铀矿区地下水及其生态安全研究进展

随着核电的发展和铀矿冶业的复兴,铀矿区地下水及其生态安全问题的研究越来越得到人们的重视。文中简要分析了铀矿采冶对环境造成的危害和国际上饮用水中铀的限值标准,简要评述了地下水放射性污染及其生态影响、铀在地下水中的迁移规律、铀污染地下水的数值模拟、地下水铀污染修复技术,以及中国、美国、加拿大和澳大利亚等国与铀矿冶相关的环保政策和辐射防护法规等方面的研究进展。最后,对中国铀矿区地下水及其生态安全研究进行了展望。     

利用测井资料获取松辽盆地深部热物性参数

盆地导热系数是研究盆地深部热结构的重要参数,通常通过获取深部岩心测试获得,但这种传统方法经常会受到经费、取样条件等限制,并且对于地热井来说,因受温度压力条件的影响,室内测试结果也不能代表岩石原位导热系数。本研究获取了松科2井三开3 289m至4 536m岩心实测导热系数和测井参数,分析了砂岩、泥岩、流纹岩导热系数与测井参数之间的关系,结果显示砂岩的测井参数孔隙度、波速与导热系数之间具有明显的相关性,泥岩和流纹岩的相关性并不高。在此基础上,本研究分析了松辽盆地温度、压力对导热系数的影响,认为温度效应造成松辽盆地松科2井三开导热系数与室内实测值偏小约30%;压力效应使盆地三开段导热系数相对室内测试值偏大约10%。本研究成果可以为我国盆地深部导热系数以及大地热流值的获取提供新的思路,尤其是对于一些具有测井数据但无法获取深部岩心的废弃井具有更大的意义。     

确定砂岩型铀矿体定位新方法--水岩体系Eh-pH法

水岩体系Eh-pH方法是根据水岩相互作用原理,来确定砂岩型铀矿体定位的一种新方法.研究结果表明:从氧化带到还原带,水岩体系Eh值明显下降,同一氧化还原环境水岩体系Eh平均值极为接近;不同氧化还原环境,其水岩体系pH值亦有所不同,氧化带和还原带处于弱碱性介质环境,过渡带(矿化地段)处于中性介质环境;水岩体系Eh和pH值可以作为划分含矿层氧化还原环境分带及圈定铀矿体位置的重要依据.     

江汉盆地南部热史与下志留统海相烃源岩成熟度演化研究

应用含油气盆地热史模拟系统, 对江汉盆地南部的钻井资料进行了模拟计算, 恢复了研究区的热史和埋藏史. 在此基础上, 正演了下志留统烃源岩成熟度的演化史. 研究结果表明,江汉盆地在印支期(240 Ma)以前处于稳定的低热流(50～55 mW/m²)状态, 印支期后热流开始整体升高. 潜北断裂以北地区的热流在中燕山期(155 Ma)达到峰值(～72 mW/m²), 断裂以南的热流在晚燕山期(40 Ma)达到峰值(～76 mW/m²). 晚喜山期后, 整个研究区的热流快速下降, 盆地开始冷却. 早三叠世末, 下志留统烃源岩在枝江、当阳、沔阳凹陷一带率先进入生油门限, 早侏罗世至早白垩世末烃源岩进入快速增熟期, 成熟度具有北高南低的特征. 晚白垩世末, 烃源岩热演化特征表现为东强西弱. 到了新近纪末, 烃源岩热演化终止. 研究区热史恢复和下志留统烃源岩成熟度演化的研究为合理评估烃源岩生烃量、排烃量和油气资源量提供了科学依据.     

天柱大河边-新晃重晶石矿床矿物组成特征的电子探针研究

通过对天柱大河边—新晃重晶石矿床系统的剖面勘查和采样分析,对矿石和围岩进行了系统的电子探针研究。发现在该矿床的矿石中广泛分布有钡冰长石。在研究钡冰长石及其共生矿物（重晶石、黄铁矿等）的化学组成、光学性质及其相互关系的基础上,对钡冰长石的成因进行了分析,进而对矿床的成因作了进一步探讨,为天柱大河边—新晃重晶石矿床热水沉积成因提供了新的证据。     

赣南地热气体起源的同位素与地球化学证据

对取自赣南地区10个温泉的地热气体进行了气体化学成分及氦、碳、氖同位素组成的分析。该区地热气体可分为CO₂型和N₂型两种类型。CO₂型地热气体分布在赣南东南部地区,主要成分是CO₂,占总体积96.47%以上,二氧化碳气体的δ¹³C值为 -5.50‰～-3.49‰（PDB）,平均为 -4.66‰,为幔源无机成因,其氦同位素组成为1.36～2.27 R_a,具有明显的幔源成因特征,最高约有28.2%的氦源于地幔,其N₂-Ar-He关系研究表明,该型地热气体中的氮源于地幔-地壳-大气混合成因。研究揭示该区CO₂型地热气体属幔源无机成因气,是地幔脱气作用的产物。N₂型地热气体分布在赣南西部地区,N₂含量占91.04%以上,其中二氧化碳气体的δ¹³C值为 -23.7‰～-12.6‰,平均为 -17.82‰,为壳源有机成因,其氦同位素组成为0.06～0.13 R_a,具有明显的壳源放射性成因特征,³He/⁴He 与 ⁴He/²⁰Ne关系和He-Ar-N₂关系研究表明,N₂型温泉气主要来源于大气,并有壳源气体的贡献。     

水的相变：热液成矿作用的重要控制因素之一

在热液成矿作用中,流体主要组分是水。在研究热液矿床时,除了要重视不同介质之间的化学反应和地质演化等因素外,水的相变也是了解热液成矿作用过程的关键。以热容为例,应用NIST（National Institute of Standards and Technology）提供的网上计算平台,研究了地壳中随温压改变水的热容变化规律,指出相变可造成水的物理化学参数急剧变化、是热液成矿作用的必要条件,揭示出热液成矿作用中水的相变和断裂（或断裂+岩浆活动）之间的内在耦合关系。指出通过水的相变可建立成矿期次与断裂期次之间的对应关系,水的相变是热液矿床形成的重要控制因素之一。     

南岭地区与东南沿海地区中生代花岗岩放射性地球化学特征及岩石圈热结构对比研究

华南地区广泛发育中生代花岗岩,主要出露于南岭地区和东南沿海地区。受大地构造作用影响,自西向东,莫霍面深度逐渐变薄,深部温度逐渐升高,软流圈顶部上升,花岗岩形成时代也随之逐渐年轻化。南岭和东南沿海地区的地表和钻孔花岗岩放射性生热元素含量测试结果表明,南岭地区放射性生热率平均值为5.18μW/m~3,东南沿海地区为3.01μW/m~3,最高生热率为南岭佛冈岩体7.56μW/m~3;热贡献率主要来自Th和U的放射性衰变热,K的热贡献率一般不超过10%。通过本文研究结果,结合前人地质学、地球物理学和地热学研究成果,发现南岭地区和东南沿海地区地壳热流对地表热流值的贡献率分别为60%~65%和40%~45%,指示两者分别为"热壳冷幔"和"冷壳热幔"型岩石圈热结构。     

邹家山铀矿床伴生重稀土元素的赋存特征

初步研究发现,相山矿田邹家山矿床中伴生有较高的重稀土元素,回收这些珍稀的资源和探索其成因具有重要的意义,而查明这些伴生稀土在铀矿床中的赋存特征是前期基础性工作。为此本文采用电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱分析了邹家山铀矿床中稀土元素的赋存状态。结果显示：该矿床稀土矿物主要为独居石、氟碳钙铈矿和磷钇矿;独居石、氟碳钙铈矿的LREE/HREE>1,为轻稀土富集型;而磷钇矿的LREE/HREE<1,为重稀土富集型。沥青铀矿、钛铀矿、铀钍石、铀石、钍石、锆石等铀钍矿物的稀土特征为重稀土富集型;铀钍矿物稀土总量（∑REE+Y）较高,为（3 805.78~65 307.00）×10^-6,LREE/HREE<1,为0.01~0.80,平均为0.29。其他伴生矿物磷灰石、钾长石为轻稀土富集型,萤石为轻、重稀土富集型两类都有,而伊利石、黄铁矿的轻重稀土无明显相对富集。重稀土在磷钇矿和铀钍矿物中以类质同象形式存在,少量赋存于伴生矿物。     

同位素在相山火山岩型铀矿床研究中的某些应用

对相山矿田矿物和包体水的H、O同位素，岩石蚀变体系的O同位素，方解石和CO2的C同位素以及不同水岩比值条件下大气降水、岩浆水与岩石同位素交换平衡的δ18O值的研究表明，该矿田成矿热液的水源主要来自大气降水，矿化剂（CO2）主要来自深成CO2的释放和水岩相互作用。