[发明专利]一种确定钍矿床成矿年代学的方法

说明书

本发明属于钍矿开采技术领域，具体涉及一种确定钍矿床成矿年代学的方法；本发明的目的是提供一种适合钍矿床原位微区定年的技术方法，充分发挥LA‑ICP‑MS的先进技术手段在确定钍矿床年龄及分析成矿演化的作用，从复杂的地质现象中分解出各个成矿期次的关键要素和主要控矿因素，为钍矿床勘查提供思路，指导具体的找矿工作，可见，提供精确的钍矿U‑Pb/U‑Th‑Pb年龄对于探讨钍矿床的成因和指导钍矿床勘查都具有非常重要的意义；步骤S1：野外实地考察，系统采集钍矿样品；步骤S2：对采集的矿样进行岩矿鉴定和电子探针分析；步骤S3：利用LA‑ICP‑MS对岩石薄片中原位钍矿物进行分析测试；步骤S4：对钍矿物分析测得的数据采用软件ICPMSDataCal进行离线处理。

技术领域

本发明属于钍矿开采技术领域，具体涉及一种确定钍矿床成矿年代学的方法。

背景技术

先前我国对钍资源的研究程度相对较低，而钍作为铀的替代资源，具有重要的战略地位，也一直被作为一种潜在的核能源。随着核电事业的发展，对钍资源的勘探开发也越来越重视，随之而来的即是针对钍矿床的基础性研究相对薄弱，例如如何准确确定钍矿床的成矿年龄就是急需解决的科学问题之一。

由于之前钍资源的关注度较低，因此针对钍成矿年龄的研究也寥寥无几。大致研究方法可能有：(1)对方钍石等钍矿物采用同位素稀释TIMS法进行测定，并通过U-Pb等时线法拟合出成矿年龄。(2)选择与钍矿物共生的铀矿物、独居石、锆石、黄铁矿等矿物进行年龄测定，其理论依据是两者的U-Pb同位素计时体系同时开启。然而，事实上与钍矿物共生的铀矿物、独居石、锆石、黄铁矿等矿物成因复杂，很难保证它们与钍矿物的U、Pb同源及同期性。(3)利用电子探针(EMP)、二次离子探针(SIMS/SHRIMP)以及激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)等微区定年技术对方钍石等原位钍矿物进行测试分析，最终确定其成矿年龄。然而EMP空间分辨率很高，但是测试精度有限，SIMS/SHRIMP仪器设备和测试费用相对昂贵。近二十年蓬勃兴起的LA-ICP-MS测试技术以原位、实时、经济、快速的分析优势，以及较高灵敏度和空间分辨率成为原位微区测试技术的研究热点，因此，开展LA-ICP-MS测试技术对钍矿床进行成矿年代学的研究是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合钍矿床原位微区定年的技术方法，充分发挥LA-ICP-MS的先进技术手段在确定钍矿床年龄及分析成矿演化的作用，从复杂的地质现象中分解出各个成矿期次的关键要素和主要控矿因素，为钍矿床勘查提供思路，指导具体的找矿工作，可见，提供精确的钍矿U-Pb/U-Th-Pb年龄对于探讨钍矿床的成因和指导钍矿床勘查都具有非常重要的意义。

本发明的技术方案是：

一种确定钍矿床成矿年代学的方法，包括以下步骤：

步骤S1：野外实地考察，系统采集钍矿样品，样品要求新鲜，一般为3×6×9cm，样品至少10块；

步骤S2：对采集的矿样进行岩矿鉴定和电子探针分析。例如，对采集的矿样进行切片，制作0.3mm左右的光薄片，在显微镜上观察矿石的钍矿物组成，并将粒径大于50μm的钍矿物圈出来；采用JXA-8100电子探针分析仪来分析钍矿物的化学组分，最终确定各种钍矿物的类型，将所需要定年的钍矿物用红笔在薄片上标出；

步骤S3：利用LA-ICP-MS对岩石薄片中原位钍矿物进行分析测试；激光输出波长为257nm，激光脉冲宽度为<300fs；分析钍矿时激光能量设定为20％，能量密度为1.2J/cm²，激光束斑和频率分别设定为10μm和1Hz；激光剥蚀过程中采用氦气作载气、氩气为补偿气以调节灵敏度，二者在进入ICP之前通过一个T型接头混合，信号匀化装置(SSD)置于T型接头之前。每个时间分辨分析数据包括大约20-30s的空白信号和50s的样品信号；