铀矿地质范文

时间:2023-11-22 19:15:53

铀矿地质

铀矿地质篇1

[关键词]下庄矿田 单竹坑 铀矿化类型

[中图分类号] P624[文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-7-25-2

1概述

下庄矿田是我国主要的硬岩型(花岗岩型)富铀矿床之一,位于贵东岩体的东部,是华夏古陆西缘和闽赣后加里东隆起西南缘与湘、桂、粤北海西-印支坳陷的相交复合部位[1],依次经历了前震旦纪、震旦纪-中三叠世、中新生代的构造演化活动。贵东岩体呈东西向的展布,并严格的受到东西向的贵东-大东山深大断裂控制[2]。贵东岩体具有多期次侵入的特点,大致可以分为四期,第一期是英安斑岩,主要分布在岩体的北部和南部边缘;第二期是贵东岩体的主体部分为花岗综合杂岩体;第三期为英安斑岩和花岗斑岩等,主要分布在岩体中部的白门楼一带;第四期为分布较广的中基性岩墙。贵东岩体处于南岭构造带中部地质构造运动剧烈的部位,其独特的构造格局为铀元素的转移与成矿作用创造了一个有利的条件。

下庄矿田受强烈构造运动的影响,矿田中的岩浆活动频繁,并具有出露面积较大、侵入期次多、演化不连续和岩性复杂等特点[3]。区内的断裂构造发育,以NWW向、NEE向和NNE向的三组大的断裂构造为主,并将下庄矿田分割成了棋盘格子状的构造格局[4-5]。矿田中的铀成矿作用主要集中在燕山中晚期[3],频繁的构造活动带来了大量的、多期次的成矿热液,为下庄矿田铀矿的富集提供了丰富的物质来源。

2矿区地质

单竹坑详测区位于贵东岩体的东部,下庄矿田的中南部,区内较大的断裂构造有:控制矿田的近东西向辉绿岩带,北东东向仙人嶂角砾岩构造带和北北东向的石角围石英硅化断裂带。

矿区内主要出露了燕山早期第一侵入期主体过渡相的中粒斑状黑云母花岗岩,少量内部相的粗粒斑状黑云母花岗岩,以及燕山晚期部分中基性辉绿岩脉等。区内岩石蚀变作用比较发育,常见有高岭土化、绢云母化、绿泥石化、赤铁矿化、钾长石化、钠长石化等,其中铀矿化主要与硅化、赤铁矿化、碳酸盐化关系密切。

3矿区构造

区内断裂构造比较发育,按产状主要分为NWW向,NNE向和NEE向三组构造。NWW向构造以近东西向辉绿岩充填为主。NNE向构造主要由各色微晶石英、硅化蚀变花岗岩、碎裂岩及少量萤石等组成。NEE向构造主要由中-细晶石英、硅化蚀变花岗岩、硅质角砾岩、碎裂岩及少量萤石等组成。按构造的产状可分为三组:第一组为矿田东西向复杂构造带的部分,主要为早期填充的NWW向辉绿岩,规模较大;第二组为矿田东翼弧形构造带,主要形成NEE向的硅化断裂带(硅化角砾岩带);第三组为矿田成矿期构造,主要形成NNE向的石英硅化断裂带。

(1)近东西向辉绿岩构造带:下庄矿田从北到南等间距的分布着五组近东西向的辉绿岩,g5-1号辉绿岩为第五组辉绿岩最北边的一条,产状变化较大,总体走向近NWW,倾向NE,倾角约65°-70°,出露宽度约为1-10m不等,地表分布具分枝复合等特点。

(2)NEE向硅化断裂带:主要为硅化角砾岩带,地表规模较大,矿区内出露的是其东端,出露宽度约为1-3m,走向约70°,倾向NW,倾角约70°-80°,主要由中-细晶石英、硅化蚀变花岗岩、硅质角砾岩、碎裂岩及少部分萤石等组成,是矿区内的主要控矿构造。

(3)NNE向硅化带:矿区内出露的是NNE向的石英硅化断裂带南部的尾端,出露宽度约1-2m,走向约30°-40°,倾向NW,倾角约67°-87°,主要由白色微晶石英、碎裂岩、硅化蚀变花岗岩,少量黄铁矿等组成,其它NNE向硅化带规模均较小。NNE向构造是工作区的主要成矿和储矿构造。

4岩性特征

矿区内出露的岩性比较简单,以中粒斑状黑云母花岗岩为主,见少量中基性辉绿岩脉,局部见有少量的细斑状黑云母花岗岩。

(1)中粒斑状黑云母花岗岩:为燕山第一期过渡相岩性,分布广泛,岩石一般呈灰白色,局部呈浅肉红色,风化后多呈土黄褐色,少部分呈浅红色。以中粒斑状结构为主,部分为中粒结构、中粒似斑状结构,斑晶多为粗粒长石。矿物成分为钾长石、斜长石、石英、黑云母等。钾长石多呈板状、柱状、短轴状,约占岩石总量的30-45%,风化后呈红褐色。斜长石多呈板状,见聚片双晶,约占岩石总量的25-30%,一般较易风化,风化后呈灰白色。石英多呈它形、半自形的粒状,约占岩石总量的25-30%。黑云母多呈细小的鳞片状集合体,约占岩石总量的5%。岩石普遍见有高岭土化、绢云母化、绿泥石化、赤铁矿化等蚀变。

(2)细粒斑状黑云母花岗岩:为燕山第三期主侵入阶段形成,以细粒斑状结构为主,部分为细粒结构、细粒似斑状结构,斑晶多为中粒长石。其物质成分等与中粒斑状黑云母花岗岩相同。

(3)辉绿岩:呈脉状充填于近东西向的张性构造带内。新鲜岩石呈暗绿色,风化蚀变后多呈黄褐色等。主要呈自形、半自形粒状结构,显微辉绿结构或显微辉绿斑状结构。矿物成分为斜长石、角闪石、辉石、石英,其次为磁铁矿、黄铁矿、绿帘石等。斜长石约占岩石总量的50%,多呈柱状,粒径大小不一,约为0.5-2mm,蚀变后多变成绿帘石。角闪石含量约占岩石总量的35%,呈短柱状,分布充填于斜长石格架的间隙中。辉石、石英、黄铁矿等约占岩石总量的15%。岩石普遍具有纤闪石化,辉绿岩风化蚀变后多变为黄褐色,局部为黄绿色,暗红色等。

5围岩蚀变

矿区内围岩蚀变比较发育,常见的围岩蚀变主要为褐铁矿化、钠长石化、钾长石化、绿泥石化、赤铁矿化、硅化,其次为高岭土化、绢云母化、绿帘石化、碳酸盐化等。在花岗岩中,硅化与赤铁矿化、钾长石化、褐铁矿化等蚀变重合在一起,可形成较好的矿化,在辉绿岩中,硅化与赤铁矿化、绿泥石化、褐铁矿化、碳酸盐化等蚀变重合在一起,也形成了较好的矿化。

6铀矿化特征

矿区内的异常点均分布在辉绿岩中、硅化带中或硅化带与辉绿岩的相交部位及其附近。铀矿化严格受硅化构造带的控制,按其矿化赋存部位,主要分为硅化带类型矿化和交点类型矿化两种类型。

(1)硅化带类型矿化:铀矿化主要赋存于NEE向31号硅化断裂带和NNE向12号石英硅化断裂带旁侧附近,与两个构造带近似平行的次级小硅化构造带中。

(2)交点类型矿化:为区内最主要的矿化类型,铀矿化产于过硅化带与辉绿岩的相交部位及其附近,铀矿化严格受硅化构造带与辉绿岩的相交部位控制,含矿辉绿岩常具破碎,见赤铁矿化、绿泥石化、碳酸盐化、褐铁矿化、硅化等蚀变,铀常与黄铁矿、微晶石英共生。

参考文献

[1]丁瑞钦,梁天赐. 下庄矿田构造岩浆演化与富铀成矿作用初探[J].铀矿地质.2003, 19(1):21~27.

[2].邓平,沈渭洲,凌洪飞,等.地幔流体与铀成矿作用:以下庄矿田仙石铀矿床为例[J]. 地球化学. 2003, 32(6):520~526.

[3]吴烈勤, 谭正中, 刘汝洲,等.粤北下庄矿田铀矿成矿时代探讨[J].铀矿地质.2003,19(1):28~33.

[4]邱列,毛孟才,王建雄.下庄矿田湖子地区铀矿找矿方向探讨[J].地质找矿论丛.2008,23(1):11~15.

铀矿地质篇2

关键词:振兴东北;辽宁经济;铀矿地质工;勘查与开发

中图分类号:P 621;P619.14 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2017)012-0-01

前言

大力发展核电是我国能源战略的重要组成部分,到2020年核发电量将达4000万KW,届时对天然铀的需求量将有大幅的增长。辽宁省作为我国重要铀资源大省,为我国国民经济的发展作出了重大的贡献。面对着中国经济增长速度换挡期,辽宁省必须牢牢抓住这一重大战略构想所带来的机遇,依托丰富的铀矿资源发展核电及相关的铀矿勘查与开发产业,实现全面的发展。

一、辽宁铀资源的分布及特点

自1957年展开铀矿地质勘查以来,共发现7个铀矿床。其中玄岭后、大英昌、月亮山、连山关铀矿床先后建成矿山开采,为国家提供急需的铀矿资源。

1.辽东地区

处于弓长岭―八河川铀成矿亚带上。探明大型、中型铀矿床各1个,小型铀矿床3个。

(1)赛马大型碱性岩铀钍―稀土矿床

位于凤城市赛马镇,为大型铀钍―稀土矿床。资源量达10万余吨,开发前景广阔。矿床得综合利用后可生产经济与社会效益巨大。从而促进辽宁经济的振兴与发展。

(2)连山关中型铀矿床

位于本溪市南芬区下马塘镇,1996年开始开采,为辽宁经济做出了较大贡献。

(3) 玄岭后小型铀矿床

位于本溪县草河城玄岭后。20世纪七十年代已开采完毕,为我国第一颗原子弹的爆炸成功做出了较大贡献。

(4) 高家沟小型铀矿床

位于辽阳县弓长岭镇,未开展矿石选冶试验,有一定的开发前景。

2.辽西地区

处于青龙―兴城铀成矿亚带上,发现中型铀矿床1个,小型铀矿床2个。

(1)岭头中型铀矿床

位于建昌县新开岭乡,2007年开始开采,是辽宁铀矿开采的支柱企业。

(2)大英昌小型铀矿床

二、新形势下的铀矿勘查形势与经济振兴

1.找矿方向与潜力

辽宁省处于我国重要的燕辽成矿带弓长岭―八河川(辽东)、青龙―兴城铀成矿亚带(辽西)上,具有十分巨大的找矿潜力。

(1)主攻中新生代可地浸砂岩型

①辽北铁(岭)法(库)凹陷。铁法凹陷与内蒙通辽钱家店地浸型铀矿床具有相似的成矿条件和成矿环境。已发现一些重要铀的找矿线索。加大钻探投入,理清主控矿因素,有望取得突破。②辽西平庄黑水地区,前期开展了地砂岩型铀找矿工作,发现了2个工业矿孔,显示较好的成矿潜力和找矿前景。应对已往资料重新整理,加大与东北大学基础研究合作,厘定主控矿因素。

(2)兼顾辽东前寒武纪变质岩型铀矿床

B山关、玄岭后等铀矿床周围发现有众多的铀矿点、矿化点。赛马地区东侧已发现7个矿点,西侧发现有4个等矿化点。营口―草河口地区已发现长4km,分布稳定的矿化带。

2.有利形势分析

(1)政策扶持

2017年的2016-2020全国矿产资源规划中,辽宁东部的连山关地区被列入29个重点勘查区之一。

(2)资金优势

国家在“十三・五”将重点加大对辽东地区中央勘查基金投入。核工业单位已连续多年在该区申请到中央勘查基金,重点包括本溪县连山关、凤城市赛马、辽阳市弓长岭等。

(3)资料优势

经过半个多世纪的找矿与科研,辽宁省积累了极为丰富的铀找矿生产与科研基础资料,包括有矿点资料67个,地面伽玛异常点19072个,航空伽玛点81个,水化异常点1107个。

(4)队伍及人才优势

省风分布有国家直属核工业二四0研究所,属地化辽宁省核工业地质局及所属241地质队、242地质队。开采单位有北方铀业有限公司。技术力量雄厚、仪器设备先进。

(5)技术支撑优势

东北大学在辽东地区开展了多项基础科研。东华理工大学是铀找矿领域的先头兵。

(6)资金优势

铀矿作为我国战略资源,中央财政加大了铀找矿勘查的力度。东北地区以辽宁为重点,年投入资金数亿元。且国家已放开铀矿勘查,允许吸收社会各方面资金和技术力量。

三、结语

最大限度地利用现有铀勘查力量,做好现有铀资源勘查成果评价;吸收社会各方面资金,加大投入与勘查与开发力度。辽宁铀矿必将在振兴东北经济的大好形势下结出丰硕的成果。

参考文献:

[1]岳永华,等.东北铀矿地质志(R).北京:核工业地质局,2007.

[2]胡仁霞,李晓东.一带一路与东北经济的转型发展[J].延边大学学报:社会科学版,2016,49(3).

[3]谭越璇,论一带一路建设对辽宁经济发展的影响[J].商场现代化,2015(20).

[4]张金带,李友良,简晓飞.我国资源勘查现状及发展前景[J].中国科学,2008(10).

铀矿地质篇3

【关键词】地质勘探;铀矿床地质;水文地质;充水铀矿床

1 铀矿床水文地质勘探的目的与任务

铀矿床水文地质勘探工作是一项综合性很强的工作,它不仅要求水文地质工作者能够掌握水文地质、工程地质及水文地球化学等方面的理论与技术方法,而且要熟悉地质学、岩石学、地球化学以及地球物理等学科的理论与技术方法,要做到将它们之间的理论和技术方法有机结合起来,以解决矿床内各类水文地质、工程地质等问题。

2 应着重查明不同类型充水铀矿床水文地质问题

根据地下水的含水类型不同查明矿床充水的可能。

2.1孔隙水充水为主的矿床

这类矿床应着重查明岩层的岩性、结构、孔隙度、物质组分、粒度、分选性、胶结物、胶结程度、流砂层部位、给水度;含水层的分布与富水性、各含水层之间的关系;隔水层的分布、厚度与隔水性;非稳定岩层在不同条件下的变化特征等。

非稳定岩层在不同条件下的变化特征主要是指岩石在水浸、雨淋、日晒或震动等外力作用条件下岩石物理化学性质变化情况。一般可以在野外进行定性试验,再与实验室试验结合评价。

2.2 裂隙水充水为主的矿床

着重查明裂隙性质即构造裂隙节理、裂隙张性裂隙、扭性裂隙,它们发育的程度、分布规律、充填物成分、充填程度及可溶性、富水性、富水程度的控制因素;地表风化层发育深度及地下水补给、排泄条件等。

2.3 岩溶水充水为主的矿床

各种矿床所处地理位置不同,其充水因素也不同。因此上述各类矿床中遇有以下类充水因素时,要给予详细查明:

2.3.1 当矿床遇有热水或有害气体水时,应查明它的分布、控制因素、来源、气压力、温度变化规律、流量、有害气体成分及其浓度,地热盖层的分布、深度,热冷水界线及相互之间的关系,热气水对矿床开采的影响程度。

2.3.2 当矿床内或附近有较大地表水体时,必须查明地表水体的分布、水位、水深、流量、动态变化规律、最高洪水位及淹没界线、持续时间、与地下水联系程度、渗入部位及对矿床开采影响等。

2.3.3 当矿床内有大面积厚层第四系松散层覆盖时,应查明该岩性结构、含水特征、物质组分、富水程度、汇水条件,与基岩水、地表水的关系及对矿床充水影响程度。

3 铀矿床水文地质勘探阶段划分及任务

事物的不断发展都是需要时间的,所以对于铀矿床的勘察也是不例外的,从矿点到矿床的发展是需要相当一段时间的,对于此之间要经历三个阶段,就是普查、详查和勘探。对于大多数矿床系统达到对于水文地质进行勘探的工作一般是在详查的阶段就是开始的,一直到勘探的结束,对于不同阶段的工作内容不是随便做的,是要根据前一阶段的结果制定设计的,而前一阶段是对于矿床地质、水文地质的情况做的考察结果。所以就必须要明确各阶段的任务。

3.1 普查阶段。此阶段主要的任务就是发现矿点,主要的责任就是勘察矿化的实际规模和其他的掌控因素。所以水文地质的工作就是一项辅助的作用,那主要是通过地质工程总结一些水文方面的材料。主要的工作还是要寻找放射性水化学矿的。那么揭露的阶段主要是要对水文地质情况记录存档,钻孔抽水找矿,对于不一样的岩层分析含水性,为了以下阶段的工作提供一些可以参考的数据。

3.2 详查阶段。这个阶段的任务就是要明确矿区的实际情况,包括当地的水文地质、矿床充水的元素,得到一些相应的参数,借此还要估算井田的出水量。充分了解矿床当地的实际情况,以此明确矿床水文地质类型。借此研究其的水文化学方面的实际条件,最后做出详细的报告并提交。

其主要的工作就是测绘矿区水文地质,以便在探矿工程中对水文地质等情况记录和编档,还需要做简易水文观测、水文物探测井、钻孔抽水试验、定深取样、水动态观测、测量钻孔静止水位,最后掌握工程的地质材料,做岩石物理的力学分析试验。

矿区水文地质测绘,能够确定矿床水文地质类型充实和实际的调查是有利于整个工作需要的,那么调查就要在各个方面做好,要包括地下水补给、排泄、径流整个范围,特别是对于那些比较复杂的地质水文情况,这是必须的完整的涵盖整个水文单元的。

另外,这个阶段还要估量井田的出水量,这样可以有意向的断定矿床水文地质类型,这样做的目的是为了给出实际的不管是经济还是技术性的水文地质参考的数据,借此来指导矿床勘探方针,为了下面的阶段的实际设计给出数据。

3.3 勘探阶段:这个阶段主要是比较系统的明确矿区水文地质、工程地质条件、矿床充水因素及地下水补给边界条件。做到准确,完善的得到各个水文地质和工程实际的参数,这样才能预算出井田的出水量,找到提供水的水源,做好更进一步的水文化学地球化学条件,给出矿坑水对于整个地理环境的影响和有效的防治方法,对于水文条件,施工工作条件给出一定的实际的评价和结论,还要给出实际的勘探报告。

这一阶段的主要任务除了接着完成第二阶段的任务外,还要根据提出的问题,设计适合的水文地质勘探工程,对于实际的含水层作必要的不同层的抽水化验和试验,搜集水样和岩石的力学试样品,对于那些工程比较繁复的地质水文矿床,要针对比较严重的问题给出测绘和勘探。

这个阶段是最后的给出了矿区水文地质条件,矿床充水因素,确定矿床水文地质、工程地质类型的一个阶段。所以能够准确的,完整的,系统的整理这个阶段各个方面的内容和特点是很重要的。除了搜集水文地质数据这项重要的工作之外,还要把水文地质和工程地质出现的问题作为重点的研究,给出专业性的工程方案。

这一阶段的划分是按照一定的地质任务制定的,这是对于协调完成工作,全面的利用勘探工程都是很好的。但是针对特殊的情况,水文地质勘探工作可以不同于这个阶段的任务。这样的情况就可以把这个阶段放在详查阶段的前面,因为当其条件相当复杂的时候,是会影响对于矿床的采用和利用的。此时的勘察工作就是要具体问题具体解决了,根据主要的问题进行查明,而不是勘探阶段的整个系统的查明,而是特殊的对待。在详查的阶段大概完成时,就要交付地质水文勘探的总设计。勘探阶段是要根据以前的方案来继续,实际的结果说明,总体的设计矿床。水文地质的一系列工作才会取得整体的勘探效果,所以对于水文地质的勘探工作是要有系统的做的,要分布,按计划的一步步的完成工作。

4 铀矿床水文地质勘探原则

对于铀矿来说和别的矿床是一样的,它们都必须要按照必要的地质勘探规则进行的,例如工程勘探网度、勘探深度、范围、进行阶段等等,那么铀矿的水文地质勘探要又怎么样的原则呢?是要遵循以下一些必要的原则的:对于铀矿床进行水文地质的勘探工作就要按照不同的水文地质状况、勘探的不同过程来准确的制定工作的内容的,并要有工作的方案和不同的要点。因为不同矿床水文地质类型要面对的各种情况和工作的重要地方都是不同的。对于各种构造的、各种类型的都是要经过调查分析给出相应的策略和措施的。

铀矿地质篇4

关键词:铀矿床;成矿特点;时空分布;特征

中图分类号:P619.4

文献标识码:A文章编号:16749944(2016)12022402

1铀矿床研究概况

铀资源是我国重要的战略资源和能源矿产,也是我国核工业发展的基础原料。我国铀资源较为丰富,矿产类型多,已嗣鞯挠丝笞试粗饕分布于全国23个省、市、自治区。我国铀矿床类型多样化,主要为砂岩型、花岗岩型、火山岩型和碳硅泥岩型4种类型,并且成矿地质条件较为复杂[1]。在我国北方地区,新疆伊犁、吐哈盆地地浸砂岩型铀矿发展迅速,内蒙古鄂尔多斯盆地、二连盆地砂岩型铀矿找矿取得重大突破[2],最典型的成果之一就是在鄂尔多斯盆地北东部发现了一个特大型砂岩型铀矿床[3]。从2006年开始,南方重点铀成矿带、矿田的勘查工作得到恢复,部分重点地区已初见成效,取得了较显著的找矿成果,这表明我国铀矿找矿潜力巨大。

2铀矿床成矿特点

2.1矿床类型

我国铀矿床类型多样,早在20世纪60年代就已开始铀矿类型划分的研究。国内众多学者出于各自不同的角度,所采取的分类依据或准则有所不同,归纳起来主要有:按成因分类的;按含矿主岩分类的;按含铀建造分类的;按工业生产特点分类的;按主岩兼顾矿床构造和矿体形态分类的;按矿床产出的地质部位和矿物组合的分类的[1,4,5],等等。考虑到便于矿石加工处理以及对铀资源的评价,核工业地质系统习惯按含矿围岩的不同将华南铀矿划分为花岗岩型、火山岩型、碳硅泥岩型、砂岩型等。

2.2成矿特点

2.2.1花岗岩型铀矿床

花岗岩型铀矿床与花岗岩体关系密切。按照两者的空间位置可分为内带型和外带型[6]两种。矿体形态主要受断裂破碎带、围岩破碎带控制,多呈似层状、透镜体状、不规则状等。矿化类型包括碱交代岩型、硅质脉型、碎裂蚀变岩型等。

产铀花岗岩大多数是多期多阶段的复式岩体[7],常见的主体岩性为黑云母花岗岩或二云母花岗岩,少量二长花岗岩和碱性花岗岩,岩石化学特征表现为富硅、偏碱,K2O>Na2O,铝过饱和,暗色矿物组分少,铀含量较高。

2.2.2火山岩型铀矿床

火山岩型铀矿床产于中生代火山盆地内,受区域构造和火山岩层的双重控制,成矿火山岩层包括火山岩、火山碎屑沉积岩及沉积碎屑岩夹层,厚20~200 m不等。火山岩型铀矿床按近矿围岩蚀变类型可分为碱交代型(钠长石化型,未发现钾长石化型[8])、水云母化型和迪开石化型(火山岩型铀矿床特有)。铀矿体呈群脉状产出[9],且矿化垂幅大,通常大于1000 m。

常见的成矿围岩有流纹岩、熔结凝灰岩、晶屑凝灰岩、沉凝灰岩、火山角砾岩、粗面岩、安山岩等。其蚀变类型较常见的是酸性蚀变,矿石中铀的存在形式,除铀矿物外,常以分散吸附状态存在于粘土矿物、有机质、胶磷矿、火山灰等介质中。

2.2.3碳硅泥岩型铀矿床

广泛分布于上震旦―下二叠统碳硅泥岩层位中。含矿主岩岩性丰富,粒度一般较细,成分不纯,以薄层的过渡性岩石组合为主要特征,常见以泥质白云岩、硅质灰岩、炭质硅质岩、硅质泥岩、炭质泥岩等呈频繁互层或夹层。铀主要以吸附状态存在,独立铀矿物为沥青铀矿、铀黑[10]。区内少见岩浆活动,有些地区可见花岗岩体,但与成矿时差较大。围岩蚀变类型包括退色化、绿泥石化、水云母化、红化、硅化、黄铁矿化、萤石化等。

2.2.4砂岩型铀矿床

产于中新生代陆相沉积盆地中,含矿的砂岩层位有两个,一是白垩纪红色碎屑岩建造中浅色或灰绿色砂岩层,另一是侏罗纪含煤或含炭碎屑岩建造中的砂岩层。矿化一定程度上受岩性、岩相控制,沿一定的岩性层分布。由于含矿地层大多是贫铀层,不具备铀源层的作用,因此成矿物质主要来源于附近的富铀层或花岗岩基底或深部岩浆房。

与成矿有关的围岩蚀变,有的矿床较简单,仅发育绿色水云母化等,有的矿床较复杂,具有火山热液蚀变的特点,并形成U、Pb、Zn、Mn、Ag元素组合。另外,本类矿床受浅色层或含炭砂岩控制,矿体产状与层位近一致。

3铀矿时空分布特征

3.1花岗岩型铀矿

花岗岩型(含岩浆型)铀矿成矿时代较为广泛,时代跨度很大,最老的近19亿年,如连山关矿床[11],最年轻的为10 Ma,如双滑江矿床;但绝大多数铀矿床的形成时代仍为白垩纪和新生代。中国东部,包括华北、北秦岭和华南,成矿时代以晚白垩纪为主,集中在65~95 Ma之间,少量为早白垩纪,铀矿年龄>100 Ma[3]。北秦岭和华南由于受喜山运动影响,部分铀矿年龄

我国花岗岩型铀矿的空间分布不均匀,绝大多数集中分布在华东南铀成矿省。其中桃山-诸广铀成矿带预测资源量占花岗岩型铀矿预测总量的49.2 %[12],接近一半。其余一半分布于武夷山成矿带、郴州-钦州成矿带、雪峰山-摩天岭成矿带、湘中成矿带、北秦岭成矿带和辽宁成矿带。另外,在阿尔泰、南天山、西昆仑、康滇地轴、昌都等成矿远景带也分布有少量的矿点和矿化点。

3.2火山岩型铀矿

我国火山岩型铀矿床的成矿时代比较集中,绝大部分火山岩型铀矿床均为中生代晚期的白垩纪,只有新疆白杨河矿床[13]等少数矿床属二叠纪。中生代时期,由于太平洋板块的俯冲作用,导致我国东部处于大陆边缘的活化带形成了大量的中酸性火山岩,并受后期强烈的伸展作用影响,形成了大量火山岩型铀矿床。

我国火山岩型铀矿床在空间上分布于6条火山岩型铀矿成矿带:赣杭、武夷山、长江中下游、沽源一红山子、兴城一青龙和雪米斯坦成矿带,以及8条火山岩型铀矿成矿远景带:天目山、金寨、扎兰屯、伊春、额尔古纳-满洲里、乌伦古河、北天山和措勤-南木林成矿远景带。

3.3碳硅泥岩型铀矿

我国典型的海相碳硅泥岩主要形成于晚震旦世至早二叠世,其中晚震旦世至早寒武世碳硅泥岩分布最广,主要分布于湘、赣、粤、川、黔、桂等地[14],志留纪碳硅泥岩主要分布于南秦岭地区,而泥盆纪、石炭纪、二叠纪碳硅泥岩主要分布于我国华南地区。扬子陆块东南缘、华北陆块南缘含矿主岩的形成时代为晚震旦世至早寒武世(500~700 Ma),但铀成矿年龄却比主岩形成时代要晚得多,一般均

3.4砂岩型铀矿

砂岩型铀矿的成矿时代跨度很大,从190 Ma(J1)到1 Ma(Q)[16],但高峰期为白垩纪和新生代,西部主成矿期是始新世和中新世,次成矿期为上新世以来,与喜马拉雅造山运动强烈和含矿层位抬升剥蚀相关;中部成矿年龄较老,主成矿期为早白垩世和晚白垩世,后期叠加了中新世的后生改造;东部砂岩型铀矿成主成矿期为晚白垩世,跨度较小。

砂岩型铀矿集中分布于北方大中型盆地,其中鄂尔多斯盆地、伊犁盆地、吐哈盆地、二连盆地、松辽盆地和巴丹吉林-巴音戈壁盆地等六大盆地预测铀资源量占砂岩型铀矿预测总资源量的75 %左右,准噶尔盆地、塔里木盆地、库米什盆地、柴达木盆地、潮水盆地及走廊盆地群、敦密盆地群等的预测资源量占砂岩型轴矿预测资源总量的13 %;南方盆地主要是衡阳盆地、四川盆地、腾冲盆地群、临沧盆地群和十万大山盆地群等,其预测资源量仅占砂岩型铀矿预测总量的15 %。

砂岩型铀矿床的主岩、矿化类型呈现由西向东渐变的规律,即:成矿主岩从J1-2变化到J2(新疆盆地),再到K1(二连盆地),最后到K2(松辽盆地)。矿化类型从层间氧化型型到古层间氧化型,再到沉积-成岩叠加层间氧化型。

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铀矿地质篇5

摘要:在相山矿田发现富矿体中铀矿物与磷灰石紧密共生,U含量与P2O5含量呈明显的正相关关系。磷灰石先形成,铀后被吸附而富集成矿。运用静态法研究磷灰石对铀的吸附行为,探讨了pH值、时间、温度及铀质量浓度等因素对磷灰石吸附铀的影响,并对吸附前后的磷灰石进行了X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)分析。结果表明:在酸性―弱酸性条件下,磷灰石可以在10 min内自发地迅速吸附大量铀,吸附过程中无新的矿物相生成,铀呈非晶态吸附在磷灰石表面;磷灰石对铀的吸附同时符合Boyd液膜公式及Langmuir吸附等温模型;磷灰石对铀的最大吸附量可达94.3×10-3,吸附半衰期为33.97 s。揭示的磷灰石吸附铀的规律有助于探讨磷灰石对相山矿田铀富集成矿的意义。

关键词:磷灰石;吸附;铀矿;富矿石;赋存特征;成矿作用;热液矿床;江西

中图分类号:P611.5;P619.14文献标志码:A

Experiment on Apatite Adsorbing Uranium and Its Implication on Uranium Mineralization

―Taking Xiangshan Orefield in Jiangxi as an Example

WANG Qian1,2, HU Baoqun2, SONG Jinru2, NIU Jianguo2, QIU Linfei3,

SUN Zhanxue2, LI Mangen2, LU Guxian4

(1. Chifeng Institute of Geology and Mineral Exploration and Development of Inner Mongolia, Chifeng 024000,

Inner Mongolia, China; 2. National Defense Key Laboratory of Fundamental Science on Radioactive Geology

and Exploration Technology, East China University of Technology, Nanchang 330013, Jiangxi, China;

3. Beijing Research Institute of Uranium Geology, Beijing 100029, China; 4. Institute of

Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100081, China)

Abstract: Uranium minerals and apatite from highgrade ores in Xiangshan orefield are closely associated, and the relationship between contents of U and P2O5 is obvious positive. Apatite forms firstly, and then uranium is absorbed and mineralized. The adsorption behavior of apatite on uranium was studied by the means of static method, and the effects of pH value, time, temperature and mass concentration of uranium on apatite absorbing uranium were discussed. The XRD, SEM, EDS analyses before and after apatite absorbing uranium were compared. The results show that the apatite can rapidly absorb a lot of uranium in the acidweakly acid conditions within 10 min; there is no new mineral formed after the adsorption; uranium is adsorbed on the surface of apatite in amorphous substance; the adsorption can be described by Boyd liquid membrane formula and Langmuir adsorption isotherm model; the maximum adsorption of apatite on uranium is 94.3×10-3, and the halftime of adsorption is 33.97 s. The above results, which reveal the regularity of apatite adsorbing uranium, are helpful for the study on uranium enrichment mineralization effected by apatite in Xiangshan orefield.

Key words: apatite; adsorption; uranium deposit; highgrade ore; occurrence characteristic; mineralization; hydrothermal deposit; Jiangxi

0引言

江西相山矿田是重要的铀资源基地,产有中国最大的火山岩型铀矿床。已有大量研究发现,在相山矿田的富铀矿石中普遍存在大量磷灰石[113],其是火山热液型铀矿床中的主要共生矿物之一。铀矿石的化学成分分析也显示出,富铀矿石中的U与P2O5含量(质量分数,下同)呈显著正相关关系[1415]。由此可见,相山矿田磷灰石无疑与铀成矿作用关系密切。除了邹家山矿床有此规律外,相山矿田其他矿床(如云际矿床、山南矿床)富矿体中也可见此现象。而且在中国下庄矿田、棉花坑矿床、新疆红石滩矿床以及红石和多尔诺特超大型火山热液型铀矿床[14],印度拉贾斯KerpuraTiwarikabas 地区铀矿床[15],南非Pongola盆地地区铀矿床及澳大利亚昆士兰州Valhalla 铀矿床[16]等国内外诸多热液型铀矿床中也普遍存在这种现象。探索磷灰石在铀成矿过程中的作用,有助于更好地理解本区热液铀成矿机理。基于此,本文以江西相山矿田为例,研究矿石中磷灰石赋存特征,开展磷灰石吸附铀试验,探讨磷灰石吸附铀对富大铀矿床形成的意义。

1磷灰石赋存特征

相山矿田富矿石多表现为泥质疏松状,可见有明显的铀矿物。该矿田有大量磷灰石存在,且与铀矿物密切共生。矿体中存在两种类型磷灰石:一种是细粒且具有良好晶形的磷灰石[图1(a)],为早期结晶形成的产物;另一种为不规则形态的磷灰石[图1(b)~(d)],富矿石中常见铀矿物包裹磷灰石,或在磷灰石附近(旁侧、边部)生长,或充填于磷灰石的裂隙中[1718]。

对相山矿田富矿石常量元素和U含量进行分析(表1),U含量与P2O5含量呈明显的正相关关系(但不是线性正相关关系),矿石中P2O5含量比正常的碎斑熔岩要高出一个或两个数量级。根据矿石中P2O5含量来估算,在富矿石中磷灰石可占10%以上。已有的资料也显示出该矿田富矿石、贫矿石和表外矿石中U含量与P2O5含量之间的正相关关系(图2)[4]。

综合上述现象及前人研究成果,相山矿田铀矿石中磷灰石赋存状态特征主要有:①铀矿石中含较多的P2O5,特别是在富矿石中;②铀矿石中U含量与P2O5含量呈正相关关系,但不是线性正相关关系;③铀矿石中的磷灰石有自形,也有非自形的,颗粒细小,有不少胶态磷灰石;④磷灰石和铀矿物不是同时沉淀的。显微镜下可见铀矿物与磷灰石紧密共生在一起,但是却分布于磷灰石的或充填于其裂隙中,由此推测是磷灰石先形成,之后U才被磷灰石吸附。

2试验思路与方法

为探索磷灰石在铀成矿中的作用,开展磷灰石对铀吸附的模拟试验。热液铀矿床的矿物生成及铀成矿机理取决于多种地质因素,如酸碱度、温度、压力等的变化,热液成分、矿化剂的含量变化以及围岩的成分性质和构造类型等。这些因素在具体条件下所起的作用差别很大,本文只讨论影响磷灰石对铀的吸附性能的主要因素。参考大量磷灰石在环境治理方面的试验研究[3,1923],对各种不同的物理化学条件进行精确控制,试图了解各因素对磷灰石吸附铀的影响,进而探讨磷灰石对铀吸附富集成矿的机理。

试验中用到的所有化学试剂均为分析纯试剂并且使用前未经任何纯化处理。磷灰石为天然磷灰石。所用仪器有SHAC型恒温培养振荡器、AE240型电子分析天平、721E型可见分光光度计和pHS3C型酸度计。试验采用静态法,该方法简便、有效。把吸附量或吸附分配系数作为状态函数,pH值、离子强度、吸附质浓度、吸附时间等作为自变量,通过控制自变量获得吸附与这些自变量的关系。

具体做法是:将经过预处理的磷灰石和一定量已知质量浓度的铀标准溶液加入容器中密封,在不同的物理化学条件下,恒温振荡至吸附平衡后,两相分离并分析溶液中铀质量浓度,得到吸附分配系数等参数,再作图和计算求出各变量之间的相关关系。所有吸附试验均在正常大气条件下完成。

3结果分析与讨论

3.1pH值对磷灰石吸附铀的影响

pH值是影响重金属离子与吸附剂吸附交换的主要因素之一。由图3可知:①pH值对吸附产生强烈的影响,不同酸碱度条件下磷灰石对铀的吸附量明显不同;②pH值为1时,磷灰石几乎不吸附铀。在pH值为2~3时吸附量最大,在pH值为25时吸附量达到峰值,而pH值为4~6时有一定吸附量,但吸附量明显降低;③pH值在2.5之后,随着pH值的增加,吸附量逐渐降低。磷灰石对铀的吸附量在pH=2~3的范围内发生迅速变化,随后随着体系的pH值增大,吸附量逐渐下降。其中,吸附量指每克磷灰石吸附铀的质量。

大量研究发现,随着pH值的升高,金属离子在各种吸附剂上的吸附能力逐渐增强[24],但pH值对吸附性能的制约跟H+与UO2+2之间的竞争吸附有关[25]。在酸性条件下,随着pH值的增大,UO2+2不断发生水解(图4),羟基合铀酰配合物不断增加,UO2+2不断减少,铀既有吸附又有不断水解发生沉淀[2627]。因此,在pH=2.5时铀吸附量达到最大之后,随着pH值的增大,铀吸附量不断降低。

X为铀酰离子、羟基合铀酰离子的相对比例;图件引自文献[26]

3.2时间对磷灰石吸附铀的影响

改变反应进行时间,考查时间对磷灰石吸附铀的影响,反应在室温下进行。不同反应时间与吸附量的关系见图5。在10 min内,随着时间的增加,磷灰石对铀的吸附量显著上升;10 min后吸附率基本不变,即吸附基本达到平衡。铀在磷灰石上能迅速吸附达到平衡,磷灰石对铀的吸附量为75×10-3;如此短的吸附平衡时间说明铀在磷灰石上的吸附主要是化学吸附或者强表面络合作用,同时伴有物理吸附,因为与化学吸附及表面络合作用相比,物理吸附和离子交换作用需要较长的时间才能达到平衡。磷灰石对铀的吸附过程是一个复杂的非均相固液反应。铀残余质量浓度与吸附时间的关系大致分为两个阶段:前期(10 min以内)吸附速度极快,溶液中铀质量浓度很快下降;在反应的后期阶段(10 min之后),铀质量浓度继续下降,但与前期相比吸附速度显著减缓,吸附反应基本达到平衡。以第一阶段铀残余质量浓度与时间作图并进行线性拟合,铀残余质量浓度(Ci)与时间(t)之间基本呈负线性相关关系(图6),该阶段磷灰石对铀的吸附基本符合零级反应动力学方程的典型特征。

磷灰石吸附铀的过程为液膜扩散。Boyd液膜公式为

-ln(1-F)=K

F=QtQe

式中:Qe为吸附平衡时磷灰石对铀的吸附量; Qt为反应时间t对应的磷灰石对铀的吸附量;K为液膜扩散速率常数;F为中间变量。

以-ln(1-F)对反应时间t作图得到图7。由图7可见,反应时间t与-ln(1-F)呈线性相关关系,相关系数为0999,斜率为0.004 2,表明吸附反应符合液膜公式。由斜率求出吸附速率常数为204×10-3 s-1。反应物质量浓度降低一半时,吸附反应的半衰期为33.97 s。

图7反应时间与-ln(1-F)的关系

Fig.7Relationship Between Reaction Time and -ln(1-F)

3.3温度对磷灰石吸附铀的影响

温度也是影响吸附质在固液界面上吸附行为的重要参数之一。分别调节反应进行时的温度,以考查温度对磷灰石吸附铀的影响,不同温度与吸附量之间的关系见图8。

图8反应温度对吸附量的影响

Fig.8Effect of Reaction Temperature on Adsorption Capacity

随着温度的升高,吸附率没有明显变化,仅在96×10-3左右波动,表明磷灰石吸附铀受温度的影响很小。在加热状态和常温下,试验都能取得同样的吸附结果,磷灰石对铀的吸附可自发进行。

3.4固液比对磷灰石吸附铀的影响

体系中吸附剂的量与溶液的量比值(即固液比)往往对吸附产生较大的影响,改变磷灰石的初始量(反应初始固液比),以考查固液比对磷灰石吸附铀的影响。不同固液比与吸附量之间的关系见图9。

吸附率指固相吸附量与初始吸附量的比值

铀在磷灰石上的吸附量随着固液比的增大而增大,这是由于固液比增大时提供的可吸附位点随之增多。在磷灰石质量为0.1 g之后趋于饱和,溶液达到平衡状态。

3.5铀初始质量浓度对磷灰石吸附铀的影响

改变铀标准溶液的初始质量浓度,以考查铀质量浓度对磷灰石吸附铀的影响。不同铀质量浓度与吸附量的关系见图10。由图10可知:①铀质量浓度对磷灰石吸附铀的影响很大,随着铀初始质量浓度的增加,磷灰石对铀的吸附量逐渐增大;在初始质量浓度为50~350 μg・mL-1时,吸附量增长明显且呈线性增长,在初始质量浓度大于350 μg・mL-1时,吸附量增长明显变缓并趋于平衡;②磷灰石对铀的吸附为多点吸附。

选择Freundlich和Langmuir两个常用吸附等温模型进行拟合,探讨吸附量与吸附质平衡质量浓度之间的变化规律。由图11可知,Langmuir吸附等温模型拟合相关系数明显高于Freundlich吸附等温模型,说明磷灰石对铀的吸附更符合Langmuir吸附等温模型,试验数据可用Langmuir吸附等温模型来描述。由拟合公式可得模型斜率为106×10-3,磷灰石对铀的最大理论吸附量为943×10-3,且以化学吸附为主。由此可见,磷灰石对铀的吸附能力极强且吸附量大。

Q为吸附量;Ce为平衡时铀质量浓度4吸附前后磷灰石SEM、EDS、XRD对比

为了解被磷灰石吸附的铀赋存状态以及吸附过程中是否产生新的矿物相,对吸附前后的磷灰石进行扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)分析和比较(图12~14)。SEM图像显示出磷灰石颗粒细小,棱角分明,分散性较好,表面粗糙,提供了较大的吸附表面积及吸附点位,为磷灰石大量吸附铀提供了十分优越的结构条件。EDS图像中可见吸附之后的磷灰石表面有大量铀。磷灰石吸附铀前后的XRD图谱无明显变化,衍射角未发生偏移和增减,表明磷灰石吸附铀前后的晶型并未发生改变,在XRD图像中也并未发现铀矿物谱线,显示出无铀和磷的新结晶矿物相形成。

综合SEM、EDS及XRD分析可知,磷灰石具有良好的吸附性能,铀呈非晶质吸附态沉淀在磷灰石表面。

5铀成矿意义

pH值对铀的吸附性能影响最大,在pH为2~6的酸性环境中铀被广泛吸附。这与磷灰石主要在弱酸性介质中吸附铀的认识相一致。溶液体系中的pH值降低是特富矿形成的重要条件,最佳pH值为25。由此来看,在热液铀成矿过程中,酸性环境的磷灰石可大量快速地吸附UO2+2,铀快速沉淀富集成矿。磷灰石吸附铀的吸附速度快,10 min就能达到吸附平衡,相对于漫长的地质作用过程而言可以说是瞬间即可大量吸附。

前人已通过大量包裹体测温对相山矿田邹家山矿床的成矿温度进行了研究[28]。把397 ℃作为成矿前的气液温度,相山矿田两期成矿温度为310 ℃和220 ℃[17],为中低温矿床。本文只研究了低于60 ℃条件下磷灰石对铀的吸附性能受温度的影响不大。作为化学吸附反应,温度无疑对其反应是起到促进作用的,因此,在中低温热液成矿环境条件下,在较宽广的温度范围内磷灰石对铀的吸附量将更大。

由试验可知,磷灰石对铀的吸附量大,可达943×10-3。磷灰石在宽广的物理化学条件下对UO2+2有很好的吸附能力,可吸附大量UO2+2使铀富集成矿。在热液铀成矿过程中能吸附铀的矿物不仅有磷灰石,其他矿物也会吸附铀。因此,铀被吸附的量会更大,铀更易富集成矿。

在热液矿床成矿过程中,磷灰石沉淀是一个非常快速的过程[29]。本次试验和大量前人研究都显示出磷灰石对铀具有良好的吸附性能,是极好的铀酰捕收剂。当含UO2+2的热液流经磷灰石,在极短时间内磷灰石可吸附UO2+2而使铀大量沉淀成矿。这与相山矿田的地质现象非常吻合,在相山矿田矿石中磷灰石与铀紧密共生,P2O5含量与U含量呈正相关关系,铀分布于磷灰石及裂隙中。相山矿田特富矿石主要为酸性铀矿石,与本试验结果总体来看是一致的。

6结语

(1)相山矿田矿石中磷灰石与铀紧密共生,P2O5含量与U含量呈正相关关系,铀分布于磷灰石及裂隙中,磷灰石可吸附铀而成矿。

(2)磷灰石对铀的吸附量大,以化学吸附为主。在常温条件下,当pH=2时,磷灰石吸附铀的吸附量可达943×10-3。磷灰石对UO2+2的吸附速度快,在反应10 min时即可达吸附平衡。当pH为2~6时,磷灰石对UO2+2都能吸附。其中,在pH为2~3时吸附量最大,当pH为2.5时达到峰值。在弱酸性条件下,均可取得良好的吸附效果。在20 ℃~60 ℃范围内,试验显示温度对磷灰石吸附UO2+2的吸附量影响不大,即在较宽广的温度范围下磷灰石都能大量吸附铀。由此可知,磷灰石对铀的吸附可自发进行。

(3)综合磷灰石吸附铀的特征,在宽广的物理化学条件下,磷灰石可作为热液成矿作用中UO2+2的捕收剂,可大量吸附热液中的UO2+2,使铀沉淀富集成矿。热液铀矿床是水岩相互作用的产物。磷灰石对铀的吸附性能试验很好地模拟了这一成矿过程。磷灰石对铀的吸附作用是铀从热液中沉淀并形成富大铀矿的一种重要机制和方式。

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铀矿地质篇6

一、提高国内铀资源保障能力是促进核电产业快速发展的重要条件

铀资源不是一般的资源商品,而是军民两用的战略资源,受到国际社会高度关注和重点监控的能源。我国天然铀主要来自国内生产、海外铀资源开发和国际铀贸易3种渠道,而海外铀资源开发和国际铀贸易存在诸多不确定性,受国际政治形势影响较大。因此,国内铀资源保障程度,一方面,将决定我国在国际铀产品市场的地位与作用,决定我国在铀资源贸易中的话语权;另一方面,将决定我国核电发展是否会受制于人。

此外,我国铀资源潜力巨大,加大国内铀矿勘查的力度,确保国内铀资源可靠供应,对全面保障我国核工业又好又快安全发展具有十分重要的战略意义。

二、我国已建立了完整的铀资源开发体系并拥有良好资源优势,为铀资源保障能力的提升奠定了坚实基础

经过半个世纪的发展,我国已经形成了集铀矿地质勘查、铀矿开采、铀水冶加工为一体的、完整的军民两用工业生产体系,为国防工业建设、核电产业的发展提供了坚强保障,奠定了坚实基础。目前,国内铀资源总体形势是:“近期有保障,中期有依托,远期有潜力”。

从近期(2020年)来看,我国现保有铀资源储量,加上按照目前投资规模,今后每年新增探明的铀资源量,以及投资国外矿山和国际贸易获得的铀资源,可以充分保障2020年以前的需求。从中期(2030年)来看,通过进一步提高勘查强度,预计在2020年后,每年新探明的铀资源,可以为2030年以前核电发展的铀资源需求提供依托。从远期(2050年)来看,我国具有广阔的铀资源前景。根据新一轮全国铀资源潜力预测评价的阶段性成果,我国是铀资源比较丰富的国家之一。

三、铀资源的开发力度不强,已在一定程度上制约了铀资源保障能力的提升

近几年来,国家高度重视天然铀产业的发展,投入逐步加大、价格逐步理顺,天然铀产量增长较快,但与实现铀资源保障能力的要求相比还有较大差距,主要有两方面原因:

第一,资金投入不足,历史欠账较多。自上世纪80年代后期以来,铀矿勘查工作在相当长的时期内处于低水平维持状态。“十五”初期,完成的年度钻探工作量在10万米左右徘徊。直到2007年以后年度钻探工作量才达到50万米,不及历史高峰时的三分之一,仅是西方铀矿大国的五分之一到三分之一。

由于长期投入不足,严重影响了国内铀资源勘查和铀矿冶基础能力建设和技术水平的提高。铀矿勘查只能主要集中投入在点上和浅部的普查、详查和勘探,导致勘查程度低,探明的资源有限,勘查后劲不足。目前,我国存在大片待查区域,尚有大约50%的铀矿可查面积和可航测面积未进行调查评价、航空测量,其中有大面积地区铀矿地质工作程度几乎为空白,绝大多数矿床的勘查深度只在500米以内。这些已成为制约国内铀资源供应的最主要因素。

第二,在现有矿权体制下,已探明的部分铀资源因矿权问题开发利用存在难度。在上世纪特殊历史背景下,因保密等原因,铀矿地质储量报告未汇交至国家矿产资源管理部门,致使已探明铀矿床的资源情况未被国土资源部门掌握。2006年国家制定积极发展核电的政策以来,受经济利益驱使,部分铀矿矿产地被重新设置了铀探矿权或非铀矿种矿业权,造成国家巨资探明的、已具备开发条件的铀矿资源在申办采矿权证方面仍有难度。国土资源部给予了大力支持和积极推动,取得了初步效果,但仍需要加大工作力度。

四、加大铀资源勘探、科研投入和资源合作开发的政策建议

第一,加大国家投入和政策支持力度。建议加大国家财政资金对于基础性、公益性铀矿勘查的投入力度,提高我国铀矿地质工作深度。建立中央财政预算核地勘专项,形成稳定长效的财政投入机制,根据国家需求确定铀资源勘查任务。加大铀矿山基础设施改造资金投入,加大新规划铀矿项目国家资本金投入比例,给予成本较高的铀矿项目长期低息贷款的政策扶植。加大财政资金对科技创新的投入,促进国内天然铀产业的可持续发展。

第二,出台相关政策,解决待开发铀资源地的矿权问题。建议将已探明的铀矿资源的矿产地及有勘查前景的矿区范围设立为国家铀矿规划区,在铀矿规划区内不受理非铀矿矿权的申请。已设置了非铀矿探矿权的,在其期满后不再延续,或准予设置铀矿探、采矿权,根据资源赋存情况、开发条件,按照矿权的范围和期限,由浅入深的开采顺序,分区、分期、错时开发,做好综合开发利用资源和矿权设置两者的关系。地方政府在铀矿产地设置了非铀矿规划区的,建议进行修编工作。在出台相关政策前,建议对现有铀矿资源加以保护。

第三,搞好资源整合,实行优势互补,推动铀资源合理开发和利用。按照“谁投资,谁受益”的原则,遵循中央政府对铀矿资源、铀产品管理的政策和规范要求,在天然铀采冶、生产经营、铀产品的安全保障、放射性环境保护等由中央政府统一管理、中核集团承担主体责任的政策前提下,按照市场经济的模式,采用“入股不控股、分红不分铀”的方式,形成广泛联合,加快与煤炭、石油、天然气行业所掌控的铀资源开发的力度,科学合理布局,综合开发,利用好国家宝贵的能源资源。在铀矿勘查上发挥中国核工业地质局的主力军作用,同时,加强与属地化核工业地勘队伍的联合与合作,支持有能力的属地化核地勘单位积极开展铀矿地质勘查工作。

铀矿地质篇7

关键词:铀;铀价;铀矿勘查

2006年是世界铀矿业史上重要的一年,铀现货、期货价(Trade Tech和U x C)创历史最高(2006年12月达到187.2$/kgU)。与2005年同期的铀现货(95.108$/kgU)、期货价(93.938$/kgU)相比,增幅约一倍。2006年也是世界铀矿山生产史上的一个多灾之年,雪茄湖铀矿受到山洪袭击,麦克莱恩铀矿采矿地质条件发生突变,遇到大量低品位矿石,贾比鲁卡铀矿遭意外旋风的侵袭,奥林匹克坝矿山生产设备维修而使铀生产断续进行 ……。哈萨克斯坦铀生产量稳中有升而跻身2006年度世界铀生产量三甲,美国矿山铀生产量、钻探费用和工作量达1999年来最高,蒙古在西方资金的注入下,硬岩、砂岩铀矿勘查与开发双获实质性进展 …… 。地下常规方法开采的硬岩铀矿产量依旧是世界铀产量的“中流砥柱”,来自地浸方法的铀产量老老占据世界铀生产量1/4的份额。

1,铀价

2006年国际(Trade Tech和U x C)铀现货价年初(2006年1月)为96.2$/kgU,年末(2006年12月)飚升至187.2$/kgU,全年平均达到121.71$/kgU。2006年的铀现货价格不但是2000年以来的最高(2001年11月和12月为18.46$/kgU),而且也创造了铀价史上最高(1978年6月和7月为112.48$/kgU), 见附图。

1.1铀价创新高之缘由之一

全球核电的现状与未来为世人普遍认同与看好。包括稳固核发电为基调之一的美国新能源政策正在得到了贯彻与落实,反恐工作促使各核电厂加大各自的铀燃料储备;铀矿资源殷实的澳大利亚的“三矿”政策(全澳同时生产的铀矿山限三座:兰杰、奥林匹克坝、贝弗利)未有松动;地处高纬度的北欧、西欧诸国核发电已成为其民生、经济稳步发展的基础,但铀原料主要取自海外;俄罗斯是世界上同纬度各国中人均用电量最少的国家之一,核发电已成该国重塑世界强国的必然选择,但其近年来铀矿勘查、开发缓慢,高浓铀转来的核电低浓铀出售以压库存而获利为俄铀工业的主要业务;东欧各国油气供应受到俄罗斯的牵制,一直依赖俄罗斯核原料供应支撑的核电厂也会遭到不测吗?追求铀燃料来源多样化成为他们的时尚;印度、中国的大国经济崛起需要有强劲的能源作后盾,两大国分别制定了各自未来核发电计划;经济强国日本、韩国本土能源矿产稀缺,两国经济对核电的依存度愈来愈高,对海外铀的依存度也愈来愈大。所有这些事态孕育、促进各国加强在世界各地的铀的探、采、冶及商业采购活动。

1.2铀价创新高之缘由之二

2006年是全球世界级铀矿山生产的一个多灾之年,加拿大阿萨巴斯卡盆地中世界级大矿-雪茄湖受到山洪袭击,矿山生产竖井进水,矿山生产不能正常运行长达6个月之多。世界著名的富、大铀矿山之一的麦克莱恩湖铀矿,2006年整个上半年地下掘进中地质情况突然变差,高品位富矿“神秘尖灭”,选矿厂得到大量低品位铀矿石,经济效益变差,产量萎缩。2006年-澳大利亚北部的贾比鲁卡意外遭到一场旋风的侵袭,导致该矿06年上半年铀产量大减。世界铀生产第一大户-奥林匹克坝“带伤运行”,不定期的设备维修致使矿山在较长时间里断续进行,产量下滑,2006年4季度仅生产822 tU,较2005年同期下降23%;与2005年下半年比,只生产1615 tU,同比下降25%。2006年上半年澳大利亚和加拿大的铀产量较2005年同期分别下降了27%和33%,伴随着世界主要矿山的铀产量下降,导致铀价继续震荡并向高位上扬。

1.3铀价创新高之缘由之三

其他方面的因素,例如近年来美元对世界其他货币的汇率的变动、铀市场上出现的“套头”交易、俄罗斯政府铀贸易新老体制、机制存在的矛盾与摩擦导致俄-美高浓铀转换为核电用低浓铀的供货贸易合同的履行出现间断现象、2013年后俄罗斯的高浓铀转换为核电用低浓铀的政策可能有变等等,也多多少少地对铀价起着潜在的影响。

铀价上涨,促使世界各地铀的勘查、开发活动逐步升温。2001年时,来自美国新墨西哥州、怀俄明州、尤他州、科罗拉多州欲开发铀矿的申请项目为2000项上下,而到2005年时就达到18000多项。西方国家的铀矿勘查、开发公司现在在蒙古国的找铀、开发铀的租赁地多达20-30块。在加拿大阿萨巴斯卡盆地中从事找铀的公司目前也有30多家(也包括个别中资公司),西方国家渗入前苏联卫星国及非洲实施铀的探、采、冶活动加剧。所有事实表明,一股新的铀活动高潮正在世界各地涌动。

2,铀交易量

2006年现货铀交易量为12705tU,期货铀交易量为77000tU;与2005年的现货铀交易量13860tU,期货铀交易量92400tU相比,均有小幅下降,但总体还维持在历史较高水平。

3,铀生产

澳大利亚、加拿大、哈萨克斯坦的铀产量占全球总产量的90%,是2006年度世界铀生产量三强。虽然2006年上半年澳大利亚和加拿大的铀产量较2005年同期分别下降了27%和33%,但是哈萨克斯坦2006年铀生产稳中有升,达到历史新高,为5279 tU,较2005年增加25%左右。在上世纪90年代初刚独立时,其铀产量仅列世界20位之后,到1999年时还只列世界第16位。在2001年时,哈萨克斯坦年产铀1925tU。2005年时达到4357 tU,2006年则高达5279tU,仅次于澳大利亚、加拿大,跻身世界三强,让世人刮目相看。按照目前的态势,到2010年时,该国的铀产量将达到7161 tU,在2015年时预计可能达到15400tU,坐三望二的态势几成现实。

哈萨克斯坦境内的铀矿勘查活动始于1948年,现拥有6个铀成矿省、50多个铀矿床。1970年地浸采铀试验成功后,找矿工作发生战略转移(由硬岩转向砂岩)。因盛产“层间氧化带型砂岩铀矿”而使楚萨雷苏伊盆地、锡尔达林盆地与加拿大的阿萨巴斯卡盆地同样成名。哈萨克斯坦的铀工业为1997年成立的国家原子能公司(Kazatomprom)掌控,麾下有17个地下开发、地浸生产的铀矿山及铀矿床。如今该国有4座铀加工厂在运营,处理加工来自8个地浸砂岩铀矿床和1个地下常规开采的硬岩铀矿的地浸液和铀矿石。现在哈萨克斯坦境内的铀开发活动计划比找铀活动计划多,与哈萨克斯坦合资、合作开发铀矿的国家有加拿大、美国、日本、韩国及中国等国家的多家铀业公司。

此外,由于历史上的原因,哈萨克斯坦至今未建立起独立的国家电力网。只有其北部与俄罗斯相连的输电线及与其南部的吉尔吉斯斯坦、乌兹别克斯坦连接的输电线,为此该国欲建核电厂,完善、健全国家电力网。2006年7月25日哈萨克斯坦与俄罗斯签署了一份联合投资营建核电厂的协议。该协议价值10×109$,双方各出资50%,内含建造一座核发电厂和一座年生产能力可以达5000-5775 tU的大型现代化铀处理加工厂。该铀工厂设在俄罗斯境内西伯利亚南部的安加尔斯克,它将是世界上第一个国际铀工厂,包括铀的处理、加工、转换及浓缩等全过程。现在,哈萨克斯坦境内大部分地浸铀矿的生产成本在18.2$/kgU -39.0$/kgU之间。

纳米比亚的罗辛铀矿是唯一位于非洲大陆的世界十大铀矿之一,该寒武纪时代的侵入体白岗岩型铀矿是1966年航空放射性测量发现的,1974年起断续投产,2006年该露采铀矿的产量达到3080 tU。历经32个年头,矿山步入枯竭期。原打算2009年停产,后经全面评估后,正式宣布延长生产并到2017年退役,令矿山经营方与纳米比亚政府欣慰。此外,在2007年前该国另一个大型表生钙质壳型铀矿-兰格海音利奇(确定、推定储量19120tU、推测储量21460 tU)铀矿床会有一家澳大利亚公司投资,用露采方法生产。值得一提的是,该矿床的生产成本仅为在澳大利亚开发本土的霍尼穆恩地浸砂岩铀矿的87%(前者为33.8$/kgU,后者为39.0$/kgU)。

尼日尔拥有8座万吨级的砂岩型板状铀矿床,大部用露采方法生产,少数用地下常规方法开采。近十余年来铀产量平稳。2006年铀矿的产量达到3080 tU。估计在新世纪的第一个十年里,该国每年的铀产量会维持在此水平上,出售铀是尼日尔国家的重要稳定外汇收入。

俄罗斯是近十年来铀矿勘查、铀矿开发表现最不成功的时期。铀矿勘查未获进展(没有发现新的铀矿床、提不出新的铀成矿理论和找矿模式、没有研发出新的找铀方法及勘查技术)。铀矿山产量增长缓慢,履行1993年签署的美国-俄罗斯高浓铀转换协议是要事,截止到2006年3月已有269高浓铀转换为7868核电用低浓铀出售到西方。

印度是一个正在形成市场经济的潜在人口-经济大国,未来欲新营建核电厂十余座。一方面铀资源匮乏,另一方面铀活动依旧施行世界上为数不多的国家所施行的计划经济管制。尽管该国拥有完整的铀工业体系,但是铀矿勘查与开发开发长期不成功。为此政府目前打算进一步放开铀活动并朝私营化方向发展,到海外(如加拿大)收购、勘查、开发铀矿等措施都是印度铀工业正在采取和实施的重大变革。

日本、韩国是两个能源矿产奇缺的经济大国,年核发电量分别占全国总发电量的34%、40%,可以毫不夸张地说,没有核电,两国的经济大国地位就会遭受致命打击。两国国内现无铀矿业活动,为此他们与多个海外铀公司谈判、签合同买铀;与多个国家谈判以合资、合作形式勘查铀矿、开发铀矿,在哈萨克斯坦、加拿大、、乌兹别克斯坦、纳米比亚、尼日尔等国境内的多个铀勘查、铀生产项目和计划中占有一定股份。虽然日、韩在几年前就建立了其稳固的铀原料供应保障体系,核电铀原料储备仅次于法国,但是2006年的铀储备降到历史最低。

美国2006年前三季度的铀产量已创其近十年新高(达到1117tU),产量的大部来自用原地浸出开发的砂岩型铀矿,位于亚利桑那州境内的一些塌陷角砾岩筒铀矿会在06年后用露采方法开发。铀矿从业雇员也从03年的三百多人到04年的四百多人,再到05年的六百多人,2006年达到了七百多人。铀矿从业人员的年薪也由上年度的31250$增至当年度的46154$。美国矿山铀生产量、钻探费用和钻探工作量等多项铀工业指标达1999年来最高。

4,铀勘活动

根据目前全球核电发展及其耗铀形势,在未来的5-10年里,全球铀的产需还会是基本平衡态势。然而,铀矿勘查、开发的时间通常为10-20年是一个不争的事实。核电厂5年、10年后的铀原料将来自何方?已签的购铀合同何时得以兑现?现在市场给出的信号给投资者增加信心,世界各地的铀活动正在慢慢热起来。

亚洲的铀勘活动主要集中在蒙古、吉尔吉斯斯坦、伊朗和印、巴等国;非洲的铀勘活动则主要在马拉维、坦桑尼亚、赞比亚、尼日尔、马达加斯加、南非、埃及、博茨瓦纳等国;东欧的匈牙利、斯洛维尼亚、捷克和北欧的瑞典、芬兰等国也有少量铀勘活动;一向少有地浸砂岩发现实例报道的南美在2006年度里也有发现。铀勘活动最活跃的地方可能还是在加拿大和澳大利亚两国。铀勘活动的目标类型选择按各地的实际地质条件为依据,由市场作导向。例如:美国的铀勘活动主要集中在寻找砂岩型和塌陷角砾岩筒铀矿;加拿大以勘查与不整合有关的铀矿为主、澳大利亚集中精力寻找角砾杂岩型和砂岩型铀矿。个别铀矿的勘查、开发成本低于地浸砂岩铀矿的案例给铀矿地勘工作者以新的启迪(纳米比亚的兰格海音利奇表生钙质壳型铀矿床与澳大利亚的霍尼穆恩地浸砂岩铀矿比较,见本文2节)。

限于篇幅所限,需要提一提蒙古。蒙古和中国的内蒙古自治区同属亚洲四大高原之一的蒙古高原,前者面积156500km2,后者略小,为1183000km2。蒙古立国后不久,前苏联就渗入开始零星的找铀活动,上世纪70年代起就获进展。随着近年来前苏联势力的退出,西方国家的多家铀公司以收购、合资勘查和开发等名义,以较低的价格(与西方国家比)几乎“全盘接收”了早年前苏联-蒙古联合发现的矿床、矿点、异常点带。2006年蒙古境内的铀勘活动集中在乌兰巴托-二连铁路沿线两侧,首都乌兰巴托周边地区以及蒙古-中国东部边界的蒙古东方省的乔巴山周围(中生代的赛德希尔盆地)。前两者以寻找砂岩型铀矿为主、后者在已知的古尔凡布拉格和多尔诺特硬岩矿床所在地-赛德希尔盆地里扩大已知矿床的深部矿化和向周边地区找新矿化。铀勘工作包括赛德希尔盆地里的航空和地面车载γ测量;赛音山达镇周边地区的地面γ测量、土壤铀金属量测量,浅孔γ测量等;乌兰巴托周遍地区的地面氡累积性测量、地面γ测量、浅孔γ测量、土壤铀金属量测量、垂直测深、激发极化和磁测等等。西方铀勘工作在严格质量控制和质量管理(室内样品分析测试、γ总量测井等)、规范、有序地使用物化探方法(航空、地面)等方面有不少值得同在蒙古高原上找铀的中国同行借鉴。从衡量地质科技进步的“四新”标志(新的地质成矿理论、新的成矿与找矿模式、新的找矿、勘查方法)来看,西方铀勘人员做到了,他们提出了赛德希尔盆地里的深部铀矿化(受构造控制的、位于基底花岗岩与火山沉积岩基板上强烈粘土化蚀变带中的铀)酷似阿萨巴斯卡盆地中的铀产出特征的研究认识,可以借鉴、运用与不整合有关铀矿的地质-找矿模式在蒙古高原上进一步探索,这种带研究性的实践有利于东北亚地区探索雪茄湖式的、与不整合有关的矿床的勘查。对此,业内人士会乐观其成的,对其结果也将拭目以待,对中国满洲里地区长期未有进展的找矿工作也有启迪。

5,铀勘费用

在成熟市场经济国家里,铀矿地勘活动属于经济地质范畴,政府基本不投资,即便有,也只是政策导向性的,具象征意义,铀勘费用主要来自公司。公司的资金则来源于银行的借贷、或上市发行股票融资。借贷、或发行股票募集资金需遵守一定“游戏规则”,公司的地勘活动费用财务报告须经独立的第三方-注册会计师事务所审计后向社会公示,成熟市场经济国家的铀勘费用也由此获得;在计划经济国家、或正在形成市场经济的国家里,铀勘费用为特殊敏感数字、或为公益地质范畴,通常由政府买单;更有极少数国家不惜成本地勘查铀矿。例如,在成熟市场经济国家里找矿前要租赁土地,获取铀矿勘查土地租赁费一项,在西非地区每英亩仅为2美元,在东非地区每英亩也只为4美元,在美国本土则高达每英亩226美元。与美国本土比,20世纪60年代每英亩铀矿勘查土地租赁费为1.37美元,70年代为4.80美元,现在竟高达226美元。在计划经济国家、或正在形成市场经济的国家里,租赁土地找,就不是大问题,或无须此项支出。虽然世界各地铀勘费用的具有一定“滞后性”、“不确定性”及“不准确性”,但对世界各国政策制定仍有重要参考价值。有西方国家的业内人士据历史上的铀价(西方)与历史上的地勘费用间的相互关系推得:目前世界每年的铀矿地勘费约为100×106$上下(03年约为117×106$,05年达到近200×106$),在2010年时每年的铀矿地勘费会上升到230×106$左右,而到2020年时有可能会达到350×106$。

2006年全球的铀需求达到65450 tU,预计在2020年时会达到84700 tU,到2030年时就增加到110880 tU。若按地区分析,在2030年时,北美与西欧核电需铀量会比现在增加35%-40%,东亚、东欧与东南欧的需要量则会是2006年的基础上翻一番。世界经济发展、人口增加需要能源作支撑,一座铀矿的勘查、开发通常需要10-20年,未来新建和现在运营中的核电厂的铀原料将取自何方?何时可以到货?除了建立国家、核电厂两级铀储备机制与保障供应体系外,从现在起“加强铀矿勘查,尽快探明一批新的矿产地”是当务之急。

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铀矿地质篇8

关键词:铀矿;成矿条件;找矿

一、区域地质概况

桂东南处于华南铀成矿省的郴州-钦州铀成矿带南西段,呈NE向展布(见图1),长约340km,宽为100 km,属于华夏褶皱系及华南活动带,受北东向华夏构造体系的影响,展现的主要是华夏构造体系和广西山字型前弧东翼,自晚古生代隆起以来,经历的地质构造运动比较复杂,表现在断裂活动、岩浆活动、变质程度等方面均比较强烈。

图 1

前寒武系地层主要集中在东部云开地区,在镇龙山、桂平麻垌、藤县、苍梧一带有小面积分布,属地槽型沉积、浅海相复理式砂页岩建造,变质程度较深。下古生界地层出露较全、较广,主要见于大容山复背斜北西部、金鸡盆地南缘以及云开隆起北西侧,为硅质、碳质页岩建造,夹有较厚的砾岩或含砾砂岩层。上古生界地层主要为地台型浅海相碎屑岩、碳酸盐建造。中新生界地层主要为盆地沉积,多沿北东向断裂带分布,为红色建造、含煤建造及火山岩建造等。

构造方面,区内经历了加里东、华力西、印支、燕山等各期构造运动,各期构造纵横交错,是不同时期应力场作用的产物和叠加,总观是华夏系和华夏式体系为主的多体复合。华夏式构造从总体上控制了区内岩浆活动和中新生代盆地的形成及成矿作用,按华夏构造体系本区可分为三个隆起带和两个沉降带,带之间为大断裂分隔。由东至西依次为云开隆起带、博白-北流断褶凹陷带、浦北-大容山隆起带、平南-十万山凹陷带、镇龙山-龙山隆起带。以隆起带为主,主要由下古生界变质的一套碎屑岩组成,并伴有多期大规模的岩浆侵入和喷发,断裂构造活动强烈,构成区内二个巨大的构造-岩浆岩带。凹陷带中主要发育上古生代地层、中新生代盆地。断裂主要有灵山-藤县大断裂和博白-岑溪大断裂等,呈NE和NNE展布。

岩浆岩发育,具多期多次侵入,从加里东到燕山期都有显示,以侵入岩为主,喷出岩次之。岩体总的展布方向与区域构造一致,出露岩体100多个,面积1万多km2,占区域面积的四分之一。

二、桂东南的铀矿资源特征

我国铀矿有四大类型,即花岗岩型、碳硅泥岩型、砂岩型和火山岩型,花岗岩型铀矿床占第一位,主要分布在华南地区。桂东南地区成矿类型多样化,共发现小型铀矿床5个,铀矿点35个,铀矿化点48个,包含了以上四种类型。

花岗岩型铀矿床产于花岗岩体内部及其外接触带,产铀岩体时代有雪峰期、华力西期、印支期和燕山期,以燕山期为主,矿床的特点是易采、易冶、品位高、经济效益好,是经济型铀资源。成矿的基本条件主要取决于铀源、有利岩石化学特征、构造等,产铀岩体特征是高硅富钾、偏碱、铝过饱和、钾大于钠、含铀量高等。本区铀矿床以外带型为主,矿化异常主要沿构造隆起带边缘断裂和岩体中补体接触带附近分布,多与晚期侵入体、补体或酸性脉体有关,含矿岩性多样,主要蚀变特征是硅化、赤铁矿化、黄铁矿化、水(绢)云母化及绿泥石化等。

碳硅泥岩型是富铀岩系或富铀层位经后生改造形成,按其赋矿主岩分薄层碳硅泥岩亚型和碳酸盐岩亚型,是本区重要的成矿类型,特点是规模较大,品位偏低,和多金属矿伴生,具有较好的找矿远景,但技术加工性能稍差,上世纪九十年代末能例入经济型铀资源。已发现的矿床有3701、373等,该类矿床主要产于隆起带的边缘,在含铀层位或富铀岩系分布和区域性大断裂切穿含铀层位的部位,如泥盆纪、寒武纪、白垩纪等,岩性富含泥、炭、磷、有机质、黄铁矿等还原剂,铀以分散吸附状活性铀为主,具易浸出的特点,为成矿提供了有利条件。

砂岩型铀矿大多产于中新生代陆相碎屑岩建造,属易采、易冶的经济型铀资源,广西的砂岩型铀矿化主要分布在桂东南的盆地,如十万大山盆地中钦州屯林矿床,金鸡盆地、容县盆地中的370、371、372等小矿床和矿化点,特点是品位较富,规模不大,矿化产出形式主要是小透镜体状,零星分布,矿化异常多,但分散、厚度薄。如371矿床的矿化层达37层以上,单个矿体长5~8m,厚0.4~0.6m,最厚1.7 m,平均品位0.1%,最高2.15%。含铀盆地多属于长期隆起的山间断陷或山间坳陷盆地,主要为红色碎屑夹火山碎屑岩建造,在岩相古地理特征上为河流相和河漫洼地相,找矿工作未有大的突破,较多盆地尚未开展普查工作。

三、成矿条件分析

广西铀成矿规律与预测研究,圈定全区铀成矿找矿39个远景片,6个重点勘查远景区,即全州-资源、融水、藤县-平南、北流-岑溪、灵山-兴业、大新-德保远景区,桂东南占了3个远景区,可见该区有一定的找矿远景并具备较好的成矿条件。

区内花岗岩出露面积大,主要有华力西期的六陈岩体、印支期的大容山及浦北岩体、燕山早期的旧州岩体和燕山晚期的马山复式岩体等,从桂东南岩体资料初步判别分析,符合产铀岩体特征的岩体还是不少的,岩体为铀矿化提供了丰富的铀源。

构造条件,本区主要为华夏式构造带控制,规模巨大,具长期活动特点,主导方向为NE或NNE,且有切穿岩体的NW或SN向断裂构造,平行断裂发育,构成较多的断裂夹持区段,并有多种形式的次级规模构造裂隙发育,有些断裂带常呈大石英脉、大硅化带及大蚀变带等形式出现,这和华南地区有关控制矿田、矿床、矿体的构造是十分相似的。

矿化异常主要沿三大构造隆起带边缘断裂和岩体中补体接触带附近分布,多与晚期侵入体或补体有关,或与晚期酸性脉体有关,与分异完好的复式杂岩体关系密切,含矿岩性多样,主要蚀变特征是硅化、赤铁矿化、黄铁矿化、水云母化、绢云母化及绿泥石化,各种低序次断裂构造发育和变异部位、复合部位以及不同岩性接触部位常是矿化异常分布较多的部位。

中新生代是地史上最长的干旱期,地表水、地下水的铀浓度高,构造断裂强烈活动,有良好的水文开启地质条件,与碳硅泥岩型淋积造矿的极有利的气候条件相配合,决定了碳硅泥岩型中铀的富集时间规律,成矿年龄也全部集中在中新生代。

已发现铀矿化的砂岩盆地有十万大山盆地、金鸡盆地、容县盆地、六麻盆地、大洲盆地、顿谷盆地、党洲盆地等。盆地的有利成矿条件有:盆地基底和蚀源区有大面积花岗岩或酸性火山岩或富铀岩系分布,属矿化有利岩性;盆地内断裂构造发育及岩浆多期次活动,给盆地铀成矿提供丰富的矿源、运动能量和储存空间;盆地有利于形成铀活化转移的富集气候和构造条件。

四、找矿方向和方法

桂东南和桂北同属于郴州-钦州铀成矿带南西段,广西铀成矿规律与预测研究认为铀矿勘查研究的重点是碳硅泥岩型和花岗岩型,现在全州-资源远景区的广子田铀矿田的广子田矿床的深部、融水远景区的江边地区、花山远景片等的铀找矿工作已取得重大突破,为找矿寻找新的“靶区”、探索新的领域拓宽了思路,可以预见通过工作,在桂东南也会取得突破。

类似3701矿床地物参数特征的地段有罗秀至六陈地段、城煌至寨圩地段、灵东水库至新圩地段、龙山背斜两侧地段以及容县、北流、玉林等地段。所以区调、科研、找矿工作应以泥盆纪地层为主、以火山盆地为主、以断褶带中有利含铀岩系出露并发育有走向断裂地段为主、以沉积旋回多且有厚大酸性岩沉积的断陷地段为主。

已知的矿体、矿化是最直接的找矿标志,就矿找矿方法是重要地质方法;层间破碎带构造作用强,NWW向、近EW向、NE向等多组断裂构造发育,地貌上山涧水系、冲沟发育地段,往往是深部矿体的富集地段;硅化、赤铁矿化、绿泥石化、水云母化等热液蚀变明显,有黄铁矿及Cu、Mo、Pb、Zn、Sb等金属硫化物矿化地段,亦为铀矿床的重要的成矿地段;沿层间破碎带上盘或两侧,放射性物理场晕有明显的显示,或呈带状有微弱的显示,往往反应了深部隐伏矿体的存在,尤其是氡浓度晕呈条带状、串珠状分布,当与α径迹晕或210Po晕吻合地段,显示了深部成矿段的存在,铀氡混合水异常是本区最重要的直接找矿标志。

现阶段找矿属于攻深找盲阶段,运用地质规律和新成矿理论指导攻深找盲应是主导技术思路。加强综合地质研究,组织开展全区性和重要铀成矿区带的综合性地质研究,创新和引用新地质理论成果,更新成矿规律认识,推广应用新技术手段、新找矿方法,进一步完善区域铀矿床的成矿模式和找矿模式,进行铀矿床、矿体找矿预测。

重视物化探方法的选择应用,放射性方法直接针对铀矿化找矿,在寻找地表矿和浅埋藏矿方面发挥了重要作用,桂东南地区覆盖层厚,构造、矿化地段多为低洼覆盖区,仅单一的伽马测量显然不够,应因地制宜地采取径迹测量、射气测量、钋法、水化学、铀量测量等有效综合方法,确定异常范围,并通过各种物化探测量,划分盆地基底构造单元,查清中新生代地层和成矿目的层的展布,解释推断断裂构造的产状、分析沉积环境,研究铀源和铀的活化迁移规律。在选好靶区的基础上,积极使用深部验证手段,要在前人工作的基础上深化认识,就矿找矿,老矿区及是首选地段,深部找矿是关键,钻探手段是最好的首选方法。

参考文献

[1] 程裕淇.中国区域地质概论[M].北京:地质出版社,1994:379-384.

[2] 廖海燕,蒋轶.核电“西进”背后的探“铀”劲旅[J].广西地矿,2010,8:12-17.

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