四川若爾蓋鈾礦田某礦床U-Ra平衡系數(shù)特征

陳田華 ，陳　剛

（四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，成都 610000）

四川若爾蓋鈾礦田某礦床U-Ra平衡系數(shù)特征

陳田華 ，陳剛

（四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，成都 610000）

若爾蓋鈾礦田位于南秦嶺鈾成礦帶西端，區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的主要鈾礦類型為碳硅泥巖型。通過對若爾蓋鈾礦田某礦床內(nèi)鉆孔見礦段內(nèi)采取的化學分析樣品進行U-Ra平衡系數(shù)的統(tǒng)計及特征研究，基本了解了該礦床U-Ra平衡系數(shù)的變化特征及其規(guī)律，為礦床內(nèi)放射性測井數(shù)據(jù)的修正、礦體圈定及儲量計算提供了一定的依據(jù)。

鈾礦床；U-Ra平衡系數(shù)；碳硅泥巖；若爾蓋

放射性礦產(chǎn)資源勘查實踐表明，鈾礦石的U-Ra反映了礦床形成后鈾的遷移富集狀況。U-Ra平衡系數(shù)也是鈾礦資源量計算中不可或缺的修正參數(shù)之一。

若爾蓋鈾礦田某鈾礦床為一碳硅泥巖型鈾礦床，通過近年的勘查，在工作區(qū)深部發(fā)現(xiàn)了多個較好的鈾礦體及鈾礦化，本文對該礦床兩個礦段見礦鉆孔所取的131件樣品進行了鈾鐳平衡系數(shù)、鈾鐳平衡系數(shù)與鈾含量相關(guān)性、鈾鐳平衡系數(shù)與采樣深度變化關(guān)系的研究。并對工作區(qū)內(nèi)鈾鐳平衡系數(shù)變化規(guī)律進行了研究，為放射性測井數(shù)據(jù)的合理修正、礦體邊界的圈定及鈾礦資源量的計算提供了一定的依據(jù)。

1 礦床地質(zhì)概況

若爾蓋鈾礦田位于于秦—祁—昆活動帶南帶西秦嶺—南秦嶺華力西—印支褶皺帶，南秦嶺鈾成礦帶西端。

1.1地層

區(qū)域地層出露較齊全，自震旦系至白堊系均有發(fā)育（圖1），鈾礦床主要分布在下志留統(tǒng)的硅灰?guī)r組合體中，其次為寒武系太陽頂組上段硅質(zhì)巖中，其它如奧陶系灰板巖、下二疊統(tǒng)熱讓溝組上段硅質(zhì)巖、侏羅系—白堊系火山巖和砂巖及第四系泉華中，均有放射性異常發(fā)現(xiàn)。

1.2構(gòu)造

礦床位于白龍江復背斜白依溝背斜北翼西側(cè)靠近傾伏端（圖2），核部出露下震旦統(tǒng)白依溝群。白依溝背斜主體走向NW280°左右，背斜北翼地層傾角70°左右，局部直立；南翼地層傾角50°～70°，局部直立，甚至倒轉(zhuǎn)，總的為不對稱背斜。鈾礦田位于背斜北翼。背斜被一系列北西西向、北東向斷裂切割。沿斷裂多有溫泉出露。

區(qū)域構(gòu)造以近東西向為主，北東向次之，而南北向和北西向構(gòu)造很不發(fā)育。近東西向斷裂構(gòu)造橫貫全區(qū)，以壓性為主，多為逆斷層，既是構(gòu)造線，也是地層的分界線。而北東向斷裂構(gòu)造以平推為主，屬扭性或壓扭性構(gòu)造，多呈逆時針扭動，并切割東西向構(gòu)造。北東向與東西向斷裂構(gòu)造往往縱橫交錯，相互切割形成大小不等、間距大致相等的菱形格子狀或網(wǎng)格狀的構(gòu)造破碎帶。這些斷裂構(gòu)造既是含鈾熱液上升和地下水滲透的良好通道，也提供了后生改造的成礦空間。近東西向走向斷裂帶與北東向斷裂組成菱形格狀構(gòu)造格架，結(jié)點北西側(cè)往往控制著鈾礦床的定位，而走向斷裂帶則控制著鈾礦體的產(chǎn)出。

1.3巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖分布零星，具有多期活動的特點。巖漿活動表現(xiàn)為早震旦世碎屑巖中有大量中酸性巖漿巖巖屑，為近源的晉寧期中酸性噴出巖和侵入巖風化剝蝕產(chǎn)物；加里東早中期有大量島弧火山噴發(fā)物；海西期蝕變輝綠巖多呈巖床或巖脈順層侵位，與鈾礦化關(guān)系密切；印支—燕山期火山巖、次火山巖（包括隱爆角礫巖）和侵入巖（印支晚期至燕山早期和燕山晚期兩個期次）。

巖漿活動與礦源層的形成有著成生關(guān)系。礦源層形成之后又提供了改造所需的熱源及熱水成礦溶液，反映出成礦作用與深部幔源流體有關(guān)的信息。

1.4礦體地質(zhì)特征

該礦床位于四川省若爾蓋鈾礦田西部，礦體產(chǎn)于白依溝背斜北翼下志留統(tǒng)硅質(zhì)巖及灰?guī)r層的透鏡體內(nèi)，該透鏡體長約300m，出露最大厚度在70～80m左右，含礦巖層在礦化范圍內(nèi)呈單斜產(chǎn)出，多呈斷層接觸，產(chǎn)狀較陡，地表局部地段巖層直立或倒轉(zhuǎn)。出露的地層為下志留統(tǒng)羊腸溝組下段（S1y1）、羊腸溝組上段（S1y2）、塔爾組下段（S1t1）、塔爾組上段（S1t2）。其中羊腸溝組上段（S1y2）為區(qū)內(nèi)主要含礦層，近北北西—南東東向呈帶狀展布，與上下地層呈整合接觸。

圖2　礦田斷裂構(gòu)造與礦化關(guān)系示意圖

礦體產(chǎn)于含炭硅質(zhì)重結(jié)晶灰?guī)r中，并受斷層控制，圍巖和礦體沒有明顯界線。礦體呈似層狀、透鏡狀，多以定向排列的礦體群出現(xiàn)，有膨脹收縮、尖滅再現(xiàn)、分支復合等形態(tài)變化。礦化帶展布的總體趨勢與巖層產(chǎn)狀基本一致，且與層間斷裂構(gòu)造基本吻合，礦體沿走向延伸不清，沿傾向延伸較穩(wěn)定，大于400m，礦體傾角63°～83°。礦體垂幅大，最高見礦標高為3 750m，目前對礦體最深控制標高為3 128.68m。

鈾礦物主要為瀝青鈾礦（含殘余鈾黑）其次為此生鈾礦物和含鈾礦物。其它礦石礦物有閃鋅礦等，脈石礦物主要是石英和方解石。

礦石具脫炭、脫鈣特征，結(jié)構(gòu)、構(gòu)造多為角礫狀構(gòu)造、細網(wǎng)脈狀構(gòu)造，粉砂狀結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)。伴生元素Ni、Zn，礦石工業(yè)類型為碳酸鹽型，易選冶。

2 取樣及分析

根據(jù)γ測井解釋數(shù)據(jù)和巖心β－γ編錄資料，假設(shè)鈾鐳是平衡的對鈾含量在0.01%以上的礦段連續(xù)取樣，并按鈾含量0.01%～0.03%、0.03%～0.05%、0.05%～0.1%、大于0.1%幾個品級結(jié)合巖性劃分樣品，采樣方法為1/2劈心，對采樣重量與理論重量進行了計算，誤差小于20%，符合規(guī)范要求的送分析測試中心進行鈾、鐳分析。

3 結(jié)果討論

3.1U-Ra平衡系數(shù)的計算

1）單個樣品鈾鐳平衡系數(shù)的計算（Kp）。

式中：QRa—樣品中鐳的測量結(jié)果；QU—樣品中鈾中的測量結(jié)果；3.4×10-7—鈾鐳平衡時鈾與鐳之間的質(zhì)量比值；

2）多個樣品鈾鐳平衡系數(shù)的計算（Kpk）

對多個鉆孔的樣品分別以礦段為單位按不同的樣品品級及巖性進行劃分，分別計算不同礦段不同巖性及不同品級的平衡系數(shù)，在計算每個礦段不同巖性及品級的U-Ra平衡系數(shù)的平均值時進行了樣品長度和品位的雙重加權(quán)平均。

式中: hi—第i個樣品段長度；Ui—第i個樣品段的鈾含量；Kpi—該鉆孔第i個樣品的U-Ra平衡系數(shù)；Kpk—該鉆孔U-Ra平衡系數(shù)的加權(quán)平均值；n—樣品數(shù)。

3.2鈾礦床U-Ra平衡系數(shù)分布特征

由于鈾、鐳地球化學性質(zhì)不同，在不同的地球化學環(huán)境中U-Ra平衡情況各異。礦床的不同部位受近代地球化學環(huán)境的影響的程度可能不一，造成礦床U-Ra平衡系數(shù)分布的復雜性，因此有必要研究鈾礦床U-Ra平衡系數(shù)的分布特征。

圖3　U—Ra平衡系數(shù)頻譜分布模式

圖4　礦床U-Ra平衡系數(shù)頻率分布曲線

3.2.1鈾、鐳平衡系數(shù)頻譜特征

鈾礦勘查實踐表明，各種類型鈾礦床U—Ra平衡系數(shù)的分布情況大致有以下兩類，第一類：平衡系數(shù)頻譜分布曲線有一定變化規(guī)律，曲線呈單峰形狀的正態(tài)分布（圖3，a、b、c）。圖3a表示鈾礦床或礦體的 U－Ra平衡系數(shù)近似等于1，對于這種礦床或礦體進行γ測井和γ取樣結(jié)果的定量計算不需要作平衡破壞修正。如果鈾礦床或礦體的U－Ra 平衡系數(shù)頻譜分布曲線偏向縱軸的左面（圖3b）或右面（圖3c），將顯示礦床或礦體的平衡破壞，偏鈾或偏鐳。對這種礦床或礦體進行γ測井和γ取樣結(jié)果的定量計算則必須進行U—Ra平衡破壞修正。第二類：平衡系數(shù)頻譜分布曲線出現(xiàn)顯著的無規(guī)則變化（圖3d）,即礦體中的鈾、鐳平衡破壞是無規(guī)律的，同時存在偏鈾和偏鐳的情況。在這種情況下，對γ測井和γ取樣的定量計算是極為不利的。

表1　四川省若爾蓋鈾礦田某礦段鈾鐳平衡系數(shù)頻率分布表

3.2.2鈾礦床U-Ra平衡系數(shù)特征

U—Ra平衡系數(shù)樣品以鉆孔、單個樣品厚度和鈾含量為基礎(chǔ)按式（1）分別計算各自的U—R平衡系數(shù)。通過對四川省若爾蓋鈾礦田某礦床內(nèi)的64個鈾含量＞0.01%礦石樣品分析結(jié)果統(tǒng)計出的KP值表明，單個樣品的U-Ra平衡系數(shù)會有一定的離散度，但Kp頻數(shù)總體服從正態(tài)分布（表1、圖4）,頻率曲線較完整，呈單峰曲線峰值在偏向縱軸的左邊，縱數(shù)值為0.79，顯示出中長溝地段礦石平衡明顯偏鈾，說明在γ測井定量解釋中，應作鈾鐳平衡系數(shù)修正。從圖4可以看出屬于圖3b的頻譜分布特征。這一特征充分說明對該礦床采用同一個數(shù)進行γ測井數(shù)據(jù)修正即可。礦床內(nèi)U-Ra平衡系數(shù)樣品以鉆孔中所取單個樣品厚度和鈾含量為基礎(chǔ)，按同一巖性中礦石分析品位＞0.01%、＞0.03%分別計算其算術(shù)平均平衡系數(shù)為0.79與0.82；再利用式2分別計算出其加權(quán)平均平衡系數(shù)為0.80與0.81。可以看出各品級鈾含量品級的鈾鐳平衡系數(shù)變化不大，鈾鐳平衡系數(shù)基本一致，平衡總體趨勢偏鈾。說明該礦床屬于同生沉積后生富集型礦床。

根據(jù)式6對＞0.01%、＞0.03%的分析品位樣品分別計算平衡系數(shù)其變異系數(shù)為19.8%各19.4%。參照國內(nèi)《γ測井規(guī)范》（EJ/T611-2005）技術(shù)標準,允許該礦床采用一個U—Ra 平衡系數(shù)值進行整個鈾礦床的總體平衡修正。故在測井數(shù)據(jù)定量解釋中應對γ測井結(jié)果進行修正，并根據(jù)修正后的品位圈定礦體，估算鈾資源量。

3.2.3鈾鐳平衡系數(shù)與鈾含量的關(guān)系

根據(jù)目前掌握的少量樣品初步統(tǒng)計，該礦床鈾鐳平衡系數(shù)與鈾含量呈正相關(guān)，隨著鈾含量的增高KP值逐漸增大而趨于平衡（表2、圖5），說明礦體所賦存的地球化學環(huán)境不同，有分帶現(xiàn)象，由氧化帶逐漸向原生帶過渡。

3.2.4鈾鐳平衡系數(shù)與礦體進埋深的關(guān)系

通過對目前掌握的少量樣品初步統(tǒng)計Kp與取樣深度之間的變化關(guān)系（圖6），從圖中可以看出Kp與取樣深度間具有一定的變化規(guī)律，隨著取樣深度加深，礦體平衡系數(shù)逐漸趨于平衡，礦體具有明顯的垂直分帶現(xiàn)象，礦體所賦存的地球化學環(huán)境由氧化帶向原生帶過渡。

表2　平衡系數(shù)與鈾含量有關(guān)參數(shù)表

4 結(jié)論

通過對四川省若爾蓋鈾礦田某礦床碳硅泥巖型鈾礦床礦石樣品的研究,獲得的基本結(jié)論是：

1）U-Ra平衡系數(shù)總體服從正態(tài)分布，中長溝地段礦體偏鈾，在γ測井定量解釋中，應作鈾鐳平衡系數(shù)修正。

2）若爾蓋鈾礦田某礦床屬于同生沉積后生富集型礦床。

3）各鈾含量品級的鈾鐳平衡系數(shù)變化不大，鈾鐳平衡系數(shù)與鈾含量呈正相關(guān)，隨著鈾含量的增高KP值逐漸增大而趨于平衡，說明礦體所賦存的地球化學環(huán)境不同，有分帶現(xiàn)象，由氧化帶逐漸向原生帶過渡。

4）Kp與取樣深度間具有一定的變化規(guī)律，隨著取樣深度加深，礦體平衡系數(shù)逐漸趨于平衡，礦體具有明顯的垂直分帶現(xiàn)象。

圖5　礦石U-Ra平衡系數(shù)沿深度變化曲線

圖6　礦石U-Ra平衡系數(shù)沿深度變化曲線

[1] 馮必達，詹新孟，劉富寶，等. 放射性物探方法[M].南京：華東地質(zhì)勘探局教材編寫組，1983.

[2] 章曄,華榮洲，石柏慎，等. 放射性方法勘探[M].北京：原子能出版社，1990.

[3] 張明瑜，夏毓亮，等. 錢家店鈾礦床U-Ra平衡系數(shù)特征研究[J].鈾礦地質(zhì)，2004，11（6）：365～369.

[4] 林建華.211鈾礦區(qū)302礦床鈾-鐳平衡的位移規(guī)律[J]. 西部探礦工程，2005，113（9）, 57～59.

U-Ra Equilibrium Coefficient of an Uranium Deposit in Roigê, Sichuan

CHEN Tian-hua CHEN Gang
(Sichuan Institute of Uranium Geological Survey, Chengdu 610061)

The Roigê uranium ore field lies in the west end of the south Qinling uranium ore belt. The main uranium deposit type is carbonaceous-siliceous-pelitic rock type. This paper deals with U-Ra equilibrium coefficient of an uranium deposit in the Roigê uranium ore field, providing scientific basis for radioactive logging data correction, uranium orebody delineation and reserve calculation.

uranium deposit; U-Ra equilibrium coefficient; carbonaceous-siliceous-pelitic rock; Roigê

P619.14

A

1006-0995（2016）02-0224-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2016.02.011

2015-04-20

陳田華（1983-），男，江西新干縣人，工程師，主要從事于鈾礦地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作