Sabtu, 25 April 2015

Metode Eksplorasi Uranium




Ketika membentuk strategi eksplorasi, parameter mendasar yang harus diperhatikan meliputi sifat fisik uranium, bentuk mineralisasi, bagaimana terakumulasi dalam lingkungan batuan induk, kejadian uranium dalam batuan bertindak sebagai sumber serta usia dan kondisi geologi. Metode eksplorasi tradisional didasarkan pada pengembangan dan pengalaman dari lima puluh tahun terakhir mengandalkan teknik geologi, geokimia dan geofisika. Kegiatan geologi melibatkan penilaian dari potensi uranium suatu daerah, pemetaan geologi dan revisi dari karya sejarah. Eksplorasi geokimia termasuk pengumpulan dan analisis sampel batuan, tanah dan air. Prospeksi geofisika dapat dilakukan dari pesawat terbang, di tanah atau di lubang bor. Teknik geofisika tertentu bergantung pada radioaktivitas uranium deposito dan lingkaran cahaya radioaktif mereka, sementara yang lain mengandalkan kontras fisik dalam tahanan listrik, konduktivitas dan induksi sebagai alat menyoroti aspek geologi yang menguntungkan. Metode geofisika lainnya seperti gravitasi, survei magnetik dan seismik, memberikan ruang lingkup untuk investigasi struktur bawah permukaan dalam dan merupakan bantuan yang valid dalam memperoleh informasi geologi dalam dua dan tiga dimensi.
2.        Metode Geofisika Untuk Eksplorasi Uranium
Geofisika terapan difokuskan pada studi kerak bumi, mencari bahan baku, penyelidikan benda bawah tanah dan sifat batuan serta pemantauan lingkungan. Salah satu keuntungan dari metode geofisika adalah bahwa, untuk pengukuran sebagian besar dibuat di permukaan, pemotongan terkait dengan fitur geologi bawah permukaan dapat dengan mudah dibuat. Banyak digunakan metode geofisika meliputi gravimetri, magnetometry dan penebangan lubang serta geolistrik, radiometrik dan seismik. Sifat fisik uranium adalah petunjuk untuk parameter yang akan membantu dalam deteksi (Tabel 1).Meskipun kepadatan sangat tinggi, mineralisasi uranium, dalam segala bentuknya, tidak menimbulkan anomali gravitasi diamati. Suseptibilitas magnetik yang rendah tidak memungkinkan deteksi langsung uranium dengan cara kontras magnetik. Sementara tahanan listrik dari uranium sangat rendah, mineralisasi uranium tidak terwujud dirinya sebagai konduktor yang baik. Secara umum, mineral uranium tidak dapat dibedakan dengan kontras konduktivitas listrik dari batu tetangga, namun beberapa bentuk mineralisasi yang terdeteksi dengan metode listrik dan elektromagnetik. Uranium adalah radioaktif, dan metode radiometrik teknik deteksi utama yang digunakan selama eksplorasi. Aplikasi gravitasi, magnet, listrik, elektromagnetik dan teknik prospeksi seismik dapat secara signifikan meningkatkan pemahaman bawah permukaan pengaturan geologi suatu daerah.

2.1              Metode Radiometric

     Metode nuklir yang digunakan dalam analisis komponen padat, cair dan gas litosfer memberikan kontribusi penting untuk studi lingkungan batuan keras. Inti atom tidak stabil pembusukan dan sekaligus memancarkan radiasi nuklir. Instrumen radiometrik modern fokus pada deteksi dan analisis radiasi yang dipancarkan, sehingga mengidentifikasi sumber kualitatif dan kuantitatif. Oleh karena itu metode radiometrik merupakan sarana utama untuk prospeksi dan mengevaluasi bahan baku radioaktif dan pemetaan geologi mereka dengan mengukur radiasi nuklir. Uranium dan thorium yang alami unsur radioaktif yang, melalui emisi radiasi nuklir, mengalami isolasi dan kuantifikasi spasial
                 
 Tabel 1.Physical properties of uranium
 

 2.2              Gamma Survey
    Sinar gamma survei dilakukan sebagai survei total count atau sinar gamma spektrometri keseluruhan. Total survei count (TC) dengan tingkat jumlah kilau meter diterapkan untuk pengukuran tanah dan well log. Hubungan antara tingkat mencatat jumlah, NTC (jumlah / s), dan konsentrasi K, U, dan Th di tanah dinyatakan sebagai berikut:

NTC = SKCK + sUcU + sThcTh + NBG

di mana sK, sU, Sth adalah kepekaan instrumen TC (jumlah / s per unit konsentrasi radionuklida yang relevan), dan cK, Cu, dan CTH adalah K, U, dan Th unsur radioaktif konsentrasi. Sensitivitas dapat diperkirakan dengan mengukur respon TC atas bantalan kalibrasi atau lebih dari tiga badan geologi yang dipilih yang memiliki konsentrasi K, U, dan Th yang berbeda. Tingkat hitungan latar belakang, NBG, diperkirakan dengan pengukuran atas tubuh besar air. Hasil survei TC dapat dinyatakan baik dalam konsentrasi uranium setara (ppm Ue), dihitung sebagai NTC / sU, atau laju dosis gamma (nGy / h).

4.3       Radon Survey
     Radon adalah gas yang tidak berwarna dan tidak berbau dengan kepadatan 9,73 kg / m3. Hal ini larut dalam air dan dalam cairan organik. Atom dari 226Ra, yang terkandung dalam biji-bijian mineral, menghasilkan 222Rn, yang sebagian besar tetap melekat dalam butiran mineral dan bagian kecil dilepaskan ke ruang pori batu. Daya emanasi (koefisien emanasi) mengungkapkan rasio radon dalam gas tanah dengan total radon yang berasal per satuan waktu dalam satuan volume batu. Nilai-nilai khas kekuasaan emanasi adalah hubungan antara 0.1-0.4.The radon (222Rn) aktivitas cA konsentrasi (Bq / m3) dalam gas tanah, lengan aktivitas massa 226Ra (Bq / kg), kepadatan ρ batu (kg / m3) , kekuatan pancaran kem dan porositas batuan p

cA = am * ρ * kem / p

Konsentrasi aktivitas umum radon gas tanah berkisar dari 0 hingga 100 kBq / m3; Namun, nilai yang lebih tinggi mencapai ratusan kBq / m3 atau lebih kadang-kadang ditemui. Bijih uranium menunjukkan konsentrasi aktivitas radon dari urutan 104 kBq / m3. Di permukaan bumi, radon lolos ke atmosfer, dan aktivitas konsentrasi dapat dikurangi dengan beberapa kedalaman meter tergantung pada koefisien difusi, D (m2 / s) dari tanah.

4.4       Resistivity metode
     Resistivity survei adalah metode penyelidikan bawah permukaan dimana arus listrik dilewatkan melalui tanah melalui dua elektroda. Dua elektroda lain yang digunakan untuk mengukur potensi di tanah jauh dari elektroda saat ini, menghasilkan resistivitas semu. Teknik survei telah dirancang untuk menentukan struktur vertikal dari bumi berlapis, atau terdengar listrik vertikal (VES), dan perubahan lateral resistivitas, atau resistivitas profil. Baru dirancang, teknik yang lebih canggih, seperti pencitraan listrik menganalisis kedua variasi resistivitas vertikal dan lateral. Perkiraan batu resistivitas didasarkan pada pengukuran lapangan di mana saya arus listrik diperkenalkan ke dalam tanah melalui elektroda arus C1 dan C2, dan beda potensial ΔV diukur antara dua elektroda potensial P1 dan P2. Jarak dan pengaturan keempat elektroda disebut array elektroda. Karena saya arus listrik dan beda potensial ΔV tergantung pada array elektroda, resistivitas dihitung sebagai

ρ = k * ΔV / I (Ωm) (6.13)

di mana k adalah faktor geometri dari array.

4.5       Elektrokimia Metode
     Metode potensi diri (SP) didasarkan pada pengukuran medan listrik alam yang terjadi di atas konduktor elektron alami diposisikan dalam ambient media reduksi oksidasi (permukaan polarisasi). Beda potensial (mV) diukur antara elektroda base station (tak terhingga) dan elektroda kedua, yang bergerak di sepanjang profil. Perbedaan potensial yang diamati berada di urutan milivolt, tidak melebihi 1.500 mV, yang membutuhkan penggunaan elektroda (elektroda pot berpori diisi dengan elektrolit) non-polarisasi. Pembacaan diambil di sejumlah interval waktu diskrit selama biaya peluruhan dan ditumpuk menggunakan mengulangi untuk meningkatkan sinyal-to noise rasio. Metode IP memiliki beberapa keunggulan: itu cocok untuk mendeteksi mineralisasi disebarluaskan sulfida, menghilangkan anomali konduktivitas non-logam, tidak menanggapi inhomogeneities resistivitas dan, tergantung pada kinerja instrumen dan ukuran target, IP dapat memiliki kedalaman yang cukup penyelidikan.

4.6       Elektromagnet  Metode
     Metode elektromagnetik, seperti metode resistivitas, terutama digunakan untuk menyelidiki variasi resistivitas bawah permukaan batu, namun mereka bergantung pada prinsip-prinsip fisik yang berbeda, yang paling penting adalah metode induction.Electromagnetic elektromagnetik memanfaatkan lapangan harmonik yang dihasilkan atau lapangan sementara, yang berasal setelah perubahan tiba-tiba kekuasaan sumber. Sebuah arus bolak-balik yang diterapkan menghasilkan medan elektromagnetik waktu bervariasi. Vektor diinduksi intensitas magnetik H (t) tergantung pada intensitas H0 bidang utama.

H(t) = H0 cos(ωt – φ)

4.7       Metode Gravity
     Gravitasi adalah salah satu teknik geofisika yang paling berguna yang berlaku untuk mendeteksi lateral, dan sampai batas tertentu, perbedaan vertikal dalam kepadatan batuan bawah permukaan. Gravity survei berlaku untuk menemukan mayat terkubur lebih besar, batas-batas litologi dan fitur struktural di bawah asumsi kepadatan cukup kontras antara target dan tuan litologi. Studi medan gravitasi didasarkan pada dua prinsip dasar: hukum gravitasi Newton dan prinsip superposisi. Hukum Newton mendefinisikan gaya tarik F antara dua massa, m1 dan m2 (kg), yang berbanding lurus dengan massa produk tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat r perpisahan mereka (m) sebagai

            F = G m1 m2 / r2

4.8       Metode Magnetic
     Medan magnet dari tubuh geologi tunggal (anomali magnetik) akan memanifestasikan dirinya sebagai gangguan di bidang geomagnetik normal bumi karena jumlah terkandung bahan feromagnetik. Bentuk, ukuran, posisi, kedalaman dan sifat petrografi dari geologi terkait inhomogeneities semua mempengaruhi anomali magnetik yang dihasilkan. Respon magnetik tubuh terkubur tergantung pada kedua arah magnetisasi tubuh dan medan magnet kejadian bumi. Ini adalah alasan mengapa anomali magnetik lebih kompleks daripada anomali gravitasi. Sebuah anomali magnetik, sebagai indikasi bawah permukaan inhomogeneity magnet, dapat ditentukan sebagai perbedaan antara nilai yang terukur dan medan magnet latar belakang normal .Kedua gravitasi dan survei magnetik dapat berhasil diterapkan di geologis pemetaan daerah selama tahap awal eksplorasi uranium. Dalam kasus penutup lengkap disebabkan oleh unsur-unsur seperti glasial sampai, pasir atau pengembangan regolith ekstrim, pemetaan bawah permukaan geologi fitur atas area yang luas dapat biaya efektif dilakukan melalui survei magnetik.

4.9       Metode Seismik
     Prospeksi seismik memanfaatkan propagasi gelombang elastis melalui batu. Sifat elastis dari media isotropik pada umumnya dijelaskan oleh modulus Young elastisitas dan rasio Poisson. Energi yang ditransfer ke dalam media menghasilkan strain waktu-variabel, yang menghasilkan osilasi partikel. Osilasi menyebarkan, dan gelombang elastis yang dihasilkan. Tergantung pada sifat dari osilasi relatif terhadap arah propagasi, gelombang elastis yang dikenal sebagai memanjang (P) atau melintang (S) gelombang. S-gelombang tidak melakukan perjalanan melalui cairan. Karakteristik dasar gelombang seismik yang panjang gelombang, λ, frekuensi (jumlah osilasi per detik), f, dan kecepatan rambat, v; di mana v = f λ. P-gelombang merambat hampir dua kali lebih cepat S-gelombang. Amplitudo gelombang menunjukkan intensitasnya. Kecepatan gelombang seismik dalam media batu tergantung pada rock parameter elastis, densitas, porositas dan saturasi air. Kecepatan gelombang P dalam lapisan tanah lapuk, kerikil atau pasir jenuh kurang dari 1000 m / s, sedangkan pada batuan padat seperti granit, batu kapur dan batulempung, kecepatan berkisar antara tahun 2000 dan 6000 m / s. Selain P dan S gelombang (gelombang tubuh menembus media batu), gelombang permukaan (gelombang Rayleigh dan gelombang cinta) perjalanan di lapisan permukaan yang sempit langsung dari sumber ke sensor. Impedansi seismik (Z) dari media batu merupakan produk densitasnya (ρ) dan kecepatan gelombang seismik, v; Z = ρv (G / cm2s). Seismik refleksi adalah alat yang ampuh untuk penyelidikan struktur geologi bawah permukaan pada kedalaman yang besar dan sering divisualisasikan dalam bentuk bagian vertikal atau sebagai gambar 3-D. Seismik refleksi adalah bentuk terdengar gema. Sudut refleksi dari P-gelombang adalah sama dengan insiden P-ray tapi di sisi berlawanan dari normal. Waktu tempuh sinar seismik dari sumber ke reflektor geologi dan kembali lagi dicatat. Catatan grafis dari masing-masing saluran seismik menunjukkan jejak semua kedatangan gelombang seismik.

4.10     Welloging
     Sebuah pengukuran geofisika diterapkan dalam lubang bor melalui proses penebangan wireline memungkinkan penyelidikan dan penentuan sifat fisik batuan pada kedalaman diketahui secara tepat. Berbeda dengan permukaan pengukuran, ke lubang penebangan menyediakan geometri pengukuran konstan, resolusi vertikal yang lebih besar dari formasi geologi dan kemungkinan korelasi dengan core.Most bor prinsip geofisika yang digunakan adalah sama dengan yang digunakan dari permukaan. Magnet, listrik dan elektromagnetik, geofisika nuklir dan beberapa metode murni teknis semua diterapkan dalam lubang bor. Berbagai jenis penebangan lubang bor dapat memberikan banyak parameter untuk interpretasi, termasuk: litologi, stratigrafi kontinuitas, porositas, bulk density, resistivitas, konduktivitas, kadar air, saturasi air, mineral konsentrasi, stres dan modulus elastisitas, gerakan tanah dan kimia dan karakteristik fisik. Tidak semua metode dapat digunakan dalam lubang bor cased sejak beberapa log memerlukan kontak terbuka dengan dinding sumur. Pengukuran geofisika di lubang bor secara luas diterapkan dalam industri minyak dan gas, dan mineral, baik pada tahap pertambangan atau eksplorasi murni. Dimana uranium yang bersangkutan, perhitungan cadangan uranium / sumber daya secara fundamental didasarkan pada measurements.The lubang bor log gamma-gamma mendeteksi Compton tersebar sinar gamma pada dinding lubang bor yang disebabkan oleh sumber radioaktif buatan (137Cs atau 60Co) dalam probe. Log gamma-gamma akan mencerminkan kepadatan. Demikian pula, log neutronneutron digunakan untuk mengukur porositas.

4.11     Remote Sensing
     Pengukuran geofisika juga bisa dibuat menggunakan bagian-bagian tertentu dari spektrum elektromagnetik yang dipantulkan terlihat dan dekat inframerah. Mineral dan kelompok mineral yang dikenal untuk menyerap bagian diskrit dari spektrum elektromagnetik, sehingga memungkinkan untuk mengidentifikasi kelompok-kelompok ini didasarkan pada sistem reflektansi spectra.Satellite diamati menyediakan data resolusi yang semakin tinggi diatur ke pengguna akhir. Resolusi ini meningkat baik dari segi ukuran tanah pixel dan spektrum diatasi. Pengukuran spektral yang mungkin dalam inframerah sangat dekat (NIR), gelombang inframerah pendek (SWIR) dan band termal. Pengolahan informasi ini kemudian dapat menyebabkan membangun kehadiran kumpulan mineral seperti besi besi, besi oksida, vegetasi, mineral lempung, karbonat, kuarsa dan feldspar. Portabel instrumen pengukuran SWIR tanah berbasis digunakan untuk mengkalibrasi dan SWIR hasil survei udara tindak lanjut. Ahli geologi eksplorasi uranium menggunakan alat ini untuk memetakan litologi, mineralogi dan perubahan tanah liat tanda tangan di singkapan dan drill core.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar