[发明专利]利用粘土矿物研究层间氧化带砂岩型铀矿床成矿过程的方法

说明书

本发明的目的在于提供一种利用粘土矿物研究层间氧化带砂岩型铀矿床成矿过程的方法。其包括如下步骤：(1)采集样品；(2)对样品进行分析测试；(3)粘土矿物吸附铀实验；(4)总结成矿规律。本发明方法可重建层间氧化带砂岩铀矿成矿过程，阐明成矿作用机制，总结成矿作用规律，预测新地区铀成矿潜力。

技术领域

本发明属于铀矿地质勘查领域的综合研究方法，具体涉及一种利用粘土矿物特征研究层间氧化带砂岩型铀矿成矿过程的方法。

背景技术

铀资源是一种军民两用的战略资源，砂岩型铀矿床是我国最主要的铀矿床类型，该类铀矿床包括层间氧化带型、潜水氧化带型、沉积成岩型和复成因型，是一种典型的外生后成铀矿床。层间氧化带砂岩型铀矿床又是砂岩型铀矿床中最重要的类型，其最大特征是，具有独特地球化学分带性，且各带具有不同的地化特征。在氧化带，固态U在含氧水的作用下形成易于迁移的铀酰离子，过渡带形成强烈的地化反差条件，使水中的6价铀沉淀、富集。形成这种独特的地球化学分带的基本条件是存在能够允许含氧含铀水溶液循环的可渗透性容矿岩石；有能够使含氧含铀水溶液中活动态铀固定下来的地球化学圈闭或地球化学障的存在。

粘土矿物是经风化作用形成的一种含水的硅酸盐或铝硅酸盐矿物，广泛分布于陆相盆地的沉积物中，也是铀矿化过程中的常见产物。最常见的层状结构粘土矿物有蒙脱石、高岭石、伊利石、绿泥石、伊/蒙混层、绿/蒙混层等。粘土矿物作为陆源碎屑沉积物的一个重要组成部分，广泛存在于各种泥质岩及砂、砾岩的胶结物中。由于粘土矿物质点细小，具有很大的表面自由能和吸附能力，因此粘土矿物既具有碎屑质点的性质又具有胶体质点的性质。活泼的表面化学性质，使存在于碎屑颗粒间的粘土矿物能优先与外来的流体发生化学反应，并具有较快的化学反应速度。粘土矿物的这些性质，使其在层间氧化富集铀矿化的过程中起着特殊的作用。粘土矿物以其特殊的性质，在层间渗入成矿作用中吸附、迁移和富集铀元素。在这一成矿过程中，粘土矿物同时也发生着次生演化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用粘土矿物研究层间氧化带砂岩型铀矿床成矿过程的方法。

实现本发明目的的技术方案：一种利用粘土矿物研究层间氧化带砂岩型铀矿床成矿过程的方法，其包括如下步骤：

(1)采集样品

在层间氧化带砂岩型铀矿床采集若干样品；

(2)对样品进行分析测试

对步骤(1)采集的若干样品进行X射线粉晶衍射(XRD)分析，测定样品中的粘土矿物组成；

然后采用X射线荧光光谱(XRF)分析、等离子质谱(ICP-MS)分析，测定粘土矿物化学成分；

采用光学显微镜、扫描电子显微(SEM)、透射电子显微(TEM)观察粘土矿物微观形貌特点、粘土矿物中混层矿物的特点及粘土矿物之间的赋存形态；

采用固体质谱(MS)分析，测定粘土矿物的H、O稳定同位素组成；

(3)粘土矿物吸附铀实验，

将1～3g的粘土矿物放入铀溶液中进行吸附铀实现，反应时间为30min～72h，pH为3～9，离子强度I为0.1M～0.001M NaCl，铀溶液浓度为90～360mg/L，反应温度为20～120℃；用X射线衍射仪表征粘土矿物吸附铀前后结构的变化；

(4)总结成矿规律

根据步骤(3)的数据，重建层间氧化带砂岩铀矿成矿过程，阐明成矿作用机制，总结成矿作用规律，预测新地区铀成矿潜力。

如上所述的一种利用粘土矿物研究层间氧化带砂岩型铀矿床成矿过程的方法，其在步骤(2)中，根据分析获得的粘土矿物化学成分、微观形貌特点、H\O稳定同位素组成，研究层间氧化带砂岩型铀矿床中粘土矿物的特征。