李寶新， 尹 敢， 榮建峰， 李盛俊

(1.四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，四川 成都 610061；2.中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院，

云南 昆明 650051；3.中廣核鈾業(yè)發(fā)展有限公司，北京 100029)

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西藏鄔郁盆地砂巖型鈾礦可地浸條件研究

李寶新1， 尹 敢2， 榮建峰3， 李盛俊1

(1.四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，四川 成都 610061；2.中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院，

云南 昆明 650051；3.中廣核鈾業(yè)發(fā)展有限公司，北京 100029)

鄔郁盆地是西藏自治區(qū)最新發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)鈾盆地，深入研究該鈾礦的可地浸條件對(duì)指明本區(qū)后期的找礦類型方向等勘查工作具有重要的指導(dǎo)意義。在闡述鄔郁盆地區(qū)域地質(zhì)背景和砂巖型鈾礦特征的基礎(chǔ)上，對(duì)礦體地質(zhì)特征和水文地質(zhì)特征進(jìn)行了分析。通過(guò)與砂巖型鈾礦床地浸評(píng)價(jià)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比研究，認(rèn)為該地區(qū)砂巖型鈾礦的可地浸條件較差。研究區(qū)東部嘎扎村組中段砂體基本不具備可地浸砂巖型鈾礦條件；研究區(qū)中西部宗當(dāng)村組下段砂體具備一定的可地浸條件，但還需要后期工作進(jìn)行驗(yàn)證和研究。

鄔郁盆地；砂巖型鈾礦；地浸評(píng)價(jià)參數(shù)；可地浸條件

李寶新，尹敢，榮建峰，等.2016.西藏鄔郁盆地砂巖型鈾礦可地浸條件研究[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，39(3)：239-244.

Li Bao-xin, Yin Gan,Rong Jian-feng,et al.2016.In-situ leaching conditions of sandstone type uranium deposits in Wuyu basin,Tibet[J].Journal of East China University of Technology (Natural Science), 39(3)：239-244.

鄔郁盆地位于西藏自治區(qū)南木林縣，盆地呈北東向展布，長(zhǎng)約30 km，寬4～12 km，面積約270 km2，是岡底斯成礦帶含油、煤的新生代火山沉積斷陷盆地(黃澤光等，1998；王津義等，1999；朱迎堂等，2006；蔡青龍等，2015)。自2006年開(kāi)始，四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院在該區(qū)做了大量的工作，取得了豐富的地質(zhì)成果。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的砂巖型鈾礦工業(yè)鈾礦體①②李寶新, 李盛俊.2013.西藏自治區(qū)南木林縣鄔郁地區(qū)銅鈾礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查成果報(bào)告[R].成都:四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院. 劉建華 李盛俊. 2010.西藏岡底斯—拉薩地區(qū)新生代盆地鈾資源預(yù)查報(bào)告[R].成都:四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院.，是西藏自治區(qū)最新的產(chǎn)鈾盆地。但因工作分散、基礎(chǔ)地質(zhì)工作薄弱，使其總體研究程度不足，對(duì)砂巖型鈾礦的可地浸條件研究程度較低，給后期開(kāi)采技術(shù)條件研究造成一定影響。明確該地區(qū)的鈾礦可地浸條件，可對(duì)指明找礦類型和找礦方向提供可靠的依據(jù)。

1 盆地形成的區(qū)域地質(zhì)背景

鄔郁盆地大地構(gòu)造上處于岡底斯中—新生代火山巖漿?、畚鞑刈灾螀^(qū)地質(zhì)調(diào)查院. 2002.1∶25萬(wàn)日喀則市幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].。晚白堊世至始新世印度板塊和歐亞板塊強(qiáng)烈碰撞，在鄔郁地區(qū)發(fā)生了大規(guī)模的火山作用和深成巖漿活動(dòng)，形成成熟陸緣山弧和成熟巖漿島弧花崗巖建造。漸新世至中新世，火山活動(dòng)基本停息，巖漿活動(dòng)僅發(fā)生在弧背斷隆前緣斷裂北部并形成規(guī)模不大的地殼重熔花崗巖，而在前緣斷裂南部形成山間盆地含煤含油頁(yè)巖復(fù)陸屑建造，與此同時(shí)形成塔瑪—由古韌脆性剪切帶。上新世時(shí)期，碰撞作用加劇，南北向斷裂應(yīng)力松弛，在原有古火山機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上形成陸緣碎屑巖和火山碎屑巖建造，該建造為鄔郁地區(qū)砂巖型鈾礦的含礦建造。第四紀(jì)以來(lái)，鄔郁盆地經(jīng)歷了整體抬升和構(gòu)造掀斜(圖1)。

圖1 鄔郁盆地砂巖型鈾礦地質(zhì)略圖Fig.1 Sketch geologic map of Wuyu basin sandstone-hosted uranium deposit

2 砂巖型鈾礦基本特征

鄔郁盆地內(nèi)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)砂巖型鈾礦中型礦產(chǎn)地一處，鈾礦點(diǎn)2個(gè)，均分布在鄔郁盆地北緣①②，礦體賦存于盆地東部沖積扇砂體和辮狀河砂體中。

盆地蓋層上新統(tǒng)(N2)嘎扎村組和宗當(dāng)村組是該盆地砂巖型鈾礦的找礦目的層。具有“凝灰?guī)r—砂礫巖—凝灰?guī)r”和“泥巖—砂礫巖—泥巖”的巖性組合特征。

2.1 嘎扎村組地質(zhì)特征

2.1.1 砂體特征

嘎扎村組由三個(gè)巖性段組成：下段為凝灰?guī)r和火山熔巖；中段為沖積扇相砂礫巖；上段為凝灰?guī)r、集塊巖，主要含礦砂體為該組的中段。該層砂體厚度為128～237 m，平均厚度158 m。砂體發(fā)育穩(wěn)定，規(guī)模較大。砂體總體呈北東—南西向展布，埋深由北西向南東逐漸變深，沉積物源主要來(lái)自北西方向。砂體巖性以凝灰質(zhì)礫巖、凝灰質(zhì)砂礫巖為主，局部見(jiàn)有少量的粗砂巖透鏡體，膠結(jié)較致密—致密，局部見(jiàn)鐵質(zhì)膠結(jié)和鈣質(zhì)膠結(jié)，致密。透水性均較差。砂體中一般不存在泥質(zhì)、粉砂質(zhì)夾層。

含礦主巖在粒度結(jié)構(gòu)上為礫質(zhì)類巖石。礫石含量大于30%。膠結(jié)物、填隙物多為凝灰質(zhì)粗砂和粘土礦物，膠結(jié)程度多為較致密—致密。分選性較差。碎屑呈棱角狀，基本為原地沉積產(chǎn)物。

2.1.2 礦體特征

該層位的工業(yè)鈾礦體主要分布在盆地北緣的東部(圖2)，共揭露3層鈾礦體，礦體呈板狀、似層狀，長(zhǎng)200～500 m，斜深100～600 m，厚0.44～4.05 m，傾角33°～40°，傾向165°，礦體平均品位0.053 9%～0.107 0%。為砂巖型鈾礦石。

圖2 鄔郁盆地151線勘探線剖面圖Fig.2 NO.151 exploration line in Wuyu basin1.第四紀(jì)沖洪積物； 2.嘎扎村組上段；3.嘎扎村組中段；4.嘎扎村組下段；5.中新世麥松巖體；6.凝灰質(zhì)砂巖；7.凝灰?guī)r； 8.凝灰質(zhì)礫巖；9.沉凝灰?guī)r； 10.斷層；11.不整合界線；12.產(chǎn)狀；13.礦化體；14工業(yè)礦體；15.平均品位(%)/平均厚度(m)礦體號(hào)；16.解釋品位(%)/真厚度(m)

2.2 宗當(dāng)村組地質(zhì)特征

2.2.1 砂體特征

宗當(dāng)村組在盆地東部和西部巖相變化較大，東部為沖積扇相和辮狀河相砂礫巖，西部主要為辮狀河相和湖湘砂巖和泥巖。厚度為26～53 m，平均厚度為42.6 m，變化系數(shù)為25%。砂體發(fā)育穩(wěn)定，總體呈北東—南西向展布，埋深由北西向南東逐漸變深，沉積物源主要來(lái)自北西方向。砂體巖性以凝灰質(zhì)粗砂巖和凝灰質(zhì)中砂巖互層為主，局部見(jiàn)有細(xì)砂巖和泥巖的薄層透鏡體，泥質(zhì)孔隙式膠結(jié)，膠結(jié)較疏松—較致密，透水性中等。

含礦主巖在粒度結(jié)構(gòu)上以粗粒、中粒為主，含少量的礫質(zhì)類巖石。膠結(jié)物、填隙物多為凝灰質(zhì)礫巖和粘土礦物，膠結(jié)程度多為較疏松—較致密，分選性中等。

2.2.2 礦體特征

礦體主要發(fā)育在宗當(dāng)村組下段砂體底部與凝灰?guī)r的接觸部位，分布于盆地北緣，在中部由于存在2條北西向斷層，受斷層穿切影響，礦體不連續(xù)。

礦體呈板狀、似層狀，厚度3.3～7.3 m，傾向165°，傾角26°～40°，向深部?jī)A角逐漸變緩。品位0.013 3%～0.043 3%(圖3)。

2.3 礦體厚度與含礦砂體厚度之間的關(guān)系

礦體與含礦砂體的厚度關(guān)系，用礦體的厚度與含礦砂體厚度比值來(lái)衡量，即有效厚度比。該比值越高，說(shuō)明鈾的沉淀富集程度越高。一般來(lái)說(shuō)，有效厚度比大于0.1適于地浸，國(guó)內(nèi)外一般大于0.2。根據(jù)研究區(qū)一些完整揭穿目的砂體工業(yè)孔的礦體厚度和砂體厚度統(tǒng)計(jì)(表1)，鄔郁地區(qū)礦體與砂體有效厚度比值極其不穩(wěn)定，且有效厚度比均小于0.1。

表1 鄔郁地區(qū)礦體與砂體厚度比統(tǒng)計(jì)表

圖3 鄔郁盆地128勘探線剖面圖Fig.3 No.128 exploration line in Wuyu basin1.宗當(dāng)村組下段；2.嘎扎村組；3.第四紀(jì)沖洪積物；4.凝灰?guī)r；5.凝灰質(zhì)礫巖；6.凝灰質(zhì)砂巖； 7.鉆孔位置及編號(hào)；8.解釋品位(%)/真厚度(m)；9.平均品位(%)/平均厚度(m)礦體號(hào)；10工業(yè)礦體；11.礦化體

2.4 礦石特征

鄔郁地區(qū)鈾礦石為塊狀構(gòu)造，以礫狀結(jié)構(gòu)為主，固結(jié)程度較高，礦石滲透性較差。礦石的濕密度為2.1～2.4 g/cm3。

礦石自然類型為砂巖型鈾礦石；工業(yè)類型為富硅酸鹽型鈾礦石。

礦石化學(xué)成分：SiO2平均含量約占68.98%，Al2O3平均含量為15.63%，K2O平均含量4.05%，F(xiàn)e2O3，MgO，P2O5，TiO2，MnO在各樣品中含量均低于1%。表明礦石屬于高硅酸鹽型。

鈾以獨(dú)立鈾(含鈾)礦物、類質(zhì)同相、吸附狀態(tài)的形式存在，其中的獨(dú)立鈾礦物主要有鈾石和瀝青鈾礦。

2.5 水文地質(zhì)特征

研究區(qū)含礦含水層固結(jié)程度高，滲透性較差，特別是盆地東部的N2g2含礦含水層，其中的地下水基本是裂隙含水，礦層和圍巖的滲透性無(wú)差別。含礦含水層中地下水的礦化度1.137～2.96 g/L，水溫30 ℃左右，東部高于30 ℃，西部稍低；pH值平均8.82，屬弱堿性，會(huì)增加地浸的耗酸量。含礦含水層的厚度較大，地下水位埋深也較大。東部嘎扎村組中段水位埋深為218～229.21 m，西部宗當(dāng)村組下段為318 m。

3 地浸條件分析

根據(jù)孫圭等《蘇聯(lián)砂巖鈾礦床地浸技術(shù)考察報(bào)告》、《蘇聯(lián)地浸砂巖型鈾礦床》④⑤孫圭. 1990.蘇聯(lián)地浸砂巖型鈾礦床[R]. 核工業(yè)西北地質(zhì)局.孫圭. 1990.蘇聯(lián)砂巖鈾礦床地浸技術(shù)考察報(bào)告[R]. 核工業(yè)西北地質(zhì)局.，地浸的影響的因素很多，單一的因素難以衡量地浸的可能性和經(jīng)濟(jì)效益，必須全面分析其地質(zhì)因素和水文地質(zhì)因素等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。孫圭等總結(jié)的地浸評(píng)價(jià)參數(shù)與鄔郁盆地鈾礦的有關(guān)參數(shù)對(duì)比列于表2。表 2 中所列地浸條件的共25 條，其中有符號(hào)“△”的屬4 項(xiàng)決定性因素(涂懷奎，2005)，分述如下：

3.1 巖石礦物組分

適于地浸條件的巖石礦物組分，應(yīng)是以硅酸鹽礦物為主，有機(jī)碳含量少，碳酸鹽含量小于3%。研究區(qū)目的層砂體以硅酸鹽礦物為主，碳酸鹽含量均較少(根據(jù)巖礦分析結(jié)果，碳酸鹽含量均小于3%)，有機(jī)碳含量也相對(duì)較少，屬于有利于地浸的巖石礦物組分。

3.2 主要鈾礦物類型和鈾的存在形式

適于地浸條件的鈾礦物為次生鈾礦、瀝青鈾礦和鈾黑，鈾的賦存狀態(tài)以次生吸附為主。研究區(qū)的鈾礦物主要以獨(dú)立鈾(含鈾)礦物、類質(zhì)同相、吸附狀態(tài)的形式存在(李盛俊等，2015)，其中的獨(dú)立鈾礦物主要為鈾石和瀝青鈾礦⑥王鳳崗. 2011.鄔郁盆地鈾礦石特征研究及柱浸工藝試驗(yàn)[R].北京:核工業(yè)北京地質(zhì)研究院.。因此，研究區(qū)的鈾礦物類型和鈾的存在形式基本符合可以地浸的條件，但是其中的鈾石對(duì)地浸存在一定的不利影響。

表2 砂巖型鈾礦床可地浸評(píng)價(jià)參數(shù)表

3.3 礦體產(chǎn)狀及埋藏深度

適于地浸條件的是礦體產(chǎn)狀平緩，一般小于15°，埋藏深度不大于400 m。該條件是地浸評(píng)價(jià)因素的決定性因素。研究區(qū)礦體的埋藏深度雖然符合地浸要求，但是產(chǎn)狀較大，一般為30°～40°，傾角太大，不利于地浸。

3.4 礦層與圍巖的滲透系數(shù)

適于地浸的條件是圍巖滲透系數(shù)小于0.1 m/d，礦層滲透系數(shù)大于1 m/d，滲透系數(shù)較均勻。研究區(qū)由于未進(jìn)行水文地質(zhì)實(shí)驗(yàn)鉆孔的施工，未能開(kāi)展水文抽水實(shí)驗(yàn)，故未得到關(guān)于滲透系數(shù)的具體數(shù)據(jù)。但是同我國(guó)主要可地浸砂巖型鈾礦-伊犁盆地砂巖型鈾礦(王保群，1997；陳戴生等，2012；童航壽，2014a,2014b)對(duì)比，研究區(qū)含礦含水層的砂體固結(jié)程度較高，其透水性普遍較差。例如，盆地東部的嘎扎村組中段含礦砂體固結(jié)致密，其中所含地下水主要是裂隙含水；研究區(qū)中西部的宗當(dāng)村組下段含礦砂體固結(jié)中等，滲透性中等，只具有一定的滲透性。該條件是可地浸水文地質(zhì)條件的決定性因素，因此東部嘎扎村組砂體不具備可地浸的滲透條件，西部宗當(dāng)村組砂體基本具備可地浸的滲透條件，應(yīng)進(jìn)一步做具體工作進(jìn)行分析、驗(yàn)證。

4 結(jié)論

西藏南木林縣鄔郁盆地砂巖型鈾礦是四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院經(jīng)過(guò)多年的選區(qū)、勘查工作發(fā)現(xiàn)的，填補(bǔ)了西藏鈾礦的空白。但是由于受勘查條件和認(rèn)識(shí)水平的限制，對(duì)其可地浸性一直存在較大的爭(zhēng)議。

該盆地砂巖中的鈾礦化特征與典型的砂巖型鈾礦具有較大的差別，礦體呈板狀、似層狀，不發(fā)育層間氧化帶，以熱液蝕變?yōu)橹鳎瑑H在局部見(jiàn)有淋積氧化帶。作者通過(guò)對(duì)其可地浸性條件進(jìn)行研究，認(rèn)為其可地浸條件較差。其中，研究區(qū)東部嘎扎村組中段砂體基本不具備可地浸砂巖型鈾礦條件；研究區(qū)中西部宗當(dāng)村組下段砂體具備一定的可地浸條件，但還需要進(jìn)一步做后期工作進(jìn)行驗(yàn)證和研究。

鑒于研究區(qū)鈾礦的可地浸條件不夠優(yōu)越，今后該地區(qū)的鈾礦找礦方向應(yīng)以硬巖型鈾礦為主攻方向，礦體的圈定和劃分也應(yīng)以硬巖鈾礦類型劃分，外圍找礦應(yīng)以火山巖型鈾礦為主攻方向。

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In-situ Leaching Conditions of Sandstone Type Uranium Deposits in Wuyu Basin,Tibet

LI Bao-xin1, YIN Gan2, RONG Jian-feng3, LI Sheng-jun1

(1.Sichuan Institute of Nuclear Geology,Chengdu，SC 610061, China;2.China Nonferrous Metals Industry Survey and Design Institute in Kunming, Kungming, YN 650051, China;3.CGNPC Uranium Industry Development Co.,LTD,Beijing 100029, China)

Wuyu basin is the latest discovered uranium-existing basin in Tibet. In-depth study of uranium occurrence has important guiding significance for the type of prospecting and range of reconnaissance in following exploration in this area. Based on expounding of the regional geological background and characteristics of sandstone type uranium deposit in Wuyu Basin, the geological and hydrogeological characteristics of ore-body are analyzed.By comparing with the in-situ leaching evaluation parameters of sandstone type uranium deposit, the in-situ leaching conditions of sandstone type uranium deposits in this area are considered to be poor.The Middle Section sand body of the Gazhacun formation in the eastern part of the study area doesn’t have in-situ leaching Conditions. The Lower Section sand body of the Zongdangcun formation in the center-west part of the study area has certain in-situ leaching conditions. But it still need to be validated and researched in follow-on work.

Wuyu basin; sandstone type uranium deposit; in-situ leaching parameters；in-situ leaching conditions

2015-11-12

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局大調(diào)查項(xiàng)目(1212011220776)；中央地質(zhì)勘查基金項(xiàng)目(2013541004)

李寶新(1973—)，男，高級(jí)工程師，主要從事鈾礦地質(zhì)研究工作。E-mail：376432449@qq.com

10.3969/j.issn.1674-3504.2016.03.006

P619.14

A

1674-3504(2016)03-0239-06