鈾礦的水化學(xué)找礦標志
實驗室k / 2019-08-14
鈾礦石中的放射性元素及其各種伴生元素，不僅有其原生暈和各種固相次生暈，而且，由于地下水對鈾礦石的溶解、溶濾以及礦石本身的射氣作用，還能夠形成明顯區(qū)別于周圍正常水的水分散暈。這種水分散暈中的放射性元素含量，常能高出礦床外圍水中含量的幾十倍到幾萬倍，甚至更多，這就成為鈾礦床存在的另一種顯著標志，由此建立起了鈾礦的水化學(xué)找礦方法。
鈾礦床的水化學(xué)找礦，是以天然水與巖石之間的水文地球化學(xué)作用為原理，以鈉礦床的水分散暈做為找礦標志的一種地球化學(xué)找礦方法。在野外，通過查明地下水及地表水中放射性元素(鈾、鐳、氡)和某些微量元素(鈾的伴生元素)的含量變化情況，并研究這些變化與含水巖石含鈾性的關(guān)系，達到尋找鈾礦體和鈾的成礦遠景區(qū)的目的。
為此，首先必須詳盡地研究和掌握水化學(xué)找礦標志的特點及其確定原則，這不僅具有找礦的實踐意義，同時也是一項值得深入研究的地球化學(xué)范疇的基礎(chǔ)理論問題，因為它牽涉到能做為找礦標志的各種指示性元素，在地殼中和在鈾礦床表生作用過程中的水遷移規(guī)律這一復(fù)雜問題。
近年來，隨著對鈾礦床地下水化學(xué)成分研究的逐步深入和測試技術(shù)的發(fā)展，作為鈉礦化存在的水化學(xué)指示性標志，也在不斷增多，對這些標志的綜合運用和綜合分析，擴大了鈾的水化學(xué)找礦依據(jù)，提高了對水化學(xué)找礦資料的解釋和預(yù)測的能力。
目前，已經(jīng)掌握并實際運用的礦水化學(xué)找礦標志可分為四類：
(1)鈾礦石的基本放射性元素組分鈾及其衰變產(chǎn)物(Ra、Rn)的水分散暈。
(2)天然水中放射性元素同位素的比值(234U/238U、226Ra/228Ra、230Th/232Th等)。
(3)礦石中鈾的伴生元素的水分散暈。
(4)由于鈾礦床的表生作用，引起天然水在物理性質(zhì)和化學(xué)成分上的改變。
此外，由于大部分鈾礦物在鈾、釷衰變過程中放出氦，有人在研究天然水中氦含量與鈾富集的關(guān)系，以及將天然水中氦的含量變化做為找礦標志的可能性。加拿大在兩個已知礦區(qū)附近(安大略省的埃利奧特湖和拉布拉多的英達湖)，測得氮含量為正常水中溶解度的600倍，并得出結(jié)論，測定鈾礦床附近地下水中的氦含量及其同位素豐度，是探測鈾礦床釋出的氦流的最好方法；當近地表的水中能觀測到過量的同位素He4時，測量地下水中的氦可以成為一種有效的普查方法。
第一類標志，即水中放射性元素鈾、鐳、氡的含量，是水化學(xué)法尋找鈾礦床的主要標志。其余各類，則是依附于第一類的輔助性標志。即在多數(shù)情況下，只有當?shù)谝活悩酥具_到異常時，第二、三、四類才具有找礦的指示意義。它們能幫助我們對放射性水異常做出正確的解釋，更有把握地判斷水異常的成因和找礦價值，更準確地追索和圈定水異常暈及鈾的成礦地段。
水中的放射性元素及放射性同位素的比值，對各種鈾礦床都有普遍的指示意義，對它們的水文地球化學(xué)性質(zhì)和評價方法，必須熟練地掌握，而將水的離子成分及微量金屬元素做為找礦標志，則受礦化成因類型、礦石成分的影響，譬如：只有當鈾礦石中含有很多金屬硫化礦物時，才能引起氧化帶水中硫酸根離子的明顯增高和pH值的顯著減低；當?shù)V石中富含在水介質(zhì)中易活動的伴生元素時，水中的微量元素才可能有找礦的指示意義。
A.B.謝爾巴科夫在其著作中提出，放射性水文地質(zhì)標志可以是地方性的(局部的)，它標志著水與鈾礦石的可能關(guān)系；也可以是普遍性的(區(qū)域的)，它是以廣泛的地質(zhì)、水文地質(zhì)和地球化學(xué)資料為基礎(chǔ)的。根據(jù)區(qū)域標志，可以對各地區(qū)，各地質(zhì)構(gòu)造單元的含鈾性進行研究和對比。
在還沒有放射性水文地質(zhì)資料的新工作區(qū)，為了編制找礦設(shè)計，選擇找礦標志和擬定取樣種類及分析項目的計劃，應(yīng)注意參條件相似的臨近地區(qū)的已有資料，或通過編制設(shè)計前的野外踏勘取樣加以確定。必要時，應(yīng)在設(shè)計區(qū)范圍內(nèi)，事先選擇有代表性的地段或已知的鈾礦區(qū)，進行確定找礦標志和找礦效果的野外試驗研究工作。事實上，從水化學(xué)找礦工作一開始，直到野外工作結(jié)束后的室內(nèi)資料整理階段，都要不斷地進行找礦標志的研究和總結(jié)。
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