红石泉铀矿床晶质铀矿矿物学特征研究及其找矿意义

龙首山铀成矿带西段的红石泉铀矿床是中国典型的伟晶岩型铀矿床,具有“岩体型”矿化特征。文章以红石泉晶质铀矿为切入点,结合全岩地球化学与晶质铀矿矿物学以及元素地球化学特征,探讨红石泉矿床铀矿物蚀变演化及铀矿化特征,得出以下认识：(1)红石泉矿床原生晶质铀矿受明显热液蚀变改造,w(UO₂+ThO₂+PbO+REE₂O₃+Y₂O₃)逐渐减少,w(CaO+SiO₂+FeO+Al₂O₃)明显增加,在蚀变改造过程中U从晶质铀矿中释放,随流体迁移;(2)红石泉矿床晶质铀矿Pb丢失现象较普遍,其中在背散射图像中较亮的A类晶质铀矿Pb丢失机制为重结晶,其重结晶加权平均年龄为(416±18)Ma,而较暗的B类晶质铀矿Pb丢失机制为扩散(浸出);(3)红石泉矿床岩浆铀成矿阶段之后,存在后期热液铀成矿作用。根据全岩元素地球化学特征,结合区内正长岩结晶年龄,文章推测红石泉矿床热液铀成矿与正长岩浆分异的碱性热液关系密切。     

电子探针化学测年在攀枝花大田晶质铀矿中的应用及其意义

晶质铀矿和沥青铀矿是热液铀矿床的主要工业铀矿物,在研究热液铀矿床成因及成矿规律方面具有重要的意义。攀枝花大田地区是我国混合岩型热液铀矿分布区,已发现粗粒特富铀矿滚石(铀含量10%)及较富基岩矿石(铀含量为0.1%~2%),主要铀矿物为晶质铀矿,对两种晶质铀矿成分及形成时代的研究对该区混合岩型热液铀矿成矿规律研究具有重要的价值。本文通过对大田地区滚石中的晶质铀矿和基岩矿石中的晶质铀矿进行矿物学及电子探针分析,研究了晶质铀矿的成分及形成时代。结果表明:(1)大田地区滚石和基岩矿石中的晶质铀矿除铅之外化学成分较为相似,两类矿石晶质铀矿中UO_2含量为77.36%~84.04%,ThO_2含量为0.98%~5.59%,PbO含量为1.79%~8.8%,其中滚石晶质铀矿中的铅含量低于基岩晶质铀矿,钍含量高于基岩晶质铀矿;(2)电子探针化学定年结果表明,基岩矿石晶质铀矿的形成时代为774.9~785.5 Ma,滚石晶质铀矿的形成时代为783.7 Ma,与传统同位素测年结果(775~777.6 Ma)非常一致,一方面说明滚石晶质铀矿和基岩晶质铀矿为同一时代的产物,另一方面说明电子探针原位测年方法是可靠的;(3)在后期的热液蚀变中,晶质铀矿先后发生了硅化、碳酸盐化及赤铁矿化,蚀变发生的时间分别为730.6Ma、699.8 Ma和664.0 Ma。此结论对研究攀枝花大田地区热液铀矿成矿时代及成矿作用过程提供了依据。     

康滇地轴中南段牟定1101铀矿区沥青铀矿成矿时代及成因

牟定1101铀矿区是康滇地轴中南段发现高品位、巨粒晶质铀矿代表性产地之一.为了解铀矿物的形成时代及成因,利用微区、原位分析技术（EPMA、SEM、LA-ICP-MS）对该区3件沥青铀矿样品开展了主量化学成分、稀土元素分析及年龄测定.沥青铀矿电子探针（EPMA）化学成分具有高PbO、ThO₂、Y₂O₃,低SiO₂,Na₂O,CaO,K₂O,ZrO₂含量特征,反映沥青铀矿形成之后遭受后期的蚀变、改造作用较弱.沥青铀矿的稀土元素ΣREE-（U/Th）、ΣREE-（ΣREE/ΣREE）_N图解表明其为岩浆作用相关成因、形成于高温环境（T>450℃）.3件沥青铀矿的U-Pb同位素年龄在（950±5 Ma、MSWD=0.025,953±9 Ma、MSWD=0.051,954±8 Ma、MSWD=0.085）之间,表明它们具有相近的形成时代（新元古界晚期）.对比国外不同类型铀矿床,该区的铀成矿作用具有岩浆成因特征.新元古界晚期,Rodinia超大陆由聚合转化为裂解阶段,广泛引起了Pt₁j苴林群发生区域变质、混合岩化、铀成矿作用.牟定1101铀矿区的成矿作用与~960 Ma Rodinia超大陆裂解地质事件所对应的晋宁构造运动有关.      

鄂尔多斯盆地东胜铀矿床成矿特征与成矿模式

东胜铀矿床产于中侏罗统直罗组下段的辫状河道沉积砂体中,铀矿体受灰色砂岩与灰绿色砂岩的接触带控制。灰绿色砂岩的化学成分中硅酸盐矿物二价铁含量高是该类型砂岩呈现绿色的重要原因。在矿物组成上,灰绿色砂岩主要表现为粘土矿物总量高,特别是绿泥石含量高。岩石学、矿物学和地球化学的证据表明,东胜铀矿区存在后生还原作用。灰绿色砂岩是控矿的古氧化岩石遭受还原性流体改造的产物,后生还原作用掩盖了古氧化蚀变带,并在一定程度上起到了保矿作用。东胜地区后生还原作用在时间上和成因上与河套断陷盆地的产生和形成具有密切联系。铀在矿石中主要呈铀矿物和吸附形式存在。通过电子探针和X射线粉晶分析鉴定,确定东胜铀矿床矿石中的主要铀矿物为铀石,并含有少量钛铀矿和沥青铀矿。富矿石样品中铀石单矿物的铀铅同位素年龄集中分布于20~10 Ma之间。通过研究,建立了鄂尔多斯盆地东胜铀矿床的“多阶段铀成矿模式”,即“成岩期预富集层间渗入成矿再改造富集油气还原保护”的多阶段、多成因流体长期富集改造的铀成矿模式。     

稀土矿物的电子探针分析

电子探针显微分析仪能直接对于小至微米量级矿物颗粒的化学成分进行定量分析.这是目前任何分析方法都无法比拟的.特别对稀土矿物的分析,与光谱法、荧光光谱法相比,显出了其独特的优点:省去了繁琐的化学分离和富集手续.避免了由于稀土单矿物样品的挑选不纯所引起的误差.直接给出单个矿物颗粒的化学成分.截止目前为止,采用电子探针测量稀土矿物成分的报导并不多,其原因是:①没有合适的稀土元素标准样品.多数稀土元素的纯金属样品在自然界里是不稳定的.天然的稀土矿物均匀性较差,难以作对比标准.尽管人工制得的稀土氧化物粉末样品较为稳安,为合成熔融的类相矿物标样提供了方便,但是由于分凝现象的存在,也难制得成分均匀的类相标准样品.②稀土元素的物理、化学性质相近,     

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。     

电子探针波谱法在辉石种属鉴定中的应用

变质岩中辉石显微镜下以高正突起、辉石式解理和干涉色为主要鉴定特征.辉石族矿物有斜方辉石和单斜辉石2个亚族,其中斜方辉石亚族有7种辉石类型,单斜辉石亚族有12种辉石类型.为了验证岩石薄片鉴定结果的准确性,往往是利用X射线粉晶衍射技术进行比对分析.岩石中有几种辉石及辉石类型,X射线粉晶衍射方法则无法区分.本次研究是利用电子探针波谱技术对矿物主量元素进行分析,通过所测样品微区化学成分含量推测矿物名称.25件样品微区化学成分分析结果统计显示：MgO为8.36%~17.34%,FeO为27.57%~39.77%,SiO₂为47.94%~52.70%;次要成分含量：Cr₂O₃为0.01%~6.28%,Na₂O为0.00%~0.19%,Al₂O₃为0.43%~3.11%,CaO为0.38%~1.94%,MnO₂为0.09%~0.79%;总量为99.64%~100.00%.化学成分与紫苏辉石组分相当,可以确定所测样品为紫苏辉石.     

新疆某铍矿床工业铍矿物的微区原位鉴定

通过电子探针分析仪和微区X射线衍射仪的联合应用,对新疆某铍矿床的铍矿物存在形式进行研究,结果表明:电子探针背散射图像观察和X射线能谱定性分析确定铍矿物的电子探针鉴定标志:铍矿物的灰度比石英暗,X射线能谱图中仅显示Si和O元素的峰,且O元素的峰高大于Si元素的峰高。通过LDE3H分光晶体测试,该矿物在177.384mm处存在明显的Be元素Kα谱峰。电子探针半定量分析结果显示,该矿物中Si和O元素的质量分数分别为21.93%和60.06%,与羟硅铍石的理论值[w(Si):23.53%,w(O):60.50%]相近。通过微区X射线衍射的分析,样品谱图与PDF卡片号为01-087-0669的羟硅铍石的谱图一致,最终确定该矿床的工业铍矿物为羟硅铍石。     

某热液铀矿床中针状沥青铀矿及成因探讨

沥青铀矿是我国主要工业铀矿物,产出形态主要呈脉状、网脉状、肾状、球粒状、鲕状及浸染状、胶状隐晶质集合体。近几年来在火山岩型铀矿床和花岗岩硅化带型铀矿床中都先后发现有针状、长柱状沥青铀矿。本文描述的针状沥青铀矿(样品由中南二机局高梅芬同志提供),产于黑云母花岗岩内硅化破碎角砾岩带中。围岩蚀变强烈,主要的围岩蚀变有硅化、赤铁矿化、黄铁矿化、萤石     

山东蒙阴金伯利岩中铬铁矿电子探针波谱分析

铬铁矿是金伯利岩型金刚石矿床中主要的指示性矿物之一.准确分析出铬铁矿化学组分中FeO、MgO、Cr₂O₃、Al₂O₃、TiO₂含量,不但对铬铁矿定名起决定性作用,对金伯利岩型金刚石矿床找矿也具有重要的指示意义.利用电子探针波谱技术对铬铁矿主量化学元素分析,通过所测样品微区化学成分含量推测矿物名称.25件单矿物样品微区化学成分分析结果统计显示：单矿物中主要化学成分FeO为15.666%~29.971%,MgO为7.286%~11.477%,Cr₂O₃为56.421%~71.111%;次要化学成分MnO为0.012%~0.382%,Al₂O₃为0.871%~8.993%,TiO₂为0.074%~3.375%.矿物化学成分总量为99.117%~100.877%,单矿物化学成分与铬铁矿化学组分相当.根据矿物人工重砂鉴定特征及A、B离子占位情况,可以确定所测样品为镁铬铁矿.     

辽东大石桥组蛇纹石化大理岩中铀矿化特征及形成时代

在辽东大石桥组蛇纹石化大理岩中新发现晶质铀矿矿化现象。晶质铀矿呈角砾状发育在蛇纹石化白云石大理岩中,并叠加有辉钼矿、黄铁矿等矿化。U-Pb同位素年龄测定显示,晶质铀矿形成于1763~1794Ma。EPMA U-Th-Pb化学年龄显示,晶质铀矿形成后经历了1512±20Ma的热事件改造,对应一次岩浆侵入事件。辽东地区经历了古元古代的裂谷拉张、碰撞造山、造山后伸展等重大地质事件。大石桥组中蛇纹石化大理岩中的铀矿化,以及连山关铀矿床、翁泉沟地区铁-硼-铀矿床的热液铀成矿作用均形成于古元古代晚期造山后/非造山区域伸展环境,可能与区域伸展体制下的地幔柱活动有关。     

丹凤地区光石沟铀矿床大毛沟岩株锆石U-Pb同位素定年及其地质意义

丹凤地区是我国伟晶岩型铀矿床的重要产区,光石沟铀矿床是该区最大的铀矿床之一,大毛沟岩株与光石沟铀矿床有密切的空间关系与成因联系。本文采用锆石LA-ICP-MS定年方法测定了大毛沟岩株的U-Pb同位素年龄,获得了代表大毛沟岩株形成年龄的锆石谐和曲线加权平均值年龄为418.3±8.8 Ma,与光石沟铀矿床的成矿年龄相当,说明光石沟铀矿床的成矿作用在时间上与该岩株的形成时间相当。同时,残留锆石中1980.5±19.47 Ma年龄的发现,说明大毛沟岩株白岗质花岗岩的物源可能与中下地壳秦岭群有关;E颗粒内核465Ma的年龄则可能代表灰池子岩体片麻状二长花岗岩的形成年龄,表明大毛沟岩株与灰池子岩体的形成年龄之间存在约30 Ma的时差。     

Homogeneity testing of microanalytical reference materials by electron probe microanalysis (EPMA)

Homogeneity testing of candidate reference materials requires distinguishing the effects of measurement uncertainty of the analytical method from true compositional variations within the material. Many in situ microanalytical techniques do not allow classical ANOVA homogeneity testing due to the infeasibility of truly replicated analyses on the same analysis volume. This also applies to the analysis of beam-sensitive and light element-bearing materials by electron probe microanalysis (EPMA). This reality has led me to reconsider the homogeneity index approach used in the testing of microanalytical reference materials by EPMA. Based on statistical considerations, I show that the homogeneity index is suitable for statistical significance testing using F and chi-squared statistics and allows estimating the contribution of compositional heterogeneity to the total uncertainty budget of the referenced values. However, there are problems of bias and masking of small compositional variations by measurement uncertainty. This contribution shows the strong impact of the total number of measurements on the resolution of a microanalytical homogeneity study and discusses how to quantify the relative contribution of heterogeneity to the total uncertainty budget. I present an example of EPMA to illustrate this approach and show some pitfalls and limitations in its application.     

A three-dimensional method for calculating independent chemical U/Pb- and Th/Pb-ages of accessory minerals

Previous theoretical considerations on the chemical U---Th-total Pb dating method failed to distinguish between thorogenic and uranogenic lead. However, it can be shown that the data points are located on a plane in the three-dimensional ThO₂, PbO, UO₂ space. The calculation of the best-fit plane yields a slope in the ThO₂---PbO and UO₂---PbO coordinate projections, and an initial PbO value. From the two slopes, Th/Pb- and U/Pb-ages can be calculated independently.

The method described in this paper is applied to monazites from the Hercynian G4-granite of the Fichtelgebirge (Germany). Th/Pb- and U/Pb-ages were calculated at 323 ± 20 Ma and 304 ± 15 Ma, respectively. The intercept value close to zero indicates that no significant amounts of common lead are present in the monazites studied.     

相山铀矿田邹家山矿床钛铀矿赋存特征及成因

随着开采深度的不断增加,邹家山铀矿床深部矿化的钛铀矿含量明显高于浅部。以铀矿石特征为研究重点,通过野外地质调查、岩相学、电子探针和化学分析等方法,初步查明钛铀矿的赋存特征：（1）钛铀矿包裹沥青铀矿;（2）围绕黄铁矿和二氧化钛矿物边缘生长;（3）钛铀矿在伊利石、磷灰石、萤石边缘产出;（4）少量沥青铀矿充填于钛铀矿中。钛铀矿空间分布特征为：在横向上集中于含矿断裂中,垂向上随深度增加而有含量增多的趋势。钛与铀的含量呈正相关关系,钛铀矿矿化仅有1期,而沥青铀矿则为两期。钛铀矿成因主要为沥青铀矿交代含钛矿物。     

豫西卢氏县柳树湾伟晶岩型铀矿床岩石地球化学特征及其成矿意义

伟晶岩型铀矿床由于其易规模化和便于开采的特点成为非常重要的铀矿床类型。该矿床类型在我国以商-丹地区最具有代表性。经过近几年的铀矿勘测,在豫西柳树湾地区发现了一定规模的铀矿床,通过详细的野外勘测以及岩石学和地球化学分析,显示豫西柳树湾矿体的形态为脉状或透镜状;赋矿层段由于强烈的钾化作用而表现出肉红色,具发育烟灰色石英以及矿物颗粒明显增大等特征;主量元素显示研究区整体具有富Si、K和Al过饱和以及低氧逸度等特征,含矿伟晶岩段稀土元素的配分模式呈现右倾型、强烈Eu亏损的特征,且∑REE、δEu、Th、Ti、V、Zn、Pb等特征元素含量与U关系密切。通过对研究区与光石沟铀矿床和小花岔铀矿床进行对比显示,发现这3个地区在矿体形态、矿物组成和岩石学特征方面极为相似,但在副矿物类型上柳树湾地区出现铀钍石;柳树湾与小花岔铀矿床的SiO₂含量与U呈现正向相关关系,但光石沟铀矿床呈现负向相关关系;柳树湾与小花岔铀矿床非含矿层段的稀土元素配分模式图均呈现平滑特征,但光石沟铀矿床呈右倾特征。由于小花岔铀矿床形成的时间最早,且光石沟与小花岔铀矿床更靠构造中心,使其在时间尺度、岩浆侵入和构造作用的联合控制下造成了柳树湾、小花岔和光石沟赋矿围岩的地球化学特征的差异。     

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.      

Happy Jack Uraninite: A New Reference Material for High Spatial Resolution Analysis of U‐Rich Matrices

There is currently a lack of well‐characterised matrix‐matched reference materials (RMs) for forensic analysis of U‐rich materials at high spatial resolution. This study reports a detailed characterisation of uraninite (nominally UO_2+x) from the Happy Jack Mine (UT, USA). The Happy Jack uraninite can be used as a RM for the determination of rare earth element (REE) mass fractions in nuclear materials, which provide critical information for source attribution purposes. This investigation includes powder X‐ray diffraction (pXRD) data, as well as major, minor and trace element abundances determined using a variety of micro‐analytical techniques. The chemical signature of the uraninite was investigated at the macro (cm)‐scale with micro‐X‐ray fluorescence (µXRF) mapping and at high spatial resolution (tens of micrometre scale) using electron probe microanalysis (EPMA) and laser ablation‐inductively coupled plasma‐mass spectrometry (LA‐ICP‐MS) analyses. Based on EPMA results, the uraninite is characterised by homogeneous UO₂ and CaO contents of 91.57 ± 1.49% m/m (2s uncertainty) and 2.70 ± 0.38% m/m (2s), respectively. Therefore, CaO abundances were used as the internal standard when conducting LA‐ICP‐MS analyses. Overall, the major element and REE compositions are homogeneous at both the centimetre and micrometre scales, allowing this material to be used as a RM for high spatial resolution analysis of U‐rich samples.