鈾資源地質(zhì)學(xué)考試復(fù)習(xí)資料

1、四價(jià)鈾礦物：在化學(xué)成分上既含有四價(jià)鈾，又含有六價(jià)鈾，在結(jié)構(gòu)上以U4基本結(jié)構(gòu)單元的礦物。六價(jià)鈾礦物：在化學(xué)成分上以六價(jià)鈾為主，在結(jié)構(gòu)上以鈾酰陰離子結(jié)合為基本結(jié)構(gòu)單元的礦物。鈾礦的工業(yè)指標(biāo)：指評(píng)價(jià)工業(yè)價(jià)值、圈定礦體、計(jì)算資源儲(chǔ)量的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)。原生鈾礦物：內(nèi)生條件下、沉積成因和后生淋積成因形成的鈾礦物。表生鈾礦物：由原生鈾礦物氧化后形成的或者以巖石中溶于地下水的活性鈾為鈾源而形成的六價(jià)鈾礦物。變生作用（非晶化作用）：系指在鈾、釷衰變過(guò)程中放出的射線作用下和核裂變碎片的作用下某些含鈾、釷礦物的晶體結(jié)構(gòu)遭到破壞從而呈非晶態(tài)的現(xiàn)象。 變生礦物：內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞，但仍保持著晶體外形的礦物。多型性：是一種特殊

2、類型的同質(zhì)多象，是指化學(xué)成分相同的物質(zhì)，形成若干種僅僅在層的堆積順序上有所不同的層狀晶體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。放射性：系指鈾、釷、鐳等元素的原子核能自發(fā)地蛻變?yōu)榱硪环N原子核，同時(shí)釋放出、射線的現(xiàn)象。熒光：是在外來(lái)能量（紫外線）的激發(fā)下，礦物發(fā)光的現(xiàn)象。巖漿鈾礦床：又稱侵入體內(nèi)型或正巖漿鈾礦床。系指通過(guò)巖漿結(jié)晶分異作用直接富集形成的鈾礦床。偉晶巖型鈾礦床：系指經(jīng)結(jié)晶分異的殘余酸性熔漿（極少為堿性熔漿）經(jīng)冷凝結(jié)晶和氣成交代而形成鈾礦床。純線式偉晶巖：偉晶巖與圍巖沒(méi)有成分上的交代作用，成分簡(jiǎn)單，顆粒粗大，分布廣泛的偉晶巖。交線式偉晶巖：偉晶巖與圍巖發(fā)生強(qiáng)烈的同化作用，成分復(fù)雜，分布狹窄的偉晶巖熱液鈾礦床：是指

3、由不同成因的含鈾熱水溶液，以及它們的混合熱液，在適宜的物理化學(xué)條件下及各種有利的地質(zhì)條件下，經(jīng)過(guò)充填和交代等方式形成的鈾的富集體。蝕變圍巖：因熱液交代作用而引起的圍巖變化稱為熱液蝕變，而蝕變后的巖石稱為蝕變圍巖。線性構(gòu)造：系指具有線狀延伸特點(diǎn)的斷層和裂隙。環(huán)型構(gòu)造：系指由環(huán)型、半環(huán)型斷裂以及巖墻群組成的構(gòu)造形態(tài)。層型構(gòu)造：系指順層斷裂構(gòu)造及層內(nèi)裂隙構(gòu)造?；◢弾r型鈾礦床：是指與花崗巖體有緊密空間關(guān)系和成因關(guān)系的熱液鈾礦床直線型構(gòu)造組合：主要由兩條或以上互相平行或側(cè)列對(duì)稱或銳角相截的夾持?jǐn)嗔褬?gòu)造組合。曲線型礦田構(gòu)造組合：主要由弧形構(gòu)造斷裂互相結(jié)合所構(gòu)成的夾持構(gòu)造?；鹕綆r型鈾礦床：是指在成因上、時(shí)間

4、上和空間上與火山巖密切相關(guān)的鈾礦床。不整合面型鈾礦：礦床在空間上與主要不整合面關(guān)系密切，這類不整合面上部蓋層大多形成于1800-800Ma的克拉通盆地內(nèi)。外生鈾礦床：主要是指在地表附近，由外生作用形成的鈾礦床。砂巖型鈾礦床：是指工業(yè)鈾礦化主要產(chǎn)于砂巖（包括含礫砂巖、粉砂巖、泥巖）中的鈾礦床。底河道亞類鈾礦床：是指鈾礦床產(chǎn)在十分狹窄的河道內(nèi)或形成于辮狀河體系中展布寬廣的層狀砂內(nèi)，這種砂（巖）或不整合覆蓋于下伏沉積巖或結(jié)晶巖上，或侵蝕嵌于其中。碳硅泥巖型鈾礦床：是指產(chǎn)于碳酸鹽質(zhì)、硅質(zhì)、泥質(zhì)的細(xì)碎屑巖或它們的過(guò)渡性巖石中的鈾礦床的總稱。鈣結(jié)巖型鈾礦床：是指產(chǎn)于鈣結(jié)巖中由于蒸發(fā)作用使鈾發(fā)生沉淀富集而形

5、成的鈾礦床。變質(zhì)鈾礦床：系指成因上與變質(zhì)作用有關(guān)的鈾礦床。鈾礦?。菏堑貧ど系倪@樣一種地區(qū)，那里是一個(gè)或連續(xù)幾個(gè)時(shí)代巖石（通常為獨(dú)特的沉積物）的鈾含量高于正常水平鈾黑：含氧系數(shù)為2.70-2.92的粒狀晶質(zhì)鈾礦殘余鈾黑：瀝青鈾礦在酸性介質(zhì)中不充分氧化的產(chǎn)物再生鈾黑：在還原條件下，從含鈾地下水中析出的，產(chǎn)于含硫化物鈾礦床氧化帶底部的膠結(jié)帶中或后生淋積鈾礦床。鈾元素及鈾礦物的基本特征1、概述世界鈾資源的分布規(guī)律；2、概述鈾的基本性質(zhì)；3、簡(jiǎn)述鈾在三大巖類中的分布特點(diǎn)；4、簡(jiǎn)述鈾礦物的放射性及熒光性特點(diǎn)；5、四價(jià)鈾礦物與六價(jià)鈾礦物的特征對(duì)比；6、簡(jiǎn)述主要工業(yè)鈾礦物的基本特點(diǎn)。第一節(jié) 鈾元素性質(zhì)及鈾的分

6、布一、鈾元素物理性質(zhì) 1鈾的性質(zhì)（氧化態(tài)、穩(wěn)定條件、離子性質(zhì)）；2鈾在自然界的分布及存在形式。U的原子序數(shù)是92，原子量是238，在自然界中有三種同位素，即U238、U235和U234金屬鈾可用還原法或電解法制取。純金屬鈾外貌象鋼，呈銀白色，具金屬光澤，微帶淡藍(lán)色色調(diào)。粉末狀金屬鈾由于受到氧化呈灰黑色。熔點(diǎn)是1405。鈾的硬度比銅稍低，硬度隨著溫度升高而減小，并且與鈾的變體有關(guān)。鈾的密度很大。二、鈾元素化學(xué)性質(zhì) 鈾位于周期表第三族，屬錒系元素，作為錒系元素。U、U3在酸堿性溶液中都是強(qiáng)還原劑，在沒(méi)有其它氧化劑的條件下，兩者都可以把水中的H還原成H2，而其本身則被氧化成U4離子，說(shuō)明U、U3在水

7、溶液中不能穩(wěn)定存在。U4呈弱堿性 U6+顯兩性，在酸性和中性溶液中顯堿性，在堿性溶液中顯酸性。鈾的穩(wěn)定氧化態(tài)只在自然界只有+4和+6價(jià)兩種，并且+4價(jià)在還原條件下穩(wěn)定，+6價(jià)在氧化條件下穩(wěn)定。 氧化態(tài)為+4的鈾是以簡(jiǎn)單的U4離子形式存在；氧化態(tài)為+6的鈾在水溶液中很不穩(wěn)定，易與氧結(jié)合成鈾酰離子（UO22）或重鈾酸根離子形式（U2O72-）存在。U4呈綠色，UO22呈黃色。三、鈾在地殼中的分布及存在形式分布1）鈾在巖漿巖中含量變化幅度很寬，由超基性巖到酸性巖含量逐漸增高，分布在造巖礦物和副礦物中。2）沉積巖中鈾含量的變化幅度很大，從0.nppm到n10ppm，一般隨沉積物粒度變細(xì)鈾含量升高，通常

8、與沉積物中的P、H2S和有機(jī)質(zhì)含量密切相關(guān)，且呈正消長(zhǎng)關(guān)系。3）鈾礦床在變質(zhì)巖中的產(chǎn)出通常是產(chǎn)在中低級(jí)變質(zhì)程度的 ，在高級(jí)變質(zhì)相的巖石中則很少見；在變質(zhì)巖中鈾含量由高而低的變化是： 綠片巖相綠簾角閃巖相低級(jí)麻粒巖相高級(jí)麻粒巖相超變質(zhì)作用的榴輝巖相。存在形式：鈾礦物形式；類質(zhì)同象置換形式；分散吸附狀態(tài)形式分散吸附狀態(tài)形式主要賦存在巖石中的以下部位。 a、吸附在礦物晶體表面，解理面與晶紋裂縫面上； b、被巖石中的有機(jī)質(zhì)（包括炭質(zhì)、瀝青質(zhì)）所吸附； c、溶解在礦物的結(jié)晶水，液態(tài)包裹體和粒間溶液中。第二節(jié) 鈾礦物的基本特征一、鈾礦物的化學(xué)組成鈾礦物的組成元素包括鈾離子，其它陽(yáng)離子和各種陰離子，它們之間

9、的相互化合或絡(luò)合形成鈾礦物。陽(yáng)離子組成陰離子組成鈾礦物可分為四價(jià)鈾礦物和六價(jià)鈾礦物二鈾礦物的晶體化學(xué)特點(diǎn)四價(jià)鈾礦物的晶體結(jié)構(gòu)類型。a、配位型（或螢石型） b、島狀型（或鋯石型）：c、層狀型1類質(zhì)同象2變生作用（非晶化作用）變生作用系指在鈾、釷衰變過(guò)程中放出的射線作用下和核裂變碎片的作用下某些含鈾、釷礦物的晶體結(jié)構(gòu)遭到破壞從而呈非晶態(tài)的現(xiàn)象。 發(fā)生變生作用的主要條件有二：a.礦物中含有放射性元素如U、Th等。b.礦物成分復(fù)雜六價(jià)鈾礦物的晶體化學(xué)特點(diǎn) 晶體結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)： （）鈾酰離子的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn): 鈾酰為一線型離子，呈啞鈴狀（）晶體結(jié)構(gòu)類型有三種類型: 層狀結(jié)構(gòu); 鏈狀結(jié)構(gòu); 架狀結(jié)構(gòu)同質(zhì)多象和

10、多型性 同質(zhì)多象是指同種化學(xué)成分（石墨和金剛石），在不同的熱力學(xué)條件下結(jié)晶成不同晶體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。三、鈾礦物的物理性質(zhì)1放射性系指鈾、釷、鐳等元素的原子核能自發(fā)地蛻變?yōu)榱硪环N原子核，同時(shí)釋放出、射線的現(xiàn)象。表現(xiàn)使氣體分子發(fā)生電離，使硫化鋅、碘化鈉等晶體發(fā)熒光。使照相底片感光。使絕緣物質(zhì)遭受輻射損傷。能使含鈾、釷的鈮鉭鈦復(fù)雜氧化物、硅酸鹽等礦物發(fā)生非晶化，成為變生態(tài)。能使周圍的礦物變色。2四價(jià)鈾礦物的顏色以深色調(diào)為主。簡(jiǎn)單氧化物呈黑色、灰黑色，條痕黑色；六價(jià)鈾礦物的顏色鮮艷；大都呈黃色、黃綠色和綠色，少數(shù)呈橙紅色、橙色、褐色、粉紅色3四價(jià)鈾礦物密度普遍較大；六價(jià)鈾礦物密度普遍較低。4四價(jià)鈾礦物的解

11、理一般不發(fā)育，斷口呈貝殼狀或半貝殼狀； 六價(jià)鈾礦物通常具有平行于底面的完全解理，有時(shí)還發(fā)育幾組中等解理。5熒光性是六價(jià)鈾礦物的突出特性。熒光是在外來(lái)能量（紫外線）的激發(fā)下礦物發(fā)光的現(xiàn)象。6鈾酰的磷酸鹽、砷酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽和復(fù)鹽能發(fā)較強(qiáng)熒光；鈾酰釩酸鹽、硅酸鹽和鉬酸鹽發(fā)弱熒光；鈾酰氫氧化物、亞硒酸鹽和亞碲酸鹽不發(fā)熒光。四鈾礦物的成因類型 1內(nèi)生條件下主要形成四價(jià)鈾礦物；表生條件下主要形成六價(jià)鈾礦物或鈾酰礦物。五.鈾的簡(jiǎn)單氧化物是以UO2為主要成分的鈾的氧化物；鈾礦物包括晶質(zhì)鈾礦及其變種瀝青鈾礦和鈾黑2四價(jià)鈾和鈦的復(fù)雜氧化物主要是UO2和TiO2所組成的化合物。礦物有鈦鈾礦，斜方鈦鈾礦和鈰鈾鈦

12、鐵礦。本類礦物溶于氫氟酸，不溶于硫酸和硝酸，個(gè)別礦物溶于熱硫酸和熱磷酸。3四價(jià)鈾的硅酸鹽是以U4+和SiO44-為主要成分的化合物，其礦物種目前只有一種-鈾石。鈾石溶于硝酸、鹽酸和硫酸，與鈾的簡(jiǎn)單氧化物類似。4六價(jià)鈾礦物或稱鈾酰礦物簡(jiǎn)單氫氧化物（或含水氧化物）：陽(yáng)離子成分為UO22，不含金屬陽(yáng)離子，本組礦物僅柱鈾礦一種，通式為（UO2）(OH)2.nH2O或UO3nH2O。復(fù)雜氫氧化物：陽(yáng)離子成分除UO22外，還有其它金屬陽(yáng)離子。其中以含堿土金屬和堿金屬元素（Ca、Ba、K、Sr）的礦物最多重鈾酸鹽：在礦物中鈾呈重鈾酸根U2O72-形式存在5鈾酰硅酸鹽：本類礦物的主要組成是UO22和SiO44

13、-，此外，還含有金屬陽(yáng)離子和水6鈾酰磷酸鹽在自然界分布比較廣泛，礦物種類也較多，與原生礦化有一定的成因聯(lián)系巖漿鈾礦床我國(guó)的分類方案，把主要工業(yè)鈾礦床歸納為“四大類型”，即花崗巖型、火山巖型、砂巖型和碳硅泥巖型。本書采用鈾礦床分類其準(zhǔn)則是：以成因分類為基礎(chǔ)，結(jié)合含礦主巖和礦床工業(yè)價(jià)值進(jìn)行分類，在礦床類型上與國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)分類相接軌，具體劃分如下： 內(nèi)生鈾礦床：巖漿鈾礦床；偉晶巖型鈾礦床；熱液鈾礦床；花崗巖型鈾礦床；火山巖型鈾礦床；不整合面型鈾礦床；交代型鈾礦床；角礫雜巖型鈾礦床。 外生鈾礦床：砂巖型鈾礦床；碳硅泥巖型鈾礦床；蒸發(fā)巖型鈾礦床。 變質(zhì)鈾礦床：石英卵石礫巖型鈾礦床。本書采用鈾礦床分類其

14、準(zhǔn)則是：以成因分類為基礎(chǔ)，結(jié)合含礦主巖和礦床工業(yè)價(jià)值進(jìn)行分類，在礦床類型上與國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)分類相接軌，具體劃分如下： 內(nèi)生鈾礦床：巖漿鈾礦床；偉晶巖型鈾礦床；熱液鈾礦床；花崗巖型鈾礦床；火山巖型鈾礦床；不整合面型鈾礦床；交代型鈾礦床；角礫雜巖型鈾礦床。 外生鈾礦床：砂巖型鈾礦床；碳硅泥巖型鈾礦床；蒸發(fā)巖型鈾礦床。變質(zhì)鈾礦床：石英卵石礫巖型鈾礦床。一、概述巖漿鈾礦床又稱侵入體內(nèi)型或正巖漿鈾礦床。系指通過(guò)巖漿結(jié)晶分異作用直接富集形成的鈾礦床。巖漿鈾礦床的特征是，礦石品位不高，圍巖與礦體界線不清，成礦與成巖同時(shí)發(fā)生或接續(xù)形成，成礦溫度、壓力較其他成因類型的鈾礦床高，成礦作用單一。 對(duì)該類礦床的劃分，

15、按產(chǎn)出圍巖可劃為兩大類： 產(chǎn)于酸性巖中的鈾礦床產(chǎn)于堿性巖中的鈾礦床 產(chǎn)于酸性巖中的鈾礦床，由于礦石冶煉的工藝條件較好，所以這類礦床的經(jīng)濟(jì)價(jià)值較大。目前開采的巖漿鈾礦床均屬此類。嚴(yán)格地說(shuō)產(chǎn)于堿性巖中的鈾礦床，目前還不能稱之為礦床，巖漿鈾礦床實(shí)例不多，典型實(shí)例有產(chǎn)于南非納米比亞的羅辛（Rossing）礦床。礦化主巖為偉晶狀白崗巖體，礦床規(guī)模很大，。我國(guó)有類似的紅石泉礦床，含礦主巖為白崗巖. 產(chǎn)于堿性巖體中的鈾礦化，有南格陵蘭伊利莫薩克的鈉質(zhì)霞石正長(zhǎng)巖，巴西塞爾卡多霞石正長(zhǎng)巖、丁古巖和我國(guó)遼寧賽馬巖體的霓霞正長(zhǎng)巖等堿性雜巖。 二、巖漿作用中的鈾地球化學(xué) ：鈾在巖漿巖中鈾含量的變化幅度很寬，總的趨勢(shì)是

16、從超基性巖到酸性巖，鈾含量逐漸升高。1）鈾是大離子親石元素，與地幔巖中鐵鎂造巖礦物具不相容性2）大洋地殼的形成與消亡，鈾從地幔分離、富集再轉(zhuǎn)入地幔再循環(huán)形成富鈾地幔3）富集（U）地幔二大類型：富高場(chǎng)強(qiáng)元素型和貧高場(chǎng)強(qiáng)元素型4）基性火山巖的鈾含量特點(diǎn)鈾、釷含量按拉斑玄武巖高鋁玄武巖堿性玄武巖的順序增高。 2、酸性巖類的鈾地球化學(xué)特征1）花崗巖中鈾的含量及分布特征酸性巖類的鈾含量為(3.5-4.8)106，花崗巖中鈾含量變化較大，可比正常豐度值高出很多。 鈾多富集于暗色礦物黑云母及副礦物，諸如鋯石、磁鐵礦、鈦鐵礦、黃鐵礦中，淺色礦物的鈾含量不高.以諸廣、桃山產(chǎn)鈾巖體研究的成果為例： 3）花崗巖中鈾

17、的存在形式鈾礦物形式：如晶質(zhì)鈾礦UO2、方釷石(U，Th)O2、鈮鐵礦FeNb2O6、鈦鈾礦UTi2O6、褐釔鈮礦(Y，U)(Nb，Ta，Ti)O4、黑稀金礦(Y，U)(Nb，Ti)2O6、復(fù)稀金礦(Y，U)(Ti，Nb)2O6、易解石(Ce，Th，U)(Ti，Nb)2O6、鈮鈦鈾礦(U，Ca、Y)2(Nb，Ti)2O6(OH，F(xiàn))、鈰鈾鈦鐵礦(Fe2+，La，Ce，U)2(Ti，F(xiàn)e3+)5O12、燒綠石(Ca，Na，U)Nb2O6(OH)等。 類質(zhì)同象置換：鈾以類質(zhì)同象置換形式與釷、鈮、鉭、磷、鋯、鈰、釔形成各種簡(jiǎn)單或復(fù)雜氧化物如褐釓鈮礦、方釷石、黑稀金礦、復(fù)稀金礦、燒綠石，以及硅酸鹽副礦

18、物如鋯石、榍石、磷釓礦等礦物。 分散吸附狀態(tài)：在花崗巖中，有一定數(shù)量的鈾呈分散吸附狀態(tài)分布于造巖礦物中。分散吸附狀態(tài)的鈾包括礦物晶面、解理面、晶縫裂隙表面等吸附的鈾，以及礦物氣液包裹體中和粒間溶液中的鈾等。 3、堿性巖類的鈾地球化學(xué)特征里特曼指數(shù)=(K2O+Na2O)2/SiO2-43 里特曼指數(shù)4為堿性巖；里特曼指數(shù)Na2O，貧鈣、鋁過(guò)飽和，鈾為（5-40）10-6，Mo為（2-60）10-6，Ag為（1-10）10-6，最高時(shí)鈾可達(dá)14010-6，Mo為18010-6，Ag為3010-6。 產(chǎn)鈾火山巖中的U、Mo、Ag三種元素的含量比正常火山巖平均含量要高出幾倍甚至幾十倍，這為后來(lái)鈾礦床的

19、形成及伴生元素的富集提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。這三種元素可作為含鈾火山巖的指示性元素。 火山巖型鈾礦床常與特定的火山巖相有關(guān)，礦化產(chǎn)于某些特定的巖相或其組合中，如：2) 產(chǎn)鈾火山巖的巖相條件塌陷式火山盆地 酸性巖 堿性巖火山管道相或爆發(fā)巖筒火山噴發(fā)相 火山沉積相 次火山巖相 2、火山巖型鈾礦床的構(gòu)造條件1）大地構(gòu)造背景：火山巖型鈾礦床大多數(shù)集中分布于古老地盾的邊緣帶、地臺(tái)活化帶、中間地塊以及冒地槽褶皺帶，在空間上與一定時(shí)期的火山活動(dòng)有關(guān)，古老地盾的邊緣帶：礦床實(shí)例以加拿大地盾西部火山巖鈾礦床為代表，如埃爾多拉多（Eldorado）礦床。地臺(tái)活化帶:典型礦床如我國(guó)的660礦田、俄羅斯斯特列措夫（Strel

20、tsovskoye）礦床（紅石礦床）。 中間地塊帶：典型礦床如俄羅斯、北哈薩克斯坦和意大利的某些火山巖型鈾礦床。3) 斷裂構(gòu)造對(duì)鈾礦化的控制作用礦體受切割基底的陡傾斷裂控制。幾組斷裂交切部位或兩條斷裂的夾持區(qū)控制著礦體展布。幾組斷裂交切部位常常是圍巖應(yīng)力降低部位，巖石脆弱。層間破碎帶控制鈾礦體。推覆體構(gòu)造：火山期后斷裂構(gòu)造和火山構(gòu)造復(fù)合控礦。4)火山機(jī)構(gòu)構(gòu)造對(duì)鈾礦化的控制作用 火山塌陷構(gòu)造（破火山口構(gòu)造）火山通道（爆發(fā)巖筒）構(gòu)造：火山穹隆構(gòu)造：復(fù)合火山巖構(gòu)造：其他控礦構(gòu)造：三、火山巖型鈾礦床的礦化類型及礦化特征按礦物共生組合的種類分為三種礦化類型1) 瀝青鈾礦鈉長(zhǎng)石型2) 瀝青鈾礦-水云母型：

21、3) 瀝青鈾礦-迪開石1)礦體的形態(tài)和產(chǎn)狀礦體形態(tài)復(fù)雜多樣，常呈陡傾斜的脈狀、凸透鏡狀、網(wǎng)脈狀、柱狀、似層狀、群脈狀。2) 礦石物質(zhì)成分常見的工業(yè)鈾礦物和含鈾礦物有瀝青鈾礦、鈦鈾礦、鈾石、鈾釷石、鈾方釷石、含鈾氟磷灰石及含鈾螢石。伴生金屬礦物種類和數(shù)量較多，常見有輝鉬礦、膠硫鉬礦、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、赤鐵礦、黃銅礦等。2、礦化特征 礦化常具多期多階段作用，蝕變發(fā)育。3) 成礦溫度多為中低溫型。4) 礦化深度及垂幅 深度為03000m，垂幅大于300m，個(gè)別達(dá)1000m。 四、火山巖型鈾礦床的成因討論 火山巖型鈾礦床成因類同花崗巖型鈾礦，有多種不同的認(rèn)識(shí)： 1. 強(qiáng)調(diào)含礦溶液的成因以表生為主

22、，成礦溶液是大氣降水通過(guò)火山盆地補(bǔ)給區(qū)進(jìn)入熱流值較高的火山活動(dòng)區(qū)，在滲流過(guò)程中，溫度升高，并從圍巖中萃取礦質(zhì)流向減壓區(qū)，在溫度、壓力、介質(zhì)條件均有利的情況下成礦。1）成礦溶液中的水主要是巖漿作用所發(fā)動(dòng)起來(lái)的巨大的熱水體系中的大氣成因水，而決定成礦溶液地球化學(xué)性質(zhì)的主要礦化劑（F、Cl、CO2、Na、部分S和P等）則主要來(lái)自活動(dòng)大陸邊緣或中心地塊的深部硅鋁殼深熔作用帶和過(guò)渡巖漿室冷凝固結(jié)時(shí)導(dǎo)出的原生流體，有一部分流體可能來(lái)自上地幔。富含礦化劑的高濃度原生流體與大氣成因水混合形成成礦熱液。2）熱液中所含的鈾也具有混合成因，遭受深熔作用的富鈾地層中的鈾轉(zhuǎn)入酸性巖漿和殘余原生流體中，構(gòu)成成礦溶液中鈾的

23、第一個(gè)來(lái)源；原生流體及其與大氣成因水混合后生成的熱液在上升和在地?zé)狍w系循環(huán)過(guò)程中，從所經(jīng)過(guò)的富鈾地質(zhì)體和古老鈾礦床中所溶解出來(lái)的鈾，構(gòu)成熱液中鈾的另一個(gè)重要來(lái)源。該觀點(diǎn)經(jīng)作者1985年再度修改，認(rèn)為可適用于大部分顯生宙熱液鈾礦床。 外生鈾礦概論外生鈾礦床主要是指在地表附近，由外生作用形成的鈾礦床。外生作用是指地球巖石圈與水圈、大氣圈、生物圈之間相互發(fā)生的各種復(fù)雜的物理化學(xué)作用的綜合。一、外生鈾礦床的一般概念：機(jī)械沉積砂礦床可產(chǎn)于兩種環(huán)境條件，地史早期還原環(huán)境下的沉積砂礦往往經(jīng)歷后期的改造，如石英卵石礫巖型鈾礦，本類礦床分布廣泛，在世界各地均有產(chǎn)出，以品位低、儲(chǔ)量大、雜質(zhì)少、選冶條件好為特征。二

24、、鈾在表生作用中的地球化學(xué)1、鈾在風(fēng)化作用中的地球化學(xué)特征：自然界中硅酸鹽造巖礦物的風(fēng)化主要表現(xiàn)為水解作用，通過(guò)水解鈾被大部分釋放出來(lái)。在風(fēng)化殼和土壤的形成過(guò)程中，一部分鈾聚集在粘土礦物中。一部分鈾同其他元素一起進(jìn)入各種天然水體，向水盆地及海洋遷移，構(gòu)成天然水體及沉積物中的鈾含量。在干旱條件下，風(fēng)化殼中的有機(jī)物質(zhì)不僅數(shù)量很少，地表水分不斷蒸發(fā)，鈾和其他堿金屬由于毛細(xì)管作用被帶到地表，與石膏、碳酸鹽類聚集在一起，可形成鈣結(jié)巖型鈾礦化，澳大利亞西部的伊利里礦床就是一例。鈾在天然水中有較強(qiáng)遷移能力，鈾在風(fēng)化殼中不可能形成像殘積鋁土礦那樣的殘積型礦床。風(fēng)化過(guò)程中從巖石、礦物內(nèi)帶出的鈾，一部分呈溶解狀態(tài)

25、轉(zhuǎn)入地表水和地下水中，另一部分2、鈾在沉積作用中的地球化學(xué)特征：絡(luò)陰離子形式主要是碳酸絡(luò)合鈾酰離子形式。1) 鈾在天然水體中主要遷移方式呈溶解狀態(tài)遷移 在地表水中溶解狀態(tài)的鈾有以下形式：UO22+或UO2OH+形式呈吸附狀態(tài)搬運(yùn)：水中有相當(dāng)一部分鈾隨同各種懸浮微粒被各種膠體質(zhì)點(diǎn)（主要是粘土礦物）所吸附，呈附狀態(tài)被水搬運(yùn)呈礦物形式搬運(yùn): 少量鈾賦存于獨(dú)居石、燒綠石、鋯石等物理和化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定的礦物中呈礦物態(tài)被水搬運(yùn)。2) 鈾沉積的一般規(guī)律：粘土巖的鈾含量最高，碳酸鹽巖石的鈾含量較低，粉砂巖、砂巖中鈾含量的變化幅度很大，其取決于碎屑礦物和膠結(jié)物的成分，純石英砂巖的鈾含量很低，蒸發(fā)巖中鈾含量普遍偏

26、低，白云巖鈾含量較碳酸鹽巖低，而巖鹽的鈾含量最低 在同生沉積階段，鈾直接從水體聚集到沉積物中的數(shù)量不多，一般僅構(gòu)成該沉積物的本底含量。 3) 成巖階段中鈾的遷移、聚集和再分配3、影響鈾表生遷移和聚集的主要因素1) Eh值和pH值2) 吸附作用：吸咐作用系指一種物質(zhì)將周圍介質(zhì)的分子，原子或離子吸著粘附到自身表面以降低其表面自由能的作用。通常稱具有吸附能力的物質(zhì)為吸附劑，被吸附的物質(zhì)叫吸附質(zhì)。3) 擴(kuò)散作用4) 鈾與有機(jī)物質(zhì)的關(guān)系鈾在生物體內(nèi)的分布特點(diǎn) 有機(jī)物質(zhì)的還原作用 鈾在有機(jī)物質(zhì)中富集的機(jī)理 鈾在有機(jī)物質(zhì)中富集的機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜。促使鈾在有機(jī)物質(zhì)中富集的主要因素是還原作用、吸附作用和形成有機(jī)化合

27、物的化學(xué)反應(yīng)。5)微生物作用與鈾的富集4、鈾后生聚集的地球化學(xué)特征1) 氧化還原界面與鈾的聚集對(duì)于鈾在表生帶的遷移來(lái)說(shuō)，氧化還原反應(yīng)起著特別重要作用，六價(jià)鈾的強(qiáng)遷移性和四價(jià)鈾的弱遷移性能形成了十分明顯反差，這也就促使了鈾在某些地球化學(xué)環(huán)境分散，而在某些地球化學(xué)環(huán)境富集，并能在氧化還原界面富集。砂巖型鈾礦床一、砂巖型鈾礦床概況：砂巖型鈾礦床是指工業(yè)鈾礦化主要產(chǎn)于砂巖（包括含礫砂巖、粉砂巖、泥巖）中的鈾礦床。砂巖型鈾礦的分布遍及世界各地，以中亞（哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦）、美國(guó)、加蓬、尼日爾等最為突出。此外，俄羅斯、蒙古、澳大利亞和法國(guó)均有一定程度的產(chǎn)出。二、成礦地質(zhì)條件特征 盆地所處基底地殼類型

28、有大陸型、海洋型和過(guò)渡型三類，砂巖型鈾礦一般是位于大陸型地殼，區(qū)域上一般位于古老基底的發(fā)育區(qū)之上，這些古老基底出露區(qū)往往發(fā)育有富鈾巖層和富鈾巖體。鈾礦化多產(chǎn)于鄰近基底的中、新生代盆地之中。1、大地構(gòu)造背景：盆地形成的大地構(gòu)造背景多數(shù)以穩(wěn)定克拉通盆地和介于相對(duì)活動(dòng)褶皺造山帶之間的克拉通邊緣活動(dòng)帶。2、產(chǎn)鈾盆地特征 ：按盆地產(chǎn)出的大地構(gòu)造部位可劃分為：內(nèi)克拉通盆地；前陸盆地；活動(dòng)帶內(nèi)盆地；以克拉通和活動(dòng)帶內(nèi)盆地相對(duì)較佳。按盆地的沉積建造可劃分為：紅盆-由紅色碎屑巖建造構(gòu)成盆地蓋層；煤盆-由暗色碎屑巖建造（含煤系地層）構(gòu)成盆地蓋層；火盆-由火山巖、火山沉積碎屑巖建造構(gòu)成盆地蓋層。（1）盆地的類型盆地

29、構(gòu)造類型的原型卷狀亞型砂巖型鈾礦主要產(chǎn)于中、新生代活動(dòng)的內(nèi)克拉通沉降盆地和沉陷盆地；板狀亞型主要產(chǎn)于板塊之間活動(dòng)帶內(nèi)的火山弧盆地；底河道亞型則主要發(fā)生在內(nèi)克拉通沉降盆地邊緣，或是地臺(tái)邊部中、新生代活動(dòng)帶內(nèi)的河沉積地段及中、新生代火山弧盆地。對(duì)于砂巖型鈾礦，特別是卷狀亞型鈾礦，鈾成礦必須具備兩個(gè)階段，早期賦礦砂體的形成，晚期活化構(gòu)造產(chǎn)生，層間氧化帶形成。 （2） 盆地構(gòu)造類型有利于砂巖型鈾礦化的巖相古地理主要是河流相，濱湖三角洲相和濱海三角洲相，重要礦化多數(shù)產(chǎn)于河流相中。3、巖相古地理?xiàng)l件：河流形態(tài)可分為辮狀河、曲流河、網(wǎng)狀河和平直河，礦化多分布于辮狀河所形成的巖層中.1）河流相及其含鈾性辮狀沉

30、積與曲流沉積的砂體特征比較河水的鈾含量普遍較低，河水中鈾含量變化范圍為（0.01-30）10-6g/L，且隨氣候條件變化而異。 河流水淺流急，流通性好。 沉積速度快，表層沉積物經(jīng)受“陸解”作用的時(shí)間短，在成巖早期以至整個(gè)成巖過(guò)程中均難以形成大規(guī)模高品位的鈾礦化；絕大多數(shù)河流相地層的鈾背景值不高，平均鈾含量較低，只有在少數(shù)局部環(huán)境中，在成巖作用的影響下，可能形成一些稍高品位的鈾富集。沉積砂體的特征對(duì)含鈾成礦溶液的遷移、儲(chǔ)存以及鈾的沉淀和富集都有重要的影響，但這種影響不是在沉積階段，而是在成巖階段，特別是在后生階段發(fā)生的。2）濱湖三角洲 在面積較大的湖泊的河流入口處附近，大量的碎屑物迅速堆積，往往

31、形成三角洲。三角洲中良好的砂巖、泥巖互層結(jié)構(gòu)或透鏡狀結(jié)構(gòu)，有利于地下水的匯集和礦化的形成，礦化主要產(chǎn)在砂巖中。3）濱海三角洲相 濱海三角洲的形成有多種方式，有的以河流作用為主，有的以海浪作用為主，而有的則以潮汐作用為主。砂巖型鈾礦的賦礦砂體形成有多種沉積環(huán)境，但對(duì)于以后生成礦作用為主體的砂巖型鈾礦而言，必須考慮以下條件：（1）砂體的滲透性；（2）砂體間的連通性；（3）砂體的成層性。4、賦礦砂巖的沉積相和沉積體系濱湖三角洲與濱海三角洲是形成后生砂巖型鈾礦化的主要沉積相，其主要原因在于三角洲中發(fā)育席狀砂體、分流河道砂體和河口砂壩砂體，而這種砂體的滲透性、連通性和成層性均較好，雖然在三角洲沉積環(huán)境中

32、形成的砂體常缺乏有機(jī)質(zhì)和還原物質(zhì)，但深部油氣的二次還原作用彌補(bǔ)了自還原能力的不足。從鈾的成礦條件分析，有利于后生砂巖型鈾礦化形成的砂體類型必須是滲透性好的層狀砂體、或席狀砂體、或似層狀砂體（辮狀沉積可形成“泛連通性層狀砂體”）、或帶狀砂體。從沉積相和沉積體系來(lái)看，能形成這種砂體的沉積體系有辮狀河流沉積體系、辮狀三角洲沉積體系、扇三角洲沉積體系、濱湖三角洲沉積體系和濱海三角洲沉積體系等。5、古氣候條件：古氣候?qū)Τ傻V有多方面的影響。它影響巖石風(fēng)化的強(qiáng)度、性質(zhì)、風(fēng)化殼的形成和深度，影響沉積巖層的成分與性質(zhì)，特別是其中有機(jī)質(zhì)的數(shù)量和分布，影響到鈾的表生遷移和富集、地下水的性質(zhì)和鈾濃度等。潮濕的氣候條件

33、一般不利于形成后生鈾礦床。炎熱干旱、半干旱的交替氣候有利于后生鈾礦床的形成。6、水文地質(zhì)條件：從砂巖型鈾成礦的水動(dòng)力條件，地下水的交替存在滲出方式和滲入方式兩種水動(dòng)力環(huán)境區(qū)。滲出方式區(qū)表現(xiàn)在：層間水的運(yùn)動(dòng)在剖面上為上升式，在平面上則為離心式。滲入方式區(qū)則表現(xiàn)在：層間水的運(yùn)動(dòng)在剖面上以向下運(yùn)動(dòng)為主，在平面上表現(xiàn)為向心的運(yùn)動(dòng)方式。滲出方式區(qū)可出現(xiàn)于不同的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境中，包括從地槽和地臺(tái)到后地槽和后地臺(tái)造山區(qū)。而滲入方式區(qū)只存在于一種后地臺(tái)次造山大地構(gòu)造環(huán)境里，這主要取決于上升與下降水間的壓力比，即壓力面處于平衡的位置。 含鈾較高的地下水能夠匯集起來(lái)形成礦床，通常具備以下地質(zhì)條件：（1）透水巖層或構(gòu)造破碎帶處于開啟狀態(tài)（砂體處于剝露或不存在上部隔水巖層）。（2）成礦盆地處于相對(duì)緩慢上升過(guò)程。一個(gè)地區(qū)在不