广西花山铀矿床氧化带中铀酰矿物特征、成因及其勘查指示意义

本文分析了广西花山铀矿床氧化带中铀酰矿物的类型、组合及赋存特征,探讨铀酰矿物的成因机制及其对深部铀矿体勘查的指示意义。研究发现,花山铀矿床氧化带中铀酰矿物的类型非常复杂,长冲、白石脚和糙米坪等三个矿点出现不同的铀酰矿物组合。长冲矿点发育准钙铀云母、钙铀云母和硅钙铀矿等铀酰磷酸盐和铀酰硅酸盐组合,铀酰矿物的阳离子组分以富Ca为特点;白石脚矿点出现硅铅铀矿和斜磷铅铀矿等铀酰硅酸盐组合,铀酰矿物的阳离子组分以富Pb为特点;糙米坪矿点出现翠砷铜铀矿、铜铀云母和脂状铅铀矿等铀酰磷酸盐、铀酰砷酸盐和铀酰氢氧化物组合,铀酰矿物的阳离子组分以富Cu和As等为特点。花山铀矿床中的铀酰矿物是原生铀矿物(推断为沥青铀矿)在氧化环境下发生次生沉淀作用而形成的,三个矿点铀酰矿物组合的差异归因于原生铀矿体元素地球化场、地下水中络阴离子类型和地下水介质pH环境等多种因素的耦合。研究认为,铀矿床氧化带中的铀酰矿物对于指导深部盲矿勘查具有一定的指示意义。在花山地区,铀酰矿物沿断裂带出现大规模的垂向分布,它的发育位置大致记录了原生铀矿体的产状特征,而铀酰矿物的含量和类型则有助于提供原生铀矿石品位和硫化物含量等重要的成矿信息。本研究预测,在花山矿区内的糙米坪和白石脚矿点仍然存在发现氧化型铀矿体的良好潜力。     

UO2氧化的天然类比研究：现状与展望

核废料地质处置库UO2的氧化及氧化过程中放射性核素的迁移直接关系到处置库的安全性，为此，许多研究者在实验室研究了UO2氧化行为。然而，短期的实验结果无法直接外推地质处置库中长期氧化行为，天然类比研究为这种外推提供了可能，因此， UO2氧化的天然类比研究已经引起了广泛的关注。系统地总结了天然类比研究的现状，包括沥青铀矿与UO2的可比性、沥青铀矿风化产物的共生组合和共生次序、沥青铀矿及其风化产物的化学成分特征、沥青铀矿风化过程中类比元素的迁移性等；并初步指出了进一步研究的方向，如铀酰矿物的微结构研究、类比元素在沥青铀矿和铀酰矿物中分布的激光探针研究、地下水成分分析、模拟实验等。     

某辉沸石化-铀酰矿化铀矿床的成因研究

本文指出,我国南部某铀矿床产于MS花岗岩体内,其矿石矿物主要为硅钙铀矿和钙铀云母,偶而出现沥青铀矿。矿体产在花岗岩的低温辉沸石化晕范围内,其上部矿化主要发育钙铀云母,下部主要发育硅钙铀矿。矿石中铀镭基本平衡。经初步研究认为,本矿床应是在早期沥青铀矿化预富集的基础上,经辉沸石化及铀酰矿化而形成的内生铀矿床。     

下庄铀矿田早期高温成矿作用及其意义

对下庄铀矿田的矿物组合及年代学的研究，揭示出下庄矿田中存在着一期极为重要的铀成矿作用－早期（125－166．4Ma）高温（或气热高温）铀成矿作用。这期成矿作用主要是受岩浆热液控制，它是形成富大铀矿诃的前提条件之一。     

302铀矿床矿石中铀的存在形式及矿物组合特征

电子探针分析显示,302铀矿床矿石中铀的存在形式以独立铀矿物为主,少量呈类质同像赋存于钍石、锆石及金红石等副矿物之中。独立铀矿物以沥青铀矿为主,其次有铀石、铀钍石、钛铀矿等原生铀矿物和硅钙铀矿、钙铀云母、铜铀云母等次生铀矿物。铀矿石具有5种不同的矿物组合,这种矿物组合的多样性,反映了该矿床热液流体活动的长期性和复杂性,即成矿热液流体作用具有多阶段性,以及热液流体组成和成矿环境的多变性。与铀矿化相关的蚀变有硅化、赤铁矿化、紫黑色萤石化、黄铁矿化、方解石化、绢云母化及绿泥石化等。     

显微发光法在鉴定次生铀矿物上的应用

近十几年来,矿物发光性质的研究和应用有了很大的发展,特别是矿物低温发光特性的测量和利用取得了许多可喜的成果,其中次生铀矿物——铀酰矿物发光特性的研究和应用就是一例。 铀酰矿物的发光机理,通常认为是以铀酰基因[O-U-O]~(2 )为主体发光中心的电子——振动能级之间的跃迁。对某些矿物如板菱铀矿、水碳钠钙铀矿、菱镁铀矿、镁铀云母、钙铀云     

鄂尔多斯盆地西南缘砂岩型铀矿赋矿地层及矿化特征

通过对鄂尔多斯盆地西南缘泾源-华亭一带的地质调查和资料综合分析,笔者重点研究了该区砂岩型铀矿的成矿地质背景、含矿层及铀矿化的基本特征,认为下白垩统六盘山群是区内的主要赋矿层位,可分为上、下两个含矿层;铀矿化与有机质、黄铁矿、黄铜矿等含量关系密切,铀以沥青铀矿或残余铀黑、硅钙铀矿、钙(铜)铀云母等矿物形式为主,部分呈分散吸附状,与Cu、 Pb、 Mn、V、 Ni、 Co等呈正相关关系。这些特征显示,研究区具有较好的砂岩型铀矿找矿前景,值得进一步开展工作。     

青海海德乌拉地区火山岩型铀矿含矿主岩地球化学及铀矿化特征研究

在东昆仑造山带南带的海德乌拉地区分布一套古生代火山岩组合,主要由(杏仁状)玄武岩、粗安岩-粗面岩、流纹岩、流纹质凝灰岩组成,具有多旋回特征。铀矿化主岩赋存在流纹岩和粗面岩中,且发育赤铁矿化、紫黑色萤石化、碳酸盐化及黄铁矿化等蚀变,铀矿物以沥青铀矿为主,含少量六价铀矿物,如:钙铀云母、硅钙铀矿。地球化学研究表明,海德乌拉粗安岩-粗面岩富碱高钾、具有准铝质岩浆岩的特征,与我国东部产铀火山岩相比,海德乌拉粗安岩-粗面岩同样有偏碱性和富含铀钍特征,特别是铀含量是同类岩石的1.5倍以上,显示出相对富铀的特征。研究认为海德乌拉地区富铀的高钾-准铝质火山岩和独立铀矿化的存在,为我国西北地区寻找火山岩型铀矿提供了新的线索。     

铀矿物在氧化过程中的性状

科罗拉多高原矿石中的铀矿物,铀是以六价铀和四价铀形式出现的。其中多数为六价铀矿物,四价铀矿物在高原地区已知的仅有两种:晶质铀矿(氧化物)和铀石(含氢氧基的硅酸盐)。它们在与其他矿物成分发生有意义反应之前,皆氧化为六价铀。晶体构造分析表明,六价铀无例外地都呈铀酰离子(UO_2~(2+)出现。当在没有五价钒、砷、磷离子存在的条件下,铀酰离子可以形成铀酸碳酸盐或硫酸盐的易溶络合物。而当存在有这些元素的五价阴离子时,别铀酰离子与正磷酸根,正钒酸根,正砷酸根形成不溶的层状化合物。在有利的条件下UO_2~(2+)也可形成不溶的菱釉矿〔U0_2C0_3)或含水铀酰氢氧化物,这些矿物很少在科罗拉多高原发现,相反在其他地区这些矿物则广泛发育。很明显这与高原区的半干燥气候和低的潜水面条件有关。铀也可以呈铀酰硅酸盐形成被固定下来、但在已知的矿物种类中是少见的。本文着重研究那些伴随氧化过程生成的矿物的化学和结晶构造的变化。     

论矿化带中钼和铀的分布规律性问题

本文详细地描述了沥青铀矿和辉钼矿组合的矿化特征。列举了沥青铀矿与辉钼矿、方铅矿、闪锌矿、绢云母、碳酸盐等的相互关系。从而说明:矿物自溶液中析出的时间相近、矿化与围岩蚀变关系紧密。同时,划分出两种蚀变类型:1)钠长石化和碳酸盐化岩石,2)绢云母化和矽化岩石。根据不同的围岩蚀变和矿物在矿带中的分布特点,进而划分三种矿带类型:第一类矿带、上部以棋盘状钠长石和碳酸盐蚀变为特征,沥青铀矿大量富集。下部为绢云母和石英,辉钼矿则占优势;第二类矿带下部,矽化、绢云母化特别强烈,沥青铀矿仅见于上部;第三类矿带上部,钠长石增多,富铀而贫钼,下部则相反。以上说明:铀的富集随着岩石钠长石化强度之增加而加强,钼只富集于绢云母化和矽化地段。最后,本文对围岩蚀变和成矿作用的地球化学过程,也作了简要的理论分析。     

Behavior of uranium under conditions of interaction of rocks and ores with subsurface water

The behavior of uranium during interaction of subsurface water with crystalline rocks and uranium ores is considered in connection with the problem of safe underground insulation of spent nuclear fuel (SNF). Since subsurface water interacts with crystalline rocks formed at a high temperature, the mineral composition of these rocks and uranium species therein are thermodynamically unstable. Therefore, reactions directed toward the establishment of equilibrium proceed in the water-rock system. At great depths that are characterized by hindered water exchange, where subsurface water acquires near-neutral and reducing properties, the interaction is extremely sluggish and is expressed in the formation of micro- and nanoparticles of secondary minerals. Under such conditions, the slow diffusion redistribution of uranium with enrichment in absorbed forms relative to all other uranium species is realized as well. The products of secondary alteration of Fe- and Ti-bearing minerals serve as the main sorbents of uranium. The rate of alteration of minerals and conversion of uranium species into absorbed forms is slow, and the results of these processes are insignificant, so that the rocks and uranium species therein may be regarded as unaltered. Under reducing conditions, subsurface water is always saturated with uranium. Whether water interacts with rock or uranium ore, the equilibrium uranium concentration in water is only ≤10^?8 mol/l. Uraninite ore under such conditions always remains stable irrespective of its age. The stability conditions of uranium ore are quite suitable for safe insulation of SNF, which consists of 95% uraninite (UO₂) and is a confinement matrix for all other radionuclides. The disposal of SNF in massifs of crystalline rocks at depths below 500 m, where reducing conditions are predominant, is a reliable guarantee of high SNF stability. Under oxidizing conditions of the upper hydrodynamic zone, the rate of interaction of rocks with subsurface water increases by orders of magnitude and subsurface water is commonly undersaturated with uranium. Uranium absorbed by secondary minerals, particularly by iron hydroxides and leucoxene, is its single stable species under oxidizing conditions. The impact of oxygen-bearing water leads to destruction of uranium ore. This process is realized simultaneously at different hypsometric levels even if the permeability of the medium is variable in both the lateral and vertical directions. As a result, intervals containing uranyl minerals and relics of primary uranium ore are combined in ore-bearing zones with intervals of completely dissolved uranium minerals. A wide halo of elevated uranium contents caused by sorption is always retained at the location of uranium ore entirely destroyed by weathering. Uranium ore commonly finds itself in the aeration zone due to technogenic subsidence of the groundwater table caused by open-pit mining or pumping out of water from underground mines. The capillary and film waters that interact with rocks and ores in this zone are supplemented by free water filtering along fractures when rain falls or snow is thawing. The interaction of uranium ore with capillary water results in oxidation of uraninite, accompanied by loosening of the mineral surface, formation of microfractures, and an increase in solubility with enrichment of capillary water in uranium up to 10^?4 mol/l. Secondary U(VI) minerals, first of all, uranyl hydroxides and silicates, replace uraninite, and uranium undergoes local diffusion redistribution with its sorption by secondary minerals of host rocks. The influx of free water facilitates the complete dissolution of primary and secondary uranium minerals, the removal of uranium at the sites of groundwater discharge, and its redeposition under reducing conditions at a greater depth. It is evident that the conditions of the upper hydrodynamic zone and the aeration zone are unfit for long-term insulation of SNF and high-level wastes because, after the failure of containers, the leakage of radionuclides into the environment becomes inevitable.     

含铀副矿物的热液蚀变：来自华南鹿井矿田碎裂蚀变岩型铀矿床的矿物学研究

花岗岩型铀矿中铀的来源问题，长期以来是铀矿床学研究的热点问题之一。大多数学者认为其成矿物质主要来源于花岗岩本身的含铀副矿物，然而对于含铀副矿物热液蚀变行为研究较少。鹿井铀矿田位于诸广山复式岩体的中部，是华南最主要花岗岩型铀矿田之一，碎裂蚀变岩型铀矿化在该矿田内占主导地位。小山铀矿床位于鹿井矿田中部，是近些年新发现的碎裂蚀变岩型矿床。本文以钻孔ZK1- 1为研究对象，对热液蚀变带开展了精细矿物学研究。研究表明：蚀变带中发育有晶质铀矿、铀石—钍石、独居石、磷钇矿、锆石、磷灰石、金红石等含铀副矿物。晶质铀矿、铀石—钍石中铀含量高，热液蚀变条件不稳定，铀容易释放；独居石蚀变为直氟碳钙铈矿和磷钇矿蚀变为次生磷灰石过程中容易释放出铀；锆石因结构稳定，铀难以释放；磷灰石、金红石中铀含量较低，供铀能力差。综合分析认为花岗岩中晶质铀矿、铀石—钍石是主要铀源矿物，独居石、磷钇矿为次要铀源矿物。     

粤北产铀与不产铀花岗岩中铀矿物特征的电子探针研究及其找矿意义

晶质铀矿的含量、形貌、成分、铀矿物类型、与铀矿物共存的矿物组合等特征可以作为产铀与不产铀岩体的判别标志,为花岗岩型铀矿找矿工作提供了一种新的技术手段。长江岩体和九峰岩体是粤北地区典型的产铀与不产铀花岗岩体,本文利用电子探针测试了九峰岩体的铀矿物并与长江岩体进行对比研究。结果表明九峰岩体的铀矿物主要为晶质铀矿,其化学年龄可分为两组,分别为~160 Ma、~105 Ma,与长江岩体的两组晶质铀矿年龄基本一致;其中第一组年龄代表岩体的成岩年龄,第二组年龄与粤北地区~105 Ma的基性岩脉侵入时代相对应;但九峰岩体缺少长江岩体中~74 Ma的成矿年龄。相比于长江岩体,九峰岩体的铀矿物受到后期热液事件的影响较小,U没有发生明显的活化、转移,因而未能富集成矿,没有形成具有工业价值的铀矿床。     

电子探针测年方法应用于粤北长江岩体的铀矿物年龄研究

晶质铀矿被认为是花岗岩型铀矿成矿的主要矿源提供者,在评价岩体的含矿性和确定成岩成矿年龄方面有重要意义。长江岩体属于诸广山复式岩体的一部分,是粤北地区重要的产铀花岗岩体,本文利用电子探针对该岩体中的铀矿物进行研究。结果表明:长江岩体中的铀矿物多以充填或被黄铁矿包围的形式存在,或者分布于石英、黑云母、绿泥石等矿物中;铀矿物类型主要有晶质铀矿、沥青铀矿、铀石、铀钍石四种。晶质铀矿/沥青油矿的化学年龄值可分为三组:~155 Ma、~106 Ma和~74 Ma。第一组年龄代表岩体的形成时代,后两组年龄代表铀矿的多期次成矿作用年龄。铀矿物从成岩后到~106 Ma,成分没有发生明显变化,直到~74 Ma后才发生明显的U元素活化、迁移。因此,可以推测长江岩体地区主要的铀矿成矿期应发生在~74 Ma及之后。     

Identification of Uranyl Minerals Using Oxygen K‐Edge X‐Ray Absorption Spectroscopy

Although most of the world's uranium exists as pitchblende or uraninite, this mineral can be weathered to a great variety of secondary uranium minerals, most containing the uranyl cation. Anthropogenic uranium compounds can also react in the environment, leading to spatial–chemical alterations that could be useful for nuclear forensics analyses. Soft X‐ray absorption spectroscopy (XAS) has the advantages of being non‐destructive, element‐specific and sensitive to electronic and physical structure. The soft X‐ray probe can also be focused to a spot size on the order of tens of nanometres, providing chemical information with high spatial resolution. However, before XAS can be applied at high spatial resolution, it is necessary to find spectroscopic signatures for a variety of uranium compounds in the soft X‐ray spectral region. To that end, we collected the near edge X‐ray absorption fine structure (NEXAFS) spectra of a variety of common uranyl‐bearing minerals, including uranyl carbonates, oxyhydroxides, phosphates and silicates. We find that uranyl compounds can be distinguished by class (carbonate, oxyhydroxide, phosphate or silicate) based on their oxygen K‐edge absorption spectra. This work establishes a database of reference spectra for future spatially resolved analyses. We proceed to show scanning X‐ray transmission microscopy (STXM) data from a schoepite particle in the presence of an unknown contaminant.     

诸广南部产铀花岗岩长江岩体中的绿泥石和铀源矿物研究

长江岩体是诸广南部地区重要的产铀花岗岩体之一,此次研究运用电子探针和扫描电镜对长江岩体新鲜花岗岩和 蚀变花岗岩中的绿泥石和有关含铀矿物进行了精细对比,揭示花岗岩中铀的活化与成矿前期或早期致使花岗岩发生绿泥 石化的还原性热液蚀变作用关系密切,黑云母等的绿泥石化蚀变,使其中包裹的一些含铀副矿物也发生蚀变,导致原来 以类质同象形式存在于副矿物中的惰性铀转变成活性铀,并在绿泥石附近沉淀成铀石等铀含量高且在成矿期低度氧化性 热液作用下容易释放铀的矿物。长江岩体中的副矿物有锆石、磷灰石、褐帘石、铀石-钍石、晶质铀矿、独居石等,其 中,晶质铀矿、铀石、铀钍石中铀含量高且铀容易释放,是长江岩体的主要铀源矿物;独居石中铀含量较高,当其周围 矿物绿泥石化时,独居石蚀变形成直氟碳钙铈矿并释放铀,因而也是长江岩体的潜在铀源矿物;锆石中铀含量虽高,但 因其结构稳定,铀难以释放,因此它不是长江岩体中重要的铀源矿物;磷灰石、褐帘石中铀含量均低于检测限,作为铀 源矿物的可能性很小。     

古水文地质方法在研究下庄花岗岩型铀矿床中的应用

本文在分析华南下庄铀矿田区域地质背景、古气候条件的基础上,运用古水文地质方法对该区构造－古水文地质分斯、分区进行了划分,确定了下庄铀成矿古水热系统的补给区、径流区和排泄区位置,并对该水热系统中铀成矿作用水文地质过程作了简要的归纳。     

下庄铀矿田保存因素研究

下庄矿田是我国落实的第一个花岗岩型铀矿田,矿床和矿点分布在贵东岩体的东部,受构造、岩性联合控制,矿化类型有硅化带型(群脉型)、交点型、蚀变碎裂岩型和花岗岩外接触带变质砂岩型,矿床形成后经历了华南地壳的新生代特别是晚新生代的隆升和剥露。成矿后的构造活动研究表明,上洞断裂和马屎山断裂是矿田的保矿构造,它们形成时代较新,联合控制了下庄断块的下陷,保护了之前形成的铀矿免受或少受侵蚀破坏,这也是贵东岩体东部有矿西部无矿的根本所在。