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塔木素铀矿床下白垩统巴音戈壁组含铀砂岩成岩特征及其与铀矿化关系研究

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沉积学报 2021年第4期39卷 894-907页

作者：王凤岗张字龙侯树仁张良门宏夏宗强王俊林核工业北京地质研究院北京100029 核工业208大队内蒙古包头014010

位于巴音戈壁盆地南部的塔木素铀矿床为典型的硬砂岩型铀矿床,这种特殊硬砂岩型铀矿与我国北方其他典型砂岩铀矿床最主要的不同就是表现在成岩特征上。运用岩石学、岩相学、岩石地球化学、阴极发光、扫描电子显微镜等对塔木素铀矿床下... 详细信息

位于巴音戈壁盆地南部的塔木素铀矿床为典型的硬砂岩型铀矿床,这种特殊硬砂岩型铀矿与我国北方其他典型砂岩铀矿床最主要的不同就是表现在成岩特征上。运用岩石学、岩相学、岩石地球化学、阴极发光、扫描电子显微镜等对塔木素铀矿床下白垩统巴音戈壁组上段(K_(1)b^(2))含铀砂岩成岩特征及其与铀矿化的关系进行了研究。结果表明含铀砂岩碎屑物主要有石英(平均含量12.38%)、长石(平均含量50.33%),胶结物主要有石膏(平均含量12.57%)、铁白云石(平均含量3.20%)、含铁白云石(平均含量9.33%)、白云石(平均含量9.76%)及少量杂基(平均含量2.62%),以孔隙式和基底式胶结为主。含铀砂岩具有盐湖盆地早成岩阶段B期和晚成岩阶段A期的成岩特征,成岩的水介质条件为高矿化度(35.4 g/L)的碱性水(pH=7.52)。在早成岩阶段B期形成了以化学胶结作用、水岩作用、溶蚀作用及交代作用为主的成岩特征。胶结物具有由铁白云石—含铁白云石—白云石—石膏的生成顺序,碳酸盐胶结物由中心到边缘依次为自形铁白云石、半自形—自形的含铁白云石、最外面为他形—半自形的白云石。石膏形成最晚,并可见石膏交代石英、长石及白云石现象。在此过程中,高矿化度水中的Na^(+)替换了斜长石中的Ca^(2+),使斜长石全部转化为钠长石,并在斜长石表面形成了溶蚀微孔洞并沿解理形成微裂隙。受碱性地下水影响,基本无自生胶结作用及黏土矿物生成。晚成岩阶段A期以溶解作用为特征,酸性的地表水溶解了砂岩中的碳酸盐胶结物并形成了溶洞。含铀砂岩整体具有孔隙度低及渗透率低等特征,不利于层间氧化作用的形成。根据含铀砂岩成岩特征及其与铀矿化关系的研究发现,塔木素地区铀矿化具有沉积成岩及层间氧化双重成因特征。

关键词：成岩特征巴音戈壁组含铀砂岩盐湖盆地塔木素铀矿床巴音戈壁盆地

鄂尔多斯盆地西南缘洛河组下段含铀砂岩锆石U-Pb年代学:对岩石圈伸展作用的启示

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中国地质 2023年第3期50卷 853-871页

作者：程先钰张天福苗培森程银行李建国奥琮肖荣阁中国地质调查局天津地质调查中心天津300170 中国地质调查局铀矿地质重点实验室天津300170 中国地质大学北京100083

【研究目的】近年来,砂岩型铀矿的研究成为地质学者讨论的热点,对赋铀地层的研究尤为重要。【研究方法】文章以鄂尔多斯盆地西南缘镇原地区为例,通过对下白垩统洛河组下段含铀砂岩碎屑锆石的LA-ICP-MS U-Pb测年分析,探讨含铀砂岩的物质... 详细信息

【研究目的】近年来,砂岩型铀矿的研究成为地质学者讨论的热点,对赋铀地层的研究尤为重要。【研究方法】文章以鄂尔多斯盆地西南缘镇原地区为例,通过对下白垩统洛河组下段含铀砂岩碎屑锆石的LA-ICP-MS U-Pb测年分析,探讨含铀砂岩的物质来源及其构造意义。【研究结果】结果表明,下白垩统洛河组下段赋铀砂体碎屑锆石U-Pb年龄主要分布在166~370 Ma(n=49)、388~472 Ma(n=14)、1744~2150 Ma(n=14)、2241~2740 Ma(n=14)、615~1623Ma(n=9)这5个年龄区间,相应的峰值年龄为272 Ma、427 Ma、1899 Ma和2493 Ma,而615~1623 Ma无法确定峰值年龄。【结论】锆石U-Pb年龄谱对比分析表明,研究区下白垩统洛河组下段含铀砂体总体上具有来自北祁连造山带东段、北秦岭造山带、兴蒙造山带、贺兰山、华北板块基底及阿拉善地块6个物源区,其中北秦岭造山带、北祁连造山带东段为主要物源区。碎屑锆石年龄显示,奥陶纪鄂尔多斯盆地西南缘形成被动陆缘,志留纪—泥盆纪转化为碰撞造山带,石炭纪—二叠纪由造山带转化为沉积盆地,侏罗纪—白垩纪形成稳定沉积地层为铀矿贮存提供有利空间。

关键词：含铀砂岩下白垩统洛河组碎屑锆石U-Pb 镇原鄂尔多斯盆地矿产勘查工程

含铀砂岩全尺度孔径分布及酸法浸出过程孔隙结构演化特征

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含铀砂岩全尺度孔径分布及酸法浸出过程孔隙结构演化特征

作者：张妮南华大学

学位级别：硕士

含铀砂岩孔隙结构包含孔隙-裂隙双重介质,具有强烈的非均质性,这种复杂的特性对溶浸液的运移和铀浸出都有着重要的影响。因此,本文以伊犁盆地某铀矿床的含铀砂岩为研究对象,通过文献调研、现场取样和资料收集,结合多种室内岩石物理化学... 详细信息

含铀砂岩孔隙结构包含孔隙-裂隙双重介质,具有强烈的非均质性,这种复杂的特性对溶浸液的运移和铀浸出都有着重要的影响。因此,本文以伊犁盆地某铀矿床的含铀砂岩为研究对象,通过文献调研、现场取样和资料收集,结合多种室内岩石物理化学分析和酸法铀浸出实验,综合研究了此类含铀砂岩矿物组成、微纳米级孔径分布特征、非均质性以及各孔隙类型对孔隙度和渗透性的影响。并分析了在酸浸过程中,含铀砂岩微观孔隙结构演变特征及其主要控制因素,从而为提高含铀砂岩的铀浸出率和制定合理、高效和绿色的开采方案提供理论指导,为地下水对碳酸盐岩类地基和隧道工程的影响分析提供参考。主要研究内容与结论如下:(1)融合氮气吸附和核磁共振实验,获得含铀砂岩的全尺度孔径分布曲线。约60 nm和1μm孔径的粒间孔是该含铀砂岩的主要孔隙类型,控制孔隙度的大小,且其累积孔体积与岩石渗透性呈正相关。而溶蚀孔与其渗透性无明显相关性,但影响砂岩型铀矿床的采收率。(2)通过分析砂岩的微观孔隙非均质性和层间非均质性,该砂岩不同孔隙结构参数相对偏差变化趋势不一致,孔隙形态差异大且多变。砂岩孔径越小,微观孔隙非均质性越强。砂岩间孔径分布差异越大,含铀砂岩层的层间非均质越强。这种层间的非均质性导致岩层水平方向的渗透率变化,为合理设置井型井距参数提供依据。(3)开展含铀砂岩酸法浸出实验,该类铀矿床浸出过程中的浸出液铀浓度遵循指数函数规律。结合孔隙度变化过程分析,可将酸法浸出过程分为三个阶段。第一和第二阶段为表面化学反应控制的沉淀物堵塞,其中第一阶段是铀置换的主要完成阶段并伴随着CaSO饱和沉淀,第二阶段主要为Fe(OH)和Al(OH)的析出。第三阶段为物理扩散控制的微小颗粒堵塞。通过不同阶段的堵塞机制和主控因素,可精确制定防堵措施。(4)分析每个浸出阶段孔径分布的变化规律,第一阶段产生大量的溶蚀孔,小孔径粒间孔被沉淀物堵塞,孔间连通性减弱,阻碍了溶浸液流通。第二阶段粒间孔和溶蚀孔的数量皆增加,渗透性有所提高。第三阶段粒间孔发生扩展-贯通,但部分溶蚀孔被微粒堵塞,总孔容减小,最终导致浸出液中溶质的运移速度减缓,影响铀浸出液回收。

关键词：含铀砂岩全尺度孔径分布酸法浸出孔隙结构演化氮气吸附核磁共振

鄂尔多斯盆地纳岭沟地区含铀砂岩中含钛类矿物蚀变特征及与铀赋存关系新认识

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中国地质 2018年第2期45卷 408-409页

作者：陈路路陈印郭虎冯晓曦李建国汤超赵华雷中国地质调查局天津地质调查中心

1研究目的(Objective)纳岭沟地区位于鄂尔多斯盆地东北部,自开展砂岩型铀矿地质调查与研究工作以来,在含铀砂岩中发现有大量含钛矿物,且部分含钛矿物周边总存在铀矿物。其具体哪些含钛矿物,具有怎样蚀变特征,以及与铀(矿物)具体的赋存... 详细信息

1研究目的(Objective)纳岭沟地区位于鄂尔多斯盆地东北部,自开展砂岩型铀矿地质调查与研究工作以来,在含铀砂岩中发现有大量含钛矿物,且部分含钛矿物周边总存在铀矿物。其具体哪些含钛矿物,具有怎样蚀变特征,以及与铀(矿物)具体的赋存关系等尚未明确。通过查明研究区含铀砂岩中钛铁矿等含钛矿物的

关键词：蚀变特征含铀砂岩钛铁矿钛矿物铀矿物鄂尔多斯盆地

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低渗透性含铀砂岩物理化学渗流规律研究

低渗透性含铀砂岩物理化学渗流规律研究

作者：杜雪明南华大学

学位级别：硕士

生存问题与发展问题是和人们息息相关的基本问题。发展问题的关键是能源，能源问题的解决又依赖能源技术与自然资源。目前，全国正积极地勘探和开采铀矿资源以满足核电建设的需要。随着核电站建设的大幅度发展，促使铀的产量供不应求，... 详细信息

生存问题与发展问题是和人们息息相关的基本问题。发展问题的关键是能源，能源问题的解决又依赖能源技术与自然资源。目前，全国正积极地勘探和开采铀矿资源以满足核电建设的需要。随着核电站建设的大幅度发展，促使铀的产量供不应求，铀矿资源的开发将进一步加强。由于地浸采铀不需巷道布置、耗费的成本低、环境污染破坏小的优点，因此原地浸出是低渗透性砂岩铀矿岩开采的一种较为理想的开采方法。在我国已探明的砂岩型铀资源中，低渗透性资源占50%以上，其铀矿床品位低、规模小、开采难度大。因此，开展低渗透砂岩型铀矿岩的渗流规律的研究对原地浸出采铀具有重要的意义。本论文以某地浸铀矿山含矿砂岩为研究对象，在充分收集所研究的区域、地浸矿山的地质、水文、地球化学和工艺等资料的基础上，通过物理化学渗流实验研究溶浸液的流体性质，多孔介质性质，渗流环境（化学反应、压力）等多因素对低渗透矿岩的物理化学作用渗流规律的影响机理。并建立数值模型，模拟含矿层5点型渗流场的渗流规律，从而更深入地了解含矿岩层渗流场的物理化学渗流规律。通过实验研究和数值模拟得到以下结论：（1）通过分析压汞实验曲线，得到毛管压力曲线的曲线走势及规律主要受制于岩芯的孔隙结构。多孔介质的喉道分布均匀，孔隙度大，毛管压力曲线上各点沿平行于坐标横轴的直线与坐标纵轴的截距越小，此类矿岩的渗透系数也越大，启动压力越小;反之，与坐标纵轴的截距越大，其渗透系数越小，启动压力越大。另外，讨论了基于压汞曲线低渗透含铀砂岩的渗透率估算模型。（2）实验表明，该低渗透性矿岩存在3个渗流阶段。该矿岩的启动压力梯度约为13，线性流动时的压力梯度约为48，当压力梯度小于13时，矿样内不发生液体流动，当压力梯度在13-48之间时，渗流系数与压力梯度存在非线性关系，当压力梯度大于48时，渗流系数与压力梯度存在线性关系。（3）采用溶浸液做物理化学渗流实验，通过分析化学液与矿岩之间化学反应过程中孔隙率的变化规律和流体流变性，得到矿岩的结构特征变化和流体的特性在很大程度上影响了矿岩的物理化学渗流规律。矿岩介质与溶浸液发生化学反应后，使某些较小半径的孔隙变成可连通的，进而使砂岩介质的渗透系数整体变大;在某一状态时，由于压力和化学耦合作用，会使其孔隙结构进一步演变，也会改变砂岩介质的整体渗透系数;流体的表面张力是影响流体流经那些较小孔径的关键因素，通过减小流体的表面张力，可以整体上增大矿岩渗透性能。（4）建立数值模型，模拟不同井距和抽注液比例下低渗透含矿层渗流场的规律，得出在抽注液井的井距相同时随着抽注液比例的增大或则在抽注液比例相同的条件下随着抽注液井的井距逐渐变大，五点井型的渗流场由近封闭式逐渐变为开放式，会造成溶浸液大量流失，不利于地浸采铀。本研究区域选取抽注液比例为1:1、井距为20米是较为理想的。

关键词：溶浸采铀低渗透含铀砂岩物理化学渗流数值模拟

含铀砂岩中锶同位素的顺序提取分析及结果探讨

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铀矿地质 2020年第4期36卷 311-317页

作者：颜妍曾远刘春红王莹张赛楠核工业北京地质研究院北京100029

采用顺序提取技术对6个伊犁盆地含铀砂岩样品中锶同位素比值分布进行了研究,依次采用去离子水,0.5 mol/L乙酸溶液,0.5 mol/L盐酸溶液,浓硝酸+氢氟酸混合溶液提取样品中的锶元素,用热电离质谱法(TIMS)测量锶同位素比值。结果表明:不同提... 详细信息

采用顺序提取技术对6个伊犁盆地含铀砂岩样品中锶同位素比值分布进行了研究,依次采用去离子水,0.5 mol/L乙酸溶液,0.5 mol/L盐酸溶液,浓硝酸+氢氟酸混合溶液提取样品中的锶元素,用热电离质谱法(TIMS)测量锶同位素比值。结果表明:不同提取态的锶同位素比值存在明显差异,浓硝酸+氢氟酸提取态87Sr/86Sr远高于盐酸、乙酸、水提取态。乙酸溶解阶段主要溶解样品中碳酸盐,87Sr/86Sr分布范围为0.70989~0.71150,高于同时期海水的87Sr/86Sr(0.7077~0.7083),与河湖水(0.7119)相近,佐证了前人关于伊犁盆地整体上为冲积扇快速入湖的扇三角洲沉积模式的认识。

关键词：含铀砂岩锶同位素顺序提取矿物组成

含铀砂岩试样的预处理和铀钍同时测定方法研究

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铀矿地质 2008年第5期24卷 315-320页

作者：朱樱李功顺白静梅齐玲郭光珍核工业280研究所四川广汉618300

研究了含铀砂岩试样的预处理方法，采用过氧化钠熔融，CTMAB凝聚，有效地消除了硅酸溶胶对铀钍分离富集的影响，与示波极谱法衔接，同时测定铀钍。铀钍的线性范围为0．001～0．500μg／10mL，检出限铀为8．63×10^-6μg／mL，钍为5．16... 详细信息

研究了含铀砂岩试样的预处理方法，采用过氧化钠熔融，CTMAB凝聚，有效地消除了硅酸溶胶对铀钍分离富集的影响，与示波极谱法衔接，同时测定铀钍。铀钍的线性范围为0．001～0．500μg／10mL，检出限铀为8．63×10^-6μg／mL，钍为5．16×10^-6μg／mL。本法用于砂岩型铀矿中铀钍含量小于5×10^-6样品的连续测定，结果满意。

关键词：含铀砂岩预处理 CTMAB 铀钍

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含铀砂岩型试样组分分析流程

西安文理学院学报（自然科学版） 2012年第1期15卷 99-102页

作者：马强冯志刚李小军南华大学核资源与核燃料工程学院湖南衡阳421001

运用化学分析和仪器分析相结合的手段,拟定了一套优化的、完整的分析含铀砂岩型试样组分分析方法.该分析方法采用GBW04130-含铀砂岩成分分析标准物质进行验证,实验结果证明该法准确可靠、灵敏度高、稳定性好,结果令人满意.

关键词：化学分析仪器分析含铀砂岩元素分析

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含铀砂岩成份分析标准物质研制

铀矿开采 2001年第3期25卷 47-51页

作者：王道贤沈珠琴等核工业第六研究所核工业北京地质研究院

本文介绍了含铀砂岩中17个元素成份分析标准物质研制的全过程，本标准物质的原料采集于地浸采铀矿山现场，具有曲的地浸地质岩性特征。参加定值单位均为持有国家计量认证证书，且均为测试技术先进的权威实验室，所采用测试方法匀为国家... 详细信息

本文介绍了含铀砂岩中17个元素成份分析标准物质研制的全过程，本标准物质的原料采集于地浸采铀矿山现场，具有曲的地浸地质岩性特征。参加定值单位均为持有国家计量认证证书，且均为测试技术先进的权威实验室，所采用测试方法匀为国家标准或行业标准方法。因此，本标准物质技术含量高，达到了国内先进水平，被定为国家一级标准物质，本标准物质可用来鉴定和评价分析方法，检查和标定分析仪器，监控常规生产的分析质量，是一种新的铀矿石标准物质。

关键词：含铀砂岩标准物质成份分析铀矿石地浸采铀矿山