1550米!中國(guó)在廣東,北部發(fā)現(xiàn)了最深的工業(yè)鈾礦化,創(chuàng)下了中國(guó)鈾發(fā)現(xiàn)深度的記錄。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、北京核工業(yè)地質(zhì)研究所所長(zhǎng)李子穎, 10月9日告訴記者,這一發(fā)現(xiàn)將中國(guó)工業(yè)鈾礦化的發(fā)現(xiàn)深度從約1000米推至500多米。什么是鈾礦?突破鈾發(fā)現(xiàn)深度有多難?新的在哪里?
記者采訪了相關(guān)人士。鈾礦在礦石家族中被稱(chēng)為“玫瑰”。1789年,普羅特從德國(guó),的鈾礦中發(fā)現(xiàn)了鈾,并用鈾的符號(hào)來(lái)命名它。鈾在地球誕生之前就存在于宇宙中,甚至在太陽(yáng)誕生之前。如果要挑選世界上最美的礦石,鈾礦肯定是數(shù)一數(shù)二的。在礦石家族中被稱(chēng)為“玫瑰”。
李子穎告訴記者,鈾作為一種特別活躍的元素,可以與許多元素結(jié)合形成礦物。自然界已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了300多種鈾?;铮渲幸恍┨貏e容易氧化,形成新的礦物質(zhì),暴露在風(fēng)和太陽(yáng)下后顏色更加鮮艷。
在19世紀(jì)末和20世紀(jì)初,歐洲的許多建筑仍然使用它作為裝飾材料。即使是現(xiàn)在,鈾玻璃仍然受到很多玩家的高度重視。鈾玻璃是玻璃產(chǎn)品的一種。在熔融玻璃水中加入鈾鹽,會(huì)產(chǎn)生漂亮的綠色或黃綠色玻璃,在紫外線(xiàn)線(xiàn)下下會(huì)發(fā)出綠色熒光。玻璃表面在自然光下會(huì)呈現(xiàn)油膩感,所以也叫凡士林玻璃。
1938年,o . 哈恩和F. Ste拉斯曼用中子轟擊鈾核,發(fā)現(xiàn)它裂變,同時(shí)釋放能量,引起人們對(duì)鈾的重新關(guān)注;1946年,中國(guó)著名物理學(xué)家錢(qián)三強(qiáng)和他的妻子何澤慧發(fā)現(xiàn)了鈾核的“三裂”和“四裂”現(xiàn)象,在世界科學(xué)界引起了強(qiáng)烈反響;第二次世界大戰(zhàn)期間和之后,由于核武器和核電的需要,鈾資源的勘探和開(kāi)采加快。天然鈾主要含有鈾238和鈾235,它們是鈾的同位素,半衰期分別為44.68億年和7.04億年。鈾礦石在衰變過(guò)程中會(huì)釋放出射線(xiàn)、射線(xiàn)和射線(xiàn),其中射線(xiàn)最為重要。與最危險(xiǎn)的伽馬射線(xiàn)相比,阿爾法射線(xiàn)的穿透力最弱,可以被一張紙擋住。但是,鈾礦開(kāi)采過(guò)程中應(yīng)采取保護(hù)措施。由于鈾礦埋在地下時(shí)是密封的,所以多年來(lái)積累了大量的放射性氡氣,這是鈾衰變產(chǎn)生的。氡的半衰期只有3.8235天。鈾礦中積累的氡氣非常危險(xiǎn),吸入后會(huì)危害人體健康。鈾在地表3公里以下不容易形成。鈾元素活潑,喜歡交朋友。比如遇到碳硅泥時(shí),都是碳硅泥富集,各種巖石中含量很不均勻。
因此,雖然鈾元素分布廣泛,但鈾礦床的分布非常有限,主要分布在中亞, 澳大利亞, 加拿大, 南非,西南非, 俄羅斯, 美國(guó)等國(guó)家和地區(qū)。在日常生活中,人們很難直接接觸鈾礦原料。由于鈾礦中鈾的含量較低,地殼中鈾的平均含量約為百萬(wàn)分之2.5,即每噸地殼物質(zhì)含鈾約2.5克。換句話(huà)說(shuō),和沙中淘金沒(méi)什么區(qū)別。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的礦石分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn),如果硬巖(花崗巖、火山巖)中鈾含量高于0.05%,砂巖高于0.01%,則可稱(chēng)為工業(yè)鈾礦化。李子穎告訴記者,根據(jù)含礦巖石類(lèi)型,我國(guó)鈾資源主要有四種類(lèi)型,即花崗巖型、火山巖型、砂巖型和碳硅泥巖型,前兩種是熱液型鈾礦。這兩種鈾礦床主要分布在中國(guó)南方。鈾礦是怎么產(chǎn)生的?一般來(lái)說(shuō),在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件下,通過(guò)特定的地質(zhì)作用,它被富集到足以開(kāi)發(fā)的量
對(duì)于熱液型鈾礦,傳統(tǒng)理論認(rèn)為鈾來(lái)自近地表,運(yùn)鈾流體為地表水,礦化受氧化和還原控制。但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究,李子穎團(tuán)隊(duì)提出了“熱點(diǎn)鈾成礦理論”,認(rèn)為鈾元素和成礦流體來(lái)自地球深部,鈾成礦流體上升到近地表時(shí)物理化學(xué)條件的變化導(dǎo)致鈾沉淀、富集、成礦。這種活動(dòng)可以發(fā)生在距離地球表面大約3公里的深度。隨著深入,地球深部的物理化學(xué)條件不利于鈾礦化。這一理論為尋找鈾礦指明了新的方向。在幾萬(wàn)平方公里內(nèi)尋找光盤(pán)大小的鉆孔位置對(duì)于地質(zhì)學(xué)家來(lái)說(shuō),要尋找礦石,首先必須看礦化的條件、作用和異常。除了根據(jù)以往資料進(jìn)行室內(nèi)工作外,更重要的是“野外跑”,檢查是否有有利的地質(zhì)構(gòu)造,成礦流體的作用,是否有礦化顯示或異常。對(duì)于好的跡象,應(yīng)該收集樣本,并在室內(nèi)或形成時(shí)進(jìn)行識(shí)別和分析。
在地質(zhì)學(xué)家眼里,石頭是活的。經(jīng)驗(yàn)豐富的地質(zhì)學(xué)家,從野外裸露的巖石中,可以用肉眼看到是否能形成礦石。據(jù)說(shuō)很難入地。對(duì)于看不見(jiàn)的地球深部變化,需要利用地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、航測(cè)遙感等手段縮小范圍,大面積尋找可能的成礦遠(yuǎn)景。比如醫(yī)生可以通過(guò)透視和驗(yàn)血方法找出身體的異常指標(biāo),找出疾病的部位或原因。李子穎說(shuō),他負(fù)責(zé)的項(xiàng)目組歷時(shí)兩年多,調(diào)查了大量數(shù)據(jù),在研究區(qū)進(jìn)行了詳細(xì)的地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、三維建模和預(yù)測(cè)等綜合研究,他們的工作區(qū)域已經(jīng)從最初的幾萬(wàn)平方公里縮小到廣地區(qū), 到南嶺的一個(gè)光盤(pán)大小的鉆井位置。整個(gè)過(guò)程有點(diǎn)像大海撈針,但他們還是設(shè)法做到了。深部鉆探是成礦理論和預(yù)測(cè)技術(shù)與模式的一種驗(yàn)證方法,二者相輔相成,可以為開(kāi)拓更深的找礦空間提供依據(jù),提高勘探的深度和精度。在“華南熱液型鈾礦基地深部勘查技術(shù)示范”重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目的支持下,在南嶺廣地區(qū),鉆了一個(gè)名為“長(zhǎng)江No.1”的鉆孔,當(dāng)鉆孔深度達(dá)到1484m時(shí),仍發(fā)現(xiàn)工業(yè)級(jí)鈾礦化。但團(tuán)隊(duì)面臨著新的選擇,是按照項(xiàng)目設(shè)計(jì)書(shū)在1500米結(jié)束時(shí)鉆探,還是繼續(xù)深入鉆探。在關(guān)鍵時(shí)刻,根據(jù)巖心的觀察和研究,李子穎決定繼續(xù)深入演練。令人驚訝的是,在1550米深處也發(fā)現(xiàn)了工業(yè)鈾礦化。此外,在1560 m、1606 m和1696 m深度發(fā)現(xiàn)了多期鈾礦化,表明在更深的區(qū)域有成礦潛力?!叭绻阃娴臏\一米,可能就沒(méi)有這樣的發(fā)現(xiàn)了?!崩钭臃f說(shuō)。鉆井位置與錦原, 韶關(guān), 中核中鈾工業(yè)有限公司之間的直線(xiàn)距離約為4公里。李子穎表示,根據(jù)目前單孔鉆探情況,不容易判斷兩者是否為同一成礦帶,后續(xù)有必要進(jìn)行加密調(diào)查。隨著鈾礦床發(fā)現(xiàn)的深入,開(kāi)采成本進(jìn)一步增加是不可避免的。在李子穎看來(lái),是否挖得更深取決于對(duì)礦藏的需求。以德國(guó)為例,鈾礦開(kāi)采深度已達(dá)近2000米。
李子穎認(rèn)為,1550米深工業(yè)鈾礦段的發(fā)現(xiàn),為諸光和中國(guó)開(kāi)辟第二個(gè)找礦空間提供了直接依據(jù),進(jìn)一步驗(yàn)證了“熱點(diǎn)鈾礦化理論”和深部勘查技術(shù)方法的有效性,提高了勘查深度和精度,對(duì)鈾具有重要意義
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