王　春，马　光，李宝新，李宏涛

若尔盖铀矿田向阳沟铀镭平衡系数特征

王春1，马光1，李宝新2，李宏涛2

（1.河南理工大学 资源环境学院，河南 焦作 454000；2.四川省核工业地质调查院，成都 610061）

铀镭平衡系数是衡量铀镭平衡状态的重要参数，不仅反映矿体所处的地球化学环境以及铀与镭的贫化、富集、迁移状况，也影响铀矿床储量计算的准确性和可靠性。通过计算了向阳沟矿床铀镭平衡系数，探讨了铀镭平衡系数与铀含量的关系，得出了向阳沟处于氧化—还原过渡带、矿床总体偏铀的结论，为修正该区测井解释结果、确定矿体边界、估算铀矿资源量以及预测成矿有利地段提供了科学依据。

铀矿；平衡系数；地球化学；向阳沟

由于铀与镭的地球化学性质不同，不仅受地球化学环境与地质构造的影响，还与矿体埋深、矿石类型与铀含量级别等多种因素相关，因此铀镭往往处于不平衡状态，平衡系数变化很大，即使是同一矿体，也可能存在偏镭、偏铀、铀镭平衡的情况［1、2］。铀镭平衡系数不仅关系到铀矿床储量计算的可靠性，而且关系到寻找铀矿床的某些方法的应用效果（测井、钻探等）［3］。因此，研究掌握铀镭平衡特征，准确确定平衡系数，切实把握其变化规律，对于铀矿勘查具有至关重要的意义。

表1　向阳沟主要地层及岩性

1　区域地质

若尔盖铀矿田位于秦—祁—昆活动带西秦岭—南秦岭华力西—印支褶皱带，南秦岭铀成矿带西端。其南缘以玛沁—略阳深大断裂为界，南邻前震旦纪若尔盖古陆。区域地层出露比较齐全，震旦系至白垩系均有发育［4～6］。其中震旦系为一套富含以近源为主的中酸性火山岩、远源的花岗岩及白色石英砾石组成的粗碎屑岩和细碎屑岩组合，沉积厚度大于2 097m；寒武系—志留系为活动型障壁海湾环境下形成的巨厚复理石与炭硅泥岩建造，志留系炭硅泥岩建造为区域性富铀层，厚达4 600m，同时也是区内最重要的成矿层位；泥盆系—中三叠统转为稳定型浅海陆棚环境下的砂、泥、碳酸盐建造。其间缺失上震旦统、上寒武统、下奥陶统、中石炭统等，常构成地层间的平行不整合和角度不整合；印支运动使三叠纪及以前地层遭受区域变质，变质程度达低绿片岩相；侏罗纪开始进入陆相山间断陷盆地沉积，形成含煤建造、火山岩和红色碎屑岩沉积。第四系为残坡积、冲积、碎屑堆积［7］。

区域褶皱以白依背斜为中心构成白龙江复背斜，北侧有斑周向斜和帕热背斜，南侧有迭部背斜和当额向斜［8］。区内断裂构造十分发育，在展布上可分为与区域褶皱轴线相一致（近EW向）的走向断裂（玛沁-略阳深大断裂等），斜切区域主体构造线的NE向断裂和NW向断裂及SN向断裂等。其南缘边界为郎木寺-热尔茸断裂带，北缘以扎尔盖山-迭山断裂带为界。

区域岩浆活动较弱，但有多期次的特点。三叠纪以前地层均受了轻度变质作用，由老到新变质程度趋于减弱。变质作用类型以区域动力变质作用为主，热变质作用仅在规模较大的岩浆岩体外接触带发育。

2　矿床地质

2.1地层

研究区内主要出露下志留统羊肠沟组下段（S1y1）、羊肠沟组上段（S1y2）、塔尔组下段（S1t1）、塔尔组上段（S1t2）和第四系（Q）。其中下志留统羊肠沟组上段（S1y2）和塔尔组上段（S1t2）为区内主要含矿层（表1、图1）。

2.2构造

区内断裂构造较发育，主要为近东西向、北西向和北东向。近东西向断裂构造规模较大，走向近东西，倾向北，倾角60°～80°，展布方向和地层倾向相近。岩石沿断裂构造破碎呈角砾状，局部可见糜棱岩化、石墨化、褐铁矿化。该组断裂是与白依背斜同褶皱的产物，形成较早，具多期活动特点。北西向和北东向断裂构造为为低序次的张扭性断裂，其中北东向断裂构造与近东西向断裂构造的复合部位，控制矿床的产出。

向阳沟位于白依背斜倾伏端的北侧翼部，在伴随断裂构造的同时，板岩中常有小型褶皱产生。由于含矿岩系多为刚性岩石，故次级小褶曲构造不发育。含矿岩系顶底板的砂板岩中可见小型褶曲构造，局部岩层发生倒转。

2.3岩浆岩与变质作用

矿区内岩浆活动多为脉岩零星出露，钻孔见辉绿岩、英安斑岩、闪长玢岩、煌斑岩。脉岩顺层或切层贯入，宽0.6m～9.7m，未见其对矿体的破坏作用。

区内志留系在印支期普遍经受区域性轻度变质，变质程度由老到新趋于减弱，局部出现断裂带动力变质或侵入岩旁侧接触变质。

2.4围岩蚀变

研究区与矿化密切的围岩蚀变主要有碳酸盐化，硅化、黄铁矿化、粘土化和退色现象等。矿化富集部位及矿石具脱炭、砂化、钙质淋失、角砾状构造等特征。地表铀矿化多见褐铁矿化及次生铀矿。

图1　向阳沟地质略图

3　铀镭平衡概念

图2　铀镭平衡系数频率分布曲线图

矿石中铀镭质量比值与其平衡时的质量比值（3.4 10-7）之比称为铀镭平衡系数，它是表征铀矿床物理特性的重要参数，用字符Kp表示［9］。

表2　铀镭平衡系数频率分布表

其中：Qv—样品中铀的含量（10-6），QRa—样品中镭的含量（10-6）。若Kp=1，表示铀镭处于平衡状态，若 Kp＜1，则富镭，若Kp＞1，则富铀。

4　向阳沟铀镭平衡特征

4.1采样的原则

研究铀矿体铀镭平衡变化规律，必须对矿体进行取样分析。由于取样具有随机性，因而样品是一个随机变量，根据随机变量的性质，当样品达到一定数量时，可以用统计学方法研究它的变化规律［10、11］。

对ZK27-6-2、ZK31-4钻孔铀含量大于0.01%的岩心取1/2劈心法连续取样，将采样重量与理论重量误差小于20%的样品进行铀、镭的化学分析。对符合条件的65件样品所得结果进行含量分段，得到铀含量为0.01%～0.03%、0.03%～0.05%、0.05%～0.1%、＞0.1%等几个品级，结合岩性划分样品。

4.2铀镭平衡系数的特征

从所采样品中筛选出61件满足铀、镭平衡系数计算要求的样品。对选定样品用数理统计法分组统计频数和频率，制作频率分布曲线图（表2，图2）。从图中看出，曲线峰值位于纵轴的左边，表明向阳沟矿体明显偏铀。

表3　各矿体铀镭平衡系数、变化系数统计表

经正态检验分析，ZK31-4、ZK27-6-2钻孔61件样品的铀镭平衡系数（Kp）服从正态分布，利用公式：

其中：Xi——第i个样品的铀镭平衡系数；S——均方差；——铀镭平衡系数平均值；Cv——变化系数；n——参加计算的样品数。

图3　不同矿体Kp对比

算出铀含量＞0.03%样品的铀镭平衡系数变化系数（表3）。由图3可以看出，各单工程中不同矿体的铀镭平衡系数变化不大，通过不同矿体铀镭平衡系数计算结果的对比（图3），铀镭平衡系数基本一致，总体偏铀，说明向阳沟的铀矿化总体处于氧化-还原过渡带。

根据样品初步统计，铀含量在0.01%～0.03%平衡系数接近平衡，铀含量在0.03%～0.1%平衡系数成下降趋式，铀含量在0.1%～0.3%平衡系数成上升趋式，铀镭平衡系数随铀含量增高趋于平衡（表4、图4）。

表4　铀镭平衡系数与铀含量相关关系表

5　结论

通过对该区铀镭平衡系数研究，得出以下结论：

1）由向阳沟铀镭平衡系数频率变化曲线看出，峰值位于纵轴左边，表明向阳沟矿体明显偏铀；

2）通过不同矿体铀镭平衡系数及其变化系数的对比，说明向阳沟的铀矿化总体处于氧化-还原过渡带；

3）铀含量在0.01%～0.03%平衡系数接近平衡，铀含量在0.03%～0.1%平衡系数成下降趋式，铀含量在0.1%～0.3%平衡系数成上升趋式，表明向阳沟铀镭平衡系数随铀含量增高趋于平衡；

4）向阳沟各矿体的铀镭平衡系数范围大体在0.80～0.96之间，明显偏铀，因而测井解释结果不能直接用于资源量估算，应对其进行修正后再进行资源量计算。

图4　平衡系数与铀含量关系图

［1］ 黄元清， 王云， 李庆阳. 若尔盖铀矿田铀镭平衡特征分析［J］. 四川地质学报， 2011，31（3）:278～283

［2］ 张锦由. 铀矿石中铀镭平衡系数与铀含量关系探讨［J］. 华东地质学院学报，1984，（2）:13～25

［3］ 成都地质学院三系.放射性勘探方法［M］. 原子能出版社， 1978

［4］ 赵聪， 陈友良， 朱西养， 等. 若尔盖铀矿田碳氧同位素特征及其成因［J］. 四川地质学报， 2012，32（3）: 272-275

［5］ 陈友良. 若尔盖地区碳硅泥岩型铀矿床成矿流体成因和成矿模式研究［D］.成都理工大学，2008

［6］ 张金带， 简晓飞， 李友良， 等. “十一五”铀矿勘查和地质科技进展及“十二五”总体思路［J］. 铀矿地质，2011，27（1）:1～7

［7］ 金有忠， 田文浩. 若尔盖铀矿田地质条件及资源潜力分析［J］. 中国地质，2011，38（3）:681～691

［8］ 张成江， 陈友良. 510-1铀矿床垂直分带规律的发现及其成因意义［J］. 地质与勘探，2010， 46（3）:434～441

［9］ 王娥， 曾文伟， 胡飞， 等. 下庄铀矿田墩头地区铀镭平衡特征研究［J］. 铀矿地质， 2011，27（1）: 52～55

［10］ 李强， 黄宝峰. 铀镭平衡系数的算法研究［J］.河南理工大学学报（自然科学版），2010，29（Z）:28～36

［11］ 吴灵斌. X铀矿床铀镭平衡破坏规律研究［J］. 广东科技，2012，21（11）: 148～149

Uranium-Radium Equilibrium Coefficient of the Xiangyanggou Uranium Deposit in Roigê

WANG Chun1MA Guang1LI Bao-xin2LI Hong-tao2
（1-School of Resources and Environment， Henan University of Technology， Jiaozuo， Henan 454000； 2-Sichuan Institute of Uranium Geological Survey， Chengdu 610061）

U-Ra equilibrium coefficient is an important parameter measuring U-Ra equilibrium state. It not only touches on the geochemical environment of U ore body and enrichment or depletion of uranium and radium，but also relates to accuracy and reliability of calculation of reserves of uranium deposits. This paper calculates U-Ra equilibrium coefficient of the Xiangyanggou deposit， and has a discussion on the relationship between U-Ra equilibrium coefficient and uranium content. From those it is concluded that the Xiangyang Valley lies in an oxidation-reduction transition zone which provides a scientific basis for the correction of logging data，determination of cut—off grade of the U ore， estimation of uranium resource and prediction of favorable metallogenic district.

U-Ra equilibrium coefficient； Geochemistry，； U ore； Xiangyang Valley

P619.14

A

1006-0995（2015）04-0548-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.04.016

2014-12-05

王春（1990-），女，河南南阳人，助理工程师，研究方向：固体矿产资源勘查、评价与综合利用