一种离子吸附型钍及共伴生元素富集形式的厘定方法与流程

1.本发明属于核地质研究领域，具体涉及一种离子吸附型钍及共伴生元素富集形式的厘定方法。


背景技术：

2.钍是可以替代铀的第二核能源，是重要的核能源“储备粮”。在未来核能在国民生产生活中发挥着越来越大的作用，可以保障我国的能源安全。目前我国钍资源调查研究程度较低，绝大多数钍矿床(点)、矿化点及异常点是在其它矿产的勘查过程中顺带发现的。在我国，目前现有钍资源中可利用程度最高的稀土、稀有伴生钍资源矿产，因为其开采成本低，矿化利用的能效最高，而离子吸附型钍资源是该类型钍资源中的一种，也是非常重要的一种。离子吸附型钍资源是目前我国分布较广，利用潜力较大的一种钍资源，对该类型矿床钍及共伴生元素富集形式的厘定技术，对该类型矿床后期的勘查开发意义重大。
3.目前我国没有独立开发的离子吸附型钍矿床，离子吸附型钍矿床往往与稀有及稀土资源共伴生。针对典型的离子吸附型钍矿床进行矿床特征、成矿作用、赋矿围岩、物理化学条件、岩矿石特征、成矿条件，矿物共伴生组合、元素富集形式等研究，构建离子吸附型钍及共伴生元素富集形式厘定技术，指导离子吸附型钍资源勘查及开发。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种离子吸附型钍及共伴生元素富集形式的厘定方法，通过厘定离子吸附型钍矿床钍及共伴生元素富集形式关键地质信息，模拟离子吸附型钍成矿的地质过程，首次针对已知典型离子吸附型钍矿床进行钍及共伴生元素富集形式的厘定。
5.实现本发明目的的技术方案：
6.一种离子吸附型钍及共伴生元素富集形式的厘定方法，所述方法包括以下步骤：
7.步骤1、已知离子吸附型钍矿床现有勘查及研究资料的收集和整理；
8.步骤2、已知离子吸附型钍矿床钍及共伴生元素富集形式的初步厘定；
9.步骤3、对已知离子吸附型钍矿床进行野外地质调查及样品采集分析；
10.步骤4、利用分析测试数据和野外调查资料厘定钍及共伴生元素富集形式；
11.步骤5、综合研究构建已知离子吸附型钍矿床地球化学富集模型。
12.所述步骤1中收集已知离子吸附型钍矿床的勘查及研究资料包括：区域成矿地质背景调查、矿床地质、赋矿围岩确定、物理化学条件、岩矿石特征、成矿条件、物理化学条件及元素富集形式。
13.所述步骤2具体为：分析离子吸附型矿床的岩石化学及地球化学的基本特征，通过对前人基本资料的分析，分析矿床成矿岩体的基本特征，初步厘定已知离子吸附型钍矿床钍及共伴生元素富集形式。
14.所述步骤2中矿床成矿岩体的基本特征包括：成矿岩体的主量元素及微量元素特征，初步判读成矿地质体的成因、成矿环境和成矿条件。
15.所述步骤3中对已知离子吸附型矿床进行野外地质调查包括：开展区域矿床特征、成矿作用、赋矿围岩、物理化学条件、岩矿石特征、成矿条件，矿物共伴生组合、元素富集形式的详细研究，进行野外路线地质调查、矿床点检查、矿化露头详查、构造应力分析、矿化地质体矿物组合分析。
16.所述步骤3中对已知离子吸附型矿床进行样品采集分析包括：系统采集与钍矿化相关的化学分析样品、重砂分析样品、岩矿鉴定样品、探针分析及主微量分析样品。
17.所述步骤4具体为：根据野外调查研究资料和样品分析测试数据，总结已知离子吸附型钍矿床成矿特征，在室内分析及野外调查的基础上，研究矿床的元素富集形式及富集规律，厘定钍及共伴生元素的富集规律。
18.所述步骤4中研究矿床的元素富集形式及富集规律具体为：在岩矿鉴定的基础上，通过高精度扫描电镜、电子探针及amics自动矿物参数定量分析系统获得钍及共伴生矿物的组合形式及分布特征。
19.所述步骤5具体为：通过步骤1-4的研究结果和数据分析，模拟分析离子吸附型钍矿床的成矿过程，提取关键的离子吸附型钍成矿地质背景，分析矿床特征，分析钍及共伴生元素的富集形式，构建已知离子吸附型钍矿床地球化学富集模型。
20.本发明的有益技术效果在于：
21.1、本发明提供的一种离子吸附型钍及共伴生元素富集形式的厘定方法借用前人研究资料，通过进一步地野外地质调查和室内分析测试，综合研究离子吸附型钍矿床的成矿过程，厘定离子吸附型钍及共伴生元素的富集形式。
22.2、本发明提供的一种离子吸附型钍及共伴生元素富集形式的厘定方法包括资料收集及二次开发、野外地质调查、分析测试、室内综合研究及成矿模式构建，技术流程清晰，可操作性强。
23.3、本发明提供的一种离子吸附型钍及共伴生元素富集形式的厘定方法基于对广西姑婆山矿床成矿过程中钍及元素富集形式厘定的研究成果，具有技术流程清晰、方便，可操作性强、适用性好，精确、直观的优点。
24.4、本发明提供的一种离子吸附型钍及共伴生元素富集形式的厘定方法通过厘定离子吸附型钍矿床钍及共伴生元素富集形式关键地质信息，模拟离子吸附型钍成矿的地质过程，首次针对已知典型离子吸附型钍矿床进行钍及共伴生元素富集形式的厘定，可以快速、精确获得此类矿床共伴生元素富集特征的参数。
25.5、本发明提供的一种离子吸附型钍及共伴生元素富集形式的厘定方法建立了离子吸附型钍矿床地球化学富集模型，可以有效地应用于该类型的其它矿床，指导此类钍矿的勘查开发。
附图说明
26.图1为本发明所提供的姑婆山离子吸附型矿床地球化学富集模型图。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
28.以广西省姑婆山伴生钍矿床为例，本发明提供的一种离子吸附型钍及共伴生元素
富集形式的厘定方法，具体包括以下步骤：
29.步骤1、广西省姑婆山伴生钍矿床现有勘查及研究资料的收集和整理
30.系统收集广西省姑婆山伴生钍矿床的勘查及研究资料。对前人资料进行分析总结和二次开发，充分掌握已知离子吸附型钍矿床的基础资料，查证核实不同来源资料的可靠性，厘定前人工作的成果。收集的广西省姑婆山伴生钍矿床的勘查及研究资料包括区域成矿地质背景调查、矿床地质、赋矿围岩确定、物理化学条件、岩矿石特征、成矿条件、物理化学条件及元素富集形式等。
31.姑婆山矿床是典型的花岗岩分化形成的离子吸附型矿床，如图1所示，由于姑婆山花岗岩富钍铀、稀土及稀有，在南方物理化学风化的影响下，形成离子吸附型伴生钍资源矿床。
32.步骤2、针对广西省姑婆山伴生钍矿床中钍及共伴生元素富集形式进行厘定
33.分析离子吸附型矿床的岩石化学及地球化学的基本特征，通过对前人基本资料的分析，分析矿床成矿岩体的基本特征，厘定已知离子吸附型钍矿床钍及共伴生元素富集形式。
34.根据前人的研究资料，提取成矿岩体的主量元素及微量元素数据，初步判读成矿地质体的成因、成矿环境和成矿条件。进而初步分析离子吸附型矿床(广西省姑婆山伴生钍矿床)的岩石化学及地球化学的基本特征。
35.步骤3、对广西省姑婆山伴生钍矿床进行野外地质调查及样品采集分析
36.对广西省姑婆山伴生钍矿床进行野外地质调查，开展区域矿床特征、成矿作用、赋矿围岩、物理化学条件、岩矿石特征、成矿条件，矿物共伴生组合、元素富集形式的详细研究，主要工作包括野外路线地质调查、矿床点检查、矿化露头详查、构造应力分析、矿化地质体矿物组合分析。参照《铀矿地质勘查规范》(dzt0199-2015)标准，系统采集姑婆山矿床钍矿化样品，进而进行化学分析样品、重砂分析样品、岩矿鉴定样品、探针分析及主微量分析样品。
37.对于此钍资源在野外采集了系列样品进行重砂挑选，重砂分析结果如表1所示。
38.表1广西姑婆山矿床钍及共伴生元素富集特征
[0039][0040][0041]
步骤4、利用分析测试数据和野外调查资料厘定钍及共伴生元素富集形式
[0042]
对广西省姑婆山伴生钍矿床的野外调查研究并进行钍矿化样品的析测试，利用国内最先进的技术方法和仪器设备，在岩矿鉴定的基础上，通过高精度扫描电镜、电子探针及amics自动矿物参数定量分析，系统获得姑婆山矿床钍及共伴生矿物的组合形式及分布特
征和富集规律。
[0043]
姑婆山矿床钍及共伴生元素主要富集于褐钇钶矿、锆石、独居石、金红石、锐钛矿、磷钇矿、磁铁矿、褐铁矿等矿物中。
[0044]
姑婆山稀有稀土伴生钍矿床的地球化学特征：矿区各类矿石中富铀、钍，钍元素主要已赋存在稀土稀有矿物中，钍与nb、ta、ce元素呈正相关关系，全风化壳中钍含量最高是本区最显著的地球化学特征。
[0045]
姑婆山岩体总体上稀土含量较高，稀土总量高，eu负异常明显，轻重稀土分异不明显，轻稀土含量略高于重稀土含量。富钍及稀土矿物褐帘石、褐钇铌矿及磷灰石的稀土配分曲线形态一致。造岩矿物中除钾长石外，其它矿物的稀土配分曲线形态一致。
[0046]
姑婆山岩体的微量元素以富含rb、t h、u、ree、y、nb、t a、zr、hf等大离子半径亲石元素(lile)和高场强元素(hfse)为主要特征，显示典型的a型花岗岩特征。
[0047]
步骤5、综合研究进行广西省姑婆山伴生钍矿床离子吸附型钍矿床钍及共伴生元素地球化学富集模型的构建
[0048]
通过上述研究结果和数据分析，模拟分析广西省姑婆山伴生钍矿床的成矿过程，，提取关键的离子吸附型钍成矿地质背景，分析矿床特征，分析钍及共伴生元素的富集形式，构建广西省姑婆山离子吸附型钍矿床地球化学富集模型。
[0049]
离子吸附型伴生钍矿床的地球化学富集模型如图1所示，该类型钍矿床的原岩为花岗岩，钍矿化多与稀土矿化尤其是ce族轻稀土元素正相关，与nb、ta、y矿化关系密切。ce-nb-ta-th-u-ti元素组合是离子吸附型钍矿床的元素组合特征。
[0050]
本发明适用于我国离子吸附型钍资源的基础研究，可以为我国离子吸附型钍资源开发利用提供最直接和精确的信息。
[0051]
上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。