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方釷石
鎖定
- 硬 度
- 6.5-7
- 比 重
- 8.9-9.7
- 解 理
- 解理平行{100}不完全
- 斷 口
- 參差狀至貝殼狀斷口
- 顏 色
- 深灰至黑色
- 條 痕
- 黑色、灰色至綠灰色
- 透明度
- 半透明至不透明
- 光 澤
- 金剛光澤至半金屬光澤
- 均質性
- n=2.20±
方釷石礦物介紹
方釷石基本信息
釷作為一種新型的核能資源具有廣闊的應用前景, 越來越受到人們的重視。 在以往的放射性地質研究中多注重對鈾的研究, 而對釷的研究相對較弱。馬達加斯加 Tranomaro 地區釷資源豐富,且釷礦化產在變質岩中, 在成因上具有其獨特的特點, 研究該地區釷的賦存狀態及釷礦物特徵對提高認識釷成礦規律及豐富釷礦找礦理論具有重要借鑑意義。
[3]
方釷石區域地質背景
馬達加斯加是岡瓦納大陸的重要組成部分
[4]
, 前 寒 武 系變 質 巖 結晶基底佔地表 2/ 3,而剩餘的 1/ 3 則為各類火成岩。 結晶基底變質程度較深, 形成於晚太古代 —早 元 古 代 ,並受到 550 Ma 左右泛非事件的疊加
[5-6]
。
Tranomaro 地 區 廣 泛 分 布 Ihosy 羣 、Tranomaro 羣和多凡 堡 羣 (圖 1)。 釷礦化主要產在 Tranomaro 羣的輝巖中。
區內主要發育 NW 向和 NNE 向構造, 其中 NW 向 Bongolava—Ranotsara 剪 切 帶(BRSZ) 是主要的區域性構造, 切穿結晶基底。NEE 向 構造主要有 Ampanihy 剪 切 帶 (ASZ) Vorokafotra 剪切帶(VSZ)。區內花崗岩主要為加里東期, 花崗岩侵入體分佈在 Tranomaro 以東的丘陵地帶, 巖性以中細粒斑狀黑雲母花崗岩為主。
方釷石釷賦存形式
賦礦圍巖特徵
釷的存在形式
釷以獨立釷礦物的形式存在, 分佈在輝石、 方解石和方柱石等礦物中, 或在不同礦物的粒間, 釷礦物顆粒粒徑通常為 0.2~0.5mm, 大者可達 3~4 mm(圖 2)。 除 獨 立 的 釷礦物外, 沒有發現以其他形式存在的釷。
[3]
未見與浸染狀、 脈狀等熱液活動有關的釷礦石, 在礦石中也未見金屬硫化物。 由此可見, 釷礦化主要形成於早期(幹)矽卡巖階段, 該階段以無水礦物交代現象為主要特徵
[7]
。在成巖、 成礦後沒有再經歷明顯的後期含礦熱液疊加改造, 對釷礦牀的保存十分有利。
方釷石釷礦物特徵
方釷石形態特徵
放射性暈圈的寬度一般為 20~30 μm, 有的可達 30~40 μm, 個別甚至達到 50 μm 左右。 經電子探針分析, 輝石中放射性暈圈的成分主要是綠泥石, 而碳酸鹽巖中放射性暈圈的成分依然是碳酸鹽。
方釷石釷礦物成分特徵
用電子探針對樣品中的鈾-釷礦物進行了成分分析, 根據分析結果選取了 29 個有代表性的探針點, 具體分析結果如表 1 所示。
由表 1 可見 , 釷 礦 物 主 要 成 分 是 ThO2、UO2及 PbO, 個 別 的 樣 品 中 還 含 有 少 量 的Na2O、 Si O2及 CaO。 ThO2質量分數變化範圍為 50.94%~83.75%, 平 均 可 達 66.12%。 UO2質量分數變化範圍為 10.65%~40.26%, 平均值為 26.56%。 PbO 質量分數相對較低, 但作為一種穩定的組分存在, 變化範圍為 2.43%~4.24%, 平均值為 3.31% 。 由表 1 可見 , 釷礦物中各組分的質量分數都比較穩定, 指示該釷礦物礦種單一, 具有較為穩定的性質。
[3]
方釷石釷-鈾比值
根據化學分析的結果, 將 U、 Th 元素質量分數及 w(Th)/ w(U)值列於表 2
由表 2 可見, 不同樣品中 Th、 U 質量分數的變化範圍很大, Th 質量分數變化範圍為2 354×10-6~16 698×10-6, 平均值為 7 672.8×10-6; U 質量分數的變化範圍為 1 030×10-6~10 591×10-6, 平均質量分數為 3 713.9×10-6。w (Th)/ w (U) 值變化範圍為 1.60 ~3.39, 平均值為 2.24,w(Th)/ w(U)比值的大小與礦石本身含 Th、 U 的貧、 富無直接關係。
[3]
方釷石共、 伴生礦物
方釷石釷礦物類型
方釷石最初發現於斯里蘭卡的庫瑪爾蘇瓦姆, 1904 年由 W. R. Dunstan 命名。 化學式為(U, Th)O2, 方釷石是方釷石-晶質鈾礦類質同像系列含釷端元。 等軸晶系, 晶體呈立方體, 硬度為 6.5~7, 相對體積質量為 6.68~9.98。 化學性質穩定, 不溶於鹽酸 , 但溶於硝酸和 硫 酸
[7]
。 鉛作為固定組分存在於礦物當中, 可能為核衰變的產物, 當礦物中的鉛質量分數達到一定的程度時(通常大於10%)可參與定名, 即鉛鈾方釷石。
方釷石屬典型的高温內生礦物, 產於鹼性岩、 花崗偉晶岩和與其有關的接觸交代矽卡巖中, 也產於花崗岩及碳酸岩中
[8]
。 在偉晶岩中與鋯石、 獨居石、 綠柱石、 石英、 金雲母和透輝石等共生; 在鹼性岩中與鋯石、 螢石共生; 在矽卡巖中與尖晶石、 金雲母和磁鐵礦等共生。 另外, 方釷石也可見於砂礦中。
[3]
- 參考資料
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- 1. 韋龍明,王莉,張廣輝,朱文鳳,王瀟瀟,王登紅,王然.廣東石人嶂鎢礦牀中的晶質鈾礦研究[J].地質學報,2014,第88卷,第4期
- 2. 陳璋如,王安然 硼礦牀中的原生鈾礦物——晶質鈾礦和鉛鈾方釷石 [J]礦物學報 ,1984 ,(3):259-265
- 3. 王鳳崗,範洪海,範存琨 馬達加斯加南部Tranomaro地區矽卡巖型釷礦釷的賦存狀態及釷礦物特徵研究 [J]世界核地質科學 ,2010 ,(4):210-213
- 4. Windley B F, Razafiniparany A, RazakamananaT, et al. Tectonic framework of the Precambrian ofMadagascar and its Gondwana connections: A reviewand reappraisal [J]. Geol. Rundsch, 1994, 83 (3):642-659.
- 5. Besairie H. Geological map o f Madagascar, (1:1 000 000 scale) [R]. Tananarive: Géologique deMadagascar, 1964.
- 6. Paquette J L, Nédélec A, Moine B, et al. U-Pb,single zircon Pb -evaporation, and Sm -Nd isotopicstudy of a granulite domain SE Madagascar [J].Journal of Geology, 1994, 102(5): 523-538.
- 7. 袁見齊 , 朱上慶 ,翟裕生..礦牀學 :北京地質出版社,1984.
- 8. 趙鳳民, 陳璋如, 張靜宜.鈾礦物鑑定手冊:北京 : 原子能出版社 ,1988