对西藏某某县某某盆地砂岩型铀矿成矿条件的分析
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第43卷 第2期2024年5月铀 矿 冶URANIUMMININGANDMETALLURGYVol.43 No.2May2024收稿日期:2023 10 30第一作者简介:杨俊(1986—),女,江西上饶人,学士,工程师,主要从事地浸工艺钻孔施工工作。
某砂岩型铀矿床地浸工艺钻孔施工效率分析杨 俊(湖南中核勘探有限责任公司,湖南长沙410016)摘要:地浸采铀技术是中国砂岩型铀矿开采所使用的重要技术。
地浸工艺钻孔是地面连通地下矿层的唯一通道,在地浸采铀中发挥着重要作用,其施工效率影响整个铀矿山的建设和发展。
以某铀矿山为研究对象,统计分析了2019—2020年地浸工艺钻孔施工效率及存在的问题。
结果表明,与岩芯钻机相比,水井钻机在施工中优势明显;泥浆泵配置、钻孔深度、后勤管理和保障均对钻孔施工效率有影响。
对施工效率的影响因素提出了相应改进建议,以达到降本增效的目的。
关键词:地浸采铀;钻孔;施工效率;效率分析;影响因素;改进建议中图分类号:TL212.1;TD868 文献标志码:A 文章编号:1000 8063(2024)02 0047 06犇犗犐:10.13426/j.cnki.yky.2023.10.19 砂岩型铀矿所提供的铀资源量在各铀矿类型中仅次于不整合面型铀矿,位居第二位,并且埋藏浅、储量大、成本低、易于开采[1 2]。
目前,中国的铀资源大多集中分布在砂岩型铀矿中[3 5]。
地浸采铀技术已成为中国开采砂岩型铀矿的重要方法,形成了以地浸铀资源评价、地浸工艺钻孔结构与施工工艺、浸出剂配方和使用方法、钻孔排列方式和钻孔间距确定等为主体的技术体系[6]。
钻探技术是铀矿勘查主要技术手段之一。
通过钻探获取的地层岩芯岩屑等实物资料,可反映地层构造、验证地质推断和圈定目标矿体[7]。
地浸工艺钻孔是浸出剂进入矿层、浸出液抽至地表的唯一通道[8]。
钻孔设计、钻孔施工效率和质量是整个矿山建设的重要影响因素。
当前地浸工艺钻孔的钻进方法主要采用正循环冲洗的回转钻进[9],钻孔施工设备配备型号众多,效率差别较大,设备机械化程度低、机动性差、机械故障率高;且设备由其他行业引进,适用性较差。
西宁盆地砂岩型铀成矿条件与找矿方向仲星;李娟;高云【摘要】依据盆地的构造、岩性岩相、水文地质、铀源条件、铀矿化特征等方面特征,分析了西宁盆地砂岩型铀矿的成矿地质条件,确定下白垩统河口组为主要找矿目的层,初步预测了2个找矿远景区,为下一步勘查工作提供方向.【期刊名称】《矿产与地质》【年(卷),期】2018(032)003【总页数】4页(P423-426)【关键词】砂岩型铀矿;成矿条件;找矿方向;西宁盆地【作者】仲星;李娟;高云【作者单位】中陕核工业集团地质调查院有限公司,陕西西安 710100;中陕核工业集团地质调查院有限公司,陕西西安 710100;中陕核工业集团地质调查院有限公司,陕西西安 710100【正文语种】中文【中图分类】P619.140 引言西宁盆地是一个石油、煤等多种能源矿产共生的沉积盆地,前人在盆地内已发现大量的铀矿信息,显示了一定的找矿前景。
相关学者也从岩性岩相、构造演化等方面阐述了西宁盆地砂岩型铀矿成矿的地质特征,充分的说明该地区具有较好的铀矿资源潜力。
本文通过砂岩型铀矿成矿条件分析,预测2片找矿远景区,初步确定找矿方向。
1 区域地质背景西宁盆地是由达坂山断裂带、拉脊山南北缘断裂带、日月山一扎马山断裂带控制下的NW向内陆新生代断陷盆地。
盆地基底深部地质构造由基底褶皱和断裂组成。
中、西翼分别由近NS向的湟源北山复向斜和乐都北山复向斜组成,南北翼构造线近EW向,分别被达坂山断裂和拉脊山北缘断裂切破[1](图1)。
西以牛心山一响河尔村一线近NS向的岩浆岩带为界,东以红崖子沟断裂为界,东南以大峡水道与民和盆地相通[2],严格说来应称西宁-民和盆地,平面几何形态类似蝌蚪状。
盆地具有双层结构特征,分别由基底和盖层两个部分构成。
盆地基底构造主要层由中、古元古界等中、浅变质岩系和加里东—海西期中酸性岩浆岩组成。
盖层是由三叠系、侏罗系、白垩系、古近系、新近系、第四系(图2)。
根据已知发现的砂岩型铀矿赋矿地层情况及砂岩型铀矿成矿条件,可以确定找矿目的层为下白垩统河口组和古近系西宁群。
地质构造演化对砂岩型铀矿成矿控制作用——以新疆库米什盆地为例陈奋雄;王成渭;陈黎昀【期刊名称】《新疆地质》【年(卷),期】2008(26)2【摘要】库米什盆地为中新生代叠合盆地,构造演化经历了拉张断坳(T3-J2)、挤压隆升(J3-K2)、区域沉降(E-N1)、挤压走滑(N2-Q)四个阶段.在铀成矿历史中,构造运动通过改造目的层,影响地下水动力状况,进一步控制层间氧化带的发育和铀矿化形成.分析认为:库米什盆地层间氧化带发育经历了古层间氧化带和新构造运动以来的现代层间氧化带两个阶段,与之相关的铀矿化亦经历了初始铀矿化阶段和再富集两个阶段.该区是铀成矿的有利地段,构造演化与砂岩型铀成矿关系的分析对天山中部中新生代盆地铀矿找矿具有借鉴意义.【总页数】4页(P176-179)【作者】陈奋雄;王成渭;陈黎昀【作者单位】核工业216大队,新疆,乌鲁木齐,830011;核工业216大队,新疆,乌鲁木齐,830011;核工业216大队,新疆,乌鲁木齐,830011【正文语种】中文【中图分类】P542【相关文献】1.巴音戈壁盆地构造演化及其对砂岩型铀矿成矿的控制作用 [J], 张成勇;聂逢君;侯树仁;王俊林;邓薇;张良2.准噶尔盆地沉积环境‒构造演化对砂岩型铀矿成矿的控制作用 [J], 胡小文;杨晓勇;任伊苏;吴兆剑;杜高峰;黄婷婷3.松辽盆地新生代构造演化对砂岩型铀矿成矿的控制作用——来自磷灰石裂变径迹的证据 [J], 吏成辉;程银行;王铁军;王少轶;张天福;程先钰;张夏炜;李艳锋4.沉积盆地水文地质与砂岩型铀矿成矿关系——以松辽盆地开鲁坳陷砂岩型铀矿为例 [J], 陈振岩;满安静;陈星州;熊耀华;邵建欣;王雷;孙平5.松辽盆地北部构造演化对砂岩型铀矿床成矿的控制作用 [J], 席海银;范月野;王广婷;张杨因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
对西藏某某县某某盆地砂岩型铀矿成矿条件的分析【摘要】本文通过对西藏××县××盆地区域大地构造背景,以及砂岩型铀矿成矿条件的分析,确定了新近系芒乡组(N1m)为盆地砂岩铀矿的找矿目的层。
该层中发育冲积扇、辫状河、三角洲、湖泊相沉积,具有泥-砂-泥的岩性组合,砂岩发育,在仓木错的东南边缓坡地带,存在诸多形成地浸砂岩型铀矿的有利条件,是成矿的有利地区。
【关键词】盆地;新近系芒乡组;砂岩型铀矿;成矿条件该盆地位于西藏××地区××县××乡境内,盆地呈北西-南东向展布,南东宽而北西窄,长约30km,宽约20km,总面积约600km2,在盆地的西北部有一内陆湖仓木错,面积约100km2。
盆地内基底主要是由古生界二叠系中统下拉组(P2x)的灰岩、细砂岩;中生界白垩系则弄群(K1Z)的砾岩、凝灰岩、火山角砾岩、砂岩、页岩、生物碎屑砂岩;中生界白垩系多尼组(K1d)的含煤碎屑岩、灰岩;中生界白垩系郎山组(K1l)的灰、深灰色、灰黑色灰岩、生物灰岩和泥质灰岩地层组成。
盖层由新近系芒乡组(N1m)陆相碎屑岩与新生界第四系全新统洪积(Qhal)松散堆积物组成。
通过本人的野外调查和收集前人的资料,认为新近系芒乡组(N1m)为盆地砂岩铀矿的找矿目的层。
1 区域大地构造背景该盆地在区域上地处青藏高原的腹地,在Ⅰ级大地构造单元上属冈底斯—念青唐古拉板片,南侧为雅鲁藏布江缝合带,北侧为班公错—怒江缝合带;次级大地构造单元中区域大部属革吉—措勤复合弧后盆地;南部有隆格尔—江达断隆带;西南部有冈底斯岩浆弧带(图1)。
1.班公湖-怒江结合带;2.雅鲁藏布江结合带;3.羌塘复合板片;4.冈底斯板片;5.班戈燕山晚期岩浆弧带;6.狮泉河-申扎结合带;7.革吉-措勤复合弧后盆地;8.隆格尔-江达断隆带;9.冈底斯岩浆弧带;10.喜马拉雅板片从盆地建造特征看,盆地北缘主要为古生界地层,它可能是盆地的陆缘基底;盆地内部主要为上侏罗—上白垩系各不同时代地层,其中则弄群(J3K1Z)角度不整合于下拉组(P1x)之上,说明盆地于晚侏罗—早白垩世形成发展而成,这与班—怒带南向俯冲会聚及其岩浆弧的形成时限是基本同步的,表明盆地的形成与班—怒带的南向俯冲有着紧密的联系,是班—怒带南向俯冲过程中弧后扩张形成的弧后盆地。
同时可能还受到了雅鲁藏布江结合带形成演化的叠加和影响。
新近纪末,整个青藏高原进入高原隆升的阶段(图2)。
碰撞造山作用晚期,由于近南北向的强烈挤压,开始大幅度隆升,并导致第四纪近东西向挤压拗陷带(盆地)和隆起带的形成,隆起带遭受剥蚀为拗陷带的沉积提供物源。
由于持续的南北向挤压诱发东西向的拉张,形成近南北向的断陷盆地或裂陷盆地。
随后,由于应力的持续作用,发生北东向和北西向的共轭剪切走滑,使前期构造被斜切而发生左行或右行位移;同时分别控制了第四纪北东向和北西向沉积盆地的形成和发育。
××县××盆地就是北西向右行走滑动断裂活动的产物。
Ⅰ.羌塘-昌都陆块;Ⅰ-1.亭共错-铁格隆背动陆缘坳陷;Ⅱ.班公错-怒江结合带;Ⅱ-1.铁杂-日雍构造混杂岩带;Ⅲ.冈底斯-念青唐古拉陆块;Ⅲ-1.白弱错-物玛岩浆岛弧带;Ⅲ-2.古昌结合带;Ⅲ-3.次丁错-麻米错复合弧后盆地2 砂岩型铀矿成矿条件分析2.1 铀源条件通过实地野外工作和收集前人的资料得知,在盆地周围的喜马拉雅早、中、晚期火山岩及燕山晚期的斑状二长花岗岩,都发现有较高的放射性,伽玛总量值最高为118×10-6,化学分析铀(U)最高值为36.6×10-6μg/g,该段岩体平均铀(U)含量值为14.94×10-6μg/g。
表明盆地基底区蚀源区铀(U)含量值高,铀源丰富,是很好的铀成矿来源。
2.2 地层结构及岩性条件基底岩性有古生界二叠系中统下拉组(P2x):(1)为一套较稳定的开阔台地相沉积。
岩性主要为深灰色厚—块状生物碎屑灰岩、含生物碎屑微晶灰岩、白云石化生物碎屑灰岩、白云石化砂屑生物碎屑灰岩夹浅灰色中—厚层生物介壳灰岩、深灰色厚层砾屑砂屑灰岩及黄灰色中—厚层钙质细砂岩。
产蜓、珊瑚、腕足等生物化石。
与下伏昂杰组整合接触,出露厚度大于575.65m。
与上覆地层则弄群角度不整合接触。
(2)中生界白垩系则弄群(K1Z)为一套杂色砂岩、火山岩、变质砾岩、页岩夹硅质岩、生物碎屑灰岩组成的地层体。
根据本区则弄群的岩石组合特征,明显可以再细分为两个岩性段,即则弄群一段和则弄群二段。
与下拉组角度不整合接触。
(3)中生界白垩纪白垩系多尼组(K1d):为生物碎屑灰岩砂岩细砾岩煤质粉砂岩互层。
地层厚度大于827.04m。
与上覆地层郎山组整合接触。
与下伏地层则弄群二段整合接触。
(4)中生界白垩纪白垩系郎山组(K1l):岩性主要为灰、深灰色、灰黑色灰岩、生物灰岩和泥质灰岩,产圆笠虫、固着蛤、海娥螺等化石。
与下伏地层则弄群二段整合接触。
盆地内盖层为中新世晚期芒乡组(见图3),主要为一套陆相红色碎屑岩沉积,主要分布在盆地的中、东、南部,即仓木错的东南部。
下部为暗紫红色厚—块状中粗砾岩夹暗紫红色厚—块状细砾岩、含砾中—粗砂岩,属于冲积扇(扇中—扇端)沉积;中部岩性主要为黄灰色中—厚层中—粗粒岩屑石英砂岩、长石石英砂岩夹粉砂岩、泥质粉砂岩,发育平行层理、斜层理、沙纹层理及水平层理构造,砂岩中见有植物茎干化石,为河流相沉积;上部为灰—黄灰色薄层泥岩、钙质泥岩、粉砂质泥岩夹黄灰色中—薄层粉砂岩,水平层理构造发育,产有较丰富的双壳类化石,为典型的湖泊相沉积。
芒乡组自下而上沉积物由粗到细,由冲积扇→河流→湖泊沉积,发育了较为完整的隔水层—含水层—隔水层地层岩性组合,且含有一定的有机质及其它还原物质。
芒乡组(N1m)也有较高的含铀本底,也可以为本区成矿提供充足的物源。
芒乡组地层厚度大于462.59m,目标层中砂岩的孔隙度较高,为铀的活化运移提供了充足的空间。
以上分析表明,盆地盖层芒乡组为湖泊相沉积,具有泥—砂—泥的岩性组合,也具有可地浸砂岩型铀矿的岩性条件,是盆地找矿的目的层。
1—泥岩;2—钙质泥岩;3—膏质泥岩;4—粉砂质泥岩;5—泥质粉砂岩;6—粉砂岩;7—砂岩;8—岩屑石英砂岩;9—长石砂岩;10—长石石英砂岩;11—含砾岩屑石英砂岩;12—含砾砂岩;13—砾岩;14—水平层理;15—平行层理;16—沙纹层理;17—斜层理;18—槽状层理;19—底冲刷面;20—双壳化石;21—植物化石2.3 地质构造条件砂岩型铀矿是后生沉积矿种,它的成矿过程是经历了漫长的地质演化过程才最终完成的,××县××盆地也不例外,盆地基底构造演化过程包括基底构造与富铀建造形成阶段和基底古风化壳铀活化预富集阶段;盆地及盖层含矿建造形成演化期和后生改造富集成矿期,后者包括后生改造富集成矿阶段和再造阶段。
构造条件在砂岩型铀矿成矿的各演化阶段是不同的。
××盆地周围多期(喜马拉雅早、中、晚期、燕山晚期)强烈的岩浆侵入活化作用有利于形成多期和广泛发育的基底富铀建造组成的地球化学块体,经过南北向强烈的持续挤压,诱发近东西向的拉张,隆起带遭受剥蚀为拗陷带的沉积提供物源,之后转入一个相对稳定的构造环境,有利于后期形成舒缓宽展的沉积盆地和盖层含矿建造,而这二者的转换期正是形成基底古风化壳和与盖层之间不整合面的时期。
该沉积间断和风化期,对基底中铀活化和富集相当有利。
××县××盆地在铀矿建造形成阶段则处于一个相对稳定的构造环境,在后生改造富集成矿期,盆地西北的仓木错为一内陆湖。
盆地含矿建造表生后生改造富集成矿的补、径、排水动力系统的补给区之间的高差在1200m左右,径流区埋深浅(埋深小于500m),岩层缓倾(倾角小于20°)斜坡带的地区。
这种地质构造基本能满足砂岩型铀矿的成矿条件。
2.4 水文地质及水化学特征条件砂岩型铀矿是表生后生水成矿床,它的形成过程是以后生期表生水为介质和矿质的载体而进行的,××盆地周围广泛分布喜马拉雅早、中、晚期及燕山晚火山岩、中酸性侵入岩富含基岩裂隙水和构造裂隙水。
据前人资料,1:100万日土幅区调报告中记述,麻米错(仓木错)北出露一低温温泉,泉眼的海拔高度为4450m,水温25℃,涌水量1L/S,泉眼附近出露下白垩统多尼组和郎山组碎屑岩及灰岩,泉水的矿化度0.91g/l,硬度31.85,水质类型为HCO3.SO4—Ca.Mg。
从温泉出露的构造部位分析,可能与北西向活动断裂有关。
说明构造裂隙水丰富。
盆地盖层为一套陆源碎屑沉积岩(细砾岩、含砾砂岩、砂岩)含孔隙水、裂隙水。
第四系洪积物为砂砾层富含松散岩孔隙水。
通过野外水文地质调查,××盆地地下水具有独立的水动力条件,完善的补、径、排系统。
补给区为周边蚀源区,径流区为山前冲洪积平原,盆地四周山区地下水向盆地西北部的仓木错汇集,而仓木错以蒸发方式排泄,使该盆地水循环处于动态平衡。
经调查该盆地存在有3个水文地质构造层。
即下部基岩裂隙水、构造裂隙水;中部盖层的孔隙水、裂隙水和上部第四系孔隙潜水。
下部和中部常为水交替迟缓带,而上部则为水交替积极带。
这3个层是相互独立的,但通常受地层、构造环境影响,它们之间也有一定的联系,从而对盆地现代地下水环境的发育、矿化类型、水文地球化学特征都有较大影响。
地下水的运移方向在剖面上是向下渗入,在平面上是向心式的,即由周边向盆地中心径流。
水动力压力是由地形地貌引起的。
由补给区向排泄区。
水质类型由重碳酸—硫酸盐型淡水向硫酸—重碳酸盐、氯化物型水过渡,矿化度也逐渐增大,故而使仓木错成为一大型盐湖,其中锂含量1227.33mg/l、钾离子含量9306mg/l、钠离子含量49568.28mg/l、氯离子含量92463.44mg/l。
B2O3含量2204.9mg/l。
2.5 古气候—地貌条件砂岩型铀矿属于表生后生水成铀矿成因类型,古气候条件对其形成起着举足轻重的作用。
在中新世晚期芒乡组碎屑岩沉积岩中发现有植物茎干化石和双壳类化石等,说明盆地在第三纪中新世晚期含矿建造形成期是一个温暖潮湿或半温暖潮湿的古气候条件,才形成暗灰、浅灰、灰绿色或灰红色相间的富含有机质和成岩期黄铁矿等还原剂而具有一定还原容量的有利含矿地层。
然后,在后生改造成矿期则是长期处于一个干旱炎热的古气候条件,以利于地表和浅部铀的氧化、活化迁移,为在一定深度的氧化还原过渡部位富集成矿提供足够的成矿物质。
因为干旱炎热气候条件下普遍发育偏碱性(pH为7.5~9)、含氧的重碳酸型地表水,有利于铀的活化迁移;水中铀含量也相对较高(10-6g/l,个别达10-5g/l);再加上干旱炎热气候条件下形成的戈壁、荒漠、草原区植被不发育,土壤及潜水中的有机质极低,腐植层很薄或缺乏,使得含氧富铀偏碱性的重碳酸型地表水通过表层渗入地下转化为潜水在氧化带迁移时,仍保持较高的铀浓度。