自动矿物分析技术在鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿矿物鉴定和赋存状态研究中的应用

鄂尔多斯盆地是我国重要的砂岩型铀矿成矿区之一。铀矿物赋存状态研究对砂岩型铀矿的成因认识、找矿勘查及选冶开采具有重要意义,但其矿物组成复杂,铀矿物粒度细小、种类繁多且赋存状态多样,致使研究初始的鉴定阶段就存在难点。目前普遍使用放射性照相法和电子探针(EMPA)两种方法开展铀矿物鉴定分析工作。放射性照相可一次性得到光片中所有铀矿物赋存位置、赋存状态和放射性形态,但无法鉴定矿物种类,耗时较长且需在暗室中进行;电子探针可得到铀矿物背散射图像和各元素含量,但在高倍数下薄片中寻找含量少、粒度小的铀矿物费时费力,并且在黑白背散射图像中无法快速判断伴生矿物种类。本文以鄂尔多斯盆地北缘-南缘-西缘砂岩型铀矿为研究对象,将自动矿物分析系统(AMICS)运用于砂岩型铀基础研究中,结合扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)鉴定出研究区铀矿物有铀石、晶质铀矿、沥青铀矿和硅钙铀矿,黄铁矿和钛氧化物与铀矿物关系密切,识别出其他伴生矿物还有石英、金红石、长石、云母、高岭石等。本文建立的AMICS-SEM-EDS分析方法,实现了铀矿物及其共生矿物组合的快速识别鉴定和赋存状态研究。     

松辽盆地西南部DL铀矿带铀赋存状态及矿物组成特征

DL铀矿带是松辽盆地近年找矿的新发现。文章利用扫描电镜、电子探针和自动矿物参数定量分析系统等测试手段对该区矿石样品进行了铀赋存状态研究,结果表明:研究区铀主要以沥青铀矿、含锆铀矿物、含钛铀矿物等独立铀矿物以及黏土吸附、有机质吸附、锐钛矿吸附等吸附铀形式存在,铀矿物呈微粒状、细脉状、块状和团块状产出,空间上与磷灰石、硒铅矿、黄铁矿、有机质和碳酸盐等关系密切,与周边铀矿床的铀存在形式略有差别,其中含锆铀矿物在砂岩型铀矿中属首次发现。矿物组成以石英、长石、黏土矿物和碳酸盐为主,此外还有一定量的钛铁氧化物、重晶石、铁氧化物和少量独居石、磷钇矿、硒铅矿等副矿物。利用电子探针的铀定量分析数据和自动矿物参数定量分析系统的铀矿物定量分析数据,首次定量计算了不同存在形式铀的分布率,结果显示:独立铀矿物中沥青铀矿和含锆铀矿物的分布率最高,吸附铀以黏土矿物吸附占优势,有机质和锐钛矿吸附次之。铀赋存状态及矿物组成的精细厘定对矿床成因与选冶工艺研究等具有重要意义。     

二连盆地哈达图砂岩型铀矿铀的赋存状态研究

二连盆地哈达图铀矿床是近年来发现的大型可地浸砂岩型铀矿床,研究该矿床铀的赋存状态直接关系到铀的矿床成因研究及地浸开采,具有重要意义。通过电子探针、扫描电镜、α径迹蚀刻等分析方法研究哈达图矿床铀的赋存状态,结果表明,铀主要以超显微状(粒径1μm)、显微状(粒径1～1.5μm)铀矿物及其集合体形式吸附在黏土矿物、黄铁矿及有机质表面。识别出的铀矿物有沥青铀矿、铀石、铀的磷酸盐,另有部分超显微状铀矿物因粒径较小而无法定名。此外,还有少量铀以含铀矿物形式存在如含铀稀土矿物、独居石、锆石、钍石等。     

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床目的层岩石学及铀存在形式

中侏罗统直罗组下段下亚段是纳岭沟铀矿床的主要含矿层位,该层段发育辫状河沉积体系,砂体连通性、渗透性好,富炭屑、黄铁矿等还原质,具有良好的铀成矿条件。本文通过显微镜下观察、X射线衍射分析、扫描电镜等分析测试手段,对纳岭沟铀矿床直罗组下段下亚段砂岩岩石学特征进行研究,观察含铀矿目的层砂岩中的蚀变现象及蚀变矿物特征,探究黏土矿物、黑云母等矿物的蚀变转化关系。通过α蚀刻径迹、电子探针实验等分析测试手段,对纳岭沟铀矿床铀矿物的成分类型和存在形式进行探究。探讨含铀矿层砂岩岩石学特征与铀矿物存在形式之间的关系,发现纳岭沟铀矿床铀的富集、赋存形式、成分类型与含矿砂岩中的矿物蚀变转化中的物质交换密切相关,纳岭沟铀矿床铀成矿是受古层间氧化带控制,叠加了后期热液流体改造作用的结果。     

松辽盆地白兴吐铀矿床热液蚀变及物质组成研究

显微镜下矿石薄片鉴定和铀矿物电子探针分析显示,白兴吐铀矿床发育高岭石化、碳酸盐化、黄铁矿化、水云母-绢云母化和赤铁矿化等中低温热液蚀变;矿石的铀矿物主要为铀石,少量沥青铀矿,以及部分含钛铀矿物,矿石普遍富含磷和钛。铀矿物与热液成因的胶状、团块状和莓状黄铁矿、铁白云石、赤铁矿等共生。这些特征表明,该矿床的工业铀矿化与热液作用关系密切。     

鄂尔多斯盆地北部铀矿床铀矿物赋存状态及富集机理

为了进一步深化铀矿物的富集机理.利用α径迹放射性照相、扫描电镜、电子探针等方法对鄂尔多斯盆地北部铀矿床中铀矿物的赋存状态进行了系统研究.发现该区铀矿物主要为铀石，少量沥青铀矿和含铀钛矿物.沉积-成岩期碎屑铀矿物赋存在碎屑颗粒内部，吸附在锐钛矿周围，为铀储层中预富集的铀.成矿期铀矿物大部分赋存在碎屑颗粒填隙部位，与黄铁矿、碳质碎屑相伴生，与石英颗粒及方解石胶结关系密切；部分吸附在包裹碎屑颗粒的蒙脱石薄膜上.另外发现了，沥青铀矿-赤铁矿-黄铁矿的矿物组合，以及硒铅矿（PbSe）和白硒铁矿（FeSe₂）与铀矿物相伴生，并伴有REE含量明显升高.分析得出，沥青铀矿形成于成矿早期，氧化酸性流体与还原碱性流体的过渡界面，偏向于氧化酸性一侧；而铀石主要形成于成矿晚期的还原碱性环境.双重铀源供给、丰富的还原介质、多源流体的耦合，局部的热液流体叠加改造，共同造就了鄂尔多斯盆地北部大矿、富矿的形成.      

α径迹蚀刻方法在砂岩型铀矿研究中的应用——以通辽地区砂岩铀矿为例

α径迹蚀刻法应用于铀矿研究,可简便有效地研究岩石、矿石中铀的分布状况、存在形式等,寻找岩石和矿石中颗粒细小的铀矿物,研究与铀矿化相关的蚀变作用等。以通辽地区砂岩型铀矿为例,利用α径迹蚀刻法对矿石中铀的分布形式,铀的富集规律进行研究,根据矿石的α径迹特点得出铀以分散吸附状态和铀矿物两种形式存在,后者通常与碳酸盐化、黄铁矿化相伴随。     

赣南6722铀矿床钛铀矿—晶质铀矿—铀石—沥青铀矿显微共生组合的厘定及成因意义

通过235U诱发裂变径迹及电子探针测试综合研究,在6722铀矿床的含矿隐爆角砾岩胶结物中首次发现钛铀矿—晶质铀矿—铀石—沥青铀矿显微共生组合。这样一种在1 cm2(光薄片)范围内分布,而且不存在任何脉状相互穿插现象的钛铀矿—晶质铀矿—铀石—沥青铀矿显微共生组合表明其形成于同一成矿物理化学体系中。根据UO2—TiO 2—H2O体系稳定场,确定6722铀矿床中钛铀矿—晶质铀矿—铀石—沥青铀矿显微共生组合形成温度范围为250~350℃,属中—高温热液成因。     

α径迹蚀刻方法及其在砂岩型铀矿中的应用——以HJQ砂岩型铀矿为例

α径迹蚀刻法是用感光胶片的片基记录放射性元素衰变产生的α粒子所造成的辐射损伤,经化学蚀刻扩大径迹的方法,多应用于铀矿研究,可简便有效地寻找岩石和矿石中颗粒细小的铀矿物并研究铀的分布状况、存在形式等,具有简单易行,灵明度高等优点。以HJQ地区砂岩型铀矿为例,利用α径迹蚀刻法对矿石中铀的分布形式研究,得出铀以分散吸附状态、铀矿物2种形式存在,为研究本地区铀成矿作用具有重要的理论与现实意义。     

惠安堡地区铀矿中铀的存在形式及共生矿物组合特征

通过对惠安堡地区的铀矿石进行放射性径迹照相及显微研究,认为其铀的赋存形式以吸附态为主,少量为铀矿物。铁钛氧化物中多见疏密不一的α径迹,少量含有细小的沥青铀矿,认为铁钛氧化物为铀的重要富集剂。矿石的电子显微镜研究表明,富矿石中存在8种矿物组合。矿石的全岩铀铅同位素年龄测定表明,其成矿时代为新近纪中新世晚期,说明成矿作用与喜山运动的区域抬升有关。     

赣南富城花岗岩中显微-超显微晶质铀矿的厘定及成因

通过显微镜下观察和电子探针成分分析,厘定了存在于赣南富城强过铝质产铀花岗岩黑云母、白云母、长石中的显微晶质铀矿。根据其成分及矿物组合特征并结合U-Pb同位素年龄测定判明其属原生成因。此外,采用核诱发裂变径迹法,根据白云母探测器上存在的星点状裂变径迹中心,判断造岩矿物(长石、石英)中可能存在超显微级的晶质铀矿核晶。花岗岩中原生晶质铀矿的存在一方面印证了U在Si-O聚合程度增高的花岗岩浆中易与O2-结合形成铀-氧配位多面体的化学键能理论,另一方面也成为花岗岩具有较高产铀能力的地球化学标志之一。     

裂变径迹法及其在铀矿地质研究中的初步应用

利用矿物或岩石中铀、钍裂变的碎片径迹来测定铀、钍含量及矿物年令的方法,是裂变径迹法在地质上的应用途径之一。早在1939年就发现铀在受到热中子轰击下,会产生裂变,但一直到1962年普赖斯(Price)等人用蚀刻法把裂变径迹扩大到可用普通光学显微镜进行观察研究之后,裂变径迹法才开始应用到地质研究上来。我国是在最近几年才开始开展这项工作的。1978年我们初次尝试使用诱发裂变径迹法(同时配合其他方法,如重砂分析、中子活化分析和电子探针分析等)确定岩石矿物的铀含量和了解铀在岩石矿物中的配分状况,初步获得了一些有益的结果。     

XRF半定量分析技术在矿石光片鉴定中的应用

偏光显微镜反光镜下鉴定金属矿物是最常用、最快捷有效的方法,然而鉴定结果容易受到鉴定者主观因素或磨片情况的影响。为了更快速、准确地在反光镜下鉴定矿物,利用XRF半定量分析技术快速、无损、前处理简单等特点,以及磨平抛光的矿石矿物在半定量分析过程中能较好地避免楔入效应和阴影效应的有利因素,采取了先用XRF半定量分析测得的结果去反推矿物,再在显微镜下鉴定矿物的方法。以多金属硫化物矿石、含铀多金属矿石及含微量铀的矿石样品为例进行鉴定,结果表明,在鉴定前知道光片上的元素及其质量分数,通过地球化学方法和经验法反推矿物,结合显微镜观察需要鉴定的矿物,可有效避免忽略掉透明/半透明矿物（锡石）、小粒径矿物（沥青铀矿）、易混淆矿物（铀黑）,提高光片鉴定工作的效率和准确性。     

二连盆地哈达图铀矿床铀的赋存状态研究

正二连盆地哈达图铀矿是近年来新发现的大型可地浸砂岩型铀矿。研究该矿床铀的赋存状态直接关系到铀的地浸开采及矿床成矿机理研究。鉴于早期工业钻孔数量较少,因此有必要对该矿床铀的赋存形态进行较系统研究。本文通过α径迹蚀刻、电子探针、扫描电镜等分析方法,对哈达图矿床铀的赋存状态展开研究。     

四川盆地东北部砂岩型铀矿石及铀的存在形式特征研究

四川盆地东北部砂岩型铀矿含铀层位为下白垩统苍溪组,主要矿化产在苍溪组第一韵律层下部砂岩或砾岩层中。岩矿鉴定表明,主要含矿岩性为细—中粒砂岩,砂岩矿物碎屑主要为石英,胶结物主要为方解石,含少量黄铁矿。扫描电镜和电子探针分析表明,含矿岩石中除了矿物碎屑石英、胶结物方解石和黄铁矿外,还含有钛铁矿、方铅矿和铀石。铀石为岩石中铀的主要存在形式,少量铀以沥青铀矿形式存在。     

赣中紫云山花岗岩晶质铀矿的电子探针U-Th-Pb化学定年

紫云山岩体是赣中地区与钨铀成矿关系极为密切的过铝质花岗岩体,但目前该岩体的成岩时代尚不明确.通过偏光显微镜、扫描电镜、电子探针等手段,首次开展了紫云山花岗岩中赋存晶质铀矿的精细矿物学研究.结果表明:晶质铀矿主要赋存于黑云母之中,少数被黄铁矿包裹,部分晶质铀矿被不同程度溶蚀和交代,表明晶质铀矿是本区花岗岩型铀矿的主要铀源矿物之一.利用电子探针U-Th-Pb化学定年法测得蕉坑单元 (J₃J)5颗晶质铀矿年龄为154.5~168.9 Ma,加权平均年龄为161.8±2.4 Ma (MSWD=0.26,n=26),庙前单元 (J₃M) 三颗晶质铀矿年龄为152.8~164.7 Ma,加权平均年龄为159.7±3.2 Ma (MSWD=0.2,n=15).获得的年龄与南岭地区主要含钨花岗岩的侵入时间高度一致,对应华南中生代大规模岩浆活动的第二阶段.晶质铀矿年龄与华南含钨花岗岩锆石U-Pb年龄非常一致,验证了过铝质富铀花岗岩中晶质铀矿电子探针定年方法的可行性.      

吐哈盆地苏巴什地区铀矿化特征及成矿规律研究

苏巴什铀矿点位于吐哈盆地艾丁湖斜坡带最西端,是近年在吐哈盆地新发现的铀矿点。通过岩心观察、化学分析、薄片、电子探针和扫描电镜等测试手段,对铀矿地质特征、物源、铀源、铀矿物赋存状态、氧化蚀变、粘土矿物等进行研究,结合前人成果,系统总结苏巴什铀成矿规律。研究表明,铀矿化产于中侏罗统西山窑组,主要呈板状,矿石矿物以铀的钛氧化物为主,铀石次之。铀矿化与层间氧化蚀变、有机质、粘土矿物密切相关,主要赋存于层间氧化蚀变带翼部灰色砂岩中。矿石中粘土矿物以伊利石为主,富含有机质,侏罗纪晚期到渐新世末期,构造活动引发富氧含铀流体渗入,形成完整的“补-径-排”流体成矿系统,最终导致铀成矿作用发生。分析苏巴什铀成矿规律,建立成矿模式,可为吐哈盆地及同类地区铀矿勘查和研究提供指导作用。     

新矿物中华铈矿Ba2Ce(CO3)3F

新近发现一种含钡和稀土的氟碳酸盐矿物,经电子探针、矿物化学、X-射线粉品、X-射线能谱、电子衍射、扫瞄电予显微镜和透射电子显微镜等分析,偏光显微镜和反光显微镜光性鉴定,差热分析以及显微硬度、比重和其他物理性质测定,确定是一种新矿物。     

花岗岩中晶质铀矿及其找矿意义

众所周知,相对于不产铀岩体来说,产铀岩体往往具有含铀量高,铀容易浸出的特点。50年代法国鲁博和科庞就注意到产铀岩体新鲜岩石中含有放射性强度很高的细小黑色矿物。后来到60年代用电子探针确定它为晶质铀矿。随着我国铀矿地质研究工作的进展,74年黄志章等在DK岩体光薄片中、75年欧振武和我们在C岩体的光薄片和人工重砂中,用乳胶照相、微比重、微化分析、x—光粉晶分析和电子探针方法确定了晶质铀矿。在M岩体工作的野外队同志也在那里发现有晶质铀矿。后来,在江西的H、E、I和J,广东的G、B,湖南的     

诸广三九矿田石壁窝矿区主要铀矿物电子探针定年

诸广中段三九矿田是新近发现的花岗岩型铀矿田,然而该区缺少铀矿物原位定年研究。本次研究以矿田南部石壁窝矿区铀矿石中铀矿物为对象,通过光学显微镜、扫描电镜（SEM）、X射线能量色散谱仪（EDS）和电子探针（EPMA）等手段,开展了铀矿物的矿物学研究。研究显示,晶质铀矿主要赋存于黑云母中,常呈不同程度溶蚀或交代状与石英、蚀变绿泥石、蚀变长石等矿物共伴生;沥青铀矿分布较广,常与黄铁矿、赤铁矿、硅质细脉等伴生。电子探针U-Th-Pb化学定年法测得铀矿石中晶质铀矿年龄为161.7～128.7 Ma,计算其加权平均年龄为（149.0±6.2） Ma (MSWD=3.9,n=6);测得沥青铀矿年龄为108.8～90.5 Ma,计算其加权平均年龄为（97.7±1.7） Ma (MSWD=0.99,n=5)。测得的晶质铀矿U-Pb年龄与前人的花岗岩锆石年龄相近,沥青铀矿形成年龄明显小于花岗岩结晶年龄,显示区内铀成矿存在较大岩矿时差。