铀矿资源评价

铀元素及铀矿物的基本特征铀元素性质及铀的分布铀的性质（同位素、氧化态、稳定条件、离子性质）；+3、+4、+5、+6几种价态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。U4+—（0.97—1.01A）UO2+（铀酰）呈哑铃型，U4+呈绿色，U0?2+呈黄色。U4+呈弱碱性，当pH=2时，U4+发生水解,2水解结果具酸性反应，并最后生成U（oH）沉淀。U6+显两性，4但酸性较强，碱性较弱，在酸性溶液中呈UO22+,在碱性溶液中呈U2O72-U4+在还原条件下稳定，UO22+在氧化条件下稳定，两者可以相互转化。碱性溶液中铀以高价态的形式可稳定存在铀在自然界的分布及存在形式。在岩浆岩中的分布由超基性岩到酸性岩含量逐渐增高，一般变化是自超基性岩中的O.OOnppm到酸性岩中的n个ppm（10-6）铀在沉积岩中的分布沉积岩中铀含量的变化幅度很大，从O.nppm到nXIOppm,—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。铀在变质岩中的分布：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，它与铀在变质岩中的分布规律相关。但一般来说，不同的变质岩类有不同的铀含量。长英质岩类要比铁镁质岩类和碳酸盐岩类要高；同一岩类中，不同变质岩石的含铀性也有差异。2．在地壳中的存在形式：铀矿物形式②类质同象置换形式③分散吸附状态形式：二．铀矿物的晶体化学特点（四价铀矿物、六价铀矿物）1．四价铀矿物的晶体化学特点四价铀矿物的晶体结构类型四价铀在矿物中的离子形式存在，形成离子键化合物，多数属离子晶格，在晶体结构中铀具有较高的配位数，为8和6晶，体结构类型有三种：a、配位型（或称萤石型）b、岛状型（或称锆石型）c、层状型类质同象在四价铀矿物中广泛发育着U4+和Th4+和TR3+之间的类质同象变生作用变生作用系指在铀、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。变生矿物的特点：i） 具油脂光泽、沥青光泽、无解理、贝壳状断口、半透明或碎片边缘微透光，密度、硬度低。ii） 光性上为均质体（或局部残留非均质性），折光率和反射性偏低。（iii） 矿物中非结构水含量偏高，加热焙烧后会重新结晶，但不一定恢复到原始结构。（iv） 恢复晶体结构时发生放热反应。2．六价铀矿物的晶体化学特点晶体结构的基本特点：（i） 铀酰离子的结构及特点：单独的U6+离子在自然界是不稳定的，由于U6+具有很高的正电荷，半径小（0.80A）,在能量上处于不稳定状态，很容易与氧结合，形成UO22+络离子。铀酰为一线型离子，呈哑铃状（ii） 晶体结构类型一有三种类型：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。多型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。三铀矿物的物理性质（放射性、荧火性等）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a、B、Y射线的现象。放射性特征的表现：使气体分子发生电离，使硫化锌、碘化钠等晶体发荧光。②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⑤能使周围的矿物变色荧光性是六价铀矿物的另一突出特性。荧光是在外来能量（紫外线）的激发下，矿物发光的现象。铀酰的磷酸盐、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。荧光色主要有两种：一种是淡黄绿色，称为“钙铀云母型”；另一种是淡青绿色，称为“板菱铀矿型”四．铀矿物的成因类型一般来说，内生条件下主要形成四价铀矿物，通常称之为原生铀矿物，如晶质铀矿、沥青铀矿或多种含铀的金属复杂氧化物；表生条件下主要形成六价铀矿物或铀酰矿物。铀主要富集于酸性及碱性岩浆岩中，尤其是富集岩浆晚期的分异产物中。多呈包裹体状分布在黑云母等暗色矿物以及其它造岩矿物中，或者呈浸染状分布含铀伟晶岩主要是花岗伟晶岩和碱性伟晶岩。中低温热液成因主要是四价铀的简单氧化物-沥青铀矿和四价铀的硅酸盐-铀石；沉积-变质成因的铀矿物，主要铀矿物是晶质铀矿和钛铀矿。五.岩浆铀矿床一、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，按产出围岩可划为两大类：①产于酸性岩中的铀矿床②产于碱性岩中的铀矿床二、岩浆铀矿床成矿地质条件及矿床一般特征1、 矿床产出的大地构造位置主要产在元古代、古生代褶皱带内或稳定地块边缘。2、 产铀岩体的岩性特点岩性上包括有酸性岩和碱性岩两大类，其中岩体含铀量普遍较高酸性岩有：伟晶状钾长花岗岩、白岗岩、钠长石－钠闪石花岗岩等。碱性岩有：石英正长岩、正长岩、霞石正长岩和霓霞正长岩，少数情况下，矿床也产于响岩中。3、 产铀岩体的活动具有多期多阶段性特征。矿化一般与岩体演化最晚期的碱性或超酸性花岗岩有关；晚期侵入的岩体通常分异完全，矿化也较好；矿化多产于岩体边缘和顶部相，含矿主岩和铀矿化之间不存在时差关系。4、 产铀岩体的自交代作用发育一般发育碱交代，包括钠长石化、钠闪石化、钾微斜长石化和白云母化5、 矿石成分复杂酸性岩中铀主要以独立矿物形式产出碱性岩中铀主要以含铀矿物形式产出6、矿石铀品位低，7、成矿温度高，压力大8、成矿作用较为单一六热液铀矿床热液铀矿床是指由不同成因的含铀热水溶液(如地下水热液、岩浆残余热液、变质热液等)，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。热液铀矿床通常具有下述基本特点：1)矿石品位较高2)选冶性能良好。 3)热液铀矿床明显受构造控制，尤其与断裂构造关系密切。4)热液铀矿床成矿具有多期多阶段性，热液具多源性，矿床成因复杂。热液作用中铀的迁移与沉淀(迁移形式、沉淀机理)；不同矿床含铀离子活度份额的特征：成矿热液中UO2(匹)广，UO2F广，UO2(匹)3-4,UO2F3-的活度较高，其他含铀离子可以忽略不计。绝大多数矿床，铀主要以UO(CO)2-形式参与成矿；个别矿床(如361矿床)UOF2-TOC\o"1-5"\h\z2 3 2 24的形式在成矿作用中占据重要地位。以沥青铀矿－微晶石英型和沥青铀矿－碳酸盐型矿化为主的矿床，成矿热液中UO(2CO3)2-最大；以沥青铀矿一紫黑色萤石型矿化为主的矿床则UOF2-活度最大。 232 24铀的沉淀机理铀沉淀的实质应该归结于六价铀的被还原作用铀迁移形式的变化对铀还原沉淀开始的Eh值有明显影响，UO(CO)2-相对于UOF2-需2 3 2 24要更加还原的条件才能被还原成矿。温度降低铀还原沉淀开始的Eh值升高(铀还原沉淀的Eh减小)，故降低温度有利于铀从热液中沉淀富集。热液中含铀离子的活度与UO2开始沉淀的Eh值呈正相关热液中CO32-和F-对UO2开始沉淀时Eh值的影响与含铀离子活度的影响在方向上相反热液铀矿床的成矿地质条件。1、 热液铀矿床与火成岩的关系空间联系在空间上热液铀矿床与火成岩的联系有两种情况，一是热液铀矿床的定位与火成岩有直接的空间联系。表现在二个方面：铀矿床赋存于火成岩石(火山岩和侵入岩体)中；②铀矿床产出于岩体的接触带或接触带附近的围岩中，包括火山岩、基底花岗岩沉积岩和变质岩。另一种情况是热液铀矿床与火成岩没有明显的空间联系。如不整合面型铀矿床时间关系热液铀矿床一般都具有一定的矿岩时差。„„书成分关系热液铀矿床矿石的物质成分与围岩成分有关。热液铀矿床的围岩可以是火成岩，也可以是沉积岩或变质岩。矿石中的微量元素组合，以及主要常量元素常与围岩的成分类似，表明围岩为成矿提供或部分提供物质来源。热源关系热液铀矿床与火成岩的关系就提供热源来看是很密切的2、 热液铀矿床围岩特征1)围岩的物理力学性质及其对铀成矿的控制围岩的物理力学性质主要体现在:孔隙度；②渗透性；③脆性;④塑性四个方面。对成矿有意义的孔隙度是有效孔隙度。脆性大的岩石在构造应力作用下容易发生破碎，产生构造裂隙。有效孔隙度及脆性一起决定着岩石的渗透性能。2）岩石物质组成及化学性质对铀成矿的控制①外接触带上的铀矿床往往产在碳质和富含硫化物的沉积岩和沉积变质岩中；在岩体内部，铀矿床通常产在接触带附近并定位在富Ca、Mg、Fe或还原容量大的岩石一侧；矿石矿物沥青铀矿常分布在黄铁矿周围，或与黑云母、铁绿泥石、钠闪石、含铁石榴子石等伴生；脉石矿物成分常受主岩影响3、 围岩蚀变类型及其与铀成矿的关系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热液蚀变种类：硅化、赤铁矿化、绿泥石化、粘土化、萤石化等；碱交代是指以钾、钠为主的热液交代围岩所引起的蚀变作用赤铁矿化其特点是蚀变围岩的颜色因为赤铁矿呈云雾状全岩性浸染而呈红色绿泥石化主要表现为黑云母和少量斜长石被绿泥石交代与铀成矿关系密切的萤石为紫黑色甚至黑色，微晶状至胶状结构，与铀矿化关系密切的绿泥石多属铁绿泥石，其Fe/（Fe+Mg）三0.8但也有镁绿泥石，它们呈不规则粒状，叶片状及鲕状集合体，经常与黄铁矿及碳酸盐矿物形成所谓的“绿色蚀变带”热液蚀变与铀矿化关系（地化环境、铀源、构造环境等）蚀变作用能改变岩石的物理力学性质，使岩石有效孔隙度增高，抗压强度减小，成为有利成矿的围岩。蚀变作用能改变铀的赋存状态，使活性铀增多。蚀变围岩能提供有利铀富集的地化环境。矿前期及成矿早期形成的富SrFe2+的围岩蚀变和绿泥石化、黄铁矿化等所造成的还原条件，对铀的沉淀和富集十分有利。七花岗岩型铀矿床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，它可产在岩体内部或岩体外围不远的一定范围内1、 产铀花岗岩体区域地质背景我国华南铀矿省重要的产铀岩体都分布在古隆起区，为后加里东褶皱带隆起带，是印支－燕山期强烈岩浆作用的地区产铀岩体的围岩多数是早古生代地层（前泥盆系），是一套巨厚含炭的暗色类复理石或砂泥质细粒碎屑岩建造，通常具有较高的铀含量2、 产铀岩体的成因类型花岗岩分成了S型和I型两类。产铀岩体的成因具有双重性:壳改造成因的岩体完成了铀的预富集，奠定了产铀岩体的基础。壳改造成因的花岗岩体必须叠加深源壳幔作用的岩浆岩体，即同熔岩浆系列成因岩浆的活动，也即拉张伸展背景下的岩浆岩体系才能成矿。3、 产铀岩体的时空特征4、 空间上，产铀岩体：富U古陆壳的依存性；对侵位的围岩类型有特殊选择性；形成花岗岩造山运动的动力学背景具有从挤压转向拉张伸展双阶段过程的完整性；促使岩石圈－软流圈扰动达到灾变程度的规模性。5、 产铀岩体的岩石化学特征①酸度大碱质高，钾大于钠铝过饱和暗色组分少6、产铀岩体的含铀性特征产铀岩体其主体花岗岩的铀含量都显著高于一般花岗岩铀含量克拉克值的数倍产铀岩体中钍含量较低，Th/U比值常小于3,大于3的岩体不利于铀成矿铀的赋存状态大致可分为活性铀和惰性铀两类7、产铀岩体的热液蚀变发育热液蚀变主要有两种类型，一是碱交代，二是酸性蚀变，又称灰绿色蚀变早期碱交代又称自交代，它有以下特点：交代是每次侵入岩浆固结后随即发生；典型蚀变有白云母化和碱性长石化(钠长石化、微斜长石化)；被交代的矿物是长石、黑云母，而石英较稳定；交代不受构造控制，可以波及整个岩体。晚期碱交代：中国的花岗岩型铀矿化类型多采用按共生脉石矿物成分的分类方案，即微晶石英型、萤石型、碳酸盐型、粘土化型、碱交代型9、构造对铀矿化的控制作用1)构造的分级控制作用(不同构造规模控制不同规模的铀矿化)：铀成矿带的展布受一级构造控制。铀矿田在成矿带内受二、三级构造带控制。铀矿床在铀矿田内往往受一条或几条二、三级的主干断裂及与其直交或斜交的次级断裂控制。铀矿体受局部性的低级别的断裂构造和裂隙构造控制。矿田的定位构造：成矿断裂夹持区构造组合形式可概括为三种：直线型、曲线型和圈闭型三种矿田构造组合：成矿断裂夹持区系指富铀地质体(铀原层或铀原体)在成矿期构造应力作用下被一定规模的两条或两条以上成矿断裂带切割所夹持的地质块体。产铀花岗岩体内控矿构造可分为断裂构造、裂隙构造和复合构造三类，根据构造的力学性质，可分为压扭性断裂和张扭性断裂两种：压扭性断裂：具有波状弯曲、尖灭再现或侧现等特点，受其控制的铀矿脉也有类似的特点。压扭性硅化带控制的铀矿床特点：矿化产于白色粗晶石英的尖灭端或两脉之间的侧列处；位于压扭性断裂面的凹处；矿体形态多呈透镜状、脉状，以主矿体为主，且规模较大，沿走向及倾向均较稳定；矿体的形成具多期多阶段性，矿体的产出具等间距特点；矿化类型为微晶石英型及萤石型。张扭性硅化断裂带：是在压扭性侧列式构造的基础上发育而成、延伸较为稳定、规模较大、有一定的张开度，矿前期的白色粗晶石英不发育，成矿期及成矿后的微晶石英-梳状石英发育，矿化程度取决于硅化的规模，即蚀变带的规模，规模越大，矿化越为有利；硅质以充填为主，水云母化发育。矿化特点：矿化连续性较好，但沿走向厚度变化较大，沿倾向则比较稳定；矿体多为脉状、透镜状，规模大小不等。矿化类型为微晶石英型和萤石型。花岗岩体外接触带沉积-变质岩中的控矿构造，层间破碎带：主要发育在软硬相间的、特别是铀丰度值较高的富铀地层分布区，切层断裂：花岗岩体外接触带切割炭板岩、含炭砂岩和碳酸盐岩的陡倾断裂，也是铀成矿的有利构造环境。矿体既可产于岩体接触带，也可产于侵入体与围岩的接触带附近。八．火山岩型铀矿床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。矿床既产于火山岩体内，也产于火山岩体附近的下古生界浅变质岩和中生界陆相砂砾岩中。火山岩型铀矿床的控矿构造（构造级别控制、火山构造控制、断裂构造控制、复合构造控制）；I级火山构造：区域一级褶皱和一级断裂构造是控制火山岩活动带及火山岩铀成矿带的构造。受深大断裂控制的火山活动带是一级构造，它是在火山活动的方式和强度、火山组合特征和成矿作用等方面相似的构造区。II级火山构造：它是在火山活动带内受区域断裂控制的火山喷发构造区。亚带之间以火山活动强度、火山地层剖面类型和岩石组合特点不同相区别。III级火山构造：包括火山穹隆、破火山口洼地、火山构造洼地和各种火山盆地。如火山沉积盆地、火山断陷盆地、火山沉陷盆地等负向火山构造，它们多是在火山活动过程中产生，并受断裂构造或断块构造控制的、规模不太大的火山构造。这种构造是控制铀矿田的主要构造。IV级火山构造：火山通道、火山口、隐爆角砾岩筒、环檢半环状和放射状断裂构造、推覆体构造等是控制铀矿床的重要火山构造。断裂构造对铀矿化的控制作用区域性深大断裂带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。层间破碎带控制铀矿体推覆体构造6火山期后断裂构造和火山构造复合控矿火山盆地控制（塌陷式、沉陷式、复活式）；陷式火山盆地：相山盆地。这类构造平面上呈椭圆形或圆形，岩层内倾，盆内结构复杂，盆边有较完整的环形、半环形次火山岩墙或环状破碎带。许多铀矿床受此类构造控制沉陷式火山盆地：是由于缓慢下陷作用而形成的负向盆地。火山作用呈脉动式爆发和喷溢，没有明显的环状断裂，很少见到次火山岩，盆内结构简单。铀矿化主要分布在基底断裂切穿刚柔性层时形成的层间破碎带中。复活式火山盆地：是一种晚期作用形成的火山岩不整合叠加在早期火山岩之上的火山盆地。常有明显的火山机构，如火山口、环状次火山岩墙、环状放射状断裂。铀矿化主要赋存于新的火山机构中。火山岩型铀矿化类型及矿石物质成分；1） 沥青铀矿－钠长石型：2） 沥青铀矿-水云母型3） 沥青铀矿-迪开石型：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、