CN111399025A - 一种热液型铀矿深部探测方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铀矿深部探测技术领域，公开了一种热液型铀矿深部探测方法及系统，铀矿探测模块通过探测氡气含量，获取地表下方的铀矿信息；同时深度测量模块通过电磁仪进行电磁测量铀矿深度；根据获取的铀矿相关信息，采集相应的铀矿；并且通过铀矿鉴定模块中的鉴定设备对铀矿进行鉴定；根据铀矿鉴定信息，通过测定模块中的测定设备对铀矿形成年龄进行测定；根据测定的相关信息，通过铀矿质量评估模块中的评估程序对铀矿质量进行评估。本发明没有复杂的样品制备过程，避免制备过程中误差的产生，具有操作简便、测定时间短和灵敏度高等分析优势。

Description

一种热液型铀矿深部探测方法及系统
技术领域
本发明属于铀矿深部探测技术领域，尤其涉及一种热液型铀矿深部探测方法及系统。
背景技术
目前，铀矿有土状、粉末状，也有块状、钟乳状、肾状等等。有些土状的铀矿被称为铀黑，而块状的则称为沥青铀矿。土状的铀矿没有什么光泽，块状的则具有沥青光泽。铀矿石是具有放射性的危险矿物。它们除了可以提取铀用于核工业外，还可以从中提取到镭和其他稀土元素。铀，是一种极为稀有的放射性金属元素，在地壳中的平均含量仅为百万分之二，其形成可工业利用矿床的几率比其他金属元素要小得多。铀矿是矿石家族中的“玫瑰花”，色彩绚丽，却具放射性。然而，现有热液型铀矿深部探测方法对铀矿鉴定耗时、复杂，降低了工作效率。同时现有热液型铀矿深部探测方法不能准确的测定铀矿年龄，降低了铀矿评估的效果。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
(1)现有热液型铀矿深部探测方法对铀矿鉴定耗时、复杂，降低了工作效率。
(2)现有热液型铀矿深部探测方法不能准确的测定铀矿年龄，降低了铀矿评估的效果。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种热液型铀矿深部探测方法及系统。
本发明是这样实现的，一种热液型铀矿深部探测方法，所述热液型铀矿深部探测方法，包括以下步骤：
步骤一，铀矿探测模块通过探测氡气含量，获取地表下方的铀矿信息；同时深度测量模块通过电磁仪进行电磁测量铀矿深度；
步骤一，根据获取的铀矿相关信息，采集相应的铀矿；并且通过铀矿鉴定模块中的鉴定设备对铀矿进行鉴定；
步骤二，根据铀矿鉴定信息，通过测定模块中的测定设备对铀矿形成年龄进行测定；
步骤三，根据测定的相关信息，通过铀矿质量评估模块中的评估程序对铀矿质量进行评估；
步骤四，显示模块通过显示器显示探测铀矿信号、深度、鉴定结果、测定结果、评估结果；
所述步骤一中，深度测量模块通过电磁仪进行电磁测量铀矿深度对电磁波进行去噪的过程为：
步骤A，电磁仪接受相应的电磁波，对含有噪声的信号进行小波变换；
步骤B，根据小波变换，求出每层上的小波变换模极大值；
步骤C，根据求出的模极大值，确定极大值点的发生点，筛选极值点；
步骤D，将去噪完成的电磁波信号进行重构，得到去噪后的信号。
进一步，所述步骤一中，深度测量模块通过电磁仪进行电磁测量铀矿深度对电磁波进行特征识别的过程为：
a、将去噪完成的电磁波信号建立相应的训练样本，电磁波训练样本进行分解，并且计算相应的小波包子带均值；
b、在不断获取的电磁波信号的过程中，对其他电磁波信号进行分解，并求其小波包子带均值；
c、计算其他电磁波数据与均值的差值，作为特征的可分离性度量标准，并对相应的电磁波进行标记识别。
进一步，所述步骤二中，铀矿鉴定模块鉴定方法如下：
步骤(1)通过采样设备采集矿石样品；
步骤(2)对采集矿样进行光薄片制作和岩矿鉴定；
步骤(3)对原位晶质铀矿进行激光拉曼光谱分析；
步骤(4)数据处理，制成晶质铀矿的特征拉曼光谱图。
进一步，所述步骤(1)：采集矿石样品，包括：野外实地考察，系统采集铀矿化白岗岩样品，样品规格为3×6×9cm，样品为5块。
进一步，所述步骤(2)：对采集矿样进行光薄片制作和岩矿鉴定，包括：对采集的矿样进行切片，制作成0.3mm的光薄片，在显微镜上观察矿石的铀矿物组成，并将可能是铀矿物的位置圈出来，用于下一步激光拉曼光谱分析。
进一步，所述步骤(3)：对原位晶质铀矿进行激光拉曼光谱分析，包括：设置激光拉曼分析所用显微激光拉曼光谱仪，波长为532nm，扫描范围100～4200cm-1，测试的温度为25℃，湿度为50％；
将待测光薄片安放在显微样品台上，对不透明铀矿物，采用透射照明光定位，将激光聚焦于暗色铀矿物较均匀的位置上，用动态取谱模式进行一次宽范围快速扫描，根据谱峰的强弱、光谱分辨率的需求以及样品对激光功率的敏感度选择相应的狭缝/针孔宽度、光栅刻线和激光功率；
根据测试要求和晶质铀矿情况设定相应扫描范围、CCD曝光时间和扫描次数，由计算机自动控制系统完成扫描。
进一步，所述步骤三中，测定模块测定方法如下：
步骤1)通过探测设备在野外考察与采集铀矿样品；
步骤2)对矿样进行岩矿鉴定和电子探针分析；
步骤3)利用LA-ICP-MS对原位钛铀矿进行微区定年；
步骤4)数据整理，参数计算与投图，最终获取铀矿床形成年龄。
进一步，所述步骤1)中，野外实地考察，系统采集铀矿样品，样品要求新鲜，一般为3×6×9cm，样品至少5块。
进一步，所述步骤2)中，对采集的矿样进行切片，制作光薄片，在显微镜上观察矿石的铀矿物组成，并将粒径大于50μm的铀矿物圈出来，采用JXA-8100电子探针分析仪来分析铀矿物的化学组分，最终确定各种铀矿物的类型，将所需要的钛铀矿用红笔在薄片上标出。
本发明另一目的在于提供一种实施所述的热液型铀矿深部探测方法的热液型铀矿深部探测系统，所述热液型铀矿深部探测系统包括：铀矿探测模块、中央控制模块、深度测量模块、铀矿鉴定模块、测定模块、铀矿质量评估模块、显示模块；
铀矿探测模块，与中央控制模块连接，通过探测氡气含量，获取地表下方的铀矿信息；
中央控制模块，与铀矿探测模块、深度测量模块、铀矿鉴定模块、测定模块、铀矿质量评估模块、显示模块连接，用于通过主控器控制各个模块正常工作；
深度测量模块，与中央控制模块连接，通过电磁仪进行电磁测量铀矿深度；深度测量模块通过电磁仪进行电磁测量铀矿深度对电磁波进行去噪的过程为：电磁仪接受相应的电磁波，对含有噪声的信号进行小波变换；根据小波变换，求出每层上的小波变换模极大值；根据求出的模极大值，确定极大值点的发生点，筛选极值点；将去噪完成的电磁波信号进行重构，得到去噪后的信号；将去噪完成的电磁波信号建立相应的训练样本，电磁波训练样本进行分解，并且计算相应的小波包子带均值；在不断获取的电磁波信号的过程中，对其他电磁波信号进行分解，并求其小波包子带均值；计算其他电磁波数据与均值的差值，作为特征的可分离性度量标准，并对相应的电磁波进行标记识别；
铀矿鉴定模块，与中央控制模块连接，通过鉴定设备对铀矿进行鉴定；鉴定过程为：通过采样设备采集矿石样品，对采集矿样进行光薄片制作和岩矿鉴定；对原位晶质铀矿进行激光拉曼光谱分析，数据处理，制成晶质铀矿的特征拉曼光谱图；
测定模块，与中央控制模块连接，通过测定设备对铀矿形成年龄进行测定；测定模块测定过程为：通过探测设备在野外考察与采集铀矿样品，对矿样进行岩矿鉴定和电子探针分析；利用LA-ICP-MS对原位钛铀矿进行微区定年；数据整理，参数计算与投图，最终获取铀矿床形成年龄；
铀矿质量评估模块，与中央控制模块连接，通过评估程序对铀矿质量进行评估；
显示模块，与中央控制模块连接，通过显示器显示探测铀矿信号、深度、鉴定结果、测定结果、评估结果。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
(1)本发明通过铀矿鉴定模块充分发挥激光拉曼光谱的先进技术手段在分析铀矿物上的作用，从复杂的矿物共生组合中分解出主要的工业铀矿物晶质铀矿；该方法没有复杂的样品制备过程，避免制备过程中误差的产生，具有操作简便、测定时间短和灵敏度高等分析优势；同时通过测定模块切入点深，从与原位钛铀矿的微区定年入手，分析对象更加精确；采集样品对象、分析测试要求明确，可操作性强。
(2)本发明中深度测量模块通过电磁仪进行电磁测量铀矿深度对电磁波进行特征识别方法，能够有效提取电磁波信号的特征信息；根据电磁波信号特征信息，准确判断出铀矿深度。
(3)本发明中铀矿鉴定模块鉴定过程，采集矿石样品，并对样品进行光薄片制作和岩矿鉴定；同时对原位晶质铀矿进行激光拉曼光谱分析；通过上述铀矿鉴定方法，提高鉴别结果的准确度。
(4)本发明中对铀矿床形成年龄的鉴定方法，提高了准确性，为铀矿的质量评估提供了可靠的数据参考。
附图说明
图1是本发明实施例提供的热液型铀矿深部探测系统结构示意图。
图中：1、铀矿探测模块；2、中央控制模块；3、深度测量模块；4、铀矿鉴定模块；5、测定模块；6、铀矿质量评估模块；7、显示模块。
图2是本发明实施例提供的热液型铀矿深部探测方法流程图。
图3是本发明实施例提供的深度测量模块通过电磁仪进行电磁测量铀矿深度对电磁波进行去噪方法流程图。
图4是本发明实施例提供的深度测量模块通过电磁仪进行电磁测量铀矿深度对电磁波进行特征识别方法流程图。
图5是本发明实施例提供的铀矿鉴定模块鉴定方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种热液型铀矿深部探测方法及系统，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的热液型铀矿深部探测系统包括：铀矿探测模块1、中央控制模块2、深度测量模块3、铀矿鉴定模块4、测定模块5、铀矿质量评估模块6、显示模块7。
铀矿探测模块1，与中央控制模块2连接，通过探测氡气含量，获取地表下方的铀矿信息。
中央控制模块2，与铀矿探测模块1、深度测量模块3、铀矿鉴定模块4、测定模块5、铀矿质量评估模块6、显示模块7连接，用于通过主控器控制各个模块正常工作。
深度测量模块3，与中央控制模块2连接，通过电磁仪进行电磁测量铀矿深度。
铀矿鉴定模块4，与中央控制模块2连接，通过鉴定设备对铀矿进行鉴定。
测定模块5，与中央控制模块2连接，通过测定设备对铀矿形成年龄进行测定。
铀矿质量评估模块6，与中央控制模块2连接，通过评估程序对铀矿质量进行评估。
显示模块7，与中央控制模块2连接，通过显示器显示探测铀矿信号、深度、鉴定结果、测定结果、评估结果。
如图2所示，本发明提供的热液型铀矿深部探测方法，包括以下步骤：
S101：铀矿探测模块通过探测氡气含量，获取地表下方的铀矿信息；同时深度测量模块通过电磁仪进行电磁测量铀矿深度。
S102：根据获取的铀矿相关信息，采集相应的铀矿；并且通过铀矿鉴定模块中的鉴定设备对铀矿进行鉴定。
S103：根据铀矿鉴定信息，通过测定模块中的测定设备对铀矿形成年龄进行测定。
S104：根据测定的相关信息，通过铀矿质量评估模块中的评估程序对铀矿质量进行评估。
S105：显示模块通过显示器显示探测铀矿信号、深度、鉴定结果、测定结果、评估结果。
本发明实施例提供的S101中，深度测量模块通过电磁仪进行电磁测量铀矿深度对电磁波进行去噪的过程为：
S201：电磁仪接受相应的电磁波，对含有噪声的信号进行小波变换。
S202：根据小波变换，求出每层上的小波变换模极大值。
S203：根据求出的模极大值，确定极大值点的发生点，筛选极值点。
S204：将去噪完成的电磁波信号进行重构，得到去噪后的信号。
本发明实施例提供的S101中，深度测量模块通过电磁仪进行电磁测量铀矿深度对电磁波进行特征识别的过程为：
S301：将去噪完成的电磁波信号建立相应的训练样本，电磁波训练样本进行分解，并且计算相应的小波包子带均值。
S302：在不断获取的电磁波信号的过程中，对其他电磁波信号进行分解，并求其小波包子带均值。
S303：计算其他电磁波数据与均值的差值，作为特征的可分离性度量标准，并对相应的电磁波进行标记识别。
本发明实施例提供的S102中，铀矿鉴定模块4鉴定方法如下：
S401：通过采样设备采集矿石样品。
S402：对采集矿样进行光薄片制作和岩矿鉴定。
S403：对原位晶质铀矿进行激光拉曼光谱分析。
S404：数据处理，制成晶质铀矿的特征拉曼光谱图。
本发明提供的步骤(1)：采集矿石样品，包括：野外实地考察，系统采集铀矿化白岗岩样品，样品规格为3×6×9cm，样品为5块。
本发明提供的步骤(2)：对采集矿样进行光薄片制作和岩矿鉴定，包括：对采集的矿样进行切片，制作成0.3mm的光薄片，在显微镜上观察矿石的铀矿物组成，并将可能是铀矿物的位置圈出来，用于下一步激光拉曼光谱分析。
本发明提供的步骤(3)：对原位晶质铀矿进行激光拉曼光谱分析，包括：设置激光拉曼分析所用显微激光拉曼光谱仪，波长为532nm，扫描范围100～4200cm-1，测试的温度为25℃，湿度为50％；将待测光薄片安放在显微样品台上，对不透明铀矿物，采用透射照明光定位，将激光聚焦于暗色铀矿物较均匀的位置上，用动态取谱模式进行一次宽范围快速扫描，根据谱峰的强弱、光谱分辨率的需求以及样品对激光功率的敏感度选择相应的狭缝/针孔宽度、光栅刻线和激光功率；根据测试要求和晶质铀矿情况设定相应扫描范围、CCD曝光时间和扫描次数，由计算机自动控制系统完成扫描。
本发明实施例提供的S103中，测定模块5测定方法如下：
1)通过探测设备在野外考察与采集铀矿样品；
2)对矿样进行岩矿鉴定和电子探针分析；
3)利用LA-ICP-MS对原位钛铀矿进行微区定年；
4)数据整理，参数计算与投图，最终获取铀矿床形成年龄。
本发明提供的步骤1)中，野外实地考察，系统采集铀矿样品，样品要求新鲜，一般为3×6×9cm，样品至少5块。
本发明提供的步骤2)中，对采集的矿样进行切片，制作光薄片，在显微镜上观察矿石的铀矿物组成，并将粒径大于50μm的铀矿物圈出来，采用JXA-8100电子探针分析仪来分析铀矿物的化学组分，最终确定各种铀矿物的类型，将所需要的钛铀矿用红笔在薄片上标出。
本发明的工作原理为：首先，铀矿探测模块1通过探测氡气含量，获取地表下方的铀矿信息；同时深度测量模块3通过电磁仪进行电磁测量铀矿深度。然后，根据获取的铀矿相关信息，采集相应的铀矿；并且通过铀矿鉴定模块4中的鉴定设备对铀矿进行鉴定。根据铀矿鉴定信息，通过测定模块5中的测定设备对铀矿形成年龄进行测定。根据测定的相关信息，通过铀矿质量评估模块6中的评估程序对铀矿质量进行评估。最后，显示模块7通过显示器显示探测铀矿信号、深度、鉴定结果、测定结果、评估结果。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热液型铀矿深部探测方法，其特征在于，所述热液型铀矿深部探测方法，包括以下步骤：
步骤一，铀矿探测模块通过探测氡气含量，获取地表下方的铀矿信息；同时深度测量模块通过电磁仪进行电磁测量铀矿深度；
步骤一，根据获取的铀矿相关信息，采集相应的铀矿；并且通过铀矿鉴定模块中的鉴定设备对铀矿进行鉴定；
步骤二，根据铀矿鉴定信息，通过测定模块中的测定设备对铀矿形成年龄进行测定；
步骤三，根据测定的相关信息，通过铀矿质量评估模块中的评估程序对铀矿质量进行评估；
步骤四，显示模块通过显示器显示探测铀矿信号、深度、鉴定结果、测定结果、评估结果；
所述步骤一中，深度测量模块通过电磁仪进行电磁测量铀矿深度对电磁波进行去噪的过程为：
步骤A，电磁仪接受相应的电磁波，对含有噪声的信号进行小波变换；
步骤B，根据小波变换，求出每层上的小波变换模极大值；
步骤C，根据求出的模极大值，确定极大值点的发生点，筛选极值点；
步骤D，将去噪完成的电磁波信号进行重构，得到去噪后的信号。
2.如权利要求1所述的热液型铀矿深部探测方法，其特征在于，所述步骤一中，深度测量模块通过电磁仪进行电磁测量铀矿深度对电磁波进行特征识别的过程为：
a、将去噪完成的电磁波信号建立相应的训练样本，电磁波训练样本进行分解，并且计算相应的小波包子带均值；
b、在不断获取的电磁波信号的过程中，对其他电磁波信号进行分解，并求其小波包子带均值；
c、计算其他电磁波数据与均值的差值，作为特征的可分离性度量标准，并对相应的电磁波进行标记识别。
3.如权利要求1所述的热液型铀矿深部探测方法，其特征在于，所述步骤二中，铀矿鉴定模块鉴定方法如下：
步骤(1)通过采样设备采集矿石样品；
步骤(2)对采集矿样进行光薄片制作和岩矿鉴定；
步骤(3)对原位晶质铀矿进行激光拉曼光谱分析；
步骤(4)数据处理，制成晶质铀矿的特征拉曼光谱图。
4.如权利要求3所述的热液型铀矿深部探测方法，其特征在于，所述步骤(1)：采集矿石样品，包括：野外实地考察，系统采集铀矿化白岗岩样品，样品规格为3×6×9cm，样品为5块。
5.如权利要求3所述的热液型铀矿深部探测方法，其特征在于，所述步骤(2)：对采集矿样进行光薄片制作和岩矿鉴定，包括：对采集的矿样进行切片，制作成0.3mm的光薄片，在显微镜上观察矿石的铀矿物组成，并将可能是铀矿物的位置圈出来，用于下一步激光拉曼光谱分析。
6.如权利要求3所述的热液型铀矿深部探测方法，其特征在于，所述步骤(3)：对原位晶质铀矿进行激光拉曼光谱分析，包括：设置激光拉曼分析所用显微激光拉曼光谱仪，波长为532nm，扫描范围100～4200cm-1，测试的温度为25℃，湿度为50％；
将待测光薄片安放在显微样品台上，对不透明铀矿物，采用透射照明光定位，将激光聚焦于暗色铀矿物较均匀的位置上，用动态取谱模式进行一次宽范围快速扫描，根据谱峰的强弱、光谱分辨率的需求以及样品对激光功率的敏感度选择相应的狭缝/针孔宽度、光栅刻线和激光功率；
根据测试要求和晶质铀矿情况设定相应扫描范围、CCD曝光时间和扫描次数，由计算机自动控制系统完成扫描。
7.如权利要求1所述的热液型铀矿深部探测方法，其特征在于，所述步骤三中，测定模块测定方法如下：
步骤1)通过探测设备在野外考察与采集铀矿样品；
步骤2)对矿样进行岩矿鉴定和电子探针分析；
步骤3)利用LA-ICP-MS对原位钛铀矿进行微区定年；
步骤4)数据整理，参数计算与投图，最终获取铀矿床形成年龄。
8.如权利要求7所述的热液型铀矿深部探测方法，其特征在于，所述步骤1)中，野外实地考察，系统采集铀矿样品，样品要求新鲜，一般为3×6×9cm，样品至少5块。
9.如权利要求7所述的热液型铀矿深部探测方法，其特征在于，所述步骤2)中，对采集的矿样进行切片，制作光薄片，在显微镜上观察矿石的铀矿物组成，并将粒径大于50μm的铀矿物圈出来，采用JXA-8100电子探针分析仪来分析铀矿物的化学组分，最终确定各种铀矿物的类型，将所需要的钛铀矿用红笔在薄片上标出。
10.一种实施如权利要求1-9所述的热液型铀矿深部探测方法的热液型铀矿深部探测系统，其特征在于，所述热液型铀矿深部探测系统包括：铀矿探测模块、中央控制模块、深度测量模块、铀矿鉴定模块、测定模块、铀矿质量评估模块、显示模块；
铀矿探测模块，与中央控制模块连接，通过探测氡气含量，获取地表下方的铀矿信息；
中央控制模块，与铀矿探测模块、深度测量模块、铀矿鉴定模块、测定模块、铀矿质量评估模块、显示模块连接，用于通过主控器控制各个模块正常工作；
深度测量模块，与中央控制模块连接，通过电磁仪进行电磁测量铀矿深度；深度测量模块通过电磁仪进行电磁测量铀矿深度对电磁波进行去噪的过程为：电磁仪接受相应的电磁波，对含有噪声的信号进行小波变换；根据小波变换，求出每层上的小波变换模极大值；根据求出的模极大值，确定极大值点的发生点，筛选极值点；将去噪完成的电磁波信号进行重构，得到去噪后的信号；将去噪完成的电磁波信号建立相应的训练样本，电磁波训练样本进行分解，并且计算相应的小波包子带均值；在不断获取的电磁波信号的过程中，对其他电磁波信号进行分解，并求其小波包子带均值；计算其他电磁波数据与均值的差值，作为特征的可分离性度量标准，并对相应的电磁波进行标记识别；
铀矿鉴定模块，与中央控制模块连接，通过鉴定设备对铀矿进行鉴定；鉴定过程为：通过采样设备采集矿石样品，对采集矿样进行光薄片制作和岩矿鉴定；对原位晶质铀矿进行激光拉曼光谱分析，数据处理，制成晶质铀矿的特征拉曼光谱图；
测定模块，与中央控制模块连接，通过测定设备对铀矿形成年龄进行测定；测定模块测定过程为：通过探测设备在野外考察与采集铀矿样品，对矿样进行岩矿鉴定和电子探针分析；利用LA-ICP-MS对原位钛铀矿进行微区定年；数据整理，参数计算与投图，最终获取铀矿床形成年龄；
铀矿质量评估模块，与中央控制模块连接，通过评估程序对铀矿质量进行评估；
显示模块，与中央控制模块连接，通过显示器显示探测铀矿信号、深度、鉴定结果、测定结果、评估结果。
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