气体地球化学勘查在巴—麦地区砂岩型铀矿找矿中的应用

塔里木盆地内部砂岩型铀矿找矿十分迫切。针对该盆地地质构造相对复杂、沉积地层厚度大、勘查手段受到沙漠-荒漠地貌的限制、勘查程度较低和地表成矿信息弱的特点,在巴楚隆起—麦盖提斜坡带地区(巴—麦地区)开展能指示深部地层环境的H_(2)S、CH_(4)、H_(2)、CO_(2)和4He气体地球化学区域测量研究。结果表明,几种土壤气体浓度能够较为清晰地显示各自异常分布范围,并指示盆地地层中可能的铀异常信息,气体地球化学测量方法是一种相对高效的盆地区域地表勘查方法。在综合测区断裂分布、油气藏、水文等地质条件和气体化学反应性质的基础上,分析气体浓度异常成因及分布综合特征,测区东北部、东南部及色力布亚断裂和巴什托断裂所夹持部分地段具有几种气体组份浓度异常叠加,地层中可能发育氧化-还原地球化学障,是有利的找矿预测区,为该地区砂岩型铀矿勘查提供参考依据。

沉积岩中黄铁矿含量及其硫同位素组成连续测定方法研究

沉积岩中黄铁矿的含量和硫同位素组成研究可以用于判断沉积环境特征,反演成岩成矿过程。设计了一套多通道的黄铁矿硫提取装置,确定了装置的加热温度为130℃,实验时间为2h,优化了实验流程,实现一次提取同时满足黄铁矿含量及其同位素组成测定需要。采用亚甲基蓝分光光度法测定硫含量和元素分析仪-气体同位素质谱法测定黄铁矿硫同位素组成。亚甲基蓝分光光度法的标准曲线的线性相关性R^(2)=0.9999,黄铁矿样品的加标回收率介于94%~100%之间,10次测量的相对标准偏差为1.9%。黄铁矿经过铬还原法提取生成的硫化银的硫同位素组成的测试结果和本身的测试结果在误差范围内一致,精度≤0.2‰,可以满足沉积岩中黄铁矿硫同位素测试需求。

高通量试验堆G10中心孔道用于^(39)Ar-^(40)Ar定年辐照参数探讨

含钾岩石矿物中的39K经反应堆快中子福照后产生^(39)Ar是^(39)Ar-^(40)Ar法定年的前提,国内可应用于样品辐照的反应堆资源紧缺、不同类型样品辐照参数缺乏,制约我国高精度^(39)Ar-^(40)Ar定年技术的发展。本次工作首次针对高通量试验堆具有高中子通量的G10中心孔道辐照参数进行探讨。通过辐照ZBH-25黑云母标准、CaF_(2)晶体和K2SO4晶体,探讨中子通量轴向梯度变化特征、反应堆辐照孔道^(39)ArK产率以及副反应校正因子。结果表明,辐照14 h和35 h的J值均呈现二次线性关系分布(R^(2)≥0.979),与中子通量余弦函数分布特征相符,中子通量梯度变化小,分别为0.88和0.45%·cm^(-1),表明石英管处于中子活性区轴向稳定区域,有利于准确计算待测样品辐照参数J值;孔道内^(39)ArK产率介于2.32×10^(-12)~2.99×10^(-12)(mol·h^(-1)·%K2O)之间,高于同反应堆的外围孔道以及其他反应堆报道值;辐照K2SO4晶体得到(^(40)Ar/^(39)Ar)K校正因子平均值为2.96×10^(-3),诱发产生^(40)Ar占总^(40)Ar比例为(29±6)%;辐照CaF_(2)晶体获得(^(36)Ar/^(37)Ar)Ca校正因子平均值为2.54×10^(-4)、(^(39)Ar/^(37)Ar)Ca校正因子平均值为7.31×10^(-4),诱发产生^(36)Ar占总^(36)Ar比例为(97±1)%,中子通量升高可以减小副反应校正因子计算时大气氩的干扰;ZBH-25黑云母标准物质测得的坪年龄为132.89±0.93 Ma(2σ,MSWD=0.56),与前人报道的132.7±0.6 Ma(2σ)年龄值基本一致,证明高通量试验堆G10中心孔道可以满足^(39)Ar-^(40)Ar定年样品辐照要求,此孔道尤其适用于年龄老,低K/Ca比的样品辐照。

鄂尔多斯盆地皂火壕砂岩型铀矿土壤元素地球化学勘查方法试验研究

为研究探索盆地砂岩型铀矿地表元素对矿体或矿化指示能力,在鄂尔多斯盆地东北部皂火壕砂岩型铀矿床开展了地表土壤元素地球化学勘查示踪试验,该砂岩型铀矿找矿主要指示元素为Sc、Cu、Pb、Th、V、Cr、Zn、U、Ti、Fe、Nb、Zr和Hf等元素和La、Ce、Pr、Nd和Sm等稀土元素(REE)。指示元素在矿体不同地球化学分带对应的地表位置具有不同的分布特征,且在铀矿化位置上方存在较为明显的异常显示,异常衬度介于1.52~3.30之间。试验结果表明:土壤微量元素和稀土元素对隐伏砂岩型铀矿体具有指示作用,指示元素异常组合可用于盆地砂岩型铀矿找矿勘查。

气体地球化学测量方法在皂火壕砂岩型铀矿勘查中的应用试验研究

在鄂尔多斯盆地东北部皂火壕铀矿床孙家梁地段进行土壤SO_(2)、H_(2)S、CO_(2)、Rn、He气体地球化学测量试验,讨论了各气体组分在氧化-还原带不同亚带内地球化学分布特征及其控制因素,探讨了气体地球化学圈定砂岩型铀矿氧化、还原环境及矿体范围的可能性。孙家梁地段土壤气体H_(2)S、SO_(2)、CO_(2)、Rn背景值分别为0.03×10^(-6)、0.049×10^(-6)、120.6×10^(-6)、2804.4Bq∕m^(3),异常下限分别为0.078×10^(-6)、0.115×10^(-6)、3997.5×10^(-6)、3670.1Bq∕m^(3)。CO_(2)、H_(2)S、SO_(2)等非放射性气体浓度从氧化亚带到过渡亚带总体上呈逐渐上升,而后在还原亚带下降并趋于稳定。在过渡亚带(矿体)及还原亚带与过渡亚带接近位置附近有明显的4 He含量异常显示,然后在过渡亚带基本处于空气中4 He浓度水平。SO_(2)、H_(2)S、CO_(2)、Rn等气体地球化学测量可以用于圈定砂岩型铀矿氧化、还原环境及矿体大致范围,特别是4 He含量能够在地表测量中明显指示砂岩型铀矿化。气体地球化学方法是一种高效追踪矿体分布范围和区域勘查的地表勘查方法。

铅同位素特征值示踪方法在鹿井铀矿田的应用

根据铅同位素特征值示踪原理,文章在鹿井铀矿田进行已知43号剖面试验基础上,对该矿田的鹿井矿床、沙坝子矿床及外围进行了区域勘查评价。研究结果表明:Pb同位素特征值示踪方法能显著地指示含矿断裂所在位置,是一种有效的隐伏铀矿体示踪方法。在鹿井矿床及外围,圈定出4片重点成矿预测区,分别为鹿井矿床、下洞子矿床、高昔矿床周围、集溪周围,其中集溪周围异常范围较大。在沙坝子矿床及外围,圈定出3片重点成矿异常区,其中2片在龙头、梨花开矿床和沙坝子、大陡壁矿床附近,1片在南部F_(26)断裂带附近。Pb同位素特征值异常划分为该矿田勘查提供了参考依据。

利用Mo-U等多指标判别黑色岩系中硅质岩形成氧化-还原环境的可行性分析及意义

硅质岩作为一种重要的沉积岩类型,是研究前新生代古海洋环境的重要手段,但其缺乏在氧化-还原环境方面的应用;同时硅质岩是黑色岩系的重要组成部分,拓展硅质岩在该方面的应用,有利于加深对黑色岩系形成机理的认识。本文综述了硅质岩的现有研究方法、黑色岩系中黑色页岩和硅质岩研究的局限性和互补性,并论述了将Mo-U等氧化-还原敏感金属多指标判别方法应用于硅质岩,用来判断其形成的氧化-还原环境和盆地局限性等方面的理论可行性。在分析扬子地块及其周缘黑色岩系及硅质岩研究现状的基础上,认为将在黑色页岩使用成熟的氧化-还原环境研究方法应用于互层的(热水沉积)硅质岩,理论上具有可行性,并在扬子地块西北缘若尔盖地区奥陶-志留纪黑色岩系中互层的黑色页岩和热水沉积硅质岩岩性组合中得到进一步验证。该方法的应用可深化对扬子地块西北缘黑色岩系沉积环境特殊性及其中U-Au-Ni-Mo-V多金属矿源层形成机理的认识。

鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿地球化学研究进展

叙述了元素地球化学、同位素地球化学和有机地球化学等方面在鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿的研究新进展。该区的研究成果丰硕。从元素地球化学的研究明确了矿石及其围岩的岩石地球化学特征,讨论了铀成矿的地质环境,围岩与铀成矿的关系。利用同位素地球化学的方法厘定了铀的成矿时代,利用裂变径迹的研究构建了该区的地质热力学演化历史,推测了成矿时代与构造演化历史之间的联系。综合同位素地球化学,有机地球化学和地质热力学演化等多方面的观点讨论了铀源和成矿流体的来源及有机质在铀成矿中发挥的作用。

吐哈盆地砂岩型铀矿U-Pb同位素地质特征

吐哈盆地十红滩砂岩型铀矿主要成矿年龄为 4 8± 2Ma、2 8± 4Ma。盆地西南部蚀源区觉罗塔格山片麻状花岗岩的形成年龄为 4 2 2± 5Ma、斑状花岗岩的形成年龄为 2 6 8± 2 3Ma。赋矿地层西山窑组 (J2 x)砂体碎屑锆石U Pb等时线年龄为2 83± 6 7Ma ,证实花岗岩侵入体是含矿砂体的主要物质来源。含矿层位的富铀沉积砂体及蚀源区富铀的岩体、石炭系碎屑岩以及火山碎屑岩等 ,构成铀成矿铀源。

华东南地区热液型铀矿成矿年代

华东南热液型铀矿主要分布在赣杭、桃诸、武夷山三个成矿带，包括花岗岩型、火山岩型两类铀成矿类型（陈肇博等，1982）。该地区围岩蚀变作用与成矿关系密切，是铀矿重要的找矿标志（李子颖，2004；闵茂中等，1993）。根据划分蚀变围岩的类型、期次、顺序，进行同位素年代化学研究，对得出铀矿床化的年龄有着十分重要的基础作用。

东胜地区砂岩型铀矿成矿年代学及成矿铀源研究

文章研究了鄂尔多斯盆地东胜地区砂岩型铀矿成矿年代学特征。东段铀矿体翼部的成矿年龄为120±11 Ma和80±5 Ma,矿体卷头部位的成矿年龄为20±2 Ma、8±1 Ma;中段有124±6Ma和80±5 Ma的成矿年龄。这表明早白垩世和晚白垩世是该区铀的主成矿期,它与盆地抬升的构造演化历史相一致。卷头(富矿)铀成矿作用发生在新近纪中新世和上新世,可能与该时期区内的构造热事件有关。新近纪铀的成矿作用对早期铀矿化起到改造作用。铀含量<0.01%的样品U-Pb等时线年龄为177±16 Ma,在误差范围内与直罗组的沉积年龄(中侏罗世)相吻合,这是直罗组沉积时铀预富集的直接证据。砂体原始含量(U0)的研究结果显示,U0平均值为24.64×106,也表明有铀的预富集。直罗组岩石中铀的近代得失(ΔU)研究结果表明,其ΔU的平均值为70.2%,显示非矿化岩石以带出铀为主,是铀成矿的重要铀源。

铀矿地质样品的稳定同位素组成测试方法

介绍了铀矿地质进行稳定同位素组成分析时,所需样品的种类和用量,以及测定C、H、O、S、N、Si同位素组成的离线方法和连续流(在线)方法。利用稳定同位素组成研究岩石、矿物成因及物质来源时,样品应选择无后期改造的适量矿物或岩石。利用矿物对研究成岩、成矿温度时,样品要选择同一时代的共生矿物对,样品新鲜且无后期改造。离线方法分析的同位素组成测试种类包括:不含氧矿物包裹体中水、硅酸盐、氧化物、硫酸盐中氧、硫化物及硫酸盐、全岩中硫,碳酸盐矿物中碳、氧,不含碳的矿物包裹体中碳,硅酸盐或含硅矿物中硅。在线方法分析的同位素组成测试种类包括:石英包裹体中氢,水的氢、氧,碳酸盐及碳酸盐胶结物中碳、氧,溶解无机碳中碳,有机质中碳、氮,水中硝酸盐氮,烃类样品中碳、氢。

Helix SFT型惰性气体质谱测定氦同位素组成

氦为元素周期表中的零族元素,因其化学性质不活泼,不参与各种化学反应过程,因此它们的同位素组成的变化几乎不受复杂的化学反应过程影响。已有研究表明,氦在地球大气圈、地壳、上地幔和下地幔各圈层具有不同的同位素比值,变化范围可达3个数量级,因此,氦同位素作为地质过程和物质来源的天然示踪剂倍受重视。

Argus Ⅵ型多接收稀有气体质谱仪在^(40)Ar/^(39)Ar高精度定年中的应用

影响^(40)Ar/^(39)Ar高精度定年的测试因素主要包括质谱仪的稳定性、质谱仪质量歧视效应,以及小信号离子束测试的准确性等。采用ArgusⅥ多接收稀有气体质谱仪获得高精度^(40)Ar/^(39)Ar定年数据,分别用1012Ω高阻放大器的法拉第杯和电子倍增器(CDD)对小信号离子束36 Ar进行测试对比,发现CDD的测试精度有较大的优势,当离子束信号强度低于5 000cps时,CDD的测试精度比配备1012Ω放大倍数的法拉第杯提高了1个数量级。对电子倍增器效率进行不同时段的连续测定,发现其测试效率存在波动且缺乏规律性,多次测量数据的相对标准偏差达5.3‰,因此需进行日常性的校正,以避免引起较大的测试误差;利用空气标准对仪器进行2个月60次循环测试,获得质量歧视因子d1amu为1.009±0.002(2σ),说明仪器测试性能稳定,对不同气量的空气标准进行测量时,仪器不存在由于气体压力不同而引起的质量歧视效应。通过测试实际样品,CDD可以提高低含量36 Ar样品^(40)Ar/^(39)Ar年龄的测试精度;对于混有一定比例的大气氩,但放射成因40 Ar比例较低的样品,CDD效率的微小变化会对年龄值计算产生显著的影响。证明了电子倍增器效率的日常性校正对于高精度^(40)Ar/^(39)Ar定年的重要性。

内蒙古东胜地区砂岩型铀矿赋矿地层方解石胶结物C、O同位素特征和成因模型

砂岩型铀矿赋矿地层方解石胶结物C、O同位素组成对研究成矿机制具有重要的理论和实践意义。前人在成矿流体来源定性判断方面做了大量的研究工作,但缺乏对成矿混合流体的组分特征及相关参数的定量认识。根据内蒙古东胜地区东南部皂火壕和西北部纳岭沟铀矿床赋矿地层直罗组方解石胶结物C、O同位素组成特征,建立了渗出热卤水和渗入地层水两种不同流体混合生成方解石胶结物C、O同位素组成定量成因模型,并研究了两种流体来源、溶解碳的浓度比、流体比例以及热液温度等综合因素。除少数样品方解石胶结物为地层沉积时形成外,大部分方解石胶结物是热卤水与地层水两种流体混合作用的结果,古生界有机酸脱羧作用导致热卤水中富含CO_(2)。东胜地区砂岩型铀矿成矿流体地层水与热卤水比例为0.5~0.9,地层水所占的比例较大;热卤水与地层水溶解碳浓度比主要范围为1.5~5.0,部分大于10.0,热卤水中溶解碳浓度较高,是富含CO_(2)的流体。混合流体温度分为两个主要范围55~80℃、90~140℃,结合古盐度和盐度指数反演,表明成矿流体为有机与无机混合成因的低温热液流体。用砂岩型铀矿赋矿地层方解石胶结物C、O同位素组成,可定量模拟两种流体溶解碳浓度比、流体比例和方解石形成时温度等流体成矿条件,解释碳酸盐胶结物成因,以便从成矿流体角度更好地理解成矿作用过程。

土壤氡测量在马家滩—新上海庙地区砂岩型铀矿勘查中的应用

在鄂尔多斯盆地马家滩—新上海庙地区进行了土壤氡浓度测量的网度试验研究,其结果显示在区域土壤氡测量中,测线线距采用2～3km,测量点距为200～400m,可对盆地进行快速评价,同时提出了测区北部苏家井—东湾—鸳鸯湖一带、中南部石槽村—张家庙子—马家滩一带、中西部碎石井(满闸坑—猫头梁)一带可作为重点成矿区进一步开展研究工作,为该盆地成矿区预测和砂岩型铀矿找矿提供依据。

桃山复式花岗岩体单颗粒锆石U-Pb年龄及地质意义

桃山岩体为产铀复式花岗岩体,主要由漳灌岩体、蔡江岩体、黄陂岩体、打鼓寨岩体和钓峰岩体组成。漳灌岩体单颗粒锆石LA-MC-ICPMS U-Pb一致线年龄为(409.2±1.8)Ma,成岩期为加里东晚期。蔡江岩体单颗粒锆石SHRIMPⅡU-Pb一致线年龄为(230.0±2)Ma,成岩期为印支中期。黄陂岩体、打鼓寨岩体、钓峰岩体单颗粒锆石SHRIMPⅡU-Pb一致线年龄分别为(164±3)Ma、(163±3)和(168±11)Ma、(164±2)Ma,成岩期相同,为燕山中早期。打鼓寨岩体两种岩性中粒斑状黑云母花岗岩与中粒斑状二云母花岗岩几乎同一期次形成,后者为前者后期白云母化蚀变产物。桃山复式岩体中新岩体内有老岩体残留。桃山岩体是一个多期次岩浆演化的复式岩体。

土壤氡气测量在鄂尔多斯盆地西缘砂岩型铀矿勘查中的应用

在鄂尔多斯盆地某矿床进行土壤Rn测量条件试验的基础上,对鄂尔多斯盆地西缘研究区进行了区域测量工作。通过对数据处理,划分出5片具有成矿远景的异常区,并对异常进行评价解释,为钻探施工提供了重要的参考依据。研究结果表明,土壤Rn测量方法能够在盆地区域范围内划分出异常区,是一种快速评价砂岩型铀矿化的重要地球化学勘查方法。

砂岩型铀矿化铀系不平衡特征研究

在讨论砂岩型铀矿化铀系核素主要分离机制的基础上，研究了鄂尔多斯盆地、吐哈盆地和西胡里吐盆地不同类型砂岩型铀矿化不同分带的铀系核素不平衡特征，结果表明，含矿砂岩中^234U／^238U，^230Th／^238U的活度比在不同分带具有不同分布规律。鄂尔多斯盆地古潜水氧化转层间氧化带型铀矿化前锋处于慢速成矿作用体系，成矿环境及矿体的演化呈现相对稳定的状态；吐哈盆地层间氧化还原带型铀矿化前锋处于相对不稳定状态，在上新世以后成矿物质U仍具有迁移活动发生；西胡里吐盆地U系核素在空间上分布说明不同部位的砂体中U具有迁移和富集现象，为判断潜水氧化型铀矿化有利成矿地段提供了依据。

钱家店铀矿床辉绿岩元素及同位素地球化学特征

松辽盆地钱家店铀矿床辉绿岩MgO含量为7.14%,SiO2含量为49.69%,具有富镁、低硅特征,属亚碱性系列。轻、重稀土元素之间分离较为明显,稀土配分模式呈右倾的轻稀土元素富集型特点。^(87)Sr/^(86)Sr(±2σ)为0.704198±0.000013,略低于原始地幔现在值;ε_(Nd)^(t)为4.75,是相对较高的正值,结合δ^(30)Si_(NBS-28)及δ^(34)S_(V-CDT)同位素组成,反映出岩浆可能来自过渡型地幔源区;^(207)Pb/^(204)Pb、^(206)Pb/^(204)Pb及δ^(18)O_(V-SMOW)组成显示岩浆源区有下地壳物质的加入。钱家店铀矿床辉绿岩40Ar-39Ar法年龄为50.7±0.3 Ma,揭示该地区在始新世早期发生辉绿岩侵入活动,辉绿岩来源于过渡型地幔和下地壳物质的混合源区,处于板内玄武岩构造环境,表征构造背景为强度相对较弱的伸展作用。该岩体提供热流体,对砂岩型铀矿形成具有重要作用。