CN114264689A - 一种确认绿色蚀变砂岩蚀变温度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铀矿技术领域，具体设计一种确认绿色蚀变砂岩蚀变温度的方法。本发明包括以下步骤：步骤1、样品采集；步骤2、获得含铀实验介质；步骤3、不同温度条件下绿色蚀变砂岩模拟实验；步骤4、实验后取出步骤3实验样品，清洗后50℃烘箱烘干观察砂岩颜色；步骤5、利用扫描电镜观察红色砂岩及其蚀变产物。本发明确定的绿色砂岩蚀变温度可信度高，为深化砂岩型铀成矿理论提供一手的实验数据支撑。
Description
技术领域
本发明属于铀矿技术领域，具体设计一种确认绿色蚀变砂岩蚀变温度的方法。
背景技术
可地浸砂岩型铀资源作为铀矿找矿重点在鄂尔多斯盆地铀矿找矿中不断突破。鄂尔多斯铀矿化产于侏罗纪直罗组灰绿色砂岩与灰色砂岩之间的过渡带中，灰绿色砂岩与铀成矿关系密切。绿色蚀变砂岩的形成观点主要包含二次还原作用、氧化作用、热还原作用，其中主要观点是绿色砂岩为红色砂岩还原后的产物。但控制绿色蚀变砂岩的介质、温压条件缺乏实验数据，其形成机理缺乏深入研究，同时，绿色蚀变过程与铀富集沉淀关系也需要进一步研究。因此亟需一种定量化的模拟实验方法，以确定绿色蚀变砂岩形成的温度条件、介质条件，为发展铀成矿理论提供实验数据支撑。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种确认绿色蚀变砂岩蚀变温度的方法，确定的绿色砂岩蚀变温度可信度高，为深化砂岩型铀成矿理论提供一手的实验数据支撑。
本发明采用的技术方案：
一种确认绿色蚀变砂岩蚀变温度的方法，包括以下步骤：
步骤1、样品采集；步骤2、获得含铀实验介质；步骤3、不同温度条件下绿色蚀变砂岩模拟实验；步骤4、实验后取出步骤3实验样品，清洗后50℃烘箱烘干观察砂岩颜色；步骤5、利用扫描电镜观察红色砂岩及其蚀变产物。
所述步骤1中，采集目标区域中细粒红色砂岩样品，粉碎至40～60目，超声波清洗10min去除样品表面粉尘和毛刺，提高样品均一性。
清洗过的样品在50℃鼓风干燥箱烘干6小时待用。
所述步骤2中，具体包括如下步骤：在1L容量瓶中加入5g分析纯NaHCO3，加入去离子水定容至刻度线配制0.5％NaHCO3；在常温流动反应装置中利用 0.5％NaHCO3浸出40～60目样品，实验流速设定为0.1ml/min，实验压力设定为 1atm，获得含铀实验介质。
依据硅酸盐岩石化学分析方法，采用等离子体质谱仪进行含铀溶液铀含量分析。
所述步骤3中，具体包括如下步骤：
步骤3.1、取上述步骤1红色砂岩样品5g，去离子水10ml，硫代乙酰胺0.2g 放入50ml水热釜，在鼓风干燥箱中开展80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、 140℃、150℃的温度条件下，实验时间为1天的绿色蚀变砂岩模拟实验；
步骤3.2取上述步骤1红色砂岩样品5g，硫代乙酰胺0.2g放入50ml水热釜，加入上述步骤2含铀实验介质10ml，在鼓风干燥箱中开展80℃、100℃、110℃、 150℃的条件下，实验时间为1天的绿色蚀变砂岩模拟实验。
实验后取出实验介质，并在10000r/min离心机中离心3min，取上清液；实验后介质依据DZ/T 0064.80-1993分析方法，采用等离子体质谱仪进行铀浓度分析。
根据步骤3的实验，得到结论：随实验温度升高，介质中铀浓度不断降低。
所述步骤5中，通过观察蚀变产物，绿色砂岩蚀变后介质中的铀浓度明显降低，铀富集率随实验温度升高而升高，在80℃～150℃范围内，升温有利于绿色砂岩蚀变，有利于铀富集沉淀；蚀变后样品相对于原始样品钾长石含量降低；粘土矿物升高；绿泥石升高，长石的绿泥石化是绿色砂岩形成的重要影响因素。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明提供的一种确认绿色蚀变砂岩蚀变温度的方法，步骤具体，可操作性强；
(2)本发明提供的一种确认绿色蚀变砂岩蚀变温度的方法，确定的绿色砂岩蚀变温度可信度高，为深化砂岩型铀成矿理论提供一手的实验数据支撑。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
一种确认绿色蚀变砂岩蚀变温度的方法，包括以下步骤：
步骤(1)采集鄂尔多斯盆地北部侏罗统直罗组中细粒红色砂岩样品，粉碎至 40～60目，超声波清洗10min去除样品表面粉尘和毛刺，提高样品均一性。清洗过的样品在50℃鼓风干燥箱烘干6小时待用。
步骤(2)在1L容量瓶中加入5g分析纯NaHCO3，加入去离子水定容至刻度线配制0.5％NaHCO3。在常温流动反应装置中利用0.5％NaHCO3浸出40～60目花岗岩矿石样品(铀浓度为74586×10-6)，实验流速设定为0.1ml/min，实验压力设定为1atm，获得含铀实验介质。依据硅酸盐岩石化学分析方法，采用Element XR等离子体质谱仪进行含铀溶液铀含量分析，含铀溶液中铀含量为72.2×10-6。
步骤(3)不同温度条件下绿色蚀变砂岩模拟实验。
步骤(3.1)利用硫代乙酰胺遇水产生H2S的原理模拟鄂尔多斯北部油气大规模逸散的还原环境。取上述步骤(1)红色砂岩样品5g，去离子水10ml，硫代乙酰胺0.2g放入50ml水热釜，在鼓风干燥箱中开展80℃、90℃、100℃、110℃、 120℃、130℃、140℃、150℃等温度条件下，实验时间为1天的绿色蚀变砂岩模拟实验。
步骤(3.2)取上述步骤(1)红色砂岩样品5g，硫代乙酰胺0.2g放入50ml 水热釜，加入上述步骤(2)含铀介质10ml，在鼓风干燥箱中开展80℃、100℃、 110℃、150℃等条件下，实验时间为1天的绿色蚀变砂岩模拟实验。实验后取出实验介质，并在10000r/min离心机中离心3min，取上清液。实验后介质依据DZ/T 0064.80-1993分析方法，采用Element XR等离子体质谱仪进行铀浓度分析，结果如表1所示，80℃实验后铀浓度为25.2×10-6；100℃实验后铀浓度为17.5×10-6； 110℃实验后铀浓度为12.3×10-6；150℃实验后铀浓度为3.4×10-6。随实验温度升高，介质中铀浓度不断降低。
表1实验前后介质铀浓度/10-6
| 实验温度/℃ | 初始溶液 | 80 | 100 | 110 | 150 |
| 铀浓度/10<sup>-6</sup> | 72.2 | 25.2 | 17.5 | 12.3 | 3.4 |
| 铀富集率/％ | \ | 65.1 | 75.8 | 83.0 | 95.3 |
步骤(4)实验后取出步骤(3)实验样品，清洗后50℃烘箱烘干观察砂岩颜色。实验结果显示，150℃、140℃、130℃、120℃条件下红色砂岩蚀变成灰绿色砂岩；110℃条件下红色砂岩蚀变为黄色砂岩；100℃、90℃、80℃条件下红色砂岩不能蚀变。
步骤(5)利用扫描电镜观察红色砂岩及其蚀变产物。蚀变后析出铁元素，在碱性条件下形成比表面积较大的疏松球粒状铁氧化物。有利于介质中铀的吸附。蚀变后样品颗表面见有铀矿物结晶。
Element XR等离子体质谱仪分析结果(表1)表明，绿色砂岩蚀变后介质中的铀浓度明显降低，铀富集率随实验温度升高而升高(65.1％～95.3％)。实验结果揭示在80℃～150℃范围内，升温有利于绿色砂岩蚀变，有利于铀富集沉淀。
实验前后砂岩X射线荧光分析结果(表2)显示，实验后Fe2+/Fe3+比值变大，绿泥石中的Fe3+的含量反映了绿泥石形成的氧化还原环境情况，实验结果揭示在蚀变过程中原始样品中的三价铁被还原，提供铀矿保矿的还原环境。
实验前后砂岩X射线荧光分析结果(表2)显示，蚀变后样品(样品编号S425、 S426、S427)相对于原始样品(样品编号BR03)钾长石含量降低，由实验前的 22.3％降低为20.4％、19.5％、12.5％；粘土矿物由实验前的14.2％升高至16.2％、 15.2％、19.4％；绿泥石由实验前的2％升高至3％。灰绿色砂岩与灰色砂岩在矿物成分上并不明显异常，只是绿泥石含量相对多一些，即砂岩颜色与绿泥石含量关系密切。实验结果揭示，长石的绿泥石化是绿色砂岩形成的重要影响因素。
红色砂岩在H2S还原环境下蚀变为绿色砂岩受温度控制，野外观察到的黄色砂岩和绿色砂岩可能为在不同温度条件下还原性气体还原红色砂岩的结果。三价铁还原以及钾长石蚀变成绿泥石是砂岩颜色改变的主要影响因素。绿色蚀变过程也有利于介质中铀富集，沉淀形成铀矿物。
表2蚀变实验前后砂岩铁及主要矿物含量/wt％
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。
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。
Claims (9)
1.一种确认绿色蚀变砂岩蚀变温度的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤(1)、样品采集；步骤(2)、获得含铀实验介质；步骤(3)、不同温度条件下绿色蚀变砂岩模拟实验；步骤(4)、实验后取出步骤(3)实验样品，清洗后50℃烘箱烘干观察砂岩颜色；步骤(5)、利用扫描电镜观察红色砂岩及其蚀变产物。
2.根据权利要求1所述的一种确认绿色蚀变砂岩蚀变温度的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，采集目标区域中细粒红色砂岩样品，粉碎至40～60目，超声波清洗10min去除样品表面粉尘和毛刺，提高样品均一性。
3.根据权利要求2所述的一种确认绿色蚀变砂岩蚀变温度的方法，其特征在于：清洗过的样品在50℃鼓风干燥箱烘干6小时待用。
4.根据权利要求1所述的一种确认绿色蚀变砂岩蚀变温度的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，具体包括如下步骤：在1L容量瓶中加入5g分析纯NaHCO3，加入去离子水定容至刻度线配制0.5％NaHCO3；在常温流动反应装置中利用0.5％NaHCO3浸出40～60目样品，实验流速设定为0.1ml/min，实验压力设定为1atm，获得含铀实验介质。
5.根据权利要求4所述的一种确认绿色蚀变砂岩蚀变温度的方法，其特征在于：依据硅酸盐岩石化学分析方法，采用等离子体质谱仪进行含铀溶液铀含量分析。
6.根据权利要求1所述的一种确认绿色蚀变砂岩蚀变温度的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，具体包括如下步骤：
步骤(3.1)、取上述步骤(1)红色砂岩样品5g，去离子水10ml，硫代乙酰胺0.2g放入50ml水热釜，在鼓风干燥箱中开展80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃的温度条件下，实验时间为1天的绿色蚀变砂岩模拟实验；
步骤(3.2)取上述步骤(1)红色砂岩样品5g，硫代乙酰胺0.2g放入50ml水热釜，加入上述步骤(2)含铀实验介质10ml，在鼓风干燥箱中开展80℃、100℃、110℃、150℃的条件下，实验时间为1天的绿色蚀变砂岩模拟实验。
7.根据权利要求6所述的一种确认绿色蚀变砂岩蚀变温度的方法，其特征在于：实验后取出实验介质，并在10000r/min离心机中离心3min，取上清液；实验后介质依据DZ/T0064.80-1993分析方法，采用等离子体质谱仪进行铀浓度分析。
8.根据权利要求7所述的一种确认绿色蚀变砂岩蚀变温度的方法，其特征在于：根据步骤(3)的实验，得到结论：随实验温度升高，介质中铀浓度不断降低。
9.根据权利要求1所述的一种确认绿色蚀变砂岩蚀变温度的方法，其特征在于：所述步骤(5)中，通过观察蚀变产物，绿色砂岩蚀变后介质中的铀浓度明显降低，铀富集率随实验温度升高而升高，在80℃～150℃范围内，升温有利于绿色砂岩蚀变，有利于铀富集沉淀；蚀变后样品相对于原始样品钾长石含量降低；粘土矿物升高；绿泥石升高，长石的绿泥石化是绿色砂岩形成的重要影响因素。
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