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中核这十年|核地研院:铀矿地质科技创新,支撑铀矿找矿取得新突破

发布时间:2022-11-08 信息来源:

  铀资源是重要战略资源,是核工业发展的基础,国家高度重视天然铀产业的发展,特别是党的十八大以来的这十年,国家相继出台了一系列支持铀矿勘查的有利措施,铀矿地质工作进入了新的发展阶段。

  回顾这十年,核地研院作为中核集团和中国铀业铀矿勘查的主力军和国家队,在重大基础前沿研究、成矿理论创新、勘查技术攻关、装备自主研发及铀矿找矿预测与潜力评价等方面,取得了多项重磅成果,为新时期铀矿找矿突破提供了重要技术支撑。

  这十年,原始创新能力显著增强,实现了多项从0到1的突破。

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  嫦娥石晶体结构和理想晶体图

  核地研院在我国首次发现月球新矿物,命名为“嫦娥石”,使我国成为世界上第三个发现月球新矿物的国家,为和平利用和合作开发太空资源贡献了中国力量。

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  零价态金属铀扫描电镜照片

  在自然界首次发现零价态金属铀,突破了“热液型铀矿是大气降水深循环结果”的传统铀成矿认识,有助于揭示地球深部铀元素的形成和赋存状态,探究大型铀矿集区成矿机理和演化机制,科学预测热液型铀矿的形成深度和找矿层位。

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  新矿物——海塔铀矿图

  发现了铅羟烧绿石、海塔铀矿等5个新矿物,成功实施了3000米铀矿科学深钻工程,突破深部钻探多项关键难题;在诸广南长江铀矿田1550米深度发现我国最深工业铀矿体,刷新了我国工业铀矿化发现的最深记录,为探索第二找矿空间提供了重要基础。

  这十年,创建了“叠合复成因”“热点深源”“渗出成矿”等理论,推动了砂岩型和热液型铀成矿理论创新发展。

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  砂岩型铀矿叠合复成因模式和砂岩型铀矿渗出铀成矿模式图

  基于我国特定的地质构造背景,在深入剖析北方大型沉积盆地探明铀矿床成矿地质特征基础上,提出了砂岩型铀矿“叠合复成因”“构造活动带铀成矿”“板状铀成矿”“渗出铀成矿”等理论,创新发展了全球铀成矿理论体系,推动了铀矿新地区、新层位、新类型找矿突破。

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  贵东地区热点铀成矿模式图

  创新发展了热点深源铀成矿理论,构建了华南花岗岩型热液铀成矿系统,建立了热液铀矿剥蚀深度评价技术,为我国热液型铀矿攻深找盲与外围扩大提供了新的理论基础。提出的热点深源铀成矿作用,从理论上预测我国热液型铀矿形成深度可达3公里,大大拓展了深部找矿的空间,为热液型铀矿深部找矿突破提供了理论基础。

  这十年,构建了“天-空-地-深”三维数字化铀矿勘查与评价技术体系,为铀矿找矿新突破提供了技术支撑。

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  “天-空-地-深”铀矿勘查与评价技术体系

  一是首次在国内构建了可见光-近红外-短波红外-中红外-热红外的航空全谱段高光谱探测技术系统,形成了反映铀成矿关键要素物质成分、空间分布、组合特征等系列专题成果产品,为区域铀成矿环境评价及远景区预测提供了遥感技术支撑。

  二是研发了深部地质结构精细探测的重磁电三维探测、砂岩型铀矿高分辨率地震勘探、深穿透地球化学、地电化学探测、氡及其子体伽马能谱测量等技术方法,为深部三维铀成矿环境探测提供了有效技术手段,提高了深部探测成果的可靠性。

  三是形成了集样品制备、微区形貌、化学成分、阴极发光、物相鉴定、矿物组成、微区加工、晶体结构解析、元素和同位素组成研究于一体的高分辨微区分析测试技术系统,实现了含铀矿物微区同位素及微量元素分析,为微米至纳米级矿物学和岩石学研究、多种新矿物发现、铀成矿精确定年等提供了全方位的分析测试手段。

  四是集成开发了铀资源三维预测评价技术系统、铀矿地质云平台应用示范系统,建立了重点铀成矿地区三维地质模型,实现了定型、定位、定深、定量铀成矿预测及评价,为铀找矿远景靶区圈定提供了有力支撑。

  这十年,完成了中国铀成矿区划和全国、重点成矿区带铀矿资源潜力动态评价,为“十四五”全国铀矿勘查工作部署提供了重要依据。

  一是系统划分了中国铀成矿区带,共划分4个铀成矿域,10个铀成矿省和49个铀成矿区带。

  二是基于铀矿床含矿建造、成矿时代、成矿作用、矿化特征及产出地质背景,厘定铀矿床式75个,开展典型铀矿床建模,划分铀矿预测类型39个,建立了全国铀资源预测评价技术体系,制定了区域铀矿资源潜力评价指南,完成了全国铀资源潜力评价,优选预测区342片。

  三是完成了全国新一轮铀矿资源潜力评价,对14片重点铀矿勘查区开展了动态评价,预测了潜在铀资源量,其中砂岩型44.1%、花岗岩型25.9%、火山型20.2%、碳硅泥岩型9.0%及其他类型0.8%。铀成矿区划和动态评价为我国核能中长期发展规划、“十四五”铀矿勘查战略部署提供了重要依据。

  四是研制了“铀资源潜力评价数据管理与应用系统”,建立了全国铀矿资源潜力评价成果数据库,为铀矿数字勘查奠定了坚实的数据基础。

  这十年,自主研制了一批铀矿勘查关键设备,降低了对外依存度。

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  活性炭吸附测氡仪和综合测井仪

  自主研发了多款铀矿地质勘查及核素分析仪器,形成了系列化产品,主要包括:γ辐射仪、多道γ能谱仪、岩心编录仪、测氡仪、3000米综合测井系统、移动分析检测系统、质谱仪、先进钻探工艺设备等系列装备,提升了我国铀矿勘查领域核心设备的自主可控程度。

  这十年,核地研院走出国门,海外铀资源勘查评价取得重大突破。

  一是高水平完成了沙特阿拉伯铀钍资源调查与评价工作,按国际标准,提交了推断的铀资源量和钍资源量,实现了沙特铀多金属找矿的重大突破。通过项目执行,核地研院培养了一支国际化专业技术团队,积累了宝贵的国际项目管理经验。

  二是完成国家科技部国际科技创新合作重点专项之某国中部深部铀资源勘探关键技术与装备合作研究项目,建立了碱交代岩型铀矿预测评价技术方法,对指导国内铀矿勘查具有重要意义。

  三是开展了纳米比亚、尼日尔等非洲中南部古老地块重点地区铀矿勘查及资源评价等工作。(核地研院)

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