基于土壤气态水的纳米级铀微粒探测方法及气态水收集器

摘要

本发明涉及一种基于土壤气态水的纳米级铀微粒探测方法及气态水收集器。该方法先在砂岩型铀矿远景区内设置5条或5条以上等间距的测线，每条测线上取点距和线距相等的多个点，在每一点下方深度为60cm～70cm的小坑内埋藏气态水收集器；埋藏至少10天后取出气态水收集器；采用等离子质谱仪测量气态水收集器收集到的凝结水中的铀浓度；最后对测量结果采用多重分形插值方法绘制出该铀矿区土壤气态水中铀浓度等值图，应用统计分析方法圈定铀异常下限，对铀矿化的空间位置进行推断。本发明方法能够有效探测源自深部的纳米级铀成矿信息。本发明气态水收集器，结构简单，易于制造，可以方便地采集到源自深部的气态水。

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于砂岩型铀矿勘查的地球化学找矿方法，具体涉及一种基于土壤气态水的纳米级铀微粒探测方法及气态水收集器。

背景技术

传统的地气找铀方法测量的采样对象是：流经矿体的地气所携带至土壤层中的纳米级铀微粒，地气(铀)测量所使用的探测器是聚酯膜，测量的是天然附着在聚酯膜上的微量铀。该方法所使用的聚脂膜探测器需要净化(去铀本底)、晾干且称重，野外作业期间样品易受污染，样品测试干扰因素多(聚脂膜探测器测铀前要灰化或酸化)，最后还要对聚酯膜地气探测器重量进行归一化处理，该方法工作流程烦琐，各种干扰因素使探测到的源自深部的纳米级铀信息信噪比大大降低。

土壤气态水测铀方法收集以地壳-地幔自然产生的CO₂-NH₄为载体的气态水，直接测量土壤中气态水中包含的呈气相形式的铀元素；与地气中铀测量方法比较，大地气态水铀测量所使用的探测器是大地气态水，测量的是大地气态水中的微量铀，大地气态水铀测量方法屏弃了采集地气用的聚脂膜探测器，从而摆脱了聚脂膜探测器需要净化(去铀本底)、样品测试干扰多(聚脂膜探测器测铀前要灰化或酸化)等烦琐工作；大地气态水铀测量方法不受地形、外来沙土的影响。但是，用于铀资源勘查的大地气态水中铀测量方法的数据采集、数据处理和数据解释的技术流程还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够使源自深部的纳米级铀成矿信息有效探测的基于土壤气态水的纳米级铀微粒探测方法及气态水收集器。

本发明所述的基于土壤气态水的纳米级铀微粒探测方法，其采用如下步骤依次进行：

(1)在砂岩型铀矿远景区内，设置5条或5条以上等间距的测线，每条测线上取点距和线距相等的多个点；在每一点下方深度为60cm～70cm的小坑内水平放置气态水收集器，气态水收集器上部用塑料布完全覆盖，然后在塑料布上边用浮土压实；

(2)将所有气态水收集器埋藏至少10天后取出，然后将气态水收集器内收集的凝结水放在密封小瓶里编号封存；

(3)采用等离子质谱仪测量由步骤(2)收集到的凝结水中的铀浓度；

(4)根据步骤(3)的测量结果，采用多重分形插值方法绘制出该铀矿区土壤气态水中铀浓度等值图；然后应用统计分析方法圈定铀异常下限，对铀矿化的空间位置进行推断。

如上所述的基于土壤气态水的纳米级铀微粒探测方法，其步骤(2)所述的气态水收集器埋藏30～40天。

如上所述的基于土壤气态水的纳米级铀微粒探测方法，其步骤(3)中采用感应耦合等离子体质谱仪。

本发明所述的气态水收集器，其包括一个圆柱形的塑料容器，塑料容器顶部密封，底部中心开设有一个气态水入口，在气态水入口的外围、塑料容器的底部上设有阻水塑料固定环，从而在塑料容器的底部形成一个由阻水塑料固定环和塑料容器的侧壁组成的底部储水器；在塑料容器的侧壁上方设有一个出水口，出水口上设有可以密封的螺丝帽。

本发明的效果在于：本发明的基于土壤气态水的纳米级铀微粒探测方法可以获取高信噪比的源自深部的大地气态水，能够有效探测源自深部的纳米级铀成矿信息，有利于对“难发现、难识别、难评价”的隐伏铀资源进行预测评价，是一种高灵敏度的地球化学找矿方法。采用等离子体质谱仪器测量大地气态水中的微量铀，仪器测量所需要的水量甚少(1～2mL)，而分析测试的探测限极低(10^-12)，其抗干扰的能力强；采用多重分形空间插值方法，在保持和增强局部异常信息方面具有良好的应用效果，有益于突出与隐伏铀矿化有关的局部弱异常信息。本发明的气态水收集器，结构简单，易于制造，可以方便地采集到源自深部的气态水。

附图说明

图1气态水收集器的结构示意图；

图2气态水收集器使用示意图。

图中1.气态水入口；2.底部储水器；3.阻水塑料固定环；4.出水口；5.螺丝帽；6.塑料容器；7塑料布；8.压实的浮土。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的基于土壤气态水的纳米级铀微粒探测方法及收集器进一步描述。

本发明的基于土壤气态水的纳米级铀微粒探测方法依次采用如下步骤：

(1)在砂岩型铀矿远景区内，设置5条等间距的测线，每条测线上取点距和线距相等的多个点；在每一点下方深度为65cm的小坑内水平放置气态水收集器，气态水收集器上部用塑料布7完全覆盖，然后在塑料布上边再用浮土8压实；采用累积方式收集土壤中的气态水。

(2)将所有气态水收集器埋藏30天后取出；然后气态水收集器内收集的凝结水放在密封小瓶里编号封存，以免水份挥发、汽化等因素的影响造成水中微量铀浓度的变化。

(3)采用感应耦合等离子体质谱仪测量由步骤(2)收集到的凝结水中的铀浓度。实验结果表明，每次测量只需1～2ml的凝结水，而分析测试的探测限低至10^-12。

(4)根据步骤(3)的测量结果，采用多重分形插值方法绘制出该铀矿区土壤气态水中铀浓度等值图；然后应用统计分析方法圈定铀异常下限，对铀矿化的空间位置进行合理推断。

在上述基于土壤气态水的纳米级铀微粒探测方法中，可设置5条或5条以上等间距的测线；气态水收集器埋藏深度可在60cm～70cm，埋藏时间至少10天，并且埋藏的时间越长采集的效果越好，但相应的费用会增加，效率下降。

如图1所示，本发明所述的气态水收集器，其包括一个圆柱形的塑料容器6，塑料容器6顶部密封，底部中心开设有一个气态水入口1，在气态水入口1的外围、塑料容器6的底部上设有阻水塑料固定环3，从而在塑料容器6的底部形成一个由阻水塑料固定环3和塑料容器6的侧壁组成的底部储水器2；在塑料容器6的侧壁上方设有一个出水口4，出水口4上设有可以密封的螺丝帽5。

如图2所示，在使用气态水收集器时，把出水口4的螺丝帽拧紧，然后放置在小坑内上部用塑料布7完全覆盖，在塑料布7上边用浮土8压实。采集完毕后，取出气态水收集器，将气态水收集器垂直放置，使出水口4朝下，拧开出水口4上的螺丝帽，即可导出所收集到的凝结水溶液。