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主动式多重性方法对黄饼中铀定量的模拟研究

核技术 2024年第2期47卷 49-57页

作者：张浩然张焱胡文兴瞿金辉刘世梁王仁波东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室南昌330013 东华理工大学核技术应用教育部工程研究中心南昌330013 泛华检测技术有限公司南昌330013

黄饼材料中铀的准确定量是后续处理工艺选择的关键,文中在主动式多重性方法的基础上,提出了一种通过记录分析中子源诱发238U裂变信息,进行铀定量的方法。但由于黄饼材料自身存在中子自屏蔽效应以及含水量的差异,导致定量结果存在偏差。... 详细信息

黄饼材料中铀的准确定量是后续处理工艺选择的关键,文中在主动式多重性方法的基础上,提出了一种通过记录分析中子源诱发238U裂变信息,进行铀定量的方法。但由于黄饼材料自身存在中子自屏蔽效应以及含水量的差异,导致定量结果存在偏差。为了进一步提高定量准确性,使用MCNP(Monte Carlo N-Particle Transport)结合MATLAB程序优化选择了241Am-Be源作为激发源;另外,通过对不同质量及含水量系列化样品的模拟发现:铀定量误差主要来自于泄漏增殖因子ML与增殖因子M差距的不匹配。通过MCNP模拟获取M随铀质量变化规律的曲线后,根据样品净含量选择合适的增殖因子M,再根据二重计数率D进行定量计算,获得铀定量的相对误差小于5%;含水量的变化带来的中子自屏蔽效应对多重计数率影响较大,通过S0/Si与D0/Di的关系对二重计数率D进行修正后再进行计算,铀定量的相对误差能够控制在10%左右;该研究对中子多重性方法在黄饼生产与测量中的应用推广具有重要的参考价值。

关键词：中子多重性黄饼 238U 中子自屏蔽模拟仿真

氧化铋负载聚丙烯腈复合球体对溶液中碘的吸附性能研究

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东华理工大学学报（自然科学版） 2024年第2期47卷 193-200页

作者：刘淑娟鲁舒凡欧阳金秀郑雪帆陈昌婷孟佳李翠珍东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室江西南昌330013

采用水热法和相转移法合成了易于实现固液分离的氧化铋负载聚丙烯腈复合球体,将其用于溶液中碘离子的吸附性能研究,详细探讨了氧化铋和聚丙烯腈的物质的量比、体系酸度、碘离子初始浓度等因素对碘离子吸附性能的影响。结果表明,当氧化... 详细信息

采用水热法和相转移法合成了易于实现固液分离的氧化铋负载聚丙烯腈复合球体,将其用于溶液中碘离子的吸附性能研究,详细探讨了氧化铋和聚丙烯腈的物质的量比、体系酸度、碘离子初始浓度等因素对碘离子吸附性能的影响。结果表明,当氧化铋和聚丙烯腈的物质的量比为2∶1时,合成的吸附剂吸附效果最佳,溶液pH为7.0时,吸附剂对碘离子的吸附在210 min可达吸附平衡,最大实验吸附容量为122.3 mg/g。Langmuir和准二级动力学模型可以较好地拟合该吸附过程,Langmuir拟合计算得到的理论吸附容量为135.7 mg/g,动力学拟合表明该吸附以化学过程为主,颗粒内扩散会对吸附速率产生较大影响。采用氯化钾溶液可以洗脱被吸附的碘离子,吸附洗脱实验结果表明氧化铋负载聚丙烯腈复合球体的重复使用性良好。

关键词：氧化铋聚丙烯腈复合球体碘吸附性能

吐哈盆地八仙口地区砂岩型铀矿微量元素的特征

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科学技术与工程 2024年第22期24卷 9282-9292页

作者：邓薇张成勇叶腾飞东华理工大学江西省放射性地学大数据技术工程实验室南昌330013 东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室南昌330013

天山造山带上的伊犁和吐哈盆地是中国重要的砂岩型铀矿产区,吐哈盆地八仙口地区是近年来铀矿勘查的重要地段,铀矿化具有矿带窄、厚度不大、品位较低和钙质含量较高等特点。八仙口地区微量元素地球化学变化规律研究薄弱,制约了矿化规模... 详细信息

天山造山带上的伊犁和吐哈盆地是中国重要的砂岩型铀矿产区,吐哈盆地八仙口地区是近年来铀矿勘查的重要地段,铀矿化具有矿带窄、厚度不大、品位较低和钙质含量较高等特点。八仙口地区微量元素地球化学变化规律研究薄弱,制约了矿化规模成因的分析。以氧化流体蚀变空间分带研究为基础,开展微量元素分布规律和特征元素在不同蚀变分带的定量迁移富集研究,并通过与伊犁蒙其古尔矿床的对比,揭示八仙口地区氧化流体作用下铀的富集过程与富集规模成因。研究认为,U与Re等变价元素在矿化带内同步富集指示氧化还原是最主要成矿作用;Sc、Co、Ni、Th等不易变价元素和稀土元素(rare earth element,REE)在氧化带内富集而矿带内亏损与地下水性质有关,高矿化度地下水造成的水解和黏土化,增强了氧化带内碎屑颗粒对溶液中离子的吸附;上新世以来天山快速的隆升造成吐哈盆地极端干旱气候出现,造成微量元素和稀土元素在不同蚀变带内再分配。在铀矿化成因分析中可加强对其中变价与不变价元素变化量的表征,在找矿过程中需对氧化带渗入阶段的古气候加以重视。

关键词：砂岩型铀矿微量元素稀土元素元素迁移富集吐哈盆地

相山铀矿田西部煌斑岩年代学、地球化学及幔源流体的证据

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中国地质 2024年第3期51卷 898-911页

作者：刘龙张树明饶泽煌张鑫夏寅初万康欧阳军勇吴志春赣东学院江西抚州344000 东华理工大学核资源与环境国家重点实验室江西南昌330013 东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室江西南昌330013 江西省核工业地质局261大队江西鹰潭335001

【研究目的】幔源岩浆是探讨深部动力学演化和铀成矿的研究对象,相山铀矿田基性岩脉是探讨区域岩浆演化和铀成矿的关键所在。【研究方法】本文对矿区西部煌斑岩脉进行了系统的岩石学、地质年代学和地球化学综合研究。【研究结果】本区存... 详细信息

【研究目的】幔源岩浆是探讨深部动力学演化和铀成矿的研究对象,相山铀矿田基性岩脉是探讨区域岩浆演化和铀成矿的关键所在。【研究方法】本文对矿区西部煌斑岩脉进行了系统的岩石学、地质年代学和地球化学综合研究。【研究结果】本区存在3期煌斑岩,分别为134 Ma、120~125 Ma和84.5 Ma。该区煌斑岩为钠质碱性煌斑岩,富集LILE和LREE,亏损HFSE,具明显的Ta-Nb-Ti负异常,具有岛弧玄武岩和大陆地壳的微量元素特征。该区煌斑岩为部分熔融和结晶分异共同作用的产物,经历了橄榄石、单斜辉石的结晶分异作用,在岩浆上侵过程中受到明显上地壳物质的混染。该区煌斑岩形成于伸展作用下的板内拉张构造环境,未受到古太平洋板块俯冲作用的影响。其源区应为软流圈亏损地幔与岩石圈富集地幔的混合,且主要体现为软流圈亏损地幔特征。【结论】第一期煌斑岩矿岩时差大,仅为后期铀的沉淀富集提供有利条件;后两期煌斑岩矿岩时差小,不仅为相山矿田铀矿化提供了幔源流体(ΣCO_(2)矿化剂和He),也为铀沉淀富集提供还原障。

关键词：年代学地球化学源区性质煌斑岩相山矿田矿产勘查工程江西

浸铀过程中基于PHREEQC模拟的矿物演化与沉淀临界值探究

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有色金属工程 2024年

作者：刘勇毅刘金辉阳奕汉王健周意如韦妙郑文娟东华理工大学水资源与环境工程学院东华理工大学核资源与环境国家重点实验室中核内蒙古矿业有限公司东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室

基于酸法浸铀试验中浸出液化学成分，利用PHREEQC模拟软件，探究了内蒙古哈达图铀矿石在不同酸度条件下的矿物溶解沉淀特征和临界值，系统分析了浸液化学成分和原、渣样主微量元素变化特征；浸出过程中铀、铁存在形式的变化；长石和黏... 详细信息

基于酸法浸铀试验中浸出液化学成分，利用PHREEQC模拟软件，探究了内蒙古哈达图铀矿石在不同酸度条件下的矿物溶解沉淀特征和临界值，系统分析了浸液化学成分和原、渣样主微量元素变化特征；浸出过程中铀、铁存在形式的变化；长石和黏土矿物含量以及渗透系数变化，计算了石膏、三水铝石、赤铁矿、针铁矿、Fe（OH）3和Al2O3等矿物浸铀过程中饱和指数的变化。结果表明，酸度是矿物溶解的主要因素，阳离子浸出优势排序为ΣFe>Ca2+>Mg2+>Al3+>Na+>K+，浸出过程中铀、铁主要存在形式为UO2SO4、UO32+、UO2（SO4）32-和Fe2+、FeSO4。当溶浸液酸度为10 g/L时，Ca2+浓度低于503.2 mg/L,pH值低于2.94，便不会产生石膏和铁铝矿物沉淀。浸铀试验中渣样长石含量较原样降低了1.10%～5.70%，黏土矿物增高了0.62%～4.15%，说明柱浸中发生了黏土化蚀变。石膏、铁铝矿物沉淀和长石的黏土化蚀变是渗透系数大幅下降的重要原因。

关键词：哈达图铀矿 PHREEQC 临界值长石蚀变渗透系数

藏南中成明赛和浅成马扎拉金矿床成矿异同:来自地质和硫化物原位微量元素、硫同位素约束

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岩石学报 2024年第6期40卷 1733-1747页

作者：翁玮俊李华健杨林董超一王庆飞中国地质大学(北京) 地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 中国地质大学(北京)深时数字地球前沿科学中心北京100083 东华理工大学核资源与环境国家重点实验室南昌330013

特提斯喜马拉雅带地处青藏高原南部,是产于青藏高原大陆碰撞背景的新生代金成矿省,然而其赋存的造山型金矿床分布零散,且不同构造层次造山型金矿床(如中成、浅成)的蚀变矿化、流体组成和成矿过程缺乏系统对比。本文通过详细对比特提斯... 详细信息

特提斯喜马拉雅带地处青藏高原南部,是产于青藏高原大陆碰撞背景的新生代金成矿省,然而其赋存的造山型金矿床分布零散,且不同构造层次造山型金矿床(如中成、浅成)的蚀变矿化、流体组成和成矿过程缺乏系统对比。本文通过详细对比特提斯喜马拉雅东段中成明赛金矿和浅成马扎拉金(锑)矿床蚀变矿化、硫化物结构、原位微量元素和硫同位素组成,探讨其成矿过程、成矿流体组成及控制因素。两矿床均赋存于侏罗系板岩和凝灰岩夹层中,板岩中蚀变弱,沿层理发育浸染状黄铁矿-铁白云石-绢云母-石英;而凝灰岩夹层蚀变强,长石和黑云母等矿物已蚀变为铁白云石、绿泥石和绢云母等,并发育大量浸染状自形-半自形黄铁矿和毒砂。板岩中黄铁矿(明赛:Py sa;马扎拉:Py sb)结构均较为均一,且Au(平均为0.33×10^(-6))等微量元素含量低,δ^(34)S值变化较大(Py sa:8.12‰~15.6‰;Py sb:-24.3‰~3.36‰)且与侏罗系地层δ^(34)S值相吻合。明赛凝灰岩中黄铁矿(Py va)发育富砷同心环带,具较高的Au(平均含量为14.3×10-6)、As含量,而马扎拉凝灰岩中黄铁矿(Py vb)发育不规则核-边结构且富Au(平均含量为3.8×10-6)、Cu、Pb、Sb。两矿床凝灰岩中黄铁矿和毒砂的δ^(34)S值相似(Py va平均值为2.7‰、毒砂为2.4‰;Py vb平均值为3.2‰、毒砂为3.2‰),与藏南造山型金矿中黄铁矿δ^(34)S值一致。上述两个矿床板岩中黄铁矿贫金且硫同位素组成差异较大,可能为成矿流体与含不同沉积黄铁矿围岩反应所致;而凝灰岩中的黄铁矿富金且与毒砂具有相似的硫同位素组成,可归因于同源流体与相同围岩发生均一化水岩反应。本次研究表明藏南地区广泛分布的凝灰岩是形成造山型金矿的有利岩性,研究区不同构造层次的造山型金矿具相似物质源区,成矿系统差异性受控于不同水岩反应过程。

关键词：硫化物原位微量元素硫同位素水岩反应造山型金矿青藏高原

基于不同机器学习模型的石油测井数据岩性分类对比研究

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物探与化探 2024年第2期48卷 489-497页

作者：江丽张智谟王琦玮封志兵张博程任腾飞东华理工大学放射性地质与勘探国防重点学科实验室江西南昌330013 东华理工大学核资源与环境国家重点实验室江西南昌330013 中国石油辽河油田辽兴油气开发公司辽宁盘锦124000

特定的计算工具帮助地质学家识别和分类油井钻探的岩石岩性,降低成本并提高工作效率。机器学习方法集成了大量信息,能够高效地实现模式识别和准确决策。文章将挪威海5口油井进行岩性分类,通过将数据随机分为训练集(70%)和测试集(30%),... 详细信息

特定的计算工具帮助地质学家识别和分类油井钻探的岩石岩性,降低成本并提高工作效率。机器学习方法集成了大量信息,能够高效地实现模式识别和准确决策。文章将挪威海5口油井进行岩性分类,通过将数据随机分为训练集(70%)和测试集(30%),利用多变量测井参数数据进行训练和验证,对比多层感知器(MLP)、决策树、随机森林和XGboost等模型的应用效果。研究结果显示,XGBoost模型在数据的泛化性方面表现更佳,其准确率为95%;随机森林模型次之,准确率为94%;而多层感知机(MLP)和决策树模型表现出较好的鲁棒性,准确率分别为92%和90%。

关键词：岩性识别机器学习石油测井 XGBoost算法随机森林

宜春Ta-Nb与黄山Nb-Ta矿床成矿元素差异性富集的因素研究

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大地构造与成矿学 2024年第3期48卷 597-620页

作者：王雪娜陈喜连陈龙许德如邹少浩万泰安王国建李博东华理工大学核资源与环境国家重点实验室江西南昌330013 东华理工大学地球科学学院江西南昌330013 中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室湖南长沙410083 江西省地质局第四地质大队江西萍乡337000

宜春、黄山地区均位于华南板块钦杭结合带上。宜春Ta-Nb矿床与雅山岩体密切相关,为富Ta的Ta-Nb矿床,赋矿矿物主要为钽锰矿和铌钽锰矿;黄山Nb-Ta矿床与黄山岩体密切相关,为富Nb的Nb-Ta矿床,赋矿矿物以铌铁矿和铌钽铁矿为主。目前,二者在... 详细信息

宜春、黄山地区均位于华南板块钦杭结合带上。宜春Ta-Nb矿床与雅山岩体密切相关,为富Ta的Ta-Nb矿床,赋矿矿物主要为钽锰矿和铌钽锰矿;黄山Nb-Ta矿床与黄山岩体密切相关,为富Nb的Nb-Ta矿床,赋矿矿物以铌铁矿和铌钽铁矿为主。目前,二者在成矿元素上差异性富集的原因尚不清楚。本文在详细的岩相学观察基础上,对雅山和黄山岩体多期岩相中的云母进行主量和微量元素分析,并结合前人研究,综合探讨控制成矿元素Nb、Ta差异性富集的关键因素。雅山岩体为强过铝质S型花岗岩,具有高Al低碱、P和Li含量较高的特征,岩浆源区以古老地壳物质为主且源区熔融温度相对较低。黄山岩体为准铝质‒过铝质花岗岩,具有相对低Al高碱、P和Li含量低的特征,Zr+Nb+Ce+Y值为345~876μg/g,是典型的A型花岗岩,成岩岩浆主要来源于古老地壳部分熔融,且有相对较多新生地壳或地幔物质的参与,源区熔融温度较高。雅山岩体稀土元素总量较低,具有强烈的Eu负异常和明显的四分组效应;Nb/Ta值(0.32~4.91)、Zr/Hf值(3.96~32.0)较低,Rb/Ba值(1.06~6500)和Rb/Sr值(6.08~22750)较高,显示极高分异的特征;云母中的Ⅳ(F)平均值为–0.17,Ⅳ(Cl)平均值为–2.39,F富集程度较高,Cl富集程度较低。与之对比,黄山岩体稀土元素总量较高,呈现较强的Eu负异常和四分组效应;Nb/Ta值(3.80~45.2)、Zr/Hf值(13.3~30.1)较高,Rb/Ba值(2.61~136)和Rb/Sr值(9.46~521)较低,显示分异程度较高,但低于雅山岩体;云母中Ⅳ(F)平均值为0.01,Ⅳ(Cl)平均值为–3.52,F富集程度相对较低,较富集Cl挥发分。综上,岩浆富Al贫碱,分异演化极高,富F、P、Li,是形成富Ta的Ta-Nb矿床的重要因素;而岩浆贫Al富碱,分异演化较高,较富F、Li,贫P,且有更高比例新生地壳或地幔物质的加入,则有利于形成富Nb的Nb-Ta矿床。本研究认为岩浆源区及熔融温度、构造背景、岩浆演化程度、岩浆成分综合控制了宜春和黄山矿床Nb、Ta成矿元素的差异性富集,对今后指导找矿勘查具有重要的指示意义。

关键词：铌钽矿床雅山岩体黄山岩体云母地球化学特征

锂硼同位素MC-ICP-MS分析中的记忆效应研究

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岩矿测试 2024年第2期43卷 201-212页

作者：唐清雨陈露田世洪胡文洁龚迎莉字艳梅东华理工大学地球科学学院江西南昌330000 东华理工大学核资源与环境国家重点实验室江西南昌330000 清华大学能源与动力工程系北京100084

锂(Li)和硼(B)同位素是地质作用过程中良好的示踪剂,被广泛应用于岩石起源、矿床成因和环境演化等领域。但锂、硼在MC-ICP-MS仪器分析中的“记忆效应”明显,不同实验室已报道的MC-ICP-MS分析中锂、硼背景占信号比变化范围大(0.01%~5%),... 详细信息

锂(Li)和硼(B)同位素是地质作用过程中良好的示踪剂,被广泛应用于岩石起源、矿床成因和环境演化等领域。但锂、硼在MC-ICP-MS仪器分析中的“记忆效应”明显,不同实验室已报道的MC-ICP-MS分析中锂、硼背景占信号比变化范围大(0.01%~5%),所采用的背景控制方法和效果也各不相同,因此给锂、硼同位素的准确测定带来困难。为研究MC-ICP-MS锂、硼同位素记忆效应及其抑制方案,提高测试的稳定性,本文参考前人研究成果,设计不同背景清洗方案,并对各种国际标样(IRMM-016、JG-2、ERM-AE121、ERM-AE122、NASS-7)和实验室内部标准(Alfa Li、Alfa B)进行长期测试,检验实验方案的长期重现性。结果表明:仅使用0.3%氯化钠溶液清洗背景可以显著降低锂背景信号,从20mV下降至4mV,并保证7Li背景值在24h内低于5mV,实验室内部标准溶液Alfa Li的δ^(7)Li长期测试外精度为0.13‰(2SD,n=73)。氟化钠、氨水等清洗液并不能显著降低本研究所使用仪器的硼背景,因此选择使用灵活的空白扣除方法来保证数据稳定性。实验室内部标准溶液Alfa B的δ^(11)B长期测试外精度为0.19‰(2SD,n=60)。本文锂、硼同位素国际标样的测试结果与前人数据在误差范围内一致,证明了实验结论的可靠性。

关键词：记忆效应锂同位素硼同位素 MC-ICP-MS 0.3%氯化钠溶液空白扣除

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