一种确定砂岩型铀矿床成矿原因的方法技术

本发明专利技术属于实验地质技术领域，具体涉及一种为了弥补传统地球化学方法在研究砂岩型铀矿床成矿条件的的概念性条件描述，提供一种更加直观的揭示层间氧化带型铀矿成矿机理的研究方法；步骤1，实验样品的野外采集与前期处理，以典型层间氧化带型铀矿床为研究对象，选取重点矿段的矿石样品进行实验；步骤2，根据成矿地质背景流体特征配置实验所需溶液；步骤3，根据成矿背景条件开展水‑岩反应实验，并计算实验后反应溶液中成矿元素的浸出量并对比反应前后铀矿石成分变化情况；步骤4，结合步骤3.1、3.2、3.3所得数据，综合分析层间氧化带砂岩型铀矿床成矿流体运移过程中流‑岩作用对成矿元素的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种确定砂岩型铀矿床成矿原因的方法
本专利技术属于实验地质
，具体涉及基于实验室水-岩反应计算层间氧化带砂岩型铀矿床成因的研究方法。
技术介绍
现阶段对于我国北方层间氧化带砂岩型铀矿的成矿理论研究，尤其是成矿作用过程中的水-岩反应主要集中于定性的理论推论研究，缺乏数据支撑。在实验室条件下利高温高压反应釜进行水-岩反应实验，可以更好的还原成矿期的成矿流体与地质体之间的相互作用关系，对揭示层间氧化带型铀矿床的形成机理具有重要作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是，针对现有技术不足，提供一种为了弥补传统地球化学方法在研究砂岩型铀矿床成矿条件的的概念性条件描述，提供一种更加直观的揭示层间氧化带型铀矿成矿机理的研究方法。本专利技术的技术方案是：一种确定砂岩型铀矿床成矿原因的方法，包括以下步骤：步骤1，实验样品的野外采集与前期处理，以典型层间氧化带型铀矿床为研究对象，选取重点矿段的矿石样品进行实验；步骤2，根据成矿地质背景流体特征配置实验所需溶液；步骤3，根据成矿背景条件开展水-岩反应实验，并计算实验后反应溶液中成矿元素的浸出量并对比反应前后铀矿石成分变化情况；步骤4，结合步骤3所得数据，综合分析层间氧化带砂岩型铀矿床成矿流体运移过程中流-岩作用对成矿元素的影响。所述步骤1包括以下步骤：步骤1.1，以典型层间氧化带型铀矿床为研究对象，选取重点矿段的矿石样品，记作S0，利用电感耦合离子体质谱方法测试其单位质量岩芯样品的主要元素含量；步骤1.2，将矿石样品破碎后筛选所需样品，清洗烘干后待用。所述步骤2包括以下步骤：步骤2.1，根据典型矿床流体特征分析，判断成矿流体的主要成分及其物理化学参数；步骤2.2，根据成矿流体成分配制实验所需反应溶液。所述步骤三包括以下步骤：步骤3.1，根据层间氧化带型铀矿床属表生成因低温低盐度的特征，设定实验的温度、压力等实验参数，取步骤1.2得到的样品及步骤2.2中配制的溶液混合，加温加压，一定时间后将反应物取出；步骤3.2，取步骤3.1的产物放入离心机中进行固液分离，取液体样品Q1、Q2-1、Q2-2、Q3-1，分析反应后流体的元素组成分析；步骤3.3，取步骤3.2分离的固体样品分别记做S1、S2-1、S2-2、S3，经低温烘干后测试样品中固体元素组分。本专利技术的有益效果是：本专利技术可应用于指导我国北方层间氧化带型砂岩型铀矿地质勘查，本专利技术在传统地质学、地球化学方法基础上，利用实验室高温高压反应釜还原了成矿期水-岩反应过程，实验数据客观的说明了铀的迁移活化与成矿流体之间的关系。研究方法流程规范，研究结果具有客观性，对于指导层间氧化带砂岩型铀矿找矿及我国铀资源扩大具有重要的理论作用及现实意义。附图说明图1是实验装置图；图中：1-进样瓶；2-溶液传输泵；3、10、19-针阀；4、8-单向阀；5、7、14、18-三通阀；6-压力表；9-CH4气瓶；11、15-高压釜；12、16-电炉；13、17-温控仪；20-过滤器；21-背压阀；22-接样瓶。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行进一步的介绍：一种确定砂岩型铀矿床成矿原因的方法，包括以下步骤：步骤1，实验样品的野外采集与前期处理，以典型层间氧化带型铀矿床为研究对象，选取重点矿段的矿石样品进行实验；步骤2，根据成矿地质背景流体特征配置实验所需溶液；步骤3，根据成矿背景条件开展水-岩反应实验，并计算实验后反应溶液中成矿元素的浸出量并对比反应前后铀矿石成分变化情况；步骤4，结合步骤3所得数据，综合分析层间氧化带砂岩型铀矿床成矿流体运移过程中流-岩作用对成矿元素的影响。所述步骤1包括以下步骤：步骤1.1，以典型层间氧化带型铀矿床为研究对象，选取重点矿段的矿石样品，记作S0，利用电感耦合离子体质谱方法测试其单位质量岩芯样品的主要元素含量；步骤1.2，将矿石样品破碎后筛选所需样品，清洗烘干后待用。所述步骤2包括以下步骤：步骤2.1，根据典型矿床流体特征分析，判断成矿流体的主要成分及其物理化学参数；步骤2.2，根据成矿流体成分配制实验所需反应溶液。所述步骤三包括以下步骤：步骤3.1，根据层间氧化带型铀矿床属表生成因低温低盐度的特征，设定实验的温度、压力等实验参数，取步骤1.2得到的样品及步骤2.2中配制的溶液混合，加温加压，一定时间后将反应物取出；步骤3.2，取步骤3.1的产物放入离心机中进行固液分离，取液体样品Q1、Q2-1、Q2-2、Q3-1，分析反应后流体的元素组成分析；步骤3.3，取步骤3.2分离的固体样品分别记做S1、S2-1、S2-2、S3，经低温烘干后测试样品中固体元素组分。实施例本专利技术基于水-岩反应原理，在实验室条件下利用反应釜模拟层间氧化带型铀矿床成矿作用过程中流-岩反应，研究成矿元素在不同物理化学条件下的优势溶解度，揭示不同地质背景条件下成矿元素的溶解-迁移能力。本方法主要包括实验室内铀矿石样品的前期处理，在一定温度、压力以及介质的条件下模拟实验，并通过如下步骤实现。步骤1，实验样品的前期处理步骤1.1，实验采用我国北方某典型层间氧化带型砂岩铀矿床矿石样品S0，并用电感耦合离子体质谱方法测试其单位质量岩芯样品的主要元素含量(见表3)。步骤1.2，砂岩铀矿石经过破碎后，筛选60～100目(粒径为0.15～0.25mm)作为本次实验的样品。根据实验前样品用去离子水在超声波清洗器中清洗三次(10min/次)，去除破碎过程中的污染以及去除颗粒毛刺，使处理后样品呈颗粒状，混合均匀。清洗后的样品在50℃干燥箱中烘干。制备的砂岩样品放入干净的装样瓶中备用。比重法获取砂岩密度ρ为2.36g/cm3，再根据矿物颗粒几何比表面积公式计算得到砂岩比表面积为12.987m2/kg。步骤2，根据成矿地质背景特征制备反应溶液步骤2.1，根据典型层间氧化带砂岩型铀矿床成矿流体特征分析，成矿流体的主要为弱酸性低温低盐度流体，含有少量的Cl-。步骤2.2，取36％～38％的HCl原液(分析纯)5ml入250ml容量瓶中稀释50倍；再将250ml容量瓶中的HCl溶液取1ml入1L容量瓶中，同时加5g99.5％NaCl粉末(分析纯)稀释至刻度线(1L)，测混合后pH值为5.7。步骤3，根据成矿背景条件开展水-岩反应实验，并计算实验后反应溶液中成矿元素的浸出量并对比反应前后铀矿石成分变化情况。步骤3.1，根据层间氧化带型铀矿床属表生成因低温低盐度的特征，设定实验的温度、压力等实验参数，取步骤1.2得到的样品及步骤2.2中配制的溶液混合，根据已经砂岩铀矿溶解反应实验数据、以及前人研究成果，拟定模拟实验温度为100℃，压力为10bar，甲烷气体的纯度99.9％，反应釜中通入甲烷气体的压力也为10bar，其实验原理图如图1，具体反应数据详见表1。实验基本流程：①批次1的流程为：本次实验为往反应釜体中直接通入压力为10bar的甲烷气体与砂岩反应，稳定后取分析水样。②批次2的流程为：本次实验为串联实验，反应釜中通入压力为10bar的甲烷气体与砂岩反应。两个反应釜串联，先用第一个反应3～4天，通过动态监测pH值，稳定后打开阀门串联后两个反应釜再反应3～4天；其中第一个釜中为批次1反应后的样品，第二个反应釜为新样品。③批次3的流程为：本次实验为对比实验，选取新的样品入反应釜中，不通入甲烷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定砂岩型铀矿床成矿原因的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，实验样品的野外采集与前期处理，以典型层间氧化带型铀矿床为研究对象，选取重点矿段的矿石样品进行实验；步骤2，根据成矿地质背景流体特征配置实验所需溶液；步骤3，根据成矿背景条件开展水‑岩反应实验，并计算实验后反应溶液中成矿元素的浸出量并对比反应前后铀矿石成分变化情况；步骤4，结合步骤3所得数据，综合分析层间氧化带砂岩型铀矿床成矿流体运移过程中流‑岩作用对成矿元素的影响。

【技术特征摘要】
1.一种确定砂岩型铀矿床成矿原因的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，实验样品的野外采集与前期处理，以典型层间氧化带型铀矿床为研究对象，选取重点矿段的矿石样品进行实验；步骤2，根据成矿地质背景流体特征配置实验所需溶液；步骤3，根据成矿背景条件开展水-岩反应实验，并计算实验后反应溶液中成矿元素的浸出量并对比反应前后铀矿石成分变化情况；步骤4，结合步骤3所得数据，综合分析层间氧化带砂岩型铀矿床成矿流体运移过程中流-岩作用对成矿元素的影响。2.根据权利要求1所述的一种确定砂岩型铀矿床成矿原因的方法，其特征在于：所述步骤1包括以下步骤：步骤1.1，以典型层间氧化带型铀矿床为研究对象，选取重点矿段的矿石样品，记作S0，利用电感耦合离子体质谱方法测试其单位质量岩芯样品的主要元素含量；步骤1.2，将矿石样品破碎后筛选所需样品，清洗烘干后待用。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：修晓茜，王文全，范洪海，张玉燕，陈东欢，
申请(专利权)人：核工业北京地质研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11