501礦床某礦體地浸條件試驗地質情況分析

■顏曉蓮

（湖南省核工業地質局306大隊湖南衡陽421008）

501礦床某礦體地浸條件試驗地質情況分析

■顏曉蓮

（湖南省核工業地質局306大隊湖南衡陽421008）

隨著501礦床的地浸條件試驗工作的開展，作為地質專業工作設計任務書上要求地質專業提供鉆孔的具體位置；鉆孔巖芯編錄；礦體的層位；礦體的頂底板；鈾含量；礦塊的劃分等工作。遵循這一原則，現就501礦床的地質條件諸方面情況做一簡單闡述。

地浸采鈾區域地質礦床地質

1　區域地質

礦床屬于后生淋積成因的疏松砂巖型鈾、礦床，含鈾物質通過地下水的遷移、搬運至氧化還、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，二迭紀圖們系變質巖系。由于海西期地質運動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。第三紀地層主要分布于寧安盆地北部，501礦床就賦存于第三紀的沙礫巖組內。第四紀主要為一些腐殖土及泥土質覆蓋于第三紀之上。

2　礦床地質概況

2.1地層

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

含礫砂巖組，為第三紀的下部地層，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，成分為長石，石英顆粒及花崗巖的碎塊及殘積物，膠結松散，厚度在15米以內。在101地段地浸試驗只有1，6，11號孔有出露，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，為第三紀的上部巖層。主要為沙礫巖，類有砂巖，粉砂巖，細粉砂巖，粘土質粉砂巖，炭質砂巖，炭質鈣鋁質砂巖。呈透鏡體，厚度在區域內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。

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%，中粗粒花崗巖占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，長石，砂礫膠結，局部鐵，鈣鋁質灰綠色高嶺石膠結。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，粉細砂質增多，能見到較大礫石有層理面。在101地段透鏡體較多。本次試驗的11個鉆孔中砂巖多呈類層和沙礫巖相互交替出現。

粉細砂巖及粉砂質粘土巖，主要與砂巖和含礫砂巖呈滿層或造鏡體出現。巖石脫水干后呈瀝青膠狀板結塊。巖性為灰白色，黃褐色，灰綠色，紫紅，粉紅色，成分為石英，長石，粘土質多為高嶺土，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，肉眼無法分辨，厚度在0.4～4米。在試驗地段全部見有，只是顏色的變化而異。從井口返水和11號孔巖芯可以辨認確定。粘土質，粉砂巖等主要是氧化后顏色多樣，巖石的節理面和層理面有一層淺黃綠色的粉狀物質，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，磚紅色砂礫結構，礫石占5～25%。成分與沙礫巖相同，粒徑0.1～200mm，大者可達700mm，磨圓度好。砂屑為石英。長石半棱角狀，砂屑占60～80%，膠結為砂巖，粉砂巖，而P粘土質較多，為試驗地段主要地層。

巖質粘土質粉砂巖，灰黑色到黑色，粉砂結構，成透鏡狀或滿層狀，成分為石英，炭質及少量礫石，粘土粉砂質膠結，炭質呈分散狀態均勻分布，并見星點狀黃鐵礦，厚度在幾厘米至幾米。在試驗地段有個別孔見到從孔中返黑水。

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

海西期粗粒黑云母花崗巖，肉紅色及灰白色，粗粒花崗結構，成分為鉀占40%，斜長石20～30%，石英25～30%及少量黑云母，構成該石基底。

2.2礦化特征

2.2.1成礦控制因素

礦化集中在盆地兩P的粗粒花崗巖中。同時兩部靠近基底有大量經物理化學，風化后短距離搬運沉積的含礫砂巖。這說的兩部花崗巖經風化后大量的鈾元素，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

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

多數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，礦化分布在區內西坡4km長，寬1km的范圍內。除古河道見零星礦化之外，其工業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號地段西礦體。

沙礫巖組和下部接觸部位，如69地段4號礦體。

沙礫巖組內的礦化，粉細砂巖，粘土巖呈透鏡體和滿層狀，為礦體多數礦體。

下部含礫砂巖中的礦化。

以上四種礦化部位前三種為最多，礦區內第一種為最好，但迄今為止地浸試驗是第三種為最好。

（2）礦體的形態規模及產狀。礦體形態富集礦化受地質體限制，主要礦化形態有扁豆狀，透鏡狀，似層狀，以透鏡狀為主。勘探結果表明該礦床范圍大，礦體數目多，規模小，變化大，礦體長由幾米到幾十米。

礦體平均厚度2米，但礦體厚度變化很大。當礦體受沙礫巖組中粘土巖，粉細砂巖，細砂巖控制時，礦化范圍界限不清，礦體比控制的地質體范圍大，最大厚度7.7米，當礦體受炭質砂巖，鈣鋁砂巖控制時，礦體頂底板界限清楚。礦體厚度一般在1米以下，所以礦區內59號地段，試驗地段礦體厚度大，但在地浸試驗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砂巖，粘土巖。區內69地段為礦化較富。

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

2.2.4礦床放射性水化學特征

放射性水暈與礦化形態一致，地下水中鈾含量為1.04× 10-6g/L，工業礦體附近水中鈾含量最高達8.8×10-4g/L—5.7× 10-6g/L，礦化范圍水中濃度達2×10-4g/L，一般為10～30Am，最大高達409Am。地下水質類型以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。主試驗區6.25×6.25塊段的西部一號孔做抽水試驗時PH值為9，全區氧化帶埋藏淺，礦化地段一般在15—30米，水文地球化學環境水平垂直方向無規律變化，礦化最富集部位是氧化和還原環境過渡帶。由于礦區巖性的不均勻性及水動力條件和離子成分的影響，地下水對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

該區鈾的次生礦物較發育，鈾礦物為硅鈣鈾礦，鈣鈾云母，銅鈾云母，含鈾硬錳礦，在試驗地段的11號見有硅鈣鈾礦存在細粉砂巖，粘土巖的微層理面上，呈薄膜狀和星點狀以及個別鐵質較高微裂隙中。

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。認為以后生作用成因，其依據是：

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

（2）粘土巖，粉細砂巖可起隔水作用，當鈾沉積對鈾富集起了一定作用。

（3）礦體呈透鏡狀，扁豆狀，產狀5-12°.礦體與圍巖基本一致。但也有斜交，礦體長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，距花崗巖風化殼不遠，供給盆地沉積物的母巖主要為花崗巖。

（5）粘土質，泥質分散在砂巖的膠結物中，＜15%對鈾的吸附起了富集。

（6）礦床所處的古地理條件是一個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，次生鈾礦物發育礦化富集在相對隔水層附近。礦體與圍巖過渡關系，與礦體接觸的基底花崗巖沿裂隙和接觸帶有礦化。平衡系數變化不大。有相對隔水層的礦體中心部位（礦化的相對水層與頂底板比較）平衡系數低。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，成為工業礦床的階段主要為后生富集階段。

4　儲量計算

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，其厚度為實際見礦厚度之后，品位用厚度加權平均品位，其余兩地段及表外礦體均采用單層圈實。礦石平均體量1.96噸/m3，濕度12.50%。礦體圈定及儲量級別，固礦化零散，工業礦體變化大，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。礦床礦化變化復雜為4—5勘探類型，工業礦體用25×25米網度控制。所以地質隊提供的是C2級儲量.

本次試驗是按地浸的要求，我們把品位在0.01%～0.03%也作為地浸的可采儲量計算。所以劃分品級時將0.03～0.1%以上的劃為C2級，0.01%～0.03%劃為C3級計算.其方法是兩個塊段合拼進行，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級儲量總計為252.79噸。一級表外儲量總計為45.65噸。二級表外總計為121.20噸。遠景總量為35噸。

其中：試驗區塊段C2級為1.843噸。

C3級為0.238噸。

總計為457.64噸。

5　結論

501礦床列為地浸采鈾條件試驗與建設相結合的發展規劃，要取合理的經濟技術指標。我們得以科學的嚴謹的，認真的一絲不茍的態度對待。對條件試驗的每個環節的可靠性，合理性，可引性都要從科學實驗和生產建設這個角度來考慮認識問題，掌握好地浸試驗的每個步驟和動態發展，必須積極開展研究工作，才能為后期生產上規模打好基礎。

（1）首先要認真對原始資料進行認真的分析研究。如核工業第六研究所，核工業第四設計院，原地質隊的資料所提及到的關于礦層含水性和鉆孔的抽注能力。礦體形態和大小：礦層頂底板巖石的隔水性，礦層中礦體的圍巖滲透性，封孔材料和鉆孔的施工結構，鉆孔網度以及過濾管的裝置和外圍補充勘探巖礦分析，小型試驗等。

（2）要在地浸塊段內建立一套地質標準巖礦芯剖面。要生產前進行。在一定網度的生產孔方位中進行（5-10個基準鉆孔）。沿整個鉆孔剖面采取巖礦芯，目的是指導和檢查礦石的物質成分，各種參數及伽瑪測井對照和全面研究地質體。以準確掌握在該地段的巖性變化，巖礦石的孔隙設，滲透性，鈾含量，過濾管和托盤的具體位置。在下過濾管時要根據r測井給出的r強度分別進行裝置。要對滲透性好但r強度低的地段進行節制，對礦化好但滲透性差的要強引溶液浸過礦體。主要采取對過濾管的托盤位置，過濾眼應該分級進行。如礦化的可以減少過濾眼網的密度，直徑也可縮小等。要強化對礦化富集部位的浸出。為取得合理的技術經濟指標提供佐證。

（3）要重視對巖礦的分析測試，要擺正科學試驗與生產建設的關系。要對501礦床的幾個地段包括物理，化學，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，必須對其中有害有用元素含量進行掌握。

如鈾鐳平衡系數，射氣系數，Ca，Ae，Fe3+，CO2，mg，mo，mn等的含量，以獲得可靠資料指導生產。

（4）要特別重視物探工作。在整個地浸階段尤其是鉆孔階段，物探工作顯得更為重要，因為多數鉆孔是不取巖礦芯，只有通過物探r測井才能獲得礦層的頂底板和含量多少的具體位置，才能保證過濾管托盤的準確安裝，才能使地質物探資料的完整性。另外該區礦層埋深淺，r射線的穿透能力強。可以減少補充勘探任務及避免盲目性，可增加各種物探儀器。

（5）要加強對59號西砂體，101地段西砂體的研究。因為兩地無地下水補給，對地浸來說是個困難。但兩地占c2的儲量的三分之一，研究它可延長開采年限。還必須加強對生產孔的抽注能力及鈾含量穩定性的研究。

綜上所述，從地質專業這個角度認為501礦床基本適合地浸鉆孔采鈾，但要獲得較好的經濟效益和有較長的服務年限，取得指導性資料數據，還得更進一步工作。

P612［文獻碼］ B

1000-405X（2016）-8-74-2