当期目录

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    李杰彪, 周志超, 赵敬波, 张明, 季瑞利, 吉子健, 直越昊, 田震
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    水文地质条件是高放废物处置库选址和长期性能安全评价的重要依据,开展地下水循环特征研究尤为重要。以我国高放废物地质处置库北山新场预选地段及南部下游地区为研究区,综合采用多种环境同位素、地下水动力学以及数值模拟等方法,对区内地下水循环交替特征进行了深入研究。结果表明:浅部松散岩类地下水主要补给来源为现代大气降水,年龄一般小于30 a;深部基岩裂隙水交替、运移十分缓慢,地下实验室场址内深部地下水14C表观年龄大于10 ka;且区内地下水均未发现来自深部壳源和幔源水的补给;新场地段内地下水水位的垂向分层特征明显,均呈现浅部水头高而深部低的现象;远离沟谷的钻孔地下水与降水的关系不密切,地下水位多呈现周期性波动;地下水流系统可分为区域、中间和局部3个级次。局部水流系统循环交替作用最为活跃,水循环量接近总量的80 %。区内的水文地质条件有利于高放废物地质处置,该结果为高放废物处置库选址提供依据。
  • 特邀论文
  • 特邀论文
    王果, 刘波, 白一鸣, 王龙辉, 李华明, 芦帅帅
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    鄂尔多斯盆地为我国第二大能源盆地,发现了多个大型、特大型铀矿床。盆地内下白垩统环河组上段为主要的找矿层位。通过铀成矿地质特征、蚀变矿物组合和岩石地球化学等方法研究鄂尔多斯盆地北部下白垩统环河组的铀矿化特征、成矿机理,建立成矿模式。下白垩统环河组3个叠加体系域组成细-粗-细的地层结构,为后期铀成矿流体的运移提供建造基础。在成矿早期氧化带的规模有限,主要的蚀变矿物为赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方解石和铀石等,成矿环境的还原能力较强,成矿流体的碱性较强,发生强烈的水-岩作用。在成矿作用中晚期,氧化带向盆地内推进,发生强烈的氧化-还原反应,原矿石带、还原带被氧化,成矿环境保持早期的较强还原性。该时期主要蚀变矿物为赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿、蒙脱石、绿泥石和铀石等。随着成矿流体的混合,成矿流体逐渐转为弱碱性,硅酸铀酰离子分解,形成大量铀石。

  • 研究论文
  • 研究论文
    吕川, 魏欣, 高梦奇, 何世伟, 聂涛, 赵伟清
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    邹家山铀矿床位于江西省相山矿田西部,是我国最大的火山岩型铀矿床。近年来在该地区开展铀矿勘查会战工作,取得较好的找矿成果及地质认识。通过分析会战找矿成果,结合前人已取得的认识,总结提出:邹家山地区铀矿体有以下主要赋存部位:1)主干断裂破碎带中;2)火山塌陷构造变陡部位两侧,尤其是赋存在变陡部位的褶曲中;3)断裂交汇的锐角部位;4)主断裂旁侧的次级裂隙密集带部位;5)相互平行的断裂夹持部位;6)火山塌陷构造和基底界面以及断裂汇集部位。新发现3处找矿有利部位:分别是2号带F6断裂上盘一条延伸较稳定裂隙密集带内、1号带F2断裂旁侧次级裂隙内、4号带不同岩层界面形态变化较大呈“瀑布”状等变异部位。各部位成矿条件较好、找矿潜力较大。先期1号带、2号带宜在浅部揭露,4号带资源潜力集中在-250 m 标高及以深。新部位的提出为邹家山下一步找矿提供了思路,为矿山复工复产提供了资源保障。

  • 研究论文
    姜春晖, 周堂波, 郭新文, 周航兵, 王志
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    棉花坑矿床9号带南段位于诸广岩体中部,岩体为富铀岩体,断裂带经过多期次构造活动及多期次热液叠加,形成有利的成矿、储矿场所,断裂带内发育较好的铀矿化。通过对前人施工的探矿工程数据进行二次开发利用,对9号带南段不同标高矿体品位、厚度参数进行统计,绘制品位、厚度垂向变化分布图等,分析矿体空间展布特征及变化规律。结果表明:矿体向深部品位呈变富趋势,矿体厚度局部变化(变宽)但总体稳定,较高品位、高品位矿段出现频率逐渐增多,深部还原环境更利于矿体富集,为下一步找矿预测提供线索和依据。
  • 研究论文
    陈秀旺, 彭松, 范云飞, 王琼, 程俊义, 卢平
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    大梨树铀矿位于雄武背斜南东翼鲁坎断层之上的碳酸盐岩型铀矿,以往研究程度较低。在野外地质调查基础上采集槽探、钻孔中的样品,开展矿物学、元素地球化学和矿床成因等方面研究。研究表明:矿体受NE向断层及其旁侧的Si-Ca结构面控制,与有机质关系密切;铀矿石中的铀矿物主要有沥青铀矿、铀石,铀矿物与黄铁矿及“黑色”的有机质紧密共生;矿石及近矿围岩中微量元素V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn和Mo等元素富集,稀土配分曲线呈“右倾型”,具有富LREE、δEu负异常特征,与寒武系黑色岩系地层具有一定亲缘性。认为区内成矿物质可能来源于寒武系牛蹄塘、老堡组,同时围岩可能提供部分成矿物质。矿床是在喜山期造山背景下,深部流体萃取寒武系基底成矿物质携带至成矿有利地段形成的热液型矿床。

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    孙瑜
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    在数字化经济发展背景下,铀矿勘查数字化转型正面临结构性失衡,表现为多源数据整合困难,技术碎片化,数据流与业务流脱节等核心矛盾。聚焦数字勘查技术应用需求,提出“业务逻辑重构—数据资产治理—技术中台赋能”三位一体的信息化架构模型,并设计“54321工程”总体蓝图,涵盖五类应用系统、四个支撑体系、三种平台、两类中心及一条全流程数据链,以破解“数据—知识—决策”链断裂问题。通过四维协同架构体系实现业务流、数据流与决策流的闭环优化,通过数据中台与云平台实现管理域与生产域深度耦合,构建以多源数据融合与应用为核心的技术支撑体系,形成“采—存—治—用”一体化数据生态,为铀矿勘查数字化转型提供可复制的理论框架与实践范式。

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    高利君, 李海英, 杨威, 龚伟, 李卿卿
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    在地震勘探中,高分辨率地震反射成像数据体是实现沉积盆地薄层砂体和断裂构造精细识别的关键手段。而实际地震成像剖面往往面临低频与高频信号缺失,进而导致地震成像分辨率低,无法有效实现油气及铀煤等矿产资源的有效识别。在信号处理中,有效信号的积分及微分算法分别反应其低频和高频成分。基于此原理,提出一种基于多级分数阶微积分方法的解释性高分辨率处理方法。通过分别计算有效信号的不同分数阶成分,获得地震成像剖面中缺失的低频及高频成分,通过引入多元高斯理论与贝叶斯理论,以及统计学反演改进加权系数的求解过程,建立了宽频高分辨率地震成像剖面。与传统微积分高分辨率处理方法相比,本方法能有效提高加权系数的求解准确性,并且有效避免了加权系数计算误差对精度的影响。陆上及海上实际数据处理结果表明,本方法能够有效提升地震数据的分辨率和频带范围,提高地震成像对砂体等构造的高分辨率识别。

  • 研究论文
    王崇龙, 彭淼
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    为使相邻测点间的横向物性和层参数分布更加光滑连续,降低单一地球物理反演方法的局限性,开展了可控源音频大地电磁法(CSAMT)和微动谱比法的拟二维横向约束联合反演研究。微动数据采用谱比法进行数值模拟,联合CSAMT基于有限内存拟牛顿法(L-BFGS)反演算法,引入横向约束理论,加入交叉梯度函数实现两种不同物性参数的相互耦合,开发出一套拟二维横向约束联合反演算法,并通过两组理论模型验证了算法的准确性和有效性。同时,利用反演算法对北京延庆地区的实测数据进行反演,结果表明:电阻率和横波速度的突变界面形态具有较好的对应关系,证明横向约束联合反演算法具备一定实用价值。

  • 研究论文
    李金鑫, 赵威, 宁媛丽, 杨晓柳, 朱圣伟, 王若雯
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    高品质的野外地震资料是实现地震数据精细处理与地质信息准确解释的基础,科学合理的观测系统设计是保障数据质量与成像效果的关键。传统观测系统在复杂地质构造区域中易出现能量覆盖不足与成像阴影,制约反射波的识别与目标构造的精细刻画。为提升地震勘探在复杂地质条件下的成像能力,围绕构造复杂区地震观测系统设计中的参数优化问题,基于单程波动方程照明分析方法开展系统研究。通过正向照明分析优化震源与接收点的布设方案,提升目标层的能量覆盖效率;进而结合反向照明分析,细化炮点加密范围、检波器排列长度及道间距配置,以实现更高效的能量接收与波场照明。在此基础上构建二维地质模型并开展正演模拟,对优化前后目标区域的照明能量分布进行定量对比,最终确定满足成像需求的采集参数。研究结果表明,优化后的观测系统在复杂构造区可有效减弱成像阴影,增强剖面连续性与反射能量响应,具有良好的适应性与工程可实施性。所提出的优化流程在实际工区应用并得到验证,表现出稳定的成像提升效果。成果验证照明分析技术在复杂地质条件下采集系统优化中的实用价值,构建了适用于断裂密集区、砂体发育带等目标的采集参数配置方法,为地震勘探提供可推广的设计依据与技术路径。

  • 研究论文
    邝吉鸿, 马富安, 张国玮, 李云超
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    传统的物探方法,在含碳质泥质灰岩整体呈低电阻率、高极化率特征,获取的电阻率和极化率参数无法区分水致异常,为解决此难题,提升找水成功率。以桂林绍水镇某地的含碳质泥质灰岩区为对象,采用高密度电阻率法和音频大地电磁测深法(AMT)探测低电阻率异常区,运用激电二次时差法分析圈定低电阻率异常中的水致异常,查明了地下水空间分布位置和赋存特征。结果表明:在低电阻率异常区、激电二次时差值正异常且连续较好的AB/2位置与实际含水层位置相对应,同时,对于单点或低于50 ms且连续性差的激电二次时差值区域,其含水性较差。
  • 研究论文
    刘军, 雷宏武, 孙国强, 谢迎春, 白冰
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    CO2是高温地热流体中非凝析气的主要组分,其对地热开发产生重要的影响,确定其在高温地热流体中的含量对地热开发和相关建设具有重要的意义。常规取样测试分析确定CO2含量存在取样代表性不足、实施过程繁琐和取样成本高的问题。提出了联合产能测试中井筒温度-流压试井和两相流动计算确定CO2含量的方法,由于该方法仅利用了相对可靠的温度和压力实测数据,成本低、实用性强和可靠性较好。首先,描述了放喷过程中的井筒温度和压力的测试流程和建立了井筒两相流动模型,然后与商业软件WELLSIM对比验证了其可靠性,其次联合测试和模型建立了CO2含量确定方法,最后该方法应用到西藏谷露和土耳其孜勒代尔地热田,确定了地热储层中CO2质量分数分别为1.1 %和3.2 %。

  • 研究论文
    郑植, 马洪素, 殷丽君, 孙健, 王驹
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    不同磨损量滚刀的破岩机理是TBM换刀的重要理论依据,为研究不同磨损量滚刀破岩时滚刀力与贯入度(侵入深度)的对应关系、破岩效率,并获得完整极硬岩条件下不同磨损量的单把滚刀破岩机理,采用不同刃宽表征不同磨损量,选择刃宽为17 mm的新刀与4种不同刃宽的平刃磨损刀对尺寸为420 mm×400 mm×500 mm北山花岗岩进行组合累次侵入破岩试验,并对各刀侵入试验全过程、侵入力、破岩体积及比能进行分析。试验结果表明:1)不论新刀或是磨损刀,在单次侵入岩石过程中,均先后经历岩石压密阶段和线性变形阶段,并不时出现力降现象。2)新刀以相同贯入度累次侵入岩石过程中,其最大侵入力和侵入力-侵入深度曲线线性阶段增长速率均呈现先升高、后降低的趋势。3)对于不同平刃磨损刀累次侵入,刃宽越大,其整个累次侵入过程中平均单位侵入深度所需侵入力也越大;而对于每把磨损刀,其单次侵入时单位侵入深度所需的侵入力在整个累次侵入过程均处于上下波动的状态,印证了侵入破岩是一个能量积蓄-能量释放-能量再次积蓄的一个循环往复过程。4)随着磨损刀刃宽增大,其总比能呈线性升高,侵入能力呈线性降低;本试验用于接续侵入的磨损刀中刃宽为18 mm破岩效率最高,侵入更容易。

  • 研究论文
    唐晓川, 杜一滨, 王宇莹, 管少斌, 沈长枫
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    镭源作为铀矿勘查工作中γ测井仪等放射性测量仪器的野外核查标准源,发挥了检测仪器计量性能的良好作用。但受限于国家安全、环保政策,我国现有固体镭源数量难以满足铀矿勘查工作量日益增长的需求,急需开展替代核查装置的研制工作。设计采用天然铀矿粉等材料研制核查装置,对放射性测量仪器进行期间核查。依据γ辐射场理论,计算了核查装置的几何尺寸对内部γ场的影响关系,并通过实验验证。内部钻孔直径50 mm、钻孔轴向长度600 mm的环状柱体核查装置,可以保证核查装置中心具有200 mm的饱和坪区,为探测器的便捷放置留有至少100 mm的冗余。在未达到饱和厚度前,内部照射量率与水平方向矿层厚度正相关。通过理论计算获得了γ测井仪核查装置的实用几何尺寸,避免了大量保守试验的材料浪费和时间浪费。

  • 研究论文
    张天睿, 王洁, 蒋涛, 颜妍, 刘春红, 朱健铭, 崔建勇
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    微波等离子体炬(MPT)是由国内科研团队研发的新型等离子体激发源,是一种软电离技术,具备常压电离特性,多用于有机物的分析。与电感耦合等离子体(ICP)电离源相比,MPT电离能量低,难将待测元素电离成金属离子,限制了在无机检测领域的应用。为拓宽MPT源的应用范围,将其与线性离子阱质谱(LTQ-MS)联用,以锆元素为研究对象,建立定量分析方法,应用于环境监测领域。将锆溶液导入MPT-LTQ-MS实验装置,通过气动雾化产生气溶胶,经浓硫酸干燥,干燥后的气溶胶在微波等离子体矩产生的等离子体火焰中形成阴离子,在负离子模式下被LTQ-MS检测,通过碰撞诱导解离实验对锆的质谱图进行分析。实验结果表明:被激发的部分锆离子基本可以确认以[ZrO(NO3)3]-的形式存在,该复合阴离子可以作为检测水样中锆的特征信号,并通过多级质谱的特征谱峰进行定量分析。m/z 292的质谱特征信号(90Zr),在5~100 μg·L-1浓度区间内,质谱特征峰强度与锆浓度呈现良好的线性相关性(R2 = 0.998 8),方法检出限(LOD)为2.6 μg·L-1,精密度(RSD)良好,优于8.9 %。采用MPT-LTQ-MS方法测定地表水中锆含量,范围介于0.34~3.22 μg·L-1之间,加标回收率介于94 %~105 %之间。实验结果表明:MPT-LTQ-MS方法可以作为锆元素的一种简便的检测方法,可在环境监控、饮用水检验等方面得到应用。

  • 研究论文
    张建梅, 邓长生, 乔浩
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    为实现铀矿地质样品氧化-还原电位的准确测定,对比分析酸性重铬酸钾法和碱性高锰酸钾法在铀矿地质样品氧化-还原电位测定中的应用效果,探寻更优的测定方法与实验条件,本研究采用电位落差法,系统地对酸性重铬酸钾法和碱性高锰酸钾法进行多维度对比,包括溶液稳定性、最佳溶液浓度、样品浸泡时长、固液比和电极平衡时间。碱性高锰酸钾法的样品浸泡时间和电极平衡时间比酸性重铬酸钾法短,能更快达到稳定可靠的电位值。针对强还原性样品,酸性重铬酸钾法所得ΔEh值更大,但两种方法对样品还原能力大小的评价结论一致。碱性高锰酸钾法的精密度更优。碱性高锰酸钾法的最佳实验条件为:浓度0.03 mol∙L-1,样品浸泡1.5 h,固液比1∶25,电极平衡时间5 min,反应介质为0.2 %氢氧化钾溶液,温度(25±1) ℃。采用该方法测定的ΔEh值与氧化系数法(Fe2+/Fe3+)对氧化-还原环境的判定结果基本一致,且与样品颜色基本吻合。综合各项实验指标,碱性高锰酸钾法在铀矿地质样品氧化-还原电位测定中整体性能优于酸性重铬酸钾法。采用最佳实验条件,实现了对铀矿地质样品氧化-还原电位的准确测定,为铀矿地质研究提供了可靠的技术支撑。

  • 研究论文
    张锦, 钟春明, 高翔, 张鑫
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    监测某退役铀尾矿库渗水中放射性核素的活度浓度,分析尾矿库在2020—2024年内渗水中的放射性核素活度浓度随时间的变化趋势,并调查渗水和监测井水中的放射性核素的相关性,以评价铀尾矿库渗水对周边地下水的辐射影响。调查结果表明,渗水中U天然范围介于15.1~397 μg·L-1之间,226Ra范围介于0.008~0.176 Bq·L-1之间,210Pb范围介于0.007~0.172 Bq·L-1之间,210Po范围介于0.004~0.021 Bq·L-1之间,226Ra、210Po和210Pb监测数据均未超过相应限值。监测井水中U天然范围介于0.21~2.98 μg·L-1之间,226Ra范围介于0.006~0.023 Bq·L-1之间,210Pb范围介于0.004~0.131 Bq·L-1之间,210Po范围介于0.002~0.011 Bq·L-1之间,总体处于当地本底水平。根据Mann-Kendall检验法评价结果,渗水中U天然226Ra浓度无显著时间变化趋势,210Pb和210Po浓度随时间呈现下降趋势并趋于平稳。根据Spearman秩相关系数评价结果,渗水和监测井水中的U天然226Ra、210Pb和210Po的Spearman秩相关系数ρs分别为0.314 3、0.074 4、0.939 5和0.460 5,监测井水中210Pb和210Po与渗水中210Pb和210Po存在显著正相关性。此次调查为监管部门和企业在后期对尾矿库的辐射环境监管提供数据支撑和监管依据,利于采取针对性强的监管对策。

  • 研究论文
    王赕, 马杰, 窦志娟, 李佐有, 李园
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    了解银川市内地表γ辐射空气吸收剂量率水平现状,掌握地表γ辐射分布规律,评价居民外照射受照水平,逐步建立完善全市环境辐射本底数据库,为保障公众身体健康安全和城市建设发展提供技术支撑,为政府决策提供依据。采用网格法均匀布设测点开展银川地表γ辐射空气吸收剂量率测量,总结银川不同行政区划、不同环境条件、不同土壤及材料的γ辐射剂量率水平,估算居民所受照射的有效剂量。调查结果表明:银川地表γ辐射空气吸收剂量率(扣除宇宙射线响应后)平均48.67 nGy·h-1,与宁夏全区水平接近,低于全国水平。所造成的公众年照射有效剂量为0.30 mSv,低于中国陆地辐射人均年剂量(0.46 mSv),亦低于宁夏全区室外γ辐射剂量(0.55 mSv)。

  • 研究论文
    孟凡兴, 武明洋, 李超, 常腾宇, 王浩然, 宋振涛, 王瑞军
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    当前核应急预案量化评估研究存在系统性评估框架缺失与方法论局限,国内外尚未建立兼具科学性与可操作性的评价体系。针对核应急救援队伍应急预案评估中存在的指标离散化、评价主观性强等问题,通过多源数据融合与模型集成优化,构建面向应急预案质量的多层次量化评估体系。基于对既往应急预案量化评估实践的梳理与剖析,深度整合核应急救援队伍预案编制的专业特征与运行机制,结合其常态化运维工作的实证数据,系统解构核应急救援预案量化评估的多维要素。通过系统归纳核应急救援全周期管理中应急准备、响应机制、救援实施及效能评估等关键环节的核心评估参数,构建多层次评估体系。该量化评估模型以核应急救援队伍应急预案编制体系为核心基准,系统整合预案编制的规范性原则、结构完整性要求及内容覆盖度等核心评估维度,形成以“应急预案质量优化”为导向的层级化评估框架。模型构建采用结构化指标体系设计方法,确立包含6项一级指标(涵盖制度架构、响应流程和资源配置等关键领域)及23项二级指标(具体化操作标准)的递阶式评价系统。通过AHP建立判断矩阵完成指标权重分配,结合FCE构建隶属度函数实现定性-定量转换,最终形成具有双重验证机制(专家论证与实证检验)的评估算法,可精准量化评估核应急预案在科学性、适用性及可操作性等维度的综合效能水平。实例验证表明:该模型具有良好的适用性。评估结论可直观展现核应急预案各层级指标的状况,为后续我国各级核应急救援队伍开展应急预案量化评估工作提供重要参考。