一种判断黑色岩系成岩过程中海底喷流热液参与方法与流程

本发明涉及铀矿，具体涉及一种判断黑色岩系成岩过程中海底喷流热液参与方法。

背景技术：

1、黑色岩系是世界范围内稀有金属、非金属以及油气能源最重要的赋存岩石，蕴藏着我国重要的战略资源“三稀元素”，是国防事业和国民发展中必不可少的“维生素”，但黑色岩系的分布十分广泛，从北美洲到欧亚大陆均有分布，在我国贵州、青海、湖南、江西、新疆、西藏、浙江等地区呈大面积带状分布，但具有铀多金属成矿潜力的黑色岩系却相对较少，具有铀多金属成矿潜力的黑色岩系必须具有一个重要前提就是其在成岩过程中有海底喷流热液的参与，因为只有这样才能将地球深部的铂族元素、稀土元素、磷、钒、镍、钼、铀等元素通过热液带到地球浅部沉淀结晶在黑色岩系中形成矿产资源，

2、因此，需要设计一种判断黑色岩系成岩过程中有无海底喷流热液参与的方法，以提高现有技术中快速筛选出具有铀多金属成矿潜力的黑色岩系的技术效率。

技术实现思路

1、本发明设计的一种判断黑色岩系成岩过程中海底喷流热液参与方法，用于解决提高在黑色岩系中的找矿效率，减少大型施工勘查，节约找矿经费和时间的技术问题。

2、本发明的技术方案：

3、一种判断黑色岩系成岩过程中海底喷流热液参与方法，包括如下步骤：

4、步骤1、黑色岩系样品采集；

5、步骤2、样品制备及分析测试；

6、步骤3、黑色岩系样品扫描电镜观察；

7、步骤4、生物热水作用判断；

8、步骤5、同位素示踪判断。

9、根据权利要求1所述的一种判断黑色岩系成岩过程中海底喷流热液参与方法，其特征在于：所述步骤1、黑色岩系样品采集包括：选择需要开展判断的黑色岩系地层，以垂直于黑色岩系岩石层理的方向自下向上每3cm的厚度采集一块重量大于等于500克的岩石样品，样品需在岩石新的揭露面采集，以保证岩石样品没有遭受过严重的风化作用。

10、步骤2、样品制备及分析测试，包括：

11、步骤2.1、取步骤1中所采样品进行切片，制作成厚度0.3mm的光薄片，每件样品至少制作出2片光薄片，每件样品切片剩余部分留着后续操作继续使用；

12、步骤2.2、将步骤2.1中每件样品切片剩余部分粉碎至200目；

13、步骤2.3、每件样品取50克样品粉末使用等离子体质谱仪，对每件样品中的ba元素含量进行测定；

14、步骤2.4、每件样品取50克样品粉末,使用x射线荧光光谱仪，对其sio2和al2o3含量进行测定，并根据测定结果计算出每件样品各自的sio2/al2o3比值；

15、步骤2.5、同位素测定：每件样品取50克样品粉末，使用mat-253气体同位素质谱计对每件样品中的δ13c同位素进行测定。

16、所述步骤3、黑色岩系样品扫描电镜观察包括：对步骤2.1中制作的光薄片使用扫描电镜进行mapping操作，对se、ir两种元素进行面扫描观察，将样品中观察到含有se、ir元素的分为a组，其中se、ir两种元素只观察到任意一种或两种即可分入a组，没有观察到这两种元素的记录为b组。

17、所述步骤4：生物热水作用判断，包括：

18、现对步骤3中的a组样品进行判断，需要用到步骤2中测试和计算所得到的每件样品的ba元素含量和sio2/al2o3比值，挑选出a组样品中ba含量≥500×10-6且sio2/al2o3比值≥4.5的样品分为ⅰ组，其余样品分为ⅱ组，此时可以判断得出ⅰ组样品采集区域的黑色岩系在沉积形成的过程中有海底喷流热液作用的参与，具有极高的铀多金属成矿潜力；ⅱ组样品待用；

19、现对步骤3中的b组样品进行判断，b组之中的样品只要满足ba含量≥500×10-6或sio2/al2o3比值≥4.5其中的一项，就分入ⅲ组待用；如果样品中的ba含量＜500×10-6且sio2/al2o3比值＜4.5，则该样品分入ⅳ组，同时判断得出ⅳ组样品采集区域的黑色岩系在沉积形成的过程中无海底喷流热液作用的参与，找矿价值很低。

20、根据权利要求5所述的一种判断黑色岩系成岩过程中海底喷流热液参与方法，其特征在于：所述步骤5：同位素示踪判断，包括：

21、现对步骤4中的ⅱ组、ⅲ组样品进行同位素示踪判断，需要用到步骤2中测试得到的同位素数值，挑出ⅱ组、ⅲ组中-2.8‰≥δ13c≥-8.9‰的样品分入ⅴ组，其余样品分入ⅵ，此时根据判断可以得出ⅴ组样品采集区域的黑色岩系在沉积形成的过程中有海底喷流热液作用的参与，具有极高的成矿价值；

22、ⅵ组样品采集区域的黑色岩系在沉积形成的过程中无海底喷流热液作用的参与，找矿价值很低，则无需开展后续工作。

23、本发明的有益效果：

24、本发明将现代化的元素含量测试手段、同位素示踪手段、生物热水判别手段和传统的地质工作相结合，提取关键要素，建立流程化的判别依据，判断出目标地区的黑色岩系有无海底喷流热液参与，从而提高在黑色岩系中的找矿效率，减少大型施工勘查，节约经费和时间。

25、本发明是基于在约旦、沙特、加拿大、俄罗斯、中国等全世界8个国家和地区采集到的2.5万组黑色岩系样品的基础上，融合地质学多方向研究思路，提炼关键要素而设计出的，本方法所设计的判断流程可以从全世界广泛分布的黑色岩系中快速、高效的筛选出在沉积过程中有海底喷流热液作用参与的黑色岩系地区，而后重点开展找矿勘查工作，减少80％以上的打钻和深井探测工作，最大限度的减少常规勘探对于环境的破坏，节约时间、节省资金。

26、该发明涵盖面广、有效性好、适用性强，可有效推广至整个地学领域，其创新点在于融合了地质学、地球化学、同位素示踪、电镜面扫描等多学科和多种先进的仪器观测手段为一体，同时又剪去细枝末节的干扰因素，分组化、流程化、直观化得出结论。利用该发明所构建的判断黑色岩系成岩过程中有无海底喷流热液参与的方法，已于2019-2022年在沙特阿拉伯北部地区大面积发育的黑色岩系中得到验证，在沙特北部筛选出沉积过程中有海底喷流热液作用参与的黑色岩系区域107片，合计面积538km2，后续有针对性的对这107片地区开展进一步的铀矿勘查工作，见矿片区共83片，见矿率77.6％，铀含量最高达到10122×10-6，取得了沙特北部地区重大的黑色岩系铀多金属找矿突破。

技术特征：

1.一种判断黑色岩系成岩过程中海底喷流热液参与方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种判断黑色岩系成岩过程中海底喷流热液参与方法，其特征在于：所述步骤1、黑色岩系样品采集包括：选择需要开展判断的黑色岩系地层，以垂直于黑色岩系岩石层理的方向自下向上每3cm的厚度采集一块重量大于等于500克的岩石样品，样品需在岩石新的揭露面采集，以保证岩石样品没有遭受过严重的风化作用。

3.根据权利要求2所述的一种判断黑色岩系成岩过程中海底喷流热液参与方法，其特征在于：步骤2、样品制备及分析测试，包括：

4.根据权利要求3所述的一种判断黑色岩系成岩过程中海底喷流热液参与方法，其特征在于：所述步骤3、黑色岩系样品扫描电镜观察包括：对步骤2.1中制作的光薄片使用扫描电镜进行mapping操作，对se、ir两种元素进行面扫描观察，将样品中观察到含有se、ir元素的分为a组，其中se、ir两种元素只观察到任意一种或两种即可分入a组，没有观察到这两种元素的记录为b组。

5.根据权利要求4所述的一种判断黑色岩系成岩过程中海底喷流热液参与方法，其特征在于：所述步骤4：生物热水作用判断，包括：

技术总结
本发明涉及铀矿技术领域，具体涉及一种判断黑色岩系成岩过程中海底喷流热液参与方法，包括如下步骤：步骤1、黑色岩系样品采集；步骤2、样品制备及分析测试；步骤3、黑色岩系样品扫描电镜观察；步骤4、生物热水作用判断；步骤5、同位素示踪判断。本发明将现代化的元素含量测试手段、同位素示踪手段、生物热水判别手段和传统的地质工作相结合，提取关键要素，建立流程化的判别依据，判断出目标地区的黑色岩系有无海底喷流热液参与，从而提高在黑色岩系中的找矿效率，减少大型施工勘查，节约经费和时间。

技术研发人员：王健,王振云,王文全,李治兴
受保护的技术使用者：核工业北京地质研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13