測井資料在含煤地層鈾礦評價中的應用

梁亞林

（山西省煤炭地質148勘查院，山西太原030053）

國土資源部科技創新發展規劃指出“十三五”期間要加強新型能源資源勘查科技攻關，以北方砂巖型鈾礦為重點，開展北方陸相盆地含鈾巖系成礦研究，重點地區就包括鄂爾多斯、內蒙古、新疆盆地等。要組織開展北方砂巖型鈾礦深部探測。基本摸清深部2000m以淺資源潛力。因此對鄂爾多斯含煤地層鈾礦研究分析具有很重要的現實意義和長遠意義。

1 研究區地質概況

鄂爾多斯盆地為一南北向矩形盆地，構造形態總體東翼寬緩、西翼陡窄，為不對稱大型向斜。根據現今構造形態，結合盆地演化歷史，鄂爾多斯盆地可劃分為：伊盟隆起、渭北隆起、西緣逆沖帶、晉西撓褶帶、天環坳陷以及伊陜斜坡等6個次一級構造單元，東勝煤田位于伊盟隆起東南部，地層產狀平緩，近于水平，區內斷層不發育。

東勝煤田位于鄂爾多斯盆地北部，南北長約100km，東西最大寬度100km，總面積8790km2，該煤田具有豐富的煤炭、鈾礦等資源。煤田區域大面積出露地層主要為中生代白堊系志丹群、新生界新近系上新統和第四系、侏羅系中統延安組、缺失侏羅系下統富縣組。東勝煤田地層產狀平緩，近于水平，區內斷層不發育，未發現巖漿活動跡象。東勝煤田主要含煤巖系為侏羅系中統延安組，巖性為中砂巖、粉砂巖、泥巖、煤層及砂巖型鈾礦。

2 理論基礎

在我國長期的煤炭地質勘探中發現了煤系地層放射性異常，其自然伽馬測井曲線有明顯的異常反應。而引起異常的因素主要有鈾、釷、鉀3種放射性元素。

測井自然伽馬測量裝置由井下儀器和地面儀器組成。下井儀器有探測器（閃爍計數管）、放大器和高壓電源等幾部分。自然γ射線由巖層穿過泥漿、儀器外殼進入探測器，探測器將γ射線轉化為電脈沖信號，經放大器把電脈沖放大后由電纜送到地面儀器。

根據研究，測井自然伽馬值有隨著鈾含量增大而增大的趨勢,二者的相關系數較高，和釷含量之間相關性很弱,釷含量對伽馬值的貢獻很小，同樣測井自然伽馬與鉀含量的相關性也很弱。因此，自然伽馬測井曲線γ異常的幅值反映了巖層放射性射線照射強度，即伽馬射線多少，也即在一定程度上反映的是鈾含量的高低。

3 實際分析

某勘探區位于東勝煤田中部，共布置6個鉆孔，其中有3個鉆孔出現自然伽馬高放射性異常（異常值都超過7.2pA/kg且厚度都大于0.70m，巖芯鑒定也均為鈾礦），另外3個鉆孔放射性值正常，見表1。

對各鉆孔放射性異常厚度做等值線圖（見圖1），由圖1可以看出，鈾礦層在D2鉆孔厚度最大為2.80m，以D2、D3和D4號鉆孔為中心，向南北2個方向慢慢變薄。

對各鉆孔放射性異常幅值做等值線圖（見圖2），由圖2可以看出，鈾礦層自然伽馬幅值在D4號孔最高為7.70pA/kg，以D4、D2和D3號鉆孔為中心，向西、南、北3個方向數值都小于7.2pA/kg，逐漸尖滅。

4 結論

表1 各鉆孔鈾礦層厚度及放射性數值表

圖1 各鉆孔鈾礦層厚度等值線圖

圖2 各鉆孔鈾礦層放射性等值線圖

經過對勘探區6個鉆孔測井資料確定的砂巖型鈾礦床的厚度與放射性含量的研究，劃分出以勘探區中東部D4、D2和D3號鉆孔為中心為鈾礦富集區。因此，我們認為利用現有測井資料對含煤地層砂巖型鈾礦進行綜合分析不但速度較快，而且大大降低了鈾礦的勘探成本，能節省大量的人力、物力和財力。還將進一步拓寬測井資料的應用領域，提高測井工作的經濟效益和社會效益。