■顏曉蓮

（湖南省核工業(yè)地質(zhì)局306大隊(duì)湖南衡陽421008）

501礦床某礦體地浸條件試驗(yàn)地質(zhì)情況分析

■顏曉蓮

（湖南省核工業(yè)地質(zhì)局306大隊(duì)湖南衡陽421008）

隨著501礦床的地浸條件試驗(yàn)工作的開展，作為地質(zhì)專業(yè)工作設(shè)計(jì)任務(wù)書上要求地質(zhì)專業(yè)提供鉆孔的具體位置；鉆孔巖芯編錄；礦體的層位；礦體的頂?shù)装?；鈾含量；礦塊的劃分等工作。遵循這一原則，現(xiàn)就501礦床的地質(zhì)條件諸方面情況做一簡(jiǎn)單闡述。

地浸采鈾區(qū)域地質(zhì)礦床地質(zhì)

1　區(qū)域地質(zhì)

礦床屬于后生淋積成因的疏松砂巖型鈾、礦床，含鈾物質(zhì)通過地下水的遷移、搬運(yùn)至氧化還、原過渡帶富集成礦。礦床的大地位置是賦存于寧安盆地西北部邊緣，即吉黑海西期地槽的張廣才褶皺帶的東部，主要出露地層為石炭，二迭紀(jì)圖們系變質(zhì)巖系。由于海西期地質(zhì)運(yùn)動(dòng)使花崗巖大面積侵入，使地層多呈俘擄體形式零星分布在寧安盆地的東部和南部。第三紀(jì)地層主要分布于寧安盆地北部，501礦床就賦存于第三紀(jì)的沙礫巖組內(nèi)。第四紀(jì)主要為一些腐殖土及泥土質(zhì)覆蓋于第三紀(jì)之上。

2　礦床地質(zhì)概況

2.1地層

第三紀(jì)河床相沙礫巖，含礫砂巖，砂巖沉積為大面積出露，在區(qū)域內(nèi)平均厚度為220米，巖層走向北西—南東向，傾向古河床中心，傾角2-15°，但在礦區(qū)內(nèi)特別是101地段平均厚度只有25米，本次試驗(yàn)鉆孔所見厚度平均只有16.5米。第三紀(jì)地層分上，下兩組。

含礫砂巖組，為第三紀(jì)的下部地層，它的下部面與粗粒黑云母花崗巖呈不整合接觸，主要分布在西部靠近基底部位。巖性為灰白色，成分為長(zhǎng)石，石英顆粒及花崗巖的碎塊及殘積物，膠結(jié)松散，厚度在15米以內(nèi)。在101地段地浸試驗(yàn)只有1，6，11號(hào)孔有出露，厚度很小，主要在粗粒黑云母花崗巖形成插凹才見有出露幾十厘米至幾米。

砂礫砂巖組，為第三紀(jì)的上部巖層。主要為沙礫巖，類有砂巖，粉砂巖，細(xì)粉砂巖，粘土質(zhì)粉砂巖，炭質(zhì)砂巖，炭質(zhì)鈣鋁質(zhì)砂巖。呈透鏡體，厚度在區(qū)域內(nèi)200米，由古河床中向西盆地邊緣粒徑變小，各種透鏡體的量增多，為粉散膠結(jié)。

砂礫巖，礫巖，一般由地表的30米為褐黃色，30米以下為灰綠色厚層狀，主要是純氧化后所致。礫石成分為中酸性尖山巖占35～55%，中粗?；◢弾r占40%，角巖占5%，礫徑一般為70×50× 30mm，半棱角到平圓狀。砂屑為石英，長(zhǎng)石，砂礫膠結(jié)，局部鐵，鈣鋁質(zhì)灰綠色高嶺石膠結(jié)。該層分布廣，由河床相過渡為濱河相，河漫灘相。各種透鏡體，粘土質(zhì)，粉細(xì)砂質(zhì)增多，能見到較大礫石有層理面。在101地段透鏡體較多。本次試驗(yàn)的11個(gè)鉆孔中砂巖多呈類層和沙礫巖相互交替出現(xiàn)。

粉細(xì)砂巖及粉砂質(zhì)粘土巖，主要與砂巖和含礫砂巖呈滿層或造鏡體出現(xiàn)。巖石脫水干后呈瀝青膠狀板結(jié)塊。巖性為灰白色，黃褐色，灰綠色，紫紅，粉紅色，成分為石英，長(zhǎng)石，粘土質(zhì)多為高嶺土，水云母，在透鏡體邊緣能見的含有5～15%的小顆粒礫石。在透鏡狀的中心巖石的顆粒極細(xì)，肉眼無法分辨，厚度在0.4～4米。在試驗(yàn)地段全部見有，只是顏色的變化而異。從井口返水和11號(hào)孔巖芯可以辨認(rèn)確定。粘土質(zhì)，粉砂巖等主要是氧化后顏色多樣，巖石的節(jié)理面和層理面有一層淺黃綠色的粉狀物質(zhì)，為主要含礦層。

含礫砂巖及砂巖，主要呈類層或造鏡體，厚度0.2～米，巖性為黃褐，灰白色，磚紅色砂礫結(jié)構(gòu)，礫石占5～25%。成分與沙礫巖相同，粒徑0.1～200mm，大者可達(dá)700mm，磨圓度好。砂屑為石英。長(zhǎng)石半棱角狀，砂屑占60～80%，膠結(jié)為砂巖，粉砂巖，而P粘土質(zhì)較多，為試驗(yàn)地段主要地層。

巖質(zhì)粘土質(zhì)粉砂巖，灰黑色到黑色，粉砂結(jié)構(gòu)，成透鏡狀或滿層狀，成分為石英，炭質(zhì)及少量礫石，粘土粉砂質(zhì)膠結(jié)，炭質(zhì)呈分散狀態(tài)均勻分布，并見星點(diǎn)狀黃鐵礦，厚度在幾厘米至幾米。在試驗(yàn)地段有個(gè)別孔見到從孔中返黑水。

第四紀(jì)，主要由灰黑色腐殖土及黃褐色砂質(zhì)粘土組成。在試驗(yàn)地段厚度0.4～0.8m，覆蓋于第三紀(jì)及r43之上。

海西期粗粒黑云母花崗巖，肉紅色及灰白色，粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)，成分為鉀占40%，斜長(zhǎng)石20～30%，石英25～30%及少量黑云母，構(gòu)成該石基底。

2.2礦化特征

2.2.1成礦控制因素

礦化集中在盆地兩P的粗?；◢弾r中。同時(shí)兩部靠近基底有大量經(jīng)物理化學(xué)，風(fēng)化后短距離搬運(yùn)沉積的含礫砂巖。這說的兩部花崗巖經(jīng)風(fēng)化后大量的鈾元素，從花崗巖中釋放出來，形成豐富的鈾源。

但在個(gè)別鉆孔見有含礦礫石。因此河床上游含礦巖石鈾源的存在也不排除。

2.2.2基底控制

礦區(qū)內(nèi)古河道較其他區(qū)寬大，西部盆地坡平緩，基底起伏大，直接控制了古河道的活動(dòng)，形成比較寬而多變的濱河床，河漫灘相沉積層，經(jīng)前人工作結(jié)果表明，基底直接控制著主要礦體的礦化P位。

多數(shù)礦化主要分布在古河道兩部基底呈5～10°的平緩地帶。主要礦化分布在花崗巖小凸起盆地邊，花崗巖形成簸箕形古地形直接控制著101地段礦體。在局部礦化形成受花崗巖小凸起之中的小凹陷的控制。

2.2.3礦化特征

（1）礦化的空間位置。在水平方向，礦化分布在區(qū)內(nèi)西坡4km長(zhǎng)，寬1km的范圍內(nèi)。除古河道見零星礦化之外，其工業(yè)礦體分布在離盆地邊沿花崗巖或花崗巖孤島0～300米之間。

主要礦化部位：沙礫巖組和花崗巖基地接觸部位，如59號(hào)地段西礦體。

沙礫巖組和下部接觸部位，如69地段4號(hào)礦體。

沙礫巖組內(nèi)的礦化，粉細(xì)砂巖，粘土巖呈透鏡體和滿層狀，為礦體多數(shù)礦體。

下部含礫砂巖中的礦化。

以上四種礦化部位前三種為最多，礦區(qū)內(nèi)第一種為最好，但迄今為止地浸試驗(yàn)是第三種為最好。

（2）礦體的形態(tài)規(guī)模及產(chǎn)狀。礦體形態(tài)富集礦化受地質(zhì)體限制，主要礦化形態(tài)有扁豆?fàn)?，透鏡狀，似層狀，以透鏡狀為主?？碧浇Y(jié)果表明該礦床范圍大，礦體數(shù)目多，規(guī)模小，變化大，礦體長(zhǎng)由幾米到幾十米。

礦體平均厚度2米，但礦體厚度變化很大。當(dāng)?shù)V體受沙礫巖組中粘土巖，粉細(xì)砂巖，細(xì)砂巖控制時(shí)，礦化范圍界限不清，礦體比控制的地質(zhì)體范圍大，最大厚度7.7米，當(dāng)?shù)V體受炭質(zhì)砂巖，鈣鋁砂巖控制時(shí)，礦體頂?shù)装褰缦耷宄?。礦體厚度一般在1米以下，所以礦區(qū)內(nèi)59號(hào)地段，試驗(yàn)地段礦體厚度大，但在地浸試驗(yàn)鉆孔中前人資料有一塊7.05米厚的礦沒有見到，鉆孔距原址相隔2.2米。而現(xiàn)在只有2米多厚，但品位有所增高。69地段礦體厚度小。礦體品位變化大，最高品位：1.176%。一般的品位0.1～0.15%。礦化最富的巖性為粉細(xì)砂巖，粘土巖。區(qū)內(nèi)69地段為礦化較富。

在本次試驗(yàn)中由于鉆孔少，只有一個(gè)鉆孔取巖芯，其他只能靠伽瑪測(cè)井資料進(jìn)行礦體的連接，可能有人為的理想化，并按地浸要求對(duì)0.01%以上（含0.01%）均作為儲(chǔ)量計(jì)算和構(gòu)成礦體連接。

2.2.4礦床放射性水化學(xué)特征

放射性水暈與礦化形態(tài)一致，地下水中鈾含量為1.04× 10-6g/L，工業(yè)礦體附近水中鈾含量最高達(dá)8.8×10-4g/L—5.7× 10-6g/L，礦化范圍水中濃度達(dá)2×10-4g/L，一般為10～30Am，最大高達(dá)409Am。地下水質(zhì)類型以HCO3—Na型水為主，也見有HCO3—Cl—Na（Ca）型水，PH值6—7之間。礦化度為0.1—0.3g/L。主試驗(yàn)區(qū)6.25×6.25塊段的西部一號(hào)孔做抽水試驗(yàn)時(shí)PH值為9，全區(qū)氧化帶埋藏淺，礦化地段一般在15—30米，水文地球化學(xué)環(huán)境水平垂直方向無規(guī)律變化，礦化最富集部位是氧化和還原環(huán)境過渡帶。由于礦區(qū)巖性的不均勻性及水動(dòng)力條件和離子成分的影響，地下水對(duì)礦化超著形成和破壞作用中以富集成礦作用為主。

2.2.5鈾礦物

該區(qū)鈾的次生礦物較發(fā)育，鈾礦物為硅鈣鈾礦，鈣鈾云母，銅鈾云母，含鈾硬錳礦，在試驗(yàn)地段的11號(hào)見有硅鈣鈾礦存在細(xì)粉砂巖，粘土巖的微層理面上，呈薄膜狀和星點(diǎn)狀以及個(gè)別鐵質(zhì)較高微裂隙中。

3　礦床成因

礦床成因即有同生作用，又有后生作用且以后生作用為主。認(rèn)為以后生作用成因，其依據(jù)是：

（1）礦化在沙礫巖砂巖組中的沙礫巖，砂巖，粉細(xì)砂巖，粘土巖都有，但品位主要在粉細(xì)砂巖，粘土巖中。

（2）粘土巖，粉細(xì)砂巖可起隔水作用，當(dāng)鈾沉積對(duì)鈾富集起了一定作用。

（3）礦體呈透鏡狀，扁豆?fàn)?，產(chǎn)狀5-12°.礦體與圍巖基本一致。但也有斜交，礦體長(zhǎng)度一般在幾米至幾十米，厚度在幾厘米至幾米。平均品位在0.1%左右，含礦層在局部有分枝。

（4）礦體賦存于底部的沙礫巖組中，距花崗巖風(fēng)化殼不遠(yuǎn)，供給盆地沉積物的母巖主要為花崗巖。

（5）粘土質(zhì)，泥質(zhì)分散在砂巖的膠結(jié)物中，＜15%對(duì)鈾的吸附起了富集。

（6）礦床所處的古地理?xiàng)l件是一個(gè)NW-SE向的古河床盆地，盆地的底部凹凸不平。

（7）礦體厚度品位變化大，次生鈾礦物發(fā)育礦化富集在相對(duì)隔水層附近。礦體與圍巖過渡關(guān)系，與礦體接觸的基底花崗巖沿裂隙和接觸帶有礦化。平衡系數(shù)變化不大。有相對(duì)隔水層的礦體中心部位（礦化的相對(duì)水層與頂?shù)装灞容^）平衡系數(shù)低。礦化富集在氧化還原過渡帶，所以礦床以同生沉積，后生富集，成為工業(yè)礦床的階段主要為后生富集階段。

4　儲(chǔ)量計(jì)算

101地段礦體層次多，在保證合并后礦層含礦系＞50%的前提下采用含礦層圈定，其厚度為實(shí)際見礦厚度之后，品位用厚度加權(quán)平均品位，其余兩地段及表外礦體均采用單層圈實(shí)。礦石平均體量1.96噸/m3，濕度12.50%。礦體圈定及儲(chǔ)量級(jí)別，固礦化零散，工業(yè)礦體變化大，礦床淋積型成固，受一定巖性，層位控制，用有限外推和無限外推確定礦體延伸。礦床礦化變化復(fù)雜為4—5勘探類型，工業(yè)礦體用25×25米網(wǎng)度控制。所以地質(zhì)隊(duì)提供的是C2級(jí)儲(chǔ)量.

本次試驗(yàn)是按地浸的要求，我們把品位在0.01%～0.03%也作為地浸的可采儲(chǔ)量計(jì)算。所以劃分品級(jí)時(shí)將0.03～0.1%以上的劃為C2級(jí)，0.01%～0.03%劃為C3級(jí)計(jì)算.其方法是兩個(gè)塊段合拼進(jìn)行，其中品位在0.01～0.03%外推6.5米，0.03～0.1%以上的外推1/2，主要看兩孔之間見礦情況來確定。

C2級(jí)儲(chǔ)量總計(jì)為252.79噸。一級(jí)表外儲(chǔ)量總計(jì)為45.65噸。二級(jí)表外總計(jì)為121.20噸。遠(yuǎn)景總量為35噸。

其中：試驗(yàn)區(qū)塊段C2級(jí)為1.843噸。

C3級(jí)為0.238噸。

總計(jì)為457.64噸。

5　結(jié)論

501礦床列為地浸采鈾條件試驗(yàn)與建設(shè)相結(jié)合的發(fā)展規(guī)劃，要取合理的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。我們得以科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模J(rèn)真的一絲不茍的態(tài)度對(duì)待。對(duì)條件試驗(yàn)的每個(gè)環(huán)節(jié)的可靠性，合理性，可引性都要從科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)建設(shè)這個(gè)角度來考慮認(rèn)識(shí)問題，掌握好地浸試驗(yàn)的每個(gè)步驟和動(dòng)態(tài)發(fā)展，必須積極開展研究工作，才能為后期生產(chǎn)上規(guī)模打好基礎(chǔ)。

（1）首先要認(rèn)真對(duì)原始資料進(jìn)行認(rèn)真的分析研究。如核工業(yè)第六研究所，核工業(yè)第四設(shè)計(jì)院，原地質(zhì)隊(duì)的資料所提及到的關(guān)于礦層含水性和鉆孔的抽注能力。礦體形態(tài)和大?。旱V層頂?shù)装鍘r石的隔水性，礦層中礦體的圍巖滲透性，封孔材料和鉆孔的施工結(jié)構(gòu)，鉆孔網(wǎng)度以及過濾管的裝置和外圍補(bǔ)充勘探巖礦分析，小型試驗(yàn)等。

（2）要在地浸塊段內(nèi)建立一套地質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)巖礦芯剖面。要生產(chǎn)前進(jìn)行。在一定網(wǎng)度的生產(chǎn)孔方位中進(jìn)行（5-10個(gè)基準(zhǔn)鉆孔）。沿整個(gè)鉆孔剖面采取巖礦芯，目的是指導(dǎo)和檢查礦石的物質(zhì)成分，各種參數(shù)及伽瑪測(cè)井對(duì)照和全面研究地質(zhì)體。以準(zhǔn)確掌握在該地段的巖性變化，巖礦石的孔隙設(shè)，滲透性，鈾含量，過濾管和托盤的具體位置。在下過濾管時(shí)要根據(jù)r測(cè)井給出的r強(qiáng)度分別進(jìn)行裝置。要對(duì)滲透性好但r強(qiáng)度低的地段進(jìn)行節(jié)制，對(duì)礦化好但滲透性差的要強(qiáng)引溶液浸過礦體。主要采取對(duì)過濾管的托盤位置，過濾眼應(yīng)該分級(jí)進(jìn)行。如礦化的可以減少過濾眼網(wǎng)的密度，直徑也可縮小等。要強(qiáng)化對(duì)礦化富集部位的浸出。為取得合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提供佐證。

（3）要重視對(duì)巖礦的分析測(cè)試，要擺正科學(xué)試驗(yàn)與生產(chǎn)建設(shè)的關(guān)系。要對(duì)501礦床的幾個(gè)地段包括物理，化學(xué)，熒光來確定定量光譜分析及碳酸鹽含量分析。固該地有硅酸鹽和碳酸鹽兩種類型。巖礦石的普遍性很差，必須對(duì)其中有害有用元素含量進(jìn)行掌握。

如鈾鐳平衡系數(shù)，射氣系數(shù)，Ca，Ae，F(xiàn)e3+，CO2，mg，mo，mn等的含量，以獲得可靠資料指導(dǎo)生產(chǎn)。

（4）要特別重視物探工作。在整個(gè)地浸階段尤其是鉆孔階段，物探工作顯得更為重要，因?yàn)槎鄶?shù)鉆孔是不取巖礦芯，只有通過物探r測(cè)井才能獲得礦層的頂?shù)装搴秃慷嗌俚木唧w位置，才能保證過濾管托盤的準(zhǔn)確安裝，才能使地質(zhì)物探資料的完整性。另外該區(qū)礦層埋深淺，r射線的穿透能力強(qiáng)。可以減少補(bǔ)充勘探任務(wù)及避免盲目性，可增加各種物探儀器。

（5）要加強(qiáng)對(duì)59號(hào)西砂體，101地段西砂體的研究。因?yàn)閮傻責(zé)o地下水補(bǔ)給，對(duì)地浸來說是個(gè)困難。但兩地占c2的儲(chǔ)量的三分之一，研究它可延長(zhǎng)開采年限。還必須加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)孔的抽注能力及鈾含量穩(wěn)定性的研究。

綜上所述，從地質(zhì)專業(yè)這個(gè)角度認(rèn)為501礦床基本適合地浸鉆孔采鈾，但要獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益和有較長(zhǎng)的服務(wù)年限，取得指導(dǎo)性資料數(shù)據(jù)，還得更進(jìn)一步工作。

P612［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-74-2