铀资源既是国防战略物质,又是核电发展的重要物质基础。本论文针对地浸中含铀砂岩孔隙与渗透性时空演化问题,依托国家自然科学基金核技术创新联合基金项目(U1967209),以内蒙古二连盆地巴彦乌拉铀矿为研究基地,以该铀矿含矿层岩矿石为研究对象,系统开展了岩矿石物质组成、一维砂箱酸法水力试验、浸铀试验、示踪试验以及溶浸液与岩矿石相互作用模拟等研究工作。研究成果对于分析地层采铀过程中含矿层堵塞制约大型铀产地的主要瓶颈问题具有重要现实意义。通过研究,取得了以下主要认识:(1)含铀砂岩具有高钾高钠低钙特征;Ca O和Na₂O,Si O₂与Na₂O、K₂O、Fe O与Si O₂呈正相关关系,Al₂O₃、Ca O、TFe₂O₃、Mg O与Si O₂呈负相关关系。岩矿石中主要矿物为石英、长石、粘土矿物。岩矿样面貌结构复杂,表面凹凸不平;(2)岩矿石光强与岩矿石粒径呈正相关,干燥岩矿石光强大于湿润岩矿石。酸浸试验中的浸出液Ca²⁺浓度呈先增大后减小再趋于稳定特征,随着含Ca矿物溶解,Ca²⁺与SO₄^2-达到饱和并产生Ca SO₄沉淀;(3)酸法浸铀试验中,随着溶浸液注入,溶浸液流速由16.9m/d大幅降至3.27 m/d~3.35 m/d,表明岩矿石中产生了堵塞;(4)赤铁矿、针铁矿、石膏是酸浸试验过程中产生沉淀的矿物,是导致岩矿石孔隙与渗透性下降的主要原因;(5)酸法浸铀试验过程中,岩矿石中的含K、Na、Ca、Al、Fe、Mg、Si O2等矿物均不同程度发生了溶解,含S矿物发生沉淀。(6)试验渣样中石英含量小于原样,表明石英发生了溶解;渣样中粘土矿物(如伊利石、高岭石、埃洛石等)均大于原样,长石粘土化现象明显且普遍,产生的次生粘土矿物是导致岩矿石孔隙堵塞,含铀砂岩渗透性降低的重要因素。综上所述,本论文针对含铀砂岩孔隙与渗透性时空演化特征开展了一系列室内试验研究,得到了一维渗流条件下,酸性浸铀过程中含铀砂岩的时空演化特征,研究成果对于揭示含铀矿层堵塞条件与机制,确定堵塞防治措施,具有较高的科学价值与实际意义。