2012年,我国铀矿资源调查评价取得突出找矿成果。其中在砂岩型铀矿方面,利用浅层地震、电磁测深等方法对含矿砂体和断裂构造进行了精细控制,大致查明了铀成矿地质背景和成矿条件,总结了成矿规律和控矿因素,并在鄂尔多斯落实大型矿产地两处,在松辽盆地新发现工业钻孔15个,在新疆伊犁落实中型矿产地1处。特别是内蒙古中部大营地区发现的国内最大规模的可地浸砂岩型铀矿床,填补了国内砂岩型铀矿第Ⅰ勘查类型的空白。连同此前的勘查成果,该地区累计控制铀资源量已跻身世界级大矿行列,也由此结束了中国无世界级铀矿的历史。
上世纪90 年代以前,砂岩型铀矿就已成为我国具有工业意义的四大类型( 花岗岩型、火山岩型、砂岩型和碳硅泥岩型) 铀矿床之一,并在数十年的找矿探索中, 成为我国铀矿地质找矿的主要找矿方向。
1999年,根据国民经济和社会发展对国土资源的需求,我国启动了新一轮国土资源大调查。此后的10年间,我国北方沉积盆地地浸砂岩型铀矿资源调查评价一直都是国土资源大调查项目的重点工作内容。在此项调查中,中国核工业地质局先后承担和组织实施了两个大型计划项目——《中国北方中新生代可地浸砂岩型铀资源评价》和《全国铀矿资源调查评价》,分3批安排了21个工作项目,对鄂尔多斯、伊犁、二连、吐哈、松辽、巴音戈壁、巴丹吉林、柴达木、塔里木、准噶尔、海拉尔、三塘湖和焉耆盆地等13个大型中新生代沉积盆地可地浸砂岩型铀矿资源进行了系统调查评价。
从1999年到2010年,项目累计投入经费15305万元,完成钻探工作量27.12万米、电法3180点、瞬变电磁测深3076点、音频大地电磁测深3870点、可控源音频大地电磁测深520点、电导率成像测量240点、激电测深1273点、伽玛能谱剖面测量2410千米。系统的基础调查与评价,使我国北方沉积盆地的铀矿地质工作程度得到了显著提升,资源潜力进一步摸清,并在伊犁、鄂尔多斯、吐哈、二连、松辽、巴音戈壁和巴丹吉林等7个盆地取得了铀矿找矿突破,圈定了一批找矿靶区,经后续跟进勘查,落实了一批大型-特大型铀矿床,实现了资源储量的大幅度增加。
基础先行,摸清资源家底
国土资源大调查项目,从“陆、天、地”多个角度,采用“地、物、化、遥、钻、研”等多学科综合手段,对我国北方中新生代沉积盆地开展了多方面、广角度、宽领域的系统调查评价,圆满完成了各项任务。大量的区域地质调查、物化探测量等基础工作开展,加快了各沉积盆地铀成矿地质环境调查和总体潜力评价的进程,也提高了各盆地铀矿地质的工作程度。各项目共完成了1:50万~1:25万铀矿调查评价面积60.6万平方千米,综合评价了各盆地铀矿资源潜力,达到了尽快摸清铀矿资源 “家底”的目的。
本着“基础先行”的总要求,项目大致查明了伊犁、吐哈、鄂尔多斯和二连等北方沉积盆地的成矿地质背景和成矿环境,提高了在盆地演化、铀源、构造、建造和后生蚀变等地质作用和成矿条件方面的认识,摸清了我国北方各盆地铀矿资源的家底,进一步明确了北方沉积盆地的铀矿找矿方向。通过大调查项目的组织实施,不但确定了我国北方中新生代沉积盆地铀矿勘查的总体思路,提出了铀矿地质勘查的大基地战略,而且明确了铀矿的整装勘查区、重点勘查区和重点调查区以及各个地区的主攻类型和找矿方向,为全国铀矿地质勘查“十二五”规划和勘查部署提供了重要依据。
地勘跟进,铀矿勘查结硕果
在开展北方沉积盆地地浸砂岩型铀矿调查评价时,发现了众多重要的矿化信息,圈定出一批放射性异常区域,预测并查证了一批找矿靶区,新发现了纳岭沟、乌力桂庙、罕台庙、塔木素和宝龙山等一批铀矿产地。中国核工业地质局将中央财政地勘费项目及时跟进、统筹部署,在伊犁、吐哈、鄂尔多斯、二连、松辽、巴音戈壁、巴丹吉林、柴达木、准噶尔和塔里木等盆地先后实施了铀矿地质勘查项目63个(详查7项,普查7项,预查11项,重点远景区带钻评价30项,调查评价8项),累计完成钻探工作量145.1万米,重点盆地铀矿找矿取得重大突破。新探明铀矿床14个(其中特大型矿床2个,大型矿床3个),扩大铀矿床7个(其中1个由大型发展为超大型),新发现重要矿点9个,落实了数个大型铀资源基地,重塑了我国铀矿地质勘查开发新格局。
伊犁盆地南缘铀矿资源基地规模持续扩大。落实了蒙其古尔大型铀矿床,并在深部和外围发现了很好的铀矿化线索;在构造活动相对较强的盆地南缘东段发现了有利成矿地段,在水西沟群第Ⅶ旋回实现了找矿层位的新突破,勘查深度由原来的400米以浅延深到700多米。2009年,蒙其古尔铀矿勘查成果获中国地质学会 “全国十大找矿成果奖”。目前,该矿床地浸试验已取得成功,技术经济条件良好,矿山正在建设中。
鄂尔多斯盆地东北部铀矿资源调查评价和后续勘查成果突出。在东胜地区探明了皂火壕特大型砂岩型铀矿床,矿床东西两侧具有类似的成矿条件,找矿潜力大;在皂火壕矿床北侧新控制了长80千米的呼斯梁铀成矿带,初步落实了纳岭沟、乌力桂庙(大营)、罕台庙3个大型矿床,东胜铀矿资源大基地逐步形成。皂火壕矿床勘查成果获2007年中国地质学会 “全国十大找矿成果奖”。
二连盆地铀矿勘查成果喜人。努和廷铀矿床由大型扩大为超大型,新探明了赛汉高毕和巴彦乌拉两个典型的古河谷型砂岩铀矿床,二连盆地中东部已发展为新的铀矿资源大基地。其中,巴彦乌拉矿床地浸试验结果表明该地区铀矿资源具有较好的利用价值,该勘查成果荣获2008年中国地质学会“全国十大找矿成果奖”。
十红滩矿床资源储量提升。在模式找矿理论的指导下,在吐哈盆地西南缘发现了十红滩铀矿床北矿带,使十红滩矿床资源储量有了较大幅度的增加,达到万吨级规模。
我国北方沉积盆地铀矿地质工作大致可以分为3个阶段:
第1阶段是上世纪50~80年代,以寻找常规砂岩型铀矿为主,兼顾泥岩型、煤岩型铀矿,主要集中在局部地区和矿床、矿点开展揭露评价和勘查工作。其间,发现、探明了近20个铀矿床,大部分是中小型矿床,资源储量仅约占全国累计探明总量的5%。
第2阶段是上世纪90年代,找矿方向提出主攻地浸砂岩型铀矿,由于投入萎缩,地质勘查工作在前期主要集中在伊犁、二连盆地,后期扩展到吐哈、准噶尔和松辽盆地。勘查工作最先在伊犁库捷尔太取得重要突破,于1997年提交了第1个万吨级的地浸砂岩型铀矿床,并在同期进入矿山的开发,经济效益显著。二连盆地也发现了具有大型规模的努和廷矿床,但因不够具备地浸开采的地质条件,1996~2004年期间该盆地暂搁勘查工作。吐哈盆地于1997年重新开始评价早期发现的十红滩矿点,至2000年落实了可供矿山进行地浸试验的首采地段,显示出很好的找矿前景。在此期间,还部署了开展重点盆地重点地区的区域评价预测、全国新一轮可地浸砂岩型铀矿勘查战略选区、新疆及其邻区可地浸砂岩型铀矿1∶2000000成矿预测等基础工作。
第3阶段是2001年以来,分层次部署、分区域推进、抓重点突破的阶段。“十五”期间,地质勘查坚持“主攻地浸砂岩型铀矿”,“十一五”期间调整为“主攻砂岩型铀矿”,即兼顾沉积盆地中其它类型铀矿,尤其是努和廷式的沉积成岩型铀矿。在此期间,发展了伊犁、吐哈、二连、松辽等盆地,新突破了鄂尔多斯、巴音戈壁盆地,新发现、探明了10多个铀矿床。这些铀矿床以大中型为主,个别发展成为了特大型和超大型铀矿床,如努和廷铀矿床、蒙其古尔铀矿床、皂火壕铀矿床等,新增资源量超过累计探明总量的25%。
创新发展铀成矿理论
基础地质工作的深入开展,深化了我国北方沉积盆地演化以及铀矿空间分布、矿化类型、成矿期次等成矿规律方面的认识,建立了伊犁式、吐哈式、皂火壕式、努和廷式、巴彦乌拉式、钱家店式和磁窑堡式等多种新的铀成矿模式,总结了北方沉积盆地砂岩型铀矿区域预测评价准则,铀成矿理论获得了创新性发展。其中建立的产生于不同构造背景下的沉积盆地其独特铀成矿地质条件的成矿模式,极大地丰富了铀成矿理论,对指导各盆地铀矿地质勘查具有重要的意义:
伊犁式、吐哈式都是典型的层间氧化-还原作用成矿,但前者以在单斜整体抬升和差异升降构造活动背景下的不断叠加富集为重要特征,后者则在斜坡带隆升加断层及小型背斜构造活动的背景下,在断裂南北两侧分带成矿。
鄂尔多斯皂火壕式主要受古层间氧化带控制并接受后期还原改造再富集。
最新研究认为二连努和廷式是重要的沉积成岩型铀矿,与泛湖事件演变密切相关;二连巴彦乌拉式是潜水氧化-还原作用与层间氧化-还原作用交替转化形成的古河谷型铀矿床。
松辽钱家店式是“构造剥蚀天窗+断裂活动+深部还原物质”控矿,可能还受基性岩脉(热源)影响,是对过去“水火不相容”的观点挑战。
鄂尔多斯磁窑堡式以盆地边缘强烈造山形成的褶冲带为背景,经历构造隆升-地下水渗入成矿、断坳沉积深埋、再隆升-地下水渗入改造成矿、再沉降沉积保矿多阶段作用而成。
建立地浸砂岩型铀矿勘查技术标准体系
根据我国北方沉积盆地砂岩型铀矿成矿地质特征和成矿规律,有关方面在调查评价过程中,逐渐建立了一套目标明确、衔接紧密、循序渐进的砂岩型铀矿勘查流程,包括符合中国地质构造背景的地质构造理论分析和识别技术、地浸砂岩型铀资源潜力综合识别评价技术、物化探技术方法及组合、特殊岩层钻探技术等,并明确了不同比例尺区域调查评价与勘查的目的任务、调查评价主要内容、关键地质问题和主要勘查技术方法组合等。在总结经验的基础上,新制定了砂岩型铀矿地质评价和勘查技术标准30项,填补了我国地浸砂岩型铀矿勘查技术标准的空白,建立了地浸砂岩型铀矿勘查技术标准体系。
项目管理水平显著提升
中国核工业地质局将北方沉积盆地地浸砂岩型铀矿调查评价项目中严格执行的中国地质调查局项目情况的有关规定和制度,引入铀矿地质勘查项目管理,与我国50多年铀矿地质勘查管理规定相结合,制定了新一版的铀矿地质项目管理技术规定汇编和项目管理办法,提升了项目管理水平。一是细化了预查前的基础调查和区域评价工作内容和技术要求,完善了铀矿地质项目技术管理体系;二是实行项目报告制度,便于及时掌握铀矿勘查进展和存在问题,采取应对措施,做出相应的调整;三是理顺了项目管理的环节,规范了日常管理工作,加强了项目考核,提高了管理效率和效果;四是规范了技术工作,提高了工作质量;五是推行信息化管理,提高了工作效率。
北方中新生代盆地可地浸砂岩型铀资源调查评价,按照中国地调局的统一部署,现已进行了3个阶段。
第1阶段(2000~2002年),重点评价了伊犁盆地南缘东部、布尔津盆地、准噶尔盆地北部福海-顶山地区、吐哈盆地南缘的西部、海拉尔盆地克鲁伦地区、二连盆地腾格尔坳陷南缘等。
第2阶段(2003~2005年),调整为以盆地为基本单元,对准噶尔、松辽、二连、巴音戈壁、三塘湖、伊犁北缘、哈密、鄂尔多斯北部等8个盆地或地区进行评价,提出“重在新的发现,重在对异常的查证,重在评价铀成矿环境及其总体远景潜力(以预测的铀资源量3341为主),主要以大间距(钻探)、大跨度、大范围的方式推进各盆地的评价”的思路。
第3阶段(2006~2010年),在前两个阶段工作的基础上,对巴音戈壁塔木素地区、二连盆地中东部地区等重点远景区段开展了深入调查,同时还新开辟调查了一些盆地,如柴达木盆地、焉耆盆地。