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类型Ackgcug铀资源地质学考试复习资料.doc

  • 上传人:kpmy5893
  • 文档编号:7253599
  • 上传时间:2019-05-10
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    1、生 命 是 永 恒 不 断 的 创 造 , 因 为 在 它 内 部 蕴 含 着 过 剩 的 精 力 , 它 不 断 流 溢 , 越 出 时 间 和 空 间 的 界 限 , 它 不 停 地 追 求 , 以形 形 色 色 的 自 我 表 现 的 形 式 表 现 出 来 。 泰 戈 尔四价铀矿物: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

    2、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

    3、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

    4、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

    5、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: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

    6、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

    7、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 、U 3 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 H2,而其本身则被氧化成 U4离子,说明 U、U 3 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

    8、+6 的铀在水溶液中很不稳定,易与氧结合成铀酰离子(UO 22 )或重铀酸根离子形式(U 2O72-)存在。U4 呈绿色,UO 22 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 n10ppm,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

    9、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)

    10、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

    11、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

    12、、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 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

    13、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

    14、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

    15、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

    16、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 :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)

    17、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

    18、(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

    19、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

    20、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

    21、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

    22、) 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花岗岩型铀矿,有多种不同的认识:1. 强调含矿溶液的成因以表生为主,成矿溶液是大气降水通过火山盆地补给区进入热流值较高的火山活动区,在渗流过程中,温度升高,并从围岩中萃取矿质流向减压

    23、区,在温度、压力、介质条件均有利的情况下成矿。1)成矿溶液中的水主要是岩浆作用所发动起来的巨大的热水体系中的大气成因水,而决定成矿溶液地球化学性质的主要矿化剂(F、Cl、CO2、Na、部分 S 和 P 等)则主要来自活动大陆边缘或中心地块的深部硅铝壳深熔作用带和过渡岩浆室冷凝固结时导出的原生流体,有一部分流体可能来自上地幔。富含矿化剂的高浓度原生流体与大气成因水混合形成成矿热液。2)热液中所含的铀也具有混合成因,遭受深熔作用的富铀地层中的铀转入酸性岩浆和残余原生流体中,构成成矿溶液中铀的第一个来源;原生流体及其与大气成因水混合后生成的热液在上升和在地热体系循环过程中,从所经过的富铀地质体和古老

    24、铀矿床中所溶解出来的铀,构成热液中铀的另一个重要来源。该观点经作者 1985 年再度修改,认为可适用于大部分显生宙热液铀矿床。 外生铀矿概论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。一、外生铀矿床的一般概念: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,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1、铀在风化作用中的地球化学特征:自然界中硅酸盐造岩矿物的风化主要表现为水解作

    25、用,通过水解铀被大部分释放出来。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。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。在干旱条件下,风化壳中的有机物质不仅数量很少,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。铀在天然水中有较强迁移能力,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。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2、铀在沉积作用中的地球化学特征:络阴离子形式 主要是碳酸络合铀酰离子形式

    26、。1) 铀在天然水体中主要迁移方式呈溶解状态迁移 在地表水中溶解状态的铀有以下形式:UO22+或 UO2OH+形式 呈吸附状态搬运: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,呈附状态被水搬运呈矿物形式搬运: 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。2) 铀沉积的一般规律:粘土岩的铀含量最高,碳酸盐岩石的铀含量较低,粉砂岩、砂岩中铀含量的变化幅度很大,其取决于碎屑矿物和胶结物的成分,纯石英砂岩的铀含量很低,蒸发岩中铀含量普遍偏低,白云岩铀含量较碳酸盐岩低,而岩盐的铀含量最低 在同生沉积阶段,铀直接从水体聚集到沉积物中的数量

    27、不多,一般仅构成该沉积物的本底含量。 3) 成岩阶段中铀的迁移、聚集和再分配3、影响铀表生迁移和聚集的主要因素1) Eh 值和 pH 值2) 吸附作用:吸咐作用系指一种物质将周围介质的分子,原子或离子吸着粘附到自身表面以降低其表面自由能的作用。通常称具有吸附能力的物质为吸附剂,被吸附的物质叫吸附质。3) 扩散作用4) 铀与有机物质的关系铀在生物体内的分布特点 有机物质的还原作用 铀在有机物质中富集的机理 铀在有机物质中富集的机理相当复杂。促使铀在有机物质中富集的主要因素是还原作用、吸附作用和形成有机化合物的化学反应。 。5)微生物作用与铀的富集4、铀后生聚集的地球化学特征1) 氧化还原界面与铀

    28、的聚集对于铀在表生带的迁移来说,氧化还原反应起着特别重要作用,六价铀的强迁移性和四价铀的弱迁移性能形成了十分明显反差,这也就促使了铀在某些地球化学环境分散,而在某些地球化学环境富集,并能在氧化还原界面富集。砂岩型铀矿床一、砂岩型铀矿床概况: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。砂岩型铀矿的分布遍及世界各地,以中亚(哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦) 、美国、加蓬、尼日尔等最为突出。此外,俄罗斯、蒙古、澳大利亚和法国均有一定程度的产出。二、成矿地质条件特征 盆地所处基底地壳类型有大陆型、海洋型和过渡型三类,砂岩型铀矿一般是位于大陆型地壳,区域上一般位于古老基底的

    29、发育区之上,这些古老基底出露区往往发育有富铀岩层和富铀岩体。铀矿化多产于邻近基底的中、新生代盆地之中。1、大地构造背景:盆地形成的大地构造背景多数以稳定克拉通盆地和介于相对活动褶皱造山带之间的克拉通边缘活动带。2、产铀盆地特征 :按盆地产出的大地构造部位可划分为:内克拉通盆地;前陆盆地;活动带内盆地;以克拉通和活动带内盆地相对较佳。按盆地的沉积建造可划分为:红盆-由红色碎屑岩建造构成盆地盖层;煤盆- 由暗色碎屑岩建造(含煤系地层)构成盆地盖层;火盆-由火山岩、火山沉积碎屑岩建造构成盆地盖层。 。(1)盆地的类型盆地构造类型的原型卷状亚型砂岩型铀矿主要产于中、新生代活动的内克拉通沉降盆地和沉陷盆

    30、地;板状亚型主要产于板块之间活动带内的火山弧盆地;底河道亚型则主要发生在内克拉通沉降盆地边缘,或是地台边部中、新生代活动带内的河沉积地段及中、新生代火山弧盆地。对于砂岩型铀矿,特别是卷状亚型铀矿,铀成矿必须具备两个阶段,早期赋矿砂体的形成,晚期活化构造产生,层间氧化带形成。 (2)盆地构造类型有利于砂岩型铀矿化的岩相古地理主要是河流相,滨湖三角洲相和滨海三角洲相,重要矿化多数产于河流相中。3、岩相古地理条件:河流形态可分为辫状河、曲流河、网状河和平直河,矿化多分布于辫状河所形成的岩层中1)河流相及其含铀性辫状沉积与曲流沉积的砂体特征比较河水的铀含量普遍较低,河水中铀含量变化范围为(0.01-3

    31、0)10-6g/L,且随气候条件变化而异。河流水浅流急,流通性好。沉积速度快,表层沉积物经受“陆解”作用的时间短,在成岩早期以至整个成岩过程中均难以形成大规模高品位的铀矿化;绝大多数河流相地层的铀背景值不高,平均铀含量较低,只有在少数局部环境中,在成岩作用的影响下,可能形成一些稍高品位的铀富集。沉积砂体的特征对含铀成矿溶液的迁移、储存以及铀的沉淀和富集都有重要的影响,但这种影响不是在沉积阶段,而是在成岩阶段,特别是在后生阶段发生的。2)滨湖三角洲 在面积较大的湖泊的河流入口处附近,大量的碎屑物迅速堆积,往往形成三角洲。三角洲中良好的砂岩、泥岩互层结构或透镜状结构,有利于地下水的汇集和矿化的形成

    32、,矿化主要产在砂岩中。3)滨海三角洲相 滨海三角洲的形成有多种方式,有的以河流作用为主,有的以海浪作用为主,而有的则以潮汐作用为主。砂岩型铀矿的赋矿砂体形成有多种沉积环境,但对于以后生成矿作用为主体的砂岩型铀矿而言,必须考虑以下条件:(1)砂体的渗透性;(2)砂体间的连通性;(3)砂体的成层性。4、赋矿砂岩的沉积相和沉积体系滨湖三角洲与滨海三角洲是形成后生砂岩型铀矿化的主要沉积相,其主要原因在于三角洲中发育席状砂体、分流河道砂体和河口砂坝砂体,而这种砂体的渗透性、连通性和成层性均较好,虽然在三角洲沉积环境中形成的砂体常缺乏有机质和还原物质,但深部油气的二次还原作用弥补了自还原能力的不足。从铀的

    33、成矿条件分析,有利于后生砂岩型铀矿化形成的砂体类型必须是渗透性好的层状砂体、或席状砂体、或似层状砂体(辫状沉积可形成“泛连通性层状砂体” ) 、或带状砂体。从沉积相和沉积体系来看,能形成这种砂体的沉积体系有辫状河流沉积体系、辫状三角洲沉积体系、扇三角洲沉积体系、滨湖三角洲沉积体系和滨海三角洲沉积体系等。5、古气候条件:古气候对成矿有多方面的影响。它影响岩石风化的强度、性质、风化壳的形成和深度,影响沉积岩层的成分与性质,特别是其中有机质的数量和分布,影响到铀的表生迁移和富集、地下水的性质和铀浓度等。潮湿的气候条件一般不利于形成后生铀矿床。炎热干旱、半干旱的交替气候有利于后生铀矿床的形成。6、水文

    34、地质条件:从砂岩型铀成矿的水动力条件,地下水的交替存在渗出方式和渗入方式两种水动力环境区。渗出方式区表现在:层间水的运动在剖面上为上升式,在平面上则为离心式。渗入方式区则表现在:层间水的运动在剖面上以向下运动为主,在平面上表现为向心的运动方式。渗出方式区可出现于不同的地质构造环境中,包括从地槽和地台到后地槽和后地台造山区。而渗入方式区只存在于一种后地台次造山大地构造环境里,这主要取决于上升与下降水间的压力比,即压力面处于平衡的位置。含铀较高的地下水能够汇集起来形成矿床,通常具备以下地质条件:(1)透水岩层或构造破碎带处于开启状态(砂体处于剥露或不存在上部隔水岩层) 。(2)成矿盆地处于相对缓慢

    35、上升过程。一个地区在不同运动状态下,其风化状况是很不相同的,地下水的运动状况也是这样。盆地只有在缓慢上升时,才较有利于含铀地下水的下渗,有利于岩石中铀的活化转移和形成较为稳定的氧化还原界面,促使铀的不断富集成矿。(3)蓄水构造和滞水构造的存在是地下水成矿的必要条件。含铀地下水要能够适当地减速并逐渐汇集起来,必须有适宜的蓄水构造和滞水构造。7、层间氧化与潜水氧化作用(1)层间氧化带的形成 由于含氧地下水沿透水性较好的浅色砂岩渗透运移,其中的还原剂,如黄铁矿、有机质等受到氧化。在氧化的过程中,水的氧化还原电位(Eh 值)由于氧的消耗而降低,黄铁矿变为褐铁矿、水针铁矿等,氧化作用逐渐减弱,在深处由于

    36、氧的完全消耗,岩石不再受到氧化。如果下渗的含氧水中含铀,它将在氧化还原界面附近沉淀富集成矿。这种氧化作用发育的深度较一般地表氧化延深要大得多,可达几百米甚至更大,结果形成顺层的层间氧化带。1)层间氧化带的形成及其分带(2)层间氧化带的分带 层间氧化带通常可分为以下几个部分:氧化带(舌状氧化带,由强氧化砂岩和弱氧化砂岩构成):氧化还原过渡带(氧化带尖灭端铀矿化带):原生未蚀变砂岩带:2)潜水氧化的形成及其分带 含氧含铀的地表水或地下水在沿透水性较好的浅色砂岩渗透运移时,将透水层中的还原组分如黄铁矿、有机质等氧化。在氧化的过程中,由于水中氧的消耗氧化能力逐渐降低,至深处由于氧的完全消耗,岩石不再受

    37、到氧化。同时水中的铀在氧化还原界面附近沉淀富集成矿。这种氧化作用发育的深度随潜水位的高低而变化,因此铀的矿化与古潜水面的变化相一致,其发育深度较小,一般在近地表附近,氧化作用的过程也随上覆盖层的形成而告终止。8、构造条件:不整合面(通常也是底河道面)代表下伏岩层经历过长期的风化剥蚀,能够提供充足的铀源;不整合面是一个构造薄弱面,利于后期形成构造破碎带,因而能提供后期含铀地下水运移的良好通道;9 铀源条件:形成砂岩型铀矿床的铀来自那些铀含量较高的岩石,如长英质岩石、花岗岩、中酸性火山岩、流纹质英安质火山碎屑岩以及某些含铀量较高的变质岩等。可分为三种:来自周围富铀隆起侵蚀区(潜水氧化型砂岩铀矿)

    38、; 来自盆地与基底间的古风化壳或基底中有利岩体和地层;来自盆地本身富铀沉积夹层或中酸性火山岩、凝灰岩等夹层。铀源区岩石的特点是:铀含量高、活性铀多、分布面广、地壳运动持续缓慢的隆起、风化时间长、有足够的铀被淋出。1、矿体的形态、规模和产状形态比较复杂,概括起来可分为三种:矿体与围岩之间大致整合,呈透镜状、板状、似层状,这种形态最为常见,矿体规模大,产状一般平缓,常具多层性。卷状矿体,矿体垂直或大角度斜交岩层面或其他沉积构造,呈“卷状”产出,称“矿卷” 。“矿卷”大都产在产状平缓的岩层中(Na2O、 铝 过 饱 和 、 暗 色 组 分 少 。17、 铀 在 岩 浆 岩 中 含 量 的 变 化 由

    39、 低 而 高 的 顺 序 是 超 基 性 岩 、 基 性 岩 、 中 性 岩 至 酸 性 岩 的 变 化 。18、 我 国 “四 大 工 业 铀 矿 床 类 型 ”是 指 花 岗 岩 型 、 火 山 岩 型 、 砂 岩 型 和 碳 硅 泥 岩 型 。19、 花 岗 岩 型 铀 矿 床 的 矿 化 类 型 按 与 铀 矿 物 共 生 的 脉 石 矿 物 种 类 可 划 分 为 沥 青 铀 矿 -微 晶 石 英 型 、 沥 青 铀 矿 -萤 石 型 、 沥青 铀 矿 -粘 土 化 型 、 沥 青 铀 矿20、 热 液 作 用 中 最 常 见 的 铀 迁 移 形 式 是 碳 酸 合 铀 酰 离 子

    40、。21、 含 铀 煤 矿 床 煤 层 的 形 成 时 代 是 中 新 生 代 ; 煤 层 的 岩 相 是 滨 湖 三 角 洲 、 沼 泽 相 。22、 碳 硅 泥 岩 型 铀 矿 床 按 成 矿 作 用 可 分 为 三 种 类 型 , 具 体 是 成 岩 型 、 淋 积 型 和 热 液 改 造 型 。23、 不 整 合 面 型 铀 矿 床 的 主 要 产 地 是 澳 大 利 亚 和 加 拿 大 。24、 铀 矿 的 工 业 指 标 具 体 是 指 最 低 工 业 品 位 、 最 低 储 量 和 最 低 可 采 厚 度 。25、 含 铀 热 液 中 热 液 的 来 源 通 常 包 括 岩 浆 热

    41、 液 、 地 下 水 热 液 、 变 质 热 液 和 构 造 热 液 等 。26、 铀 酰 矿 物 的 荧 光 色 主 要 有 两 种 , 具 体 是 指 淡 青 绿 色 和 淡 黄 绿 色 。27、 列 举 出 四 种 以 上 当 今 世 界 最 具 工 业 意 义 的 铀 矿 床 类 型 不 整 合 面 型 铀 矿 床 、 石 英 卵 石 砾 岩 型 铀 矿 床 、 砂 岩 型 铀 矿 床 、岩 体 型 铀 矿 床 等 。28、 碳 硅 泥 岩 型 铀 矿 床 “二 带 一 区 ”的 分 布 具 体 是 南 秦 岭 成 矿 带 、 江 南 成 矿 带 和 华 南 成 矿 区 。29、 铀

    42、矿 床 氧 化 带 的 垂 向 分 带 由 完 全 氧 化 带 、 淋 滤 带 、 不 完 全 氧 化 带 、 次 生 富 集 带 和 原 生 铀 矿 带 等 构 成 。30、 澳 大 利 亚 、 加 拿 大 不 整 合 面 型 铀 矿 床 区 域 上 “三 套 构 造 层 ”组 合 为太 古 代 构 造 层 、 古 元 古 代 构 造 层 和 中 元 古 代 构 造 层 。31、 自 然 界 铀 的 三 种 同 位 素 是 指 234U、 235U、 238U。32、 常 见 的 几 种 工 业 铀 矿 物 主 要 是 晶 质 铀 矿 、 沥 青 铀 矿 、 铀 石 、 钛 铀 矿 等 。3

    43、3、 火 山 岩 型 铀 矿 床 铀 矿 化 类 型 是 沥 青 铀 矿 -铀 长 石 型 、 沥 青 铀 矿 -水 云 母 型 、 沥 青 铀 矿 -迪 开 石 型 。34、 铀 、 钍 与 稀 土 元 素 之 间 的 置 换 通 常 表 现 为 : 铀 倾 向 置 换 重 稀 土 元 素 , 钍 倾 向 置 换 轻 稀 土 元 素 。35、 铀 在 变 质 岩 中 含 量 的 变 化 由 低 而 高 的 顺 序 是 随 深 变 质 岩 到 浅 变 质 岩 的 趋 势 变 化 。36、 含 铀 热 液 中 铀 的 来 源 包 括 岩 浆 分 异 、 地 壳 深 处 及 富 铀 的 地 质 体

    44、 和 富 铀 地 层 。37、 铀 在 后 生 淋 积 作 用 中 的 主 要 影 响 因 素 有 岩 体 或 地 层 的 含 铀 性 、 古 气 候 条 件 、 构 造 发 育 程 度 及 岩 性 与 水 文 条 件 等 。38、 国 际 原 子 能 机 构 将 砂 岩 型 铀 矿 划 分 为 卷 状 矿 床 、 板 状 矿 床 、 底 河 道 型 和 前 寒 武 纪 型 四 大 类 型 。三 、 选 择 题 答 案1、 下 列 矿 物 中 能 溶 于 稀 酸 的 铀 矿 物 是 ( D )A 晶 质 铀 矿 , B 沥 青 铀 矿 , C 钛 铀 矿 , D 钙 铀 云 母2、 下 列 矿

    45、 物 中 能 发 荧 光 的 矿 物 是 ( D )A 晶 质 铀 矿 , B 沥 青 铀 矿 , C 钛 铀 矿 , D 钙 铀 云 母3、 下 列 矿 物 中 常 处 于 变 生 态 的 矿 物 是 ( B )A 晶 质 铀 矿 , B 铀 石 , C 沥 青 铀 矿 , D 钙 铀 云 母4、 下 列 矿 物 中 常 见 多 型 现 象 的 矿 物 是 ( D )A 四 价 铀 的 氧 化 物 , B 四 价 铀 的 硅 酸 盐 , C 四 价 铀 的 磷 酸 盐 , D 六 价 铀 的 磷 酸 盐5、 在 六 价 铀 矿 物 中 , 一 般 来 说 含 有 下 列 元 素 离 子 的

    46、矿 物 不 发 荧 光 (B )A H、 Al, B Cu、 Pb, C Ca、 Na, D Ba、 Mg6、 在 四 价 铀 矿 物 中 , 一 般 不 溶 于 硫 酸 和 硝 酸 的 铀 矿 物 是 (C )A 四 价 铀 的 简 单 氧 化 物 , B 四 价 铀 的 硅 酸 盐 C 四 价 铀 的 复 杂 氧 化 物 , D 四 价 铀 的 磷 酸 盐7、 在 铀 矿 物 中 , 常 含 一 定 量 的 铅 , 但 不 属 于 放 射 成 因 的 铅 是 (A )A 204Pb, B 206Pb, C 207Pb, D 208Pb8“脂 铅 铀 矿 ”是 多 矿 物 集 合 体 , 其

    47、 构 成 一 般 是 (A )A 铀 酰 氢 氧 化 物 和 铀 酰 硅 酸 盐 , B 铀 酰 氢 氧 化 物 和 铀 酰 磷 酸 盐 ,C 铀 酰 磷 酸 盐 和 铀 酰 硅 酸 盐 , D 铀 酰 氢 氧 化 物 和 铀 酰 碳 酸 盐9、 下 列 矿 床 中 符 合 按 火 山 岩 型 、 花 岗 岩 型 和 砂 岩 型 铀 矿 床 顺 序 排 列 的 是 ( C )A 330 矿 床 、 660 矿 床 和 红 石 泉 矿 床 ; B 660 矿 床 、 希 望 矿 床 和6 5 号 矿 床 ;C 660 矿 床 、 330 矿 床 和4 33 矿 床 ; D 433 矿 床 、 希

    48、 望 矿 床 和 红 石 泉 矿 床10、 热 液 铀 矿 床 近 矿 围 岩 蚀 变 的 温 度 一 般 表 现 为 (D )A 高 温 ; B 中 温 ; C 低 温 ; D 中 低 温11、 我 国 主 要 火 山 岩 铀 成 矿 带 是 ( C )A 江 南 成 矿 带 ; B 西 北 成 矿 带 ; C 赣 杭 成 矿 带 ;12、 在 受 变 质 铀 矿 床 的 形 成 过 程 中 , 铀 属 于 ( C )A 带 入 组 分 ; B 带 出 组 分 ; C 原 岩 固 有 组 分13、 碳 硅 泥 岩 型 铀 矿 床 的 岩 相 主 要 是 ( A )A 浅 海 相 ; B 深

    49、海 相 ; C 河 流 相 ; D 湖 泊 相14、 与 砂 岩 型 铀 矿 化 关 系 密 切 的 河 流 类 型 一 般 是 (D )A 网 状 河 ; B 蛇 曲 河 ; C 平 直 河 ; D 辫 状 河15、 我 国 华 南 产 铀 花 岗 岩 的 形 成 时 代 主 要 为 ( A ) A 燕 山 期 ; B 加 里 东 期 ; C 印 支 海 西 期 ; D 吕 梁 期16、 变 生 作 用 后 矿 物 的 比 重 、 硬 度 及 反 射 率 的 变 化 是 (B )A 升 高 ; B 降 低 ; C 不 变 ; D 无 法 确 定17、 沥 青 铀 矿 或 晶 质 铀 矿 中 放 射 成 因 铅 的 含 量 取 决 于 ( C )A 矿 物 的 形 成 背 景 ; B 共 生 矿 物 的 类 别 ; C 矿 物 形 成 时 间18、 自 然 界 中 铀 元 素 的 稳 定 氧 化 态 是 ( D )A 0, 3+; B 3+, 4+; C 5+, 6+; D 4+,

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