可地浸砂巖型鈾礦找礦中自然電位測井的應用分析

■張鋒（中陜核工業(yè)集團地質調查院有限公司陜西西安710100）

可地浸砂巖型鈾礦找礦中自然電位測井的應用分析

■張鋒
（中陜核工業(yè)集團地質調查院有限公司陜西西安710100）

隨著社會經(jīng)濟快速發(fā)展，社會各領域對礦產、石油資源需求量日漸增加，而傳統(tǒng)找礦技術已經(jīng)難以滿足當前礦產資源開采領域發(fā)展需求，在很大程度上阻礙了礦產資源開采、勘探工作的發(fā)展。自然電位測井技術，是建立在自然電場形成機理基礎上一種先進技術，能夠通過曲線形態(tài)等判斷礦產資源實際情況，為礦產資源開采工作提供支持和幫助。本文介紹可地浸砂巖型鈾礦床分類及特點，分析和研究自然電位測井技術的理論基礎，最后闡述其在找礦工作中的應用。

可地浸砂巖鈾礦 找礦 自然定位測井

1　可地浸砂巖型鈾礦床分類及特點

就含氧地下水對巖石蝕變作用方式而言，該類鈾礦床含有的氧化帶主要體現(xiàn)在兩個方面：一是潛水氧化帶；二是層間氧化帶。前者主要分布在地下潛水位以下、或者地下潛水層隔水底板以上。后者主要隱藏于層間承壓含水層當中。由于層間承壓含水層具有較強的穩(wěn)定性，當承壓水沿著層間逐漸下滲過程中，在水交替遲緩地帶便會形成鈾礦。

受到自然因素的影響，潛水氧化帶將會發(fā)展成為古河道型鈾礦床；而層間氧化帶將形成層間氧化帶鈾礦床。前者在中小型自流水盆地中較為常見，且盆地面積一般為幾十、甚至幾百平方公里，具有良好的地下水補給等優(yōu)勢，且礦床與蝕源區(qū)距離較近，含有豐富鈾巖體，含礦建造具體表現(xiàn)為有機質灰色沉積物，并被一些物質覆蓋，如紅色的含碳酸鹽陸源碎屑物。同時在該地區(qū)，富含大量的鈷、鎳、鉛等伴生元素，具有較為巨大的開采價值。而后者與前者恰恰相反，在大型自流盆地中較為常見，且整體面積、范圍較為廣泛，一般在幾萬平方公里以上，規(guī)模較大，具有大型或者超大型鈾礦床發(fā)展?jié)摿Αｂ櫟V形成是在CH4、H2S、Fe2等有機質相互作用下的結果。

2　自然電位理論基礎

受到地層水礦化度之間的差別影響，地層壓力和泥漿柱壓力也會發(fā)生變化，并在井壁附近發(fā)生電化學反應，形成自然電動勢。具體來說，一方面為擴散電動勢，在實驗中，我們將兩種濃度不同的氯化鈉溶液置于同一容器當中，并采用滲透性隔膜分開時，濃度逐漸趨于平衡，簡而言之，在此過程中，高濃度離子滲透力較強，朝著低濃度離子遷移，并產生富集正負電荷，當接觸面的離子遷移速度發(fā)生變化，兩種溶液濃度也會產生變化，促使電荷富集保持平衡，最終形成擴散電動勢。

另一方面，吸附電動勢。與上文一樣，如果在實踐中，我們利用泥漿將溶液區(qū)分開，由于泥漿當中含有硅、鋁等晶體，被低濃度離子取代后，泥漿顆粒表面將被賦予帶負電，而為了保持平衡狀態(tài)，需要吸附離子，進而出現(xiàn)一方面富集大量正電荷，另一方面蘊含大量負電荷，該過程被稱為擴散吸附電動勢。因此在找礦工作中，可以充分借助這一理論，深入到可地浸砂巖鈾礦中開展找礦工作，明確礦產資源分布等情況，達到事半功倍的勘探及開采目標，從而提高礦產資源開采效率。

3　可地浸砂巖型鈾礦找礦中自然電位測井的應用

3.1采取合理措施，掌握自然電位曲線特點

在實踐過程中，自然電位測井技術的應用，首先應將A電極置于井內，B電極置于地表，并進行有效的固定處理。隨著電極系發(fā)生變化，可動電極A測量的數(shù)據(jù)信息等將會反映到電極B上，如果將B電極視為零電位，獲得的電位差便能夠形成自然電位測井曲線，反映井下實際情況。

在砂巖型鈾礦找礦中利用這一方法，針對理論方面來說，橫坐標是自然電位與靜電位之間的比值，而縱坐標為地層的厚度。如果上、下圍巖厚度較高，曲線將會呈現(xiàn)以下特點：曲線將會圍繞著地層中點呈現(xiàn)對稱分布，且地層中點位置異常值較大。也就是說地層厚度越大，那么自然電位與靜電位之間將會趨于一致；反之地層厚度越小，那么二者之間的差別也會越大。可見，在實踐中，該方法較適用于地層厚度較大的可地浸砂巖找礦。

3.2科學劃分地層，確認其界面

自然電位測井法在應用中對滲透性地層較為敏感，由于該類地層具有明顯的異常現(xiàn)象，對此在具體實踐中，科學劃分地層能夠顯著提高自然電位測井法應用效果。如若地層水礦化程度較深，具有良好滲透性的地層，其自然電位曲線將會出現(xiàn)較大的負異常；反之，滲透性較差的地層，將會呈現(xiàn)出較小的負異常。如果泥漿礦化程度較深，自然電位曲線與前者恰恰相反，將會出現(xiàn)正異常情況，且砂巖層中含有泥質夾層時，自然電位曲線能夠更加清晰地呈現(xiàn)出來。對此，工作人員在工作開展之前，需要對周邊地質情況進行深入考察，科學劃分地層，并充分利用自然電位測井技術獲取曲線情況判斷礦產資源實際狀況。值得注意的是，由于電位曲線拐點確定難度較大，可以將該方法應用于厚度較大的地層中，而針對厚度較小的地層，可以將自然電位測井曲線與視電阻率等傳統(tǒng)方式和方法有機結合到一起，整合各種方法的優(yōu)勢，提高找礦工作有效性。

3.3根據(jù)泥質含量情況，掌握鈾礦情況

針對可地浸砂巖型鈾礦找礦而言，砂巖層滲透性直接取決于巖石中的含泥量，而自然電位曲線會隨著泥質含量的變化而發(fā)生變化。當砂巖中含有泥質時，由于泥質顆粒能夠吸附大量負離子，促使負離子發(fā)生運動。而與此同時，砂巖形成電動勢勢必會發(fā)生變化，形成“擴散——吸附”型電動勢。如果砂巖當中含有的泥質較少、或者基本沒有情況，砂巖部分電動勢不會發(fā)生變化，始終處于擴散電動勢狀態(tài)。可見，隨著泥質含量的增加，電動勢也會隨之發(fā)生變化。工作人員根據(jù)自然電位曲線的變化情況，便能夠掌握鈾礦情況。在實踐工作中，工作人員要充分利用地質自然情況，并借助自然電位曲線，更好地開展找礦工作。

砂巖自然電位曲線能夠真實反映其與泥質含量之間的關系，如果在特定條件下，電位幅值變化與泥質含量之間的關系為：

SP=a+bVsh

除了上述因素之外，找礦工作中的自然電位曲線還會受到流體、巖性等因素的影響，在實踐中，應堅持具體問題具體分析原則，結合鈾礦所在地區(qū)的實際情況，綜合考慮各方面因素，通過對自然電位曲線的觀察，找到鈾礦發(fā)展規(guī)律，更好地完成找礦工作，提高礦產資源勘探、開采工作有效性。

4　結論

綜上所述，找礦工作是一項系統(tǒng)性工程，涉及內容較多、覆蓋范圍較廣，而將自然電位測井技術應用到可地浸砂巖型鈾礦找礦工作中，在提高工作效率及質量等方面占據(jù)至關重要的位置。因此在具體工作中，應綜合各方面因素，加強對影響電位曲線因素的研究，并通過觀察曲線變化情況，判斷地下礦產資源情況，從而推進該項工作可持續(xù)發(fā)展。

[1]李立亮,阮傳俠.自然電位測井的應用與探討 [J].中國煤炭地質,2010,（S1）.

[2]徐國蒼,張紅建,朱琳.淺層地震勘探在砂巖型鈾礦勘查中的應用研究 [J].鈾礦地質, 2013,（01）.

F407.1[文獻碼]B

1000～405X（2016）～4～163～1