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。     

基于平面物相的多种方法连用鉴定显微铀矿物

随着显微技术的发展和铀矿地质工作的日益深入,显微铀矿物、精细铀矿物学的研究越来越重要。本次研究介绍了5种基于平面物相的显微铀矿物鉴定方法,分别为偏光显微镜鉴定法、放射性照相法、α径迹蚀刻法、扫描电镜+电子探针法、X射线荧光半定量分析法、自动综合矿物分析仪分析法,且这5种方法可以相互连用、相辅相成的鉴定显微铀矿物,从而达到精细、直观的研究显微铀矿物的目的。XRF半定量分析法可帮助鉴定工作者提前了解光薄片中是否含铀矿物,偏光显微镜法鉴定显微铀矿物最基本且必不可少的方法,放射性照相和α径迹蚀刻法能掌握整个光薄片中的铀矿物分布状况、辅助偏光显微镜和扫描电镜鉴定铀矿物,并且为电镜下的原位微区分析提供明确的目标;扫描电镜和电子探针可以做到精细的研究显微铀矿物,与偏光显微镜连用可以直观的研究显微铀矿物;自动综合矿物分析系统结合其他方法可以全面、直观的掌握整个光薄片中的铀矿物。将这五种方法连用、综合应用,可以显著提高显微铀矿物的鉴定效率和水平,并将显微铀矿物的研究推向新的高度。     

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。     

相山铀矿田铀多金属成矿时代与成矿热历史

相山铀矿田的铀多金属矿化主要可划分为碱性铀矿化、酸性铀矿化、铅锌银铜矿化和金矿化四种类型。通过沥青铀矿和矿化岩石U-Pb等时线、黄铁矿Rb-Sr等时线、绢云母~(40)Ar-~(39)Ar同位素年龄测定,结合铀多金属成矿特征研究,厘定了相山铀矿田铀多金属成矿时代,确定铀多金属矿化的成矿时序为:碱性铀矿化、铅锌银铜矿化、金矿化、酸性铀矿化。锆石裂变径迹研究表明,相山矿田铀多金属矿化样品的锆石裂变径迹峰值年龄与U-Pb、Rb-Sr和~(40)Ar-~(39)Ar同位素年龄一致性良好,裂变径迹年龄(峰值年龄)可以限定热液铀多金属成矿热事件时代。碱性铀成矿热事件的锆石裂变径迹峰值年龄为119. 8～125. 6Ma;金成矿热事件和铅锌银铜多金属成矿热事件的锆石裂变径迹峰值年龄为106. 1～113. 8Ma;酸性铀成矿热事件的锆石裂变径迹峰值年龄为86. 7～100. 0Ma;新发现一期锆石裂变径迹峰值年龄为66. 4～78. 6Ma的热事件,该期热事件可能为相山矿田最晚一期酸性铀成矿热事件。相山矿田66. 4～78. 6Ma的铀成矿热事件,与华南花岗岩型热液铀矿床的区域成矿热事件时代耦合,该发现对华南火山岩型铀矿成矿时代的重新认识,对火山岩型、花岗岩型铀矿床成矿统一性认识具有重要意义。     

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。     

松辽盆地北部砂岩型铀矿铀的赋存状态研究

松辽盆地北部是近年来发现的砂岩型铀矿找矿潜力较大的地区。采用电子探针及化学分析等方法,对该地区砂岩型铀矿中铀矿物的赋存状态及铀的价态进行研究。发现松辽盆地北部砂岩型铀矿铀的赋存状态以独立铀矿为主,主要为沥青铀矿和铀石;铀矿物颗粒细小,多以粒状、斑点状、团块状、条带状、网状、环带状及分散显微颗粒、显微颗粒集合体的形式存在,颗粒大小几微米至200μm;铀矿石主要与黄铁矿、石英、长石共生,分布在碎屑颗粒间或裂隙中,或充填于砂岩胶结物中,或围绕黄铁矿生长形成镶边状。从铀矿物的赋存状态及类型看,松辽盆地北部铀矿化可能存在两个成矿期,即同生沉积期和后生改造叠加期。矿石中U~(6+)/U~(4+)比值为0.30~2.07,平均为0.93,铀含量较高的矿石U~(6+)/U~(4+)比值高于铀含量较低的矿石,普遍大于1,有利于铀矿地浸开采。上述研究为松辽盆地北部砂岩型铀矿找矿、成矿机理研究提供了基础资料,同时对砂岩型铀矿选冶开采工艺的确定具有借鉴意义。     

江西相山铀矿田铀矿物稀土元素特征及富集机制探讨

铀矿物是铀矿床勘探与选冶的重要研究对象。相山铀矿田是我国最大的火山岩型铀-多金属矿田,主要发育有早期碱交代和晚期酸交代两期铀矿化,但目前对这两期铀矿化中铀矿物的地球化学特征尚缺乏系统的对比研究。文章运用电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱对相山铀矿田两期铀矿化矿石中铀矿物稀土元素特征进行研究。结果显示,相山铀矿田碱交代和酸交代型铀矿化矿石中铀矿物类型均包含钛铀矿、铀石和沥青铀矿,碱交代型铀矿化矿石中铀矿物以钛铀矿、铀石为主,酸交代型铀矿化矿石中铀矿物以沥青铀矿为主。碱交代型铀矿化矿石中铀矿物稀土元素配分模式为右倾型,富集La、Ce和Nd等元素;酸交代型铀矿化矿石中铀矿物稀土元素配分模式为左倾型,富集Yb、Er和Dy等元素。酸交代型铀矿化矿石中沥青铀矿相对富集重稀土元素,与国内外其他类型的铀矿床相比其成矿过程有明显特殊性,这可能与成矿流体富F-有关;深部沥青铀矿较浅部富集重稀土元素的原因可能是深部沥青铀矿结晶温度高于浅部;相对于铀石和钛铀矿等铀矿物,重稀土富集对沥青铀矿有倾向性可能是因为沥青铀矿形成的过程与CO₃^2-和Cl-关系密切。     

吐哈盆地十红滩铀矿床北矿带铀的赋存状态研究及对地浸开采影响分析

通过铀在含矿目的层西山窑组碎屑岩中各粒级的配分比例、α径迹蚀刻、电子探针,铀的价态和含氧系数等多种测试方法,对十红滩铀矿床北矿带铀的赋存状态进行了系统研究。发现北矿带矿石中60.93%～87.45%的铀赋存在粒径小于0.05 mm的填隙物中,α径迹蚀刻显示主要呈团块状、(弱)聚集状及星点状分布,铀的赋存状态主要为沥青铀矿、铀石和铀钛氧化物(含铀钛氧化物),矿石的U~(6+)/U~(4+)平均2.15,含氧系数平均2.58。通过本次对吐哈盆地十红滩铀矿床北矿带铀的赋存状态研究,认为对北矿带开展地浸选冶工艺具有借鉴意义。     

670矿床火山围岩铀赋存状态及配分研究

670矿床是中国东南部中生代火山岩带内典型的火山岩型铀钼矿床;矿床具有叠加成矿特点.本文利用诱发裂变径迹的方法研究了矿床火山围岩中铀的赋存状态及配分.结果表明火山围岩中的铀主要有三种赋存状态:(一)分布在火山基质及晶屑内均匀分散的质点铀,其裂变径迹是弥散状或弧立星射状分布;(二)吸附在蚀变矿物表面、矿物隙间及微裂隙内的聚合态铀,其裂变径迹为密集带状及团块状;(三)分布在副矿物中或呈铀矿物存在的铀,其裂变径迹为聚合星射状及团块状.矿物的蚀变过程,如绿泥石化、碳酸盐化等可改变火山围岩铀的赋存状态,造成铀在岩石中的活化和预富集,从而有利于矿化.因此火山围岩中铀的含量虽然较低,但对火山岩型铀矿的形成仍有重要意义.     

巴音戈壁盆地南部塔木素铀矿床铀赋存特征研究

位于巴音戈壁盆地南部的塔木素铀矿床为典型的硬砂岩型铀矿床,其铀的赋存特征也明显有别于我国北方其他砂岩型铀矿床,文章运用电子探针、扫描电子显微镜、径迹蚀刻等方法对该矿床铀的赋存状态进行了研究,研究结果表明塔木素铀矿床铀主要以铀矿物的形式存在,极少量为吸附铀,铀矿物基本都是沥青铀矿而未发现其他砂岩铀矿中常见的铀石。沥青铀矿主要分布于矿物内部、粒间、胶结物中及植物碎屑中,并根据沥青铀矿结构特征等将其分为微粒浸染状结构、环边结构、薄膜结构、球粒结构、交替环带结构、瓜瓤结构、交代结构、混合结构等。进一步研究发现,不同的铀矿物的结构形式与矿石类型、矿化阶段、地下水环境、水岩作用过程等有关,通过铀的赋存状态及其结构研究,有助于了解塔木素这种特殊硬砂岩的成矿过程及探讨铀矿化成因。     

祁漫塔格那东矽卡岩型铀矿化特征及成矿作用

那东矽卡岩型铀矿化产于祁漫塔格多金属成矿带内。通过岩、矿石光薄片鉴定和电子探针分析显示,该类型铀矿化的赋存岩石主要由透辉石、石榴子石、方柱石、硅灰石、钠长石等矿物组成,矿石矿物主要为沥青铀矿和磁铁矿,其他矿物有石英、斜长石、黑云母、方解石、独居石、褐帘石和萤石等。铀除了以沥青铀矿形式存在外,部分以类质同像赋存于独居石、褐帘石、硅钍石、方钍石中,少量以吸附形式出现。沥青铀矿有粒状和裂隙充填的脉状两种形态。矿化特征和成矿作用分析表明,该类型铀矿化在成因上与矽卡岩化作用相关,具有铁、铀共生成矿的特点。     

贵州兴义地区大际山铀多金属矿床成因:矿石特征与铀赋存状态

大际山铀多金属矿床是黔西南地区鲜有的碳硅泥岩型铀矿床,有关该矿床的矿化特征和成因研究涉及甚少.本文利用α径迹蚀刻、光学显微镜、激光拉曼光谱、扫描电镜和电子探针等多种方法,对大际山铀多金属矿床的矿石组构特征和铀的赋存状态进行了细致研究.结果表明,铀多金属矿石主要呈角砾状、浸染状和细脉状构造,矿石中以发育大量黄铁矿、白铁矿、硫钼矿和有机质为特征,还可见少量方铅矿和闪锌矿.铀主要以"不可见铀"和显微状沥青铀矿等形式存在,其中,沥青铀矿颗粒细小,多以星点状、粒状分布在金属硫化物颗粒内部或呈不规则团块状、絮状赋存在不同矿物颗粒的边缘或间隙部位,另有少量不规则细脉状、网脉状沥青铀矿充填于碳酸盐岩角砾的裂隙中.结合野外矿体严格受构造控制、围岩蚀变强烈和赋矿围岩中铀含量较低等基本地质特征,推测大际山铀多金属矿床应属于低温热液型铀矿床类型.     

α反冲径迹定年

与裂变迹径定年类似，α反冲径迹定年（Alpha-Recoil Track）也是基于天然放射性元素所释放核粒子在固体中产生可蚀刻径迹的积累。铀钍及它们的子体核素进行α衰变时形成α反冲径迹，当发射一个α粒子时，重的剩余核反冲并造成30-40nm的辐射损失痕迹，经过蚀刻α反冲径迹可在干涉相差显微镜下观测。如果在样品形成以后全部迹径被保留下来，那么测定它们的总数就可以得到样品的年龄。Α反冲径迹定年是一种刚刚开始研究的新型热年代学核分析技术，研究样品可以是单个小云母片（约0.5mm），定年范围102-106a，该方法对第四纪地质、地理、灾害及考古等领域有很大的应用潜力。     

鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿铀矿物地质地球化学特征及其成因意义

鄂尔多斯盆地北部已发现系列砂岩型铀矿,由东往西依次有东胜铀矿、杭锦旗(纳岭沟)铀矿、大营铀矿等大型、特大型矿床,成为我国目前砂岩型铀矿发现规模最大、最具远景的地区。研究表明,它们具有相似的矿床地质特征和形成环境。在矿床成矿作用研究中,铀的存在形式及铀矿物特征对砂岩铀矿来说是一项重要的内容,其认识对铀的地浸开采可提供重要依据,也是了解砂岩型铀矿形成机制或矿床形成环境及成因的重要信息。本文主要从三个方面对鄂尔多斯盆地北部大营铀矿、纳岭沟铀矿等主要砂岩型铀矿中铀矿物地质地球化学特征和成因进行了研究和探讨。通过电子探针测试,高分辨率扫描电镜观察等手段,认为盆地北部铀矿的铀矿物类型主要为铀石,含少量的沥青铀矿、钛铀矿、水硅铀石、钍铀石等;铀矿物常与黄铁矿、有机质(煤屑)及方解石相伴生。采用逐级化学提取等方法定量地分析了铀矿物占矿石中铀配分的比例关系,认为其中铀矿物和吸附态约各占铀存在形式的50%。首次对砂岩型铀矿的铀矿物进行微区原位LA-ICP-MS稀土元素分析,认为ΣREE在铀矿物铀石中高度富集,是矿石中稀土元素的主要载体;稀土元素是铀矿石中可综合利用的有益组份,其标准化曲线表现为明显的右倾型,轻稀土富集,轻重稀土分馏强烈,δEu和δCe具较弱的负异常,说明总体上铀矿化形成于外生后成环境。从上述铀矿物特征,初步探讨了铀矿化形成的环境与成因,认为铀矿化形成经历了至少为低温流体作用的环境;铀矿化形成于浅部地壳即外生后成环境而与深源作用无关。     

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。     

鄂尔多斯盆地大营铀矿铀的赋存状态研究

鄂尔多斯盆地大营铀矿是近几年新发现的砂岩型铀矿,详细研究该矿床铀矿物的赋存状态,对其矿床成因认识及之后的选冶开采均具有重要的意义。笔者利用电子探针和逐级化学提取分析以及α径迹分析等方法,研究了大营铀矿铀的赋存状态。结果发现,铀一部分以铀矿物为主,主要是铀石,另外存在少量的水硅铀石和钛铀矿。在电子探针镜下观察,表明铀矿物呈微粒集合体形式存在于黄铁矿、方解石及有机质裂缝中。逐级化学提取分析发现,各形态铀的含量不均一,其中有机质黄铁矿态占40.88%;其次为碳酸盐态,占28.33%;另外残渣态占24.89%,少部分为离子吸附态和铁锰氧化态,分别占3.2%和2.64%。反映其中铀矿物形式的铀占53.22%,分散吸附态的铀占46.72%。分散吸附态的铀以有机质及黄铁矿吸附占主导。综上所述,大营铀矿铀的赋存状态主要为铀矿物和吸附两种形式,二者所占比例大体相当,以铀矿物存在的铀主要为铀石,以吸附形式存在的铀主要赋存在黄铁矿和有机质中。     

裂变径迹法在金矿研究中的应用

用裂变径迹法对湖南平江、浏阳一带含金石英脉人工重砂中的石英进行了年龄测定，以石英的化学蚀刻技术进行了改进，选用６５％ＮａＯＨ蚀刻剂效果较好，石英裂变径迹年龄为１００－１６０Ｍａ，同时还分析了新疆某含金石英脉的铀含量及铀的显微分布。     

川北砂岩型铀矿稀土元素特征及铀成矿作用

在大量取样分析的基础上 ,本文系统分析研究了围岩、矿石、方解石脉和铀矿物的稀土元素组成 ,讨论了岩石、矿石沉积和成岩过程中的稀土元素变化规律 ,总结了川北砂岩型铀矿床的稀土元素地球化学特征。通过与典型的火山岩型和变质岩型热液成因铀矿床进行对比 ,认为川北砂岩型铀矿具有热液 (水 )改造成矿作用的稀土元素地球化学特点 ;铀矿化经历了沉积成岩和热液改造富集两个阶段。     

巴音戈壁盆地砂岩型铀矿找矿新发现与意义

砂岩型铀矿是全球最重要的铀矿类型之一,一般以表生流体的氧化还原成矿作用为主。虽然在勘查中发现部分砂岩型铀矿中存在热液流体活动的痕迹,但热液流体与铀成矿之间的关系仍不明确。本研究以巴音戈壁盆地下白垩统巴音戈壁组下段底部砂质砾岩中新发现的铀矿化为研究对象,通过镜下鉴定、电子探针(EPMA)、铀含量、铀价态和微量元素分析等手段,研究了铀矿石的岩石学、矿物学和地球化学特征。结果显示,铀矿化产出于巴音戈壁组下段的紫红色砂岩中,与不整合界面及次级断层有关;铀呈分散状态分布在胶磷矿中,并伴生有方铅矿、闪锌矿等金属硫化物;微量元素分析显示矿石中Sr、Y、Mo、W和REE等显著富集,指示其形成与深部流体密切相关。研究认为,苏红图组玄武岩喷发形成的火山热液在上升过程中与地表大气降水混合形成弱酸性氧化流体,流体沿不整合和断层向上运移并不断萃取地层中的U和P,当其遇到上覆巴音戈壁组砂砾岩中的菱铁矿等还原物质时,形成酸碱度和氧化还原接触界面,进而诱发铀、磷的沉淀。本次在新层位发现的铀矿化拓宽了巴音戈壁盆地铀矿勘查的找矿空间和方向。