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华东铀资源勘查现状
——问题、思路与对策

2014-04-06何晓梅毛孟才

世界核地质科学 2014年4期
关键词:华东地区伽马铀矿

何晓梅,毛孟才

(核工业270研究所,南昌 330200)

华东铀资源勘查现状
——问题、思路与对策

何晓梅,毛孟才

(核工业270研究所,南昌 330200)

在分析华东铀资源现状和勘查程度的基础上,论述了华东铀资源勘查存在的主要问题及今后勘查工作的技术思路与对策。华东地区前人的工作程度和研究程度相对较高,在新一轮找矿中,应树立 “科学找矿”的新理念。以大型矿集区成矿理论和多源铀成矿理论为指导,综合分析前人资料与研究成果,应用最有效的方法和手段,建立找矿模式,真正步入 “模式找矿、综合找矿、立体找矿、定量找矿”的新阶段,努力提高铀资源勘查新成效,积极寻找经济可采的 “富、浅、近、易”高效益铀资源,促进华东地区铀资源后备勘查靶区的落实和铀资源的新突破。

铀矿勘查;现状与问题;思路与对策;华东地区

1 华东铀资源概况[1]

华东苏、浙、皖、赣、沪地区地层发育齐全,铀成矿与中朝准地台、扬子准地台、秦岭褶皱系和华南褶皱系4个一级大地构造单元的自身发展和地质演化历史紧密联系。从全球角度,华东地区属西太平洋成矿域,从全国铀成矿区的划分来看,刘兴忠、周维勋将其划归为华南铀成矿省,该成矿省处于欧亚大陆与太平洋板块的交接地带,以产出火山岩型、花岗岩型铀矿为特征,与区内铀成矿关系极为密切的中生代构造岩浆活动频繁,铀成矿时代集中在燕山晚期。从主要铀矿类型、时空分布规律和控制铀成矿的区域地质构造因素出发,将华东区域铀成矿单元划分为X条成矿带、X个矿田、X个矿化集中区,以赋矿主岩和岩浆岩对铀成矿的作用将华东铀矿划分为花岗岩型、火山岩型、碳硅泥岩型、砂岩型和碱性岩型五大类型。华东地区铀成矿地质条件良好,铀资源丰富,矿床类型多,分布广,经过几十年的勘查,探明了铀矿床X个,矿(化)点X处,已探明的铀资源主要是火山岩型和花岗岩型,其次为砂岩型、碳硅泥岩型及碱性岩型。

按矿床开采、冶炼制铀金属产品(UO2)的预测成本的大小进行分类,同时考虑国际原子能机构关于储量分类标准,我国吨铀产品按预估成本分为:经济合理的铀资源,次经济的铀资源、当前暂不可利用,潜经济的铀资源、近期无法利用3类。当时对华东地区X个矿床开展了初步的技术经济评价工作,从统计结果看,属于经济合理的铀资源主要是火山岩型矿床,其次是砂岩型矿床,以赣杭构造火山岩成矿带为主;属于次经济的铀资源、当前暂不可利用的矿床主要是花岗岩型矿床,以赣南成矿区为主,原因是距铁路和水冶厂远,矿床的平均品位较低,矿体分散且无主矿体,致使企业成本较高;属潜经济的铀资源、近期无法利用的矿床数很少。华东地区的浙、赣两省曾建有铀矿山X个,水冶厂X个,是我国第1代第1个铀矿冶基地。另外,华东地区铀资源储量利用率不高,还有待进一步开发和利用。

几十年来,前人卓有成效的铀矿找矿、勘探、采矿和多层次的地质科研工作,对华东地区铀成矿地质背景、成矿条件、成矿规律、成矿模式及找矿模式进行了全面系统的总结和研究,取得了一大批重要成果,为华东今后开展铀资源勘查规划部署工作奠定了基础。20世纪80年代始,核工业华东地勘局下属单位先后采用 “特征分析及主观概率法、矿床模型法、逻辑信息法、成功树法、齐波夫法、分层回归法”等方法对华东重要铀矿田及铀矿区进行了铀资源总量预测和铀成矿远景预测,表明华东地区具有优越的铀成矿地质条件、较大的资源潜力。 “十二五”期间,核工业北京地质研究院集成核地质系统数十年地质成果,充分借鉴国内、外相关地质研究成果,全过程使用GIS技术,对包括华东地区在内的全国范围实行了铀资源潜力数字化、信息化评价,认为华东地区除已发现大量的铀资源外,尚有潜在铀资源XX万吨,继续勘查可望发现富、大铀矿床[2]。

2 华东铀矿勘查程度

华东4省总面积约52万km2,其中可查面积为29.233万km2,可查率为56.4%,江西省最高达82.3%,江苏省最低只有9.3%。华东地区未经普查或普查程度很低的地区面积为112 597.9 km2,占可查面积的38.5%。这就意味着华东地区有1/3以上的面积可进行普查和提高普查程度,这些待查区分布于高山区和交通条件差的地区,主要是沉积岩和火山岩分布区。就已查地区而言,工作程度高低相差悬殊,1959年前华东地区的普查主要以 1∶100 000、1∶50 000、1∶25 000及少量1∶10 000的航空、地面伽马总量测量方法进行区调、初查。1959年以后对前一段工作查明的重点地区做了详查和揭露工作,采用反复普查和其他物探方法对矿区矿床进行详查,对成矿远景好的地区采用不同比例尺伽马总量重复测量进行2~3次,有的矿田、矿床及其外围普查、详查达5次以上,有的普查区同时进行了伽马能谱测量、径迹、钋法等方法的找矿;在江西、浙西、皖南大别山地区航空测量基本全面覆盖,地面伽马测量在成矿有利地区也进行两次以上。地面伽马总量测量是铀矿普查中的重要手段之一,几十年来在华东地区采用各种不同型号的仪器和各种不同比例尺进行了地面伽马总量测量和能谱测量。对于大面积区域性的伽马测量主要是采用伽马总量测量;而地面伽马能谱是20世纪80年代才引进的测量方法,在矿床(点)及其外围进行小面积测量,地面伽马能谱测量既能较好地进行铀、钍分带,又能直接测量出岩体地层的铀、钍含量,可为找矿提供更为丰富的信息。航空伽马测量工作大体上可以分为航空伽马总量测量和航空伽马能谱测量两个阶段,航空伽马总量测量在1956—1973年完成,大量的工作集中在浙、赣两省,并于1956—1960年完成,1973年只在安徽省完成一小部分的航空伽马总量测量。初始阶段航空伽马总量测量对找矿起到了至关重要的作用,如在找矿初期以在江西通过航测发现的903航放异常为依据,地面伽马总量测量逐步向外围扩展,迅速扩大了找矿前景。赣杭构造火山岩成矿带、武夷山成矿带北部等一系列铀矿床都是通过航测加地面伽马测量发现的。而后对华东地区的主要成矿带如赣杭构造火山岩成矿带、大王山—于山花岗岩成矿带、武夷山岩浆岩成矿带和有利的成矿远景区等开展了航空伽马能谱测量工作。汽车伽马测量主要在赣西北、赣东北,浙江的建德、龙游和庆元一线以东与桐庐、慈溪和宁波以南及浙江沿海地区进行,工作程度在1∶1 000 000左右,控制面积较少。

普查、详查工作是铀矿地质勘查工作中的一个重要工作阶段。普查主要是对发现的好的异常点、带、片、矿化点、矿点进行浅部揭露评价;详查主要是对发展前景较好的矿点及矿床面上的扩大进行浅-深部揭露评价,采用爱曼、深孔爱曼、径迹和210Po等一种或多种不同方法以1∶500、1∶1 000、1∶2 000、1∶5 000等不同比例尺进行小面积、高精度的地面详查,同时对浅-深部通过钻探、坑探、井探和槽探等 “四探”进行揭露,了解深部地质构造和矿化情况,其目的是追索矿体或矿带的走向、产状变化、矿体厚度品位和矿化的分布规律、控矿因素等,进一步扩大和发展矿床(点)并进行远景评价。铀矿的勘查手段主要是运用 “四探”初步查明、基本查明和查明不同勘查阶段的矿床地质构造特征、矿体的数量、质量、规模、矿化特征、控矿因素以及求取储量计算和矿山开采所需的必不可少的参数资料。华东地区所使用的钻、硐探比为 18∶1,大部分矿床采用钻探勘查,但一些大型矿床或具有典型意义的矿床和早期勘探的矿床均采用了硐探手段进行主矿体的控制和求取储量计算及矿山开采所需的各项参数,为勘探主要矿床类型的储量计算提供了具有参考意义和可比性的计算参数。华东地区铀矿床主要是运用勘探网进行勘查的,矿体产状主要为以群脉状和似层状为主,少数为透镜状和串珠状;矿体规模以小矿体为主,少数为中矿体,矿床的勘探类型多为3、4类型(以4类型为主),个别为2~3类型。依据 《铀矿地质勘查规范》(DZ/T0199—2002)要求,采用勘查网勘查,基本工程间距50 m ×50 m求取332资源量,钻、硐探联合控制内圈定的矿体求取122 b储量,其外推部分和以钻孔控制的矿体求取332资源量,而沿脉坑道控制的矿体求取122储量 (华东地区这部分储量是极少的,只占总储量的0.3%),对距主矿体或矿体群超过2条勘探线和2个中段以上单孔控制的矿体以及大于基本工程间距50m×50m一倍的有钻孔控制的矿体均求取333资源量。华东地区勘探的矿床其勘探深度一般小于500m,若深部发现有富大矿体时均与有关部门商定加大勘探深度,如相山矿田中的部分矿床深达700~800 m,个别达千米以上,远远超出规范的要求[3-4]。

3 存在的主要问题

华东地区铀资源勘查工作可分为初创-调整-发展-收缩-回升5个阶段,1986年以来,根据铀矿地质工作形势的发展,原核工业部提出了 “保军转民”和 “以铀为主,综合找矿,多种经营,搞活地质”的方针。 “七五”期间华东地勘局进行了相应的铀矿找矿队伍结构调整,由单一找铀矿转入 “以铀为主,综合找矿,发展多种经营”的地质工作轨道。“八五”期间华东铀矿地质项目逐年减少。自20世纪90年代以来,我国铀矿地质勘查转为主攻可地浸砂岩型铀矿, “九五”期间华东铀矿勘查工作继续萎缩。1999年 “属地化”以来,华东地区保留下来的核工业270研究所在 “主攻北方地浸砂岩型铀矿,兼顾南方经济可采铀资源”方针政策下,开展了极少量的铀资源潜力评价工作。2006年华东地区的铀资源勘查工作开始回升。在华东铀矿找矿历程的收缩阶段被迫停止了相当一部分地区铀矿勘查工作的继续进行,影响了华东地区铀资源勘查的可持续发展,主要表现在:

1)华东地区的铀矿勘查,几十年来累计投入了大量的钻、硐探工作,但工作量的使用相对集中于 “就矿找矿”,面上探索工作量明显不足,尤其是对一些重点老矿区外围及重要成矿带上的异常及远景区查证不够。

2)华东地区多数矿床的勘查深度仅限于500m以内,据不完全统计,华东地区多数钻孔深度在300m以内,部分钻孔在300~500m,少数矿区钻孔深度在600~800 m,个别钻孔深度超过800m,最深钻孔为相山矿田邹家山4号带ZK49-50,孔深1 000.48m。这对矿化垂幅大或埋藏较深的矿体(床)来说增加了漏矿和深部矿体(床)未被发现的几率。

3)华东地区铀矿地质勘查以往采用的物化探方法、手段较为单一,主要以放射性物化探方法为主,在普查找矿中主要开展了地面放射性测量、航空放射性测量、航空能谱及航磁测量、普通物探与化探测量、放射性水文地质测量、射气与径迹测量、钋法测量以及放射性地质测量等,并且投入了相当规模的普查、反复普查及详查工作,而重、磁、电、震等非放射性方法开展得较少,因而影响了对区域或矿区深部铀成矿环境的认识。

4)由于种种原因,华东地区没有进行系统的铀资源技术经济评价,以勘查程度评价工业铀矿体,综合经济效益考虑不够。此外铀矿地质勘查单位与矿山沟通不够,探采对比工作相对滞后并且未系统开展,对采矿过程中出现的新的地质现象和规律不能及时正确认识,尤其是一些重要的铀矿基地产研结合有待进一步强化,以不断修正、完善铀成矿规律,指导该区铀矿地质勘查工作的深入开展。

5)20世纪90年代至2006年间,华东地区铀矿地质勘查及科研投入资金有限,导致科技创新能力偏低,铀矿地质勘查工作与科研工作处于停滞状态,尤其是科研工作明显滞后于地质工作,对某些急需解决的技术关键,科研工作跟不上。此外,科研成果及铀资源潜力评价成果也不能及时转化和得到验证,直接影响勘查成果的提交。

6)实践证明,勘查中一个地区或一个矿区的突破和大量储量、资源量的获得主要取决于铀矿地质理论的正确指导,找矿、勘查方法及手段的正确选择,以及找矿模式的建立。在新一轮铀矿找矿、勘探中,建立和完善地区或矿田(矿床)成矿模式、地球物理-地质模式、找矿模式是非常必要的。采用以系统综合研究为基础,以模式为指导,以预测为依据、以攻深找盲方法和工程揭露为手段来落实成果并将成果及时反馈的一套找矿勘查循环程序,将更有助于铀矿找矿、探矿成果的取得。随着华东铀资源勘查工作的进一步开展, “攻深找盲”已成为铀矿找矿的重头戏。

4 华东铀资源勘查技术思路与对策[5-6]

1)必须扎扎实实地做好基础地质工作。不论是开辟新区,还是扩大老区,都应把基础地质工作放在首位,只有全面系统地收集铀矿地质资料,充分利用前人的找矿成果,搞好基础地质工作,才能使找矿工作建立在坚实的基础上,才能使找矿工作深化下去。今后铀矿地质勘查工作应高度重视区域地质背景的研究,加强深部地质构造环境的研究,避免 “以点论点”、对一个矿床(点)进行过多的重复工作,努力提高找矿效益。

2)因地制宜运用综合找矿方法,特别是新技术、新方法的应用,努力提高 “攻深找盲”效果。怎样提高普查效果,这是当前应着力解决的一个突出问题。经过几十年的铀矿勘查工作,目前的铀矿找矿工作难度越来越大,以寻找深部隐伏矿体为主的铀矿勘查,采用过去单一的放射性物探方法是很难为深部揭露提供突破口的。因此,必须充分发挥航测、遥感、地面测量、物化探综合测量的作用, 建立模式找矿、 立体找矿的方法[7],其中构造物探方法(重力、磁力、地震)是查明深部隐伏构造或有利成矿环境的有效方法,也是寻找大型、超大型铀矿必不可少的手段,应加强提高找矿命中率的综合找矿方法应用研究,增强探深能力,逐步建立针对火山岩、花岗岩型铀矿的综合找矿方法,提高工程命中率和普查揭露效益。

3)重视铀矿地质科研工作。矿产勘查是在正确的理论指导下解决 “在何地、用何方法、找什么”等问题,理论的突破必然会带来勘查技术的突破,从而实现找矿成果的突破。在新一轮找矿中,切实加强铀矿地质科研工作,必须把科研工作贯穿到各个环节中,充分发挥科研指导找矿的作用,实现科学找矿的新阶段。实践证明,应用地学新理论指导铀矿找矿过程是科研工作的重要内容,地球科学新理论的快速发展为铀成矿理论研究提供了依据,近年来比较成熟的成矿理论有壳-幔层圈相互作用成矿理论、成矿系统理论、大规模成矿作用(爆发成矿作用)等。当前应加强的科研工作有区域地质背景和成矿条件研究,火山岩、花岗岩型铀成矿作用的研究,铀成矿系统、成矿系列研究,热隆伸展构造、拆离作用、推覆构造作用研究,裂谷与铀成矿作用的研究、热水作用与成矿的研究、红层成矿保矿条件的研究,构造蚀变带控矿的研究等等。因此,今后要进一步增强科研意识,充分认识加强科研工作的重要性和紧迫性,从而自觉地重视科研工作并采取有力措施加以强化,充分发挥区域、方法及微观方面的优势,在 “扩大、开辟、探索”中发挥指导作用。

4)华东地区通过近五十年来的铀矿找矿和科研工作,无论从铀矿地质理论和找矿技术上均取得了较大的发展,形成了一套行之有效的铀矿找矿方法,即从初期的单纯依靠辐射仪找矿到重视地质成矿理论研究,根据各种微弱的地质、物化探找矿信息,运用地质成矿规律指导找矿,进而发展到研究矿床成因和定位机制,利用成矿模式进行成矿预测。在成矿理论方面已由单一成因论发展到复成因论,由一次成矿论发展到多次成矿论,由矿质来源的一元论发展到多元论,由单一型找矿发展到多种类型找矿,从而使找矿领域不断扩大,找矿效果不断提高。前人卓有成效的找矿、勘探、采矿和多层次的地质科研工作,不但创造了辉煌的业绩,而且取得了许多宝贵的经验,为华东地区今后的铀矿地质工作打下了重要的基础。华东地区前人的工作程度和研究程度相对较高,在新一轮找矿中,应树立 “科学找矿”的新理念,以大型矿集区成矿理论和多源铀成矿理论为指导,以分析和总结前人资料为基础,以富大铀矿定位条件研究为重点,正确运用 《铀矿找矿指南》,进一步分析不同类型铀矿的成矿地质背景和成矿条件→确定找矿靶区;研究已知铀矿化特征及其控矿要素→总结铀成矿规律→建立找矿模式→寻找新的矿床。因此今后的铀矿找矿工作应以有利的成矿条件分析为基础,充分利用已有的矿化信息,选好铀成矿远景地段和找矿靶区,以成矿模式为指导,应用最有效的方法和手段,建立找矿模式,真正实现 “模式找矿、综合找矿、立体找矿、定量找矿”,努力提高铀资源勘查新成效, 积极寻找经济可采的 “富、 浅、 近、易”高效益铀资源,对促进华东地区铀资源勘查靶区的储备,助力我国核地质事业的可持续发展具有重要的现实意义。

[1] 张金带, 戴民主,邵飞, 等.华东铀矿地质志[M].南昌:核工业华东地质局,2005.

[2]刘义发,薛志安,孟宪玉,等.赣杭构造火山岩成矿带铀成矿规律及成矿预测[R].南昌:核工业270研究所,1987.

[3]黄净白,黄世杰.中国铀资源区域成矿特征[J].铀矿地质,2005,21(3):129-138.

[4]方锡珩,李子颖,王驹,等.全国火山岩型铀矿资源潜力评价[R].北京:核工业北京地质研究院,2011.

[5]张金带.关于当前铀矿地质工作的几点思考[J].铀矿地质,2003,19(6):321-325.

[6]毛孟才,邵飞,李梅,等.华东地区铀资源勘查部署规划研究[R].南昌:核工业270研究所,2004.

[7]邵飞,唐湘生,胡茂梅,等.江西省乐安县相山铀矿田横涧矿区接替资源勘查与资源潜力预测研究[R].南昌:核工业270研究所,2009.

The current situation of uranium resources exp loration in East China: Problem s,thought and countermeasure

HE Xiaomei,MAOMengcai
(Research Institute No.270,CNNC,Nanchang 330200,China)

Based on analyzing the current situation of uranium resources and exploration effort in East China,themain existing problems,technical thought and countermeasure for the future exploration in East China are discussed in this paper.The degree of both uranium exploration and study in East China is relatively high,philosophy of scientificmineral-prospecting should be established in the new round ofmineral prospecting.Under guidance ofmetallogenic theory of largemineralization cluster area and uranium metallogenic theory ofmulti-sources,previous data and research achievement should be analyzed and summarized.With the help ofmetallogenic model,usefulmethods and means should be applied to set up explorationmodel in order to realize news phase ofmodel exploration,comprehensive exploration, 3D exploration and quantitative exploration. Efficiency of exploration of uranium resources should be strugglingly increased.High profitable uranium resources will be actively found with rich,shallow,near and easy features.The prospecting targets and strategy reserves of uranium resourceswill be increased in East China.

uranium exploration;current situation and problem;thought and countermeasure;East China

P619.14;P618.108

A

1672-0636(2014)04-0618-05

10.3969/j.issn.1672-0636.2014.04.010

2014-05-14;

2014-07-14

何晓梅(1965— ),女,内蒙古开鲁人,高级工程师,主要从事铀矿地质勘查工作。

E-mail:1626839135@qq.com

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