砂岩铀矿体定位条件的铀、钍含量及其放射性同位素研究

以512矿床为例,研究了砂岩铀矿体铀、钍含量及其放射性同位素分布规律,由此讨论铀矿体的定位条件。结果表明:①在整个层间氧化带中岩石的钍含量变化不大,表现出钍化学性质的不易被淋洗、迁移、富集的惰性特征;②铀含量从强氧化带到弱氧化带直至矿化带逐渐升高,由矿化带到还原带逐渐降低,铀含量分带性反映了氧化环境铀溶解迁移、还原环境水解沉淀的过程;③铀含量大于100μg/g是砂岩铀矿体的定位条件;④放射性同位素比值作为铀矿体定位条件因矿体所处时期不同而不同;后期矿体放射性同位素定位条件为1≤234U/238U≤2,0≤230Th/238U≤0·2,234U/230Th>1;前期铀矿体放射性同位素定位的标准为0·75≤234U/238U≤1,0·5≤230Th/238U≤1。     

一次分解试样测定地质样品中~(230)Th,~(232)Th和~(234)U/~(238)U,~(230)Th/~(232)Th

试验了用~(234)Th示踪,一次分解试样测定~(234)Th,~(232)Th和~(234)U/~(238)U,~(230)Th/~(232)Th的快速方法。试样经Na_2O_2熔融分解,并以P350萃取色层法分离铀、钍。然后分别电沉积制备无自吸收铀、钍α源进行α谱测量。本法适用于铀矿石、岩石和土壤试样的测定。     

塔里木盆地北缘日达里克铀矿床后生蚀变特征及其铀矿成因意义

日达里克铀矿床为塔里木盆地北缘新近系铀矿找矿成果的典型代表,其成因研究可为相同地区、构造背景、层位的铀矿找矿工作提供借鉴。文章在介绍区域地质背景的基础上,对日达里克铀矿床及典型矿带进行详细解剖,对含矿主岩后生蚀变分带及其岩石地球化学特征进行研究,浅析后生蚀变成因,综合判断矿床成因类型。研究显示,日达里克铀矿床产出有多个矿带,各矿带赋矿砂体均可划分为发育高岭土化的灰白色岩石类型、发育褐铁矿化的褐黄色岩石类型及未见明显蚀变特征的灰色岩石类型。赋矿砂体岩性-地球化学分带自西向东可划分为氧化蚀变带、氧化还原过渡带及原生未蚀变带,其中氧化蚀变带包括灰白色岩石类型、褐黄色岩石类型,氧化还原过渡带包括褐黄色岩石类型、灰色岩石类型,原生未蚀变带包括灰色岩石类型。主要地球化学指标显示氧化还原过渡带高w(U)、w(Mo)、w(Se)、w(Ga)、w(V)、w(Re)、w(Fe)、w(C_有)、w(S)及Fe³⁺/Fe²⁺值,氧化蚀变带相对高w(Mo)、w(Se)、w(Ga)、w(V)及Fe³⁺/Fe²⁺     

用萃取色谱法测定地质样品中的铀和钍

本文推荐一种用萃取色谱法测定地质样品中的铀和钍的方法。溶样后，用Fe(OH)3沉淀法预富集铀和钍，再用UTEVA树脂分离，使分离的铀和钍电沉积在不锈钢圆盘上，再用α能谱法测定。用晶质铀矿、珊瑚和花岗岩标准物质评价该法。测得的铀和钍含量及^234U/^238U和^230Th/^234U活性比值与标准值十分一致。发现钚的存在会干扰分离，但利用氨基磺酸亚铁还原就可解决此问题。该法的化学回收率与阴离子交换法相近，但萃取色谱法能用较少试剂进行较快分离。     

西澳大利亚州伊利里沉积铀矿床中铀系的非平衡态

在西澳大利亚州伊利里铀矿床现代潜水面之上所采集的矿石样品中,~(234)U/~(238)U和~(230)Th/~(234)U比值的加权平均值分别为1.38±0.10和0.83±0.28。后一个比值的相对变化较大。这是铀沉淀之后发生位移的证据。子元素的分离是由于钍和铀的迁移能力不同。为了解释矿床形成的动力学过程,从开放系统模式的角度评价了与解释这些所观测到的比值有关的因素。所观测到的非平衡态,为对从地质上及其它方面提出的假说作出定量的评价打下了基础。     

钍铀比值在判别铀成矿环境中的应用研究——以粤北书楼丘铀矿床为例

钍铀比值是反映铀成矿信息的重要参数,地面伽玛能谱钍铀比值(Th/U)、分量钍铀比值(FTh/U)可分别指示花岗岩地区构造蚀变带型铀矿浅部及深部的矿化信息,从多角度、多尺度呈现铀富集环境。本文重点探讨利用Th/U、FTh/U分别提取浅部和深部铀成矿信息的可能性,并在粤北书楼丘铀矿床已知勘探剖面进行方法有效性试验。试验结果表明:Th/U、FTh/U能分别指示浅表和深部铀成矿环境; Th/U、FTh/U与浅表、深部铀富集程度呈负相关,且建立了钍铀比值与铀富集程度间的判别关系; FTh/U除与深部铀富集程度相关外,还与铀矿体中心埋深有关,FTh/U幅值越大,矿体埋深越深,并进一步建立FTh/U幅值与矿体中心埋深间的半定量关系式。综上,利用钍铀比值法在书楼丘外围开展铀成矿有利地段预测,并取得较好应用效果,成功预测4片浅部、5片深部铀成矿有利地段,其中FTh/U-2号深部异常已被钻探工程揭露证实。本次研究对书楼丘地区下一步找矿工作的部署与开展具有重要借鉴意义。     

TIMS测定铀矿石样品中^234U/^238U、^230Th/^232Th、^228Ra/^226Ra的方法研究

研究了TIMS测定铀矿石样品中234U/238U、230Th/232Th、228Ra/226Ra的方法。建立了铀矿石密闭混酸一次溶样的方法和采用阴离子、阳离子和Sr特效树脂逐级离子交换分离纯化U、Th和Ra的流程,满足了TIMS测量要求。测定结果表明：100～1000 ng的天然铀中234U/238U,其测量精密度从静态多接收的2.34%提高到动态多接收的0.47%;对230Th与232Th丰度接近、质量为1μg左右的钍,采用三带点样技术和法拉第多接收技术测定230Th/232Th,其内精度平均值为0.0048%,外精度为0.028%;采用单带加钽发射剂,ETP跳峰测定50～100 fg镭-228稀释剂中的228Ra/226Ra,其内精度小于0.10%,外精度小于0.20%。比较TIMS和HR-ICP-MS、α能谱法测定234U/238U、230Th/232Th、228Ra/226Ra结果,三者结果相吻合。TIMS测量法样品用量少、快速、准确、精密度高,是U、Th、Ra同位素比值测定方法的又一补充。     

钍铀比值在判别铀成矿环境中的应用研究 ——以粤北书楼丘矿床为例

钍铀比值是反映铀成矿信息的重要参数,地面伽玛能谱钍铀比值（Th/U）、分量钍铀比值（FTh/U）可分别指示花岗岩地区构造蚀变带型铀矿浅部及深部的矿化信息,多角度、多尺度呈现铀富集环境。本文重点探讨利用Th/U、FTh/U分别提取浅部和深部铀成矿信息的可能性,并在粤北书楼丘铀矿床已知勘探剖面进行方法有效性试验。试验结果表明：Th/U、FTh/U能分别指示浅表和深部铀成矿环境;Th/U、FTh/U与浅表、深部铀富集程度呈负相关,且建立了钍铀比值与铀富集程度间的判别关系;FTh/U除与深部铀富集程度相关外还与铀矿体中心埋深有关,FTh/U幅值越大,矿体埋深越深,并进一步建立FTh/U幅值与矿体中心埋深间的半定量关系式。综上,利用钍铀比值法在书楼丘外围开展铀成矿有利地段预测,并取得较好应用效果,成功预测4片浅部、5片深部铀成矿有利地段,其中FTh/U-2号深部异常已被钻探工程揭露证实。本次研究对书楼丘地区下一步找矿工作的部署与开展具有重要借鉴意义。     

应用萃取色谱法测定地质样品中的铀和钍

应用萃取色谱法测定地质样品中的铀和钍已经开发出来，样品准备好之后，用氢氧化铁（Ⅲ）沉淀预富集铀和钍，然后用UTEVA树脂分离，分离后的铀和钍被电解淀积到不锈钢盘式压片机上后，用α-光谱测量法测量。应用沥青铀矿石、珊瑚和花岗岩参考物质对方法进行验证，被测定参考物质的铀、钍含量和^234U/^238U及^230Th/^234U活度比值均与推荐值一致，发现钚的存在干扰测定，但应用氨基磺酸亚铁还原后，消除了钚的干扰问题，该方法的化学回收过程与阴离子交换法相似，但萃取色谱法应用化学试剂少，分离速度更快、更迅速。     

粤北棉花坑(302)铀矿床围岩蚀变分带的铀矿物研究

粤北棉花坑(302)铀矿床是华南最大的花岗岩型铀矿床。本文以该铀矿床的一个代表性钻孔岩心为研究对象,利用电子探针对该钻孔中的铀矿物进行系统研究。该钻孔岩心具有明显的垂直围岩蚀变分带现象:从上到下可分为四个带,分别为:正常花岗岩或弱蚀变带(Ⅰ带);高岭石化、绢云母化带(Ⅱ带);强绢云母化、绿泥石化带(Ⅲ带);矿化带(Ⅳ带)。铀矿物类型也具有分带现象:Ⅰ带、Ⅱ带、Ⅲ带的铀矿物主要是晶质铀矿和铀钍石;矿化带Ⅳ带的铀矿物主要有沥青铀矿、铀石、钛铀矿、铀钍石四种类型。运用电子探针测年方法对不同蚀变带的晶质铀矿和沥青铀矿进行定年,获得晶质铀矿的化学年龄为165±3.1Ma,代表长江岩体的形成年龄;沥青铀矿的化学年龄可分为四组:~120Ma、~102Ma、~92Ma和~68Ma,代表矿区多期次的热液活动时间,也可代表粤北地区多期次铀成矿作用年龄,前三组可能代表早期铀成矿事件,第四组为主成矿期。广泛发育的热液蚀变促使U发生活化、转移,进而在有利空间富集成矿。对典型铀矿床作深入细致的蚀变分带研究工作,有助于提高对成岩成矿过程的认识。     

确定砂岩型铀矿矿化地段的铀、钍同位素证据

根据铀、钍同位素地球化学基本原理,对新疆伊梨盆地５１２矿床含矿砂岩的Ｕ、Ｔｈ含量及其＾２３４Ｕ／＾２３８Ｕ、＾２３０Ｔｈ／＾２３２Ｔｈ进行了测试,并在此基础上对含矿砂岩的氧化带、还原带和氧化还原过渡带特征进行了研究。研究表明,与氧化带、还原带相比,氧化－还原过渡带具有较高Ｕ含量和＾２３４Ｕ／＾２３８Ｕ比值,较低Ｔｈ／Ｕ比值;矿石样品中的＾２３４Ｕ／＾２３８Ｕ、＾２３０Ｔｈ／＾２３８Ｕ比值位于过渡带     

水－岩反应的铀系不平衡判别

天然体系中水－岩反应的铀系不平衡判别,是基于水－岩反应使岩石中天然铀衰变系子体核素＾２３４Ｕ,＾２２６Ｒｂ和六价铀的选择性溶失,造成原始放射性平衡遭到不同程度破坏,因而可利用现今测得的岩石中３组核素放射性活度比值Ａ（＾２３４Ｕ）／Ａ（＾２３８Ｕ）,Ａ（＾２３０Ｔｈ）／Ａ（＾２３４Ｕ）和Ａ（＾２２６Ｒａ）／Ａ（＾２３０Ｔｈ）反演判别该岩石曾经历了近代水－岩反应的大致强度和出现,持续时间,这是近十余年     

Uranium series disequilibria in the sedimentary uranium deposit at Yeelirrie,Western Australia

The weighted mean values of the ²³⁴U/²³⁸U and the ²³⁰Th/²³⁴U ratios in ore samples collected above the modern water table of the Yeelirrie uranium deposit in Western Australia are 1.38 ± 0.10 and 0.83 ± 0.28, respectively. The relatively larger variability in the latter ratio is evidence for the translocation of uranium subsequent to deposition. Daughter product separation is due to differences in the mobilities of the thorium and uranium species. Factors involved in interpreting the observed ratios, in terms of the dynamics of the accumulation of the deposit, are assessed in terms of an open system model. The observed disequilibria provide a quantitative basis for the evaluation of hypotheses developed from geological and other considerations.     

诸广山中段“三九”地区铀矿放射性同位素特征及找矿潜力

“三九”地区位于诸广山复式岩体中段,隶属华南花岗岩型铀矿富集区。放射性同位素及其比值是反映铀成矿信息的重要参数,可直接反映浅部到深部的铀、镭富集的地球化学特征及其迁移规律。本文重点探讨“三九”地区不同地段、不同含量、不同埋深和不同矿体部位的²³⁸U、²³⁴U、²²⁶Ra、²³⁰Th和²³¹Pa同位素特征及其比值,分析铀、镭迁移富集规律。结果表明：“三九”地区铀矿体由近地表至深部铀镭平衡系数具有高-低-高变化特征;U元素的相对富集、Th元素相对减低及其U/Th比值的急剧升高等特征,与U、Th丰度区间具有明显分带特征关系密切;当地表有矿化或异常显示且浅、深部有工业矿时,其同位素组成具有铀、镭同时迁出,且铀大量迁出特征;当地表无异常显示时,其同位素组成具有铀大量迁出、镭明显迁入特征。大于1的²³⁴U/²³⁸U比值可有效指示找铀矿化。综上,利用放射性同位素及其比值法在“三九”地区预测深部铀成矿有利地段,取得较好应用效果,其中九龙江、石壁窝和木...     

Th/U/U and Pa/U ages from a single fossil coral fragment by multi-collector magnetic-sector inductively coupled plasma mass spectrometry

The ²³⁰Th/²³⁴U/²³⁸U age dating of corals via alpha counting or mass spectrometry has significantly contributed to our understanding of sea level, radiocarbon calibration, rates of ocean and climate change, and timing of El Nino, among many applications. Age dating of corals by mass spectrometry is remarkably precise, but many samples exposed to freshwater yield inaccurate ages. The first indication of open-system ²³⁰Th/²³⁴U/²³⁸U ages is elevated ²³⁴U/²³⁸U_initial values, very common in samples older than 100,000 yr. For samples younger than 100,000 yr that have ²³⁴U/²³⁸U_initial values close to seawater, there is a need for age validation. Redundant ²³⁰Th/²³⁴U/²³⁸U and ²³¹Pa/²³⁵U ages in a single fossil coral fragment are possible by Multi-Collector Magnetic Sector Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (MC-MS-ICPMS) and standard anion exchange column chemistry, modified to permit the separation of uranium, thorium, and protactinium isotopes from a single solution. A high-efficiency nebulizer employed for sample introduction permits the determination of both ²³⁰Th/²³⁴U/²³⁸U and ²³¹Pa/²³⁵U ages in fragments as small as 500 mg. We have obtained excellent agreement between ²³⁰Th/²³⁴U/²³⁸U and ²³¹Pa/²³⁵U ages in Barbados corals (30 ka) and suggest that the methods described in this paper can be used to test the ²³⁰Th/²³⁴U/²³⁸U age accuracy.Separate fractions of U, Th, and Pa are measured by employing a multi-dynamic procedure, whereby ²³⁸U is measured on a Faraday cup simultaneously with all minor isotopes measured with a Daly ion counting detector. The multi-dynamic procedure also permits correcting for both the Daly to Faraday gain and for mass discrimination during sample analyses. The analytical precision of ²³⁰Th/²³⁴U/²³⁸U and ²³¹Pa/²³⁵U dates is generally better than ±0.3% and ±1.5%, respectively (2 Relative Standard deviation [RSD]). Additional errors resulting from uncertainties in the decay constant for ²³¹Pa and from undetermined sources currently limit the ²³¹Pa/²³⁵U age uncertainty to about ±2.5%. U isotope data and ²³⁰Th/²³⁴U/²³⁸U ages agree with National Institute of Standards and Technology (NIST) reference materials and with measurements made by Thermal Ionization Mass Spectrometry (TIMS) in our laboratory.     

某花岗岩型铀矿床中铀系核素和类比元素迁移特征──高放废物处置库安全评价的天然类比研究

某花岗岩型铀矿床中铀天然衰变系长寿命核素和类比微量元量，自该矿床５１Ｍａ前生成以来，未向周围花岗岩中发生远距迁移，铀矿体及近矿岩石至今仍处于化学封闭状态。矿石、岩石裂隙处局部出现有核素、元素迁移和沉淀，因裂隙细小且大多充填有粘土矿物等，迁移距离不足２５－３０ｍ，且仅发生在距今１０－１０６ａ及至今时距内。     

324铀矿床近地表矿体中长寿命铀系核素和类比微量元素迁移特征

对一近地表铀矿体中某些铀系长寿命核素的放射性平衡状态和１４种微量元素迁移特征研究得出，自该铀矿床６３Ｍａ前生成至今，仅近１Ｍａ来，当上覆花岗岩遭剥蚀使矿体近地表时，矿石中天然放射性核和微量元素才因水－岩反应沿围岩破碎带，裂隙发生迁移；裂隙两侧岩石受水－岩反应影响的范围较小，裂隙面的化学组分以溶失为主，裂隙两侧粘土化花岗岩中则以核素、元素的扩散和吸附为主，最后阐述了本研究结果对高放废物处置库安全评价     

Pleistocene climatic change in Southern Australia and its effect on speleothem deposition in some Nullarbor caves

Activity ratios of ²³⁴U/²³⁸U, ²³⁰Th/²³⁴U, and ²³⁰Th/²³²Th have been determined for calcite, gypsum and halite speleothems from caves of the Nullarbor Plain, mostly in the area N and NW of Mundrabilla Station, for the purpose of U-series dating. All calcite speleothems contain adequate amounts of uranium for dating, but some show an excess of ²³⁰Th. Stratigraphic relationships indicate that there were at least three phases of calcium carbonate deposition in the Nullarbor caves. The calcite samples, with one possible exception, have ages in excess of ca. 400000 yrs BP. This suggests that no significant amounts of calcium carbonate deposition have taken place during the last 400ka. At present, active deposition of speleothems is restricted almost entirely to gypsum and halite. The only gypsum speleothem dated was found to have a finite age of ca. 185 ka. Six dates on a small halite speleothem containing insect and arachnid remains indicate that it formed rapidly during Holocene time.     

高分辨电感耦合等离子体质谱法测定铀矿石样品中234U/238U、230Th/232Th和228Ra/226Ra同位素比值 

采用氢氟酸-硝酸-盐酸混合酸密闭消解含铀矿石样品,用阴离子交换树脂、阳离子交换树脂和锶特效树脂逐级分离富集铀、钍和镭。使用高分辨电感耦合等离子体质谱(HR-ICPMS)测定分离纯化液中234U/238U2、30Th/232Th和228Ra/226Ra同位素。比值的测量精密度取决于比值的大小和对应核素浓度的大小。对质量浓度为10 ng/mL天然铀测量液,234U/238U的测量精密度优于1.2%;对230Th质量浓度为0.6ng/mL且230Th和232Th质量浓度接近的测量液,230Th/232Th的测量精密度为1.2%;对228Ra质量浓度为0.48 pg/mL且228Ra和226Ra质量浓度接近的测量液,228Ra/226Ra的测量精密度为4.0%。