确定砂岩型铀矿中黄铁矿与铀矿物内在关系的地质方法

摘要

本发明属于砂岩型铀矿技术领域，具体涉及一种确定砂岩型铀矿中黄铁矿与铀矿物内在关系的地质方法，该方法包括如下步骤：样品采集与薄片的制定；与铀矿形成有关黄铁矿位置圈定；与铀矿物形成有关黄铁矿微区S同位素测定；黄铁矿与铀矿物内在关系厘定。本发明的方法在精细查明砂岩型铀矿中黄铁矿与铀矿空间分布关系及其边界接触关系的基础上，初步厘定黄铁矿与铀矿物内在关系，而后直接厘定与铀矿物空间关系密切的黄铁矿微区S同位素厘定其成因，避免不同成因黄铁矿S同位素的混染作用，结合含矿目的层埋藏演化过程与铀成矿过程，阐明砂岩型铀矿中黄铁矿形成及对铀富集机理，从而精确厘定黄铁矿与铀矿物内在关系。

说明书

技术领域

本发明属于砂岩型铀矿技术领域，具体涉及一种确定砂岩型铀矿中黄铁矿与铀矿物内在关系的地质方法。

背景技术

砂岩型铀矿中铀在氧化-还原过渡带富集通常被认为是地下水中U(Ⅵ)被还原成U(Ⅳ)形成铀矿物而沉淀的结果，所需还原剂主要为砂岩中残留的炭化植物残屑和硫化物，并常可见铀矿物围绕或交代黄铁矿呈环带结构产出。大量学者对上述黄铁矿与铀矿物的环带结构进行了解释，赵凤民等(1986)通过实验研究认为黄铁矿还原U(Ⅵ)形成沥青铀矿时起还原作用的是S

发明内容

本发明的目的在于提供一种确定砂岩型铀矿中黄铁矿与铀矿物内在关系地质方法，该方法在精细查明砂岩型铀矿中黄铁矿与铀矿空间分布关系及其边界接触关系的基础上，采用LA-ICP-MS或SIMS直接厘定与铀矿物空间关系密切的黄铁矿微区S同位素，从而精确查明黄铁矿成因，结合含矿目的层埋藏演化过程，阐明砂岩型铀矿中黄铁矿形成过程及与铀矿物内在关系。

本发明所采用的技术方案是：一种确定砂岩型铀矿中黄铁矿与铀矿物内在关系的地质方法，包括以下步骤：

步骤一：砂岩型铀矿样品采集与薄片的制定；

步骤二：对上述步骤一中得到的样品薄片，进行与铀矿形成有关黄铁矿位置圈定；

步骤三：对上述步骤二中得到的铀矿形成有关黄铁矿位置圈定的样品薄片，进一步进行与铀矿物形成有关黄铁矿微区S同位素测定；

步骤四：针对步骤三中进行与铀矿物形成有关黄铁矿微区S同位素测定后的样品薄片，进行黄铁矿与铀矿物内在关系厘定。

所述步骤一中采集砂岩型铀矿钻孔岩心中相对较硬的块样富矿砂岩，将富矿砂岩样品磨制成相对较厚的薄。

所述步骤一中的富矿砂岩伽马值在200以上。

所述步骤一中的矿砂岩薄片厚度在50μm-70μm之间。

所述步骤二中与铀矿形成有关黄铁矿位置圈定的具体步骤如下初步圈定上述步骤一中的薄片与铀矿物有关黄铁矿的区域；通过对薄片渡碳，开展微区精细观察工作，查明黄铁矿与铀矿物空间赋存关系及其边界接触情况，初步厘定黄铁矿与铀矿物内在关系。

所述的步骤二中采用光学显微镜，初步圈定的薄片与铀矿物有关黄铁矿的区域。

所述的步骤二中电子探针或扫描电镜方法对薄片进行微区精细观察工作。

所述的步骤二中包括黄铁矿与铀矿物空间赋存关系及其边界接触情况包括边界平整与不平整两种情况；如黄铁矿与铀矿物接触边界平整，则说明其为先后沉淀关系，不存在相互之间的作用；如黄铁矿与铀矿物接触边界不平整，则说明黄铁矿与铀矿物之间存在反应，为交代关系。

所述的步骤三中与铀矿物形成有关黄铁矿微区S同位素测定的具体步骤如下：对步骤二中的薄片进行再一次的抛光，选择上述圈定的与铀矿物形成有关黄铁矿区域中黄铁矿表面光滑、颗粒大的黄铁矿区域，对其开展LA-ICP-MS微区S同位素测定工作，并对分析微区S同位素分布范围，厘定黄铁矿成因。

所述的步骤四中黄铁矿与铀矿物内在关系厘定的具体步骤如下：结合含矿目的层埋藏演化过程，阐明砂岩型铀矿中黄铁矿形成过程；结合黄铁矿与铀矿物边界接触情况，查明黄铁矿与铀矿物内在关系，阐明砂岩型铀矿中黄铁矿形成及对铀富集机理，完成砂岩型铀矿中黄铁矿与铀矿物内在关系的地质方法的确定。

本发明的有益效果是：本发明的方法在精细查明砂岩型铀矿中黄铁矿与铀矿空间分布关系及其边界接触关系的基础上，采用LA-ICP-MS或SIMS直接厘定与铀矿物空间关系密切的黄铁矿微区S同位素，避免不同成因黄铁矿S同位素的混染作用，从而精确查明黄铁矿成因，结合含矿目的层埋藏演化过程，阐明砂岩型铀矿中黄铁矿形成及对铀富集机理，为研究区砂岩型铀矿成因及形成过程提供依据，对砂岩型铀矿成矿机理研究提供了新方法与新技术。

附图说明

图1为一种确定砂岩型铀矿中黄铁矿与铀矿物内在关系的地质方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明提供的一种确定砂岩型铀矿中黄铁矿与铀矿物内在关系的地质方法作详细说明。

一种确定砂岩型铀矿中黄铁矿与铀矿物内在关系的地质方法，该方法具体包括以下步骤：

步骤一：砂岩型铀矿钻孔岩心样品采集与薄片的制定

所述步骤一中样品采集与薄片的制定，包括采集砂岩型铀矿钻孔岩心中相对较硬的块样富矿砂岩样品，相对较硬的块样富矿砂岩是指伽马值在200以上的富矿砂岩，富矿砂岩样品数量至少要保证10个及其以上(n≥10)，将富矿砂岩样品磨制成相对较厚的富矿砂岩样品薄片，富矿砂岩薄片厚度在50μm70μm之间。

步骤二：对上述步骤一中得到的样品薄片，进行与铀矿形成有关黄铁矿位置的圈定

所述步骤二中与铀矿形成有关黄铁矿位置圈定的具体步骤如下：对上述步骤中制定的富矿砂岩样品薄片开展光学显微镜工作，初步圈定与铀矿物有关黄铁矿的区域；通过对上述富矿砂岩样品薄片渡碳，开展电子探针或扫描电镜微区精细观察工作，查明黄铁矿与铀矿物空间赋存关系及其边界接触情况，包括边界平整与不平整两种情况，初步厘定黄铁矿与铀矿物内在关系；如黄铁矿与铀矿物接触边界平整，则说明其为先后沉淀关系，不存在相互之间的作用；如黄铁矿与铀矿物接触边界不平整，则说明黄铁矿与铀矿物之间存在反应，为交代关系。

步骤三：对上述步骤二中得到的铀矿形成有关黄铁矿位置圈定的富矿砂岩样品薄片，进一步进行与铀矿物形成有关黄铁矿微区S同位素测定

所述步骤三中与铀矿物形成有关黄铁矿微区S同位素测定的具体步骤如下：对-上述步骤二中进行铀矿形成有关黄铁矿位置圈定的富矿砂岩样品薄片，进行再一次的抛光；选择富矿砂岩样品薄片上圈定的与铀矿物形成有关黄铁矿区域中黄铁矿表面光滑、颗粒大小超过50μm的黄铁矿区域，对其开展LA-ICP-MS微区S同位素测定工作，并对微区S同位素数据开展综合分析，厘定黄铁矿成因。

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪LA-ICP-MS的微区S同位素测定的激光束斑为50μm。

所述的步骤三中黄铁矿成因厘定依据黄铁矿的微观形貌及其硫同位素，如草莓状黄铁矿与细菌硫酸盐还原作用(BSR)有关。此外，现阶段盆地中黄铁矿(FeS

步骤四：针对步骤三中进行与铀矿物形成有关黄铁矿微区S同位素测定后的富矿砂岩样品薄片，进行黄铁矿与铀矿物内在关系厘定

所述步骤四中黄铁矿与铀矿物内在关系厘定的具体步骤如下：结合含矿目的层埋藏演化过程，阐明砂岩型铀矿中黄铁矿形成过程；结合黄铁矿与铀矿物边界接触情况，查明黄铁矿与铀矿物内在关系，阐明砂岩型铀矿中黄铁矿形成及对铀富集机理，完成砂岩型铀矿中黄铁矿与铀矿物内在关系的地质方法的确定；从而为研究区砂岩型铀矿成因及形成过程提供依据，对砂岩型铀矿成矿机理研究提供了新方法与新技术。

如图1所示，以伊犁盆地南缘砂岩型铀矿为例，本发明提供的一种确定砂岩型铀矿中黄铁矿与铀矿物内在关系的地质方法，该方法的具体步骤如下：

步骤一：伊犁盆地南缘砂岩型铀矿钻孔岩心样品采集与薄片的制定

例如，采集犁盆地南缘钻孔岩心中相对较硬的块样富矿砂岩样品，相对较硬的块样富矿砂岩的伽马值在200以上，富矿砂岩样品数量至少要保证10个及其以上(n≥10)，将富矿砂岩样品磨制成相对较厚的富矿砂岩薄片，富矿砂岩薄片厚度在50～70μm之间。

步骤二：针对上述步骤一中得到的伊犁盆地南缘砂岩型铀矿钻孔岩心的样品薄片，进行与铀矿形成有关黄铁矿位置圈定；

例如，对上述步骤一中制定的富矿砂岩薄片开展光学显微镜工作，初步圈定与铀矿物有关黄铁矿的区域，对上述富矿砂岩薄片开展电子探针或扫描电镜微区精细观察工作。扫描电镜与电子探针分析表明，伊犁盆地南缘砂岩铀矿含矿砂岩中铀矿物与黄铁矿空间赋存关系密切，常形成沥青铀矿包裹黄铁矿的环带结构。沥青铀矿以围绕与交代黄铁矿两种形式产出，其中被沥青铀矿以围绕形式包裹的黄铁矿以立方体黄铁矿、草莓状黄铁矿为主，与沥青铀矿边界平整，清晰，常一同产于岩屑溶蚀孔中与粒间孔隙中，而被沥青铀矿以交代形式包裹的黄铁矿主要大颗粒胶状黄铁矿，与沥青铀矿边界不平整，一同产于岩屑溶蚀孔、粒间孔隙与有机质胞腔中。

步骤三：对上述步骤二中得到的铀矿形成有关黄铁矿位置圈定的伊犁盆地南缘砂岩型铀矿富矿砂岩样品薄片，进一步进行与铀矿物形成有关黄铁矿微区S同位素测定

例如，通过对上述特征薄片进行再一次的抛光，选择上述圈定的与铀矿物形成有关黄铁矿区域中黄铁矿表面光滑、颗粒大小超过50um的黄铁矿区域，对其开展LA-ICP-MS(激光束斑为50um)微区S同位素测定工作。伊犁盆地砂岩型铀矿含矿层砂岩中黄铁矿LA-ICP-MS微区硫同位素(δ

步骤四：针对步骤三中进行与铀矿物形成有关黄铁矿微区S同位素测定后的伊犁盆地南缘砂岩型铀矿富矿砂岩样品薄片，进行黄铁矿与铀矿物内在关系厘定；

例如，在上述与铀矿物形成有关黄铁矿成因的研究基础上，结合含矿目的层埋藏演化过程与砂岩型铀矿成矿过程，阐明砂岩型铀矿中不同成因黄铁矿形成过程及对铀富集机理，为研究区砂岩型铀矿成因及形成过程提供依据，对砂岩型铀矿成矿机理研究提供了新方法与新技术。

含矿层埋藏过程中，古温度高于50℃时，细菌活动减少，细菌的硫酸盐作用相对减弱，含硫有机物可受热分解，形成有机物热解(TDS)成因H

含矿目的层抬升至地表时，来自蚀源区的含铀含氧水层间渗入砂体中带入一定量硫酸盐还原菌、SO

上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。