一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關係的計算方法
2023-09-12 21:03:40
一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關係的計算方法
【專利摘要】本發明屬於地質【技術領域】，具體涉及一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關係的計算方法。目的是為了定量分析砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦的關係。該方法包括：以層間氧化帶砂巖型鈾礦床氧化帶、過渡帶、還原帶為不同亞帶選取樣品，計算三種樣品質量及其含鈾質量與比例；分離提純粘土礦物，並計算其質量；分析三種樣品中粘土礦物的類型、組成及性質；計算粘土礦物的含鈾質量及含鈾比例；進行粘土礦物與硝酸鈾醯的吸附反應實驗，得到最有利吸附條件；在最有利吸附條件下，考察樣品中粘土礦物對鈾的二次吸附性；分析典型礦物標樣混合物與樣品中粘土礦物吸附性差異；將區域地質背景與最有利吸附條件相比較，判斷粘土礦物對鈾的富集作用。
【專利說明】一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關係的計算方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於地質【技術領域】，具體涉及一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關係的計算方法。
【背景技術】
[0002]砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾的沉澱富集關係密切，粘土礦物類型主要有高嶺石、蒙脫石、伊利石以及部分伊矇混層。由於工業提取方式繁瑣，前人在粘土礦物對鈾的吸附富集成礦的研究較少，且多為定性研究。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是為了定量分析砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦的關係，提供一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關係的計算方法。
[0004]為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案如下:
[0005]一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關係的計算方法，包括如下步驟:
[0006]步驟1:以層間氧化帶砂巖型鈾礦床氧化帶、過渡帶、還原帶為不同亞帶選取巖芯樣品，計算三種亞帶的 巖芯樣品質量為Q1、Q2> Q3，計算三種亞帶的巖芯樣品含鈾質量為U」
u2、u3;
[0007]步驟2:分離提純三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物，並計算分離後的粘土礦物的質量為 MQpMQ2JQ3 ；
[0008]步驟3:分析三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的類型、組成及性質；
[0009]步驟4:計算三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的含鈾質量為BR、BU2, BU3 ;計算三種亞帶的巖芯樣品的含鈾比例嗔、u2/q2、u3/q3，以及三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的含鈾比例 BuyMQp BU2/MQ2、BU3/MQ3 ；
[0010]步驟5:進行粘土礦物與硝酸鈾醯的吸附反應實驗，比較不同類型的粘土礦物在不同初始溶液濃度、不同PH值條件下的吸附性，得到最有利吸附條件；
[0011]步驟6:在最有利吸附條件下，進行粘土礦物與硝酸鈾醯的吸附反應實驗，得到三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的含鈾質量為AU1'AU2、AU3,計算AVMQpAU2ZiMQ^ AU3/MQ3的比值，並分別與BVMQpBUyMQ2JU3ZiMQ3進行比較，得到三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物對鈾的二次吸附性；
[0012]步驟7:利用典型礦物標樣按照步驟3中的粘土礦物類型和組成進行配比混合，獲得代表三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的混合物，將三種混合物在最有利吸附條件下進行粘土礦物與硝酸鈾醯的吸附反應實驗，得到各混合物的含鈾質量CUp CU2, CU3，求CU1AUpcu2/au2, CU3ZAU3的比值，分析典型礦物標樣混合物與不同亞帶中提純的粘土礦物吸附性差
巳
升;
[0013]步驟8:將區域地質背景與最有利吸附條件相比較，判斷粘土礦物對鈾的富集作用。[0014]如上所述的一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關係的計算方法，其中:步驟5中，所述吸附反應實驗包括:
[0015]步驟5.1，根據步驟3獲得的粘土礦物的類型選擇性質相同的典型礦物標樣，進行典型礦物標樣在不同酸鹼條件下對硝酸鈾醯中的六價鈾的吸附反應實驗，比較同一粘土礦物類型在不同PH值條件下的吸附率大小。
[0016]步驟5.2，進行典型礦物標樣在不同初始濃度的硝酸鈾醯溶液中的吸附反應實驗，比較同一粘土礦物類型在不同溶液濃度條件下的吸附率大小。
[0017]步驟5.3，在相同pH值、初始溶液濃度條件下，用不同類型的典型礦物標樣對硝酸鈾醯中的六價鈾進行吸附反應實驗，比較不同類型的粘土礦物的吸附性強弱；
[0018]步驟5.4，從上述實驗中，得到吸附率最大時的粘土礦物的類型、pH值、溶液濃度，作為粘土礦物在砂巖型鈾礦床成礦過程中富集鈾的最有利條件。
[0019]如上所述的一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關係的計算方法，其中:所述步驟2中粘土礦物的提純，具體包括:
[0020]步驟2.1，將巖芯樣品碎成小塊，用去離子水衝去碎塊表面吸附的粉末，用去離子水將巖芯樣品浸透，封好放入冷凍一解凍裝置中；
[0021 ] 步驟2.2，反覆冷凍一解凍碎樣；
[0022]步驟2.3，化學樣品的處理；
[0023](a)除去碳酸鹽及代換性鈣鎂離子。
[0024](b)除去氧化鐵、氫氧化鐵；
[0025](C)除去二氧化矽；
[0026]步驟2.4，洗滌掉 Cl' Mg2+、Ca2+、HCl ；
[0027]步驟2.5，製備懸浮液:加入濃氫氧化銨分散劑，加去離子水輕輕攪拌，靜止；
[0028]步驟2.6，用沉降虹吸法、離心分離法和微孔濾膜過濾法分離出所需粒級的粘土礦物。
[0029]如上所述的一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關係的計算方法，其中:所述步驟3中，粘土礦物的類型包括下述一種或多種:高嶺石K，蒙脫石S，伊利石I，綠泥石C，伊矇混層I/S，綠矇混層C/S ;利用FTIR傅氏轉換紅外線光譜分析儀通過紅外光譜特徵吸收和高頻區OH基吸收強度的差異確定粘土礦物類型；
[0030]利用X—射線衍射分析獲得的粘土礦物組成，確定不同類型的粘土礦物所佔百分比；
[0031]所述粘土礦物的類型、組成及性質包括下述一種或多種:CEC、比表面積、結構負電荷密度及膨脹倍數。
[0032]本發明的有益效果是:
[0033]本發明的有益效果為:(I)涵蓋從野外地質觀察採樣到實驗內提純模擬的各個階段，實現定性到定量的轉變；(2)發明整個流程基於實驗的基礎上，使得過程規範化和可信度高；(3)提純方法合理可行，經過反覆的實驗對比，利用凍溫法進行粘土礦物的分選提純工作，這樣的可以提高粘土礦物的產率，並且避免其他礦物的混入；(4)對於深化砂巖型鈾成礦作機理，釐定粘土礦物與鈾成礦作用的具體關係具有重要作用。
[0034]本發明提供的一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關係的計算方法，包括野外採取實驗樣品、實驗室內提取粘土礦物進行鈾成礦模擬實驗。本發明涵蓋從野外地質觀察到實驗內提純模擬的各個階段，實現定性到定量的轉變，過程規範化和可信度高，提純方法合理可行，對於深化砂巖型鈾成礦作用機理，釐定粘土礦物與鈾成礦左右的具體關係具有重要作用。
【具體實施方式】
[0035] 下面結合實施例對本發明提供的一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關係的計算方法作進一步詳細的說明。
[0036]實施例1:
[0037]一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關係的計算方法，包括如下步驟:
[0038]步驟1:以層間氧化帶砂巖型鈾礦床氧化帶、過渡帶、還原帶為不同亞帶選取巖芯樣品，計算三種亞帶的巖芯樣品質量為Q1、Q2> Q3，計算三種亞帶的巖芯樣品含鈾質量為U1'U2、U3;
[0039]步驟2:分離提純三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物，並計算分離後的粘土礦物的質量為 MQpMQ2JQ3 ；
[0040]步驟3:分析三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的類型、組成及性質；
[0041]步驟4:計算三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的含鈾質量為BR、BU2, BU3 ;計算三種亞帶的巖芯樣品的含鈾比例嗔、u2/q2、u3/q3，以及三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的含鈾比例 BuyMQp BU2/MQ2、BU3/MQ3 ；
[0042]步驟5:進行粘土礦物與硝酸鈾醯的吸附反應實驗，比較不同類型的粘土礦物在不同初始溶液濃度、不同PH值條件下的吸附性，得到最有利吸附條件；
[0043]步驟6:在最有利吸附條件下，進行粘土礦物與硝酸鈾醯的吸附反應實驗，得到三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的含鈾質量為AU1'AU2、AU3,計算AVMQpAU2ZiMQ^ AU3/MQ3的比值，並分別與BVMQpBUyMQ2JU3ZiMQ3進行比較，得到三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物對鈾的二次吸附性，比較粘土礦物在理想狀態下與實際礦床中的物理化學條件下對鈾的吸附性差異；
[0044]步驟7:利用典型礦物標樣按照步驟3中的粘土礦物類型和組成進行配比混合，獲得代表三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的混合物，將三種混合物在最有利吸附條件下進行粘土礦物與硝酸鈾醯的吸附反應實驗，得到各混合物的含鈾質量CR、CU2, CU3，求CU1AUpcu2/au2, ra3/AU3的比值，分析典型礦物標樣混合物與不同亞帶中提純的粘土礦物吸附性差異，用以判定選取的用於吸附實驗的粘土礦物典型礦物標樣的可信性；
[0045]步驟8:將區域地質背景與最有利吸附條件相比較，判斷粘土礦物對鈾的富集作用。
[0046]實施例2:
[0047]在實施例1的基礎上，步驟5中最有利吸附條件可通過如下步驟獲得:
[0048]步驟5.1，根據步驟3獲得的粘土礦物的類型選擇性質相同的典型礦物標樣，進行典型礦物標樣在不同酸鹼條件下對硝酸鈾醯中的六價鈾的吸附反應實驗，比較同一粘土礦物類型在不同PH值條件下的吸附率大小。
[0049]步驟5.2，進行典型礦物標樣在不同初始濃度的硝酸鈾醯溶液中的吸附反應實驗，比較同一粘土礦物類型在不同初始溶液濃度條件下的吸附率大小。
[0050]步驟5.3，在相同pH值、初始溶液濃度條件下，用不同類型的典型礦物標樣對硝酸鈾醯中的六價鈾進行吸附反應實驗(可選擇pH = 5，初始溶液濃度為109 μ g/L)，比較不同類型的粘土礦物的吸附性強弱；
[0051]步驟5.4，從上述實驗中，得到吸附率最大時的粘土礦物的類型、pH值、初始溶液濃度，作為粘土礦物在砂巖型鈾礦床成礦過程中富集鈾的最有利條件(吸附達到動態平衡的時間為最佳接觸時間)。
[0052]實施例3:
[0053]在實施例1或實施例2的基礎上，對於步驟2中粘土礦物的提純，可採用凍溫法，具體包括:
[0054]步驟2.1，將巖芯樣品碎成小塊，用去離子水衝去碎塊表面吸附的粉末，用去離子水將巖芯樣品浸透，封好放入冷凍一解凍裝置中；
[0055]步驟2.2，反覆冷凍一解凍碎樣；
[0056]步驟2.3，樣品的化學樣品的處理；
[0057](I)除去碳酸鹽及代換性鈣鎂離子。
[0058](2)除去氧化鐵、氫氧化鐵；
[0059](3)除去二氧化矽；
[0060]步驟2.4，洗滌掉 Cl' Mg2+、Ca2+、HCl ；
[0061]步驟2.5，製備懸浮液:加入濃氫氧化銨分散劑，加去離子水輕輕攪拌，靜止。
[0062]步驟2.6，用沉降虹吸法、離心分離法和微孔濾膜過濾法分離出所需粒級的粘土礦物。
[0063]實施例4:
[0064]一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關係的計算方法，包括如下步驟:
[0065]步驟I,選取層間氧化帶砂巖型鈾礦床氧化帶、過渡帶、還原帶中的巖芯樣品,稱其質量為QpQ2、Q3，並用電感耦合離子體質譜方法測試其單位質量巖芯樣品的含鈾質量，得到U1H
[0066]步驟2，分離提純氧化帶、過渡帶、還原帶中的粘土礦物(例如高嶺石K，蒙脫石S，伊利石I，綠泥石C，伊矇混層I/S，綠矇混層C/S等)，計算分離後的粘土礦物的質量為MQpMQ2、MQ3。
[0067]將步驟I所採集的巖芯樣品自然風乾，可利用凍溫法進行粘土礦物的分選提純工作(常規方法先用粉碎機和磨球機將巖芯樣品粉碎成小於Imm的粒級，放入瑪瑙研缽體中，加入去離子水進行溼磨，不可避免含鉀礦物碎屑顆粒混入)。
[0068]步驟2.1，將巖芯樣品碎成Icm左右的小塊，用去離子水衝去碎塊表面吸附的粉末，將洗好的樣品碎塊放入容器(例如IOOOml的塑料瓶)中，用去離子水將巖芯樣品浸透，封好塑料瓶，放入冷凍一解凍裝置中。
[0069]步驟2.2，反覆冷凍一解凍碎樣。先降溫並恆定一段時間，使巖樣凍透，再升溫並恆定一段時間，使巖樣完全解凍，經過反覆冷凍一解凍，巖樣會被分散開。冷凍恆溫溫度控制在-10°c，解凍恆溫溫度控制在+15°C。由於不同巖樣的緻密程度不同，巖樣徹底散開達到製備懸濁液的目的不同，所需時間也不盡相同。一般來說為使巖芯樣品在此溫度下充分的凍透和解凍，50g左右的巖芯樣品約需1.5h，100g左右的巖芯樣品約需2.5h，500g~600g的巖芯樣品要4h。
[0070]步驟2.3，樣品的化學樣品的處理。
[0071](I)除去碳酸鹽及代換性鈣鎂離子。用0.2mol/L鹽酸溶液反覆處理含碳酸鹽及代換性鈣鎂的樣品。直至渾濁液pH為3.5左右為止。其反應方程式為:C032_+2H+ —H2CHCO2 ?。選擇鹽酸處理碳酸鹽是因為碳酸根離子在酸性溶液中分解為水和二氧化碳氣體，化學反應能進行到底，並且鹽酸是強酸，電離度大，其他的酸電離度小並有氧化性，因此不適用。
[0072]檢查碳酸鹽處理是否完全:用小滴管吸取一滴溶液放在pH試紙上，如果試紙變紅色，說明碳酸鹽已處理完全，可以進行下一步工作。如果試紙變綠色或藍色，說明碳酸鹽尚未處理完全，需繼續加0.2mol/L鹽酸溶液處理，直至溶液呈酸性為止。
[0073](2)除去氧化鐵、氫氧化鐵:一般50g樣品加入0.3mol/L檸檬酸鈉溶液和lmol/L的碳酸氫鈉溶液的混合液，充分攪拌，放入水浴鍋中加熱90°C，加入0.1g次亞硫酸鈉，不斷攪拌5分鐘，靜止，倒出清液即可。
[0074](3)除去二氧化矽:若砂巖巖芯樣品的膠結物為粘土及蛋白石或其他非晶質二氧化矽，提取其中的粘土須用強鹼(NaOH)溶液煮，反覆處理多次。
[0075]步驟2.4，洗滌。混濁液中有大量的Cl'Mg2+、Ca2+、多餘的HCl等存在時，不利於粘土分散，需把它們洗掉。一般採用抽濾方法洗滌(也可採用離心法等)。抽濾設備由抽氣泵、抽濾瓶及巴氏濾管組成，三部分依次用膠管連接起來。將巴氏濾管插入裝有渾濁液的燒杯中，接通電源，用濾管把渾濁液中液體部分吸到抽濾瓶中直至吸乾，再往燒杯中加蒸餾水反覆抽洗，一般抽洗5次即可。為了檢查Cl離子和Ca離子是否洗淨，取數滴濾液加兩滴5% AgNO3溶液，如無白色沉澱，說明澄清液中無Cl離子。反應方程式如下:Cl_+Ag+ —AgCl丨(白色沉澱)
[0076]另取數滴澄清液加10% NH4OH溶液以中和濾液，再加數滴10%醋酸溶液酸化，然後加入飽和草酸銨溶液數滴，加熱，如無白色沉澱，說明無Ca離子。反應方程式如下:Ca2++C2042 CaC2O4 I (白色沉澱)
[0077]步驟2.5，懸浮液的製備。將步驟2.4洗滌後得到的分散樣品倒入一個5000ml的大燒杯中，加入lml-3ml的濃氫氧化銨分散劑，加去離子水輕輕攪拌，靜止。
[0078]步驟2.6，分別用沉降虹吸法、離心分離法和微孔濾膜過濾法分離出不同粒級的粘土礦物(一般來說，沉降吸虹法較適合提取I μ m~2 μ m粒級的粘土組分，離心分離法適合提取0.2 μ m~I μ m粒級的粘土組分，而微孔濾膜真空抽濾法則適合更細粒的粘土組分的提取)，得到所有粒級的粘土礦物的混合物。再用分析天平稱其質量，得到三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的質量分別為MQ1、MQ2、MQ3，將其質量分別除以步驟I稱得的氧化帶、過渡帶、還原帶中的巖芯樣品質量(Q1、Q2、Q3),得到粘土礦物所佔礦物的百分含量。
[0079]步驟3，查明獲得的粘土礦物類型主要為高嶺土 K、蒙脫石S、伊利石I。及各類型所佔比例及CEC、比表面積等物理性質。並利用掃描電鏡觀察不同層間氧化帶間的粘土礦物的形態特徵。
[0080]步驟3.1，利用X—射線衍射分析獲得的粘土礦物組成。確定不同類型的粘土礦物所佔百分比。掃描電鏡下高嶺土多呈典型的假六方片狀，集合體則呈典型的層片狀和蠕蟲狀，多充填於粒間孔隙中，少量分布於粒表；蒙脫石多呈花朵狀、彎曲片狀、格子狀以及泥狀；伊利石形態為不規則的片絲狀、片狀或層片狀，形成於粒表粒間或溶孔中。
[0081]步驟3.2，利用FTIR傅氏轉換紅外線光譜分析儀通過紅外光譜特徵吸收和高頻區OH基吸收強度的差異確定粘土礦物類型。
[0082]步驟3.3，測定不同粘土礦物的比表面積，若比表面積越大，則對鈾的吸附能力越大。
[0083]步驟4，進行不同亞帶中粘土礦物與鈾含量的相關性分析。
[0084]步驟4.1，利用步驟I中所得到的鈾含量UpU2、U3和不同亞帶的巖芯樣品質量％、Q2、Q3，計算並比較單位質量不同亞帶的巖芯樣品中的鈾含量U1AlpU2A^U3ZiQ3的大小。
[0085]步驟4.2，用電感耦合等離子體質譜方法測試步驟2獲得的粘土礦物中的鈾含量BUpBUyBUp
[0086]步驟4.3，求BUyMQpBUyMQyBU3ZiMQ3的比值，判斷氧化帶、過渡帶、還原帶巖芯樣品中粘土礦物與鈾的相關性，若比值越大說明粘土礦物對鈾的富集程度越高。
[0087]步驟5，不同類型的粘土礦物在不同溶液濃度、不同pH值條件下的吸附性比較，實驗時，利用與粘土礦物性質相同的的典型礦物標樣
[0088]用與粘土礦物類型相同的典型礦物標樣與硝酸鈾醯進行吸附反應實驗，對反應後的粘土礦物進行紅外光譜特徵分析，若在920CHT1處存在特徵吸收峰，證實其存在鈾醯類物質。利用鈾雷射分析儀測試吸附前、後溶液中鈾醯離子的濃度變化計算粘土礦物對硝酸鈾醯的吸附率及吸附量。吸附實驗的最優接觸時間設定為12h。
[0089]步驟5.1，通過選取與步驟3中所獲得的粘土礦物類型相同的典型礦物標樣在不同酸鹼條件下與硝酸鈾醯進行吸附反應實驗，通過計算吸附前後比較同一粘土礦物類型在不同pH值條件下的吸附率大小，吸附率最大時的pH值為最佳pH值。
[0090]步驟5.2，通過選取與步驟3中所獲得的粘土礦物類型相同的典型礦物標樣與不同初始濃度的硝酸鈾醯溶液進行吸附反應實驗，比較同一粘土礦物類型在不同溶液濃度條件下的吸附率大小，吸附率最大時的溶液濃度為最佳溶液濃度。
[0091]步驟5.3，選取與步驟3中所獲得的粘土礦物類型相同的典型礦物標樣對硝酸鈾醯溶液中的六價鈾進行吸附實驗，比較不同類型的粘土礦物的吸附性強弱。
[0092]步驟5.4，分析總結影響粘土礦物吸附性的主要因素為粘土礦物類型、初始溶液濃度和溶液的PH值，並判斷粘土礦物在砂巖型鈾礦床成礦過程中富集鈾的最有利條件。吸附達到動態平衡的時間為最佳接觸時間。
[0093]步驟6，比較不同亞帶分離的粘土礦物與鈾的吸附實驗。比較粘土礦物在理想狀態下與實際礦床中的物理化學條件下對鈾的吸附性差異；
[0094]步驟6.1，在步驟5得出的最有利條件下，用步驟2所獲得不同亞帶(指氧化帶、過渡帶、還原帶)的粘土礦物與硝酸鈾醯進行吸附反應實驗，使其吸附性得到最優。
[0095]步驟6.2，用電感耦合等離子體質譜方法測試步驟6.1反應後粘土礦物中的鈾含量 AUpAUyAU3t5
[0096]步驟6.3，求 AU1ZMQ1、AU2/MQ2、AU3/MQ3 的比值，並分別與 BU1ZMQp BU2/MQ2、BU3/MQ3進行比較，比較不同亞帶分離的粘土礦物對鈾的二次吸附性，判斷粘土礦物在理想條件下與實際礦床中吸附性的差異。
[0097] 步驟7，粘土礦物的典型礦物標樣與不同亞帶中提純的粘土礦物吸附性比較。[0098]步驟7.1，將粘土礦物典型礦物標樣按照步驟3中查明的粘土礦物類型和組成配比粘土礦物的混合物。
[0099]步驟7.2，重複步驟6.1-6.2，得到反應後粘土礦物的鈾含量⑶丨、OT2、OT3。
[0100]步驟7.3，求CU/AUp CU2/AU2、CU3ZAU3的比值，分析典型礦物標樣混合物與不同亞帶中提純的粘土礦物吸附性差異。若結果在0.9~1.1的範圍內，則可以判定選取的用於吸附實驗的粘土礦物典型標樣具有可信性，用其完成的各類型的吸附實驗結果具有可靠性；
[0101]步驟8，將區域地質背景與最有利吸附條件相比較，判斷粘土礦物對鈾的富集作用。。
[0102]實驗樣品採集於新疆蒙其古爾鈾礦床，西山窯組和三工河組地層，埋藏深度在250m~370m之間，一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關係的計算方法，包括以下步驟:
[0103]步驟I,選取層間氧化帶砂巖型鈾礦床氧化帶、過渡帶、還原帶中的巖芯樣品，分別用分析天平稱其質量Q1、Q2> Q3，並用電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)方法測試其鈾含量，得到Up U2、U3，見下表:
[0104]
【權利要求】
1.一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關係的計算方法，包括如下步驟: 步驟1:以層間氧化帶砂巖型鈾礦床氧化帶、過渡帶、還原帶為不同亞帶選取巖芯樣品，計算三種亞帶的巖芯樣品質量為Q1、Q2、Q3，計算三種亞帶的巖芯樣品含鈾質量為U1'U2、U3 ； 步驟2:分離提純三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物，並計算分離後的粘土礦物的質量為 MQpMQyMQ3 ； 步驟3:分析三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的類型、組成及性質； 步驟4:計算三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的含鈾質量為BUp BU2、BU3 ;計算三種亞帶的巖芯樣品的含鈾比例U1ZQ1' U2/Q2、U3ZQ3,以及三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的含鈾比例 BUyMQ1、BU2/MQ2、BU3/MQ3 ； 步驟5:進行粘土礦物與硝酸鈾醯的吸附反應實驗，比較不同類型的粘土礦物在不同初始溶液濃度、不同PH值條件下的吸附性，得到最有利吸附條件； 步驟6:在最有利吸附 條件下，進行粘土礦物與硝酸鈾醯的吸附反應實驗，得到三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的含鈾質量為AU1、AU2、AU3，計算AVMQpAU2ZiMQ^AU3ZiMQ3的比值，並分別與BUi/MQp BU2/MQ2、BU3/MQ3進行比較，得到三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物對鈾的二次吸附性；步驟7:利用典型礦物標樣按照步驟3中的粘土礦物類型和組成進行配比混合，獲得代表三種亞帶巖芯樣品中的粘土礦物的混合物，將三種混合物在最有利吸附條件下進行粘土礦物與硝酸鈾醯的吸附反應實驗，得到各混合物的含鈾質量CR、CU2, CU3，求CU1AUp CU2/AU2, CU3AU3的比值，分析典型礦物標樣混合物與不同亞帶中提純的粘土礦物吸附性差異；步驟8:將區域地質背景與最有利吸附條件相比較，判斷粘土礦物對鈾的富集作用。
2.如權利要求1所述的一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關係的計算方法，其特徵在於:步驟5中，所述吸附反應實驗包括: 步驟5.1，根據步驟3獲得的粘土礦物的類型選擇性質相同的典型礦物標樣，進行典型礦物標樣在不同酸鹼條件下對硝酸鈾醯中的六價鈾的吸附反應實驗，比較同一粘土礦物類型在不同PH值條件下的吸附率大小。 步驟5.2，進行典型礦物標樣在不同初始濃度的硝酸鈾醯溶液中的吸附反應實驗，比較同一粘土礦物類型在不同溶液濃度條件下的吸附率大小。 步驟5.3，在相同pH值、初始溶液濃度條件下，用不同類型的典型礦物標樣對硝酸鈾醯中的六價鈾進行吸附反應實驗，比較不同類型的粘土礦物的吸附性強弱； 步驟5.4，從上述實驗中，得到吸附率最大時的粘土礦物的類型、pH值、溶液濃度，作為粘土礦物在砂巖型鈾礦床成礦過程中富集鈾的最有利條件。
3.如權利要求1或2所述的一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關係的計算方法，其特徵在於:所述步驟2中粘土礦物的提純，具體包括: 步驟2.1，將巖芯樣品碎成小塊，用去離子水衝去碎塊表面吸附的粉末，用去離子水將巖芯樣品浸透，封好放入冷凍一解凍裝置中； 步驟2.2，反覆冷凍一解凍碎樣； 步驟2.3，化學樣品的處理； (a)除去碳酸鹽及代換性鈣鎂離子。(b)除去氧化鐵、氫氧化鐵； (c)除去二氧化矽； 步驟 2.4，洗滌掉 Cl' Mg2+、Ca2+、HCl ； 步驟2.5，製備懸浮液:加入濃氫氧化銨分散劑，加去離子水輕輕攪拌，靜止；步驟2.6，用沉降虹吸法、離心分離法和微孔濾膜過濾法分離出所需粒級的粘土礦物。
4.如權利要求1或2所述的一種砂巖型鈾礦床中粘土礦物與鈾成礦關係的計算方法，其特徵在於:所述步驟3中，粘土礦物的類型包括下述一種或多種:高嶺石K，蒙脫石S，伊利石I，綠泥石C，伊矇混層I/S，綠矇混層C/S ;利用FTIR傅氏轉換紅外線光譜分析儀通過紅外光譜特徵吸收和高頻區OH基吸收強度的差異確定粘土礦物類型； 利用X—射線衍射分析獲得的粘土礦物組成，確定不同類型的粘土礦物所佔百分比；所述粘土礦物的類型、組成及 性質包括下述一種或多種:CEC、比表面積、結構負電荷密度及膨脹倍數。
【文檔編號】G01N33/24GK103954739SQ201410133465
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月3日 優先權日:2014年4月3日
【發明者】修曉茜, 張玉燕, 範洪海, 劉紅旭, 所世鑫 申請人:核工業北京地質研究院