本發(fā)明屬于鈾礦技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種測(cè)試晶質(zhì)鈾礦形成年齡的方法。

背景技術(shù)：

目前，鈾礦床年代學(xué)的研究方法主要有：(1)對(duì)晶質(zhì)鈾礦等鈾礦物采用同位素稀釋tims法進(jìn)行測(cè)定，并通過u-pb等時(shí)線法擬合出成礦年齡。(2)由鈾礦石代替鈾礦物對(duì)礦床成礦年齡進(jìn)行測(cè)定，這樣就大大減輕了前期樣品準(zhǔn)備的工作量，其理論依據(jù)是鈾成礦演化至今鈾礦石內(nèi)u、pb同位素已達(dá)到均一。然而，同位素均一程度是有待考究的，結(jié)果導(dǎo)致了實(shí)測(cè)中往往存在較大偏差。(3)選擇與鈾礦物共生的黃鐵礦、方鉛礦等脈石礦物進(jìn)行年齡測(cè)定，其理論依據(jù)是兩者的u-pb同位素計(jì)時(shí)體系同時(shí)開啟。然而，事實(shí)上與鈾礦物共生的黃鐵礦、方鉛礦等脈石礦物成因復(fù)雜，很難保證它們與鈾礦物的u、pb同源及同期性。(4)利用電子探針(emp)、二次離子探針(sims/shrimp)以及激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜(la-icp-ms)等微區(qū)定年技術(shù)對(duì)晶質(zhì)鈾礦等原位鈾礦物進(jìn)行測(cè)試分析，最終確定其成礦年齡。然而emp空間分辨率很高，但是測(cè)試精度有限，sims/shrimp儀器設(shè)備和測(cè)試費(fèi)用相對(duì)昂貴。近二十年蓬勃興起的la-icp-ms測(cè)試技術(shù)以原位、實(shí)時(shí)、經(jīng)濟(jì)、快速的分析優(yōu)勢(shì)，以及較高靈敏度和空間分辨率成為原位微區(qū)測(cè)試技術(shù)的研究熱點(diǎn)，因此，開展la-icp-ms測(cè)試技術(shù)對(duì)晶質(zhì)鈾礦的定年研究是十分有必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種充分發(fā)揮la-icp-ms的先進(jìn)技術(shù)手段在確定鈾礦床年齡及分析成礦演化的作用，從復(fù)雜的地質(zhì)現(xiàn)象中分解出各個(gè)成礦期次的關(guān)鍵要素和主要控礦因素，為鈾礦床勘查提供思路，指導(dǎo)具體的找礦工作的測(cè)試晶質(zhì)鈾礦形成年齡的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種測(cè)試晶質(zhì)鈾礦形成年齡的方法，包括以下步驟：

步驟一，野外考察與采集鈾礦樣品；

步驟二，對(duì)礦樣進(jìn)行巖礦鑒定和電子探針分析；

步驟三，利用la-icp-ms對(duì)原位晶質(zhì)鈾礦進(jìn)行微區(qū)定年；

步驟四，數(shù)據(jù)整理，參數(shù)計(jì)算與投圖，最終獲取鈾礦形成年齡。

所述步驟一中，采集新鮮鈾礦樣品尺寸為3×6×9cm，采集數(shù)量大于5塊。

所述步驟二中，首先對(duì)采集的礦樣進(jìn)行切片，制作0.3mm左右的光薄片，在顯微鏡上觀察礦石的鈾礦物組成，并將粒徑大于50μm的鈾礦物圈出來；

其次，采用jxa-8100電子探針分析儀來分析鈾礦物的化學(xué)組分，最終確定各種鈾礦物的類型，將所需要的晶質(zhì)鈾礦用紅筆在薄片上標(biāo)出。

所述步驟三中所使用的激光剝蝕系統(tǒng)為newwaveresearch飛秒激光，激光輸出波長(zhǎng)為257nm，激光脈沖寬度＜300fs；分析鈾礦時(shí)激光能量設(shè)定為20％，能量密度為1.2j/cm²，激光束斑和頻率分別設(shè)定為10μm和1hz，icp-ms為agilent7500a；激光剝蝕過程中采用氦氣作載氣、氬氣為補(bǔ)償氣。

所述步驟四中，對(duì)晶質(zhì)鈾礦分析測(cè)得的數(shù)據(jù)采用軟件icpmsdatacal進(jìn)行離線處理，包括對(duì)樣品和空白信號(hào)的選擇、儀器靈敏度漂移校正及u-pb同位素比值和年齡計(jì)算，并通過軟件isoplot/ex-ver3來完成晶質(zhì)鈾礦的u-pb年齡諧和圖繪制和²⁰⁶pb/²³⁸u加權(quán)平均年齡計(jì)算。

本發(fā)明的有益效果是：

1.采集樣品對(duì)象、分析測(cè)試要求明確，可操作性強(qiáng)；

2.本發(fā)明是基于對(duì)鈾礦樣品實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理、白崗巖型鈾礦成礦年代學(xué)的研究成果以及與已知10余個(gè)白崗巖型鈾礦床(點(diǎn))進(jìn)行對(duì)比的基礎(chǔ)上歸納出來的，涵蓋面廣、有效性好、適用性強(qiáng)、準(zhǔn)確性好。

3本方法是原位微區(qū)定年，測(cè)試精度高，樣品分選比較簡(jiǎn)單，它不僅避 免了繁瑣、耗時(shí)的濕法化學(xué)消解過程，同時(shí)也可以揭示單礦物微米尺度元素/同位素空間變化細(xì)節(jié)，使巖石學(xué)和地球化學(xué)在微米尺度上能夠有機(jī)地結(jié)合在一起。

附圖說明

圖1是一種測(cè)試晶質(zhì)鈾礦形成年齡方法的流程圖；

圖2是白崗巖型鈾礦中晶質(zhì)鈾礦的u-pb年齡協(xié)和圖(a)；

圖3是²⁰⁶pb/²³⁸u加權(quán)年齡平均圖(b)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的一種測(cè)試晶質(zhì)鈾礦形成年齡的方法進(jìn)行進(jìn)一步的介紹：

一種測(cè)試晶質(zhì)鈾礦形成年齡的方法，包括以下步驟：

步驟一，野外考察與采集鈾礦樣品；

步驟二，對(duì)礦樣進(jìn)行巖礦鑒定和電子探針分析；

步驟三，利用la-icp-ms對(duì)原位晶質(zhì)鈾礦進(jìn)行微區(qū)定年；

步驟四，數(shù)據(jù)整理，參數(shù)計(jì)算與投圖，最終獲取鈾礦形成年齡。

所述步驟一中，采集新鮮鈾礦樣品尺寸為3×6×9cm，采集數(shù)量大于5塊。

所述步驟二中，首先對(duì)采集的礦樣進(jìn)行切片，制作0.3mm左右的光薄片，在顯微鏡上觀察礦石的鈾礦物組成，并將粒徑大于50μm的鈾礦物圈出來；

其次，采用jxa-8100電子探針分析儀來分析鈾礦物的化學(xué)組分，最終確定各種鈾礦物的類型，將所需要的晶質(zhì)鈾礦用紅筆在薄片上標(biāo)出。

所述步驟三中所使用的激光剝蝕系統(tǒng)為newwaveresearch飛秒激光，激光輸出波長(zhǎng)為257nm，激光脈沖寬度＜300fs；分析鈾礦時(shí)激光能量設(shè)定為20％，能量密度為1.2j/cm²，激光束斑和頻率分別設(shè)定為10μm和1hz，icp-ms為agilent7500a；激光剝蝕過程中采用氦氣作載氣、氬氣為補(bǔ)償氣。

所述步驟四中，對(duì)晶質(zhì)鈾礦分析測(cè)得的數(shù)據(jù)采用軟件icpmsdatacal進(jìn) 行離線處理，包括對(duì)樣品和空白信號(hào)的選擇、儀器靈敏度漂移校正及u-pb同位素比值和年齡計(jì)算，并通過軟件isoplot/ex-ver3來完成晶質(zhì)鈾礦的u-pb年齡諧和圖繪制和²⁰⁶pb/²³⁸u加權(quán)平均年齡計(jì)算。

實(shí)施例

下面以納米比亞歡樂谷地區(qū)白崗巖型鈾礦為例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

步驟1：在納米比亞歡樂谷地區(qū)進(jìn)行野外考察，并有目的的采集鈾礦化白崗巖樣品，樣品要求新鮮，一般為3×6×9cm。

步驟2：對(duì)采集的鈾礦化白崗巖進(jìn)行巖礦鑒定和電子探針分析。首先，對(duì)采集的礦化白崗巖進(jìn)行光薄片制作，厚度約為0.3mm，在顯微鏡上觀察礦石的鈾礦物組成，并將粒徑大于50μm的鈾礦物圈出來，然后，依據(jù)gb/t15074-2008《電子探針定量分析方法通則》，采用jxa-8100電子探針分析儀來分析鈾礦物的化學(xué)組分，從而確定各種鈾礦物的類型，將粒徑大的晶質(zhì)鈾礦用紅筆在薄片上標(biāo)出。

步驟3：利用la-icp-ms對(duì)礦化白崗巖薄片中的晶質(zhì)鈾礦進(jìn)行分析測(cè)試。激光剝蝕系統(tǒng)為nwr(newwaveresearch)飛秒激光，由lightconversion公司的yb：kgw激光器和esi公司的飛秒激光光學(xué)傳輸系統(tǒng)、觀察系統(tǒng)和剝蝕池等組成。激光輸出波長(zhǎng)為257nm，激光脈沖寬度為<300fs。分析晶質(zhì)鈾礦時(shí)激光能量設(shè)定為20％，能量密度為1.2j/cm²。由于晶質(zhì)鈾礦具有非常高的u含量，激光束斑和頻率分別設(shè)定為10μm和1hz，避免icp-ms檢測(cè)器過飽和。icp-ms為agilent7500a。激光剝蝕過程中采用氦氣作載氣、氬氣為補(bǔ)償氣以調(diào)節(jié)靈敏度，二者在進(jìn)入icp之前通過一個(gè)t型接頭混合，信號(hào)勻化裝置(ssd)置于t型接頭之前。每個(gè)時(shí)間分辨分析數(shù)據(jù)包括大約20-30s的空白信號(hào)和50s的樣品信號(hào)。由于晶質(zhì)鈾礦和鋯石具有不同的pb/u分餾行為，因此對(duì)鈾礦樣品的u-pb同位素定年采用國(guó)內(nèi)鈾礦u-pb同位素年齡標(biāo)準(zhǔn) 物質(zhì)gbw04420作為外標(biāo)進(jìn)行同位素分餾校正，每分析5個(gè)樣品點(diǎn)，分析2次gbw04420。gbw04420的u-pb諧和年齡為69.4±1.1ma(2σ)。每個(gè)鈾礦樣品大約分析15-30個(gè)樣品點(diǎn)即可。

步驟4：對(duì)晶質(zhì)鈾礦分析測(cè)得的數(shù)據(jù)采用軟件icpmsdatacal進(jìn)行離線處理(包括對(duì)樣品和空白信號(hào)的選擇、儀器靈敏度漂移校正及u-pb同位素比值和年齡計(jì)算)，本次獲得的19個(gè)晶質(zhì)鈾礦²⁰⁶pb/²³⁸u年齡數(shù)據(jù)主要分布在492～517ma之間，比較集中，而且具有很高的諧和度，介于97％～99％之間，說明該年齡數(shù)據(jù)具有相當(dāng)?shù)目煽啃?。并通過軟件isoplot/ex-ver3來繪制晶質(zhì)鈾礦的u-pb年齡諧和圖以及計(jì)算²⁰⁶pb/²³⁸u加權(quán)平均年齡。計(jì)算所得晶質(zhì)鈾礦的²⁰⁶pb/²³⁸u加權(quán)平均年齡為502±3ma，mswd＝0.71(mswd為平均標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重偏差)(圖2)，因此，歡樂谷地區(qū)白崗巖型鈾礦的成礦年齡為502±3ma。