錢(qián)家店鈾礦床錢(qián)Ⅳ中段鈾鐳平衡系數(shù)研究及γ測(cè)井對(duì)比

肖程(遼河油石油勘探局有限公司新能源開(kāi)發(fā)分公司，遼寧 盤(pán)錦 124010)

0 引言

多年實(shí)踐表明，鈾鐳放射性不平衡在地浸砂巖型鈾礦床中幾乎是一種普遍現(xiàn)象，這種現(xiàn)象一方面影響了放射性測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，另一方面也反映了地浸砂巖型鈾礦成礦作用的一些特征。因此，深入研究地浸砂巖型鈾成礦區(qū)各種巖石的鈾鐳平衡系數(shù)特征對(duì)放射性測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的修正和研究鈾的成礦作用至關(guān)重要。

1 礦床地質(zhì)概況

錢(qián)家店鈾礦床位于內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市境內(nèi)，礦區(qū)距通遼市約50km，大地構(gòu)造位置屬于松遼盆地西南緣的開(kāi)魯凹陷。該礦床主要由錢(qián)II、錢(qián)III、錢(qián)IV塊鈾礦床構(gòu)成，已控制一定規(guī)模的鈾資源量，錢(qián)IV塊鈾礦床位于礦區(qū)東南部，鈾礦體主要賦存于上白堊統(tǒng)姚家組辮狀河砂巖中，在姚家組上下段中均有分布，是典型的層間氧化帶砂巖型鈾礦床。

2 鈾鐳平衡系數(shù)研究

在鈾礦勘查中，通過(guò)測(cè)量巖石的γ射線(xiàn)強(qiáng)度來(lái)評(píng)價(jià)其鈾含量的行之有效的方法。受近代地球化學(xué)條件及地下水水文體質(zhì)條件的影響，巖石中的鈾不是近代被溶解遷走，就是被重新沉淀吸附，鈾鐳往往處于不平衡狀態(tài)。而γ射線(xiàn)主要來(lái)自于鐳組的214Pb與214Bi。因此，在生產(chǎn)過(guò)程中，測(cè)井所測(cè)得的數(shù)據(jù)主要反映為鐳的含量，必須通過(guò)測(cè)定巖石的鈾鐳平衡系數(shù)對(duì)放射性測(cè)量換算出的鈾含量進(jìn)行修正才能獲得準(zhǔn)確的鈾含量。

2.1 鈾鐳平衡系數(shù)計(jì)算公式

根據(jù)《地浸砂巖型鈾礦資源儲(chǔ)量估算指南》，單樣段鈾—鐳平衡系數(shù)的計(jì)算公式為：

單礦段鈾鐳平衡系數(shù)的計(jì)算公式為：

單工程鈾鐳平衡系數(shù)的計(jì)算公式為：

2.2 計(jì)算結(jié)果

根據(jù)《地浸砂巖型鈾礦資源儲(chǔ)量估算指南》要求，累計(jì)在錢(qián)家店鈾礦床錢(qián)Ⅳ塊中部122個(gè)鉆孔測(cè)定了2633個(gè)樣品。

樣品選擇遵循原則：樣品分布應(yīng)具有代表性；礦段樣品位置應(yīng)與γ測(cè)井解釋礦段位置相互對(duì)應(yīng)；礦段礦心采取率≥75%；礦體內(nèi)礦段邊緣鈾含量≥0.01%。錢(qián)家店鈾礦床錢(qián)Ⅳ塊中段ZK08-15鉆孔單礦段滲透性礦石鈾鐳平衡系數(shù)計(jì)算如表1所示。

本次研究總計(jì)參與計(jì)算117個(gè)鉆孔，260個(gè)礦化段，樣品總長(zhǎng)度H=301.93m，鈾的平均含量為= 548.75mg/g。

根據(jù)《地浸砂巖型鈾礦資源儲(chǔ)量估算指南》中單樣段Kp計(jì)算公式，進(jìn)行樣品鈾含量、樣品厚度加權(quán)平均處理后，得出結(jié)果錢(qián)家店鈾礦床錢(qián)Ⅳ塊中段的鈾鐳平衡系數(shù)Kp為0.73，且具有正態(tài)分布特征，證明該地區(qū)礦化砂巖明顯偏鈾。

2.3 礦化段內(nèi)鈾鐳平衡系數(shù)分布特征研究

通過(guò)對(duì)錢(qián)家店地區(qū)錢(qián)Ⅳ塊中段鈾礦床礦段內(nèi)鈾鐳平衡系數(shù)特征的系統(tǒng)研究，利用已有數(shù)據(jù)，進(jìn)行了礦段內(nèi)鈾含量與鈾鐳平衡系數(shù)的曲線(xiàn)對(duì)比(圖1、圖2)，曲線(xiàn)對(duì)比結(jié)果表明在礦段內(nèi)，鈾含量與鈾鐳平衡系數(shù)呈明顯反相關(guān)的關(guān)系，即鈾含量高的時(shí)候鈾鐳平衡系數(shù)值低，鈾含量低的時(shí)候鈾—鐳平衡系數(shù)值高。而經(jīng)過(guò)大量數(shù)據(jù)處理對(duì)比發(fā)現(xiàn)，錢(qián)家店鈾礦床錢(qián)Ⅳ塊中段的多數(shù)鉆孔都出現(xiàn)此現(xiàn)象。

表1 錢(qián)家店鈾礦床錢(qián)Ⅳ塊中段ZK08-15鉆孔單礦段滲透性礦石鈾鐳平衡系數(shù)計(jì)算表

圖1 某鉆孔鈾含量與Kp對(duì)比示意圖

圖2 某鉆孔綜合柱狀圖

3 鈾鐳平衡系數(shù)在γ定量測(cè)井檢查中的應(yīng)用

在現(xiàn)場(chǎng)工作生產(chǎn)過(guò)程中，伽瑪測(cè)井解釋結(jié)果是對(duì)單工程礦化程度判斷的重要依據(jù)，因此伽瑪定量測(cè)井的準(zhǔn)確性十分重要。除在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行重復(fù)測(cè)井及檢查測(cè)井工作外，還需要進(jìn)行伽瑪定量測(cè)井與化驗(yàn)分析結(jié)果對(duì)比，以保證準(zhǔn)確性。

本次研究，取樣分析累計(jì)厚度hf=24.05m，平均鈾含量Cuf=0.0445%；而測(cè)井解釋結(jié)果修正后對(duì)應(yīng)的平均鈾含量Cuγ=0.0426%，計(jì)算修正所用各參數(shù)為濕度B=12.49%，鐳氡平衡系數(shù)PRn=0.87，鈾鐳平衡系數(shù)Kp=0.73。γ測(cè)井解釋與礦芯取樣對(duì)比系統(tǒng)偏離度為0.96，計(jì)算結(jié)果符合相關(guān)規(guī)范要求，測(cè)井質(zhì)量準(zhǔn)確。錢(qián)Ⅳ塊中部分析測(cè)試結(jié)果與測(cè)井解釋結(jié)果對(duì)比如表2所示。

表2 錢(qián)Ⅳ塊中部分析測(cè)試結(jié)果與測(cè)井解釋結(jié)果對(duì)比表

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)錢(qián)家店鈾礦床錢(qián)Ⅳ塊中部地浸砂巖型鈾礦床礦化段砂巖鈾鐳平衡系數(shù)的計(jì)算及應(yīng)用分析，可以得出以下結(jié)論：（1）該區(qū)塊地浸砂巖型鈾礦礦化砂巖嚴(yán)重偏鈾；（2）礦段內(nèi)鈾鐳平衡系數(shù)不均一，表明近代地下水在砂體中仍然在遷移和富集；（3）巖石中鈾含量與鈾鐳平衡系數(shù)呈現(xiàn)反相關(guān)關(guān)系，表明該地區(qū)礦化性極好，為富礦區(qū)；(4)根據(jù)分析測(cè)試結(jié)果與修正后γ測(cè)井解釋結(jié)果對(duì)比，兩者存在一定系統(tǒng)偏離度，但在誤差準(zhǔn)許范圍內(nèi)，因此認(rèn)為目前所用鈾鐳平衡系數(shù)修正測(cè)井解釋結(jié)果可用于實(shí)際鈾礦資源/儲(chǔ)量估算。