CN104678452A - 一种定量评价铀源体对砂岩型铀矿成矿贡献度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于盆地内砂岩型铀矿成矿潜力评价和找矿技术方法领域，具体公开一种定量评价蚀源区铀源体对砂岩型铀矿成矿贡献度的方法，该方法包括如下步骤：①图件选取及铀源体圈定；②优选评价参数；③判断铀源体出露地表后的古气候环境；④计算铀源体各评价参数权重；⑤计算铀源体对找矿目的层的贡献度P(a)。本发明的方法能够量化铀源贡献度的评价指标，实现对铀源体定性描述和单参数评价走向多参数定量评价,在砂岩型铀矿新区找矿缩小靶区，提高铀矿找矿效率。

Description

一种定量评价铀源体对砂岩型铀矿成矿贡献度的方法

技术领域

本发明属于盆地内砂岩型铀矿成矿潜力评价和找矿技术方法领域，具体涉及一种定量评价铀源体对砂岩型铀矿成矿贡献度的方法。

背景技术

我国控矿层间氧化带发育距离较短，多数小于10km（不同于中亚地区数百公里的区域层间氧化带）。这种层间氧化带中含铀富氧水迁移距离较短，萃取地层中的铀量有限，可以认为蚀源区铀源体是层间氧化带砂岩型铀矿的主要铀来源。

盆地内砂岩型铀矿的产出范围和规模受多种地质因素制约，其中盆缘蚀源区富铀岩体向盆地内输送铀量多少，直接决定了盆地内砂岩型铀矿成矿潜力和找矿方向，因此，评价盆地蚀源区富铀岩体对铀成矿贡献程度，是区域找矿勘探首先需要解决的地质问题。

目前，国内外学者对盆地蚀源区铀源的研究非常少。但国外学者很早就认识到铀源对成矿的重要性，提出蚀源区铀源体富集程度增加了盆地内铀矿的形成几率，铀含量高且易浸出的岩石是砂岩型铀矿理想的铀源体。国内研究仅集中于岩体含铀性和浸出率。然而这些研究局限于定性描述和铀源体本身，缺少评价铀源体的供铀能力对砂岩型铀成矿贡献度的具体指标。

评价铀源体对砂岩型铀成矿的贡献度，不仅要考虑铀源体本身的岩性、铀含量、铀浸出率及其岩石体积等，还应综合考虑抬升至地表剥蚀时间和古气候条件等，所受影响因素复杂多样，因此，急需提炼影响铀源条件的关键地质参数，建立一种定量评价铀源体对砂岩型铀矿成矿贡献度的方法流程，量化铀源贡献度的评价指标，实现对铀源体定性描述和单参数评价走向多参数定量评价。

发明内容

本发明的目的在于克服铀源体定性和单因素评价的缺陷，提供一种多参数定量评价铀源体对砂岩型铀矿成矿贡献度的方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种定量评价铀源体对砂岩型铀矿成矿贡献度的方法，包括如下以下步骤：

（1）图件选取及铀源体圈定；

（2）优选铀源体评价参数；

（3）判断铀源体出露地表后的古气候环境

如果古气候环境为干旱炎热，对成矿有利，可以进行下一步评价；如果古气候环境一直为温暖潮湿，则对后期铀成矿不利，终止评价；

（4）计算铀源体各评价参数权重

①铀迁移量权重：根据岩石U-Pb同位素组成演化原理，首先计算出原始铀含量U₀，再计算铀的迁移量ΔU=(U-U₀)/U₀×100%，铀迁移量权重ΔU^*=ΔU_i/∑ΔU_i；计算铀的迁移量ΔU=(U-U₀)/U₀×100%，铀迁移量权重ΔU^*=ΔU_i/∑ΔU_i；

②出露面积权重：从已圈定铀源体的地质图中测量出铀源体具体出露面积，计算出露面积权重（S^*）：S_i/∑S_i；

③剥蚀时间权重：首先判断出铀源体具体隆升至地表接受剥蚀的时间T，找矿目的层形成时间为一固定值T₀，铀源体对目的层供铀的效率V=T/T₀×100%，剥蚀时间权重T^*=V_i/∑V_i；

（5）计算铀源体对找矿目的层的贡献度P(a)

f(1/L)=f₀+f₁×1/L+f₂×(1/L)²……，则单个富铀地质体对盆缘一点的贡献值为ΔU^*×S^*×T^*×f(1/L)，蚀源区所有铀源体对盆缘a点的贡献度P(a)为 $P\left(a\right)=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{U}^{*}\×S^{*}\×T^{*}\×f(1/L_i).$

所述的步骤（1）中在工作区内选择1:5万～1:50万地质图，圈出铀源体并编号；

所述的步骤（1）中所述图件选取为选择1：20万地质矿产图，对铀源体的圈定，优先选取航放高场岩体，或者按照岩性选取酸性-中性岩体。

所述的步骤（2）中选取铀源体出露后的古气候环境、铀的迁移量、出露面积和剥蚀时间作为评价参数。

所述的步骤（3）根据盆地中沉积物颜色和孢粉组成来判断沉积时期的古气候环境。

所述的步骤（4）中由盆地内沉积物的重矿物分析物源结合区域构造抬升史推算出铀源体出露时间T，如出现T＞T₀，认为超出部分对成矿不起作用，取T=T₀。

所述的步骤（5）中所述f(1/L)采用一级近似，则f(1/L)=f₀+f₁×1/L。

本发明的有益效果是：本发明的方法综合了多种评价参数，设定了各参数的应用条件和适用范围，量化计算出各评价参数权重，并在此基础上建立了评价的数学模型，确定铀源体对找矿目的层的贡献度，解决了铀源体评价过程中的定性描述和单因素评价的问题，能够有效地预测评价区成矿潜力，在砂岩型铀矿新区找矿缩小靶区，提高铀矿找矿效率。采用本发明的方法在伊犁盆地和吐哈盆地找矿，根据对盆地周缘蚀源区中铀源体的定量评价，指出在伊犁盆地南缘和吐哈盆地西南缘具有很好的找矿前景，后经勘探证实，在上述两个地区获得了可喜的铀矿资源。

附图说明

图1为本发明所提供的一种定量评价铀源体对砂岩型铀矿成矿贡献度的方法的流程图；

图2为吐哈盆地西南缘蚀源区出露的铀源体（1:20万）的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明提供的一种定量评价铀源体对砂岩型铀矿成矿贡献度的方法，包括以下步骤：

（1）图件选取及铀源体圈定

在工作区内选择1:5万～1:50万比例尺地质图或地质矿产图，包括所有蚀源区地质体，标明各地质体的形成年龄；根据航放高场值和岩性，圈定铀源体，铀源体包括中酸性火成岩、酸性凝灰岩以及变质岩类，并对铀源体统一编号。

（2）优选铀源体评价参数

从工作区中优选出影响铀源体供铀能力的评价参数，选取铀源体出露后的古气候环境、铀迁的移量ΔU、出露面积Si和剥蚀时间T作为铀源体评价参数。

（3）判断铀源体出露地表后的古气候环境

如果古气候环境为干旱炎热，便有利于铀元素从铀源体中活化迁移至盆地中成矿，可进行下一步评价；如果古气候环境一直为温暖潮湿，则不利于铀活化迁移，对成矿不利，终止评价。

在铀源体出露地表后，通过建立盆地中沉积物颜色序列和研究沉积层中的孢粉组合来综合判断沉积时期的古气候环境。

（4）计算铀源体各评价参数权重

（4.1）计算铀迁移量权重

（4.1.1）测试各铀源体U-Pb同位素组成，根据岩石U-Pb同位素组成演化原理，计算出原始铀含量U₀如下式所示：

U₀=[²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb-9.307-9.58exp(λ₈t₀)+9.58exp(λ₈t)]/[exp(λ₈t)-1]×(Pbײ⁰⁴Pb×M_U)/(99.274%×M_Pb)

其中，²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、Pb和²⁰⁴Pb含量由实验室通过热电离质谱双稀释剂法测试所得；t₀为地球形成年龄，t₀=4430Ma；M_U为铀原子量，M_U=238.028；M_Pb为铅原子量，M_Pb=207.2；λ₈为²³⁸U衰变常，λ₈=0.155125×10^-9a^-1；t为铀源体形成年龄；

（4.1.2）计算铀的迁移量ΔU=(U-U₀)/U₀×100%，

（4.1.3）得到铀迁移量权重ΔU^*=ΔU_i/∑ΔU_i

其中，i为铀源体编号。

（4.2）计算出露面积权重

直接从已圈定铀源体的地质图中，通过作图软件读出铀源体具体出露面积Si，作图软件可以选用mapgis软件。

计算出露面积权重S^*=S_i/∑S_i

其中，i为铀源体编号。

（4.3）计算剥蚀时间权重

通过分析沉积物物源和铀源体构造抬升历史，判断出铀源体具体隆升至地表接受剥蚀的时间T。

找矿目的层形成时间为一固定值T₀，那么铀源体对目的层供铀的效率V=T/T₀×100%。如果T＞T₀，则认为超出部分对成矿不起作用，取T=T₀。

计算剥蚀时间权重T^*=V_i/∑V_i（i为铀源体编号）。

（5）计算铀源体对找矿目的层的贡献度P(a)，完成对工作区成矿潜力的评价

铀源体对找矿目的层的贡献大小是两者之间距离L的复杂函数，设铀源体对找矿目的层的贡献为f(1/L)，按级数展开为f(1/L)=f₀+f₁×1/L+f₂×(1/L)²……+f_m×(1/L)^m。

其中，L为铀源体中心点至目的层的距离；f₀、f₁、f₂……f_m为常数。由于国内砂岩型铀矿层间氧化带发育距离相对较短，故可取其一级近似f(1/L)=f₀+f₁×1/L，则可计算出单个富铀地质体对盆缘一点的贡献值为ΔU^*×S^*×T^*×(f₀+f₁×1/L_i)。

其中，ΔU^*为铀迁移量权重；S^*出露面积权重；T^*出露时间权重；i为铀源体编号。

对所有蚀源区铀源体对盆缘一点贡献值求和，计算出所有铀源体对盆缘一点的贡献度，列出盆缘连续分布点的贡献的度，最终达到对整个盆地砂岩型铀矿成矿贡献度的评价。蚀源区所有铀源体对盆缘a点的贡献度P(a)为 $P\left(a\right)=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{U}^{*}\×S^{*}\×T^{*}\×(f_0+f_1\×1/L_i)$

其中，i为铀源体编号；n为铀源体总数；f₀、f₁受地形条件控制。

实施例1 新疆吐哈盆地西南缘实例

如图2所示，选择研究程度较高的吐哈盆地西南缘为研究区，挑选研究区1:20万地质图为底图，圈出铀源体12处，在测试出铀源体U-Pb同位素组成和明确抬升剥蚀时间的基础上，计算了各铀源体铀迁移量、出露面积和剥蚀时间评价参数权重；根据研究区铀源体具体出露位置，确定该区距离调节常数（f₀和f₁），利用所建立的评价数学模型，计算各铀源体对盆缘各点的贡献度。利用本发明的方法对新疆吐哈盆地西南缘进行定量评价铀源体对砂岩型铀矿成矿贡献度的具体步骤如下：

（1）选择研究区1:20万比例尺地质图为底图，根据岩性特征，圈出铀源体12处，即铀源体总数n=12，12处铀源体包括花岗岩、闪长岩、花岗闪长岩、黑云母石英片岩和晶屑凝灰岩。

（2）研究区地处天山山脉东段，铀源体成为天山山脉的一部分。对铀源体影响较大的地质要素为研究区古气候环境、铀迁的移量ΔU、出露面积S_i和东天山抬升剥蚀时间T。

（3）东天山地区包括天山南北两侧盆地在晚侏罗纪-新近纪间，普遍沉积了一套褐红色、紫红色砂岩和泥岩等陆源碎屑岩系，表明在此期间东天山地区乃至整个天山地区，天山山脉已隆升成为蚀源区，而且古气候环境为干旱炎热，极有利于铀源体中铀元素活化迁移。

（4）利用实验室高灵敏度高分辨率离子微探针法测量各铀源体U-Pb同位素组成，得到铀源体中花岗岩年龄t为223Ma，闪长岩和花岗闪长岩类年龄t为268Ma，晶屑凝灰岩年龄t为290Ma，黑云母石英片岩年龄t为362Ma。依据铀迁移量计算公式，计算出各铀源体铀迁出量权重；从所选地质图（说明书附图图2）上计算圈出的铀源体面积，并计算面积权重；东天山地区在晚白垩世发生一次区域构造时间，致使蚀源区铀源体大面积抬升至地表，据此推知该区铀源体在70Ma统一抬升至地表，各铀源体剥蚀时间权重均为0.08（见下表1）。

表1 吐哈盆地西南缘铀源体评价参数计算权重表

（5）依据本方法所建立的数学模型，将各评价参数值代入公式： $P\left(a\right)=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{U}^{*}\×S^{*}\×T^{*}\×(f_0+f_1\×1/L_i).$ 东天山地区地貌较为平坦，河流切割浅，弯曲度小，故可令0＜f₀＜f₁≤L_max，为了便于计算，取f₀=1000，f₁=L_max。铀源体对盆缘各点的贡献度计算结果见下表2。

表2 吐哈盆地西南缘铀源体对盆缘各点的贡献度计算表

类型	A	B	C	D	E	F	G	H	I	J	K	L	M	N	O	P
																	铀源体贡献度	0.58	0.74	0.98	1.56	1.08	0.96	0.84	0.74	0.66	0.62	0.58	0.54	0.52	0.50	0.48	0.46

注：表中A～P为均匀分布在盆山边界上的计算点，具体位置见图2。

由上表2和图2可知：西部的贡献度比东部高，贡献度的最大峰值区域出现在苏巴什—十红滩一带（即表2和图2中D点～G点），即该带铀源条件较好，是形成层间氧化带型铀矿床的有利区段，经勘探证实十红滩铀矿床就位于该带。

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。

Claims (7)

1.一种定量评价铀源体对砂岩型铀矿成矿贡献度的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤： 

（1）图件选取及铀源体圈定； 

（2）优选铀源体评价参数； 

（3）判断铀源体出露地表后的古气候环境 

如果古气候环境为干旱炎热，对成矿有利，可以进行下一步评价；如果古气候环境一直为温暖潮湿，则对后期铀成矿不利，终止评价； 

（4）计算铀源体各评价参数权重 

①铀迁移量权重：根据岩石U-Pb同位素组成演化原理，首先计算出原始铀含量U₀，再计算铀的迁移量ΔU=(U-U₀)/U₀×100%，铀迁移量权重ΔU^*=ΔU_i/∑ΔU_i；计算铀的迁移量ΔU=(U-U₀)/U₀×100%，铀迁移量权重ΔU^*=ΔU_i/∑ΔU_i； 

②出露面积权重：从已圈定铀源体的地质图中测量出铀源体具体出露面积，计算出露面积权重（S^*）：S_i/∑S_i； 

③剥蚀时间权重：首先判断出铀源体具体隆升至地表接受剥蚀的时间T，找矿目的层形成时间为一固定值T₀，铀源体对目的层供铀的效率V=T/T₀×100%，剥蚀时间权重T^*=V_i/∑V_i； 

（5）计算铀源体对找矿目的层的贡献度P(a) 

f(1/L)=f₀+f₁×1/L+f₂×(1/L)²……，则单个富铀地质体对盆缘一点的贡献值为ΔU^*×S^*×T^*×f(1/L)，蚀源区所有铀源体对盆缘a点的贡献度P(a)为 

2.根据权利要求1所述的一种定量评价铀源体对砂岩型铀矿成矿贡献度的方法，其特征在于：所述的步骤（1）中在工作区内选择1:5万～1:50万地质图，圈出铀源体并编号。 

3.根据权利要求2所述的一种定量评价铀源体对砂岩型铀矿成矿贡献度的方法，其特征在于：所述的步骤（1）中所述图件选取为选择1：20万地质矿产图，对铀源体的圈定，优先选取航放高场岩体，或者按照岩性选取酸性-中性岩体。 

4.根据权利要求3所述的一种定量评价铀源体对砂岩型铀矿成矿贡献度的方法，其特征在于：所述的步骤（2）中选取铀源体出露后的古气候环境、铀的迁移量、出露面积和剥蚀时间作为评价参数。 

5.根据权利要求4所述的一种定量评价铀源体对砂岩型铀矿成矿贡献度的方法，其特征在于：所述的步骤（3）根据盆地中沉积物颜色和孢粉组成来判断沉积时期的古气候环境。 

6.根据权利要求5所述的一种定量评价铀源体对砂岩型铀矿成矿贡献度的方法，其特征在于：所述的步骤（4）中由盆地内沉积物的重矿物分析物源结合区域构造抬升史推算出铀源体出露时间T，如出现T＞T₀，认为超出部分对成矿不起作用，取T=T₀。 

7.根据权利要求6所述的一种定量评价铀源体对砂岩型铀矿成矿贡献度的方法，其特征在于：所述的步骤（5）中所述f(1/L)采用一级近似，则f(1/L)=f₀+f₁×1/L。