地质档案在国土资源部设立的陕西商州-丹凤-商南地区铀矿整装勘查项目中的开发利用

文/王 雪 杨安林 焦金荣

一、案例概述

为了使陕西商州-丹凤-商南地区铀矿整装勘查区的铀矿整装勘查工作达到预期目的，2012-2013 年中陕核工业集团二二四大队有限公司（原陕西省核工业地质局二二四大队）联合中国地质大学、东华理工大学对陕西商—丹地区铀矿档案资料进行二次开发，将已有的铀矿床档案数字化，利用目前最先进的系统软件技术建立三维预测地质模型，指导找矿工作，开展工作部署研究、优化找矿靶区。通过整装勘查，商—丹整装勘查找矿工作取得了较大的突破，新增铀矿储量××××吨，使光石沟铀矿床、小花岔铀矿床已达大型规模，纸坊沟、石板沟等铀矿点已达到小型矿床规模。

二、实施背景

2010 年11 月，在河南省郑州市召开的国土资源部全面推进地质找矿新机制座谈会上，国土资源部党组正式提出在全国组织实施构建“公益先行、基金衔接、商业跟进、整装勘查、快速突破”的地质找矿新机制，提出“三年有重大进展，五年有重大突破，八年重塑地质矿产勘查开发格局”的“358”目标，即地质找矿358 行动。地质找矿358 行动是国土资源部继地质找矿改革发展大讨论后作出的又一重大战略部署，是贯彻落实“十二五”规划建议、提升国家资源保障能力、缓解工业化和城镇化不断加快对资源刚性需求的重大举措。

为了响应国土资源部地质找矿358行动，中陕核工业集团公司成立了以集团公司总工程师为组长的国家级整装勘查区立项领导小组，领导小组根据集团公司自身情况，组织专业技术人员和档案人员对50 多年来的铀矿勘查成果及档案资料进行了系统整理与择优，认为陕西省商州-丹凤-商南地区（简称商-丹地区）位于北秦岭铀成矿带，铀矿床（点）多，属于铀成矿集中区，资源潜力评价找矿前景好，中陕核工业集团二二四大队有限公司档案室及中陕核工业集团档案馆又保存有在该区工作的大量的铀矿地质档案，因此拟设立陕西省商-丹地区铀矿整装勘查区，由中陕核工业集团二二四大队有限公司组织实施。在商—丹地区开展地质找矿工作，力争实现找矿重大突破，发展和评价商—丹地区铀矿，使商—丹地区成为具有重大影响的大型或特大型铀矿产地。

三、创新做法

2012 年底至2013 年初，按照中陕核工业集团公司国家级整装勘查立项领导小组的安排部署，二二四大队有限公司实行“五加二，白加黑”工作机制，科学规划、统一部署，组织专业技术人员和档案人员对馆藏的商—丹地区50 多年来工作的铀矿地质档案资料进行了系统整理和梳理。

1.档案室建立商-丹整装勘查区参考档案资料数据库

二二四大队有限公司档案室根据项目的需要对大队室藏档案和集团公司馆藏档案按照地区进行筛选建立了商-丹整装勘查区参考档案资料数据库。数据库中包括了案卷目录信息282 条，卷内目录信息2793条，内容摘要信息282条。对部分有电子文件的地质资料，上传电子文件于目录数据库，达到全文浏览。这些信息包括了中陕核集团二二四大队档案室和中陕核工业集团公司档案馆保存的1964 年至2009 年中陕核集团211 大队、224 大队、核工业 203 所、北京三所、730航测队等单位在商-丹地区工作的282个项目的所有资料。

2.专业技术人员对档案资料进行专业分类

专业技术人员在圈定的282 个项目档案资料中认真甄别有用信息，按铀矿地质调查、地面伽玛测量、地面伽玛能谱测量、矿产调查、水系沉积物测量、钋法、放射性水化学测量、地质草测、活性炭及坑内伽玛测量对档案资料进行专业分类。

3.将纸质图件分类进行电子化数据处理

按基础图件、物化探类图件、找矿要素类图件、找矿预测类图件分类后进行数字化和地质统计学电算化处理，提取各种有用的找矿信息，对陕西省商州-丹凤-商南地区铀矿整装勘查区成矿规律和找矿进行预测研究，编制了陕西省商州-丹凤-商南地区铀矿整装勘查区成矿规律及成矿预测图。

4.利用GIS平台对电子化数据进行综合整理

在整装勘查区，根据找矿模型及其找矿信息变量/预测要素，利用整装勘查区典型矿床（光石沟、小花岔、张湾、陈家庄、高山寺）地学资料及其钻孔数据库，利用GIS平台和证据权、分形数学建模，在整装勘查区范围内划分了三个级别的找矿有利靶区（I、II、III）。在此基础上，利用三维可视化技术和地质统计学方法建模，在矿床（区）范围内划分了三类找矿有利地段（A、B、C）如下图。

同时，加强成矿规律研究，利用三级找矿有利靶区将整装勘查区划分为重点工作区、一般工作区和找矿远景区，在矿床范围内利用找矿有利地段指导找矿工程的布设。

经综合分析研究认为：

⑴陕西省商州-丹凤-商南地区大地构造位置处于秦岭造山系东部，南北横跨北秦岭中-晚元古代活动陆缘弧和商丹早古生代蛇绿混杂带。南临南秦岭刘岭晚古生代前陆盆地，北接二郎坪早古生代弧后盆地。处于秦岭—大别铀成矿省北秦岭铀成矿带东段，铀矿地质界称为丹凤三角地区，铀成矿区位有利。

⑵商丹地区存在两种铀矿化类型，分水岭断裂-蔡川断裂间的北秦岭活动陆缘弧为伟晶花岗岩型铀矿化，商丹蛇绿混杂带为构造热液型铀矿化，主攻伟晶花岗岩型铀矿化。

⑶伟晶花岗岩型铀矿成矿条件：秦岭群第三岩性段在热变质作用下，对伟晶花岗岩型铀矿的铀源有一定贡献，但铀源主要来源于加里东期强烈的岩浆侵入作用；花岗岩体内外接触带对产铀伟晶花岗岩脉具有控制作用区；黑云母伟晶花岗岩为赋铀主岩。

⑷区内铀矿床（点）多，资源潜力评价认为找矿前景好，勘查资金有保障，通过工作有望重大突破。因此拟设立商-丹地区国家级整装勘查区。

⑸项目实施后可在陕西省商州-丹凤-商南地区评价1 个特大型铀矿产地，1个大型铀矿产地。实现国家战略性矿产资源可持续发展目标。

5.用GOCAD建立找矿地质模型

GOCAD 是国际主流三维地质建模软件，是法国Nancy 大学开发的主要应用于地质领域的三维可视化建模软件。GOCAD 是以工作流程为核心的新一代地质建模软件，实现了高水平的半智能化建模，具有强大的三维建模、可视化、地质解译和分析的功能。既可以进行表面建模，也可以进行实体建模；既可以设计空间几何对象，也可以表现空间属性分布。本次使用到的工作流程主要是：3D Reservoir Grid Builder 和 Reservoir Properties 两个工作流程，用于建立三维网格模型和进行估值模拟。同时也涉及到数据输入、输出、变异函数计算等基础操作模块。

具体做法是将以往形成的地质图、勘探线剖面图、物化探异常图以及地质水平与纵投影图，钻孔资料、坑道资料进行数字化变成数字地质图、勘探线剖面图、物化探异常图、纵投影图，数字钻孔等，建立地质勘探数据库，地质勘探数据库分为钻孔数据库、测斜数据库、化验数据库和岩性数据库，铀元素基础数据库以及岩性数据库，通过后期铀品位模拟和岩性模拟，建立矿床的矿体三维模型如下图，依据矿体的展布和地层岩性特征，在光石沟、小花岔矿床范围内预测了15个找矿有利地段。

对比验证：物探异常验证，模拟结果与伽玛射线异常晕、活性炭异常晕这两种异常晕得出的结果是一致的。

三维模型验证，铀矿床U 品位和岩性的估值、模拟结果，与实际地质情况吻合程度较好。

钻探验证：在小花岔铀矿床马家湾地段进行钻探验证，发现一个铀矿体，为铀矿床提级扩量做出了很大贡献。

总结出了伟晶岩型铀矿的成矿模式。商丹地区加里东期晚（420 Ma）的黑云母正长花岗岩（γ32）的内、外接触带200 m范围内，是产铀黑云母花岗伟晶岩脉的密集分布区，是花岗伟晶岩型铀矿找矿有利区。伟晶岩浆在上升过程中，大量同化了围岩物质，形成了同化混染区，415Ma 伟晶岩浆结晶分异，同化分离结晶作用，使伟晶岩中晶质铀矿的饱和与沉淀，形成了铀矿体。

通过以上方法对档案信息资源进行开发利用，最终编制了陕西商州-丹凤-商南地区铀矿整装勘查区设立建议书，在分析商-丹地区铀成矿地质条件、成矿规律的基础上，对商-丹地区铀矿整装勘查区的设立依据进行了论述，确定伟晶花岗岩型铀矿为主攻类型，兼顾构造热液型铀矿，计划通过5 年铀矿地质勘查，落实3 万吨以上铀资源量为找矿目标，实现商—丹地区铀矿找矿的重大突破。

四、效果及影响

2013 年11 月，国土资源部批准设立“陕西商州-丹凤-商南地区铀矿整装勘查区”，为了完成国家级整装勘查任务，中陕核工业集团公司高度重视，成立了整装勘查领导小组，主要负责铀矿整装勘查项目立项审批、成果验收。中陕核工业集团二二四大队有限公司具体组织实施。

2014 年以来中陕核工业集团公司在商—丹整装勘查区共投入资金12906.11万元。由中陕核工业集团二二四大队有限公司组织完成钻探49553.00m、槽探4743.00m3、地质测量 170.67km2、地质剖面测量110.41km、物探测量202.24km2、物探剖面测量159.97km2、样品分析1205件。整装勘查取得了较大的找矿突破，光石沟矿床、小花岔矿床已具大型规模；纸坊沟找矿有重大进展；石板沟、陈家庄外围、桃坪、黄柏岔、试马—五里铺、枣园—小南唐等项目有不同程度的新发现。

同时由于整装勘查工作突出的找矿成果和影响力，吸引了中国地质调查局、陕西省地质勘查基金等大量地质勘查资金投入，据统计：

1.2014-2015 年中国地质调查局在商—丹整装勘查区投资470 万元设立了《陕西商州-丹凤-商南地区整装勘查区关键基础地质研究》项目。由中陕核工业集团二二四大队有限公司和中国地质大学（北京）承担，取得的主要成果：伟晶花岗岩脉接触带同化混染成矿机制的提出，揭示了区内伟晶花岗岩型铀矿的富集规律。

2.2015 年，中陕核工业集团公司在商—丹整装勘查区投资200 万元设立了《陕西商州-丹凤-商南国家铀矿整装勘查区地球物理方法适用性研究》项目，由东华理工大学承担。通过试验结果表明：伽玛能谱测量方法、电法AMT 方法、磁法这三种物探方法在整装勘查区内均是有效的物探找矿方法。

3.2015-2018 年中国地质调查局天津地调中心在商—丹整装勘查区投资445万元设立《陕西省丹凤县双槽地区花岗岩型铀矿地质调查》项目。由中陕核工业集团二二四大队有限公司承担，取得的主要成果是：圈定找矿远景区3处；圈定找矿靶区 2 处；共圈定了 7 个矿体；估算 3341 类别铀资源量×××吨。

4.2016 年，中国地质调查局在商—丹整装勘查区投资160 万元设立了《陕西商州-丹凤-商南地区铀矿整装勘查区矿产调查与找矿预测》项目。由中陕核工业集团二二四大队有限公司承担，取得的主要成果：

（1）确定铀成矿建造为：花岗伟晶岩建造+黑云斜长片岩建造+粮食沟-西沟脑断裂组合。是铀矿化的主要成矿建造。

（2）确定金成矿建造为：斜长角闪片岩建造+惠家坪-枫香坪断裂带。是Au元素主要成矿建造。

（3）通过本次工作认为鮸鱼咀斜长角闪片岩建造，为Ti、V元素富集的主要层位。

（4）在调查区内新发现了一批重要的矿（化）点，主要为铀异常点（带），其次为铜、镍、金、锑等多金属矿化点。为该区资源潜力评价提供了充分的依据。

2014年以来的整装勘查工作，使光石沟铀矿床、小花岔铀矿床由中型矿床提升为大型铀矿床；纸房沟铀矿点、石板沟铀矿化点提升为小型铀矿床；新增铀矿储量××××吨；发现一批可进一步工作的矿产地。我国目前天然铀产量仅能满足需求量的1/3，从我国核电发展对天然铀的需求预测2020 年我国天然铀的需求将比现在提高6-7 倍，未来10 年内国内天然铀市场需求旺盛。对缓解我国战略资源紧张局面有一定的帮助。

经静态法概略估算其潜在经济价值100 亿元左右，按20%的利润率计算可获纯利润约20 亿元，经济效益显著；整装勘查过程中解决当地劳动力2000 余人，给地方经济发展做出了应有贡献，当地政府及老百姓对我们的找矿工作非常支持；未来铀资源开发可解决当地劳动力，转移就业3000 人，对促进地方经济发展、维护社会稳定具有重大意义。