某些花岗岩型铀矿床成矿热液中的含铀离子和沉淀机理

华南某些重要花岗岩型铀矿床成矿阶段含铀热液系Ca~(2+)-Na~+/HCO_3~--F~-型弱碱性热液,热液中UO_2(CO_3)_2~(2-)和UO_2F_4~(2-)的活度最大。热液蚀变反应、温度和压力的降低以及岩石的还原容量是导致热液的Eh值降低、铀开始沉淀的Eh值升高的重要因素,铀的沉淀机理是含铀离子的被还原作用。     

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床铀矿物特征与形成机理

纳岭沟铀矿床位于鄂尔多斯盆地北东部,是我国近年发现的一个特大型砂岩铀矿床,铀矿体赋存于中侏罗统直罗组下段河流相砂体中,受古层间氧化带控制,呈板状。铀矿物主要为铀石、沥青铀矿和钛铀矿,其中铀石是最主要的铀矿物。沥青铀矿中w(CaO)较高;铀石中w(UO_2)偏低、w(SiO_2)偏高,w(UO_2)/w(SiO_2)达到1:1.29,远低于正常值;钛铀矿则呈现U低Ti高的特点。根据各铀矿物的形成、富集机理,认为纳岭沟铀矿床在古层间氧化发育阶段赋矿砂体属于酸性环境,SiO_2活度较低,形成铀矿物主要为沥青铀矿。始新世晚期及以后,氧化作用不发育,赋矿砂体被二次还原,岩石地球化学环境由酸性转变为弱碱性,SiO_2活度增大,使早期阶段形成的沥青铀矿转变为铀石。钛铀矿主要是在氧化—还原作用下由含铀溶液中的铀(UO_2~(2+))交代重矿物—钛铁矿中的Fe2+而形成。     

我国天然铀氧化物的结构和化学特征

目前我国发现的天然铀氧化物为UO_(2.03)-UO_(2.85)的连续演化系列,均属UO_2(UO_(1.75)-UO_(2.30))的萤石型立方结构,即铀氧化物氧铀比的变化未产生相应的结构相的变化,但其物理特性却随着化学成分的变化(特别是矿物中氧铀比值)而变化,导致化学成分与结构相之间的矛盾。笔者认为天然铀氧化物中的六价铀(U~(6+))并不加入矿物晶格,而是以无定形铀酰离子团(UO_2)~(2+)或以三氧化铀的水化物(UO_3·nH_2O)形式存在于UO_2晶格的缺陷中。天然铀氧化物中这些非晶质的(UO_2)~(2+)或(UO_3·nH_2O)的混入量与生成的地质环境,特别是沉淀时体系的氧逸度、硫逸度有重要关系,它不只决定了形成铀氧化物的性质,同时也决定了矿物中氧铀比的变化。沥青铀矿是UO_2结晶体与呈凝胶的(UO_2)~(2+)基团及(UO_3·nH_2O)的混合物,因此,矿物中氧铀比的变化并不引起矿物相的转换。     

岩石样品U0和AU的计算

本给岩石原始铀含量和铀变化系数以确切定义，并系统介绍了U0和△U的计算方法。计算岩石原始铀含量(U0)有Th／U比值法和U—Pb同位素法，后又包括两阶段法和三阶段法；铀的变化系数(△U)包括近代(现代)和成矿时铀的变化。这一手段或方法对研究地浸砂岩型铀矿成矿机理和成矿预测有重要意义。     

岩石样品U0和ΔU的计算

本文给岩石原始铀含量和铀变化系数以确切定义 ,并系统介绍了U0 和ΔU的计算方法。计算岩石原始铀含量 (U0 )有Th/U比值法和U Pb同位素法 ,后者又包括两阶段法和三阶段法 ;铀的变化系数 (ΔU)包括近代 (现代 )和成矿时铀的变化。这一手段或方法对研究地浸砂岩型铀矿成矿机理和成矿预测有重要意义。     

采用铀试剂Ⅲ 分光光度法测定Th、U、Zr、Pa、Sc和稀土元素

文中论述了铀试剂Ⅲ的一般性质,及其水溶液和酸性溶液中的试剂颜色,被测元素显色反应的灵敏度,并有附表介现了铀试剂Ⅲ与Th、Zr、Hf、Pa、U(IV)、UO_2~(2+)、Sc、TR等十六个元素显色反应的情况。同时文章中推荐了用铀试剂Ⅲ测定元素时的UO_2~(2+)——特里龙B———其它元素体系、萃取分光光度法及校核反应的机理,以及铀试剂Ⅲ和元素显色反应时与元素的离子半径大小的关系,对Be、Zn、Pb、Ca、UO_2~(2+)、Ge、Hf、Zr、U~(4+)、Th等二十一个元素的消光与离子半径大小的关系作了列表。评述了铀试剂Ⅲ测定Pa、Zr、Hf、Th和U~(4+)时提高选择性的可能。文中还介绍了铀试剂Ⅲ的四种衍生物和类似物的通式及铀试剂Ⅲ与双电荷和三电荷的阳离子元素如Sr、UO_2~(2+)、Pb、ZrO~(2+)、La、四电荷的阳子——Th、Zr、Hf、U~(4+)形成络合物的表示式以及有色络合物反应的机理。本文还详细地拟定了铀试剂Ⅲ测定矿物、矿石、合金中铀、钍、锆、铪、镤、稀土元素、钪的分析方法及其干扰元素的消除。最后还介绍了铀试剂Ⅲ合成的详细方法。     

表生带天然水中主要铀存在形式的探讨

本文给出了控制水中铀形式分市的 PH 和配位体浓度参数,对天然水中铀存在形式进行模拟电算,并总结了其分布规律。同时,还指出:在常温常压的氧化条件下,PH>8的天然水中铀通常以UO_2(CO_3)_4~(4-)为主;在50.03～0.5毫克/升时。铀应以 UO_2(HPO_4)_2~(2-)为主;在 PH<5的酸性水中铀依次受 F~-、SO_4~(-2)和∑PO_4浓度的控制,当上述离子小于零态值时,水中铀形式主要是 UO_2~(2 )。     

红石泉铀矿床铀的迁移形式及沉淀机制

红石泉矿床是以岩浆气成热液成矿作用占主导地位的复成因型铀矿床。根据热力学原理计算,初始含矿气成热液的pH值为5.29—5.58,Eh值为-0.323—-0.363伏。在初始含矿气成热液中,1g(aUO_2~(2 )/aU~(4 ))为11.46—12.74,mUO_2~(2 )/mU~(4 )为7.58×10~7—9.91×10~9,mUO_2(CO_3)_2~(2-)/∑U为83.4—96.7％,铀主要以UO_2(CO_3)_2~(2-)形式迁移。铀的沉淀是铀酰络离子UO_2(CO_3)_2~(2-)分解和铀酰离子UO_2~(2 )还原沉淀的统一的物理化学过程。压力减小,pH值增加、Eh值降低和铀浓度增大均有利于铀矿化。     

铀矿石及含铀岩石中铀(Ⅵ)和总铀的关系探讨

探讨了溶矿时间和溶矿温度对测量铀矿石及含铀岩石中铀(Ⅵ)和铀(Ⅳ)的影响及高含量铀(铀含量≥100μg/g)和低含量铀(铀含量≤100μg/g)中铀(Ⅵ)和总铀的关系。结果表明,溶矿3 h、溶矿温度65℃可以有效检测铀矿石及含铀岩石中的铀(Ⅵ)和铀(Ⅳ)。高含量样品,总铀含量等于铀(Ⅵ)和铀(Ⅳ)之和;低含量样品,铀(Ⅵ)的含量在数值上和总铀符合数学关系:w[U(Ⅵ)]=(A560/A584)×w(U总)。通过测定不同波长下的总铀含量,应用数学关系导出低含量样品中铀(Ⅵ)和铀(Ⅳ)的含量,可以大大简化分析步骤,提高分析效率,经济便捷。     

砂岩铀矿成矿过程与氧化还原分带: 铀系不平衡证据

铀系不平衡技术被用来研究新疆伊犁盆地库捷尔太砂岩型铀矿床的氧化还原分带和成矿过程.取自该矿床的26个样品的铀、钍含量以及234 U/ 238U, 230 Th/ 234 U和230 Th/ 238U活度比值分别用ICP -MS和α能谱仪进行了测量.不同氧化还原带岩石的铀、钍含量和钍/铀比明显不同: 强氧化带岩石的U、Th含量和Th/U比分别为12.4 μg/g, 4.5 μg/g和0.48; 弱氧化带分别为20.4 μg/g, 5.0 μg/g和0.38; 过渡带(矿化带)分别为169.7μg/g, 4.7μg/g和0.07; 还原带(未蚀变带)分别为6.8μg/g, 3.7μg/g和0.87.其同位素特征亦有明显差异: 氧化带岩石234 U/ 238U大多大于1, 过渡带(矿化带)岩石部分大于或等于1, 部分小于1, 还原带(未蚀变带)岩石大多大于1; 氧化带岩石230 Th/ 234 U和230 Th/ 238U大多大于1, 过渡带(矿化带)岩石大多小于或等于1, 还原带(未蚀变带)岩石大多大于1.这可作为砂岩型铀矿床矿体定位的指示剂.铀系不平衡特征还示踪了该矿床的成矿作用过程.      

消息

◇苏联在铀-钼矿床和呈矿点的矿石中,发现一种少见的含铀-钼矿物,称为水钼铀矿(Moypum)—(UO_2 UO_3·5.5MoO_3·5.3H_2O)。此矿物生于上述矿床的表生带中,与其他所有铀钼矿物在物理性质上和化学成份上都有所不同。水钼铀矿为深紫色,其中铀含量极高。四价铀的含量大大超过六价铀。矿物是在还原条件下生成的。晶体结构与U_3O_8相似。     

374矿床铀的迁移、沉淀及成矿机理

本文从374矿床的矿物共生组合,围岩蚀变及气液包裹体成分等资料入手、应用物理化学基本理论,尝试性地探讨了成矿作用各阶段的热液活动,不同阶段中铀的迁移形式及其沉淀条件。成矿作用可分为两个阶段:第一成矿阶段,铀主要以UO_2(CO_3)_3~(4-)的形式迁移(占55％),其次是以UO_2(CO_3)_2~(2-)的形式迁移(占43％);第二成矿阶段,则有99.9％的铀是以UO_2F_4~(2-)的形式迁移。在第一阶段中,随着α_(Fe)~(2+)、α_(UO_2~(2+))增加、P_(CO_2)降低、pH值增大,铀的富集作用加强,沥青铀矿(UO_2)与赤铁矿(Fe_2O_3)共生的稳定区扩大;在第二阶段中,随着a_(Fe~(2+))、a_(Ca~(2+))及a_(UO_2~(2+))的增加,沥青铀矿不断沉淀,沥青铀矿与萤石、赤铁矿(UO_2+CaF_2+Fe_2O_3)稳定区扩大。     

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。     

铀的地球化学性质与成矿——以华南铀成矿省为例

铀是强不相容元素,随着岩浆演化而不断富集,在岩浆演化末期受结构氧增加影响进入独居石、磷钇矿等副矿物中。岩浆演化通常无法直接形成达到工业品位的铀矿床。铀是对氧逸度敏感的变价元素。在表生风化过程中岩体(层)中的铀被氧化为UO_2~(2+)而极易溶解进入水体中,并可在还原环境沉淀而富集成矿,氧化还原界面是找矿的理想选区。大气水可通过断裂构造系统进入一定深度,并受热源作用形成高氧逸度的热液而萃取出岩体(层)中的铀在还原位置沉淀富集形成矿床。新元古代氧化事件以及Marinoan冰期结束使得表生风化过程中更多的U进入水体;而寒武纪生命大爆发,易在沉积盆地底部形成还原环境,有利于U的沉淀富集。受上述三方面因素控制,在华南形成了广泛分布的富铀黑色页岩层,并被之后的沉积物覆盖,成为华南各型铀矿床的铀源层。印支期构造运动使部分富铀黑色页岩层发生部分熔融形成了富铀的S型花岗岩,该类岩石亦是之后铀成矿作用的铀源岩。燕山运动后期华南发生伸展构造背景下的岩浆热事件为以大气水为主的高氧逸度热液的形成并作用于铀源岩(层)提供了有利条件,促使华南各类型铀矿床开始在白垩纪集中形成。     

东胜地区砂岩型铀矿成矿年代学及成矿铀源研究

文章研究了鄂尔多斯盆地东胜地区砂岩型铀矿成矿年代学特征。东段铀矿体翼部的成矿年龄为120±11 Ma和80±5 Ma,矿体卷头部位的成矿年龄为20±2 Ma、8±1 Ma;中段有124±6Ma和80±5 Ma的成矿年龄。这表明早白垩世和晚白垩世是该区铀的主成矿期,它与盆地抬升的构造演化历史相一致。卷头(富矿)铀成矿作用发生在新近纪中新世和上新世,可能与该时期区内的构造热事件有关。新近纪铀的成矿作用对早期铀矿化起到改造作用。铀含量<0.01%的样品U-Pb等时线年龄为177±16 Ma,在误差范围内与直罗组的沉积年龄(中侏罗世)相吻合,这是直罗组沉积时铀预富集的直接证据。砂体原始含量(U0)的研究结果显示,U0平均值为24.64×106,也表明有铀的预富集。直罗组岩石中铀的近代得失(ΔU)研究结果表明,其ΔU的平均值为70.2%,显示非矿化岩石以带出铀为主,是铀成矿的重要铀源。     

广东大亚湾西北部新发现铀矿点及找矿远景讨论

2003年在广东大亚湾西北部新发现了一处火山岩型铀矿点,经刻槽取样分析,铀矿石品位高达0.459%。该处铀矿物成份主要是沥青铀矿和次生铀矿物,前者 UO_2最高为94%,Al_2O_3<1%,P_2O_5含量变化大,按照 P_2O_5含量可分两组,其一变化于2.23%～2.57%,另一组变化于17.96%～19.95%;次生铀矿物含 UO_3大约为60%左右,Al_2O_3在1.6%～3.0%之间,P_2O_5变化于10%～15%。对含矿岩石及围岩进行了岩石学和地球化学研究,结果表明,出露的岩石主要为流纹质岩石,与著名的相山矿田的岩石类型相似。岩石具有高的 LREE/HREE 值,Eu 负异常并不普遍。从主、微量元素及稀土元素特征来看,含矿岩石及围岩差别不大,总特征与一般的钙碱性火山岩相似。新发现的铀矿化带范围虽然不大,但含矿岩石铀品位高,所处构造环境与相山铀矿田的某些矿床有一定的相似性,是值得注意和进一步工作的地区。     

桂北摩天岭含铀花岗岩体岩石地球化学特征

本文按摩天岭含铀花岗岩体的花岗岩、弱蚀变花岗岩、钾交代花岗岩和硅质交代花岗岩4种岩石类型,探讨了岩石中的常量元素、大离子亲石元素(LILE)、高场强元素(HFSE)和稀土元素(REE)含量特征及相互间的关系。其中含铀钾交代花岗岩表现为强钾长石化、强绿泥石化和弱赤铁矿化,U含量与次生黑云母关系密切;含铀硅质交代花岗岩的U含量与微晶石英伴生的铁质有关。通过剖析不同类型岩石的地球化学特征,指出成矿流体的元素主要来自花岗岩,产铀岩石具明显的LLH特征;伴随铀矿化的增强,K/Ba、Rb/Sr值降低,而Ba/Rb值增高;含铀钾交代花岗岩和硅质交代花岗岩的HFSE和REE含量呈共轭消长和重稀土(HREE)相对富集的特征。提出伴随断裂开启多期成矿流体的叠加更有利于铀的富集,LLH特征,以及K/Ba、Rb/Sr值降低与Ba/Rb值增高可作为含铀花岗岩体的地球化学判别依据。     

滇西龙川江盆地团田地区砂岩型铀矿元素地球化学特征

本文通过系统的取样分析,详细研究龙川江盆地团田地区新获砂岩型铀矿床的元素地球化学特征,以期为初步揭示区域铀成矿模式提供有效信息。分析表明:矿段岩石成熟度较差,岩性为长石砂岩;矿段定位于氧化-还原过渡带且存在含氧地下水二次氧化破坏可能;U元素与Mo的双峰富集式样可以作为该区砂岩型铀矿化元素模型;本次见矿层位(芒棒组下段下亚段)古铀量较低,存在沉积期后铀元素预富集作用,且本身也可作为盖层铀源供给铀元素;该区铀成矿过程为表生来源,不具备深部热液作用特征,该区芒棒组各含矿层具有较统一的物质来源、沉积环境和构造背景;稀土元素与铀元素离子在该区地下水水溶液中主要呈REE(CO_3)~0、UO_2(CO_3)~0、[REE(CO_3)_2~(-2)]、[UO_2(CO_3)_2~(-2)]四种形式的络离子共迁移,并在适当的Eh和pH条件下与有机碳、Fe~(2+)等还原剂发生反应而沉淀富集于矿物颗粒裂隙中。     

滇西龙川江盆地团田地区砂岩型铀矿元素地球化学特征

本文通过系统的取样分析,详细研究龙川江盆地团田地区新获砂岩型铀矿床的元素地球化学特征,以期为初步揭示区域铀成矿模式提供有效信息。分析表明:矿段岩石成熟度较差,岩性为长石砂岩;矿段定位于氧化-还原过渡带且存在含氧地下水二次氧化破坏可能;U元素与Mo的双峰富集式样可以作为该区砂岩型铀矿化元素模型;本次见矿层位(芒棒组下段下亚段)古铀量较低,存在沉积期后铀元素预富集作用,且本身也可作为盖层铀源供给铀元素;该区铀成矿过程为表生来源,不具备深部热液作用特征,该区芒棒组各含矿层具有较统一的物质来源、沉积环境和构造背景;稀土元素与铀元素离子在该区地下水水溶液中主要呈REE(CO_3)~0、UO_2(CO_3)~0、[REE(CO_3)_2~(-2)]、[UO_2(CO_3)_2~(-2)]四种形式的络离子共迁移,并在适当的Eh和pH条件下与有机碳、Fe~(2+)等还原剂发生反应而沉淀富集于矿物颗粒裂隙中。     

白云鄂博铁矿区首次发现铀钍矿和碳酸铈钠矿

一、铀钍矿(Uranothorite),(Th,U)SiO_4,是富含铀的钍石变种,该矿物比世界各地发现的铀钍矿含铀均较高.红褐色、黑褐色,玻璃和油脂光泽.镜下黑褐色,不透明至半透明,不溶于盐酸.电子探针分析矿物化学成分(%):SiO_210.53,19.95;TiO_20.30,-;FeO2.73,3.52;CaO2.27,-;ThO_247.79,50.87;UO_232.49,27.44;P_2O_54.15,-;总计100.26,101.78.X光粉晶强线:5.21(2),4.69(10),3.54(10),2.66(8),2.22(5),2.05(5),1.83(9),1.180(5),1.120(5).该矿物产于西矿区白云石型铌稀土铁矿石中,呈