鄂尔多斯盆地西南缘洛河组下段含铀砂岩锆石U-Pb年代学:对岩石圈伸展作用的启示

【研究目的】近年来,砂岩型铀矿的研究成为地质学者讨论的热点,对赋铀地层的研究尤为重要。【研究方法】文章以鄂尔多斯盆地西南缘镇原地区为例,通过对下白垩统洛河组下段含铀砂岩碎屑锆石的LA-ICP-MS U-Pb测年分析,探讨含铀砂岩的物质来源及其构造意义。【研究结果】结果表明,下白垩统洛河组下段赋铀砂体碎屑锆石U-Pb年龄主要分布在166~370 Ma(n=49)、388~472 Ma(n=14)、1744~2150 Ma(n=14)、2241~2740 Ma(n=14)、615~1623Ma(n=9)这5个年龄区间,相应的峰值年龄为272 Ma、427 Ma、1899 Ma和2493 Ma,而615~1623 Ma无法确定峰值年龄。【结论】锆石U-Pb年龄谱对比分析表明,研究区下白垩统洛河组下段含铀砂体总体上具有来自北祁连造山带东段、北秦岭造山带、兴蒙造山带、贺兰山、华北板块基底及阿拉善地块6个物源区,其中北秦岭造山带、北祁连造山带东段为主要物源区。碎屑锆石年龄显示,奥陶纪鄂尔多斯盆地西南缘形成被动陆缘,志留纪—泥盆纪转化为碰撞造山带,石炭纪—二叠纪由造山带转化为沉积盆地,侏罗纪—白垩纪形成稳定沉积地层为铀矿贮存提供有利空间。

塔木素铀矿床下白垩统巴音戈壁组含铀砂岩成岩特征及其与铀矿化关系研究

位于巴音戈壁盆地南部的塔木素铀矿床为典型的硬砂岩型铀矿床,这种特殊硬砂岩型铀矿与我国北方其他典型砂岩铀矿床最主要的不同就是表现在成岩特征上。运用岩石学、岩相学、岩石地球化学、阴极发光、扫描电子显微镜等对塔木素铀矿床下白垩统巴音戈壁组上段(K_(1)b^(2))含铀砂岩成岩特征及其与铀矿化的关系进行了研究。结果表明含铀砂岩碎屑物主要有石英(平均含量12.38%)、长石(平均含量50.33%),胶结物主要有石膏(平均含量12.57%)、铁白云石(平均含量3.20%)、含铁白云石(平均含量9.33%)、白云石(平均含量9.76%)及少量杂基(平均含量2.62%),以孔隙式和基底式胶结为主。含铀砂岩具有盐湖盆地早成岩阶段B期和晚成岩阶段A期的成岩特征,成岩的水介质条件为高矿化度(35.4 g/L)的碱性水(pH=7.52)。在早成岩阶段B期形成了以化学胶结作用、水岩作用、溶蚀作用及交代作用为主的成岩特征。胶结物具有由铁白云石—含铁白云石—白云石—石膏的生成顺序,碳酸盐胶结物由中心到边缘依次为自形铁白云石、半自形—自形的含铁白云石、最外面为他形—半自形的白云石。石膏形成最晚,并可见石膏交代石英、长石及白云石现象。在此过程中,高矿化度水中的Na^(+)替换了斜长石中的Ca^(2+),使斜长石全部转化为钠长石,并在斜长石表面形成了溶蚀微孔洞并沿解理形成微裂隙。受碱性地下水影响,基本无自生胶结作用及黏土矿物生成。晚成岩阶段A期以溶解作用为特征,酸性的地表水溶解了砂岩中的碳酸盐胶结物并形成了溶洞。含铀砂岩整体具有孔隙度低及渗透率低等特征,不利于层间氧化作用的形成。根据含铀砂岩成岩特征及其与铀矿化关系的研究发现,塔木素地区铀矿化具有沉积成岩及层间氧化双重成因特征。

低渗透含铀砂岩压力梯度-黏度-化学耦合渗流规律实验研究

研究低渗透性含铀砂岩物理化学耦合作用下的渗流规律,可为地浸工艺参数的设计提供可靠依据。本文选取我国新疆某铀矿山砂岩样品,用自制的渗透性测定实验装置,开展了含铀砂岩原样的物理化学渗流规律的实验研究。结果表明:该低渗透性矿岩存在3个渗流阶段,即启动压力阶段、非线性渗流阶段和线性渗流阶段;改变流体的黏度,可改变流体流通空隙所占的百分比,进而整体上改变矿岩渗透性能;在物理化学渗流前期,矿岩介质与溶浸剂发生化学反应后,使某些较小半径的孔隙变成可连通的,进而使砂岩介质的渗透系数整体变大;在物理化学渗流后期,由于压力和化学耦合作用,孔隙结构进一步演变,当压力梯度敏感度大于化学反应敏感度时,其渗透系数变大,反之变小。

含铀砂岩型试样组分分析流程

运用化学分析和仪器分析相结合的手段,拟定了一套优化的、完整的分析含铀砂岩型试样组分分析方法.该分析方法采用GBW04130-含铀砂岩成分分析标准物质进行验证,实验结果证明该法准确可靠、灵敏度高、稳定性好,结果令人满意.

含铀砂岩成份分析标准物质研制

本文介绍了含铀砂岩中17个元素成份分析标准物质研制的全过程，本标准物质的原料采集于地浸采铀矿山现场，具有曲的地浸地质岩性特征。参加定值单位均为持有国家计量认证证书，且均为测试技术先进的权威实验室，所采用测试方法匀为国家标准或行业标准方法。因此，本标准物质技术含量高，达到了国内先进水平，被定为国家一级标准物质，本 标准物质可用来鉴定和评价分析方法，检查和标定分析仪器，监控常规生产的分析质量，是一种新的铀矿石标准物质。

含铀砂岩试样的预处理和铀钍同时测定方法研究

研究了含铀砂岩试样的预处理方法，采用过氧化钠熔融，CTMAB凝聚，有效地消除了硅酸溶胶对铀钍分离富集的影响，与示波极谱法衔接，同时测定铀钍。铀钍的线性范围为0．001～0．500μg／10mL，检出限铀为8．63×10^-6μg／mL，钍为5．16×10^-6μg／mL。本法用于砂岩型铀矿中铀钍含量小于5×10^-6样品的连续测定，结果满意。

含铀砂岩中锶同位素的顺序提取分析及结果探讨

采用顺序提取技术对6个伊犁盆地含铀砂岩样品中锶同位素比值分布进行了研究,依次采用去离子水,0.5 mol/L乙酸溶液,0.5 mol/L盐酸溶液,浓硝酸+氢氟酸混合溶液提取样品中的锶元素,用热电离质谱法(TIMS)测量锶同位素比值。结果表明:不同提取态的锶同位素比值存在明显差异,浓硝酸+氢氟酸提取态87Sr/86Sr远高于盐酸、乙酸、水提取态。乙酸溶解阶段主要溶解样品中碳酸盐,87Sr/86Sr分布范围为0.70989~0.71150,高于同时期海水的87Sr/86Sr(0.7077~0.7083),与河湖水(0.7119)相近,佐证了前人关于伊犁盆地整体上为冲积扇快速入湖的扇三角洲沉积模式的认识。

CO_(2)+O_(2)地浸采铀采区含铀砂岩孔隙演化试验研究

CO_(2)+O_(2)地浸采铀采区含铀砂岩孔隙结构演化影响了铀矿的高效浸出,已成为制约地浸采铀技术发展的瓶颈。为此,采用自制的CO_(2)+O_(2)地浸采铀试验装置,模拟了某砂岩型铀矿地浸采铀过程;并采用高压压汞仪、CT扫描仪和X射线衍射分析仪等设备表征了含铀砂岩岩芯在试验前后的孔隙演化特征;同时,运用Avizo软件构建了三维数字岩芯及其渗流模型,分析了溶浸液渗流规律。研究结果表明:试验后含铀砂岩岩芯总孔隙度和连通孔隙度与试验前相比分别增加了5.03%和5.53%;且试验后数字岩芯的逐层面孔率分布范围更广、孔喉等效半径和喉道面积急剧增大;试验后岩芯孔隙数量随孔隙配位数增大而减小,但当孔隙配位数C≥4时,试验后孔隙数量与试验前相比成倍数增长,最高达到了试验前的21.63倍,此时岩芯中连通孔隙非常显著,渗透率增大;含铀砂岩岩芯中大孔喉相互连接形成的孔隙网络为溶浸液提供了主要的渗流通道,且溶浸液的渗流速度由岩芯中心沿径向方向呈现出由大变小的规律。研究结果可为后续CO_(2)+O_(2)地浸采铀中分析溶质迁移演化规律提供有意义的参考。

新疆伊宁北部地区含铀煤砂岩型铀矿找矿方向探讨

新疆伊宁地区北部处在伊犁盆地铀成矿区内,分布有苏鲁铀矿床、新城子、南台子、干沟、皮里青、克山奇5个铀矿点和众多放射性异常点带。文章在对前人资料收集及整理的基础上,通过铀成矿条件分析,认为区内铀成矿与大地构造环境、地层、水文地质条件、铀源相关。在综合分析苏鲁矿床成矿地质条件、地球物理异常特征的基础上,建立了砂岩型铀矿物理-数学预测模型,结合野外地质工作成果,对该区进行了成矿远景区预测,筛选了铀矿远景区1片,为研究区下一步铀矿找矿工作提供依据。

基于核磁共振和分形理论的含铀泥砂岩渗透率预测方法——以新疆阿克苏地区为例

渗透率是影响溶浸采铀过程中含矿层铀浸出率的关键因素,准确评判含矿层渗透性对原地浸出采铀过程中井场参数的优化设计具有重要意义。文章采用核磁共振技术结合分形理论,分析了新疆阿克苏地区含铀泥砂岩孔隙结构分形特征,并研究了分形维数与渗透率之间的相关关系,建立了渗透率预测的多重分形模型。结果表明,该含铀泥砂岩以微孔和小孔为主,较大孔隙对渗透率具有显著影响;孔隙结构具有双重分形特征,较小孔隙分形维数介于0.727~1.711之间,较大孔隙分形维数介于2.961~2.989之间。核磁共振T;谱分形拐点可以作为确定T;截止值的依据,该方法比离心法更加高效便捷;根据T;截止值计算可移动孔隙度,并结合分形维数建立多重分形渗透率预测模型。相比于传统渗透率预测模型SDR和Coates模型,该预测模型准确度更高且方便快捷。

基于砂岩型铀矿原状岩心的渗流特性试验研究

为研究不同围压、不同组合形式下疏松砂岩的渗透率变化规律,以砂岩铀矿原状岩心为试验对象,采用自行研制的HKY-1型长岩心渗流试验仪进行了应力-渗流耦合试验。笔者分别从围压、排列次序和长度占比三个方面开展试验研究,结果表明:1)梯度围压条件下,两段岩心组合后的整体渗透率与围压呈负相关,符合二次多项式函数衰减规律;2)围压梯度递增,多段岩心组合中不同岩性试样孔隙尺寸的差异逐渐减小,细砂岩的排列次序对整体渗透率的影响也随之减弱;3)5 MPa围压作用下,当两种试样长度占比为1∶1时,组合试样的整体渗透率与目标试样长度占比之间的变化规律符合幂指数分布,粗砂岩组递增,细砂岩组递减,中砂岩组为近似水平分布。

准噶尔盆地北三台凸起新近系含铀砂层分布预测

通过对准噶尔盆地北三台凸起油气钻井的录、测井等资料分析发现,在新近系沙湾组底部发育一套异常高自然伽马砂砾岩,其中B311井GR值最高达1732.58 API,预示该区具有良好铀资源勘探前景。为准确预测该区含铀砂岩分布,通过精细的合成记录标定,对该含铀砂层提取地震属性。通过多属性融合与分析,预测含铀砂层平面分布,进而利用地震波形指示反演技术预测含铀砂层的垂向和平面展布特征,进一步提高预测精度,指出了铀矿勘探的有利区域。

试谈可地浸层间渗入砂岩型铀矿选区的几个问题

世界上砂岩型铀矿床分布很广,但达到铀矿省级规模、又适合地浸法开采的,目前只发现3处,它们均属层间氧化带型,发育于晚近造山带与地台(台坪)呈“分支倾伏”的结合部位,在地貌上构成从高山区、经低山丘陵到盆地边缘斜坡带这样3个大的“阶梯”,具备良好的水动力条件; 特别在成矿期所处的干旱条件下,年蒸发量大于年降雨量,高山区高位能的冰雪融水就成为低山丘陵和盆地边缘弱构造运动区惟一长期稳定的地下水补给。然而在造山带内有众多的规模较大的山间盆地,至少构成了2个“阶梯”,对寻找含铀煤系砂岩中的层间氧化带型矿床前景看好。许多中外铀矿地质学家都曾注意到,横贯欧洲中部有一条近东西向的海西期铀成矿带,其东段与乌拉尔-天山-蒙古活动带重叠,并与后者一起在中新生代共同受到阿尔卑斯-喜马拉雅期构造运动的影响,造成该带拥有成矿时代不一、矿床类型繁多、空问分布相对集中的复杂景象。此外,贯穿亚洲东部近南北向的“维比尔斯带”被认为是中央亚洲活动带与西太平洋活动带的结合部位,反映出东西部分地壳结构的不均一性。这是两条控制铀成矿作用的全球性构造带,对它们在铀成矿作用中的特点、作用和影响范围在进行战略选区时应予以充分注意。