铀资源地质学考试复习资料.doc

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1、精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除四价铀矿物：在化学成分上既含有四价铀，又含有六价铀，在结构上以U4基本结构单元的矿物。六价铀矿物：在化学成分上以六价铀为主，在结构上以铀酰阴离子结合为基本结构单元的矿物。铀矿的工业指标：指评价工业价值、圈定矿体、计算资源储量的标准和依据。原生铀矿物：内生条件下、沉积成因和后生淋积成因形成的铀矿物。表生铀矿物：由原生铀矿物氧化后形成的或者以岩石中溶于地下水的活性铀为铀源而形成的六价铀矿物。变生作用（非晶化作用）：系指在铀、钍衰变过程中放出的射线作用下和核裂变碎片的作用下某些含铀、钍矿物的晶体结构遭到破坏从而呈非晶态的现象。 变生矿物：内部结构遭到破

2、坏，但仍保持着晶体外形的矿物。多型性：是一种特殊类型的同质多象，是指化学成分相同的物质，形成若干种仅仅在层的堆积顺序上有所不同的层状晶体结构的现象。放射性：系指铀、钍、镭等元素的原子核能自发地蜕变为另一种原子核，同时释放出、射线的现象。荧光：是在外来能量（紫外线）的激发下，矿物发光的现象。岩浆铀矿床：又称侵入体内型或正岩浆铀矿床。系指通过岩浆结晶分异作用直接富集形成的铀矿床。伟晶岩型铀矿床：系指经结晶分异的残余酸性熔浆（极少为碱性熔浆）经冷凝结晶和气成交代而形成铀矿床。纯线式伟晶岩：伟晶岩与围岩没有成分上的交代作用，成分简单，颗粒粗大，分布广泛的伟晶岩。交线式伟晶岩：伟晶岩与围岩发生强烈的同化

3、作用，成分复杂，分布狭窄的伟晶岩热液铀矿床：是指由不同成因的含铀热水溶液，以及它们的混合热液，在适宜的物理化学条件下及各种有利的地质条件下，经过充填和交代等方式形成的铀的富集体。蚀变围岩：因热液交代作用而引起的围岩变化称为热液蚀变，而蚀变后的岩石称为蚀变围岩。线性构造：系指具有线状延伸特点的断层和裂隙。环型构造：系指由环型、半环型断裂以及岩墙群组成的构造形态。层型构造：系指顺层断裂构造及层内裂隙构造。花岗岩型铀矿床：是指与花岗岩体有紧密空间关系和成因关系的热液铀矿床直线型构造组合：主要由两条或以上互相平行或侧列对称或锐角相截的夹持断裂构造组合。曲线型矿田构造组合：主要由弧形构造断裂互相结合所构

4、成的夹持构造。火山岩型铀矿床：是指在成因上、时间上和空间上与火山岩密切相关的铀矿床。不整合面型铀矿：矿床在空间上与主要不整合面关系密切，这类不整合面上部盖层大多形成于1800-800Ma的克拉通盆地内。外生铀矿床：主要是指在地表附近，由外生作用形成的铀矿床。砂岩型铀矿床：是指工业铀矿化主要产于砂岩（包括含砾砂岩、粉砂岩、泥岩）中的铀矿床。底河道亚类铀矿床：是指铀矿床产在十分狭窄的河道内或形成于辫状河体系中展布宽广的层状砂内，这种砂（岩）或不整合覆盖于下伏沉积岩或结晶岩上，或侵蚀嵌于其中。碳硅泥岩型铀矿床：是指产于碳酸盐质、硅质、泥质的细碎屑岩或它们的过渡性岩石中的铀矿床的总称。钙结岩型铀矿床：

5、是指产于钙结岩中由于蒸发作用使铀发生沉淀富集而形成的铀矿床。变质铀矿床：系指成因上与变质作用有关的铀矿床。铀矿省：是地壳上的这样一种地区，那里是一个或连续几个时代岩石（通常为独特的沉积物）的铀含量高于正常水平铀黑：含氧系数为2.70-2.92的粒状晶质铀矿残余铀黑：沥青铀矿在酸性介质中不充分氧化的产物再生铀黑：在还原条件下，从含铀地下水中析出的，产于含硫化物铀矿床氧化带底部的胶结带中或后生淋积铀矿床。铀元素及铀矿物的基本特征1、概述世界铀资源的分布规律；2、概述铀的基本性质；3、简述铀在三大岩类中的分布特点；4、简述铀矿物的放射性及荧光性特点；5、四价铀矿物与六价铀矿物的特征对比；6、简述主要

6、工业铀矿物的基本特点。第一节 铀元素性质及铀的分布一、铀元素物理性质 1铀的性质（氧化态、稳定条件、离子性质）；2铀在自然界的分布及存在形式。U的原子序数是92，原子量是238，在自然界中有三种同位素，即U238、U235和U234金属铀可用还原法或电解法制取。纯金属铀外貌象钢，呈银白色，具金属光泽，微带淡蓝色色调。粉末状金属铀由于受到氧化呈灰黑色。熔点是1405。铀的硬度比铜稍低，硬度随着温度升高而减小，并且与铀的变体有关。铀的密度很大。二、铀元素化学性质 铀位于周期表第三族，属锕系元素，作为锕系元素。U、U3在酸碱性溶液中都是强还原剂，在没有其它氧化剂的条件下，两者都可以把水中的H还原成H

7、2，而其本身则被氧化成U4离子，说明U、U3在水溶液中不能稳定存在。U4呈弱碱性 U6+显两性，在酸性和中性溶液中显碱性，在碱性溶液中显酸性。铀的稳定氧化态只在自然界只有+4和+6价两种，并且+4价在还原条件下稳定，+6价在氧化条件下稳定。 氧化态为+4的铀是以简单的U4离子形式存在；氧化态为+6的铀在水溶液中很不稳定，易与氧结合成铀酰离子（UO22）或重铀酸根离子形式（U2O72-）存在。U4呈绿色，UO22呈黄色。三、铀在地壳中的分布及存在形式分布1）铀在岩浆岩中含量变化幅度很宽，由超基性岩到酸性岩含量逐渐增高，分布在造岩矿物和副矿物中。2）沉积岩中铀含量的变化幅度很大，从0.nppm到n

8、10ppm，一般随沉积物粒度变细铀含量升高，通常与沉积物中的P、H2S和有机质含量密切相关，且呈正消长关系。3）铀矿床在变质岩中的产出通常是产在中低级变质程度的 ，在高级变质相的岩石中则很少见；在变质岩中铀含量由高而低的变化是： 绿片岩相绿帘角闪岩相低级麻粒岩相高级麻粒岩相超变质作用的榴辉岩相。存在形式：铀矿物形式；类质同象置换形式；分散吸附状态形式分散吸附状态形式主要赋存在岩石中的以下部位。 a、吸附在矿物晶体表面，解理面与晶纹裂缝面上； b、被岩石中的有机质（包括炭质、沥青质）所吸附； c、溶解在矿物的结晶水，液态包裹体和粒间溶液中。第二节 铀矿物的基本特征一、铀矿物的化学组成铀矿物的组成

9、元素包括铀离子，其它阳离子和各种阴离子，它们之间的相互化合或络合形成铀矿物。阳离子组成阴离子组成铀矿物可分为四价铀矿物和六价铀矿物二铀矿物的晶体化学特点四价铀矿物的晶体结构类型。a、配位型（或萤石型） b、岛状型（或锆石型）：c、层状型1类质同象2变生作用（非晶化作用）变生作用系指在铀、钍衰变过程中放出的射线作用下和核裂变碎片的作用下某些含铀、钍矿物的晶体结构遭到破坏从而呈非晶态的现象。 发生变生作用的主要条件有二：a.矿物中含有放射性元素如U、Th等。b.矿物成分复杂六价铀矿物的晶体化学特点 晶体结构的基本特点： （）铀酰离子的结构及特点: 铀酰为一线型离子，呈哑铃状（）晶体结构类型有三种类

10、型: 层状结构; 链状结构; 架状结构同质多象和多型性 同质多象是指同种化学成分（石墨和金刚石），在不同的热力学条件下结晶成不同晶体结构的现象。三、铀矿物的物理性质1放射性系指铀、钍、镭等元素的原子核能自发地蜕变为另一种原子核，同时释放出、射线的现象。表现使气体分子发生电离，使硫化锌、碘化钠等晶体发荧光。使照相底片感光。使绝缘物质遭受辐射损伤。能使含铀、钍的铌钽钛复杂氧化物、硅酸盐等矿物发生非晶化，成为变生态。能使周围的矿物变色。2四价铀矿物的颜色以深色调为主。简单氧化物呈黑色、灰黑色，条痕黑色；六价铀矿物的颜色鲜艳；大都呈黄色、黄绿色和绿色，少数呈橙红色、橙色、褐色、粉红色3四价铀矿物密度普

11、遍较大；六价铀矿物密度普遍较低。4四价铀矿物的解理一般不发育，断口呈贝壳状或半贝壳状； 六价铀矿物通常具有平行于底面的完全解理，有时还发育几组中等解理。5荧光性是六价铀矿物的突出特性。荧光是在外来能量（紫外线）的激发下矿物发光的现象。6铀酰的磷酸盐、砷酸盐、碳酸盐、硫酸盐和复盐能发较强荧光；铀酰钒酸盐、硅酸盐和钼酸盐发弱荧光；铀酰氢氧化物、亚硒酸盐和亚碲酸盐不发荧光。四铀矿物的成因类型 1内生条件下主要形成四价铀矿物；表生条件下主要形成六价铀矿物或铀酰矿物。五.铀的简单氧化物是以UO2为主要成分的铀的氧化物；铀矿物包括晶质铀矿及其变种沥青铀矿和铀黑2四价铀和钛的复杂氧化物主要是UO2和TiO2

12、所组成的化合物。矿物有钛铀矿，斜方钛铀矿和铈铀钛铁矿。本类矿物溶于氢氟酸，不溶于硫酸和硝酸，个别矿物溶于热硫酸和热磷酸。3四价铀的硅酸盐是以U4+和SiO44-为主要成分的化合物，其矿物种目前只有一种-铀石。铀石溶于硝酸、盐酸和硫酸，与铀的简单氧化物类似。4六价铀矿物或称铀酰矿物简单氢氧化物（或含水氧化物）：阳离子成分为UO22，不含金属阳离子，本组矿物仅柱铀矿一种，通式为（UO2）(OH)2.nH2O或UO3nH2O。复杂氢氧化物：阳离子成分除UO22外，还有其它金属阳离子。其中以含碱土金属和碱金属元素（Ca、Ba、K、Sr）的矿物最多重铀酸盐：在矿物中铀呈重铀酸根U2O72-形式存在5铀酰

13、硅酸盐：本类矿物的主要组成是UO22和SiO44-，此外，还含有金属阳离子和水6铀酰磷酸盐在自然界分布比较广泛，矿物种类也较多，与原生矿化有一定的成因联系岩浆铀矿床我国的分类方案，把主要工业铀矿床归纳为“四大类型”，即花岗岩型、火山岩型、砂岩型和碳硅泥岩型。本书采用铀矿床分类其准则是：以成因分类为基础，结合含矿主岩和矿床工业价值进行分类，在矿床类型上与国际原子能机构分类相接轨，具体划分如下： 内生铀矿床：岩浆铀矿床；伟晶岩型铀矿床；热液铀矿床；花岗岩型铀矿床；火山岩型铀矿床；不整合面型铀矿床；交代型铀矿床；角砾杂岩型铀矿床。 外生铀矿床：砂岩型铀矿床；碳硅泥岩型铀矿床；蒸发岩型铀矿床。 变质铀

14、矿床：石英卵石砾岩型铀矿床。本书采用铀矿床分类其准则是：以成因分类为基础，结合含矿主岩和矿床工业价值进行分类，在矿床类型上与国际原子能机构分类相接轨，具体划分如下： 内生铀矿床：岩浆铀矿床；伟晶岩型铀矿床；热液铀矿床；花岗岩型铀矿床；火山岩型铀矿床；不整合面型铀矿床；交代型铀矿床；角砾杂岩型铀矿床。 外生铀矿床：砂岩型铀矿床；碳硅泥岩型铀矿床；蒸发岩型铀矿床。变质铀矿床：石英卵石砾岩型铀矿床。一、概述岩浆铀矿床又称侵入体内型或正岩浆铀矿床。系指通过岩浆结晶分异作用直接富集形成的铀矿床。岩浆铀矿床的特征是，矿石品位不高，围岩与矿体界线不清，成矿与成岩同时发生或接续形成，成矿温度、压力较其他成因类

15、型的铀矿床高，成矿作用单一。 对该类矿床的划分，按产出围岩可划为两大类： 产于酸性岩中的铀矿床产于碱性岩中的铀矿床 产于酸性岩中的铀矿床，由于矿石冶炼的工艺条件较好，所以这类矿床的经济价值较大。目前开采的岩浆铀矿床均属此类。严格地说产于碱性岩中的铀矿床，目前还不能称之为矿床，岩浆铀矿床实例不多，典型实例有产于南非纳米比亚的罗辛（Rossing）矿床。矿化主岩为伟晶状白岗岩体，矿床规模很大，。我国有类似的红石泉矿床，含矿主岩为白岗岩. 产于碱性岩体中的铀矿化，有南格陵兰伊利莫萨克的钠质霞石正长岩，巴西塞尔卡多霞石正长岩、丁古岩和我国辽宁赛马岩体的霓霞正长岩等碱性杂岩。 二、岩浆作用中的铀地球化学

16、 ：铀在岩浆岩中铀含量的变化幅度很宽，总的趋势是从超基性岩到酸性岩，铀含量逐渐升高。1）铀是大离子亲石元素，与地幔岩中铁镁造岩矿物具不相容性2）大洋地壳的形成与消亡，铀从地幔分离、富集再转入地幔再循环形成富铀地幔3）富集（U）地幔二大类型：富高场强元素型和贫高场强元素型4）基性火山岩的铀含量特点铀、钍含量按拉斑玄武岩高铝玄武岩碱性玄武岩的顺序增高。 2、酸性岩类的铀地球化学特征1）花岗岩中铀的含量及分布特征酸性岩类的铀含量为(3.5-4.8)106，花岗岩中铀含量变化较大，可比正常丰度值高出很多。 铀多富集于暗色矿物黑云母及副矿物，诸如锆石、磁铁矿、钛铁矿、黄铁矿中，浅色矿物的铀含量不高.以诸

17、广、桃山产铀岩体研究的成果为例： 3）花岗岩中铀的存在形式铀矿物形式：如晶质铀矿UO2、方钍石(U，Th)O2、铌铁矿FeNb2O6、钛铀矿UTi2O6、褐钇铌矿(Y，U)(Nb，Ta，Ti)O4、黑稀金矿(Y，U)(Nb，Ti)2O6、复稀金矿(Y，U)(Ti，Nb)2O6、易解石(Ce，Th，U)(Ti，Nb)2O6、铌钛铀矿(U，Ca、Y)2(Nb，Ti)2O6(OH，F)、铈铀钛铁矿(Fe2+，La，Ce，U)2(Ti，Fe3+)5O12、烧绿石(Ca，Na，U)Nb2O6(OH)等。 类质同象置换：铀以类质同象置换形式与钍、铌、钽、磷、锆、铈、钇形成各种简单或复杂氧化物如褐钆铌矿、方

18、钍石、黑稀金矿、复稀金矿、烧绿石，以及硅酸盐副矿物如锆石、榍石、磷钆矿等矿物。 分散吸附状态：在花岗岩中，有一定数量的铀呈分散吸附状态分布于造岩矿物中。分散吸附状态的铀包括矿物晶面、解理面、晶缝裂隙表面等吸附的铀，以及矿物气液包裹体中和粒间溶液中的铀等。 3、碱性岩类的铀地球化学特征里特曼指数=(K2O+Na2O)2/SiO2-43 里特曼指数4为碱性岩；里特曼指数Na2O，贫钙、铝过饱和，铀为（5-40）10-6，Mo为（2-60）10-6，Ag为（1-10）10-6，最高时铀可达14010-6，Mo为18010-6，Ag为3010-6。 产铀火山岩中的U、Mo、Ag三种元素的含量比正常火山

19、岩平均含量要高出几倍甚至几十倍，这为后来铀矿床的形成及伴生元素的富集提供了物质基础。这三种元素可作为含铀火山岩的指示性元素。 火山岩型铀矿床常与特定的火山岩相有关，矿化产于某些特定的岩相或其组合中，如：2) 产铀火山岩的岩相条件塌陷式火山盆地 酸性岩 碱性岩火山管道相或爆发岩筒火山喷发相 火山沉积相 次火山岩相 2、火山岩型铀矿床的构造条件1）大地构造背景：火山岩型铀矿床大多数集中分布于古老地盾的边缘带、地台活化带、中间地块以及冒地槽褶皱带，在空间上与一定时期的火山活动有关，古老地盾的边缘带：矿床实例以加拿大地盾西部火山岩铀矿床为代表，如埃尔多拉多（Eldorado）矿床。地台活化带:典型矿床

20、如我国的660矿田、俄罗斯斯特列措夫（Streltsovskoye）矿床（红石矿床）。 中间地块带：典型矿床如俄罗斯、北哈萨克斯坦和意大利的某些火山岩型铀矿床。3) 断裂构造对铀矿化的控制作用矿体受切割基底的陡倾断裂控制。几组断裂交切部位或两条断裂的夹持区控制着矿体展布。几组断裂交切部位常常是围岩应力降低部位，岩石脆弱。层间破碎带控制铀矿体。推覆体构造：火山期后断裂构造和火山构造复合控矿。4)火山机构构造对铀矿化的控制作用 火山塌陷构造（破火山口构造）火山通道（爆发岩筒）构造：火山穹隆构造：复合火山岩构造：其他控矿构造：三、火山岩型铀矿床的矿化类型及矿化特征按矿物共生组合的种类分为三种矿化类型1) 沥青铀矿钠长石型2) 沥青铀矿-水云母型：3) 沥青铀矿-迪开石1)矿体的形态和产状矿体形态复杂多样，常呈陡倾斜的脉状、凸透镜状、网脉状、柱状、似层状、群脉状。2) 矿石物质成分常见的工业铀矿物和含铀矿物有沥青铀矿、钛铀矿、铀石、铀钍石、铀方钍石、含铀氟磷灰石及含铀萤石。伴生金属矿物种类和数量较多，常见有辉钼矿、胶硫钼矿、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、赤铁矿、黄铜矿等。2、矿化特征 矿化常具多期多阶段作用，蚀变发育。3) 成矿温度多为中低温型。4) 矿化深度及垂幅 深度为03000m，垂幅大于300m，个别达1000m。 四、火山岩型铀矿床的成因讨论 火山岩型铀矿床成因类同