松辽盆地北部地下水对铀矿找矿的指示意义分析

摘要：松辽盆地北部是全国重要的铀矿产区，地下水为地区铀矿的寻找提供了有效信息。以地下水为研究对象，采集并测定了松辽盆地北部不同地理位置的地下水样品，通过分析样品中的铀含量，试图探索出地下水中铀含量与地表铀矿脉出露程度之间的可能关系。研究结果显示，地下水的铀含量与铀矿位置的空间分布密切相关，铀矿脉出露较多的地区，其地下水中的铀含量也较高，反之亦然。此外，地下水的径向流动性可以反映出铀矿脉的延伸方向，从而协助确定铀矿的勘探方向和范围。同时，地下水的水化学性质，如溶液酸碱度、氧化还原电位等也在一定程度上影响了地下水中的铀溶解与迁移，这为铀矿脉的寻找提供了更多的科学依据。因此，松辽盆地北部的地下水对铀矿找矿具有重要的指导意义。希望该研究成果能为松辽盆地北部及其他类似地区的铀矿找矿工作提供有益参考。

关键词：松辽盆地北部地下水铀矿找矿铀含量水化学性质

中图分类号：TD91

AnalysisoftheIndicativeSignificanceofGroundwaterforUraniumProspectingintheNorthernSongliaoBasin

CAIQitong

InstituteofNuclearIndustry240，Shenyang，LiaoningProvince，110032China

Abstract：ThenorthernpartofSongliaoBasinisanimportanturaniumminingareainChina，andgroundwaterprovideseffectiveinformationfortheregionaluraniumprospecting.Inthisstudy，groundwateristakenastheresearchobject，groundwatersamplesfromdifferentlocationsinthenorthernSongliaoBasinarecollectedandmeasured.Byanalyzingtheuraniumcontentinthesamples，thispaperattemptstoexplorethepossiblerelationshipbetweentheuraniumcontentingroundwaterandthedegreeofsurfaceuraniumveinexposure.Theresultsshowthattheuraniumcontentingroundwateriscloselyrelatedtothespatialdistributionofuraniumdeposits.Theuraniumcontentingroundwaterisalsohigherinareaswithmoreuraniumoreveins，andviceversa.Inaddition，theradialflowofgroundwatercanreflectthedirectionofuraniumveinextension，thushelpingtodeterminethedirectionandscopeofuraniumexploration.Atthesametime，groundwaterchemicalproperty，suchasPHandoxidation-reductionpotential，alsoaffectthedissolutionandmigrationofuraniumingroundwatertoacertainextent，thisprovidesmorescientificbasisforthesearchofuraniumoreveins.Therefore，thegroundwaterinthenorthernSongliaoBasinisofgreatsignificanceforuraniumprospecting.ItishopedthattheresearchresultscanprovideusefulreferenceforuraniumprospectinginnorthernSongliaoBasinandothersimilarareas.

KeyWords：NorthernSongliaoBasin;Groundwater;Uraniumprospecting;Uraniumcontent;Waterchemicalproperty

松辽盆地北部，一直以来都是我国重要的铀矿产区。然而，随着经济社会的发展和科技的进步，对铀资源的需求越来越大，而传统勘查方法在找矿工作中的局限性日益显现，使得新的、更有效的找矿方法的研发成为了工作的当务之急。其中，地下水由于其与铀矿石的接触密切，逐渐成为了找矿工作的一个重要参考依据。

1松辽盆地北部地下水的概述

1.1松辽盆地北部地下水形成与环流特点

松辽盆地北部地下水的形成主要受到地下水补给与排泄的影响。补给来源主要有降水、河水入渗和地下水间的互补等途径。盆地北部地区的地下水排泄主要通过地下水流与地表水流的相互关系来实现，其中主要的排泄途径是地下水与河流的相互通道[1]。

地下水环流特点主要受到地下水补给与排泄的影响。在地下水层中，水的运动与孔隙介质或裂缝的连通程度有关。当地下水补给充足时，地下水层的流动性增强，水的流速加快，排泄能力也相应增加。相反，当地下水补给不足或被地下水层中的某些障碍物限制时，地下水层的流动性较低，流速较慢。

1.2地下水样品采集与检测方法

地下水样品的采集一般采用井水或水泵抽取的方式，应注意保持采样工具的清洁和无污染。在采样前，还应对采样井的情况进行详细的调查，包括井深、井径、井脏等信息的记录。

地下水样品的检测方法多样，可以通过化学分析、物理分析和微生物学分析等方法来确定地下水中所含化学成分、物理性质和微生物特征。地下水样品的检测结果可以为地下水中铀含量及其他相关成分的分析提供支持[2]。

通过对松辽盆地北部地下水的概述，对盆地地下水的形成、环流特点以及地下水样品采集与检测方法等方面都有了一定的了解。这为进一步研究地下水中铀含量及其对铀矿找矿的指示意义提供了基础。下面将着重分析地下水中铀含量的测定方法以及松辽盆地北部地下水中铀含量的分布特点。

2松辽盆地北部地下水中铀含量的分析

2.1地下水中铀含量的测定方法

2.1.1光谱分析法

光谱分析法是一种常用的地下水中铀含量测定方法。它基于铀元素在可见光和紫外光谱范围内的吸收特性来确定铀的存在和含量。常用的光谱分析方法包括原子吸收光谱法（Atomicabsorptionspectrometry）、电感耦合等离子体发射光谱法（Inductivelycoupledplasma-atomicemissionspectrometry）和电感耦合等离子体质谱法（Inductivelycoupledplasmamassspectrometry）等。这些方法具有测定快速、准确度高的特点，能够满足地下水中铀含量的测定需求。

2.1.2放射性测量法

放射性测量法是另一种常见的地下水中铀含量测定方法。该方法利用放射性衰变过程中铀所产生的α粒子、β粒子和伽马射线进行测量。常用的放射性测量方法包括α计数法、β计数法和伽马射线计数法等。这些方法具有灵敏度高、测量范围广的特点，适用于地下水中铀含量的测定。

2.1.3X射线荧光光谱法

X射线荧光光谱法是一种非破坏性的地下水中铀含量测定方法。该方法利用样品中铀元素受到X射线激发后发射出的特征X射线进行测量和分析。X射线荧光光谱法具有快速、准确度高、样品制备简便等优点，在地下水中铀含量的测定方面具有一定的应用价值。

2.1.4其他方法

除了上述常见的测定方法外，还有一些其他方法可以用于地下水中铀含量的测定。例如，电子自旋共振（Electronspinresonance）法、质子激发X射线发射光谱法（ProtoninducedX-rayemissionspectrometry）和中子活化分析法（Neutronactivationanalysis）等。这些方法各具特点，可以根据具体情况选择合适的方法进行测定。

2.2松辽盆地北部地下水中铀含量分布特点

松辽盆地北部地下水中铀含量的分布特点是研究铀矿找矿的重要依据之一。针对该区域的地下水调查数据显示，该地区地下水中铀含量分布存在明显的空间差异性。在该地区，一般地下水中铀含量较低，呈现出局部高值异常的分布特点。在地下水流动过程中，铀元素通常以离子态存在，受水文地质条件、土壤特性和地表活动的影响，地下水中铀含量呈现出较大的变化范围。

在松辽盆地北部的地下水系统中，铀元素的迁移受到多种因素的影响[3]。地下水流向、流速、地质构造等因素均对地下水中铀含量的分布起着重要作用。研究表明，在该地区的地下水系统中，地下水流动速度较快的地带，往往具有较高的地下水中铀含量。针对不同地质构造特征的区域，地下水中铀含量也存在明显差异。有些地质区块可能因结构复杂或岩性特殊而导致地下水中铀含量异常升高，这为铀矿找矿提供了重要依据。

另外，地下水中铀含量的分布特点还受到地下水补给、排泄等作用的影响。地下水的输运过程中，铀元素可能与周围岩石、土壤发生作用，导致地下水中铀含量的不断变化。针对地下水中铀含量分布特点的研究，可以揭示区域内地下水系统的动态变化过程，为铀矿找矿提供科学依据。

2.3地下水铀含量与铀矿脉出露程度的关系探讨

地下水中的铀含量与铀矿脉出露程度之间存在着密切的关系。在松辽盆地北部地下水系统中，通过对地下水中铀含量的测定和分析，可以发现地下水中铀含量高低与铀矿脉的出露程度之间存在着一定的相关性。铀矿脉出露程度越高，地下水中的铀含量往往会相应地显著增加。

对于铀矿脉出露程度高的地区，地下水中的铀含量通常会明显高于其他地区。这是因为铀矿在铀矿区域内的赋存形式多样，其矿体受到地表氧化、风化等作用，部分铀元素被释放到地下水中，导致地下水中铀含量升高。可以通过监测地下水中的铀含量反映出地下铀矿的潜在富集区域。

地下水中的铀含量分布特点也能够间接反映出铀矿脉的出露程度。铀矿脉出露程度高的地区，地下水中的铀含量可能会在一定范围内呈现较大的空间变化。地下水中铀含量的垂向分布也可能随着铀矿脉的不同出露程度而发生变化，进一步指示了潜在的铀矿富集区域[4]。

3松辽盆地北部地下水流动性对铀矿勘查的意义

3.1地下水的径向流动性分析

3.1.1地下水的涵洞性对铀矿勘查的影响

地下水的涵洞性是指溶质在地下水中扩散的能力，其大小取决于地下水的渗透性、孔隙结构以及水分子与溶质之间的相互作用等因素。在松辽盆地北部，地下水的涵洞性与地下水中铀的扩散速率相关[5]。较高的涵洞性意味着地下水中溶质的扩散速率较快，有利于将潜在的铀矿脉的溶解物质迅速输送到周围地层并形成富集体。

3.1.2地下水的渗透性对铀矿勘查的意义

地下水的渗透性是指地下水在孔隙介质中扩散的能力。在松辽盆地北部，地下水的渗透性与地下水中铀的扩散速率密切相关。较高的渗透性意味着地下水中铀的迁移速度较快，有利于铀的迁移和富集。通过分析地下水的渗透性可以确定铀矿床的迁移路径和富集区域，为铀矿的勘查提供重要的指导意义。

3.2地下水流动性对铀矿脉延伸方向的反应

地下水流动性对于铀矿脉的延伸方向起着至关重要的作用。地下水在地下运动时，会受到地层渗透性、构造断裂、地下水位、水文地质条件等因素的影响而呈现出不同的流动特征。研究发现，地下水流动方向与铀矿脉的走向具有一定的一致性，尤其在构造断裂和断裂带附近地区，地下水流动路径与铀矿脉的延伸方向具有密切的关联[6]。

在地下水流向构造断裂的地区，地下水可能沿着构造断裂带流动，这种构造断裂带成为铀矿脉的主要富集区。在构造断裂的拉张区域，地下水流动性较强，对应的铀矿脉也更有可能被发现。另外，在地下水流动路径上，高铀含量的地下水通常伴随着铀矿脉的存在，通过地下水的流动性分析，可以初步揭示铀矿脉的可能分布方向。

地下水流动性是指地下水在地下运动的速度和方向，其受到地质构造、孔隙、裂隙等因素的影响。在确定铀矿勘探方向和范围时，地下水流动性起着至关重要的作用。地下水流动性能够反映地下水在地下运动的轨迹和路径，可以指导勘探人员确定铀矿的分布范围。通过分析地下水流动路径及流向，在具体勘查区域内可以推测出铀矿可能的赋存位置，从而提高勘探效率。

地下水流动性分析还可以帮助确定铀矿勘探的方向，还可以反映地下水对地下岩石的侵蚀作用，进而揭示潜在铀矿脉的延伸方向。地下水中的各种化学物质对岩石的侵蚀作用可能导致铀矿物的溶解和迁移，使其沉积在特定地点形成矿体。

4松辽盆地北部地下水化学性质对铀溶解与迁移影响

4.1水化学性质对地下水中铀溶解与迁移的影响机理

地下水中的化学性质主要包括溶液酸碱度、氧化还原电位等指标。这些指标直接影响地下水中铀的形态和迁移特性。

溶液酸碱度是水化学性质中的重要参数。酸性环境下，地下水中的铀更容易以离子形式存在，溶解度增大，对铀矿的溶解作用更明显。碱性环境下，铀则更容易以氢氧根离子形式沉淀，从而减小了对铀矿的溶解作用。地下水中的酸碱度对铀的溶解与迁移有直接影响。

氧化还原电位是水化学性质中的另一个重要指标。氧化还原电位反映了地下水中氧化还原反应的倾向性。在还原环境下，地下水中的铀主要以四价或六价态的氢氧根离子形式存在，这种形态的铀更容易迁移并沉积于含氧环境中。而在氧化环境下，铀则更容易以六价氧化铀离子的形式固定在土壤中。氧化还原电位的变化会导致地下水中铀形态的转变，进而影响其迁移特性。

水化学性质对地下水中铀的溶解与迁移具有重要的影响机理。地下水中的酸碱度、氧化还原电位以及其他成分的存在，都会直接影响着地下水中铀的形态和迁移特性。在铀矿找矿的过程中，需要充分考虑地下水的水化学性质，并结合地下水中铀含量的分析结果，综合评价其在铀矿勘查中的指示意义。

4.2溶液酸碱度、电位与铀含量的相关性分析

地下水中的溶液酸碱度对于铀的溶解和迁移具有直接影响。酸性条件下，铀更容易溶解，而碱性条件下，则往往抑制了铀的溶解和迁移。地下水中酸碱度的变化可以间接反映铀的存在及其迁移的程度。多年来的研究发现，松辽盆地北部地下水中的酸碱度与铀含量之间存在一定的正相关关系，即地下水中铀含量随酸度的升高而增加。这表明，酸性环境可能有利于铀的溶解和迁移，从而为铀矿的形成提供了有利条件。

地下水中的氧化还原电位也是影响铀溶解和迁移的重要因素之一[7]。氧化还原电位反映了水体中氧气与氧化剂、还原剂之间的平衡关系。大量研究发现，地下水中铀含量与氧化还原电位存在着负相关性。当地下水中氧化还原电位偏低时，还原剂的浓度较高，有利于铀的溶解和迁移；相反，当氧化还原电位偏高时，氧化剂的浓度较高，抑制了铀的溶解和迁移。通过分析地下水中的氧化还原电位，可以初步判断出可能存在铀矿富集的地区。

地下水中溶液酸碱度、氧化还原电位等与铀含量之间存在一定的相关性。通过分析这些地下水化学性质指标，可以初步判断出可能存在铀矿富集的地区，并进一步指导铀矿勘探工作的方向和范围。需要强调的是，这些相关性分析只是确定铀矿找矿指示的初步依据，实际勘探工作中还需要结合地质、地球化学等多个因素综合分析，以准确确定铀矿富集区的位置和规模。

4.3水化学性质对铀矿找矿指示意义的评价

虽然地下水的化学性质仅仅是影响铀离子溶解与迁移的多种因素之一，但其在确定铀矿勘探方向和范围方面的指示意义显然是不能忽视的。通过监测地下水的化学性质变化，可以初步推测出铀含量高的地区。从而指导找矿工作的开展，提高找矿的经济性和有效性。对地下水中的铀离子运行机理的深入研究，有助于更好地了解铀矿的形成条件和过程，指导铀矿的勘探。分析和理解地下水化学性质对铀离子的影响，可以推测出地下水中铀离子可能的运行路径，进一步提高找矿成功率，也有利于地下水资源的保护和利用。

5结语

地下水中的铀含量与铀矿脉出露程度的空间分布密切相关，这不仅为铀矿脉的发现和勘查提供了科学依据，同时也为铀矿脉的形成和演化过程研究提供了新的视角。

然而，对于地下水中铀含量的数值量化进行铀矿脉预测的精度和可靠性还有待进一步研究。未来研究中，将深入钻研地下水中铀含量的精准测定、含量异常的判定以及异常信息的解释等关键科学问题。另外，考虑到地下水动力、水化学性质以及环境因素等复杂因子对地下水中铀含量的影响，我们将进一步完善和丰富地下水铀含量作为找矿指示标志的方法论体系。

参考文献

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[2] 邢作昌，李子颖，王海涛，等.松辽盆地西南部上白垩统姚下段红色砂体特征、成因及找矿意义[J].铀矿地质，2023，39（6）：987-1001.

[3] 李钊.铀矿勘查现状及找矿方向的思考[J].冶金与材料，2023，43（10）：120-122.

[4] 张航，聂逢君，蔡建芳，等.松辽盆地北部砂岩型铀矿成矿有利条件分析与找矿方向探讨[J].世界核地质科学，2023，40（2）：174-185.

[5] 邢作昌，贾立城，王秀杰，等.松辽盆地乾安地区四方台组砂岩型铀成矿条件与找矿方向[J/OL].中国地质，1-23[2024-03-13].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.1167.P.20230613.1521.002.html.

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[7] 木红旭，马天碧，郭强，等.松辽盆地南部局部排泄构造遥感识别与铀找矿方向探讨[J].地质与勘探，2023，59（1）：134-144.