砂岩型铀矿地浸开采过程中电法勘查技术的应用

砂岩型铀矿地浸开采过程中电法勘查技术的应用
何柯;赵远程;李建华;王刚;叶高峰
【摘要】原地浸出采铀是一种利用砂岩型矿层对水的渗透性,采用注、抽液孔向含矿岩层注入“溶浸液”和抽取“浸出溶液”而获得铀的先进采矿技术.研究井场下方“浸出液”分布范围,不仅能掌握矿体的被覆盖程度和矿床开采率,且对于地下水体污染监控具有重要意义.对内蒙古二连盆地某铀矿地浸开采试验基地进行电法勘查,以对铀矿地浸开采过程进行监测试验.具体采用可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)和时间域激发极化法对试验井场进行探测试验.试验区以抽孔为中心布设一个18×18的测网,测网的线距和点距均为10 m.电法探测试验时,对穿过抽、注井的5条纵向和4条横向测线进行了CSAMT观测,并对全区进行中间梯度激发极化测量.经过数据处理和反演得到了中梯装置视极化率平面等值线图及CSAMT二维电阻率模型,并结合研究区域已知资料进行解释,认为电阻率断面上井场区域下方的低阻异常带反映了地浸开采过程“溶浸液”的地下分布状态;视极化率平面等值线图上显示的抽注单元下方的大片低极化率异常,可能是由地下浸出液与岩层组成的离子导电体系“薄膜极化”效应产生的异常带.
【期刊名称】《现代地质》
【年(卷),期】2018(032)004
【总页数】13页(P850-862)
【关键词】原地浸出;浸出液;电法勘察技术;电阻率;极化率;“薄膜极化”效应【作者】何柯;赵远程;李建华;王刚;叶高峰
【作者单位】中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院,北京100083;核工业北京化工冶金研究院,北京101149;中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院,北京100083;中铁第五勘察设计院集团有限公司,北京102600;核工业北京化工冶金研究院,北京101149;中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院,北京100083;中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院,北京100083
【正文语种】中文
【中图分类】P631.3
0 引言
原地浸出采铀又称为地浸采铀，是目前世界上先进的铀矿采矿技术。

地浸采铀是通过注液钻孔把按一定配方配制的溶浸液注入天然埋藏条件下含铀的可渗透岩层中，使浸液在向矿石孔隙或裂隙渗透的过程中，与铀及其有用成分接触，发生溶解反应生成含矿溶液；并向负压方向渗流至抽液孔，被抽至地表并输送到加工车间进行处理，从而获得铀产品的复杂过程[1]。

随着地浸进行、浸液不断抽注，溶浸液与含矿浸液在地下含矿、含水层中逐渐形成以注、抽孔为中心，溶液浓度向周边逐渐降低的溶液浓度梯度——浸出液分布范围。

而浸出液分布范围的形成与矿区地下结构，尤其是含矿、含水层的地质结构和水力条件密切相关。

显然，溶浸范围不足将影响溶液对整个矿体的覆盖，而严重影响采矿率；反之，溶浸范围过大，则将造成溶液浪费、增加成本，并污染采区周边地下水体等。

因此，必须在复杂的地浸开采过程中及时掌握溶浸液对矿体的覆盖程度及地下浸出液分布范围，以便进行合理的溶浸液注、抽控制。

所以，研究并开发砂岩型铀矿地浸开采过程观测的方法技术对于铀矿开采具有十分重要的意义。

然而，地浸采铀是近些年发展起来的新技术，目前尚没有关于探测或监测地浸液分布情况的研究成果。

本文的研究以内蒙古苏尼特左旗某铀矿地浸矿山开采区为例，首次提出采用地球物理电磁方法进行地浸液分布探测实验研究，以期获得切实可行的地浸开采过程观测技术，以便为今后的地浸开采工作提供监控保障。

1 矿区位置及地浸井场结构
图1 研究区位置Fig.1 Location of the study area1.国道；2.省道；3.机场；4.城镇；5.铀矿区；6.国界
图2 地浸开采试验单元结构及地球物理工作布置Fig.2 Sketch map of a certain
in-situ leaching mining unit and geophysical sites
试验矿区位于内蒙古锡林郭勒盟苏尼特左旗北部某苏木，距苏尼特左旗约35 km，为二连盆地的一部分(图1)。

矿区地处内蒙古高原腹地，地势平坦，海拔高程约1 000 m。

由于矿区外围西北和东南都为隆起区，海拔高程为1 200～1 400 m，因此，矿区地势表现为由两侧蚀源区向盆地内剥蚀。

试验区的地浸试验单元为一组“四注一抽”的“五点型”试验单元，即由4个注液孔等间距地构成一个正方形
区域，抽液钻孔位于正方形区域的中心位置，即正方形的对角线交点处。

其中，沿顺时针方向布设的KZ1-1、KZ2-1、KZ2-2、KZ1-2分别为4口注液孔，位于中
心的KC1-1为抽液孔(图2)。

抽-注孔间距为25.00 m，试验单元沿边注-注孔间距为35.35 m，整个抽注试验单元为35.35 m×35.35 m的正方形，且该正方形单元与正北方向的夹角为27°。

2 地质及地球物理特征
2.1 地层特征
二连盆地基底由元古宇和古生界组成，沉积盖层主要包括：侏罗系、白垩系、古近系、新近系和第四系[2]。

试验区钻孔揭露的地层从浅至深为：古近系伊尔丁曼哈组(E2y)，下白垩统赛汉组
上段(K1s2)、赛汉组下段(K1s1)[3]。

2.1.1 古近系伊尔丁曼哈组(E2y)
伊尔丁曼哈组埋深56.68～59.40 m。

据区域地质资料，其岩性由褐红色、浅灰绿色、浅灰色泥岩、含砂泥岩与黄色、灰白色砂岩互层组成，常见钙质结核、铁锰质斑点。

该层构成巴润矿床条件试验段区域性隔水顶板。

2.1.2 下白垩统赛汉组上段(K1s2)
下白垩统赛汉组上段是巴润矿床主要赋铀层位，由多个韵律层叠加组成，每个韵律层底部由粗粒的砂砾岩、泥质砾岩、含粒粗砂岩组成，向上渐变为中粗砂岩、中细砂岩、细砂岩，砂岩固结程度低，并以泥岩或粉砂岩结束，中间泥岩层常缺失或呈透镜状产出，整个砂体构成试验矿床条件试验区的主要含矿含水层。

2.1.3 下白垩统赛汉组下段(K1s1)
下白垩统赛汉组下段，本次钻探施工只揭露顶部的灰色、深灰色泥岩夹灰黑色炭质泥岩、黑色褐煤层。

细脉状黄铁矿结核为赛汉组上段、下段分界的地层标志。

据区域地质资料，该层岩性由灰色泥岩、粉砂岩夹煤层组成，构成试验矿床条件试验区的区域性隔水底板。

对赛汉组上段砂体厚度统计，结果表明：厚度一般为22.68～26.58 m，平均厚度24.93 m；试验单元中心抽液孔KC1-1砂体厚度最大，达到26.58 m，砂体由南
东向北西方向厚度逐渐减少；最薄砂体位于KZ1-1孔，厚度仅为22.68 m。

其中，注液孔KZ1-1、KZ1-2及抽液孔KC1-1砂体内部均发育泥、粉砂岩夹(薄)层，
KZ1-2的泥、粉砂岩夹层厚度达到3.50 m；KC1-1的泥、粉砂岩夹(薄)层最薄，
为0.20 m。

剖面上，KZ1-1、KZ1-2的泥、粉砂岩夹层位于砂体中部(图3和图4)，结合试验区其他钻孔资料，该泥、粉砂岩非渗透性夹层可能具有一定的规模和平面连续性。

地浸施工表明：研究区砂体最大厚度35.96 m，最小厚度27.80 m。

岩性粒度普
遍较粗，以含砾中粗砂岩为主，分选中等，次棱角状。

砂体内部泥、粉砂岩夹层较为发育[4]。

2.2 水文地质特征
矿床条件试验区含矿含水层由赛汉组上段辫状河砂体组成[5]，其岩性主要为中粗砂岩、砾岩、细砂岩等，中粗砂岩占有比例最多，为26.19%；其次为砾岩和细砂岩，占23.30%、19.27%；泥、粉砂岩所占比例达到5.25%。

岩性分选中等-差，颗粒形状呈次棱角状-次圆状，结构疏松，填隙物以黏土矿物为主，属中等透水-强透水的岩石。

碳酸盐含量小于1%。

总体呈现出不稳定的泥-砂-泥结构[6]。

含矿含水层总体为一层，呈较厚层状，分布稳定、连续，厚度变化较小；平面上与砂体展布形态基本一致，反映含矿含水层砂体厚度变化相对稳定的特点。

Ⅰ号水文地质剖面显示：含矿含水层略向西北方向倾斜(图3和图4)。

Ⅱ号水文地质剖面显示：含矿含水层则略向东北方向倾斜(将另文发表)。

总体上表明古地下水由西南向东北方向运移，与区域古地下水运移方向具有一致性。

含矿层位于含矿含水层中下部，本次矿床条件试验区抽液孔、注液孔过滤器位于含矿层中部，基本位于同一水平面。

图3 Ⅰ号地质剖面(引自文献[4])Fig.3 Profile of geological section Ⅰ (after reference [4])1.氧化带；2.还原带；3.泥、粉砂岩夹层；4.矿体；5.过滤器位置；
6.地层代号
图4 Ⅰ号水文地质剖面图(引自文献[4])Fig.4 Profile of hydrological section Ⅰ (after reference [4])1.含矿含水层；2.隔水层；3.局部隔水层；4.矿化段；5.过滤器位置；6.地层代号
含矿含水层隔水顶板主要由赛汉组上段顶部的绿灰色夹红色泥岩、含砂砾泥岩、粉砂质泥岩等组成(图3和图4)，厚度一般为5～10 m，属辫状河沉积体系末期的泛滥平原沉积。

隔水顶板底面较为平缓，由南东向北西略倾斜。

总体上含矿含水层隔
水顶板分布连续、稳定，隔水性能良好。

含矿含水层隔水底板由赛汉组下段湖沼相沉积的绿灰色、灰色、灰黑色泥岩、粉砂质泥岩、炭质泥岩夹褐煤层组成(图3和图4)。

含矿含水层隔水底板顶面依然较为平缓，向北西方向略微倾斜。

据地质勘查资料，隔水层厚度一般为5～15 m，总
体上分布连续、稳定，隔水性能良好。

2.3 矿区地球物理特征
通过对二连盆地电阻率测井数据(表1)及实际反演结果的综合分析，得到二连盆地
沉积地层的电性参数特征(表2)。

由表2可见，中新生代沉积地层可以分为3个电性层。

第一电性层为浅表的第四系、第三系干砂、砾石和火山碎屑岩等，总体表现为中低阻(一般小于100 Ω·m)；第二电性层为白垩系泥岩、泥质砂岩、砂岩和砂砾岩，分布厚度较大，电性稳定，电阻率相对较低(一般小于15 Ω·m，粗砂和砂砾岩电阻率较高，可能达到40～60 Ω·m)；第三电性层为侏罗系砂岩、泥岩和炭质页岩，电阻率中值偏低(一般小于100 Ω·m，局部测井资料可达200 Ω·m)[7]。

此外，岩石极化率电性特征可参照赤峰地区的资料，具体如表3所示。

研究区主要赋铀及含水层位为下白垩统赛汉组上段，其由多个韵律层叠加组成，每个韵律层底部由粗粒的砂砾岩、泥质砾岩、含粒粗砂岩组成，向上渐变为中粗砂岩、中细砂岩、细砂岩，砂岩固结程度低，并以泥岩或粉砂岩结束。

其中，中间泥岩层常缺失或呈透镜状产出，该层位平均电阻率小于35 Ω·m，平均极化率小于1.52%，为研究区内低阻、低极化率层。

表1 二连盆地三侧向电阻率测井物性参数表
Table 1 Physical resistivity parameters of lateral resistivity logging in Erlian Basin
序号岩性钻孔个数视电阻率/(Ω·m)1泥岩 332粉砂岩333细砂岩374中砂岩355
粗砂岩356砂质砾岩347砾岩 372.25～8.467.637.83～14.3812.5012.78～18.6916.7217.69～27.8122.8122.75～38.6928.6228.62～44.5233.2529.21～48.2637.52
注：数据格式为
表2 二连盆地地层电性特征统计Table 2 Characteristics of electrical properties of formations in Erlian Basin地层代号主要岩性电阻率/(Ω·m)第四系Q黄土、黏土3～30碱、盐、淤泥0.2～5.0干砂、砾石100～300湿砂30～60第三系R砂砾岩、泥岩、砾石以石英为主,次为火山碎屑岩5～100白垩系上统 K2砂泥、砂砾岩互层6～15下统赛汗塔拉组K1bs砂砾石、含砾砂岩夹泥岩夹煤层6～35腾格尔组 K1bt泥岩、粉砂岩2～12阿尔善组 K1ba上部为砂砾岩、含砾砂岩、夹泥岩,中部为泥岩、泥质砂岩,下部为巨厚的砂砾岩5～58侏罗系上统J3火山碎屑岩、火山熔岩50～300下统J1-2砂岩、泥岩、炭质页岩80～500 注：表中数据引自文献[7]；赛汗塔拉组，即本文的赛汉组。

表3 研究区岩石极化率参数Table 3 Rock polarizability in the study area岩石类型块数极化率变化范围平均值硅化岩290.350～1.2060.82板岩110.31～
6.112.96变质细砂岩320.567～2.4851.31粗面岩20.13～3.631.88二长花岗岩320.471～2.4371.38砂岩120.39～6.181.52绢云片岩40.40～1.130.67砾岩10.360.36玄武岩101.11～3.852.09石英斑岩11.841.84石英闪长岩320.976～
2.7221.91流纹岩300.21～2.851.55凝灰岩230.12～
3.471.00英安岩121.54～
3.312.43花岗岩320.853～2.5331.54辉绿岩103.21～5.02
4.39
注：表中数据引自文献[8-9]。

3 矿区地浸开采过程观测试验
观测试验选择两种电法勘探技术进行测量，分别为可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)和中间梯度装置激发极化法(TDIP)。

3.1 测网布设
如图2所示，试验区CSAMT测网及TDIP测网以抽液孔为中心布设，点距与线距均为10 m，共布设18条测线，每条测线18个测点，形成170 m×170 m的方形观测区域。

18条测线方向均为NE27°，最西侧测线编号为2号，以1为步长递增，至最东侧测线，其编号为19。

由于剖面为近南北走向，因此这些剖面自西向东命名为
NS02至NS19线，即“纵向测线”；每条测线最南端的测点号为01，向北同样以1为步长递增，至最北端测点的编号为18。

由于试验按测网进行观测，因此在数据处理和解释过程中还可以提取北西—南东向剖面资料，由南至北其编号为WE01至WE18线，即“横向测线”。

如图2所示，NS09剖面经过抽液孔，WE10和WE11剖面位于抽液孔两边。

3.2 观测方法及仪器
3.2.1 可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)
CSAMT应用加拿大凤凰公司(Phoenix)生产的V8多功能电磁探测系统进行野外数据采集。

野外观测采用电性源作为激励源，供电电极AB位于实验区西侧，AB 布极方向平行于纵向测线(即NE27°)，极距1 000 m，收发距D为7 000 m。

由V8多功能电磁探测系统的发电机及TXU-30发射机向地下发送频率为9 600～1.333 3 Hz的40个频点电磁场信号，每一频点信号发送时间为1 min，整套频率发送40 min。

各频点最大发射电流强度达20 A，最小发射电流强度为3 A。

接收装置由1套V8接收机、2套三电场分量接收机及9对不极化电极和1根AMT磁场传感器组成“三站式”音频大地电磁观测系统[10]进行“标量”测量；其中一组“测量排列”可以同时观测9个测点的数据。

测点布设如图2所示。

在观测9 600～512 Hz电磁场信号时，采样率设为24 kHz；观测512～32 Hz信号时，采样率为2.4 kHz；观测32～3.33 Hz信号时，采样率为150 Hz；而观测
3.33～1.333 3 Hz信号时，采样率为15 Hz。

3.2.2 中间梯度装置激发极化法(TDIP)
TDIP野外数据采集时观测系统的布置如图2所示，供电极AB布极方向为NE27°，其连线过测网中心点(即抽液孔)，极距500 m。

测网位于AB中间点(AB)范围内，线距10 m，点距10 m，测量极距MN为50 m。

其观测系统为“激电纵向中梯
观测系统”，视极化率(ηs)定义式为：其中，UMN为电极M、N之间的电位差。

野外观测使用北京地质仪器厂生产的DWJ-3B微机激电仪进行正向短脉冲观测。

其“时间制式”为:正向供电2 s ，断电2 s，停电3 min。

为了选择合理的观测“延时”，在正式进行激电中梯观测之前，设置了0.2 s、0.24 s、0.32 s、0.48 s 和0.8 s等5个“延时”进行试验观测，结果表明采用0.2 s“延时”的观测结果
时激电异常幅度较大，异常分布特征较明显。

野外观测时，AB供电电流为10 A ，并进行100%重复观测，保障观测数据的质量良好。

4 观测结果处理分析与解译
图5 NS08、NS10、NS12三条测线测点实测CSAMT测深曲线Fig.5 Actual CSAMT sounding curves of 3 points on lines of NS08, NS10 and NS12
如前所述，研究区投入的电法观测技术包括：可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)和中间梯度装置激发极化法测量法(TDIP)。

它们主要利用地浸井场中沉积砂岩层与浸透“浸出液”的砂岩之间的电阻率与激发极化特性差异，圈定地浸开采过程“浸出液”的分布范围，从而达到监视砂岩型铀矿“地浸开采”效果的目的。

4.1 CSAMT数据处理
CSAMT数据处理使用加拿大凤凰公司的CMTPro，反演使用WingGLink软件。

首先将野外采集的时间序列数据导入CMTPro软件中，数据导入成功后进行坐标
检查、频率选择和飞点剔除等工作，在数据检查正常的情况下导出视电阻率和阻抗相位的频率响应文件，作为WingGLink软件的输入文件。

在此基础上，绘制各观
测点的CSAMT实测的视电阻率和相位测深曲线，如图5所示。

实测CSAMT曲线当频率小于5 Hz时，视电阻率测深曲线尾段可能已进入过渡区及近区；因而，视电阻率测深曲线随频率降低而先下降，然后以45°角急剧上升；而相位测深曲线的尾段则先上升，然后急剧下降至0°附近，出现明显的场源效应
特征。

根据电磁波场“趋肤深度”的概念估算，当地下介质平均电阻率为100 Ω·m时，频率5 Hz信号的趋肤深度约为2.25 km，远大于所需探测深度，所以为了避免“场源”影响，在反演时只对频率高于5 Hz的数据进行二维反演。

4.2 CSAMT数据二维反演模型
研究过程中利用WinGLink软件的非线性共轭梯度(NLCG)二维反演算法[11-12]对研究区各条测线可控源音频大地电磁测深(CSAMT)的“波区”数据进行二维反演，获得NS(纵向)和WE(横向)各剖面的二维电性结构模型。

在对南西—北东向(纵向)测线(即NS02—NS19)数据进行反演时，每条测线的反演初始模型都设为100 Ω·m的均匀半空间，视电阻率和相位的误差基数分别设置为10%和5%，光滑度
参数tau为3，经过200次迭代后，各条测线二维反演的均方根误差(Root Mean Square，简称RMS)如表4所示。

对北西—南东向(横向)测线(即WE01— WE18)数据进行反演时，反演初始模型和
参数的设置如前所设。

各条剖面数据二维反演的RMS如表5所示。

表4 研究区纵向测线数据MT二维反演RMS
Table 4 RMS for MT two-dimension inversion of longitudinal line measurement data in the study area
线号
NS02NS03NS04NS05NS06NS07NS08NS09NS10RMS1.401.331.261.361.161 .211.111.021.06线号
NS11NS12NS13NS14NS15NS16NS17NS18NS19RMS1.091.451.461.241.521
.401.451.211.25
注：RMS为均方根误差；下文同。

表5 研究区横向测线数据MT二维反演RMS
Table 5 RMS for MT two-dimension inversion of transverse line measurement data in the study area
线号
WE01WE02WE03WE04WE05WE06WE07WE08WE09RMS1.471.251.241.381. 251.381.291.001.10线号
WE10WE11WE12WE13WE14WE15WE16WE17WE18RMS1.241.511.431.121. 621.111.131.351.46
图6所示为NS08、NS10、NS12三条测线数据的MT二维反演拟合结果。

从图6中可以看出，实测频率响应数据和反演模型的正演理论响应和拟断面分布特征基本一致，这表明数据拟合情况良好，获得的电阻率模型是可靠的。

其他测线数据的反演也同样有很好的拟合结果。

图6 NS08、NS10、NS12三条测线数据MT二维反演的拟合结果Fig.6 Two-dimension inversion of fitting results for MT data of lines of NS08, NS10 and NS12(a1)—(a3)实测视电阻率；(b1)—(b3)模型视电阻率响应；(c1)—(c3)实测相位；(d1)—(d3)模型相位响应
图7 NS08—NS12剖面电性结构平面图Fig.7 Vertical profiles of lines from NS08 to NS12
4.2.1 纵向测线的二维电性结构模型
大量研究结果表明，多数情况下采用TM极化模式数据进行大地电磁测深(MT)二维反演，其反演模型能更好地反映地下真实的电性结构特征[13]。

图7所示为穿过采区抽注单元和紧邻包络抽注单元的5条纵向可控源音频大地电
磁测深(CSAMT)剖面的TM二维反演模型。

5条剖面均为北东—南西走向，与正
北方向夹角为27°。

NS08线的位置处于测区中央的抽注单元的最西边缘，沿近南北向穿过抽注单元的两个注孔KZ1-2和KZ1-1。

由图7可见，注液孔KZ1-1、KZ1-2与抽液孔KC1-1的横向(近东西向)投影位置，其下部过滤器位置处于由虚线标出的低阻区域的下边界处。

在该剖面上地表下20～120 m深度上存在一低阻梯度带，其横向分布范围大致为测点line8_10EX7—line8_1EX2，低阻梯度带大致呈现南小北大的棒状体，产状南倾，倾角约为35°，电阻率最低处位于地下40 m处，约为35 Ω·m。

NS09线也位于测区中央的抽注单元西部。

KC1-1与KZ1-1下部过滤器位置处于
由虚线标出的低阻区域的下边界处，KZ1-2处于低阻梯度带外部以南。

低阻梯度
带位于地表下方20～120 m深度范围，其横向分布范围大致为测点
line9_10EX2—line9sc_1EX2，低阻梯度带大致呈现椭圆形，产状近水平。

电阻率最低处为于地下40 m处，约为35 Ω·m。

NS10线处于测区抽注单元的中部，中央穿过中心抽液孔KC1-1。

该剖面上地表下20～120 m深度上存在一低阻梯度带，其横向分布范围大致为测点
line10_10EX4—line10_1EX2。

低阻梯度带大致呈现“球拍”状，产状为柄拍朝北，拍面朝南，南倾，倾角约为15°。

电阻率最低处位于地下40 m处，约为35 Ω·m。

NS11位于测区中央的抽注单元的东部。

在该剖面上地表下20～120 m深度上存
在一低阻梯度带，其横向分布范围大致为测点line11_10EX6—line11_1EX2。

低
阻梯度带大致呈现椭圆状，产状北高南低，南倾，倾角约为15°。

电阻率最低处为地下60 m深处，约为35 Ω·m。

NS12位于测区中央的抽注单元的最东边缘。

钻孔下部过滤器位置处于由虚线标出的低阻区域的下边界处。

在该剖面上地表下20～120 m深度上存在一低阻梯度带，
其横向分布范围大致为测点line12_10EX6—line12_1EX2。

异常带沿剖面呈斜“U”形分布，视电阻率最低的位置处在地下40～60 m处，约为20 Ω·m。

NS08—NS12测线依次由西向东排列，NS10测线位于测区正中央，穿过采区抽
注单元抽液孔位置。

由图7中标识的抽注孔投影位置可看出，采区抽注单元地下
电阻率结构特征与抽注孔空间位置具有很好的对应关系。

NS08、NS09和NS10
剖面地表下方20～120 m范围内存在一低阻异常带，低阻异常的电阻率值在
20～50 Ω·m之间，异常幅值约20 Ω·m，深度在40～50 m之间。

在NS08线上，KZ1-2注液孔的位置没发现相应的电阻率异常；而在KZ1-1位置则见有一组近水
平“椭圆状”分布的低阻异常，其中心大致与KZ1-1注液孔吻合；该异常带延续
到NS10线，其范围向南扩展到KC1-1抽液孔位置。

位于研究区东部的NS12线上，在KZ2-2注液孔位置发现大规模、电阻率为10～50 Ω·m的低阻异常带，由地表延伸到100 m，其幅值小于20 Ω·m，中心深度40～60 m；异常带沿剖面呈斜“U”形分布，向北西向拓展与KZ2-1注液孔连通。

该异常横跨到相邻的NS11线上，规模增大，呈南东倾斜的“椭圆状”分布，异
常中心与KC1-1抽液孔在剖面的投影位置吻合。

总体上看，低阻异常带的规模由西到东呈现出由小到大的趋势，分布范围由西北向东南逐渐扩展。

4.2.2 横向测线的二维电性结构模型
如图8所示，WE09线的位置处于测区中央的抽注单元的最南边缘，横向穿过抽
注单元的两个注液孔KZ1-2和KZ2-2。

产状呈现出两端大中间小的“骨头”状，
电阻率最低处位于地下40～60 m处，约为30 Ω·m。

WE10线位置处于测区中央的抽注单元的中部偏南，横向穿过抽注单元的两个注液孔KZ1-2和KZ2-2。

产状呈现出类似圆角平行四边形，低阻带横向上向上分布范
围从测点line7_10EX1延续至测点line17_10EX1，跨度约90 m，纵向上顶界面
在地面下20～110 m；电阻率最低处位于地下40～60 m处，约为30 Ω·m。

WE11线位置处在测区中央抽注单元的中部偏北。

钻孔下部过滤器位置处于由虚线标出的低阻区域的下边界处。

产状呈现出椭圆形，电阻率最低处为地下40～60 m 处，约为20 Ω·m。

WE12位于测区中央的抽注单元的最北边缘。

钻孔下部过滤器位置处于由虚线标出的低阻区域的下边界处。

低阻体产状呈现出圆角三角形，电阻率最低处位于地下40～60 m处，约为40 Ω·m。

图8 WE09—WE12横向剖面电性结构平面图Fig.8 Horizontal profiles of lines from WE09 to WE12
图8所示为控制研究区北部抽注单元和紧邻包络抽注单元的4条横向可控源音频大地电磁测深(CSAMT)剖面的二维反演模型。

由南向北取WE09、WE10、WE11和WE12 4条NW297°—SE117°方向CSAMT剖面模型，构成剖面电性结构平面图。

采区抽注孔的相关位置投影已标注于图中，其中KZ1-1和KZ2-1注液孔位于WE12线上，在两注液孔之间发现一组电阻率为40～50 Ω·m，规模不大，顶、底面分别在20 m和100 m深度，似椭圆状向东倾的低阻异常体。

这一低阻异常体呈近南北走向，向南延伸到WE09线下方，但低阻异常带中心偏KC1-1抽液孔东侧，而异常带规模最大、电阻率最低(约20 Ω·m)的位置则在WE11线。

4.3 中间梯度装置激发极化视极化率异常分布
根据激发极化原理及数据处理要求[14]对实测数据进行处理，并绘制研究区0.2 s 延时的激电中梯视极化率剖面平面图(图9)，以及利用Surfer绘图软件编绘0.2 s 延时的激电中梯视极化率(ηs)平面等值线图(图10)。

如图10所示，研究区内大多数测点的视极化率(ηs)观测值为1.5%～1.7%，这即表明区内激电中梯的激电场较为稳定，其背景值在1.5%～1.7%之间。

但是，在中心抽注单元、抽注单元南西侧20～60 m位置，以及抽注单元西侧的小部分地区
却分布有明显的低视极化率异常带，其ηs变化范围为0.5%～1.1%。

特别需要指出，在中央抽注单元的低视极化率异常带与南西方向的低视极化率异常带是相互连接的，从而形成区内一组沿北东向展布、穿越中心抽注单元，特征明显的低视极化率异常带，为研究区内主要的激电中梯异常。

图9 研究区0.2 s延时的激电中梯视极化率剖面平面图Fig.9 Plane view of apparent polarization profiles with 0.2 s power-off delay in the study area 图10 TS1-供电时间2 s、延时0.2 s的视极化率(ηsx)平面等值线剖面Fig.10 Contour map of apparent polarizability (ηs) with 2 s power-on time and 0.2 s power-off delay
4.4 地质与地球物理解译
根据研究区内岩石电性测定结果(表1、表2)可见，区内发育的岩性除古近系伊尔丁曼哈组(E2y)的泥岩平均电阻率为8 Ω·m左右，为区内的低阻层，其余白垩系的沉积岩，大多为电阻率大于(10 n～100n) Ω·m的中、高阻体。

而赋铀层及含水层位为下白垩统赛汉组上段，其由多个韵律层叠加组成，每个韵律层底部由粗粒的砂砾岩、泥质砾岩、含粒粗砂岩组成，向上渐变为中粗砂岩、中细砂岩、细砂岩，砂岩固结程度低，并以泥岩或粉砂岩结束；该层位平均电阻率小于35 Ω·m，为中等导电性的地层。

但研究区内CSAMT探测发现的低阻异常带的电阻率在20～50 Ω·m之间，异常幅值小于20 Ω·m，可见区内所发现的低阻异常带的结构特征可能反映了古近系泥岩和下白垩统赋铀及含水层位的分布规律。

异常带的下部电阻率升高的层位，则是赋铀层和含水层位的反映。

由此推测，区内所发现的低阻异常带下部，即60～110 m深度范围，异常的分布特征很可能反映了地下溶浸开采过程“溶浸液”与“含矿浸液”的分布状态。

这一探测结果大致与区内抽、注液孔的地质和水文资料吻合。

所以由图7所示的低阻异常带分布特点可见，研究区东部和西北部的断裂构造和。