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2022年 39卷 1期
出版日期:2022-03-15

地 质
物化探

特邀论文
水文地质
放射性废物处置
分析
环评
矿冶
钻探
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2022 Vol. 39 (1): 0- [摘要] ( 38 ) HTML (1 KB)  PDF (13030 KB)  ( 29 )
       特邀论文
1 中国高放废物地质处置地下实验室场址筛选
王驹1,2,苏锐1,2,陈亮1,2,赵宏刚1,2,周志超1,2,赵星光1,2
DOI: 10.3969/j.issn.1672-0636.2022.01.001
    高放废物地质处置地下实验室建设项目是我国“十三五规划”的重点项目。文章介绍了我国首座高放废物地质处置地下实验室场址筛选的总体思路、筛选准则、候选场址特征、场址比选的定性和定量方法、比选过程和最终结果。我国首座地下实验室总体定位为第三代地下实验室,即特定场区型地下实验室。以此为指导,综合分析对比了甘肃北山、内蒙古、新疆三大预选区中9个预选场址(旧井西、新场、沙枣园、算井子、雅满苏、天湖东、阿奇山1号、塔木素、诺日公)的地质条件、未来自然变化、水文地质条件、人类活动、建造和工程条件、环境保护、土地利用、社会经济和人文条件等场址条件和特征,先筛选出新场、沙枣园、诺日公和雅满苏4个场址。在获得当地政府同意的基础上,经国家层面的专家评审会,最终确定甘肃北山新场为我国首座高放废物地质处置地下实验室场址。以新场场址为基础,完成了地下实验室的工程设计。2021年6月地下实验室正式开工建设。
2022 Vol. 39 (1): 1-13 [摘要] ( 98 ) HTML (1 KB)  PDF (1476 KB)  ( 182 )
       地 质
14 黑色岩系多元素富集层特征、成因和研究意义
李治兴1,秦明宽1,刘鑫扬2,王文全1,王健1,李龙龙3
DOI: 10.3969/j.issn.1672-0636.2022.01.002

  中国和国际上不同学者使用“黑色岩系”“碳硅泥岩”和“黑色页岩”等不同的名称来命名碳酸盐岩、硅质岩、泥岩及其过渡型岩类这一特殊岩类组合,致使叫法一直比较混淆。随着研究的深入,不同学者从不同角度和研究方向取得了一定的成果认识。便于统一,本文对黑色岩系、碳硅泥岩和黑色页岩的概念、内涵进行了比较,系统梳理和综合归纳了黑色岩系时空分布、赋存矿产、多元素富集层物源、成矿机理等方面的成果。研究结果表明,广义的碳硅泥岩与黑色岩系近乎相同,黑色页岩为狭义的黑色岩系和碳硅泥岩,不包括与其密切联系的磷块岩。黑色岩系的分布具有全球性和等时性,有多达25种矿产(包括有色金属、黑色金属、稀有、稀散及分散金属、贵金属、非金属和能源矿产)与黑色岩系有密切的成因和空间关系,并且常常形成大型-超大型矿床。黑色岩系多元素富集层的物源为多来源,有陆源供给、海底火山(热液)携带、岩浆喷发作用、海底热液对基底岩石的萃取和海水,成矿机理为多阶段复成因,为海底喷流热液(水)沉积作用、岩浆火山喷发作用、生物沉积作用和海水作用等共同作用下形成的,不同地段、不同层位由于成矿地质背景的不同,具有不同的成矿作用和元素富集过程,形成不同的元素富集组合。提出了黑色岩系多元素富集层的研究具有重要的理论意义、经济意义和环境意义。

2022 Vol. 39 (1): 14-26 [摘要] ( 65 ) HTML (1 KB)  PDF (1217 KB)  ( 246 )
27 汤原断陷宝泉岭组微量元素地球化学特征及其对沉积环境的指示意义
冀华丽1,何中波1,2,卫三元1,林效宾1
DOI: 10.3969/j.issn.1672-0636.2022.01.003

   沉积物的地球化学特征在沉积背景分析中起着非常重要的作用。以汤原断陷古近系宝泉岭组沉积时期泥岩和粉砂岩样品中微量元素含量为依据,选用对沉积介质环境反映比较敏感的锶(Sr)、钡(Ba)、铜(Cu)、钒(V)、镍(Ni)、铀(U)等微量元素指标,详细研究了目的层段岩石样品的元素地球化学特征,分析了研究区目标层中微量元素含量及其比值与沉积介质环境之间的对应关系,探讨了汤原断陷古近纪的沉积介质环境。结果表明:泥岩样品中Sr/Ba比值较低,反映陆相淡水环境;Sr/Cu比值较高,表明处于温湿-干热气候;V/(V+Ni)比值偏高,推断处于厌氧还原环境。总体来说,汤原断陷古近系宝泉岭沉积时期沉积环境主要为偏干热气候的陆相淡水还原环境。

2022 Vol. 39 (1): 27-38 [摘要] ( 62 ) HTML (1 KB)  PDF (2643 KB)  ( 66 )
39 粤北希望矿床外围铀矿化特征与找矿前景
李俊1,2,3,刘文泉1,2,3,周堂波1,2,3
DOI: 10.3969/j.issn.1000-0658.2022.01.004

希望矿床是华南花岗岩地区极具代表性的铀矿床之一,处于下庄矿田北部,成矿地质条件优越。矿床外围北东段勘查工作程度较低,通过对其铀矿化特征开展系统研究,探讨其找矿前景颇具现实意义。在总结和分析已有资料的基础上,经过系统的野外地质调查、物化探剖面测量、钻孔编录、样品采集与分析鉴定等,以及对岩性、蚀变、构造、矿体等地质特征及物化探异常特征的分析,研究了希望矿床外围北东段铀矿化特征及找矿前景。结果表明,区内具备“复式岩体、断裂构造、热液蚀变”三位一体的成矿有利条件,主要断裂及次级断裂带附近存在叠合较好的能谱铀异常、氡气异常以及铀分量异常,综合分析认为希望矿床外围北东段成矿潜力较大,指出86号断裂带与竹山下辉绿岩交汇部位、92号断裂带与A11号断裂带交汇部位具有很好的找矿前景。

2022 Vol. 39 (1): 39-49 [摘要] ( 69 ) HTML (1 KB)  PDF (2943 KB)  ( 77 )
50 贵东岩体燕山期与印支期花岗岩元素地球化学特征对比及其指示意义
邵上,王春双,刘斌,吴建勇,叶松鑫
DOI: 10.3969/j.issn.1672-0636.2022.01.005

    燕山期花岗岩体和印支期花岗岩体为贵东复式岩体的重要组成部分。两种岩体形成于相似的构造环境,空间上紧密伴生,但相较于燕山期花岗岩印支期花岗岩中赋存着大量铀矿床。选取贵东复式岩体内的燕山期和印支期花岗岩体为研究对象,对比分析其元素地球化学特征,从而确定产铀花岗岩的指示性特征。结果表明,不同期次花岗岩的源区和成因类型存在差异,是导致其产铀能力不同的主要因素。贵东岩体产铀花岗岩主要为印支期花岗岩,其特征是:成岩年龄为219.6~236 Ma,成岩温度和氧逸度低,属于S型花岗岩,其经历同碰撞的构造背景,分布在华夏地块内。产铀花岗岩蚀变作用强,副矿物组合复杂,结晶分异作用强,SiO2、Fe2O3和K2O含量低,而Al2O3、TiO2、MgO和CaO含量相对较高,Th/U值相对较低,这些信息可作为铀矿勘查的地球化学标志。

2022 Vol. 39 (1): 50-59 [摘要] ( 70 ) HTML (1 KB)  PDF (2156 KB)  ( 70 )
60 粤北棉花坑铀矿床萤石地球化学特征及其地质意义
江卫兵,周堂波,许丽丽,叶永钦
DOI: 10.3969/j.issn.1672-0636.2022.01.006

  为探讨粤北棉花坑铀矿床形成萤石的成矿物质来源及成矿流体性质,指导该区找矿工作,在系统总结研究区矿床地质特征的基础上,开展了矿前期、成矿期、矿后期萤石的微量、稀土元素地球化学特征研究。结果显示,从矿前期到矿后期,微量元素配分模式接近一致,表现为亏损Rb、Th、Zr和Zn,富集Pb、U、Y和Cu,反映萤石的成矿物质具有相似的源区特征。对不同期次呈现出不同颜色的萤石进行稀土元素对比分析,结果表明萤石颜色可能与其稀土元素含量有关。根据La/Ho-Y/Ho图,不同期次萤石样品基本沿水平分布,上下浮动范围小,指示形成本区萤石的流体存在同源且多期次的特征,结合研究区萤石Y/Ho比值及Y含量的变化情况,推断棉花坑铀矿床中形成萤石的流体存在相似来源且多期次的特征。

2022 Vol. 39 (1): 60-69 [摘要] ( 63 ) HTML (1 KB)  PDF (1512 KB)  ( 75 )
       水文地质
70 巴彦乌拉铀矿床芒来地段地浸水文地质条件初步分析评价
任晓平1,刘晓敏2,彭瑞强1,黄镪俯1,杜鹏飞1,戈燕忠1
DOI: 10.3969/j.issn.1672-0636.2022.01.007
由于地浸开采工艺成本低、见效快、环境污染小,已成为当前砂岩型铀矿床开采主要手段,而砂岩型铀矿床的水文地质条件是决定其能否进行地浸开采的关键性因素。简要介绍了巴彦乌拉铀矿床芒来地段地质及水文地质特征,重点对芒来地段砂岩型铀矿的水文地质条件、含矿含水层岩性和水文地质参数等特性进行了分析评价,综合分析认为:芒来地段含矿含水层厚度相对较为适宜,具有稳定的隔水顶底板,水文地质结构理想,其地下水水位埋深浅、承压水头较高、涌水量大,含矿层渗透性强、导水能力和连通性均好,其矿体主要产于含矿含水层的中下部和底部,矿体埋藏较浅,具备地浸开采的基本水文地质条件,地浸水文地质条件总体为有利,适宜于用地浸方法开采。
2022 Vol. 39 (1): 70-76 [摘要] ( 65 ) HTML (1 KB)  PDF (1545 KB)  ( 84 )
       物化探
77 航空大地电磁倾子响应特征及应用效果研究
刘彦涛1,2,3,陈伟1,2,3,张文峰1,2,3,程莎莎1,2,3,骆燕1,2,3
DOI: 10.3969/j.issn.1672-0636.2022.01.008
航空大地电磁法(AFMAG)是一种被动源航空电磁类探测方法,倾子是航空大地电磁数据解释的重要参数,研究航空大地电磁倾子响应特征对于航空大地电磁数据解释具有重要意义。文章介绍了航空大地电磁法的基本原理,建立了“回”型模型,分别就高阻异常体和低阻异常体两种典型模型进行正演模拟,分析其倾子响应特征。模拟结果显示,航空大地电磁倾子参数对横向电性界面反应灵敏,并在电性交界面上形成异常中心,倾子总散度可将电性交界面的极值异常转换为异常体上方的极值异常,方便实际数据解释。在实际应用中,通过航空大地电磁法发现隐伏断裂2条,并通过航空瞬变电磁和航磁进行验证说明。结果表明,航空大地电磁法对断裂具有很好的探测效果,进一步对比航空大地电磁和航空瞬变电磁与航磁探测结果,分析航空大地电磁勘探方法的优缺点,为后续航空大地电磁法应用与解释提供依据。
2022 Vol. 39 (1): 77-88 [摘要] ( 71 ) HTML (1 KB)  PDF (1890 KB)  ( 100 )
89 土壤氡气测量技术在西藏谷露地热田资源勘查中的应用
吴儒杰1,2,孙国强3,万汉平1,2,谢迎春3,赵丹1,王宗满3,李玲3,李斌3
DOI: 10.3969/j.issn.1672-0636.2022.01.009

为查明西藏谷露地热田隐伏断裂构造,在研究区开展了土壤氡气测量工作,确定了土壤氡异常展布特征,分析解译了8条隐伏断裂构造的位置、走向和活动性。研究表明,各子区土壤氡背景值有很大差异,分区分段提取剖面异常信息和异常衬度法能有效识别土壤氡异常;泉华边缘环状氡异常是热显示中心处的氡气向边缘发生迁移扩散的结果;条带状、串珠状氡异常主要受断裂构造控制;氡异常宽度、峰背比和平均异常衬度能很好地反映断裂构造的活动性。推断解译的SN向主断裂构造F4得到钻探验证并获得高温地热资源,为谷露地热田的地热资源勘查工作提供了参考。

2022 Vol. 39 (1): 89-96 [摘要] ( 78 ) HTML (1 KB)  PDF (3939 KB)  ( 109 )
       放射性废物处置
97 新场地段不同地貌单元沉积物的水岩作用模拟试验研究
李亚楠1,2,苏锐1,2,周志超1,2,李杰彪1,2,张明1,2
DOI: 10.3969/j.issn.1672-0636.2022.01.010
为研究大气降水补给地下水期间,在包气带中发生的水岩作用及地下水水化学组分的形成过程,在新场地段典型地貌单元处,采集岩土样品4组,分别取自沟谷上游、沟谷下游、平滩及斜坡,与去离子水按1:2的固液比进行28 d浸泡试验,并测试了浸泡水溶液中不同离子组分含量随时间的变化规律。结果表明:随着浸泡时间增加,水溶液中不同离子浓度存在不同程度增大的趋势,由此推测大气降水在补给地下水期间,在包气带将发生溶解淋滤作用,使包气带岩土中的一些物质进入水中,改变了降水的水化学性质,对地下水化学的形成起到了重要作用。
2022 Vol. 39 (1): 97-105 [摘要] ( 61 ) HTML (1 KB)  PDF (2919 KB)  ( 90 )
106 中国高放废物地质处置地下实验室核素迁移现场实验研发内容探讨
龙浩骑,王波,包良进,姜涛,陈曦
DOI: 10.3969/j.issn.1672-0636.2022.01.011

    要]高放废物的安全处置是核能可持续发展的前提,日益受到世界有核国家的高度重视。深地质处置是目前国际上普遍接受的高放废物最终处置方案,我国计划在21世纪中叶建成高放废物地质处置库。地下实验室是建设高放废物地质处置库工程必不可少的科学研究设施,开展地下实验室核素迁移现场实验是地质处置库工程的必经阶段。为有效推进我国高放废物地质处置核素迁移现场实验工作,系统调研了瑞士Grimsel Test Site地下实验室在核素迁移实验计划和研究工作方面的开展情况。在此基础上,结合我国高放废物地质处置需求和地下实验室工程研发,提出了我国高放废物地质处置地下实验室核素迁移现场实验研究建议。

2022 Vol. 39 (1): 106-117 [摘要] ( 56 ) HTML (1 KB)  PDF (1949 KB)  ( 180 )
118 国外放射性废物处置公众沟通经验概述及启示
马嘉翌1,2,张海洋1,2,姜晓辉1,2,凌辉1,2
DOI: 10.3969/j.issn.1672-0636.2022.01.012
随着我国放射性废物处置的研究推进,现在迫切需要制定有效的放射性废物处置研究公众沟通方案。通过对法国、瑞典、芬兰和韩国典型放射性废物地质处置项目公众沟通实践的调研,掌握其在职能分工、科普宣传、信息公开和合作共建4个方面的经验。结合我国国情及社会现状,提出了开展放射性废物处置公众沟通实践方面的可行建议,增进公众对项目意义和科学知识的理解、增强公众对项目安全性的信心、增加公众对政府和负责方的信任。
2022 Vol. 39 (1): 118-123 [摘要] ( 61 ) HTML (1 KB)  PDF (1044 KB)  ( 69 )
       分析
124 分光光度法测定高放废液中的总铀量
刘秋丽,李小平
DOI: 10.3969/j.issn.1672-0636.2022.01.013

核设施乏燃料处理过程中会产生大量的高放废液,现已具备对高放废液的处理处置条件,液转固过程中需要对高放废液及产生的二次废物进行取样分析,其中,铀是主要分析对象之一。但高放废液中复杂的其他共存离子会严重影响铀的分析测定,因此,需要建立一种快速、准确的分析方法。文章选用分光光度法对高放废液中的总铀量进行定量分析,即以偶氮胂Ⅲ为显色剂,该显色剂在pH值为2~3的酸性条件下与铀形成稳定的有色络合物,显色反应在短时间内完成,且吸光度值在48小时之内保持稳定,在波长λ=650 nm测量样品吸光度,进而对铀量进行定量分析。结果表明,吸光度-浓度(铀)关系符合朗伯-比耳定律,在0.0~5.0 μg范围内有较好的线性关系(线性相关系数R2≥0.999),加标回收率为98%。通过试验确定了该方法中显色剂、掩蔽剂用量以及待测样品的稀释倍数及酸度控制范围,可以保证高放废液中的总铀含量的准确测定。

2022 Vol. 39 (1): 124-129 [摘要] ( 54 ) HTML (1 KB)  PDF (1136 KB)  ( 99 )
       环评
130 云南省三城市气溶胶中210Pb、7Be的长期变化趋势及与PM2.5、PM10和O3关系研究
武荣国
DOI: 10.3969/j.issn.1672-0636.2022.01.014
为了解云南昆明市、保山市和临沧市三城市气溶胶中放射性核素210Pb、7Be活度浓度的长期变化趋势及其与大气中PM2.5、PM10和O3的关系,从而对污染防治提供帮助。统计了三城市主城区辐射自动监测站气溶胶中两个核素210Pb、7Be 5年的资料,分析了三城市气溶胶中两个核素210Pb、7Be变化趋势,对同一城市气溶胶中210Pb、7Be与同期大气中与PM2.5、PM10和O3进行了相关性分析,探讨了210Pb、7Be与PM2.5、PM10、O3相关关系。结果显示,三城市7Be平均值相近,昆明站、保山站210Pb接近,而临沧站210Pb较高;5年监测结果三城市7Be保持平稳,升降趋势均不明显,昆明站、保山站210Pb无升降趋势,临沧站呈显著降低;年内210Pb、7Be均为旱季高于雨季,7Be尤为明显;三城市210Pb与7Be均为高度相关;7Be与O3均为正相关;临沧站的210Pb与PM10为正相关,保山站的210Pb与PM2.5为正相关。分析认为7Be与O3正相关很可能源于二者均与大气层垂直对流过程密切相关,210Pb与PM2.5及PM10的相关性则可能与地表辐射环境相关。
2022 Vol. 39 (1): 130-138 [摘要] ( 57 ) HTML (1 KB)  PDF (2295 KB)  ( 67 )
       矿冶
139 超声波洗井在地浸采铀生产过程中的解堵应用研究
易志刚1,李勇1,哈杰提1,陈梅芳2,田莹华1
DOI: 10.3969/j.issn.1672-0636.2022.01.015

蒙其古尔矿床CO2+O2地浸采铀工艺过程中出现抽注液钻井堵塞问题,导致已生产的各采区抽注液量下降趋势明显,最大降幅达到50%,采用常规压缩空气洗井未取得明显的效果。文章介绍了超声波洗井技术原理,结合地浸采铀生产特点,在蒙其古尔矿床进行了超声波洗井于近井地带的解堵试验研究,开展了地面模拟条件下的除垢试验和抽注液钻井的超声波洗井试验。在发生器频率为16~23 kHz,井下功率为5~6 kW,作业时间为2~6 h/m的工作参数下,抽液孔的水量增幅达43%以上;注液孔水量增幅为-8%~43%,平均为11%。超声波对注液井和抽液井的清洗效果相差较大,主要原因是超声波虽能有效剥离结垢物,但注液井中剥离的垢物未能有效返排。现场试验表明,超声波技术在地浸采铀生产井中具有一定的解堵作用,但对于深井的清洗,在超声功率、作用时间及返排措施等方面还需进一步研究。

2022 Vol. 39 (1): 139-147 [摘要] ( 57 ) HTML (1 KB)  PDF (1875 KB)  ( 110 )
148 赣南某铀矿山充填井涌水治理方法
张志和
DOI: 10.3969/j.issn.1672-0636.2022.01.016

赣南某铀矿山3号充填井近地表段处于含水层内,井筒涌水量大,井筒锁口段下部坍塌形成空区,充填井形成积水段,导致安全隐患,影响矿山生产。为减小井筒涌水对井下排水和安全生产的影响,采用“修复3号充填井”的工程治理方案,具体实施了封堵井筒坍塌区、帷幕注浆堵水和修建山坡截洪沟等工程措施。结果表明,充填井筒涌水量明显减少,修复工程有效防止了井筒中积水段的产生,解除了安全隐患,矿山生产恢复常态。修复充填井治理方案为类似矿山地质环境中井筒涌水的工程治理提供了参考。

2022 Vol. 39 (1): 148-152 [摘要] ( 54 ) HTML (1 KB)  PDF (1134 KB)  ( 86 )
       钻探
153 国外铀矿勘查钻探技术现状及发展趋势
李博1,刘晓阳1,2,段志强3
DOI: 10.3969/j.issn.1672-0636.2022.01.017
钻探工程是铀资源勘查开发的重要技术手段。为了更快、更好地提升我国铀资源勘查钻探技术水平,总结和分析国外铀矿勘查钻探技术现状及发展趋势十分重要。本研究在收集国外主要铀资源国铀矿勘查钻探技术的相关资料基础上,从钻进工艺技术、钻探设备和钻探机具三方面综合分析了国外铀矿勘查钻探技术现状及发展趋势。国外铀资源大国铀矿勘查的钻探工艺采用多工艺组合应用,满足地质人员对不同深度地质体中岩心和岩屑的研究需求,达到经济高效的勘查目的。西方国家铀矿钻探设备以全液压动力头钻机为主,中亚地区国家铀矿钻探以机械立轴钻机为主,利用卷扬机进行长行程人工操作送钻,两类钻机均具有长行程给进的特点。钻探机具标准化程度高,配套系统化,进一步向高效化和轻型化发展。我国铀资源勘查已进入新的发展阶段——第4代勘查技术阶段,建议在了解学习并借鉴国外技术的基础上,结合新一轮铀矿勘查能力建设项目,引进、订制或研制适合国内铀矿勘查的先进钻探设备;推行多工艺组合钻进技术,推进钻杆钻具标准化工作。
2022 Vol. 39 (1): 153-164 [摘要] ( 70 ) HTML (1 KB)  PDF (1741 KB)  ( 450 )
165 诸广南地区S75绳索取心金刚石钻头选型研究
王康,童俊涛,吕文军,曾令,莫崇柳
DOI: 10.3969/j.issn.1672-0636.2022.01.018
正确选择钻头是提高钻探效率、降低成本的关键。针对诸广南地区地质岩心钻探S75绳索取心金刚石钻头选型问题,通过对往年钻头使用情况的收集整理,对岩石可钻性法、时间因素分析法、经济效益指数法和灰色聚类法等常用钻头选型方法进行分析比较,总结出了适用于该地区实际钻探生产的钻头优选方法。现场选择两个钻孔对该钻头优选方法进行了试验,试验结果验证了该钻头优选方法的可靠性。
2022 Vol. 39 (1): 165-172 [摘要] ( 61 ) HTML (1 KB)  PDF (1652 KB)  ( 111 )
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22 《世界核地质科学》正式被美国EBSCO 学术数据库全文收录
22 《世界核地质科学》正式入选中国科协高质量科技期刊分级目录T2区
22 据2021年10月9日中国知网发布的中国学术期刊影响因子年报(自然科学与工程技术 2021版)显示,《世界核地质科学》综合影响因子为0.603,较2020版(0.514)提高了17.32%。
22 最新通知:《世界核地质科学》邮发代号已获批,邮发代号:82-407
22 《世界核地质科学》再次被 CA 化学文摘(美)收录(2014, 2020)
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22 《铀矿地质》
22 中国地学期刊网
22 中国地质学会
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