08外生铀矿床概论.ppt

二、铀在表生作用中的地球化学1.概念：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。①形成富铀层位。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；②形成机械沉积砂矿。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；③形成残积铀矿。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。同生砂矿成因
同生成岩成因
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二、铀在表生作用中的地球化学①矿物抗风化的能力。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。②风化作用方式。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。③铀在风化中的表现形式。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，迁移系数≤0.1，同铝、钛、钍、锡、锆及其他弱活动元素相类似。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。④干旱条件下铀的迁移富集。在干旱条件下，风化壳中的有机物质不仅数量很少，而且由于迅速氧化分解而不产生有机酸，风化壳的水溶液呈碱性。
地表水分不断蒸发，铀和其他碱金属由于毛细管作用被带到地表，与石膏、碳酸盐类聚集在一起，可形成钙结岩型铀矿化，澳大利亚西部的伊利里矿床就是一例。⑤铀同位素分馏。铀在风化过程中另一特点是同位素234U的活动较238U为大，导致风化岩中铀同位素分馏，234U与238U的平衡比值降低到0.63－0.68。二、铀在表生作用中的地球化学风化过程中从岩石、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。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。
河水和海水的pH值为7－8.5，有利于碳酸络合铀酰离子的形成和存在。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
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。
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。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，它们呈矿物碎屑搬运的距离极为有限，但在古老的地质时期，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铀含量一般只与同类碎屑岩的背景含量相当。
在同生沉积阶段，铀直接从水体聚集到沉积物中的数量不多，一般仅构成该沉积物的本底含量。①铀的沉积与岩相古地理条件以及地球化学环境的关系密切。富含陆源碎屑的近岸浅水相或浅海相沉积物的铀