勘查隐伏铀—多金属矿的分量化探新技术

勘查隐伏铀多金属矿的分量化探新技术,核工业北京地质研究院2010-12-10福州,葛祥坤尹金双,提纲一、概念二、分量化探勘查铀矿的机理三、方法四、应用1、在国内勘查砂岩型铀矿2、在国内勘查热液型铀矿3、在国外勘查铀-多金属矿床五、意义六、创新与专利七、结论,一、概念元素分量和分量化探的概念元素分量：相对采样介质中元素总量而言的。元素总量是指元素在每一种采样介质（如土壤、水、底沉积、岩石、矿石、生物等）中各种存在形式含量的总和。而采样介质中每一种存在形式的含量就称为该元素的一种分量。元素在采样介质中的存在形式一般可分为两类：一类为稳定态形式;另一类为活动态形式。用活动态分量地球化学探矿的技术，称为分量探测技术，简称为分量化探。该法是一种地球化学勘查隐伏金属矿床的新思路、新技术、新方法。,二、分量化探技术勘查铀矿的机理探讨分量化探找矿的机理是：地球内部存在着上升的地气流，地气成分主要是N2、O2、Ar、CO2、烃类气体、He等。当上升的地气流经过铀矿体时，会将其中和其产生的原生晕中的铀及其伴生元素的活动态部分（纳米级颗粒、胶体、离子和各种络合物）被地气运载到地表土壤中，被土壤捕获、积累和浓集，形成铀和伴生元素活动态叠加含量异常。正是这部分叠加的活动态铀和伴生元素的分量反映了深部铀矿化的信息。所以提取土壤中这部分活动态铀和伴生元素的分量，才能有效的指示深部铀矿化的存在。分量化探法就是采用有效的提取剂，提取这部分活动态铀和伴生元素分量而进行找矿的。,分量化探法寻找砂岩型铀矿机理示意图（据王学求等改编）,本项目组在我国第一次经4天的扩散提取实验证实：土壤地气中存在铀及伴生元素,实验结果表明：土壤地气中存在U及V、Mo、Se、Re、Pb、Th等伴生元素；经4天时间，这些元素已有较多的量穿过半透肠衣膜进入其中的硝酸溶液中；在相同的实验条件下，矿区样品进入硝酸溶液中的铀及其伴生元素的量远多于无矿区的样品。这说明矿区地气上升迁移到地表土壤中的铀及其伴生元素的量远多于无矿区，因而被地表土壤捕获形成的铀分量就高于无矿区。这是分量化探勘查铀矿的基本依据。,三、分量化探方法的研究、建立十几年来，通过在野外和实验室内进行系统的技术方法试验研究，建立了一整套勘查铀矿的分量化探新方法。该法已申报发明专利。,1、野外采样技术：深度、粒度、层位试验、样品加工处理等；2、室内提取技术：提取剂，提取时间，固液比实验等；在国内外首次研制出铀分量的特效提取剂，已申报发明专利；,3、分量测定技术采用ICP-MS(等离子体-质谱)法同时铀、钼、硒、錸、铅、钒等多种元素分量。提高了多种元素测定灵敏度。这对提高深部铀矿化传递到地表弱信息的分辨能力和方法的实用性是至关重要的。4、铀和伴生元素分量分析质量监控；5、数据处理、图件制作；,6、异常识别、评价解释综合解释评价：(1)用背景值加上两倍标准差之和确定异常下限值。高于异常下限值的含量为异常含量。(2)分量异常解释评价的依据有:异常产出的地质、水文地质条件；异常的形态、规模和强度；异常中元素组合特征；铀分量与铀总量比值；分量化探异常与其它方法异常的关系等。(3)综合地、物、水多学科资料推断矿致分量异常与深部铀矿化的关系，结合地层、岩性、地球化学环境等资料，物探的砂体分布、构造、断裂等资料，水文地质的地下水流速、流向、含水层、潜水面等资料，推断矿致分量异常与深部铀矿化在空间分布上的关系。分量化探与地、物、水等多种方法圈出的复合异常区段是最有找矿前景的靶区。7、分量化探方法的建立。,四、应用十几年来，分别在我国北方鄂尔多斯盆地、伊犁盆地、吐哈盆地、海拉尔盆地、松辽盆地、西胡里吐盆地、查干诺尔盆地、白音呼布尔盆地等多个已知区、未知区，应用分量化探方法勘查砂岩型铀矿；在我国南方华南、华东地区勘查热液型铀矿，获得了较好的效果。当前，方法已进入产业化阶段。国内多家科研、生产单位，将该项目成果作为铀矿勘查设计的重要依据之一，为我国砂岩铀矿和南方热液型铀矿快速勘查作出了贡献：,已知区：东胜铀矿,东胜铀矿区铀分量测量等值线图(网度400m100m）,在隐伏砂岩型铀矿上方有效地发现异常、识别覆盖层厚度数十米至几百米的隐伏砂岩铀矿化是有效的,1、在国内勘查砂岩型铀矿,在预测的张家庙子级远景区内，2005年和2006年钻探到多个工业孔。,磁窑堡马家滩地区铀分量等值线图(以100ng/g、150ng/g、200ng/g圈定的套合异常区),未知区：磁窑堡马家滩,皂火壕-新庙壕地区铀分量等值线图（网度800m200m）,未知区：皂火壕-新庙壕,在皂火壕新庙壕地区预测的新庙壕及其以西级远景区内，2004年下半年和2005年钻探到多个工业孔。,图25皂火壕-新庙壕地区铀分量等值线图（网度800m200m）,钼作为间接指示元素基本能指示铀矿化,皂火壕-新庙壕地区钼分量等值线图（ng/g）,总结出识别砂岩型铀矿的4条地球化学标志：1）面积较大、连续性较好、衬度值较大的铀分量异常区；2）套合和逐步浓集的铀分量异常分布模式及较强的铀分量异常浓集中心；3）铀钼分量异常组合；4)铀钼分量异常区与有利的成矿层位复合地段。,2、在国内勘查热液型铀矿,已知区：居隆庵大型火山岩铀矿区64号勘探线,居隆庵铀矿区64勘探线铀分量测量剖面图,表明，分量化探法勘查火山岩型铀矿是有效的,已知区：棉花坑铀矿区勘查花岗岩型铀矿,已知区：棉花坑铀矿区勘查花岗岩型铀矿,图69302铀矿床地表土壤M-3测线铀分量测量剖面图,棉花坑铀矿床地表土壤M-3测线铀分量测量剖面图,已知区：龙坑铀矿区勘查火山岩型铀矿,最西一条测线（52线）和中间一条测线（56线）通过矿体，铀分量异常区显示强度强、面积大；最东一条测线（60线）已知无矿仅有异常孔，铀分量异常也基本无显示；深部矿体分布在测区北部，南部为无矿区，在测区中北部显示强度强、面积大的铀分量异常区，南部无异常显示。铀分量异常区能指示深部铀矿。,未知区：菖蒲地区勘查火山岩型铀矿,西北部、中部、东南部铀分量异常区均与北西向花岗斑岩脉、流纹斑岩脉构造带复合。中部一大片“C”字型铀分量异常区处于晚期次火山岩区以及与早期火山岩的接触带；有较好的成矿前景。杨公帽处的异常浓集中心，更值得重视,未知区：河元背地区勘查铀-多金属矿床,铀钼锌铅分量异常区重合较好铀钼铅锌异常浓集中心沿三条带分布经钻探验证，有好的效果,3、在国外勘查铀-多金属矿床当前，方法已应用于国外纳米比亚、尼日尔等非洲国家铀-多金属资源的勘查工作中。,五、意义1、为我国铀资源勘查提供了地球化学新方法；2、把我国铀矿化探科学从总量化探推进到分量化探新阶段；3、丰富和发展了世界铀矿化探理论和方法。,六、创新点与专利（1）新概念在国内外首次定义了元素分量和分量化探新概念；（2）新方法在国内外首次建立、发展了从野外采样、室内分量提取、分量测试，质量监控、到异常识别、评价解释及找矿评价预测在内的，一整套勘查砂岩型铀矿的分量化探新方法；（3）新发明在国内外首次研制出土壤载有深部铀矿化信息的铀分量的特效提取剂，是一项有创新和专利意义的关键技术；（4）新证据；本项目组在我国第一次用扩散提取的实验证实，土壤地气中存在铀及伴生元素；（5）已申报三项发明专利。,七、结论1、分量化探技术勘查隐伏铀矿（砂岩型和热液型）是有效的；是一种经过多年实战考验、开始走向实用的、深穿透地球化学新方法；2、在区调阶段可用于区域性地球化学预测评价、圈出找矿远景区、预测有利成矿区段，尽快舍弃大片没有希望的地区