Исследование генезиса инфильтрационных урановых месторождений и разработка нового геостатистического метода моделирования
Аннотация
Урановые месторождения ролл-фронтального типа формируются в песчаниках или аркозах на границах восстановленных и окисленных геохимических зон, обычно перекрытых слабо проницаемыми аргиллитами или алеврито-глинистыми слоями. Такая структура делает их особенно подходящими для подземного выщелачивания.
Ранее стохастическое моделирование фокусировалось на распределении содержания урана, не учитывая фильтрационные и реактивно-транспортные процессы, важные для формирования залежей. Настоящая работа предлагает интеграцию вычислительной гидродинамики в геостатистические алгоритмы с целью повышения точности прогноза распределения руды.
Вместо традиционных расстояний при расчёте вариограмм используется время пролёта (Time of Flight, TOF) водных частиц вдоль линий тока. Этот подход, учитывающий данные скважин, улучшает моделирование пространственной структуры месторождений.
Показано, что методы, основанные на стохастическом моделировании линий тока, обеспечивают более точную интерполяцию и оценку запасов, чем классические геостатистические техники. Также предложена методика генерации синтетических месторождений на основе численного моделирования гидродинамики и химической кинетики, позволяющей объективно оценивать качество геологических моделей и надёжность стохастических подходов.
Ключевые слова:
отложения минералов типа ролл-фронта, моделирование реагирующего переноса, геостатистика, метод кригинга, геомоделированиеБиблиографические ссылки
1. World Nuclear Association. Uranium and Nuclear Power in Kazakhstan. – London: World Nuclear Association, 2024. – 44 p.
2. Boytsov A. Sustainable development of uranium production: status, prospects, challenges // International symposium on uranium raw material for the nuclear fuel cycle: exploration, mining, production, supply and demand, economics and environmental issues (URAM-2018). – Vienna: IAEA, 2018. – P. 49-50.
3. Boytsov A.V. World uranium industry: state, development prospects, challenges of the time // Proceedings of VIII International Research and Practical Conference “The topical issues of the uranium industry”. – Astana, 2017. – P. 14-21.
4. OECD, NEA, IAEA. Uranium 2014: Resources, Production and Demand. – Paris: OECD Publishing, 2014. – 508 p.
5. Tarkhanov A.V., Bugriyeva E.P. The largest uranium deposits in the world / Edited by G.A. Mashkovtseva. – M.: VIMS, 2012. – 118 p.
6. World Distribution of Uranium Deposits (UDEPO) with Uranium Deposit Classification, IAEA-TECDOC-1629, International Atomic Energy Agency, Printed by the IAEA in Austria October 2009, p. 117. ISBN 978-92-0-110509-7
7. Adams S.S., Cramer R.T. Data-process-criteria model for roll-type uranium deposits. Geol. Environ. Sandstone-Type Uranium Depos. 1985, 16, 383-399.
8. Dahlkamp F.J. Uranium Deposits of the World (Asia); Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2009; p. 492.
9. Dahlkamp F.J. Uranium Ore Deposits. – Berlin: Springer-Verlag, 1993. – 460 p.
10. Abzalov M., Drobov S., Gorbatenko O., Vershkov A., Bertoli O., Renard D., Beucher H. Resource estimation of in situ leach uranium projects. Appl. Earth Sci. 2014, 123, 70-85.
12. Maksimova M.F., Shmariovich Y.M. Plastovo-Infiltratsionnoye Rudoobrazovanie [Stratum-Infiltration ore Formation]; Nedra: Moscow, Russia, 1993; p. 160.
13. Beletskiy V.I., Bogatkov L.K., Volkov N.I., Glazunov I.S., Dolgih P.F. Handbook of Uranium Geotechnology. – M.: Energoatomizdat, 1997. – 672 p.
14. Boytsov V.E., Vercheba A.A. Geological and industrial types of uranium deposits: textbook. – M.: KDU, 2008. – 310 p.
15. Romberger S. B. Transport and deposition of uranium in hydrothermal systems at temperatures up to 300C: geological implications // Uranium geochemistry, mineralogy, geology, exploration and resources. – 1984. – P. 12-17. https://doi.org/10.1007/978-94-009-6060-2.
16. Evseeva L.S., Ivanov K.E., Kochetkov V.I. Some laws of the formation of epigenetic uranium ores in sandstones, derived from experimental and radiochemical data. Atomnaya Energiya 14 (1962) 474-481.
17. Aizhulov D., Shyakhmetov N.M., Kaltayev A. Quantitative model of the formation mechanism of the roll-front uranium deposits. Eurasian Chem.-Technol. J. 2018, 3, 213-221
18. Brovin K.G., Grabovnikov V.A., Shumilin M.V., Yazikov V.G. Forecast, prospecting, exploration and industrial evaluation of uranium deposits for mining by underground leaching. – Almaty: Gylym, 1997. – 384 p.
19. Aizhulov D., Tungatarova M. and Kaltayev A. Streamlines Based Stochastic Methods and Reactive Transport Simulation Applied to Resource Estimation of Roll-Front Uranium Deposits Exploited by In-Situ Leaching. Minerals 2022, 12, 1209. https://doi.org/10.3390/min12101209.
20. Poezzhaev I.P., Panova E.N., Bulenova K.Zh., Karmanov E.M., Blynsky O.A., Bitov O.A. Geotechnology of uranium. – Almaty: NAC Kazatomprom, 2017. – 319 p.
21. Pollock D.W. Semi-analytical Computation of Path Line for Finite Difference Models. Ground Water 1988, 26, 743–750. [CrossRef]
22. Kuljabekov A. Model of Chemical Leaching with Gypsum Sedimentation in Porous Media. Ph.D. Thesis, University of Lorraine, Nancy, France, Al Farabi Almaty, Kazakhstan, 18 December 2014.
23. Aizhulov D.; Tungatarova M.; Kaltayev A. Streamlines Based Stochastic Methods and Reactive Transport Simulation Applied to Resource Estimation of Roll-Front Uranium Deposits Exploited by In-Situ Leaching. Minerals 2022, 12, 1209.
