四川若尔盖铀矿田某矿床U-Ra平衡系数特征

陈田华 ，陈　刚

（四川省核工业地质调查院，成都 610000）

四川若尔盖铀矿田某矿床U-Ra平衡系数特征

陈田华 ，陈刚

（四川省核工业地质调查院，成都 610000）

若尔盖铀矿田位于南秦岭铀成矿带西端，区内发现的主要铀矿类型为碳硅泥岩型。通过对若尔盖铀矿田某矿床内钻孔见矿段内采取的化学分析样品进行U-Ra平衡系数的统计及特征研究，基本了解了该矿床U-Ra平衡系数的变化特征及其规律，为矿床内放射性测井数据的修正、矿体圈定及储量计算提供了一定的依据。

铀矿床；U-Ra平衡系数；碳硅泥岩；若尔盖

放射性矿产资源勘查实践表明，铀矿石的U-Ra反映了矿床形成后铀的迁移富集状况。U-Ra平衡系数也是铀矿资源量计算中不可或缺的修正参数之一。

若尔盖铀矿田某铀矿床为一碳硅泥岩型铀矿床，通过近年的勘查，在工作区深部发现了多个较好的铀矿体及铀矿化，本文对该矿床两个矿段见矿钻孔所取的131件样品进行了铀镭平衡系数、铀镭平衡系数与铀含量相关性、铀镭平衡系数与采样深度变化关系的研究。并对工作区内铀镭平衡系数变化规律进行了研究，为放射性测井数据的合理修正、矿体边界的圈定及铀矿资源量的计算提供了一定的依据。

1 矿床地质概况

若尔盖铀矿田位于于秦—祁—昆活动带南带西秦岭—南秦岭华力西—印支褶皱带，南秦岭铀成矿带西端。

1.1地层

区域地层出露较齐全，自震旦系至白垩系均有发育（图1），铀矿床主要分布在下志留统的硅灰岩组合体中，其次为寒武系太阳顶组上段硅质岩中，其它如奥陶系灰板岩、下二叠统热让沟组上段硅质岩、侏罗系—白垩系火山岩和砂岩及第四系泉华中，均有放射性异常发现。

1.2构造

矿床位于白龙江复背斜白依沟背斜北翼西侧靠近倾伏端（图2），核部出露下震旦统白依沟群。白依沟背斜主体走向NW280°左右，背斜北翼地层倾角70°左右，局部直立；南翼地层倾角50°～70°，局部直立，甚至倒转，总的为不对称背斜。铀矿田位于背斜北翼。背斜被一系列北西西向、北东向断裂切割。沿断裂多有温泉出露。

区域构造以近东西向为主，北东向次之，而南北向和北西向构造很不发育。近东西向断裂构造横贯全区，以压性为主，多为逆断层，既是构造线，也是地层的分界线。而北东向断裂构造以平推为主，属扭性或压扭性构造，多呈逆时针扭动，并切割东西向构造。北东向与东西向断裂构造往往纵横交错，相互切割形成大小不等、间距大致相等的菱形格子状或网格状的构造破碎带。这些断裂构造既是含铀热液上升和地下水渗透的良好通道，也提供了后生改造的成矿空间。近东西向走向断裂带与北东向断裂组成菱形格状构造格架，结点北西侧往往控制着铀矿床的定位，而走向断裂带则控制着铀矿体的产出。

1.3岩浆岩

区内岩浆岩分布零星，具有多期活动的特点。岩浆活动表现为早震旦世碎屑岩中有大量中酸性岩浆岩岩屑，为近源的晋宁期中酸性喷出岩和侵入岩风化剥蚀产物；加里东早中期有大量岛弧火山喷发物；海西期蚀变辉绿岩多呈岩床或岩脉顺层侵位，与铀矿化关系密切；印支—燕山期火山岩、次火山岩（包括隐爆角砾岩）和侵入岩（印支晚期至燕山早期和燕山晚期两个期次）。

岩浆活动与矿源层的形成有着成生关系。矿源层形成之后又提供了改造所需的热源及热水成矿溶液，反映出成矿作用与深部幔源流体有关的信息。

1.4矿体地质特征

该矿床位于四川省若尔盖铀矿田西部，矿体产于白依沟背斜北翼下志留统硅质岩及灰岩层的透镜体内，该透镜体长约300m，出露最大厚度在70～80m左右，含矿岩层在矿化范围内呈单斜产出，多呈断层接触，产状较陡，地表局部地段岩层直立或倒转。出露的地层为下志留统羊肠沟组下段（S1y1）、羊肠沟组上段（S1y2）、塔尔组下段（S1t1）、塔尔组上段（S1t2）。其中羊肠沟组上段（S1y2）为区内主要含矿层，近北北西—南东东向呈带状展布，与上下地层呈整合接触。

图2　矿田断裂构造与矿化关系示意图

矿体产于含炭硅质重结晶灰岩中，并受断层控制，围岩和矿体没有明显界线。矿体呈似层状、透镜状，多以定向排列的矿体群出现，有膨胀收缩、尖灭再现、分支复合等形态变化。矿化带展布的总体趋势与岩层产状基本一致，且与层间断裂构造基本吻合，矿体沿走向延伸不清，沿倾向延伸较稳定，大于400m，矿体倾角63°～83°。矿体垂幅大，最高见矿标高为3 750m，目前对矿体最深控制标高为3 128.68m。

铀矿物主要为沥青铀矿（含残余铀黑）其次为此生铀矿物和含铀矿物。其它矿石矿物有闪锌矿等，脉石矿物主要是石英和方解石。

矿石具脱炭、脱钙特征，结构、构造多为角砾状构造、细网脉状构造，粉砂状结构、压碎结构、胶状结构。伴生元素Ni、Zn，矿石工业类型为碳酸盐型，易选冶。

2 取样及分析

根据γ测井解释数据和岩心β－γ编录资料，假设铀镭是平衡的对铀含量在0.01%以上的矿段连续取样，并按铀含量0.01%～0.03%、0.03%～0.05%、0.05%～0.1%、大于0.1%几个品级结合岩性划分样品，采样方法为1/2劈心，对采样重量与理论重量进行了计算，误差小于20%，符合规范要求的送分析测试中心进行铀、镭分析。

3 结果讨论

3.1U-Ra平衡系数的计算

1）单个样品铀镭平衡系数的计算（Kp）。

式中：QRa—样品中镭的测量结果；QU—样品中铀中的测量结果；3.4×10-7—铀镭平衡时铀与镭之间的质量比值；

2）多个样品铀镭平衡系数的计算（Kpk）

对多个钻孔的样品分别以矿段为单位按不同的样品品级及岩性进行划分，分别计算不同矿段不同岩性及不同品级的平衡系数，在计算每个矿段不同岩性及品级的U-Ra平衡系数的平均值时进行了样品长度和品位的双重加权平均。

式中: hi—第i个样品段长度；Ui—第i个样品段的铀含量；Kpi—该钻孔第i个样品的U-Ra平衡系数；Kpk—该钻孔U-Ra平衡系数的加权平均值；n—样品数。

3.2铀矿床U-Ra平衡系数分布特征

由于铀、镭地球化学性质不同，在不同的地球化学环境中U-Ra平衡情况各异。矿床的不同部位受近代地球化学环境的影响的程度可能不一，造成矿床U-Ra平衡系数分布的复杂性，因此有必要研究铀矿床U-Ra平衡系数的分布特征。

图3　U—Ra平衡系数频谱分布模式

图4　矿床U-Ra平衡系数频率分布曲线

3.2.1铀、镭平衡系数频谱特征

铀矿勘查实践表明，各种类型铀矿床U—Ra平衡系数的分布情况大致有以下两类，第一类：平衡系数频谱分布曲线有一定变化规律，曲线呈单峰形状的正态分布（图3，a、b、c）。图3a表示铀矿床或矿体的 U－Ra平衡系数近似等于1，对于这种矿床或矿体进行γ测井和γ取样结果的定量计算不需要作平衡破坏修正。如果铀矿床或矿体的U－Ra 平衡系数频谱分布曲线偏向纵轴的左面（图3b）或右面（图3c），将显示矿床或矿体的平衡破坏，偏铀或偏镭。对这种矿床或矿体进行γ测井和γ取样结果的定量计算则必须进行U—Ra平衡破坏修正。第二类：平衡系数频谱分布曲线出现显著的无规则变化（图3d）,即矿体中的铀、镭平衡破坏是无规律的，同时存在偏铀和偏镭的情况。在这种情况下，对γ测井和γ取样的定量计算是极为不利的。

表1　四川省若尔盖铀矿田某矿段铀镭平衡系数频率分布表

3.2.2铀矿床U-Ra平衡系数特征

U—Ra平衡系数样品以钻孔、单个样品厚度和铀含量为基础按式（1）分别计算各自的U—R平衡系数。通过对四川省若尔盖铀矿田某矿床内的64个铀含量＞0.01%矿石样品分析结果统计出的KP值表明，单个样品的U-Ra平衡系数会有一定的离散度，但Kp频数总体服从正态分布（表1、图4）,频率曲线较完整，呈单峰曲线峰值在偏向纵轴的左边，纵数值为0.79，显示出中长沟地段矿石平衡明显偏铀，说明在γ测井定量解释中，应作铀镭平衡系数修正。从图4可以看出属于图3b的频谱分布特征。这一特征充分说明对该矿床采用同一个数进行γ测井数据修正即可。矿床内U-Ra平衡系数样品以钻孔中所取单个样品厚度和铀含量为基础，按同一岩性中矿石分析品位＞0.01%、＞0.03%分别计算其算术平均平衡系数为0.79与0.82；再利用式2分别计算出其加权平均平衡系数为0.80与0.81。可以看出各品级铀含量品级的铀镭平衡系数变化不大，铀镭平衡系数基本一致，平衡总体趋势偏铀。说明该矿床属于同生沉积后生富集型矿床。

根据式6对＞0.01%、＞0.03%的分析品位样品分别计算平衡系数其变异系数为19.8%各19.4%。参照国内《γ测井规范》（EJ/T611-2005）技术标准,允许该矿床采用一个U—Ra 平衡系数值进行整个铀矿床的总体平衡修正。故在测井数据定量解释中应对γ测井结果进行修正，并根据修正后的品位圈定矿体，估算铀资源量。

3.2.3铀镭平衡系数与铀含量的关系

根据目前掌握的少量样品初步统计，该矿床铀镭平衡系数与铀含量呈正相关，随着铀含量的增高KP值逐渐增大而趋于平衡（表2、图5），说明矿体所赋存的地球化学环境不同，有分带现象，由氧化带逐渐向原生带过渡。

3.2.4铀镭平衡系数与矿体进埋深的关系

通过对目前掌握的少量样品初步统计Kp与取样深度之间的变化关系（图6），从图中可以看出Kp与取样深度间具有一定的变化规律，随着取样深度加深，矿体平衡系数逐渐趋于平衡，矿体具有明显的垂直分带现象，矿体所赋存的地球化学环境由氧化带向原生带过渡。

表2　平衡系数与铀含量有关参数表

4 结论

通过对四川省若尔盖铀矿田某矿床碳硅泥岩型铀矿床矿石样品的研究,获得的基本结论是：

1）U-Ra平衡系数总体服从正态分布，中长沟地段矿体偏铀，在γ测井定量解释中，应作铀镭平衡系数修正。

2）若尔盖铀矿田某矿床属于同生沉积后生富集型矿床。

3）各铀含量品级的铀镭平衡系数变化不大，铀镭平衡系数与铀含量呈正相关，随着铀含量的增高KP值逐渐增大而趋于平衡，说明矿体所赋存的地球化学环境不同，有分带现象，由氧化带逐渐向原生带过渡。

4）Kp与取样深度间具有一定的变化规律，随着取样深度加深，矿体平衡系数逐渐趋于平衡，矿体具有明显的垂直分带现象。

图5　矿石U-Ra平衡系数沿深度变化曲线

图6　矿石U-Ra平衡系数沿深度变化曲线

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[2] 章晔,华荣洲，石柏慎，等. 放射性方法勘探[M].北京：原子能出版社，1990.

[3] 张明瑜，夏毓亮，等. 钱家店铀矿床U-Ra平衡系数特征研究[J].铀矿地质，2004，11（6）：365～369.

[4] 林建华.211铀矿区302矿床铀-镭平衡的位移规律[J]. 西部探矿工程，2005，113（9）, 57～59.

U-Ra Equilibrium Coefficient of an Uranium Deposit in Roigê, Sichuan

CHEN Tian-hua CHEN Gang
(Sichuan Institute of Uranium Geological Survey, Chengdu 610061)

The Roigê uranium ore field lies in the west end of the south Qinling uranium ore belt. The main uranium deposit type is carbonaceous-siliceous-pelitic rock type. This paper deals with U-Ra equilibrium coefficient of an uranium deposit in the Roigê uranium ore field, providing scientific basis for radioactive logging data correction, uranium orebody delineation and reserve calculation.

uranium deposit; U-Ra equilibrium coefficient; carbonaceous-siliceous-pelitic rock; Roigê

P619.14

A

1006-0995（2016）02-0224-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2016.02.011

2015-04-20

陈田华（1983-），男，江西新干县人，工程师，主要从事于铀矿地质矿产勘查工作