[發(fā)明專利]確定砂巖型鈾礦中黃鐵礦與鈾礦物內(nèi)在關(guān)系的地質(zhì)方法

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• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112379075A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁波;劉紅旭;邱林飛;劉章月;王文全;張曉
• 申請（專利權(quán)）人: 核工業(yè)北京地質(zhì)研究院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N21/84;G01N23/2251;G09B23/40
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 閆兆梅

本發(fā)明屬于砂巖型鈾礦技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種確定砂巖型鈾礦中黃鐵礦與鈾礦物內(nèi)在關(guān)系的地質(zhì)方法，該方法包括如下步驟：樣品采集與薄片的制定；與鈾礦形成有關(guān)黃鐵礦位置圈定；與鈾礦物形成有關(guān)黃鐵礦微區(qū)S同位素測定；黃鐵礦與鈾礦物內(nèi)在關(guān)系厘定。本發(fā)明的方法在精細查明砂巖型鈾礦中黃鐵礦與鈾礦空間分布關(guān)系及其邊界接觸關(guān)系的基礎(chǔ)上，初步厘定黃鐵礦與鈾礦物內(nèi)在關(guān)系，而后直接厘定與鈾礦物空間關(guān)系密切的黃鐵礦微區(qū)S同位素厘定其成因，避免不同成因黃鐵礦S同位素的混染作用，結(jié)合含礦目的層埋藏演化過程與鈾成礦過程，闡明砂巖型鈾礦中黃鐵礦形成及對鈾富集機理，從而精確厘定黃鐵礦與鈾礦物內(nèi)在關(guān)系。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于砂巖型鈾礦技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種確定砂巖型鈾礦中黃鐵礦與鈾礦物內(nèi)在關(guān)系的地質(zhì)方法。

背景技術(shù)

砂巖型鈾礦中鈾在氧化-還原過渡帶富集通常被認為是地下水中U(Ⅵ)被還原成U(Ⅳ)形成鈾礦物而沉淀的結(jié)果，所需還原劑主要為砂巖中殘留的炭化植物殘屑和硫化物，并常可見鈾礦物圍繞或交代黃鐵礦呈環(huán)帶結(jié)構(gòu)產(chǎn)出。大量學者對上述黃鐵礦與鈾礦物的環(huán)帶結(jié)構(gòu)進行了解釋，趙鳳民等(1986)通過實驗研究認為黃鐵礦還原U(Ⅵ)形成瀝青鈾礦時起還原作用的是S^2-；陳祖伊等(2007)通過理論計算認為上述環(huán)帶現(xiàn)象存在兩種情況，一是缺少自由氧時黃鐵礦和水反應(yīng)生成的H₂S，將溶液中的U(Ⅵ)被還原成U(Ⅳ)；二是Eh值降低時或酸化時黃鐵礦早于鈾礦物發(fā)生沉淀的結(jié)果。此外，大量學者則是通過對砂巖型鈾礦含礦層中黃鐵礦S同位素開展研究，認為黃鐵礦形成與硫酸鹽還原菌(SBR)關(guān)系密切，同時硫酸鹽還原菌(SBR)作用過程產(chǎn)生大量的H₂S能將U(Ⅵ)被還原成U(Ⅳ)形成鈾礦物，從而造成黃鐵礦與鈾礦物先后沉淀。但是，上述學者研究過程中往往依據(jù)砂巖中不同成因黃鐵礦混合S同位素數(shù)據(jù)來厘定黃鐵礦成因，從而闡述其與鈾成礦關(guān)系，但是對真正與鈾礦形成有關(guān)黃鐵礦S同位素缺乏精細研究，從而制約了與鈾礦形成有關(guān)黃鐵礦成因及對富集機理研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種確定砂巖型鈾礦中黃鐵礦與鈾礦物內(nèi)在關(guān)系地質(zhì)方法，該方法在精細查明砂巖型鈾礦中黃鐵礦與鈾礦空間分布關(guān)系及其邊界接觸關(guān)系的基礎(chǔ)上，采用LA-ICP-MS或SIMS直接厘定與鈾礦物空間關(guān)系密切的黃鐵礦微區(qū)S同位素，從而精確查明黃鐵礦成因，結(jié)合含礦目的層埋藏演化過程，闡明砂巖型鈾礦中黃鐵礦形成過程及與鈾礦物內(nèi)在關(guān)系。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種確定砂巖型鈾礦中黃鐵礦與鈾礦物內(nèi)在關(guān)系的地質(zhì)方法，包括以下步驟：

步驟一：砂巖型鈾礦樣品采集與薄片的制定；

步驟二：對上述步驟一中得到的樣品薄片，進行與鈾礦形成有關(guān)黃鐵礦位置圈定；

步驟三：對上述步驟二中得到的鈾礦形成有關(guān)黃鐵礦位置圈定的樣品薄片，進一步進行與鈾礦物形成有關(guān)黃鐵礦微區(qū)S同位素測定；

步驟四：針對步驟三中進行與鈾礦物形成有關(guān)黃鐵礦微區(qū)S同位素測定后的樣品薄片，進行黃鐵礦與鈾礦物內(nèi)在關(guān)系厘定。

所述步驟一中采集砂巖型鈾礦鉆孔巖心中相對較硬的塊樣富礦砂巖，將富礦砂巖樣品磨制成相對較厚的薄。

所述步驟一中的富礦砂巖伽馬值在200以上。

所述步驟一中的礦砂巖薄片厚度在50μm-70μm之間。

所述步驟二中與鈾礦形成有關(guān)黃鐵礦位置圈定的具體步驟如下初步圈定上述步驟一中的薄片與鈾礦物有關(guān)黃鐵礦的區(qū)域；通過對薄片渡碳，開展微區(qū)精細觀察工作，查明黃鐵礦與鈾礦物空間賦存關(guān)系及其邊界接觸情況，初步厘定黃鐵礦與鈾礦物內(nèi)在關(guān)系。

所述的步驟二中采用光學顯微鏡，初步圈定的薄片與鈾礦物有關(guān)黃鐵礦的區(qū)域。

所述的步驟二中電子探針或掃描電鏡方法對薄片進行微區(qū)精細觀察工作。