金,铀,硅溶解性状的实验研究

在ＰＨ２Ｏ为１５０ＭＰａ，ｐＨ为１０的Ｎａ２ＣＯ３溶液中混合花岗岩的金、铀、硅溶解实验表明，温度３５０—４００℃时有利于金的溶解，２００—３００℃时有利于铀溶解，而硅的溶解随温度的增加呈线性增长。在ＰＨ２Ｏ为１５０ＭＰａ，３５０℃状态下，铀、硅的溶解随Ｎａ２ＣＯ３浓度的增加而增加。当用ＨＣｌ调节Ｎａ２ＣＯ３溶液的ｐＨ值时，金偏向溶于碱性介质，铀偏向溶于酸性介质。在ＰＨ２Ｏ为１５０ＭＰ。，３５０℃不同的碱性溶液中，金与硫化物、氯化物，铀与碳酸盐或碳酸盐－硫化物关系密切，表现金的亲硫性和铀的亲氧性。“焙烧”实验表明，构造、岩浆活动等热事件对金、铀、硅溶解起促进作用。     

花岗岩铀成矿作用的模拟实验

根据花岗岩铀成矿作用的"铀预富集系"和沉淀等理论进行一系列实验模拟。对华南产铀花岗岩及其母岩进行"部分熔融实验",可知其寒武系等下古生界是形成产铀花岗岩重要母岩之一。实验表明,岩浆温度下产铀花岗岩流体(f)与共存相熔体(m)铀分配系数Kf/m测定值明显<1,这说明铀强烈趋向熔体,不断重熔会使花岗岩更富铀。岩浆结晶过程中流体(f)与结晶熔体(c)铀分配系数Kf/c随结晶作用加强而增长,说明对形成热液铀矿床有利。岩浆结晶过程中晶体与晶体共存相间铀的分配系数中,以含铁物质与铀矿物共存相间铀的分配系数为最大。此结果与产铀花岗岩含晶质铀矿,黄铁矿含铀较高,黑云母结晶捕获一定量铀的地质事实相一致。成矿前的"前提蚀变"阶段的铀活化实验得出,黑云母在白云母化时铀释出约达3%～30%;花岗岩白云母化过程中,全岩将有30%～60%的铀释出。在花岗岩白云母化时锆石迁出铀可达1.4%～21%。晶质铀矿在花岗岩白云母化时发生崩解和部分溶蚀,实验得出转入溶液的w(U)为(1.04～1.30)×10-6。大量水-岩反应的热液实验表明,在封闭体系统的溶液中,随压力(pH2O)降低,产铀花岗岩中的铀溶解增加(最高可增达2～3个数量级),从而打破了"压力降低铀沉淀"的一般传统说法。对热液铀矿成矿机理进行多次实验取得如下新认识:(1)适度脱碳酸(或脱CO2)对铀沉淀有利;也可使铀-硅-碳酸盐体系中的"铀-硅分离"沉淀;(2)成矿溶液"pH显著降低(落差)"是铀沉淀几大因素中的关键。这些实验结果证实和发展了"地层、岩石等预富集系"理论,并有重要找矿意义。     

热液铀矿床铀富集的物理化学因素

通过实验地球化学方法,得出影响热液铀矿床铀沉淀的5个主要因素:温度、静压力、流体成分、溶液pH值和溶液Eh值.利用矿物包裹体气体成分热力学计算对比,得出富矿床成矿期与成矿前的溶液pH值显著降低(△pH大);fH2,fCH4和αu较高(10-2～10-4mol/1);富含Ca2+离子;具较小过饱和度、正温度梯度、少杂质(矿化度小);适当脱碳酸或CO2(促使铀沉淀和铀硅分离),相对封闭稳定、成矿温度稍高的环境等是值得重视的对成矿有利的环境.     

铀矿石及含铀岩石中铀(Ⅵ)和总铀的关系探讨

探讨了溶矿时间和溶矿温度对测量铀矿石及含铀岩石中铀(Ⅵ)和铀(Ⅳ)的影响及高含量铀(铀含量≥100μg/g)和低含量铀(铀含量≤100μg/g)中铀(Ⅵ)和总铀的关系。结果表明,溶矿3 h、溶矿温度65℃可以有效检测铀矿石及含铀岩石中的铀(Ⅵ)和铀(Ⅳ)。高含量样品,总铀含量等于铀(Ⅵ)和铀(Ⅳ)之和;低含量样品,铀(Ⅵ)的含量在数值上和总铀符合数学关系:w[U(Ⅵ)]=(A560/A584)×w(U总)。通过测定不同波长下的总铀含量,应用数学关系导出低含量样品中铀(Ⅵ)和铀(Ⅳ)的含量,可以大大简化分析步骤,提高分析效率,经济便捷。     

水溶液的pH值对铀沉淀的影响

形成酸性或碱性含铀溶液,而后又发生中和作用,这是形成铀矿床的一对极有利的条件。接近中性的水介质有利于铀的沉淀。中和作用是各种铀沉淀作用的触发钮。由中和作用引起的铀的还原沉淀作用称为中和还原作用。铀的还原沉淀是在水-铀比电位值△Eh_水~U<0的条件下发生的(△Eh_水~U=Eh_水-Eh_0~U)。铀的还原沉淀不仅是依靠Eh_水的降低,同时与Eh_水~U的回升或下降速率有关。花岗岩铀矿床中往往不存在强烈的还原剂,热液上升过程中,一般很难提高它的还原能力,这时中和还原作用就显得格外重要。这是研究铀矿成矿机制和富矿条件的一条新线索。     

铀矿石及含铀岩石中四价铀和六价铀分析方法的研究

本文介绍的是测定铀矿石及含铀岩石中铀（Ⅳ）和铀（Ⅵ）的新方法。本分析方法设计了独特的样品分解体系和溶解、分离程序。从矿样在低温下（４０℃±５℃）分解、四氟化铀沉淀的形成、铀（Ⅵ）及部分干扰离子溶解进入溶液，到固、液两相的分离，整个过程在２ｍｉｎ内完成。本方法确保了样品处理过程中铀的价态不变，并使铀（Ⅵ）完全溶出，铀（Ⅳ）快速沉淀以及两者定量分离，是测定铀矿石及含铀岩石中铀（Ⅳ）和铀（Ⅵ）的简便、快速的分析方法，其准确度和精密度可满足地质科研的需要。     

竹山下矿床中的早期高温铀成矿作用

在下庄矿田铀成矿作用研究过程中发现，竹山下矿床中存在一期早期气热高温铀成矿作用。通过竹山下矿床及外围基性岩岩墙的产状、矿物组合、化学成分等对比研究，推测这期成矿作用的气热高温热液来源于下庄矿田存在的花岗岩(150～155Ma)岩浆气液，这种气液应是温度在500℃以上、富含B，W，U，K等元素的超临界流体。基性岩脉在经过这种超临界流体蚀变交代作用后，Na2O含量大大降低，表现为Na2O的含量明显低于K2O的含量，并出现弱铕亏损。这期成矿作用以出现晶质铀矿、电气石(多为镁电气石)、白钨矿、磁铁矿等矿物组合为特征，成矿年龄为146～165．5Ma。     

某些花岗岩型铀矿床成矿热液中的含铀离子和沉淀机理

华南某些重要花岗岩型铀矿床成矿阶段含铀热液系Ca~(2+)-Na~+/HCO_3~--F~-型弱碱性热液,热液中UO_2(CO_3)_2~(2-)和UO_2F_4~(2-)的活度最大。热液蚀变反应、温度和压力的降低以及岩石的还原容量是导致热液的Eh值降低、铀开始沉淀的Eh值升高的重要因素,铀的沉淀机理是含铀离子的被还原作用。     

柿竹园夕卡岩中钙铝-钙铁榴石系列石榴子石形成条件的实验研究

柿竹园夕卡岩中有早、晚形成的两种产状石榴子石。本文为查明其形成物理化学条件及与矿化的关系,采用矿区天然花岗岩、灰岩和夕卡岩化早期形成的石榴子石为试样进行了模拟实验研究。实验结果表明:夕卡岩化早期石榴子石是在温度400—750℃,压力500—1000bar,pH=5—8条件下,由富含Si、Al、Fe、Cl、F等组分的热液与上泥盆统佘田桥组灰岩交代反应形成的;晚期石榴子石是在温度250—700℃,压力500—1000bar,pH=5—14条件下,由富含Si、Al、F等组分的带钨溶液与早期石榴子石交代反应产生重结晶作用形成的。     

酸性含Fe3+溶液作用下铀的溶解迁移特征

采用不同Fe~(3+)浓度的酸性溶液,对取自新疆伊犁盆地的砂岩铀矿石进行了溶浸对比试验,探讨了铀在酸性含Fe~(3+)溶液作用下的溶解迁移动力学特征及其与Fe~(3+)的关系。结果表明,在Fe~(3+)的氧化作用下,铀从矿石向溶液的迁移于10小时内快速达到平衡,溶解速度衰减迅速;铀的溶解速度与Fe~(3+)向Fe~(2+)转化速度呈正相关的指数函数关系,当Fe~(3+)向Fe~(2+)转化速度趋近零时,铀的氧化溶解基本停止,溶液中的铀达到平衡浓度;Fe~(3+)向Fe~(2+)浓度达到2g/L可使铀强烈溶解迁移,而溶液酸度增高会弱化铀溶解速度与Fe~(3+)转换速度的关系,但酸度在2g/L~4g/L(对应pH值1.65~1.33)之间变化不会对铀的浸出产生显著影响;保持Fe~(3+)浓度为2g/L、酸度为2g/L(pH值1.65)的水化学条件对铀的溶浸是经济且足够有效的。     

铀在北山花岗岩中的吸附迁移影响因素研究

运用水文地球化学模拟软件PHREEQC-Ⅱ,对铀元素进入中国高放废物处置预选场研究区地下水后的状况进行了模拟和预测。模拟得到核素铀进入研究区地下水后的元素浓度分布和迁移情况及外界因素变化引起地下水中铀迁移的行为,同时采用批式法测定不同条件下铀在甘肃北山花岗岩中的分配系数,研究了岩石粒径、溶液初始浓度、水相pH和温度对分配系数的影响,实验结果表明花岗岩对铀的吸附能力较弱,其中溶液初始浓度、粒径、温度影响较小,pH值对岩石的吸附性能有较大影响,在接近中性条件下影响达到最大,这与采用模拟软件模拟结果基本吻合。通过模拟和实验对比,能更好地研究在北山预选区处置条件下地下水-废物-岩石的相互作用过程中核素的迁移行为,从而为处置库系统安全评价提供有关依据。     

华南花岗岩型铀矿床主要特征与成矿作用研究进展

花岗岩型铀矿床是我国最重要的铀矿床类型之一,且主要分布在华南地区。本文在简要介绍华南花岗岩型铀矿床主要地质特征的基础上,重点总结了华南花岗岩型铀矿床的产铀花岗岩、成矿时代、成矿流体和成矿物质来源等方面的研究进展。华南花岗岩型铀矿床主要分布在华夏地块,以桃山-诸广铀成矿带最为重要。矿床以中小型(300～3000t U)和中低品位(0.05%～0.2%U)为主。产铀花岗岩主要形成于三叠纪(240～205Ma)和侏罗纪(165～150Ma)两个时期,属于S型花岗岩,源区以泥质沉积岩为主。三叠纪过铝质淡色花岗岩是有利的铀源岩,其中铀主要赋存于晶质铀矿。黑云母、晶质铀矿、磷灰石和锆石成分特征是评价花岗岩产铀潜力的有效工具。华南大多数花岗岩型铀矿床形成于白垩纪-古近纪(110～50Ma),以后生热液成因为主,其形成主要与区域白垩纪-古近纪岩石圈伸展作用和幔源基性岩浆活动有关。成矿流体以大气降水为主,成矿温度集中在120～260℃、盐度一般小于10%NaCleqv,铀在流体中主要以铀酰碳酸络合物和铀酰氟化物形式迁移,物理化学条件变化和CO_2去气导致铀在有利部位沉淀。文章指出应加强花岗岩中铀活化机制、铀成矿时代、以及下庄铀矿田侏罗纪(175～145Ma)铀成矿作用研究。     

华南富铀花岗岩和产铀花岗岩特征

文章简要叙述了我国南方5省(区)富铀花岗岩和产铀花岗岩概况,详细讨论了产铀花岗岩的主要特征:断裂构造发育,蚀变作用非常强烈,经常有二云母花岗岩出现,中基性和酸性脉岩比较发育。正是这些特征,决定了它们产出铀矿床的能力。     

贵东复式岩体印支期产铀和非产铀花岗岩地球化学特征对比研究

鲁溪黑云母花岗岩体和下庄二云母花岗岩体为粤北贵东复式岩体的重要组成部分.两岩体形成于相同构造背景,空间上紧密共生,时间上近乎同时生成,但鲁溪黑云母花岗岩不成矿,下庄二云母花岗岩赋存着大量铀矿床.对鲁溪黑云母岩体和下庄二云母进行系统的岩石学、矿物学、主量元素和微量元素分析,其结果表明,鲁溪黑云母花岗岩和下庄二云母花岗岩具有相似的地球化学特征,为同一母岩浆先后结晶分异的产物.岩浆不同演化阶段温度、氧逸度等物理化学条件的变化造成两岩体的铀含量和铀的赋存状态差异,致使鲁溪黑云母花岗岩的铀含量低,且铀主要以惰性铀存在,不利于成矿,而下庄二云母花岗岩的铀含量高,铀多以活性铀的形式存在,利于后期热液成矿.因此鲁溪岩体不成矿,而下庄岩体赋存着大量的铀矿床.     

粤北产铀与不产铀花岗岩中黑云母和绿泥石矿物化学特征及其与铀成矿的关系

长江岩体和九峰岩体同为粤北诸广山复式岩体中的燕山期花岗岩体,它们的矿化特征具有显著差异,是诸广山地区典型的产铀岩体和不产铀岩体。本文利用电子探针对两岩体中黑云母和绿泥石开展了详细的矿物化学研究。结果显示,长江岩体中黑云母富铁贫镁,为铁叶云母,黑云母绿泥石化较为严重,绿泥石类型主要是蠕绿泥石和铁镁绿泥石,偏铁质绿泥石,主要形成于较还原环境;九峰岩体中黑云母为铁质黑云母,绿泥石化较弱,绿泥石类型多为蠕绿泥石、铁镁绿泥石和密绿泥石,偏镁质绿泥石。黑云母的成分特征显示,长江岩体结晶温度为600~650℃,氧逸度lgf(O2)为-16~-17,挥发分组成显示出相对高F、低Cl的特征;九峰岩体结晶温度为680~720℃,氧逸度lgf(O2)为-14~-15,挥发分组成显示出相对低F、高Cl的特征。综合地质特征和矿物化学特征可知,较低的温度和氧逸度、较高的挥发分F含量是岩体产铀的有利因素。     

锆石铀含量与岩体成矿能力相关性研究——以诸广南部花岗岩为例

为初步探讨锆石铀含量在花岗岩型铀矿远景区预测方面的应用前景,以勘探研究程度较高的诸广南部花岗岩为样本,经花岗岩类样品概率统计显示产铀岩体锆石平均铀含量略大于贫铀岩体,总体差别不明显;样品分期次、岩性对比分析表明产铀岩体锆石平均铀含量也并非普遍高于贫铀岩体,印支期产铀岩体二云母花岗岩锆石平均铀含量甚至低于贫铀岩体;统计发现产铀岩体花岗岩岩脉中具有超高的锆石铀含量(平均铀含量3000×10-6以上)。初步分析认为依据花岗岩类锆石铀含量暂不能有效判别诸广山复式岩体成矿能力;岩脉锆石铀含量超高可能是铀矿找矿的重要标志,因而具超高锆石铀含量的花岗岩岩脉是否发育可能是该区域寻找工业铀矿床的关键。     

某铀矿床成矿物理化学条件的研究

某铀矿床位于L花岗岩体外接触带,成矿围岩为中泥盆统碳酸盐岩,为多阶段中低温热液型铀矿化。本文详细地讨论了该矿床的成矿物理化学条件:成矿温度为100—300℃,沥青铀矿形成温变为150—200℃;矿前期热液压力为(1—2)×10~8SPa,矿期为(5—10)×10~7pa,矿后期为(3—5)×10~7Pa。从矿前期至矿后期,矿液fo_2和fs_2皆有降低的趋势fo_2为10~(-31.81)—10~(43.58),fs_2为10~(-6.67)—10~(-16.56);矿液pH为7.12—7.59,Eh为-0.2702—-0.2848V;铀以K_4[UO_2(CO_3)_3]形式迁移,随着物理化学条件的改变,铀络合物解体,形成沥青铀矿。     

与铀有关的埃洛石的研究

本文指出除了通常认为的蒙脱石类粘土矿物能吸附较多铀之外、埃洛石也能较多地吸附铀.文中介绍了含铀埃洛石的特征.实验表明埃洛石有膨胀性.埃洛石不但能够由其表面吸附铀,铀也能以铀酰（UO₂）2+方式进入埃洛石的层间.在不同的地质条件下形成不同的富铀粘土矿物.富铀蒙脱石是在碱性环境中形成的,而在中酸性环境中就形成富铀埃洛石.     

华南花岗岩中铀活化转移的地球化学证据

采用诱发裂变径迹法研究，发现华南产铀花岗岩副矿物中的铀沿微裂隙活化转移和交代蚀变矿物的自洁作用迫使载体矿物中的铀活化再分配的地球化学现象。与经过０．０５ｍＨＣ１溶液浸泡的花岗样品进行第二次诱发裂变径迹照射结果对比，确认为活化铀的存在，并具有易转移的特点。蚀变轩上岩取订及铅同位素组成研究提供了铀在热液蚀变过程中活化转移的佐证。γ能谱测量结果证实，花岗岩中的部分铀在风化作用过程中已活化转移而钍则基本存     

改性石墨烯海绵材料对铀的吸附研究

通过氧化石墨和氨基三亚甲基膦酸反应制得一种石墨烯海绵材料ATMP-GS,将制备的材料进行对铀的吸附实验,考察了溶液pH、温度、ATMP-GS用量、吸附时间和铀溶液初始浓度对吸附效果的影响。实验结果发现,在pH为5.0时ATMP-GS吸附铀的效果最好,吸附在3 h内即可达到平衡,最大吸附容量为96 mg/g,温度对其吸附铀的能力影响不大。ATMP-GS吸附铀的动力学过程符合准二级动力学模型,Langmuir和Freundlich吸附等温模型均可较好地用来描述ATMP-GS对铀的吸附。对该材料进行了SEM、XRD表征,结果表明该材料有较多地孔径分布,这将有利于铀的吸附进行。