判定砂岩型铀矿床找矿目的层各蚀变阶段元素迁移的方法与流程

1.本发明属于砂岩型铀矿床元素地球化学领域的分析方法，具体涉及一种判定砂岩型铀矿床找矿目的层各蚀变阶段元素迁移的方法。


背景技术：

2.矿床地球化学是研究矿床形成过程中的地质地球化学问题的一门重要学科，其主要任务是研究和解决成矿元素的地球化学行为、成矿元素的源-运-储过程和矿床形成的驱动机制问题。元素地球化学是矿床地球化学的重要组成部分，主要研究元素的分布和变化规律，目前研究工作开展主要以icp-ms(icp-ms是以电感耦合等离子体作为离子源，以质谱进行检测的无机多元素分析技术)分析测试方法为主，根据实验室分析得出不同成矿阶段(不同蚀变带)砂岩岩体中各地球化学组分含量百分数的高低判定组分的迁移规律，即根据相邻的两个蚀变阶段砂体中，后生蚀变砂体中组分含量百分数高于(或低于)原生砂体中组分含量百分数，便确定该组分在蚀变过程中迁入(或迁出)。
3.然而，对于砂岩型铀矿床(位于鄂尔多斯盆地北部)这种开放体系，由于不同阶段蚀变过程中，蚀变前后蚀变岩体质量都会存在变化，直接比较这两阶段蚀变岩体的地球化学组分含量往往不能真实地反映蚀变过程中地球化学组分的迁移情况。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种判定砂岩型铀矿床找矿目的层各蚀变阶段元素迁移的方法，能够精准地判断矿床三阶段成矿过程中元素迁移情况及迁入或迁出种类和数量。
5.为达到上述目的，本发明使用的技术解决方案是：
6.判定砂岩型铀矿床找矿目的层各蚀变阶段元素迁移的方法，包括：
7.在砂岩型铀矿床钻孔，沿流体运移方向开展样品采集，样品包括后生氧化环境的砂体；对采集的样品进行icp-ms分析检测，得到样品中地球化学组分含量的质量百分数，得到单一蚀变阶段样品各组分质量分数平均值；
8.将相邻两个蚀变阶段的样品中各组分质量分数平均值进行散点图制作，确定样品中不活动组分；将不活动组分的数据点进行线性拟合为一条近似通过原点的直线，线性拟合后经过原点直线的斜率k为蚀变前与蚀变后岩石样品质量的比值m
原岩
/m
蚀变岩
；
9.计算活动组分的迁移量δc，δc＝c
蚀变岩
/k-co；如果δc＞0，则蚀变过程中该组分为迁入组分；如果δc＜0，则该组分为迁出组分。
10.进一步，计算组分迁移比δc/c
原岩
，制作组分迁移比条形统计图，根据组分迁移比条形统计图判断各组分迁移程度大小。
11.进一步，依据砂岩型铀矿的成矿模式，针对选定区域的砂岩型铀矿床建立矿床勘探线设计平面图，在矿床勘探线设计平面图沿流体运移方向标定矿床勘探线，在矿床勘探线钻孔并采集样品，样品包含后生氧化环境的砂体，根据后生氧化砂体确定层间氧化阶段组分迁移情况。
12.进一步，对采集样品的钻孔进行剖面图绘制，在剖面图中标明各蚀变带样品的取样位置。
13.进一步，样品的岩石地球化学环境类型包括：原生还原环境、后生氧化环境和后生还原环境，原生还原环境的砂岩存在于直罗组下段的下亚段，后生还原环境的砂岩存在于直罗组下段的上亚段，后生氧化环境的砂岩存在于直罗组的上段。
14.进一步，将相邻两个蚀变阶段的样品中各组分质量分数平均值进行散点图制作，以蚀变前样品各组分质量分数co为横坐标，蚀变后样品中各组分质量分数ca为纵坐标制作散点图，使用线性拟合法将数据点拟合成一条近似通过原点的直线，样品各组分质量分数平均值的数据点落在直线上的地球化学组分为不活动组分。
15.本发明技术效果包括：
16.本发明能够精准地判断矿床三阶段成矿过程中元素迁移情况及迁入或迁出种类和数量，并且能兼顾研究低品位铀矿石到高品位铀矿石的变化过程中元素迁移情况，以及沥青铀矿到铀石转化过程中矿物化学组分迁移规律。
附图说明
17.图1是本发明中纳岭沟地区三阶段蚀变带质量平衡图；
18.图2是本发明中纳岭沟地区两阶段蚀变过程主量元素各组分迁移比变化条形统计图；
19.图3是本发明中纳岭沟地区层间氧化阶段微量元素各组分迁移比变化条形统计图；
20.图4是本发明中纳岭沟地区二次还原改造阶段微量元素各组分迁移比变化条形统计图；
21.图5是本发明中纳岭沟地区两阶段蚀变过程稀土元素各组分迁移比变化条形统计图。
具体实施方式
22.以下描述充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。
23.判定砂岩型铀矿床找矿目的层各蚀变阶段元素迁移的方法，具体如下：
24.步骤1：在砂岩型铀矿床钻孔，沿流体运移方向开展样品采集，样品包括后生氧化环境的砂体；
25.步骤1.1：依据砂岩型铀矿的成矿模式，针对选定区域的砂岩型铀矿床建立矿床勘探线设计平面图，在矿床勘探线设计平面图沿流体运移方向标定矿床勘探线，在矿床勘探线钻孔并采集样品，样品包含后生氧化环境的砂体(红色砂体)，根据后生氧化砂体确定层间氧化阶段组分迁移情况；
26.依据砂岩型铀矿的成矿模式，样品的岩石地球化学环境类型包括：原生还原环境、后生氧化环境和后生还原环境，原生还原环境的砂岩存在于直罗组下段的下亚段，以灰色砂岩为代表；后生还原环境的砂岩存在于直罗组下段的上亚段，多为绿色砂岩，称为“古层间氧化带”；后生氧化环境的砂岩存在于直罗组的上段，多为红色砂岩。
27.步骤1.2：对采集样品的钻孔进行剖面图绘制，在剖面图中标明各蚀变带样品的取样位置。
28.步骤2：对采集的样品进行icp-ms分析测试，得到样品中地球化学组分含量的质量百分数，得到单一蚀变阶段样品各组分质量分数平均值；
29.步骤3：将相邻两个蚀变阶段的样品中各组分质量分数平均值进行散点图制作，确定样品中不活动组分；将不活动组分的数据点进行线性拟合为一条近似通过原点的直线，线性拟合后经过原点直线的斜率k为蚀变前与蚀变后岩石样品质量的比值m
原岩
/m
蚀变岩
；
30.将相邻两个蚀变阶段的样品中各组分质量分数平均值进行散点图制作，即以蚀变前样品各组分质量分数(co)为横坐标，蚀变后样品中各组分质量分数(ca)为纵坐标制作散点图，使用线性拟合法将数据点拟合成一条近似通过原点的直线。线性拟合后经过原点直线的斜率k即为蚀变前与蚀变后岩石样品质量的比值(m
原岩
/m
蚀变岩
)。
31.砂岩型铀矿床在体系开放过程中存在多个不活动组分，地球化学行为不同的几个组分能够表现出相同的迁移程度(即投点形成一条近似穿过原点的直线)，质量分数平均值的数据点落在该条直线上的地球化学组分即为不活动组分。
32.步骤4：计算活动组分的迁移量(δc)，δc＝c
蚀变岩
/k-co，如果δc＞0，说明蚀变过程中该组分为迁入组分，如果δc＜0，说明该组分为迁出组分；
33.步骤5：计算组分迁移比，即δc/c
原岩
，并制作组分迁移比条形统计图，判断各组分迁移程度大小。
34.使用剖面质量平衡法对原始的研究成果进行分析，发现原始研究成果存在的弊端，传统元素地球化学分析法仅考虑组分百分含量变化，使用质量平衡发分析后，将组分的实际质量变化进行蚀变前后对比更准确的判断了三阶段蚀变过程中各地球化学组分活动规律，并可以兼顾研究低品位铀矿石到高品位铀矿石转变过程中元迁移规律以及沥青铀矿到铀石转化过程中矿物化学组分迁移规律。
35.例如，使用传统方法研究认为层间氧化过程中cao表现为迁出状态，二次还原改造过程中cao表现为迁入状态，而使用质量平衡法研究认为层间氧化过程中cao表现为迁入状态，二次还原改造过程中cao表现为迁出状态(参考图1)。
36.为了说明剖面质量平衡法判定鄂尔多斯盆地北部直罗组砂岩型铀矿床三阶段成矿过程中元素迁移规律，以纳岭沟铀矿床为例介绍铀矿找矿目的层元素地球化学分析过程中如何精准判断元素迁移规律，并且兼顾判断低品位铀矿石到高品位铀矿石转变过程中元素迁移规律以及沥青铀矿到铀石转化过程中矿物化学组分迁移规律。因不同地区成矿过程不同，样品采集方法会有所不同。
37.以纳岭沟铀矿床元素地球化学特征研究为例。
38.第一步：对纳岭沟铀矿床进行各蚀变阶段样品采集，原生还原带灰色砂岩1件，并搜集研究样品数据2组；后生氧化带红色砂岩样品1件，同样搜集研究样品数据2组；后生还原带绿色砂岩样品3件；对样品进行icp-ms分析，获得元素地球化学数据，并分别求得单一蚀变带不同砂岩样品地球化学组分质量分数平均值(表1、表2、表3)。
39.表1纳岭沟地区样品主量元素分析结果(％)
[0040][0041][0042]
表2纳岭沟地区样品微量元素分析结果(
×
10-6
)
[0043][0044]
表3纳岭沟地区样品稀土元素分析结果表
[0045]
[0046][0047]
第二步：以灰色砂岩各组分质量分数平均值为横坐标，以红色砂岩各组分质量分数平均值为纵坐标进行散点图制作，并将数据点进行线性拟合为一条近似通过原点的直线y＝0.7763x 1.9875，发现feo、al2o3、sio2三个组分数据落在直线上，因此确定层间氧化阶段不活动组分为feo、al2o3、sio2，且m
灰色砂岩
/m
红色砂岩
＝0.7763；同理，以红色砂岩各组分质量分数平均值为横坐标，以绿色砂岩各组分质量分数平均值为纵坐标进行散点图制作，并将数据点进行线性拟合为一条近似通过原点的直线y＝1.2282x-1.9838，发现al2o3、sio2两个组分数据落在直线上，因此确定二次还原改造阶段不活动组分为al2o3、sio2，且m
红色砂岩
/m
绿色砂岩
＝1.2282；
[0048]
第三步：根据公式δc＝c
蚀变岩
/k-co，可计算各组分迁移量，根据表4得知层间氧化改造阶段，主量元素均呈迁入，tfe2o3、mno、烧失量、fe2o3呈明显迁入(参考图2)；根据表4得知二次还原改造过程中主量元素多呈迁出，tfe2o3、mno、烧失量、fe2o3，呈明显迁出(图2)；说明后生氧化与后生还原过程中fe
3
/fe
2
的变化主要源于fe2o3的迁入与迁出；根据表5层间氧化过程中微量元素多呈迁入，be、cd、in、sb、cs、tl、bi、th、u、ta、hf呈迁出(参考图3)，根据表5得出二次还原改造过程中微量元素多呈迁出，co、w、u呈明显的迁入(参考图4)，说明层间氧化过程中原生岩体中存在u丢失，后生还原过程中存在u的补充；根据表6层间氧化过程中稀土元素均呈迁入，二次还原改造过程中稀土元素均呈迁出，且hree的迁入比和迁出比均大于lree的迁入比和迁出比(参考图5)，说明两阶段蚀变过程中ree的迁入和迁出主要表现为hree的迁入与迁出。
[0049]
表4纳岭沟地区样品主量元素迁移比计算表
[0050][0051]
表5纳岭沟地区样品微量元素迁移比计算表
[0052]
[0053][0054]
表6纳岭沟地区样品稀土元素迁移比计算表
[0055]
[0056][0057]
本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离技术方案的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。