鈾資源地質(zhì)學(xué)實(shí)驗(yàn)課件第一頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)本次實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠比較熟練的掌握鈾礦物的鑒定特征及鑒定方法，熟知常見(jiàn)鈾礦物的基本特征：如鈾礦物的成因類型、地質(zhì)產(chǎn)狀、物化性質(zhì)等各個(gè)方面，并能較好的掌握四價(jià)鈾礦物與六價(jià)鈾礦物的對(duì)比。實(shí)驗(yàn)一、鈾礦物第二頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、常見(jiàn)鈾礦物鑒定方法的介紹（1）放射性照相：實(shí)驗(yàn)條件和步驟（2）裂變徑跡分析：實(shí)驗(yàn)條件和步驟（3）熒光分析：實(shí)驗(yàn)條件和步驟（4）能譜分析：操作步驟(課堂示范)（5）數(shù)字伽瑪測(cè)量：操作步驟(課堂示范)第三頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日（1）放射性照相放射性照相是利用鈾、釷礦物對(duì)照相底片輻照后能使其感光的特性來(lái)檢查鈾、釷礦物和研究其分布特點(diǎn)的方法。該方法要求將含有鈾、釷礦物的標(biāo)本磨制成光面或光片。在暗室中將光面或光片緊壓在照相底片(最好是X光底片)上，樣品即自行對(duì)底片發(fā)生輻照(同時(shí)可用弱光源在底片上作好定位標(biāo)記)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，取出底片，按規(guī)定處方?jīng)_冼即可。底片上與鈾、釷礦物對(duì)應(yīng)處因受射線輻照而變黑，其黑度與礦物中鈾、釷含量及輻照時(shí)間成正比。輻照時(shí)間可通過(guò)試驗(yàn)確定，以變黑部分的輪廓比較清晰為宜。據(jù)試驗(yàn)，瀝青鈾礦等鈾含量高的礦物只需4－5小時(shí)的輻照即可；鈾含量1－5％的礦物需時(shí)1－3日，鈾含量0.5－1％的礦物需時(shí)3－5日。當(dāng)鈾礦物單體很細(xì)小時(shí)，需適當(dāng)延長(zhǎng)輻照時(shí)間。放射性照相方法操作方便，設(shè)備簡(jiǎn)單，適于在普通巖礦實(shí)驗(yàn)室中使用。第四頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日（2）裂變徑跡分析裂變徑跡分析是利用礦物中鈾、釷原子核的裂變碎片在周?chē)橘|(zhì)中形成的徑跡來(lái)測(cè)定礦物中鈾、釷含量和研究其空間分布的方法。鈾、釷原子核在中子作用下能分裂為質(zhì)量相近的兩個(gè)新原子核－裂變碎片，此種碎片具有很高的能量(相當(dāng)于α粒子能量的15－30倍)，能在周?chē)慕^緣介質(zhì)中(包括含鈾、釷礦物本身)造成輻射損傷。這種輻射損傷表現(xiàn)為裂變碎片的徑跡，此種徑跡十分細(xì)小，一般長(zhǎng)10μm，寬僅50?。用化學(xué)試劑蝕刻后，裂變徑跡的寬度加大到1－2μm，可用光學(xué)顯微鏡觀察。第五頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日裂變徑跡的產(chǎn)生方式有兩種：一種稱為自發(fā)裂變徑跡，是鈾、釷原子核按一定速率自發(fā)地發(fā)生裂變，并由含鈾、釷礦物本身或在周?chē)V物中記錄下來(lái)的輻射損傷痕跡；第二種稱為誘發(fā)裂變徑跡，是鈾、釷原子核在外來(lái)中子照射下發(fā)生裂變而在礦物本身和外加探測(cè)器中產(chǎn)生的輻射損傷痕跡。礦物中的自發(fā)裂變徑跡主要是238U的貢獻(xiàn)。在熱中子照射下產(chǎn)生的誘發(fā)裂變徑跡主要是235U的貢獻(xiàn)(238U和234Th只是在高能量的快中子照射下才發(fā)生裂變)。在測(cè)定鈾含量時(shí)一般都利用誘發(fā)裂變徑跡。根據(jù)記錄在外加探測(cè)器上的徑跡密度即可測(cè)知鈾含量。鈾含量的測(cè)定方法有絕對(duì)法和相對(duì)比較法兩種。絕對(duì)法系根據(jù)徑跡密度和準(zhǔn)確測(cè)定的中子積分通量按公式計(jì)算而得。相對(duì)比較法是將已知鈾含量的標(biāo)準(zhǔn)鈾玻璃片與樣品在同等條件下照射，根據(jù)樣品和標(biāo)準(zhǔn)鈾玻璃片產(chǎn)生的徑跡密度的比值求得鈾含量。第六頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日相對(duì)比較法的具體操作步驟如下：①制樣待測(cè)樣品需制成厚約0.05mm的光薄片，光薄片要兩面拋光。粘合劑用618型環(huán)氧樹(shù)脂與乙二胺(固化劑)按100﹕7的比例調(diào)制?？稍诤嫦渲性?0℃下加熱以加速其固化。②樣品的包裝將探測(cè)器裁成比光薄片略小的小片，將其用透明膠紙固定在光薄片上(預(yù)先用丙酮擦凈)，然后用超純鋁箔包好，即可送反應(yīng)堆照射。同時(shí)還要準(zhǔn)備數(shù)塊標(biāo)準(zhǔn)鈾玻璃片，用同樣方法包裝，并將其與樣品放在一起接受照射。③樣品的照射測(cè)定樣品的鈾含量，需在核反應(yīng)堆中用熱中子對(duì)樣品進(jìn)行照射。中子積分通量應(yīng)根據(jù)樣品的具體情況來(lái)選擇。如待測(cè)樣品中鈾含量為1ppm時(shí)，可選用2×1015中子／cm2的中子積分通量；如待測(cè)樣品中鈾含量為10ppm時(shí)，則可選用2×1014中子／cm2的中子積分通量。第七頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日④蝕刻照射后的樣品經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的冷卻后(讓短壽命的放射性核素衰變掉)，即可取下探測(cè)器進(jìn)行蝕刻。蝕刻條件因探測(cè)器而異。對(duì)聚碳酸脂塑料可用6.25NNaOH在50℃下蝕刻45分鐘。對(duì)白云母需用40％HF在室溫下蝕刻50分鐘。⑤觀察蝕刻好的探測(cè)器用清水洗凈晾干后，按定位標(biāo)記復(fù)位于原光薄片上，即可觀察記數(shù)。要注意探測(cè)器的上下兩面都可能有徑跡，其中緊貼光薄片的一面是樣品產(chǎn)生的，另一面是相鄰樣品載玻片（一般都含微量鈾）引起的。裂變徑跡法測(cè)鈾的靈敏度很高，可達(dá)10－8g／g，分析精度為10－15％，測(cè)定結(jié)果直觀性強(qiáng)，因此，在測(cè)定造巖礦物及蝕變礦物中低含量鈾時(shí)，本方法得到了廣泛的應(yīng)用。除鈾的定量外，本方法還用于研究鈾在巖石和礦物中的存在形式和鈾在巖石中的配分等課題。判斷鈾存在形式的主要依據(jù)是徑跡的密度與分布特點(diǎn)。例如，濃密放射狀徑跡常與鈾礦物或鈾以類質(zhì)同象形式存在的含鈾礦物有關(guān)；稀疏均勻的徑跡常與造巖礦物中分散吸附形式的鈾有關(guān)。第八頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日

（3）熒光分析熒光分析是利用礦物在外來(lái)能量激發(fā)下能發(fā)出可見(jiàn)光的性質(zhì)來(lái)鑒定礦物的方法。熒光性是六價(jià)鈾礦物的特性。六價(jià)鈾礦物的發(fā)光色多為淡黃綠色(鈣鈾云母型)和淡青綠色(板菱鈾礦型)，較少為淡褐黃色、淡污黃綠色(硅鈣鈾礦型)、淡黃色、淡綠色和橙褐色等。發(fā)光強(qiáng)度可分為五級(jí)：極強(qiáng)、強(qiáng)、中等、弱和極弱(見(jiàn)后表)。鈾礦物的發(fā)光分析主要以長(zhǎng)波紫外線(波長(zhǎng)300－400納米)為激發(fā)源，在暗室或暗箱中進(jìn)行。將未知礦物的發(fā)光色和發(fā)光強(qiáng)度與已知礦物對(duì)比，即可作出初步鑒定。已知鈾礦物的發(fā)光性質(zhì)列于后表中。第九頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日表鈾礦物熒光強(qiáng)度分級(jí)表強(qiáng)度等級(jí)顯微發(fā)光強(qiáng)度（相對(duì)強(qiáng)度）宏觀特征典型礦物極強(qiáng)強(qiáng)中等弱極弱300－1200120－30010－1200.7－100.1－0.7半暗的室內(nèi)可見(jiàn)暗室中很鮮明暗室中明顯暗室中可辯別暗室中難見(jiàn)鈣鈾云母鋁鈾云母水硫鈾礦菱鎂鈾礦釩鈣鈾礦第十頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)光強(qiáng)度發(fā)光顏色礦物極強(qiáng)淡青綠色板菱鈾礦碳鈉鈣鈾礦淡黃綠色鈣鈾云母準(zhǔn)鈣鈾云母鋇鈾云母準(zhǔn)鋇鈾云母強(qiáng)淡青綠色板菱鈾礦纖鈾碳鈣石淡黃綠色鈣鈾云母準(zhǔn)鈣鈾云母鋇鈾云母準(zhǔn)鋇鈾云母鎂鈾云母準(zhǔn)鎂鈾云母氫鈾云母鈉鈾云母鋁鈾云母準(zhǔn)鋁鈾云母芙蓉鈾礦鈣砷鈾云母準(zhǔn)鈣砷鈾云母鋇砷鈾云母準(zhǔn)鋇砷鈾云母鎂砷鈾云母準(zhǔn)鎂砷鈾云母鈉砷鈾云母氫砷鈾云母鈣水硅鈾礦鎂水硅鈾礦水硫鈾礦含鈾玻璃蛋白石含鈾水鋁英石淡綠色思鋁鈾云母范磷鈾礦準(zhǔn)范磷鈾礦中等淡黃綠色準(zhǔn)鉀鈾云母銨鈾云母芙蓉鈾礦鉀砷鈾云母鎂砷鈾云母鈣鉬鈾礦鈉鉬鈾礦含鈾玻璃蛋白石含鈾水鋁英石淡黃色鉀水鈾礬鈉水鈾礬鎂水鈾礬鈷水鈾礬鎳水鈾礬鋅水鈾礬準(zhǔn)水硫鈾礦弱淡青綠色菱鎂鈾礦水碳鈣鎂鈾礦多水碳鈣鈾礦淡黃綠色硅鋇鈾礦準(zhǔn)鋅砷鈾云母含鈾玻璃蛋白石含鈾水鋁英石淡黃色、淡褐黃色水鈾礬族礦物硅鈾礦菱鈾礦淡綠色芒磷鋁鈾礦鋁砷鈾云母硅鉀鈾礦橙褐色磷鋇鈾礦極弱淡黃綠色淡污黃綠色淡黃色污綠色假鈣鈾云母硅鈣鈾礦硅鈣鈾礦硅鉀鈾礦硅鎂鈾礦釩鉀鈾礦釩鈣鈾礦含鈾玻璃蛋白石含鈾水鋁英石磷鈣鈾礦水鈾礬族礦物菱鈣鈾礦準(zhǔn)菱鈣鈾礦高硅鈣鈾礦第十一頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日在觀察鈾礦物的熒光性時(shí)，需清除標(biāo)本上的泥土和塵埃，排除其他礦物的干擾。當(dāng)標(biāo)本上同時(shí)有幾種六價(jià)鈾礦物時(shí)，一定要分別觀察。發(fā)光分析快速簡(jiǎn)便，結(jié)果可靠。如能與其他方法配合使用，就能取得較好的效果。第十二頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日2、常見(jiàn)鈾礦物的特征介紹包括物理特征、放射性特征、熒光特征等多個(gè)方面3、礦物種

瀝青鈾礦、晶質(zhì)鈾礦、鈾黑、鈦鈾礦、鈰鈾鈦鐵礦、鈾石、脂鉛鈾礦、紅鈾礦、水瀝青鈾礦、鈣鈾云母、鋇鈾云母、銅鈾云母、芙蓉鈾礦、纖鈾碳鈣石、板菱鈾礦等。其它實(shí)驗(yàn)物品：鈾礦物光片、重砂樣、照片、各種礦物的彩色圖片等。第十三頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)作業(yè)：選擇部分鈾礦物進(jìn)行系統(tǒng)的鑒定描述。三、實(shí)驗(yàn)作業(yè)第十四頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)二、巖漿鈾礦床一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)本次實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能比較熟練掌握巖漿鈾礦床的成礦地質(zhì)條件、巖漿作用中的鈾成礦作用及礦化特征。逐步熟悉礦床室內(nèi)研究的方法和步驟，學(xué)會(huì)對(duì)已有資料的分析與利用。第十五頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、巖漿鈾礦床成礦理論回顧2、實(shí)驗(yàn)礦床介紹（1）紅石泉礦床簡(jiǎn)介(主要實(shí)驗(yàn)礦床)（2）羅辛礦床簡(jiǎn)介（3）礦床分析步驟與分析方法提示3、礦床資料：包括文字資料、圖表、標(biāo)本、薄片、光片等

第十六頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日三、實(shí)驗(yàn)安排及重點(diǎn)：1、實(shí)驗(yàn)老師先結(jié)合理論課內(nèi)容對(duì)礦例進(jìn)行介紹，分析礦床的區(qū)域背景、礦床的地質(zhì)概況、礦化特征及成礦過(guò)程等。2、強(qiáng)調(diào)巖漿結(jié)晶分異作用的成礦特點(diǎn)，突出成礦與成巖作用的關(guān)系。3、學(xué)生自我觀察與分析。第十七頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日四、實(shí)驗(yàn)作業(yè)：以實(shí)驗(yàn)礦床為例概括巖漿鈾礦床的成礦特征。第十八頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)三、花崗巖型鈾礦床一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)本次實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生掌握花崗巖型鈾礦床的成礦地質(zhì)條件和礦化特征的分析思路和分析方法，并能夠比較熟練的掌握本類鈾礦床的一般特點(diǎn)。第十九頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、花崗巖型鈾礦床成礦理論回顧2、實(shí)驗(yàn)礦床介紹（1）希望礦床（330）簡(jiǎn)介（2）礦床分析步驟與分析方法提示3、礦床資料：包括文字資料、圖表、標(biāo)本、薄片、光片等

第二十頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日三、實(shí)驗(yàn)安排及重點(diǎn)：1、實(shí)驗(yàn)老師先結(jié)合理論課內(nèi)容對(duì)礦例進(jìn)行介紹，分析礦床的區(qū)域背景、礦床的地質(zhì)概況、礦化特征及成礦過(guò)程等。2、強(qiáng)調(diào)斷裂構(gòu)造系統(tǒng)、蝕變巖體對(duì)礦化的控制，突出成礦與圍巖的聯(lián)系。3、學(xué)生自我觀察與分析。第二十一頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日四、實(shí)驗(yàn)作業(yè)：總結(jié)花崗巖型鈾礦床的一般特征。第二十二頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)四、火山巖型鈾礦床一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)本次實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生掌握火山巖型鈾礦床的成礦地質(zhì)條件和礦化特征的分析思路和分析方法，并能夠比較熟練的掌握本類鈾礦床的一般特點(diǎn)。第二十三頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、火山巖型鈾礦床成礦理論回顧2、實(shí)驗(yàn)礦床介紹（1）660礦床、610礦床簡(jiǎn)介（2）礦床分析步驟與分析方法提示3、礦床資料：包括文字資料、圖表、標(biāo)本、薄片、光片等

第二十四頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日三、實(shí)驗(yàn)安排及重點(diǎn)：1、實(shí)驗(yàn)老師先結(jié)合理論課內(nèi)容對(duì)礦例進(jìn)行介紹，分析礦床的區(qū)域背景、礦床的地質(zhì)概況、礦化特征及成礦過(guò)程等。2、強(qiáng)調(diào)基底構(gòu)造、火山機(jī)構(gòu)與鈾礦化的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)深部作用與鈾礦化的關(guān)系。3、學(xué)生自我觀察與分析。第二十五頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日四、實(shí)驗(yàn)作業(yè)：總結(jié)火山巖型鈾礦床成礦的一般特征。第二十六頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)五、砂巖型鈾礦床一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)本次實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生掌握砂巖型鈾礦床的成礦地質(zhì)條件和礦化特征的分析思路和分析方法，并能夠比較熟練的掌握本類鈾礦床的一般特點(diǎn)。第二十七頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、砂巖型鈾礦床成礦理論回顧2、實(shí)驗(yàn)礦床介紹（1）433礦床、東勝礦床（主要實(shí)驗(yàn)礦床）（2）俄羅斯外貝加爾地區(qū)，美國(guó)謝利盆地地區(qū)砂巖鈾礦床（3）砂巖型鈾礦床分析步驟與分析方法提示3、礦床資料：包括文字資料、圖表、標(biāo)本、薄片、光片等

第二十八頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日三、實(shí)驗(yàn)安排及重點(diǎn)：1、實(shí)驗(yàn)老師先結(jié)合理論課內(nèi)容對(duì)礦例進(jìn)行介紹，分析礦床的區(qū)域構(gòu)造背景、礦床的地質(zhì)概況、礦化特征及成礦過(guò)程等。2、強(qiáng)調(diào)沉積環(huán)境、氧化作用與鈾成礦的關(guān)系。3、學(xué)生自我觀察與分析。第二十九頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日四、實(shí)驗(yàn)作業(yè)：總結(jié)砂巖型鈾礦床成礦的一般特征，并對(duì)比層間氧化帶型和潛水氧化型鈾礦床的異同。

第三十頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)六、碳硅泥巖型鈾礦床一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)本次實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生掌握碳硅泥巖型鈾礦床的成礦地質(zhì)條件和礦化特征的分析思路和分析方法，并能夠比較熟練的掌握本類鈾礦床的一般特點(diǎn)。第三十一頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、砂巖型鈾