氧化带砂岩型铀矿是我国铀矿勘探的主攻类型,探索可快速实现其有利成矿空间定位的技术方法对我国核能保障具有重要意义。本文通过研究准噶尔盆地东缘帐篷沟铀成矿远景区侏罗系沉积建造特征,采用大地电磁测深法揭示了中上侏罗统有利成矿地层空间展布特征;通过分析研究区氧化还原带的地球化学特征及铁磁性矿物变化,采用地面高精度磁法揭示了氧化还原带的分带特征,推断出氧化还原前锋线位置;综合有利成矿地层空间信息及氧化还原带特征,圈定了八道湾组及三工河组有利成矿空间,经钻孔验证,发现了铀矿化,取得了良好的勘探效果。本文提出的采用电磁测深法联合地面高精度磁法对层间氧化带砂岩型铀矿有利成矿空间定位的方法,可为层间氧化带砂岩型铀矿勘查提供参考。

地震勘探技术在定位古河道中的试验

以二连盆地齐哈日格图地区古河道砂岩型铀矿探测为例，开展地震技术探测古河道的试验研究，通过地震相、地震属性分析以及波阻抗反演技术，联合推测赛汉组上段古河道的平面展布情况，与实际地质资料进行对比分析可知，地震技术预测古河道具有较好的探测精度，是勘查古河道砂岩型铀矿的有效方法。

铀资源勘查物化探方法最新进展及发展趋势

介绍了目前铀资源勘查中常用物化探方法的最新进展,并指出了其研究与发展方向。