砂岩型铀矿氡迁移规律及机理
批准号:
U2067204
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
283.0 万元
负责人:
王南萍
依托单位:
学科分类:
矿床与勘查地球化学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王南萍
中文摘要
为满足我国核能发展对天然铀的需求,寻找大型、超大型砂岩型铀矿床仍是我国近期铀矿地质勘查的工作重点。氡气测量是铀矿地质勘查的常用方法,但在沉积盆地寻找砂岩型铀矿面临氡气异常信息弱、矿致异常信息难以识别和提取的难题。为揭示铀矿床上方氡表征异常形成机理,将开展氡迁移规律的研究。以可地浸砂岩型铀矿为研究对象,采用室内实验与野外实验场实验相结合的研究方案,开展矿物学和地球化学多尺度氡传输规律研究。通过研究砂岩铀矿上方土壤层氡浓度时空变化规律、表层覆盖物和地下岩石和矿石中铀赋存状态、深部固相和液相铀和镭元素的分布与变化规律,研究氡气相和液相迁移特性,以及氡迁移主要控制因素。通过铀、镭、氡的空间分布及相互关联特性研究,揭示氡表征异常形成机理。建立砂岩型铀矿(铀-镭-氡)地质-地球化学-地球物理模型,为铀矿地质勘查中地球物理和地球化学方法应用、丰富砂岩型铀矿成矿理论、完善近地表放射性异常模式提供理论依据。
英文摘要
In order to meet the demand for natural uranium in China's nuclear energy development, it will be focus on exploration of large and ultra-large sandstone-type uranium deposits in China. Radon measurement is a common method for geological exploration of uranium deposits. However, searching for sandstone-type uranium deposits in sedimentary basins faces the difficulties of weak radon gas anomaly information, and identifying and extracting anomaly information from the uranium deposits. In order to reveal the formation mechanism of radon characterization anomalies above uranium deposits, research on the migration mechanism of radon will be performed..Focus on the in-situ leaching sandstone uranium deposits, a multi-scale radon transport study based on mineralogy and geochemistry will be performed using the researches combining laboratory experiments and field experiments. The radon gas and liquid phases of radon will be studied by studying the temporal and spatial variation of radon concentration in the soil layer above the sandstone uranium deposit, the occurrence of uranium in surface coverings and underground rocks and ores, and the distribution and variation of uranium and radium elements as solid and liquid phase migration, and the main controlling factors for radon migration. Through the spatial distribution and correlation of uranium, radium and radon, the mechanism of abnormal formation of radon will be revealed. To establish a geological-geochemical-geophysical model of sandstone-type uranium deposits to provide theories basis for the application of geophysical and geochemical methods in the geological exploration of in-situ leaching sandstone-type uranium deposits, enrich the theory of sandstone uranium mineralization, improve a model of near-surface radioactive anomalies.
针对砂岩铀矿地质勘探中氡气方法异常信息弱、异常机理不清的难题,本项目以内蒙二连盆地砂岩铀矿床为主要研究对象,综合开展了岩矿石铀赋存状态、氡析出率、土壤氡浓度、岩/矿石铀和镭比活度,以及铀镭平衡关系等研究,结合地下水中铀、镭、氡实测数据,了解了深部固相、液相中铀、镭、氡分布与变化规律,基本厘清了砂岩型铀矿氡分布及迁移机理。取得主要研究成果如下:(1)发明了一种基于光释光原理的铀矿石中超微铀矿物空间定位方法及系统,为快速圈定低品位铀矿石薄片中铀矿物位置、研究铀的赋存状态提供了新方法。在蒙其古尔铀矿高品位矿石中发现了直径约1μm的球粒状呈游离态沥青铀矿赋存于高岭石矿物中。(2)首次系统进行了铀矿石氡析出率研究,发现岩矿石氡析出率与铀赋存状态有关,富含球粒状沥青铀矿高品位矿石氡析出率最高,含非晶质沥青铀矿或铀石的矿石次之,以含铀矿物或铀含量较高的磷灰石、凝灰岩占比较多的矿石氡析出率很低。(3)基于长期氡连续观测结果揭示了太阳辐射引起的土壤温度与温度梯度和压力变化是土壤层氡迁移的驱动因素。揭示了土壤氡半无限均匀分布和层状介质分布两种分布模型的关键影响因素。(4)系统研究结果表明铀镭平衡系数与铀矿石品位负相关,但发现在还原带存在极度偏镭的铀矿石和岩石。含矿层上、下薄层灰黑色致密泥岩中存在一些铀镭平衡系数大于2.89的样品,分析为中间层矿石中铀衰变产生的镭被黏土矿物吸附所致。(5)铀矿范围内地下水中铀、氡分布极为不均,但镭分布相对较为均匀。矿层地下水中铀、镭、氡浓度明显大于矿体顶板之上含水层及周边牧民机井地下水中铀、镭和氡浓度。基于实测数据和概念模型,对地下水中镭和氡的分布和迁移进行了模拟。(6)铀镭平衡矿石加蒸馏水溶解实验表明铀和镭的溶解与铀赋存状态以及矿物组分有关,呈酸性溶液中镭的溶解量更大。(7)完善了结合表层沉积物属性特征和航空伽玛能谱分布特征对覆盖层进行精细分区缩小铀矿勘探有利靶区和利用航空能谱铀含量估算土壤氡浓度方法。(8)自主设计、自主研制成功基于物联网的分布式土壤氡连续测量系统。.综上,砂岩型铀矿床中铀、镭在地下岩石中呈高度不均匀分布,镭迁移距离短,气态氡主要沿裂隙、微裂隙以及孔隙度高的砂体运移。太阳辐射引起的土壤温度梯度及压力变化是土壤氡浓度变化的驱动因素。以上研究成果为氡迁移理论的丰富、近地表氡异常模式的完善与解释提供了理论依据。
中国西部高氡潜势风险区域污染源来源及分布规律研究
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批准号:41974167
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项目类别:面上项目
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资助金额:64.0万元
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批准年份:2019
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负责人:王南萍
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依托单位:
稀土矿放射性污染快速监测与评价方法研究
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批准号:41674111
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项目类别:面上项目
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资助金额:70.0万元
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批准年份:2016
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负责人:王南萍
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依托单位:
基于航空伽馬能谱全谱数据的氡填图方法研究
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批准号:41474107
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项目类别:面上项目
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资助金额:100.0万元
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批准年份:2014
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负责人:王南萍
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依托单位:
氡填图中土壤氡测量与氡潜势分类方法研究
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批准号:41274133
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项目类别:面上项目
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资助金额:70.0万元
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批准年份:2012
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负责人:王南萍
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依托单位:
中国氡潜势填图方法研究
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批准号:41074096
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项目类别:面上项目
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资助金额:55.0万元
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批准年份:2010
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负责人:王南萍
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依托单位:
环境伽马能谱数据铯信息提取及介质物性和大气氡影响定量校正
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批准号:40674067
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项目类别:面上项目
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资助金额:37.0万元
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批准年份:2006
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负责人:王南萍
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依托单位:
航空γ能全谱低能峰信息提取及环境辐射评价应用
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批准号:40274043
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项目类别:面上项目
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资助金额:27.0万元
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批准年份:2002
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负责人:王南萍
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依托单位:
国内基金
海外基金