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1、第16卷第6期铀矿地质Vol.16No.62000年11月UraniumGeologyNov.2000512矿床可地浸砂岩铀成矿环境模拟实验刘正义戚大能(核工业北京地质研究院北京100029)本文在野外观察取样的基础上建立实验模型并完成6组铀、钼、硒的溶解和还原实验,取得了179个分析数据。实验结果表明,形成层间氧化带强氧化的溶液为酸性含氧溶液。铀沉淀的主要2--因素是溶液pH值的改变、CH4等气体还原及溶液中SO4与HCO3浓度比值的变化。硒与铀、钼不同,可在氧化亚带中沉淀。实验还证明,512矿
2、床初始含铀溶液为富钠的酸性溶液,它在强氧化亚带内驱赶钙(及铀、钼、硒),保留硅、铁!作用明显。形成卷状矿体时,溶液由酸性变为中弱碱性,硒、铀、钼依次沉淀形成分带性。关键词可地浸砂岩铀矿铀成矿环境模拟实验+文章编号10000658(2000)06036213中图分类号P631621文献标识码A可地浸砂岩型铀矿的工业价值常与可否地浸采矿紧密相关。无疑,实验室模拟除提供地浸采矿各种工艺参数外,还应提供该类型铀矿的地质环境数据,以利掌握找矿和评价依据。通过成矿环境数据与实验模拟的拟合,对现有的地质认识进行验证。本文以新疆
3、512矿床为研究对象,在研究工作中寻找铀迁移沉淀的地球化学环境的座标2--(溶液中SO4和HCO3摩尔浓度比,溶液pH值,还原剂等),以达到总结成矿环境及再找矿的目的。实验是利用控温炉和高压釜等设备完成的。控温仪采用上海JWK702型精密温度控制装置。炉内热电耦经计量单位专门标定,温度∀5#。实验时将封存的高压釜放置控温炉的恒温区内,保证了实验温度的准确性和稳定性。实验压力为饱和蒸气压。实验过程中,固体样品每次称重为500mg,溶液均为10mL。反应时间为3-7h。实验前后溶液酸碱度由酸度计或精密试纸测定。铀分析采用激光萤光法测定,钼、硒采
4、用原子吸收法测定。实验样品采自新疆-6512矿床ZK6612,岩性为浅灰色含砾粗砂岩(2166),U含量为697∃10,Mo为190∃-6-610,Se为118∃10。核能资源研究开放实验室项目资助。刘正义男,64岁,高级工程师(研究员级),1961年毕业于北京地质学院。收稿日期1999年12月7日第6期刘正义等:512矿床可地浸砂岩铀成矿环境模拟实验(363(512矿床(库捷尔太)产于陆相中新生代山间盆地南缘缓倾斜坡带的下侏罗统水西沟群煤系地层中。按含矿建造划分,其中1-4和煤5与煤8之间的沉积旋回最好
5、。含矿主岩为深灰色、灰色中粗中细粒岩屑砂岩及长石石英砂岩。铀矿化主要受泥岩砂岩泥岩!地层结构中砂岩内发育的层间氧化带的控制。层间氧化带可划分为强氧化亚带、弱氧化亚带,氧化还原过渡亚带(铀矿化带),准还原亚带,还原亚带(原生亚带)。铀伴生元素主要是Mo,Se,Re,Se,V等,并具一定分带性,其中Se分布在氧化前锋部位,U在矿卷部位,Mo主要分布在矿卷前锋部位。1实验条件确定的地质地球化学依据11实验温度选择依据根据煤化作用与覆盖层关系:褐煤煤化阶段温度为30-50#,以及512矿床原生亚带细砂岩中常出现伊利石蒙托石混层矿物、氧
6、化还原过渡亚带粗砂岩常出现绿泥石矿物(这与地热区粘土矿物分布特征相似,表1),实验拟定温度为80#。12实验介质(溶液)选择的依据121层间氧化带岩石化学特征经对512矿床层间氧化亚带分带中的强氧化亚带与原生亚带中岩石化学成分比较,强氧化带中CaO含量减少(093%%023%),MgO和K2O略减(081%%072%,284%%255%),Na2O有减有增(107%%080%,083%%122%)。U及伴生元素Mo,Se含量从强氧化亚带中迁出,其中U含量因褐铁矿等吸附而重新增加,V含量变化不大。由此可以认为,在5
7、12矿床中形成层间氧化带初始溶液为含碱金属钠的酸性含氧溶液。3+该溶液在强氧化亚带中驱赶Ca,U,Mo,Se而残留Si,Fe,造成强氧化亚带类似形成铁帽(边)、硅帽(边)(氧化带中SiO2为774%-8087%,高于原生带的7678%。见表2)。而在成矿时,含氧溶液经历由酸性变为弱碱性的过程,形成前酸后碱!规律。在形成的氧化还原过渡亚带中,Na2O>K2O,同时,CaO,MgO含量增加。表1512矿床层间氧化带各亚带中粘土矿物含量对比Table1Comparisonofclaymineralcontentindifferentsub
8、zonesofinterlayeroxidationzone,uraniumdepositNo.512样号岩性S(%)I(%)K(%)C(%)I/S(%)U(∃10
