~(234)U/~(238)U比值在铀矿地质工作中的若干应用

自然界有实际意义的铀同位素只有三个,即铀-238、铀-235和铀-234。其相应丰度为:99.27%、0.714%和0.0055%。这三者相互的放射性比值一直被认为是恒定的。1953年П.И恰洛夫和 B.B.契尔登采夫,通过试验研究,第一次提出了天然铀同位素之间的比值(主要是指~(234)U/~(238)U=R)是变化的。自此以后,人们在这个方向上做了大量的试验测定工作和理论     

太原地区地下水中铀含量和^235U／^238U比值研究

太原地区地下水中铀含量及铀同位素比值的测定结果表明，同一含水层有相近的铀含量及^235U／^238U比值。氧化为主的含水屡，地下水的^235U／^238U比值随径流方向逐渐增加。     

太原地区地下水中铀含量和~(234)U/~(238)U比值研究

太原地区地下水中铀含量及铀同位素比值的测定结果表明,同一含水层有相近的铀含量及~(234)U/~(238)U比值。氧化为主的含水层,地下水的~(234)U/~(238)U比值随径流方向逐渐增加。     

铀系国际标准样鉴定结果讨论

铀系国际标准样的鉴定是开展铀系方法的一项基础工作。其主要内容是测定实验流程中所必需使用示踪剂的参数,测试地质样品中各项同位素比值和年龄,检验各国铀系实验室的全部实验程序。     

高精度热电离质谱(TIMS)铀系法洞穴沉积物(石笋)年龄的研究

用高精度热电离质谱技术测定石笋的年龄,初步建立了热电离质谱铀系年龄的方法。 4个样品的测定结果复现性较好,铀含量、同位素比值及年龄值与标准值吻合,数据的精度大大提高,显示了质谱铀系年龄方法具有样品量少、时间短、精度高的优点。     

高精度热电离质谱（TIMS）铀系法测定洞穴沉积物的年龄

应用高精度质谱技术通过测定铀系标样和洞穴钙质结层的年龄，初步建立了TIMS铀系测年方法。3个样品的测定结果复现性很好，U含量、同位素比值及年龄值均与标准值吻合，数据的精度提高数倍，显示了TIMS铀系法的优点。     

中子活化分析法测定地质样品中铀的^235U／^238U比值

对于^235U/^238U比值的测定，不但对于核燃料工业是必不可少的，而且在铀矿地质科学和基础科学研究中也有着重要的意义。同位素比值通常采用质谱法测定；对于铀也可通过天然放射性测量，测定^235U/^238U比值，但所需的样品量大(精确测定需0．5g左右的     

碳酸盐标准样的铀系年龄测定

本文报道了铀系国内标准样鉴定结果。通过参加这项国内的标准样对比计划,建立了铀系法定年的实验程序和流程,成功地测定了两个碳酸盐标准样的各项同位素比值和年龄值。并对流程进行了初步的讨论。     

Helix SFT惰性气体质谱仪分析矿物包裹体中氦同位素组成

氦同位素组成在地球大气圈、地壳及地幔各圈层具有不同的元素丰度和同位素比值,变化范围达数个量级,而且氦作为惰性气体中质量最轻的元素,其稳定性好,迁移能力强,因此将其同位素作为地质过程和物质来源的天然示踪剂倍受重视,被广泛地应用于地学研究的各个领域,而能否对于岩石样品中氦同位素组成进行准确分析,成为了氦同位素作为示踪剂的一个关键问题。本文利用Helix SFT惰性气体质谱仪对岩石矿物包裹体内的氦同位素组成测定方法进行了研究,建立了样品的压碎及气体提取纯化装置,通过进一定体积的标准氦气,计算出仪器的灵敏度,在此基础上对整套系统的静态本底进行了测定。对仪器本身的离子倍增器的接收效率进行了探讨,使其可以准确对3 He进行准确测定。以大气中氦同位素为标准并进行多次测定,获得了氦同位素测量的质量歧视校正因子。通过对实际样品黄铁矿包裹体中氦同位素组成的测定,获得了稳定性很好的同位素比值数据,其精度可达99%。通过建立合理的压碎装置,利用该仪器对氦同位素组成分析的独特优势,可以满足对于岩石矿物包裹体中氦同位素组成的精确测定,满足其在地质科研领域的应用研究需要,进而对基础科学研究起到支撑作用。     

多接收器电感耦合等离子体质谱的新应用

无机地球化学研究的进展通常依赖于新的技术开发。电感耦合等离子体质谱（ICP—MS）技术可以进行高精度的同位素比值分析，使以前很难测定的元素的分析成为可能。牛津大学地球科学系已经越来越多地开展多接收器电感耦合等离子体质谱分析，着重于解决从宇宙至环境化学领域的诸多问题。目前主要研究Cr同位素，确定Cr对Jurassic—Triassic边界可能产生的影响事件，以及采用铀系列同位素进行海洋学研究。     

砂岩型铀矿微区原位U-Pb同位素定年技术方法研究

铀矿物定年一直是成矿年代学中的难点,随着微区原位U-Pb同位素定年技术的发展,可以直接针对矿石矿物(铀矿物)进行同位素定年;但是其中的砂岩型铀矿由于其存在状态复杂,在原位定年中剥蚀要求高,也缺乏合适的外部校正标准物质,所以定年准确度有待提高。本文研究了两种微区原位U-Pb同位素测年的方法,对砂岩型铀矿定年进行了尝试,试图解决铀矿测年中的无基体匹配问题并提高砂岩型铀矿定年水平。一是建立了一种激光剥蚀多接收电感耦合等离子体质谱仪联合电子探针进行微区原位U-Pb同位素测年的技术(LA-MC-ICP-MS&EMPA)。通过优化实验方法,对秦岭陈家庄花岗岩型铀矿进行了测试,获得与同位素稀释热电离质谱法(ID-TIMS)一致的年龄结果,证明了微区原位U-Pb同位素测年无基体匹配标准物质分析的可行性;并利用此法获得鄂尔多斯盆地红庆河和塔然高勒砂岩型铀矿的微区原位U-Pb同位素年龄信息。二是尝试了利用飞秒激光剥蚀多接收电感耦合等离子体质谱法(fsLA-MC-ICP-MS)对红庆河和宁夏宁东砂岩型铀矿样品进行微区原位U-Pb同位素定年,并获得了微区原位U-Pb同位素年龄,表明飞秒激光剥蚀技术在砂岩型铀矿定年中有很好的应用前景。本文提出,比较单一且年龄偏老的单矿物样品可以选择LA-MC-ICP-MS&EMPA联合法进行分析,需要高空间分辨率的样品建议使用fsLA-MC-ICP-MS法。     

砂岩型铀矿中铀矿物U-Pb年代学研究现状及研究方向

该文基于中国地质调查局天津地质调查中心研究团队近年来的研究工作及对相关文献的综合研究,对砂岩型铀矿中一些重要铀矿物如沥青铀矿(晶质铀矿)、铀石、钛铀矿等的微区原位成因矿物学和U-Pb年代学研究现状进行了深入分析,提出新的研究方向,即通过采用二次离子质谱法、激光剥蚀多接收器电感耦合等离子体质谱法与电子探针化学分析法和同位素稀释热电离质谱法相结合的方式,综合研究砂岩型铀矿中沥青铀矿(晶质铀矿)、铀石、钛铀矿等铀矿物和金红石、磷灰石等含铀矿物的微区原位成因矿物学和U-Pb年代学,探索砂岩型铀矿中矿石矿物的U-Pb同位素测年新方法,获取更精确的砂岩型铀矿成岩成矿的年代学信息。这对于全面准确地认识砂岩型铀矿床的生成和演化历史,建立砂岩型铀矿床的成矿新理论具有十分重要的科学意义。铀矿物测年新方法在砂岩型铀矿床的地质勘探中也有广阔的应用前景。     

热电离飞行时间质谱法用于铀矿勘查的铅同位素示踪

在自行研制的低成本热电离飞行时间质谱仪(TI-TOF-MS)基础上,开展了应用TI-TOFMS法测定铀矿钻孔样品中铅同位素示踪铀矿勘查的研究。文中介绍了样品的前处理,铅的分离和富集步骤,仪器测量及数据处理等。TI-TOF-MS法测量铅同位素比值~(204)Pb/~(206)Pb、~(207)Pb/~(206)Pb和~(208)Pb/~(206)Pb的精密度分别为0.94%、0.37%和0.14%,可满足铀矿同位素示踪的要求。通过对北方某铀矿钻孔岩心取样的测量结果表明,TI-TOF-MS测量铅同位素的方法能够用于示踪铀矿。     

运用铀同位素研究砂岩型铀矿的几个问题

通过砂岩铀矿矿卷前锋铀同位素特征和512矿床含矿层铀同位素特征的研究,对砂岩型铀矿形成过程、铀同位素找矿标志进行了讨论。研究结果表明,砂岩铀矿的形成是一个多期次、滚动式、由氧化向还原环境推进的动态成矿过程,矿体主要定位于Ⅲ区段。根据铀同位素样品在不同氧化还原分带中的分布和矿体的滚动性特征,认为A区定名为地球化学矛盾区更为恰当。     

一种用于铀同位素比值α能谱分析的磷化膜制源新技术

研发了一种用于铀同位素比值α能谱分析的磷化膜制源新技术。试验发现,当镍镀片面积为3.14cm2,盐酸浓度为0.5mol/L,氯化钠浓度为2.5mol/L,磷酸二氢钾浓度为0.08mol/L,抗坏血酸浓度为20g/L,溶液体积为25 mL,恒温90℃,振荡速率为160次/min,振程20 mm时,磷化膜制源70min,200μg以下的铀可在镍箔上定量转化为磷化膜。与传统的电沉积制源技术相比较,应用磷化膜制源技术进行测量源制备时无需电沉积装置,制源过程简单快速,工效高,大量共存的232 Th、230 Th、226 Ra、231Pa等核素均不产生干扰,铀的全程回收率接近100%,α能谱峰分辨率较好。     

从铀系列同位素角度探讨砂岩型铀矿的形成过程及找矿标志

本文通过对512矿床含矿层不同地段铀系列同位素研究,对砂岩型铀矿的形成过程及找矿标志进行了探讨,根据矿卷前锋铀系列同位素组成分布规律和含矿层不同氧化还原分带中样品铀系列同位素分布特征,认为砂岩型铀矿含矿层岩石的铀系列同位素组成分区特征不仅可以记录铀富集的滚动成矿过程,而且可以作为预测铀矿化的重要找矿标志依据,A区应定名为"氧化还原矛盾区"较为合适.     

第四纪年代学的利器:热电离质谱铀系定年技术

热电离质谱铀系定年技术具有明显的优势 ,如样品用量少 ,测年精度高 ,测年范围宽 ,是中更新世以来有效的测年技术之一 ,可为全球环境变化、新构造运动、古人类的演化等课题研究提供高精度、高分辨率的时间标尺 ,有广阔的应用前景。文中系统地介绍这种技术的原理和实验方法 ,并探讨该技术应用的最新进展。     

新疆某地浸砂岩型铀矿中铀赋存形态的研究

以新疆某地浸砂岩型铀矿为研究对象,参考Tessier逐级化学提取方法,对10件矿芯试样进行铀赋存形态的研究。将铀赋存形态分为可交换离子态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、硫化物及有机物结合态和残渣态,其中前4种形态铀为活性铀,残渣态铀为惰性铀。研究结果显示,无论是试样间还是同一试样内,铀的形态分布特征都存在明显的差异。各形态铀的含量(平均值)占总量铀的比例为:残渣态(37.75%,RSD为1.80%)>碳酸盐结合态(20.56%,RSD为2.72%)>可交换离子态(15.51%,RSD为1.85%)>硫化物及有机物结合态(14.26%,RSD为2.08%)>铁锰氧化物结合态(11.91%,RSD为1.75%),表明残渣态铀是砂岩型铀矿石中铀的重要赋存形式。针对目前酸法地浸工艺,活性铀是可被浸出的部分,而惰性铀对资源回收是无效的,对于残渣态铀所占比例较高的铀矿石,铀的浸出值较低,在地浸过程中依靠提高溶浸剂的酸度和增加氧化剂对提高浸出率是无益的。     

热电离质谱铀系法测定碳酸盐标样

用高精度热电离质谱（ＴＩＭＳ）铀系法测定碳酸盐标样的年龄,测定结果与α谱仪铀系法进行比较,铀含量和年龄值均吻合。方法对Ｕ的回收率可达９５％,Ｔｈ为９２％。ＴＩＭＳ铀系法具有样品用量少、测试时间短、精度高的优点。     

华北陆块北缘哈毕力格铀矿床S、Pb同位素组成及对成矿作用的指示

哈毕力格铀矿床位于华北陆块北缘中段,主要受乌兰哈达—猴儿山背斜和区内断裂控制。铀矿化主要产于新太古界乌拉山群第二岩段石英岩中,一直被认为是变质成因铀矿床。在分析该矿床成矿地质背景和矿化特征的基础上,系统研究了矿石与围岩中黄铁矿的硫、铅同位素特征。数据表明,硫同位素组成变化于-4.7‰~12.9‰之间,暗示成矿流体主要来自岩浆热液,同时遭受了地层物质的混染。铅同位素组成(²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=36.147~42.968,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.919~34.268, ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=19.488~168.032)远高于单阶段演化模式组成,不同样品的²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb-²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb线性关系良好,为典型的二阶段铅同位素演化体系,表明变质地层为成矿作用提供了铀源。通过放射性²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb计算,结合区域岩浆演化,认为古元古代(~1 805 Ma)区域变质作用促使乌拉山群铀发生初步富集,晚古生代(374 Ma)花岗闪长质岩浆分异出大量流体活化萃取变质地层中的铀,在有利构造空间富集成矿。