可地浸砂岩型铀矿找矿中自然电位测井的应用分析

■张锋（中陕核工业集团地质调查院有限公司陕西西安710100）

可地浸砂岩型铀矿找矿中自然电位测井的应用分析

■张锋
（中陕核工业集团地质调查院有限公司陕西西安710100）

随着社会经济快速发展，社会各领域对矿产、石油资源需求量日渐增加，而传统找矿技术已经难以满足当前矿产资源开采领域发展需求，在很大程度上阻碍了矿产资源开采、勘探工作的发展。自然电位测井技术，是建立在自然电场形成机理基础上一种先进技术，能够通过曲线形态等判断矿产资源实际情况，为矿产资源开采工作提供支持和帮助。本文介绍可地浸砂岩型铀矿床分类及特点，分析和研究自然电位测井技术的理论基础，最后阐述其在找矿工作中的应用。

可地浸砂岩铀矿 找矿 自然定位测井

1　可地浸砂岩型铀矿床分类及特点

就含氧地下水对岩石蚀变作用方式而言，该类铀矿床含有的氧化带主要体现在两个方面：一是潜水氧化带；二是层间氧化带。前者主要分布在地下潜水位以下、或者地下潜水层隔水底板以上。后者主要隐藏于层间承压含水层当中。由于层间承压含水层具有较强的稳定性，当承压水沿着层间逐渐下渗过程中，在水交替迟缓地带便会形成铀矿。

受到自然因素的影响，潜水氧化带将会发展成为古河道型铀矿床；而层间氧化带将形成层间氧化带铀矿床。前者在中小型自流水盆地中较为常见，且盆地面积一般为几十、甚至几百平方公里，具有良好的地下水补给等优势，且矿床与蚀源区距离较近，含有丰富铀岩体，含矿建造具体表现为有机质灰色沉积物，并被一些物质覆盖，如红色的含碳酸盐陆源碎屑物。同时在该地区，富含大量的钴、镍、铅等伴生元素，具有较为巨大的开采价值。而后者与前者恰恰相反，在大型自流盆地中较为常见，且整体面积、范围较为广泛，一般在几万平方公里以上，规模较大，具有大型或者超大型铀矿床发展潜力。铀矿形成是在CH4、H2S、Fe2等有机质相互作用下的结果。

2　自然电位理论基础

受到地层水矿化度之间的差别影响，地层压力和泥浆柱压力也会发生变化，并在井壁附近发生电化学反应，形成自然电动势。具体来说，一方面为扩散电动势，在实验中，我们将两种浓度不同的氯化钠溶液置于同一容器当中，并采用渗透性隔膜分开时，浓度逐渐趋于平衡，简而言之，在此过程中，高浓度离子渗透力较强，朝着低浓度离子迁移，并产生富集正负电荷，当接触面的离子迁移速度发生变化，两种溶液浓度也会产生变化，促使电荷富集保持平衡，最终形成扩散电动势。

另一方面，吸附电动势。与上文一样，如果在实践中，我们利用泥浆将溶液区分开，由于泥浆当中含有硅、铝等晶体，被低浓度离子取代后，泥浆颗粒表面将被赋予带负电，而为了保持平衡状态，需要吸附离子，进而出现一方面富集大量正电荷，另一方面蕴含大量负电荷，该过程被称为扩散吸附电动势。因此在找矿工作中，可以充分借助这一理论，深入到可地浸砂岩铀矿中开展找矿工作，明确矿产资源分布等情况，达到事半功倍的勘探及开采目标，从而提高矿产资源开采效率。

3　可地浸砂岩型铀矿找矿中自然电位测井的应用

3.1采取合理措施，掌握自然电位曲线特点

在实践过程中，自然电位测井技术的应用，首先应将A电极置于井内，B电极置于地表，并进行有效的固定处理。随着电极系发生变化，可动电极A测量的数据信息等将会反映到电极B上，如果将B电极视为零电位，获得的电位差便能够形成自然电位测井曲线，反映井下实际情况。

在砂岩型铀矿找矿中利用这一方法，针对理论方面来说，横坐标是自然电位与静电位之间的比值，而纵坐标为地层的厚度。如果上、下围岩厚度较高，曲线将会呈现以下特点：曲线将会围绕着地层中点呈现对称分布，且地层中点位置异常值较大。也就是说地层厚度越大，那么自然电位与静电位之间将会趋于一致；反之地层厚度越小，那么二者之间的差别也会越大。可见，在实践中，该方法较适用于地层厚度较大的可地浸砂岩找矿。

3.2科学划分地层，确认其界面

自然电位测井法在应用中对渗透性地层较为敏感，由于该类地层具有明显的异常现象，对此在具体实践中，科学划分地层能够显著提高自然电位测井法应用效果。如若地层水矿化程度较深，具有良好渗透性的地层，其自然电位曲线将会出现较大的负异常；反之，渗透性较差的地层，将会呈现出较小的负异常。如果泥浆矿化程度较深，自然电位曲线与前者恰恰相反，将会出现正异常情况，且砂岩层中含有泥质夹层时，自然电位曲线能够更加清晰地呈现出来。对此，工作人员在工作开展之前，需要对周边地质情况进行深入考察，科学划分地层，并充分利用自然电位测井技术获取曲线情况判断矿产资源实际状况。值得注意的是，由于电位曲线拐点确定难度较大，可以将该方法应用于厚度较大的地层中，而针对厚度较小的地层，可以将自然电位测井曲线与视电阻率等传统方式和方法有机结合到一起，整合各种方法的优势，提高找矿工作有效性。

3.3根据泥质含量情况，掌握铀矿情况

针对可地浸砂岩型铀矿找矿而言，砂岩层渗透性直接取决于岩石中的含泥量，而自然电位曲线会随着泥质含量的变化而发生变化。当砂岩中含有泥质时，由于泥质颗粒能够吸附大量负离子，促使负离子发生运动。而与此同时，砂岩形成电动势势必会发生变化，形成“扩散——吸附”型电动势。如果砂岩当中含有的泥质较少、或者基本没有情况，砂岩部分电动势不会发生变化，始终处于扩散电动势状态。可见，随着泥质含量的增加，电动势也会随之发生变化。工作人员根据自然电位曲线的变化情况，便能够掌握铀矿情况。在实践工作中，工作人员要充分利用地质自然情况，并借助自然电位曲线，更好地开展找矿工作。

砂岩自然电位曲线能够真实反映其与泥质含量之间的关系，如果在特定条件下，电位幅值变化与泥质含量之间的关系为：

SP=a+bVsh

除了上述因素之外，找矿工作中的自然电位曲线还会受到流体、岩性等因素的影响，在实践中，应坚持具体问题具体分析原则，结合铀矿所在地区的实际情况，综合考虑各方面因素，通过对自然电位曲线的观察，找到铀矿发展规律，更好地完成找矿工作，提高矿产资源勘探、开采工作有效性。

4　结论

综上所述，找矿工作是一项系统性工程，涉及内容较多、覆盖范围较广，而将自然电位测井技术应用到可地浸砂岩型铀矿找矿工作中，在提高工作效率及质量等方面占据至关重要的位置。因此在具体工作中，应综合各方面因素，加强对影响电位曲线因素的研究，并通过观察曲线变化情况，判断地下矿产资源情况，从而推进该项工作可持续发展。

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[2]徐国苍,张红建,朱琳.浅层地震勘探在砂岩型铀矿勘查中的应用研究 [J].铀矿地质, 2013,（01）.

F407.1[文献码]B

1000～405X（2016）～4～163～1