论文摘要
近年来,地浸型砂岩型铀矿的勘查和评价逐渐成为我国铀矿工作的重点,当前砂岩型铀矿也已成为我国铀矿找矿中的最重要类型。在砂岩型铀矿的找矿及理论认识方面,铀矿成矿时代的确定是其中至关重要的一项内容,这直接影响到矿床成矿作用机制、控矿因素和成矿规律的认识。前期砂岩铀矿测年采用的是矿石（或混合矿物）全岩样品U-Pb法,由于砂岩铀矿成矿作用具有开放性特点,故在理论上存在争议,对所得数据结果进行解释时,与矿床特征和构造背景存在一定的矛盾。因此,目前急需研发和建立一个合适的、高精度的和适于推广应用的测年方法。在当前我国铀矿找矿工作重点大规模转向砂岩型铀矿的大形势下,探索解决砂岩铀矿的精确定年问题,对推动铀矿年代学学科发展、更好地指导当前砂岩铀矿的找矿和勘探、以及丰富矿床学精确定年方向的实践均具有重要的理论和实际意义。本文在国内外测年和砂岩铀矿现状综合分析和研究的基础上,以沥青铀矿（GBW04420）作为标准物质,确定了以先进的二次离子质谱法（SIMS）和“飞秒激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（fs-LA-ICP-MS）”技术相结合的方法;SIMS方法可测5-20μm的颗粒,后者测试大于20μm颗粒,两者可互相补充。以中国北方主要砂岩铀矿（鄂尔多斯、伊犁）为对象,通过直接对主要铀矿物进行原位微区U-Pb同位素测定,成功地进行了砂岩铀矿原位微区定年的研究和探索,获得了系列成矿年谱。初步建立和摸索了一套包括制样、技术手段互补的砂岩铀矿精确定年的技术方法。制样方法既不同于锆石测年、又不同于电子探针的分析,而是采用加厚为常规薄片3-5倍的方法。仪器测试方面,由于鄂尔多斯盆地北部铀矿的铀矿物沥青铀矿硅含量较高、且有的颗粒较大、要求测试的量较多,故而采用fs-LA-ICP–MS和SIMS相结合的方法。伊犁盆地南缘铀矿的铀矿物是较典型的沥青铀矿,颗粒较小,采用SIMS方法测试定。利用上述方法测定了系列数据,并结合矿床地质和区域地质构造背景,分析了成矿作用的年代学特征。结果如下:对于鄂尔多斯盆地北部杭锦旗-大营铀矿成矿区,总体上可分为4个阶段:晚白垩世-古近世（对应89±17Ma）层间氧化带型铀矿主成矿期;古近纪晚期（渐新世,对应29.1±3.3Ma）层间氧化带型铀矿的次成矿期;中新世-上新世（对应12.8±6.6 Ma、16.0±2.1 Ma、20.6±1.9 Ma）为铀叠加富集成矿期;上新世-更新世（对应4.67±0.53 Ma、4.58±0.46 Ma）铀的改造富集及保矿期。另外还测得鄂尔多斯盆地西南部XXX系列铀矿化区年龄,结果为中新世晚期（8.65±0.86Ma）、更新世（1.21±0.39 Ma）。本次工作首次在伊犁地区利用SIMS法获得蒙其古尔铀矿原位微区成矿年龄,认为分2个成矿阶段,即更新世主成矿期（1.38±0.22Ma）、以及中新世-上新世后期改造富集成矿及保矿期（12.8±2.4Ma）。综合分析所得年龄数据的特点和合理性,与传统的矿石全岩U-Pb等时线法测年相比,本次fs-LA-ICP-MS或SIMS铀矿物U-Pb定年结果的特点是年龄数据明显偏年轻,基本没有全岩U-Pb法那样较多的晚白垩世以前的较老的年龄数据。利用砂岩型铀矿的形成与盆地后期改造构造事件或隆升作用相耦合的特点可对不同方法定年结果的合理性进行分析对比,鄂尔多斯盆地自晚白垩纪以来重要的后期改造及构造抬升和区域剥蚀事件有白垩纪晚期、始-渐新世、中新世-上新世、更新世早期等。反观鄂尔多斯盆地北部的本次原位微区定年结果,与上述构造事件发生时期基本相符,说明本次研究符合地质实际、具有较大的合理性。同样,对伊犁盆地的定年结果也可得出同样的认识。理论认识方面,所测沥青铀矿封闭温度低（200℃左右）,含有普通铅,但是SIMS（SHRIMP）方法可测定206Pb、207Pb、204Pb,可以进行普通铅校正,保证了方法的精度。LA方法不能测出204Pb,其206Pb/238U年龄失去意义,但可利用TW图解获得207Pb/206Pb年龄,同样保证了方法的可靠性。SIMS方法昂贵,然fs-LA-ICP-MS经济适用,且能更有效降低基体效应的影响,故两种方法的结合使用是最佳的选择。总结上述工作,初步建立了砂岩铀矿原位微区测年的系列配套技术方法,包括加厚电子探针片制作的制样方法,及测试过程中选用fs-LA-ICP-MS和SIMS两种方法相结合和补充的技术手段等。因此,本次fs-LA-ICP-MS或SIMS铀矿物U-Pb定年的砂岩铀矿原位微区测年方法,整个测试过程具有制样灵活、空间分辨率高、测试矿物可选性大、高精度性等特点,是今后砂岩型（或其它热液型）铀矿精确定年的主要发展方向。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 张婉莹
导师: 吴柏林
关键词: 砂岩型铀矿,原位微区,定年,鄂尔多斯盆地,伊犁盆地
来源: 西北大学
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑
专业: 地质学,地质学,地质学,矿业工程
单位: 西北大学
基金: 中国地质调查局项目“鄂尔多斯盆地铀矿调查关键方法研究”(编号12120115013501)专题,国家重点基础研究发展规划(973)项目第 3 课题“煤铀的时空关系及有机质对铀成矿的影响研究”(编号:2015CB453003)专题
分类号: P619.14;P597.3
总页数: 104
文件大小: 9004K
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