Mo-U共变作为古沉积环境氧化还原条件分析的重要指标——进展、问题与展望

由于氧化还原敏感金属元素(RSM)在氧化水体中化学性质保守,而在缺氧水体中还原活化并向沉积物中转移,因而黑色页岩中的RSM富集度被广泛用于古沉积环境和水体化学条件的研究。近年来不仅建立了判定海水氧化还原(redox)状态的定量指标体系,而且成功地将RSM用于盆地古水文条件重建和大气氧化水平分析,特别是Mo-U富集机理及其共变应用研究最为迅速。沉积物的Mo-U富集度主要受海水Mo-U浓度以及水体氧化还原状态和盆地水文特征的控制。U在Fe(Ⅲ)-Fe(Ⅱ)还原带活化并向沉积物中转移,而Mo仅当海水中含有H2S时才向沉积物富集,因而可据Mo和U富集度的差别区分水体缺氧与硫化特征。沉积物中Mo/TOC比可大致反映沉积水体中的Mo浓度,故可用于判定同时代不同古地理条件下沉积水体的局限程度。利用Mo-U的差异性富集机制还可区分弱氧化-缺氧-硫化水体特征,并判断是否存在Mo的颗粒传输。作者对Mo-U共变用于古沉积环境的氧化还原条件分析的进展、问题进行评述,并对可能的发展方向提出展望。

硫、铅同位素对江西紫云山岩体及其周边W-Cu-Mo-U多金属矿床成矿作用制约

为探讨研究区大规模成矿流体演化特征,对紫云山岩体及其周边的W-Cu、Mo-Cu、Mo、U多金属矿床的硫、铅同位素特征进行了系统研究。研究区的多金属矿硫化物的δ34SCDT为1.2‰~21.1‰,分属1.0‰~3.0‰和21.1‰两个区间附近,分别对应W-Cu-Mo矿化和U矿化,推测研究区的W-Cu-Mo成矿流体中硫以幔源为主,而铀成矿流体则可能是有围岩硫的加入。研究区的W-Cu-Mo多金属矿床的硫化物矿石铅同位素组成:^(208)Pb/^(204)Pb=38.541~38.742,平均38.705;^(207)Pb/^(204)Pb=15.617~15.710,平均15.654;^(206)Pb/^(204)Pb=18.240~18.433,平均18.299。黑钨矿的铅同位素组成:^(208)Pb/^(204)Pb=38.649~39.595,平均39.122;^(207)Pb/^(204)Pb=15.542~15.828,平均15.685;^(206)Pb/^(204)Pb=20.842~21.319,平均21.081。石英的铅同位素组成:^(208)Pb/^(204)Pb=37.683;^(207)Pb/^(204)Pb=15.602;^(206)Pb/^(204)Pb=20.442。紫云山花岗岩铅同位素组成:^(208)Pb/^(204)Pb=38.583~39.182,平均38.943;^(207)Pb/^(204)Pb=15.635~15.683,平均15.657;^(206)Pb/^(204)Pb=18.714~19.276,平均18.937。综合全方位对比法、三参数法和模式图解法,认为研究区成矿物质具有岩浆和地层混合铅的特征,也有部分幔源铅的加入。研究矿区发生的过大规模的双源成矿流体作用以及流体的多阶段演化,导致W-Cu-Mo-U成矿元素共生分异的现象。

右江盆地大际山U-(Mo)矿床围岩蚀变特征及微量元素迁移规律——对区域内U、Au成生关系的指示

位于扬子地块西南缘的右江盆地,是全球第二大的卡林型Au矿(共伴生有Sb、Hg、Tl异常/矿化)矿集区,有着滇黔桂“金三角”的美誉。值得注意的是,该区除发育Au(-Sb-Hg-Tl)矿床外,还产有大量赋矿岩性和控矿构造相似的U矿床(点),成矿特色鲜明。前人对该区Au矿开展了大量研究,而U矿研究较少,对U、Au的成生关系尚不清楚。基于此,文章选取右江盆地内典型的U矿床——大际山U-(Mo)矿床为研究对象,通过开展岩矿相学研究和地球化学分析,厘定了矿化的围岩蚀变为硫化、沥青质化、磷铝锶石化、硅化和伊利石化,揭示了矿化过程中Re、Tl、Mo、U、Cd、Ni、Co、As、Sb、MREE的相对富集。蚀变矿物组合及元素迁移规律约束大际山U-(Mo)矿床中成矿物质可能来源于牛蹄塘组,成矿流体应为还原性有机流体与地表-近地表酸性、氧化性流体的混合,矿质沉淀发生在低温、酸性、还原环境中。综合分析认为,右江盆地内U、Au分布特征及矿床成因具有明显差异,二者应是不同成矿事件的产物。

铀钼金属燃料辐照后微观结构变化研究进展

铀钼合金(U-Mo)是目前研究堆、空间堆和特种小型堆等堆用燃料的研究热点。辐照过程中燃料的微观结构会发生一系列改变,这可能影响反应堆运行期间的燃料性能。这些变化主要包括铀钼合金与基体相互作用层的形成、裂变产物的释放(主要是裂变气体的释放)以及高燃耗下铀钼合金晶粒的细化。本文总结了以上变化的主要特点和最新的研究进展。同时,提出了在先进检测技术有了较大发展的今天,对燃料辐照后微观结构变化的研究发展趋势。

铀钼共生矿加压碱法浸出试验

针对某低品位铀钼伴生矿复杂矿性的特点,开展了加压碱法浸出试验,分析了难处理铀钼伴生矿加压碱法浸出的主要反应原理及反应机理,查明了浸出的主要难点是硫化物包裹体中钼的有效浸出以及胶硫钼矿的有效破解溶解和氧化。试验结果表明,在矿石粒度-0.147 mm、总压0.7 MPa(氧分压0.5 MPa)、碱总用量16%(碳酸氢钠4%、碳酸钠12%)、反应温度110℃、浸出液固比1.5、反应时间3 h的条件下,尾渣中铀和钼的品位分别降至0.009%和0.125%以下,浸出率分别达到89.77%、84.62%以上。解决了包裹型难处理硫化钼的高效分解的难题,实现了铀、钼金属的高效回收,为该类型矿石处理提供了技术路线选择的依据。

宜昌地区埃迪卡拉纪陡山沱组硒的富集与地质意义

新元古代一早寒武世过渡时期发生了地质历史上第2次大氧化事件,沉积岩中的氧化还原敏感元素在这一时期出现不同程度的富集。分散元素硒是典型的氧化还原敏感元素,沉积岩中硒的富集可以指示海洋氧化环境的变化。为了讨论这一时期硒的富集与海洋氧化还原状态的关系,本文对宜昌地区陡山沱组第4段黑色页岩中的Se及其他氧化还原敏感元素进行了系统地分析。结果发现,Se含量范围1.0×10^(-6)~58.0×10^(-6),平均含量14.49×10^(-6),远高于Se的地壳丰度(0.05×10^(-6))。Se元素的富集同Co、Ag和V等都有不同程度的相关性。利用Mo-U关系指示了这一时期为缺氧环境。宜昌地区埃迪卡拉纪陡山沱组硒的富集作用与硫化水体波动、生物作用和不稳定的缺氧海洋环境有关,不同剖面的区域因素也造成了富集程度的不同。与前寒武纪的黑色页岩相比,Se含量发生了明显富集,暗示这一时期强烈的大陆风化输入,进一步指示大气的氧化。

沽源盆地大官厂铀钼多金属矿床成矿机理及成矿预测

沽源火山盆地是中国华北地块北缘一条重要的铀钼多金属成矿带——燕辽成矿带的重要组成部分,长期以来受到地学界的广泛关注。由于该带矿床多数产于火山岩中,其成因一直被认为是与火山岩有关的矿床。文中根据花岗岩原地重熔理论及大官厂矿区地质、地球物理资料特征,提出大官厂矿区其下隐伏有花岗岩体,成矿作用主要与隐伏的花岗岩有关;同时分析出本区隐伏花岗岩体的重熔界面隆起部位,指出该位置(背斜核部)是成矿最有利部位,推测可能隐伏有斑岩型钼矿床,为本矿区的找矿指明了新的方向。

河南罗山县母山钼矿床成矿作用特征及锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素年代学

母山钼矿床是大别山北缘地区斑岩型钼矿床的典型代表,以发育于花岗斑岩体内、外接触带的细网脉浸染型矿化为特征,并具有以岩体顶部由早期硅化形成的无矿石英核为中心的典型的斑岩热液体系蚀变分带模式。在无矿石英核的石英中,富气相包裹体和含石盐子矿物的三相包裹体共存,说明其原始岩浆流体曾发生过低压相分离。流体包裹体均一温度测试结果表明,成矿热液体系的冷却作用是Mo、Cu等成矿元素沉淀的重要原因。成矿岩体地球化学研究表明,母山成矿花岗斑岩体的特征是,低Sr(<400×10-6)、低Yb(1.8×10-6)、轻、重稀土元素分异强烈〔(La/Yb)N=32.13~68.69〕、Eu负异常中等—较弱(δEu=0.66~0.92)以及较高的(87Sr/86Sr)i值(0.70 962~0.71 076)和较低的εNd(t)值(-14.77^-13.36)。锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素精细年代学测试结果显示,母山成矿花岗斑岩的侵位年龄为(142.0±1.8)Ma,表明其是大别造山带碰撞造山后加厚陆壳部分熔融的产物,其成岩成矿时间比大别山地区早白垩世岩浆活动峰期(~130 Ma)早约10 Ma,代表了大别山地区较早的一次钼多金属成矿事件。

内蒙古太平川铜钼矿成矿斑岩时代、地球化学及地质意义

内蒙古太平川Cu-Mo矿床位于得尔布干成矿带北段额尔古纳地区,为新近发现的斑岩型矿床。矿区内发育环带状热液蚀变,由内向外主要为硅化-绢云母化和泥化。热液蚀变围绕花岗闪长斑岩分布,Cu-Mo矿化主要受控于硅化-绢云母化蚀变,主要分布在花岗闪长斑岩中。本文获得成矿斑岩岩浆锆石U-Pb谐和年龄为202±5.7Ma,指示该矿床可能形成于晚三叠世。同时在样品中也发现继承锆石(784Ma),表明该地区可能存在晚元古基底。成矿斑岩的元素地球化学数据表明,主量元素SiO2(65.86%～68.84%)>56%、Al2O3(15.18%～16.28%)>15%、MgO(0.84%～1.06%)<3%、Na2O/K2O>1;微量元素亏损重稀土,Sr(471×10-6～513×10-6)>400×10-6、Y(15.0×10-6～17.9×10-6)<18×10-6、Yb(1.27×10-6～1.81×10-6)<1.9×10-6,表明该花岗闪长斑岩具有明显的埃达克质岩石的地球化学特征。同时成矿斑岩具有相对高的SiO2、Yb含量和Th/Nb、Ce/Nb比值,而相对低的Al2O3、TiO2、MgO、Sr、Th含量和Th/Ce比值,这些特征与源于俯冲板片的埃达克岩相似。然而成矿斑岩(87Sr/86Sr)i(0.70943～0.71019)较大,εNd(t)为-3.4～-3.9,我们推测额尔古纳地块在岩浆上升过程中贡献了部分物质。结合区域构造演化,我们认为该矿区成矿斑岩岩浆形成于俯冲洋壳的部分熔融,矿床形成背景为早中生代蒙古-鄂霍茨克洋向额尔古纳地块俯冲的陆缘弧环境。

中国核动力院U-Mo合金燃料研究现状及进展

目前,U-Mo合金燃料是研究试验堆新一代燃料的研究重点。文章介绍U-Mo合金燃料在中国核动力研究设计院(NPIC)的研究现状和进展。NPIC于2006年正式开始研制U-Mo合金弥散燃料元件,几年间开展的研究工作主要有:U-Mo合金熔炼,γ相U-Mo合金粉末制备,(U-Mo)-(Al-Si)弥散燃料板制造工艺研究,U-Mo合金与基体材料、包壳材料和阻挡材料诸如Al、Nb、Zr、Mg等的相容性研究,Si添加到Al基体中对U-Mo/Al反应的影响以及U-Mo合金燃料成分分析及无损检测方法研究等。目前,NPIC已制备出基本满足要求的(U-Mo)-Al弥散燃料板,并计划于2010年前掌握满足技术要求的改进型(U-Mo)-Al弥散燃料板的制造技术。

西藏曲水县达布斑岩铜(钼)矿床成岩成矿年代学研究

本文采用锆石LA-ICP-MS微区U-Pb测年技术,对冈底斯成矿带东段曲水县达布斑岩Cu(Mo)矿床北部达布矿区含矿斑岩体、南部显角囊含矿花岗闪长斑岩岩体进行了年代学研究,通过对3件岩体样品中单颗粒锆石的分析,达布主矿体花岗闪长斑岩样品206Pb/238U年龄加权平均值为16.5±0.05Ma(n=15,MSWD=3),达布主含矿体二长花岗斑岩样品年龄为16.1±0.13Ma(n=15,MSWD=1.03),南部显角囊矿体花岗闪长斑岩年龄为16.2±0.04Ma(n=13,MSWD=0.0064)。对达布矿床斑岩Cu(Mo)矿床主矿体中4件辉钼矿样品,显角囊矿体中6件辉钼矿样品,分别进行了Re-Os同位素测试,等时线年龄分别为14.6±0.50Ma(MSWD=0.35,主矿体)、14.8±0.23Ma(MSWD=1.3,显角囊)。结合前人研究以及本次测年结果认为:1)达布斑岩铜(钼)矿床岩体侵位的年龄应限定在16Ma左右,成矿时代为14Ma左右,成矿时间差小于0.86Ma,与区域上"成矿瞬时发生"的成矿规律是一致的;2)矿床产出于印度-亚洲大陆板块后碰撞伸展环境。

河北沽源张麻井铀-钼矿床围岩SHRIMP锆石U-Pb定年及其地质意义

沽源-红山子铀成矿带河北沽源张麻井铀-钼矿床赋存在张家口组第三段流纹岩与流纹斑岩、石英斑岩的接触带附近，主要受隐爆角砾岩控制。研究表明，张麻井铀-钼矿床赋矿流纹岩、流纹斑岩和石英斑岩的锆石具有清晰的环带结构，Th／U比值高，属典型的岩浆成因锆石。SHRIMP锆石U-Pb测年结果显示，流纹岩12颗锆石的206pb／238U年龄变化范围为136144Ma，加权平均年龄为（138．6±1．4）Ma（MSWD=2．4）；流纹斑岩11颗锆石的206pb／238U年龄变化范围为136-145Ma，加权平均年龄为（140．2±1．6）Ma（MSWD=2．2）；石英斑岩11颗锆石的206pb／238U年龄变化范围为132～147Ma，加权平均年龄为（136．2±2．9）Ma（MSWD：1．8）。由此可见，流纹岩、流纹斑岩和石英斑岩的同位素年龄在误差范围内一致，指示火山喷发和斑岩就位发生在早白垩世早期，与滨西太平洋成矿域以火山岩为赋矿主岩的热液型铀矿的围岩形成时代一致，沽源一红山子铀成矿带早白垩世早期次火山岩与同期火山岩的接触带附近是寻找铀矿的有利空间。

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铀-钼合金中15种微量杂质元素

应用电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）测定了铀-钼合金中15种微量杂质元素。为消除作为基体存在的放射性铀的严重干扰,将试样（0.250 0 g）经硝酸加盐酸溶解后所得溶液（在2 mL体积中）通过用以聚氟乙烯为担体的磷酸三丁酯填充并预先经5 mol·L^-1硝酸平衡的色谱柱（高100 mm,内径6 mm）,即进行反相分配色谱柱上萃取分离,使铀离子留在柱上,而钼（Ⅵ）及15种元素的离子则在淋洗中洗脱而存在于淋洗液中。用所收集的淋洗液进行ICP-AES测定。对测定的分析条件及仪器的工作参数作了试验和优化,还进行了回收率及精密度试验,根据结果算得回收率及相对标准偏差（n=6）依次在93.8%～107.2%及2.9%～6.6%之间。

用离子交换法从某铀钼矿浸出液中回收与分离铀钼的研究

简要介绍了目前国内外铀、钼的吸附分离情况,针对某铀钼矿浸出液进行的离子交换法分离铀、钼的研究结果表明,采用大孔树脂B吸附铀钼—饱和氯化钠溶液转型—水解吸铀—氢氧化钠或氢氧化铵溶液解吸钼的解吸流程是可行的,可实现铀、钼的有效分离和回收。

闽北570隐爆碎屑岩型铀（银、钼）矿床成矿物理化学条件及物质来源研究

据产出在闽北中生代陆相长英质火山质中受陷爆碎屑岩控制，以铀、银、钼共生为特征的５７０矿床流包裹体及氢、氧同位素研究表明，５７０矿床成矿温度为１５０－１８０℃，成矿流体以富含ＨＣＯ３、Ｆ、ＳＯ４＾２－、Ｋ、Ｎａ等组分为特征，铀主要以ＵＯ２（ＣＯ３）２＾２－，ＵＯ２（ＵＯ３）３＾４－、ＵＯ２Ｆ４＾２－、ＵＯ２Ｆ３形式运移，成矿富集作用与两种不同成因水溶液（火山热液和大气降水）的混合有关。对火山岩。

红外吸收法和热导法测定铀钼合金中氧和氮

采用氧/氮分析仪对铀钼合金中氧、氮的测定方法进行了研究,并以高纯氦气作载气,脉冲加热—红外吸收法/热导法分别测定了氧和氮的含量。在研究取样量、助熔剂、加热功率、加热时间和积分时间等对氧、氮的测定影响的基础上优化了工作参数。当称样量约为0.05 g,以镍篮为助熔剂,加热功率为5.0 kW,加热时间为80 s时,氧、氮的测定范围分别在0.001 2%～0.304%和0.002 0%～0.068 4%(质量分数)之间,线性相关系数大于0.998;相对标准偏差分别小于5%和8%。

四川盆地五峰组—龙马溪组页岩U-Mo协变模式与古海盆水体滞留程度的判识

古海盆海水的氧化还原条件和滞留状况可通过沉积物中微量元素的富集程度来指示。本文利用页岩中U、Mo微量元素含量,研究了五峰组和龙马溪组沉积时期四川盆地的水体滞留情况。龙马溪组页岩在厌氧环境中Mo/TOC平均值为15,接近于半滞留海盆。且随着还原程度的增强,U、Mo富集系数趋于增加,但海水中较低的Mo浓度限制了Mo/U比值的继续增加,稳定在1倍海水值左右,指示龙马溪期四川盆地属于半滞留海盆。五峰组页岩Mo/TOC平均值为4.7,接近于黑海(4.5)这样的强滞留环境。U、Mo富集系数明显小于龙马溪组,在缺氧的环境中未表现出随富集系数增大Mo/U比值增大的趋势,且Mo/U比值低于正常海水值,表明五峰组沉积时期海盆的滞留程度要比龙马溪组沉积时期强烈,属于强滞留环境。五峰组沉积时期强烈的海盆滞留导致水体交换速度缓慢,形成了有利于有机质保存的缺氧环境,而龙马溪组沉积时期海平面上升造成的缺氧环境控制了半滞留海盆有机质的富集。

铀钼矿硫酸焙烧提取铀钼

采用硫酸焙烧-水浸法强化过程高效提取铀钼矿中的铀钼,运用单因素试验考察焙烧过程参数对铀钼浸出率的影响。结果表明:硫酸焙烧过程推荐参数为酸矿质量比0.5:1、硫酸浓度82%、焙烧温度270℃、焙烧时间120 min。优化条件下验证实验所得焙烧熟料水浸后铀钼浸出率可达92%～93%和81%～84%,较现有低温直接酸浸过程铀浸出率(85%～90%)有一定提高,钼浸出率(45%～50%)有大幅提高。对原矿、焙烧熟料、浸出渣物相进行XRD分析后发现,铀钼矿经过硫酸焙烧和水浸后主要组分已由原矿中铝硅酸盐和SiO_2转变为浸出渣中SiO_2。

西藏沙让斑岩钼矿床锆石SHRIMP定年和角闪石Ar-Ar定年及其地质意义

采用SHRIMP锆石微区U-Pb测年及角闪石40Ar-39Ar测年对冈底斯成矿带东段工布江达县沙让斑岩钼矿区的角闪石闪长岩体进行了年代学研究。对角闪石闪长岩中单颗粒锆石11个样品点分析,其206Pb/238U年龄范围在(45.39±0.77)～(52.7±3.3)Ma之间,加权平均值为(47.17±0.41)Ma,(n=11,MSWD=2.0)。对角闪石样品采用40Ar-39Ar阶段升温测年,年龄谱呈马鞍形,说明角闪石样品存在过剩氩,加权平均年龄(55.10±0.79)Ma不具地质意义,最低坪年龄(53.25±0.60)Ma接近但大于角闪石的结晶年龄。综合前人研究结果,笔者认为:①角闪石闪长岩体形成年龄为(53.25±0.60)Ma,属于喜马拉雅期,相当于始新世,岩体侵入时间早于含矿主岩体斜长花岗斑岩的形成时间。②受后期花岗斑岩体侵入热事件的影响,锆石的蜕晶化作用导致年龄偏小,角闪石Ar-Ar法最低坪年龄基本代表成岩年龄。③斑岩钼矿的形成与主碰撞期岩浆底侵作用有关,始新世早期,冈底斯成矿带的地壳已经增厚到可以产生地壳熔融的厚度,形成斑岩钼矿。④冈底斯成矿带存在40～65Ma的主碰撞期,显示出念青唐古拉成矿带具有良好的寻找斑岩型钼矿-矽卡岩型多金属矿的潜力。

云南澜沧老厂花岗斑岩锆石SHRIMP定年及其地质意义

澜沧老厂矿山继上世纪80年代末在钻孔中揭露到花岗斑岩细脉以来,2007年又在ZK153101、ZK14827中揭露到厚大的斑岩脉及主岩体。为了查明隐伏花岗斑岩体的年代,本文应用锆石SHRIMP U-Pb同位素法对老厂花岗斑岩进行了精确的定年,获得的加全平均年龄为44.6±1.1Ma,代表花岗斑岩的结晶年龄。继承锆石的年龄为529.3±13Ma,可能反映了岩浆的源岩年龄。年代学研究表明,花岗斑岩形成于始新世,为老厂斑岩型钼矿的成矿母岩。澜沧老厂斑岩钼矿的成岩成矿作用发生在新生代陆内碰撞造山的主碰撞阶段,与三江地区新生代斑岩型矿床成矿高峰期吻合。澜沧老厂的成岩成矿表明"三江"地区在澜沧江断裂以西也存在新生代斑岩成矿作用。