一種中生代產(chǎn)鈾與非產(chǎn)鈾花崗巖的判別方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種中生代產(chǎn)鈾與非產(chǎn)鈾花崗巖的判別方法，涉及中生代產(chǎn)鈾與非產(chǎn)鈾花崗巖判別技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明專利技術(shù)包括氧逸度、溫度與揮發(fā)分(F、C1)，其特征在于：所述氧逸度與溫度包括以下步驟：本發(fā)明專利技術(shù)產(chǎn)鈾花崗巖主要是由富U泥質(zhì)巖部分熔融形成，而非產(chǎn)鈾花崗巖為貧鈾的砂質(zhì)巖部分熔融形成，與非產(chǎn)鈾花崗巖相比，產(chǎn)鈾花崗巖中黑云母結(jié)晶溫度相對較低，富F貧Cl，巖漿熔體具有較低的氧逸度值，暗示產(chǎn)鈾花崗巖形成于相對低溫、低氧逸度的環(huán)境，低溫、低氧逸度及富F的物理化學(xué)環(huán)境有利于U在巖漿結(jié)晶分異過程中不斷進(jìn)入熔體中富集與氧結(jié)合形成易發(fā)生二次蝕變的鈾礦物

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種中生代產(chǎn)鈾與非產(chǎn)鈾花崗巖的判別方法


[0001]本專利技術(shù)屬于中生代產(chǎn)鈾與非產(chǎn)鈾花崗巖判別
，特別是涉及一種中生代產(chǎn)鈾與非產(chǎn)鈾花崗巖的判別方法。

技術(shù)介紹

[0002]粵北諸廣山地區(qū)是我國重要的花崗巖型鈾礦集中區(qū)(陳振宇等，2014)。花崗巖型鈾礦床是指與花崗巖體有緊密空間關(guān)系和成因關(guān)系的熱液型鈾礦床。前人對諸廣山地區(qū)花崗巖型鈾礦床的成礦物理化學(xué)條件、成礦流體特征、構(gòu)造地質(zhì)特征、同位素地球化學(xué)特征和成礦時代等方面作了大量基礎(chǔ)研究，獲得了一系列的理論成果。然而在一些關(guān)鍵的科學(xué)問題上仍存在爭議，如：諸廣地區(qū)中生代花崗巖分布廣泛，但并非所有的花崗巖均與鈾礦形成具有成因聯(lián)系。前期地質(zhì)學(xué)者根據(jù)巖體內(nèi)是否產(chǎn)有具有工業(yè)價值的鈾礦床，劃分出產(chǎn)鈾巖體和不產(chǎn)鈾巖體，同時對華南地區(qū)相關(guān)的產(chǎn)鈾與非產(chǎn)鈾花崗巖進(jìn)行了巖石地球化學(xué)、礦物學(xué)特征對比研究分析(Chen et al.,2012；胡歡等，2014；Zhao et al.,2013,2016；張龍等，2016；Zhang et al.,2017a；Zhang et al.,2018)。但由于不同研究者側(cè)重的方面有所不同，導(dǎo)致得出的結(jié)論具有一定片面性，如Zhao et al(2013,2016)通過分析對比產(chǎn)鈾與非產(chǎn)鈾花崗巖的巖石地球化學(xué)、同位素地球化學(xué)特征，認(rèn)為產(chǎn)鈾與非產(chǎn)鈾花崗巖的區(qū)別主要在于成巖物質(zhì)的來源不同；Chen et al(2012)和Zhang et al(2016,2017)通過對產(chǎn)鈾和非產(chǎn)鈾花崗巖中的黑云母、綠泥石等脈石礦物地球化學(xué)分析，認(rèn)為產(chǎn)鈾和非產(chǎn)鈾花崗巖區(qū)別主要在于巖漿分異程度和成巖物理化學(xué)條件不同，而現(xiàn)有的在對中生代產(chǎn)鈾與非產(chǎn)鈾花崗巖判別時不能有效的判定花崗巖是否具有產(chǎn)鈾能力的巖石學(xué)、地球化學(xué)判別標(biāo)準(zhǔn)，因此我們提出了一種中生代產(chǎn)鈾與非產(chǎn)鈾花崗巖的判別方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0003]本專利技術(shù)的目的在于提供一種中生代產(chǎn)鈾與非產(chǎn)鈾花崗巖的判別方法，以解決了現(xiàn)有的問題：現(xiàn)有的在對中生代產(chǎn)鈾與非產(chǎn)鈾花崗巖判別時不能有效的判定花崗巖是否具有產(chǎn)鈾能力的巖石學(xué)、地球化學(xué)判別標(biāo)準(zhǔn)。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0005]本專利技術(shù)為一種中生代產(chǎn)鈾與非產(chǎn)鈾花崗巖的判別方法，包括氧逸度與溫度、揮發(fā)分(F、C1)，其特征在于：所述氧逸度與溫度包括以下步驟：
[0006]步驟一：隨巖漿系統(tǒng)的氧逸度增加，熔體中的Fe
3+
/Fe
2+
值增加，更少的Fe
2+
與Mg
2+
競爭進(jìn)入鎂鐵質(zhì)礦物的晶體結(jié)構(gòu)中，因此，可以利用黑云母中Fe
2+
/(Fe
2+
+Mg)的變化來判斷巖體的氧逸度變化，并通過Fe
3+
?
Fe
2+
?
Mg圖解logf(O2)
?
T圖解估計氧逸度緩沖劑和估算氧逸度值；
[0007]步驟二：通過統(tǒng)計前人黑云母中Fe
2+
/(Fe
2+
+Mg)的比值發(fā)現(xiàn)產(chǎn)鈾花崗巖Fe
2+
/(Fe
2+
+Mg)比值明顯高于非產(chǎn)鈾花崗巖，這表明非產(chǎn)鈾花崗巖的氧逸度高于產(chǎn)鈾花崗巖巖漿，在Fe
3+
?
Fe
2+
?
Mg圖解中，非產(chǎn)鈾花崗巖的黑云母成分分布于Ni
?
NiO與Fe2O3?
Fe3O4兩條緩沖線之
間，產(chǎn)鈾花崗巖的黑云母成分主要落于Ni
?
NiO緩沖線之下，說明諸廣地區(qū)產(chǎn)鈾花崗巖巖漿氧逸度相對較低；
[0008]步驟三：另外，根據(jù)黑云母Ti溫度計計算獲得的溫度，在P＝2070x105Pa條件下的黑云母logf(O2)
?
T圖解，諸廣地區(qū)產(chǎn)鈾花崗巖主要位于氧逸度較低區(qū)域，表明產(chǎn)鈾花崗質(zhì)巖漿比非產(chǎn)鈾更還原；
[0009]步驟四：黑云母中的Ti對溫度十分敏感，因而可以利用Ti含量來計算黑云母形成時的溫度，Henry通過實(shí)驗(yàn)研究提出黑云母Ti飽和溫度計算公式:T＝{[ln(Ti)－a－c(X
Mg
)3]/b}
0.333
，其中，T的單位為℃，Ti以22個氧原子為基礎(chǔ)計算出的黑云母中Ti陽離子數(shù)，X
Mg
＝Mg/(Mg+Fe)，a＝
?
2.3594、b＝4.6482x10
?9，c＝
?
1.7283；此外，該公式的應(yīng)用范圍為X
Mg
＝0.275
?
1.000,Ti＝0.04
?
0.60apfu，T＝400
?
800℃，通過數(shù)據(jù)由此公式計算得出產(chǎn)鈾花崗巖結(jié)晶溫度低于非產(chǎn)鈾花崗巖結(jié)晶溫度。
[0010]進(jìn)一步地，所述揮發(fā)分(F、C1)包括以下步驟：
[0011]步驟五：花崗巖漿體系中F、Cl等鹵素元素的流體/熔體配分系數(shù)均小于1，在分離結(jié)晶過程中，它們傾向于進(jìn)入熔體相，表明巖漿較晚結(jié)晶形成的黑云母及磷灰石中富含F(xiàn)及Cl等揮發(fā)分組分，此外，在無螢石的花崗巖中，70％
?
90％的F保存在黑云母中，F(xiàn)、Cl進(jìn)入黑云母中主要是替換礦物中的OH，同時，黑云母中F、Cl的含量高低主要與其Mg/Fe比值大小有關(guān)，當(dāng)黑云母中Mg/Fe比值較高時，相應(yīng)的熔體中更多F替換黑云母中的OH，當(dāng)黑云母中Mg/Fe比值較低時，則與之相反(Munoz,1984)，據(jù)已發(fā)表的成果(張龍等，2017；周航兵等，2018；Zhang et al.,2018)可知，諸廣山地區(qū)非產(chǎn)鈾花崗巖中黑云母主要為鐵質(zhì)黑云母，相對富Mg貧Fe，與之相反的是，產(chǎn)鈾花崗巖中黑云母為鐵葉黑云母，相對富Fe貧Mg，這些暗示諸廣地區(qū)產(chǎn)鈾花崗巖比非產(chǎn)鈾花崗巖具有更高的F含量。
[0012]本專利技術(shù)具有以下有益效果：
[0013]1、本專利技術(shù)通過對花崗巖體中黑云母礦物化學(xué)分析可知，產(chǎn)鈾與非產(chǎn)鈾花崗巖成巖物理化學(xué)條件存在明顯區(qū)別，與非產(chǎn)鈾花崗巖相比，產(chǎn)鈾花崗巖具有較低的成巖溫度、氧逸度及較高的F含量，這些物理化學(xué)條件有利于易被后期流體淋濾的獨(dú)立鈾礦物形成，因此，采用花崗巖中富含揮發(fā)分的礦物(黑云母、磷灰石等)地球化學(xué)特征，來判別產(chǎn)鈾與非產(chǎn)鈾花崗巖。
[0014]2、本專利技術(shù)諸廣地區(qū)產(chǎn)鈾與非產(chǎn)鈾花崗巖之間的差異是由源巖特征及巖漿演化物理化學(xué)條件共同作用的。因此，在后期判別產(chǎn)鈾與非產(chǎn)鈾花崗巖時，應(yīng)從花崗巖的源區(qū)、成巖演化程度及巖漿物理化學(xué)特征等方面綜合分析。
[0015]3、本專利技術(shù)產(chǎn)鈾與非產(chǎn)鈾花崗巖均主要由前寒武紀(jì)變質(zhì)沉積巖部分熔融形成，但產(chǎn)鈾花崗巖主要是由富U泥質(zhì)巖部分熔融形成，而非產(chǎn)鈾花崗巖為貧鈾的砂質(zhì)巖部分熔融形成，與非產(chǎn)鈾花崗巖相比，產(chǎn)鈾花崗巖中黑云母結(jié)晶溫度相對較低，富F貧Cl，巖漿熔體具有較低的氧逸度值，暗示產(chǎn)鈾花崗巖形成于相對低溫、低氧逸度的環(huán)境，低溫、低氧逸度及富F的物理化學(xué)環(huán)境有利于U在巖漿結(jié)晶分本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種中生代產(chǎn)鈾與非產(chǎn)鈾花崗巖的判別方法，包括氧逸度與溫度、揮發(fā)分(F、C1)，其特征在于：所述氧逸度與溫度包括以下步驟：步驟一：隨巖漿系統(tǒng)的氧逸度增加，熔體中的Fe
3+
/Fe
2+
值增加，更少的Fe
2+
與Mg
2+
競爭進(jìn)入鎂鐵質(zhì)礦物的晶體結(jié)構(gòu)中，因此，可以利用黑云母中Fe
2+
/(Fe
2+
+Mg)的變化來判斷巖體的氧逸度變化，并通過Fe
3+
?
Fe
2+
?
Mg圖解logf(O2)
?
T圖解估計氧逸度緩沖劑和估算氧逸度值；步驟二：通過統(tǒng)計粵北諸廣地區(qū)前人黑云母中Fe
2+
/(Fe
2+
+Mg)的比值發(fā)現(xiàn)產(chǎn)鈾花崗巖Fe
2+
/(Fe
2+
+Mg)比值明顯高于非產(chǎn)鈾花崗巖，這表明非產(chǎn)鈾花崗巖的氧逸度高于產(chǎn)鈾花崗巖，在Fe
3+
?
Fe
2+
?
Mg圖解中，非產(chǎn)鈾花崗巖的黑云母成分分布于Ni
?
NiO與Fe2O3?
Fe3O4兩條緩沖線之間，產(chǎn)鈾花崗巖的黑云母成分主要落于Ni
?
NiO緩沖線之下，說明諸廣地區(qū)產(chǎn)鈾花崗巖巖漿氧逸度相對較低；步驟三：另外，根據(jù)黑云母Ti溫度計計算獲得的溫度，在P＝2070x105Pa條件下的黑云母logf(O2)
?
T圖解，諸廣地區(qū)產(chǎn)鈾花崗巖主要位于氧逸度較低區(qū)域，表明產(chǎn)鈾花崗質(zhì)巖漿比非產(chǎn)鈾更還原；步驟四：黑云母中的Ti對溫度十分敏感，因而可以利用Ti含量來計算黑云母形成時的溫度，Henr...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉斌，胡鵬，葉松鑫，祁家明，龍自強(qiáng)，
申請(專利權(quán))人：核工業(yè)二九零研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：