501矿床某矿体地浸条件试验地质情况分析

■颜晓莲

（湖南省核工业地质局306大队湖南衡阳421008）

501矿床某矿体地浸条件试验地质情况分析

■颜晓莲

（湖南省核工业地质局306大队湖南衡阳421008）

随着501矿床的地浸条件试验工作的开展，作为地质专业工作设计任务书上要求地质专业提供钻孔的具体位置；钻孔岩芯编录；矿体的层位；矿体的顶底板；铀含量；矿块的划分等工作。遵循这一原则，现就501矿床的地质条件诸方面情况做一简单阐述。

地浸采铀区域地质矿床地质

1　区域地质

矿床属于后生淋积成因的疏松砂岩型铀、矿床，含铀物质通过地下水的迁移、搬运至氧化还、原过渡带富集成矿。矿床的大地位置是赋存于宁安盆地西北部边缘，即吉黑海西期地槽的张广才褶皱带的东部，主要出露地层为石炭，二迭纪图们系变质岩系。由于海西期地质运动使花岗岩大面积侵入，使地层多呈俘掳体形式零星分布在宁安盆地的东部和南部。第三纪地层主要分布于宁安盆地北部，501矿床就赋存于第三纪的沙砾岩组内。第四纪主要为一些腐殖土及泥土质覆盖于第三纪之上。

2　矿床地质概况

2.1地层

第三纪河床相沙砾岩，含砾砂岩，砂岩沉积为大面积出露，在区域内平均厚度为220米，岩层走向北西—南东向，倾向古河床中心，倾角2-15°，但在矿区内特别是101地段平均厚度只有25米，本次试验钻孔所见厚度平均只有16.5米。第三纪地层分上，下两组。

含砾砂岩组，为第三纪的下部地层，它的下部面与粗粒黑云母花岗岩呈不整合接触，主要分布在西部靠近基底部位。岩性为灰白色，成分为长石，石英颗粒及花岗岩的碎块及残积物，胶结松散，厚度在15米以内。在101地段地浸试验只有1，6，11号孔有出露，厚度很小，主要在粗粒黑云母花岗岩形成插凹才见有出露几十厘米至几米。

砂砾砂岩组，为第三纪的上部岩层。主要为沙砾岩，类有砂岩，粉砂岩，细粉砂岩，粘土质粉砂岩，炭质砂岩，炭质钙铝质砂岩。呈透镜体，厚度在区域内200米，由古河床中向西盆地边缘粒径变小，各种透镜体的量增多，为粉散胶结。

砂砾岩，砾岩，一般由地表的30米为褐黄色，30米以下为灰绿色厚层状，主要是纯氧化后所致。砾石成分为中酸性尖山岩占35～55%，中粗粒花岗岩占40%，角岩占5%，砾径一般为70×50× 30mm，半棱角到平圆状。砂屑为石英，长石，砂砾胶结，局部铁，钙铝质灰绿色高岭石胶结。该层分布广，由河床相过渡为滨河相，河漫滩相。各种透镜体，粘土质，粉细砂质增多，能见到较大砾石有层理面。在101地段透镜体较多。本次试验的11个钻孔中砂岩多呈类层和沙砾岩相互交替出现。

粉细砂岩及粉砂质粘土岩，主要与砂岩和含砾砂岩呈满层或造镜体出现。岩石脱水干后呈沥青胶状板结块。岩性为灰白色，黄褐色，灰绿色，紫红，粉红色，成分为石英，长石，粘土质多为高岭土，水云母，在透镜体边缘能见的含有5～15%的小颗粒砾石。在透镜状的中心岩石的颗粒极细，肉眼无法分辨，厚度在0.4～4米。在试验地段全部见有，只是颜色的变化而异。从井口返水和11号孔岩芯可以辨认确定。粘土质，粉砂岩等主要是氧化后颜色多样，岩石的节理面和层理面有一层浅黄绿色的粉状物质，为主要含矿层。

含砾砂岩及砂岩，主要呈类层或造镜体，厚度0.2～米，岩性为黄褐，灰白色，砖红色砂砾结构，砾石占5～25%。成分与沙砾岩相同，粒径0.1～200mm，大者可达700mm，磨圆度好。砂屑为石英。长石半棱角状，砂屑占60～80%，胶结为砂岩，粉砂岩，而P粘土质较多，为试验地段主要地层。

岩质粘土质粉砂岩，灰黑色到黑色，粉砂结构，成透镜状或满层状，成分为石英，炭质及少量砾石，粘土粉砂质胶结，炭质呈分散状态均匀分布，并见星点状黄铁矿，厚度在几厘米至几米。在试验地段有个别孔见到从孔中返黑水。

第四纪，主要由灰黑色腐殖土及黄褐色砂质粘土组成。在试验地段厚度0.4～0.8m，覆盖于第三纪及r43之上。

海西期粗粒黑云母花岗岩，肉红色及灰白色，粗粒花岗结构，成分为钾占40%，斜长石20～30%，石英25～30%及少量黑云母，构成该石基底。

2.2矿化特征

2.2.1成矿控制因素

矿化集中在盆地两P的粗粒花岗岩中。同时两部靠近基底有大量经物理化学，风化后短距离搬运沉积的含砾砂岩。这说的两部花岗岩经风化后大量的铀元素，从花岗岩中释放出来，形成丰富的铀源。

但在个别钻孔见有含矿砾石。因此河床上游含矿岩石铀源的存在也不排除。

2.2.2基底控制

矿区内古河道较其他区宽大，西部盆地坡平缓，基底起伏大，直接控制了古河道的活动，形成比较宽而多变的滨河床，河漫滩相沉积层，经前人工作结果表明，基底直接控制着主要矿体的矿化P位。

多数矿化主要分布在古河道两部基底呈5～10°的平缓地带。主要矿化分布在花岗岩小凸起盆地边，花岗岩形成簸箕形古地形直接控制着101地段矿体。在局部矿化形成受花岗岩小凸起之中的小凹陷的控制。

2.2.3矿化特征

（1）矿化的空间位置。在水平方向，矿化分布在区内西坡4km长，宽1km的范围内。除古河道见零星矿化之外，其工业矿体分布在离盆地边沿花岗岩或花岗岩孤岛0～300米之间。

主要矿化部位：沙砾岩组和花岗岩基地接触部位，如59号地段西矿体。

沙砾岩组和下部接触部位，如69地段4号矿体。

沙砾岩组内的矿化，粉细砂岩，粘土岩呈透镜体和满层状，为矿体多数矿体。

下部含砾砂岩中的矿化。

以上四种矿化部位前三种为最多，矿区内第一种为最好，但迄今为止地浸试验是第三种为最好。

（2）矿体的形态规模及产状。矿体形态富集矿化受地质体限制，主要矿化形态有扁豆状，透镜状，似层状，以透镜状为主。勘探结果表明该矿床范围大，矿体数目多，规模小，变化大，矿体长由几米到几十米。

矿体平均厚度2米，但矿体厚度变化很大。当矿体受沙砾岩组中粘土岩，粉细砂岩，细砂岩控制时，矿化范围界限不清，矿体比控制的地质体范围大，最大厚度7.7米，当矿体受炭质砂岩，钙铝砂岩控制时，矿体顶底板界限清楚。矿体厚度一般在1米以下，所以矿区内59号地段，试验地段矿体厚度大，但在地浸试验钻孔中前人资料有一块7.05米厚的矿没有见到，钻孔距原址相隔2.2米。而现在只有2米多厚，但品位有所增高。69地段矿体厚度小。矿体品位变化大，最高品位：1.176%。一般的品位0.1～0.15%。矿化最富的岩性为粉细砂岩，粘土岩。区内69地段为矿化较富。

在本次试验中由于钻孔少，只有一个钻孔取岩芯，其他只能靠伽玛测井资料进行矿体的连接，可能有人为的理想化，并按地浸要求对0.01%以上（含0.01%）均作为储量计算和构成矿体连接。

2.2.4矿床放射性水化学特征

放射性水晕与矿化形态一致，地下水中铀含量为1.04× 10-6g/L，工业矿体附近水中铀含量最高达8.8×10-4g/L—5.7× 10-6g/L，矿化范围水中浓度达2×10-4g/L，一般为10～30Am，最大高达409Am。地下水质类型以HCO3—Na型水为主，也见有HCO3—Cl—Na（Ca）型水，PH值6—7之间。矿化度为0.1—0.3g/L。主试验区6.25×6.25块段的西部一号孔做抽水试验时PH值为9，全区氧化带埋藏浅，矿化地段一般在15—30米，水文地球化学环境水平垂直方向无规律变化，矿化最富集部位是氧化和还原环境过渡带。由于矿区岩性的不均匀性及水动力条件和离子成分的影响，地下水对矿化超着形成和破坏作用中以富集成矿作用为主。

2.2.5铀矿物

该区铀的次生矿物较发育，铀矿物为硅钙铀矿，钙铀云母，铜铀云母，含铀硬锰矿，在试验地段的11号见有硅钙铀矿存在细粉砂岩，粘土岩的微层理面上，呈薄膜状和星点状以及个别铁质较高微裂隙中。

3　矿床成因

矿床成因即有同生作用，又有后生作用且以后生作用为主。认为以后生作用成因，其依据是：

（1）矿化在沙砾岩砂岩组中的沙砾岩，砂岩，粉细砂岩，粘土岩都有，但品位主要在粉细砂岩，粘土岩中。

（2）粘土岩，粉细砂岩可起隔水作用，当铀沉积对铀富集起了一定作用。

（3）矿体呈透镜状，扁豆状，产状5-12°.矿体与围岩基本一致。但也有斜交，矿体长度一般在几米至几十米，厚度在几厘米至几米。平均品位在0.1%左右，含矿层在局部有分枝。

（4）矿体赋存于底部的沙砾岩组中，距花岗岩风化壳不远，供给盆地沉积物的母岩主要为花岗岩。

（5）粘土质，泥质分散在砂岩的胶结物中，＜15%对铀的吸附起了富集。

（6）矿床所处的古地理条件是一个NW-SE向的古河床盆地，盆地的底部凹凸不平。

（7）矿体厚度品位变化大，次生铀矿物发育矿化富集在相对隔水层附近。矿体与围岩过渡关系，与矿体接触的基底花岗岩沿裂隙和接触带有矿化。平衡系数变化不大。有相对隔水层的矿体中心部位（矿化的相对水层与顶底板比较）平衡系数低。矿化富集在氧化还原过渡带，所以矿床以同生沉积，后生富集，成为工业矿床的阶段主要为后生富集阶段。

4　储量计算

101地段矿体层次多，在保证合并后矿层含矿系＞50%的前提下采用含矿层圈定，其厚度为实际见矿厚度之后，品位用厚度加权平均品位，其余两地段及表外矿体均采用单层圈实。矿石平均体量1.96吨/m3，湿度12.50%。矿体圈定及储量级别，固矿化零散，工业矿体变化大，矿床淋积型成固，受一定岩性，层位控制，用有限外推和无限外推确定矿体延伸。矿床矿化变化复杂为4—5勘探类型，工业矿体用25×25米网度控制。所以地质队提供的是C2级储量.

本次试验是按地浸的要求，我们把品位在0.01%～0.03%也作为地浸的可采储量计算。所以划分品级时将0.03～0.1%以上的划为C2级，0.01%～0.03%划为C3级计算.其方法是两个块段合拼进行，其中品位在0.01～0.03%外推6.5米，0.03～0.1%以上的外推1/2，主要看两孔之间见矿情况来确定。

C2级储量总计为252.79吨。一级表外储量总计为45.65吨。二级表外总计为121.20吨。远景总量为35吨。

其中：试验区块段C2级为1.843吨。

C3级为0.238吨。

总计为457.64吨。

5　结论

501矿床列为地浸采铀条件试验与建设相结合的发展规划，要取合理的经济技术指标。我们得以科学的严谨的，认真的一丝不苟的态度对待。对条件试验的每个环节的可靠性，合理性，可引性都要从科学实验和生产建设这个角度来考虑认识问题，掌握好地浸试验的每个步骤和动态发展，必须积极开展研究工作，才能为后期生产上规模打好基础。

（1）首先要认真对原始资料进行认真的分析研究。如核工业第六研究所，核工业第四设计院，原地质队的资料所提及到的关于矿层含水性和钻孔的抽注能力。矿体形态和大小：矿层顶底板岩石的隔水性，矿层中矿体的围岩渗透性，封孔材料和钻孔的施工结构，钻孔网度以及过滤管的装置和外围补充勘探岩矿分析，小型试验等。

（2）要在地浸块段内建立一套地质标准岩矿芯剖面。要生产前进行。在一定网度的生产孔方位中进行（5-10个基准钻孔）。沿整个钻孔剖面采取岩矿芯，目的是指导和检查矿石的物质成分，各种参数及伽玛测井对照和全面研究地质体。以准确掌握在该地段的岩性变化，岩矿石的孔隙设，渗透性，铀含量，过滤管和托盘的具体位置。在下过滤管时要根据r测井给出的r强度分别进行装置。要对渗透性好但r强度低的地段进行节制，对矿化好但渗透性差的要强引溶液浸过矿体。主要采取对过滤管的托盘位置，过滤眼应该分级进行。如矿化的可以减少过滤眼网的密度，直径也可缩小等。要强化对矿化富集部位的浸出。为取得合理的技术经济指标提供佐证。

（3）要重视对岩矿的分析测试，要摆正科学试验与生产建设的关系。要对501矿床的几个地段包括物理，化学，荧光来确定定量光谱分析及碳酸盐含量分析。固该地有硅酸盐和碳酸盐两种类型。岩矿石的普遍性很差，必须对其中有害有用元素含量进行掌握。

如铀镭平衡系数，射气系数，Ca，Ae，Fe3+，CO2，mg，mo，mn等的含量，以获得可靠资料指导生产。

（4）要特别重视物探工作。在整个地浸阶段尤其是钻孔阶段，物探工作显得更为重要，因为多数钻孔是不取岩矿芯，只有通过物探r测井才能获得矿层的顶底板和含量多少的具体位置，才能保证过滤管托盘的准确安装，才能使地质物探资料的完整性。另外该区矿层埋深浅，r射线的穿透能力强。可以减少补充勘探任务及避免盲目性，可增加各种物探仪器。

（5）要加强对59号西砂体，101地段西砂体的研究。因为两地无地下水补给，对地浸来说是个困难。但两地占c2的储量的三分之一，研究它可延长开采年限。还必须加强对生产孔的抽注能力及铀含量稳定性的研究。

综上所述，从地质专业这个角度认为501矿床基本适合地浸钻孔采铀，但要获得较好的经济效益和有较长的服务年限，取得指导性资料数据，还得更进一步工作。

P612［文献码］ B

1000-405X（2016）-8-74-2