一种利用水中Pb同位素圈定铀成矿远景区的方法与流程

一种利用水中pb同位素圈定铀成矿远景区的方法
技术领域
1.本发明属于铀矿水化学找矿技术领域，具体涉及一种利用水中pb同位素圈定铀成矿远景区的方法。


背景技术：

2.放射性水化学找矿具有成本低、效率高、速度快及寻找隐伏矿体的特点(郝士胤，1992；史维浚等，2005)，在寻找铀矿床的不同阶段，均取得了良好的找矿效果。虽然放射性水化学找矿具有多种突出优点，但也具有一定的缺陷，一是评价所圈定的异常晕圈与铀矿床的关系较为困难，二是对深部铀矿化信息指示较弱。怎样进一步评价地下水铀异常与深部铀矿化的关系成为了制约铀矿水化学找矿应用的一个关键因素。
3.铅同位素找矿应用较早，二十世纪60年代r.s.cannon等人就提出了铅同位素单阶段模式法，血型铅(指纹铅)法、岩浆源法、分带关系法等铅同位素找矿方法(蒋少涌，1988；崔学军等，2005)。在金矿、铅锌矿、铜矿、铀矿等矿床预测方面取得了大量成功经验(夏毓亮，1982；黄斌，1989；朱炳泉等，1987；芮宗瑶等，1991；何厚强，1994；常向阳，2000；刘汉彬等，2017)。铅同位素具有不易受物理化学等条件改变的影响，其从原生到次生环境的搬运过程中铅同位素组成较稳定，只有受到放射性成因铅的混入后才会发生改变(黄斌，1989)，一般地质体的铀、钍等放射性元素含量低、差异性小，很难造成铅同位素组成的大幅波动，只有在铀、钍大量富集的矿石部位或受放射性氡气影响的部位才能发生显著的pb同位素变化，其影响程度取决于地质体的u/pb、th/pb值。与其他金属矿床相比，铀矿床铀高钍低，放射性成因
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pb、
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pb增加量要远高于
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pb的增加量，造成铀矿体铅同位素与无矿岩石之间差异较大。地下水中铅含量很低，通常不作为pb同位素找矿的介质，但正因为地下水较低的铅含量，导致其铅同位素组成更易受到放射性环境的影响，表现在两个方面：一是参与深循环的地下水，在与深部隐伏铀矿体接触过程中，易浸染铀矿体的铅同位素组成特征；二是地表浅层地下水受下部溢出铀衰变成因氡气衰变的影响(因锕铀系和钍系衰变产生的rn半衰期分别仅为3.92s、55.6s，很难向上部溢散，故下部溢出的氡气主要为铀系衰变产生的
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rn)，铅同位素组成中的
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pb更易发生变化。以上两种情况均造成了铅同位素组成的改变，而
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pb的变化程度主要受含水层岩石th、铅含量的影响，因为非钍矿石的岩石th含量差异性较小，可不考虑th元素对铅同位素的影响。综上，如果地下水受到了铀矿体的影响，则其铅同位素组成也发生了相应的变化，在
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pb％-1/pb、
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pb/
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pb-u/pb、
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pb/
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pb-u/pb、
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pb/
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pb-207
pb/
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pb等4幅散点图中与未受到影响的常规地下水铅同位素组成相比处于不同的区域，因此利用地下水中铅同位素进行铀成矿远景区圈定或评价铀氡放射性异常晕圈具有重要的找矿参考价值。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，提供一种利用水中pb同位素圈定铀成矿远景区的方法，基于铀系、锕铀系、钍系放射性同位素衰变演化过程，通过采集地下水样品进行u、pb及pb同位素
测试，采用制作各类图解的方法，评价地下水铅同位素是否受下部铀矿体的影响，圈定或评价铀成矿远景区。
5.本发明采用的技术方案：
6.一种利用水中pb同位素圈定铀成矿远景区的方法，包括以下步骤：步骤一、地下水样品采集与分析；步骤二、对数据进行处理；步骤三、绘制相应散点图，圈定异常区域并筛选出异常点；步骤四、评价地下水异常等级；步骤五、圈定铀成矿远景区。
7.所述步骤一中，采集区域地下水样品，区内若有铀矿床，要定深采集矿区水文孔地下水样品；所采集的地下水样品处理后送实验室进行水中微量及水中pb同位素测试。
8.所述步骤二中，对步骤一中或得的地下水样品的u、pb、pb同位素数据进行处理，分别计算lg(1/pb)、lg(u/pb)、
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pb％、
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pb/
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pb、
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pb/
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pb的比值。
9.所述步骤三中，根据步骤二所计算的数据，分别制作
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pb％-lg(1/pb)、
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pb/
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pb-lg(u/pb)、
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pb/
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pb-lg(u/pb)、
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pb/
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pb-207
pb/
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pb散点图。
10.在
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pb％-lg(1/pb)散点图中圈定以矿区水文孔地下水样品
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pb％、lg(1/pb)最大值为上限的区域，筛选出异常点；在
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pb/
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pb-lg(u/pb)散点图中圈定以矿区水文孔地下水样品
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pb/
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pb最小值为下限、lg(u/pb)最大值为上限的区域，筛选出异常点；在
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pb/
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pb-lg(u/pb)散点图中圈定以矿区水文孔地下水样品
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pb/
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pb最小值为下限、lg(u/pb)最大值为上限的区域，筛选出异常点；在
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pb/
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pb-207
pb/
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pb散点图中圈定以矿区水文孔地下水样品
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pb/
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pb、
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pb/
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pb最小值为下限的区域，筛选出异常点。
11.所述步骤四中，根据步骤三筛选出异常点，依据以下指标进行分类：
12.区域地下水样品同时为
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pb％-lg(1/pb)、
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pb/
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pb-lg(u/pb)、
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pb/
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pb-log(u/pb)、
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pb/
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pb-207
pb/
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pb散点图所圈定的异常点定为ⅰ类异常点；
13.区域地下水样品同时为
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pb％-lg(1/pb)、
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pb/
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pb-lg(u/pb)两幅散点图所圈定的异常点定为ⅱ类异常点；
14.区域地下水样品为
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pb/
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pb-lg(u/pb)散点图所圈定的异常点定为ⅲ类异常点；
15.区域地下水样品非各散点图所圈定的异常点，定为ⅳ类水化学点。
16.所述步骤五中，根据步骤四对异常点的评级分类结果，进行铀成矿远景区的圈定。
[0017]ⅰ类异常点的铅同位素特征指示该地下水与深部隐伏铀矿体存在水力联系，浸染了铀矿体的铅同位素组成特征，应在异常点的下部或导水通道的上游方向圈定远景区；ⅱ类异常点指示地表浅层地下水受到了下部溢出铀系衰变成因氡气的影响，应在异常点的下部或地下水运移的上游方向圈定远景区；ⅲ类异常点指示地表浅层地下水受到了下部溢出铀系衰变成因氡气的影响，但影响程度较低，作为ⅰ类、ⅱ类异常点圈定远景区参考标志。
[0018]
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0019]
(1)本发明提供一种利用水中pb同位素圈定铀成矿远景区的方法，基于铀系、锕铀系、钍系放射性同位素衰变演化过程，通过采集地下水样品进行u、pb及pb同位素测试，采用制作各类图解的方法，评价地下水铅同位素是否受下部铀矿体的影响，圈定或评价铀成矿远景区。
[0020]
(2)本发明提供的一种利用水中pb同位素圈定铀成矿远景区的方法，地下水铅同位素组成易受深部隐伏铀矿体的影响，对铀矿化信息指示更灵敏，相较于其它铅同位素找矿方法仅单一评价铅同位素组成，引入u、pb等元素浓度进行综合分析，提高了铀成矿远景
lg(u/pb)散点图中圈定以铀矿床水文孔地下水样品
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pb/
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pb最小值为下限、lg(u/pb)最大值为上限的区域，筛选出异常点29个；在
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pb/
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pb-207
pb/
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pb散点图中圈定以铀矿床水文孔地下水样品
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pb/
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pb、
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pb/
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pb最小值为下限的区域，筛选出异常点7个。
[0036]
步骤四：评价地下水异常等级
[0037]
根据步骤三筛选出异常点，依据以下指标进行分类：
[0038]
(1)区域地下水样品同时为
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pb％-lg(1/pb)、
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pb/
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pb-lg(u/pb)、
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pb/
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pb-log(u/pb)、
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pb/
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pb-207
pb/
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pb等4幅散点图所圈定的异常点定为ⅰ类异常点，共发现一类异常点7个。
[0039]
(2)区域地下水样品同时为
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pb％-lg(1/pb)、
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pb/
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pb-lg(u/pb)两幅散点图所圈定的异常点定为ⅱ类异常点，共发现ⅱ类异常点15个。
[0040]
(3)区域地下水样品为
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pb/
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pb-lg(u/pb)散点图所圈定的异常点定为ⅲ类异常点，共发现ⅲ类异常点7个。
[0041]
步骤五：圈定铀成矿远景区
[0042]
根据步骤四对异常点的评级分类结果，进行铀成矿远景区的圈定。ⅰ类异常点的铅同位素特征指示该地下水与深部隐伏铀矿体存在水力联系，浸染了铀矿体的铅同位素组成特征，应在异常点的下部或导水通道的上游方向圈定远景区；ⅱ类异常点指示地表浅层地下水受到了下部溢出铀系衰变成因氡气的影响，应在异常点的下部或地下水运移的上游方向圈定远景区；ⅲ类异常点指示地表浅层地下水受到了下部溢出铀系衰变成因氡气的影响，但影响程度较低，作为ⅰ类、ⅱ类异常点圈定远景区参考标志。共圈定铀成矿远景区带3片，其中1片为已知矿床分布区，进一步证实了该方法的有益效果。
[0043]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0044]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。