外生铀矿床.ppt

一、外生铀矿床的一般概念
二、铀在表生作用中的地球化学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。
外生作用是指地球岩石圈与水圈、大气圈、生物圈之间相互发生的各种复杂的物理化学作用的综合。在外生作用下自然界的岩石及铀矿床遭受破坏和改造，形成新的风化产物，由于铀元素地球化学性质活泼，大部分铀呈UO22+离子的形式迁移，搬运至河流，内陆盆地或浅海中，在有利的环境下被吸附、还原沉淀，形成初始富铀层位或沉积铀矿床；一部分呈机械破碎物形式被流水带走，搬运至河谷、湖盆、滨海，在有利环境下沉淀，形成机械沉积砂矿床；另有少部分铀则残留在原地，被风化残积物吸附，形成风化壳型铀矿床。机械沉积砂矿床可产于两种环境条件，地史早期还原环境下的沉积砂矿往往经历后期的改造，如石英卵石砾岩型铀矿，铀的来源主要在沉积阶段，其工业意义大；氧化环境下形成的砂矿主要由含铀矿物组成，目前不具工业意义。
风化壳铀矿床的规模一般不大，其工业意义也相当有限。其他原生沉积铀矿床虽然有时形成有相当规模，但不普遍。因此，在外生作用中，更为重要的是一些原始富铀层位或沉积铀矿床经过后期改造，使铀发生再富集而形成的后生铀矿床。外生铀矿床成因认识过程经由同生砂矿成因到同生成岩成因，其后转向后生成因，矿床成因认识的转变，形成了后生砂岩型铀矿成矿新的勘查方法。
本类矿床分布广泛，在世界各地均有产出，以品位低、储量大、杂质少、选冶条件好为特征。二、铀在表生作用中的地球化学在风化过程中，铀主要通过岩石和矿物的破坏和分解从岩石和矿物中分离和释放出来，铀从各种矿物释放出来的难易程度不一，一般情况下其稳定性大小顺序为：氧化物＞硅酸盐＞硫化物和碳酸盐，造岩矿物中最稳定是石英，副矿物中最稳定是锆石、独居石，碱性长石比斜长石稳定，云母类矿物中黑云母最容易被破坏和分解。自然界中硅酸盐造岩矿物的风化主要表现为水解作用，通过水解铀被大部分释放出来。我国某铀矿床中二云母花岗岩的铀含量为27×10-6，完全氧化带岩石中铀含量降到2.7×10-6；法国巴比尔埃认为，花岗岩中的铀至少有一半可以在地表风化期间被淋滤出来。在风化壳和土壤的形成过程中，一部分铀聚集在粘土矿物中，特别是伊利石，蒙脱石，多水高岭石等吸附能力较强的矿物中，而土壤中的有机质，特别是植物死亡后形成的腐殖质，对铀的吸附和聚集起着重大作用。一部分铀同其他元素一起进入各种天然水体，向水盆地及海洋迁移，构成天然水体及沉积物中的铀含量。铀在天然水中具有较强的迁移能力，比硅、磷、钾等高，与钙、镁、钠、锌属于同一组。因此，铀在风化壳中不可能形成像残积铝土矿那样的残积型矿床。铀在表生还原环境中为四价，其迁移系数≤0.1，同铝、钛、钍、锡、锆及其他弱活动元素相类似。测定表明，强还原性质水体中铀含量极低，通常为n×10-7g/L左右。铀在氧化环境和还原环境中的迁移强度相差很大，比值达两个数量级，这是铀区别于许多其他元素的重要地球化学特征。风化过程中从岩石、矿物内带出的铀，一部分呈溶解状态转入地表水和地下水中，另一部分仍聚集在岩石风化壳和土壤之中。风化产物可进一步被水、冰川、风等搬运，其中主要是水的搬运。所以，随着风化壳和土壤的剥蚀，铀将以各种形式进入水体，然后被迁移到水盆地中。络阴离子形式主要是碳酸络合铀酰离子形式。无论是河水还是海水都含有一定数量的CO32-，它们的pH值为7－8.5，这样的水体十分有利于碳酸络合铀酰离子的形成和存在。热力学计算结果表明，海水中的铀大部分呈UO2（CO3）34-形式存在。UO2（CO3）34-约占溶解铀总浓度（ΣU＝1.4×10-8mol/l）的98%左右。在含SO42-的酸性水体中，铀呈硫酸络合铀酰离子形式存在。UO22+或UO2OH+形式由于它们必须在氢离子浓度较高的酸性介质中才能稳定存在，所以只有在湿热气候条件下的酸性水体中，铀才主要以UO22+和UO2OH+形式迁移。②呈吸附状态搬运
据统计，现代河流每年携带的悬浮物质的数量达12.697×106t，因此，地表水中有相当一部分铀随同各种悬浮微粒被各种胶体质点（主要是粘土矿物）所吸附，呈吸附状态被水搬运。据研究，河水的铀含量与混浊度呈正比，含粘土质点较多而混浊的河水，其铀含量比一般河水的高5－10倍。以前苏联南乌拉尔的河水为例，实际测得的结果是，混浊河水的铀含量高达6.5×10－5g/L，但过滤后的清洁河水中，铀含量降低到5.2×10－6g/L。③呈矿物形式搬运
少量铀赋存于独居石、烧绿石、锆石等物理和化学性质十分稳定的矿物中呈矿物态被水搬运。现代的晶质铀矿和沥青铀矿在表生氧化带中很快被氧化分解，因而它们呈矿物碎屑搬运的距离极为有限，但是在古老的地质时期，即22亿年前大气圈由于缺失游离氧而呈强还原性质的环境，在这种条件下铀可呈晶质铀矿等矿物形式直接被水搬运。同生碎屑沉积物中的