铀酰矿物的对称性与发光性的讨论

长期以来,铀酰矿物的发光特性就一直应用在矿物鉴定和找矿勘探上。仅在最近十几年来,大量研究常温(300°K)和低温(70°K)铀酰矿物和合成铀酰化合物的光谱特性后,才有可能在铀酰(UO_2~(2+))电子结构的基础上,对铀矿物的酰发光机理提出些合理的释解。 A.H.塔拉宪是当前苏联对矿物发光特性有代表性的研究者之一。他在研究了大量铀酰矿物发光光谱特性后(1978年),得出了这样的结论:仅仅晶格中具有足够数量低对称铀酰中心的那些矿物才具有辐射能力,并进一步推论:随着赤道面中铀配位体数     

天然金属铀的首次发现

正铀广泛分布于地球的各种地质体中,由于其化学性质活泼,通常以+3、+4、+5、+6价态的化合物状态存在,其中+4和+6价铀化合物稳定。四价态铀通常以晶质铀矿(或沥青铀矿)(UO2)形成于岩浆、热液、沉积和变质作用产物中,而六价态通常以铀酰离子(UO2+2)化合物溶于水体中或在沉积、蒸发和氧化的条件下形成硫酸盐、碳酸     

松辽盆地宝龙山铀矿床中铀酰碳酸盐矿物的发现与砂岩型铀矿成矿的新途径

1 研究目的(Objective) 国内中新生代沉积盆地(伊犁、吐哈、鄂尔多斯、二连、松辽)中砂岩型铀矿中铀矿物类型以沥青铀矿或铀石为主,也可见少量的次生铀矿物,如水硅铀矿,与铀石可以相互转化.笔者在研究松辽盆地宝龙山铀矿床铀赋存状态过程中发现少量的铀酰碳酸盐矿物,本文运用扫描电镜、能谱与红外吸收光谱分析等方法对铀酰碳...     

碳氮源对P.Fluorescens吸附和还原U(Ⅵ)的影响研究

为探讨不同碳氮源对培养基中铀酰离子的络合形态及荧光假单胞菌对铀吸附和还原作用的影响,本文以查氏培养基为基础,将蔗糖替换为葡萄糖或将硝酸钠替代为氯化铵,采用Visual MINTEQ分析研究铀酰离子络合形态。研究结果表明,碳氮源的种类对微生物生长无影响。U(Ⅵ)浓度为10 mg/L时,3种培养基中铀酰离子的主要络合形态均为UO2PO-4。U(Ⅵ)浓度为50~200 mg/L,查氏和葡萄糖碳源培养基中铀酰离子主要络合形态均为UO2(SO4)2-2。氯化铵氮源培养基中,U(Ⅵ)浓度为50 mg/L时铀酰离子的主要络合形态为UO2HPO4(aq),浓度为100~200 mg/L时主要是UO2Cl2(aq)。荧光假单胞菌对U(Ⅵ)耐受浓度高达100 mg/L,当U(Ⅵ)浓度达到200 mg/L时,菌体失活。荧光假单胞菌为活体时,对U(Ⅵ)的吸附率为84.02%~92.59%,还原率为3.32%~10.94%,不同碳氮源对铀吸附和还原的影响较小。荧光假单胞菌为死体时,对铀的吸附率为24.33%~39.05%;非葡萄糖碳源培养基中,对铀的还原率为37.50%~44.58%,含还原性葡萄糖的培养基条件下U(Ⅵ)的还原率为53.12%。还原性葡萄糖与荧光假单胞菌对铀的还原为协同作用。荧光假单胞菌为活体时,培养基成分被微生物充分利用,两者协同作用不明显。     

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。     

铀与酵母菌细胞表面相互作用研究

应用扫描电子显微镜(SEM),傅立叶红外光谱(FTIR)和电子能谱(EDS)方法研究了酿酒酵母菌与铀酰离子的相互作用.电镜结果表明,吸附铀后酵母菌细胞发生一定变化,随时间延长细胞异常加剧;细胞表面有大量铀结晶,结晶量随铀浓度增加和作用时间延长而加大.能谱分析表明,酵母菌细胞表面结晶为含铀化合物.对照吸附前后的红外光谱图...     

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     

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。     

地浸过程中铀迁移特征研究

通过室内溶质迁移试验，对地浸过程中铀迁移的规律进行了研究。结果表明：地浸过程中溶质铀主要以铀酰、硫酸铀酰为主要存在形式；铀迁移经历了溶解迁移、沉淀、再溶解迁移的多次旋回；浸出铀浓度最大值和浸出速度与浸出距离和浸出时间密切相关。     

重新认识还原作用在铀成矿中的贡献

铀是一种变价元素,在自然界主要以六价和四价离子的化合物形式存在。一些学者特别强调U~(6+)被还原为U~(4+)在成矿中的重要性。但实际上,作为成矿作用产物的铀矿物中都含有一定量的U~(6+),或铀以[UO_2]~(2+)形式形成铀酰矿物。大量地质现象和室内实验资料也表明,还原作用有助于铀成矿作用的进行,但并不都是直接通过U~(6+)还原为U~(4+)成矿,而多是通过对热液/流体性质的改变或其它方式促进铀的沉淀和富集。     

热液中铀迁移形式的初步实验研究

关于热液铀矿床中铀的迁移形式,存在着各种不同的观点,(1)以六价铀酰络合物迁移为主,但不排除少量四价铀的络合物迁移;(2)以四价铀及六价铀的络合物混合迁移;(3)以四价铀的络合物迁移为主;(4)参与铀迁移的介质为含HCO_3~-、F~-、Cr~-、SO_4~(2-)等离子的水溶液及二氧化硅水溶胶等。其中一些看法有待理论和实验的进一步验     

43～17ka川东北石笋234U/238U变化及其意义初探

铀(U)是自然界中最重的天然元素.U的价态随氧化-还原条件的变化而变化:在还原环境下多形成难溶于水的+4价铀离子沉淀[2]而在氧化环境中多形成易溶于水的+6价铀酰离子[UO2]2+随溶液迁移[2],并易与碳酸根离子(CO32-)、磷酸根离子(PO43-)和氟离子(F-)形成络合离子[1].岩溶地下水由于具有较高的CO2分压(pCO2)和pH值,铀酰离子主要以碳酸根离子络合态的形式存在[2.3].在表生环境下,土壤氧化还原状态(Eh)与土壤水分含量密切相关,水分含量降低有利于氧化环境形成和土壤Eh上升,因而有利于U的迁移.     

低煤级煤与UO22+的吸附络合及亲煤型铀矿成矿过程

针对中国亲煤(煤系)砂岩型铀矿床成矿过程,以不同氧化程度的低煤级煤为研究对象,采用分光光度法研究煤对铀酰离子的吸附络合作用.结果表明,煤对铀酰离子(UO22+)的吸附作用受煤氧化程度、煤种、溶液pH值、环境温度和铀溶液初始浓度等因素影响.脱附实验和红外光谱分析进一步证明,煤中活性官能团与铀酰离子发生了明显的化学吸附/络合作用.基于上述结果,提出了亲煤型砂岩铀矿的成矿过程,为揭示煤与铀矿共伴生关系提供了基础数据.     

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。     

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。     

可溶性芳香化合物与砂岩型铀成矿的关系

用荧光法测量砂岩铀矿试样中可溶性芳香化合物，得到特定波长下的荧光强度值与试样中铀、有机碳、价态铁等地化指标进行相关性处理，发现铀与可溶性芳香化合物关系密切，显示出铀与该类化合物之间存在着一定的内在联系。为研究铀矿的成因与地球化学环境等提供了实验依据。     

川北陆相砂岩型铀矿床成岩与成矿过程中有机质对铀的富集作用

川北陆相砂岩型铀矿主岩中有机质是铀的主要富集剂。铀在其中存在形式有:1.矿物铀;2.吸附铀;3.腐植酸合铀酰络合物。含铀有机质相当煤化程度较低的褐煤,铀矿化主要富集在结构镜质体之中。有机质对铀的富集作用表现在成煤作用的各个阶段。     

粤北下庄铀矿田中铀酰矿物的成分特征——对核废料处置库中UO2氧化行为的启示

下庄铀矿为一花岗岩型铀矿，矿田地处湿热气候条件下，沥青铀矿普遍产于破碎带中，这种特定的产出环境致使该区沥青铀矿经受了强烈的风化，形成种类繁多、数量丰富的铀酰矿物；而我国高放废物地质处置库拟建在花岗岩体中。因此，下庄铀矿田是开展核废料氧化的天然类比研究的理想地区，并对我国的高放废物地质处置库的安全性评价有重要的指导作用。下庄铀矿田的铀酰矿物组合为铀酰氢氧化物、铀酰硅酸盐和铀酰磷酸盐，包括柱铀矿、黄钙铀矿、calciouranoite、红铀矿、富硅铀酰相、硅钙铀矿、钙铀云母和盈江铀矿等。根据它们的空间分布特征可划分成两个风化系列，即硅酸盐风化系列和磷酸盐风化系列，其共生次序分别为：沥青铀矿→铀酰氢氧化物（氧化物）→富硅铀酰相→硅钙铀矿和沥青铀矿→铀酰氢氧化物（氧化物）→钙铀云母→盈江铀矿。在该矿田中，铀酰氢氧化物是亚稳定相矿物，常常被铀酰硅酸盐或磷酸盐取代，因此，铀酰氢氧化物仅出现在少数样品中，而铀酰硅酸盐和铀酰磷酸盐矿物则非常普遍。矿田中的铀酰矿物在化学成分上以富钙为其显著特征，由于核废料地质处置库近场地下水中的Ca^2＋含量应该明显比下庄矿田地下水中的高，因此，我们预测含Ca的铀酰硅酸盐和铀酰磷酸盐矿物等热力学上的稳定物相很可能是地质处置系统中最主要的铀酰矿物，处置库内放射性核素的迁移主要是由这些矿物控制的。     

华南花岗岩型铀矿床主要特征与成矿作用研究进展

花岗岩型铀矿床是我国最重要的铀矿床类型之一,且主要分布在华南地区。本文在简要介绍华南花岗岩型铀矿床主要地质特征的基础上,重点总结了华南花岗岩型铀矿床的产铀花岗岩、成矿时代、成矿流体和成矿物质来源等方面的研究进展。华南花岗岩型铀矿床主要分布在华夏地块,以桃山-诸广铀成矿带最为重要。矿床以中小型(300～3000t U)和中低品位(0.05%～0.2%U)为主。产铀花岗岩主要形成于三叠纪(240～205Ma)和侏罗纪(165～150Ma)两个时期,属于S型花岗岩,源区以泥质沉积岩为主。三叠纪过铝质淡色花岗岩是有利的铀源岩,其中铀主要赋存于晶质铀矿。黑云母、晶质铀矿、磷灰石和锆石成分特征是评价花岗岩产铀潜力的有效工具。华南大多数花岗岩型铀矿床形成于白垩纪-古近纪(110～50Ma),以后生热液成因为主,其形成主要与区域白垩纪-古近纪岩石圈伸展作用和幔源基性岩浆活动有关。成矿流体以大气降水为主,成矿温度集中在120～260℃、盐度一般小于10%NaCleqv,铀在流体中主要以铀酰碳酸络合物和铀酰氟化物形式迁移,物理化学条件变化和CO_2去气导致铀在有利部位沉淀。文章指出应加强花岗岩中铀活化机制、铀成矿时代、以及下庄铀矿田侏罗纪(175～145Ma)铀成矿作用研究。     

有机质在铀成矿过程中作用的实验模拟研究

沉积型铀矿的形成与有机质存在密切联系。实验模拟研究表明:芳香有机酸在弱酸到弱碱性条件下很容易和铀酰根离子发生配位反应,它能通过羧基上的氧原子以多种配位形式和铀形成配位键。此结果验证了前人的一些结论,并直观地展现了有机质的主要官能团与铀离子在溶液中的一些迁移形式。模拟实验结果也显示了烃类在水热条件下对铀成矿的还原作用,它能将六价铀还原成四价铀而沉淀下来。