若尔盖铀矿田金刚石钻头的研究与应用

若尔盖铀矿区是全国地质找矿“358”重点整装勘查区,是我国硬岩型保有储量最大的铀资源大基地。该地区处于高海拔地区,生态环境脆弱,可施工的周期短,地层构造发育,换层频繁,造斜能力强,裂隙发育,岩石脆、碎,造成钻头磨损严重、偏磨、钻进时效低、寿命短等问题。针对该地层特点,在前期试验和岩石性质测试分析的基础上,研制了不同结构的金刚石钻头,并在5个孔位中进行了生产试验。试验证明,过改进后的金刚石钻头在钻进时效与平均寿命方面均有显著提高,与2014年度的钻进数据相比,2015年度钻头的平均钻进时效提升了33.7%,钻头平均寿命提高了132%,达到了试验的预期目标     

若尔盖铀矿田热液矿物微量元素地球化学特征

通过研究若尔盖铀矿田与铀成矿作用密切的热液矿物—方解石、石英、黄铁矿等的微量元素地球化学特征表明,方解石、石英、黄铁矿具有相似的微量元素组成,相对富含Sr、Zr、Ba、Zn、U、Ni、Cr等元素,说明形成方解石、石英和黄铁矿的流体来源相同。相关性分析表明,方解石、石英中成矿元素U与Zr、Ta、Co、Ni等深源元素显著正相关,反映若尔盖铀矿田的成矿流体应当来源于深部。     

若尔盖铀矿田热液矿物微量元素地球化学特征

通过研究若尔盖铀矿田与铀成矿作用密切的热液矿物—方解石、石英、黄铁矿等的微量元素地球化学特征表明,方解石、石英、黄铁矿具有相似的微量元素组成,相对富含Sr、Zr、Ba、Zn、U、Ni、Cr等元素,说明形成方解石、石英和黄铁矿的流体来源相同。相关性分析表明,方解石、石英中成矿元素U与Zr、Ta、Co、Ni等深源元素显著正相关,反映若尔盖铀矿田的成矿流体应当来源于深部。     

若尔盖铀矿田碳氧同位素特征及其成因

研究了若尔盖铀矿田中灰岩、硅灰岩及方解石脉的碳氧同位素组成,结果表明产于地层中的灰岩、硅灰岩及方解石脉的δ13C值为-1.48‰～3.18‰,平均为1.51‰,为海洋沉积碳酸盐岩的碳同位素组成特征;δ18O值为-12.81‰～-3.71‰,平均为-9.92‰,在铀矿田中δ18O值最高.与成矿作用关系最为密切的含矿方解石脉δ13C值为-2.78‰～-4.81‰,平均为-3.93‰,明显表现为地幔来源的特点;δ18O值为-13.14‰～-15.05‰,平均为-13.87‰,其值在铀矿田中介于地层中岩石(脉)与矿区方解石脉之间.矿区方解石脉的δ13C值为-3.53‰～-6.35‰,平均为-4.93‰,与含矿方解石脉的碳同位素组成相近,表明其亦是成矿作用的产物;δ18O值为-16.00‰～-24.75‰,平均为-19.36‰,在铀矿田中δ18O值最低,明显表现为深部来源特征.综合若尔盖铀矿田的碳氧同位素组成特征,暗示其成矿流体应当来源于地幔.     

若尔盖铀矿田铀镭平衡特征分析

为了充分了解若尔盖铀矿田铀镭平衡系数的各种规律,该文对若尔盖铀矿田大量的铀镭平衡数据进行了计算、统计,并从平衡系数的频率分布形态、与矿体的埋深关系及与矿体在走向上的规律进行了分析和总结。     

若尔盖铀矿田典型矿床三维可视化模型及成矿预测研究

矿床三维可视化模型能够直观的展示矿床地表和地下隐伏矿体的三维形态,方便研究各地质要素在深部的分布形态,为下一步工作设计提供依据。本文选区若尔盖铀矿田降扎矿床向阳西沟-中长沟地段在该区首次开展了三维建模工作,利用3Dmine软件,分别建立了地表、钻孔信息、断裂构造和矿体等三维实体,构建了三维可视化模型,并开展了断裂构造形态、矿体空间分布特征、矿体与断裂构造关系研究。在此基础上,开展了深部成矿预测工作,实现了深部铀矿体的精准定位和直观展示,为下一步钻探查证部署提供有利依据,也为该地区下一步三维建模工作积累了经验。     

若尔盖铀矿田成矿地质条件及资源潜力分析

若尔盖铀矿田是中国重要的碳硅泥岩型铀矿产地,位于南秦岭铀成矿带西段。矿床群产于下志留统羊肠沟组、塔尔组和拉垅组一套浅变质硅-灰岩系中,并严格受岩性、构造和地球化学环境控制。本文在前人勘查和研究工作的基础上分析了矿田铀矿地质特征、成矿地质条件、成矿机理和铀资源前景,并重点对铀矿石的常量元素、微量元素、稀土元素、铀-钍配分和矿物硫、氢、氧同位素特征进行了研究。初步认为:与铀矿化密切相关的硅质岩生成于热水沉积环境,成矿早期的沉积、变质作用形成了相对广泛的初始铀富集,成矿中、晚期在特定的物理-化学环境下,以大气降水为主源的中低温成矿流体对围岩和初始铀富集体进行了强烈改造,最终形成了以热液改造型为主的工业铀矿化。成矿物质主要来自围岩和初始铀富集体,而部分壳幔含矿物质的介入和岩浆岩的热贡献对铀的后期富集成矿及加大成矿深度起到一定作用。矿田U-Pb同位素年龄测定结果具有多达近10组的铀成矿期,从而增加了矿田的铀成矿几率和铀矿的富集程度。资料分析显示,虽然该区资源/储量规模已达大型铀矿勘查基地条件,但其资源前景和发展潜力远未查明,建议应适时开展系统勘查,以最大限度地开发其资源潜力。     

若尔盖铀矿田热液矿物微量元素地球化学特征

通过研究若尔盖铀矿田与铀成矿作用密切的热液矿物—方解石、石英、黄铁矿等的微量元素地球化学特征表明,方解石、石英、黄铁矿具有相似的微量元素组成,相对富含Sr、Zr、Ba、Zn、U、Ni、Cr等元素,说明形成方解石、石英和黄铁矿的流体来源相同。相关性分析表明,方解石、石英中成矿元素U与Zr、Ta、Co、Ni等深源元素显著正相关,反映若尔盖铀矿田的成矿流体应当来源于深部。     

若尔盖铀矿田方解石稀土元素与碳氧同位素地球化学特征及其意义

方解石是若尔盖铀矿田与成矿最为密切的脉石矿物之一。方解石的REE地球化学特征研究表明,产于地层中的方解石、矿区中的方解石和含矿方解石具有明显不同的稀土元素组成特征,分别具有轻稀土富集右倾型、重稀土富集左倾型和相对平坦型的3种稀土配分模式。其中产于地层中的方解石明显继承了地层中岩石的稀土元素特征,而含矿方解石表现出与矿石稀土元素相似的特征。碳氧同位素显示地层中的方解石为海洋沉积碳酸盐岩的碳氧同位素组成特征;矿区方解石脉、含矿方解石脉的碳同位素组成明显表现为地幔来源的特点;而矿区方解石脉的氧同位素组成具明显的深部来源特征,含矿方解石脉的氧同位素组成表明在成矿过程中有大气降水的混入。若尔盖铀矿田的方解石主要为热液成因,其矿床成因类型属于典型的热液矿床,成矿流体主要来源于地幔。     

高原生态脆弱区钻探技术体系综合研究与示范

高原生态脆弱区若尔盖铀矿田是我国四大基本类型铀矿田之一,地处高原藏区、生态脆弱、山高坡陡,地层为灰岩、硅灰岩及碳质板岩交互,区内断裂构造发育,岩层产状陡,孔内漏失、垮塌、水敏缩径及孔斜并存,导致取心率低、钻进效率低、质量差。解决若尔盖钻探技术难题是一项系统工程,从改善孔内安全、提高钻进效率、改善施工质量、减少钻机搬迁及提高搬迁效率等方面集成创新、综合治理,形成一套适合若尔盖复杂地层的综合钻探技术体系,在西部高原及深孔复杂地层钻进具有示范与推广作用。     

南坪矿区复杂地层深孔钻进技术研究

针对南坪矿区复杂地层深孔钻进中出现的护壁堵漏难、＂打滑＂地层钻进效率提高难、复杂孔段采心难等问题进行了探索和研究,通过开发适合该复杂地层特点的优质系列冲洗液、引进国内先进取心钻具、选择特制孕表镶钻头等手段,有效解决了制约生产效率的难题。     

荡坪钨矿宝山矿区复杂地层钻进工艺

江西荡坪钨矿宝山矿区地层复杂,岩石硬度高,破碎松散,钻进难度大,易出现坍塌、缩径、卡钻、埋钻等事故。针对该矿区复杂地层特点及施工难点,从设备选择、钻孔结构、钻头选用、冲洗液及护壁堵漏等方面,总结了一套有针对性的钻探技术措施,并在现场取得了较好的效果。     

川南煤田古叙矿区大村勘查区复杂地层钻探施工技术

川南煤田古叙矿区大村勘查区溶洞、溶隙发育,煤层垮塌,加之瓦斯压力测试、煤层气试井对孔壁的破坏,施工难度大。为了解决上述钻探施工难题,从钻孔结构设计、钻头选型、钻井液使用、套管使用等方面入手,采取相适应的施工工艺及技术措施,取得了较好的效果,保证了该地区钻探施工的顺利实施。     

陕西金龙山矿区复杂地层典型钻孔施工工艺

介绍了陕西金龙山矿区ZK744孔钻探施工工艺,重点阐述了冲洗液护壁堵漏技术,总结了钻孔前期施工失败的教训和后期施工的成功经验,可为类似矿区的钻孔施工提供借鉴。     

渭北煤田澄合矿区复杂地层钻孔施工技术

渭北煤田澄合矿区属典型复杂地层,钻探施工难度大,钻探效率低。通过对钻探施工中的难点进行分析,总结了本地区钻探施工技术经验,针对钻探施工中存在的厚黄土层钻进、钻孔漏失和坍塌、岩石坚硬、粉煤采取等问题,提出了应对的技术措施和钻进施工工艺。     

大裂隙堵漏剂在神农架矿区复杂地层钻进中的试验应用

通过大裂隙堵漏剂在神农架矿区复杂地层钻进的试验应用,论述了该堵漏剂堵漏性能参数及堵漏机理,总结了用该堵漏剂堵漏的操作方法;简述了野外施工试验的应用过程及应用效果。     

莱州纱岭矿区深孔复杂地层钻进冲洗液技术

山东省莱州市纱岭矿区地层复杂破碎,岩石硬度高,岩石的可钻性级别在7～9级,属于较典型的“硬、脆、酥、漏、碎”复杂地层,钻进极其困难。通过对冲洗液进行一系列的探索和测试,改良了配方,提高了钻进效率,减少了孔内事故,实现了安全生产,提高了经济效益。在该矿区已施工钻孔117个,总工作量180795.10 m,平均孔深达1545.26 m,最深孔深达2117.70 m。     

防塌泥浆在江西省朱溪矿区ZK1013孔煤系地层钻探施工中的应用

介绍了朱溪矿区ZK1013孔的施工情况。钻孔在470～490、630～650、703～709 m三段出现严重坍塌,针对该孔的地层情况。在分析孔壁失稳原因的基础上,提出了两套适用于金刚石绳索取心工艺的复合泥浆体系,取得了良好的应用效果。