外生铀矿床概论

1、二、铀在表生作用中的地球化学 第八章 外生铀矿概论 一、外生铀矿床概述 1.概念：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。 一、外生铀矿床概述 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。 形成富铀层位。在外生作用下，自然界的 岩石及铀矿床遭受破坏和改造，形成新的风化产 物，由于铀元素地球化学性质活泼，大部分铀呈 UO22+ 离子的形式迁移，搬运至河流，内陆盆地 或浅海中，在有利的环境下被吸附、还原沉淀， 形成初始富铀层位或沉积铀矿床； 2.外生作用下铀迁移、沉淀特征概述 一、外生铀矿床概述 形成机械沉积砂矿。一部分呈机械破碎物

2、形式被流水带走，搬运至河谷、湖盆、滨海，在 有利环境下沉淀，形成机械沉积砂矿床； 2.外生作用下铀迁移、沉淀特征概述 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，铀的来源主 要在沉积阶段，其工业意义大； 氧化环境下形成的砂矿主要由含铀矿物组成 ，目前不具工业意义。 一、外生铀矿床概述 形成残积铀矿。另有少部分铀则残留在 原地，被风化残积物吸附，形成风化壳型铀矿 床。 2.外生作用下铀迁移、沉淀特征概述 风化壳铀矿床的规模一般不大，其工业意义 也相当有限。其他原生沉积铀矿床虽然有时形成 有相当规模，但不普遍。在外生作用中，更为重 要

3、的是一些原始富铀层位或沉积铀矿床经过后期 改造，使铀发生再富集而形成的后生铀矿床。 一、外生铀矿床概述 同生砂矿成因 同生成岩成因 后生成因 矿床成因认识的转变，形成了后生砂岩型铀矿 成矿新的勘查方法。 3.外生铀矿床成因认识的过程 一、外生铀矿床概述 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。 4.外生铀矿床工业特点 一、外生铀矿床概述 二、铀在表生作用中的地球化学 外生铀矿床概论 一、外生铀矿床概述 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 2、铀在沉积作用中的地球化学特征 3、影响铀表生迁移和聚集的主要因素 4、铀后生聚集的

4、地球化学特征 矿物抗风化的能力。在风化过程中，铀主要 通过岩石和矿物的破坏和分解从岩石和矿物中分离 和释放出来，铀从各种矿物释放出来的难易程度不 一，一般情况下其稳定性大小顺序为： 氧化物硅酸盐硫化物和碳酸盐 造岩矿物中最稳定是石英，副矿物中最稳定是 锆石、独居石，碱性长石比斜长石稳定，云母类矿 物中黑云母最容易被破坏和分解。 1、铀在风化作用中的地球化学特征 二、铀在表生作用中的地球化学 风化作用方式。自然界中硅酸盐造岩矿物 的风化主要表现为水解作用，通过水解铀被大部 分释放出来。 我国某铀矿床中二云母花岗岩的铀含量为 2710-6，完全氧化带岩石中铀含量降到2.710-6 ；法国巴比尔埃认

5、为，花岗岩中的铀至少有一半 可以在地表风化期间被淋滤出来。 1、铀在风化作用中的地球化学特征 二、铀在表生作用中的地球化学 铀在风化中的表现形式。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。特 别是伊利石，蒙脱石，多水高岭石等吸附能力较 强的矿物中，而土壤中的有机质，特别是植物死 亡后形成的腐殖质，对铀的吸附和聚集起着重大 作用。 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。 1、铀在风化作用中的地球化学特征 二、铀在表生作用中的地球化学 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。 铀在表生还原环境中为四价，迁移系数0

6、.1， 同铝、钛、钍、锡、锆及其他弱活动元素相类似 。强还原性质水体中铀含量极低，通常为n10- 7g/L左右。 铀在氧化环境和还原环境中的迁移强度相差很 大，比值达两个数量级，这是铀区别于许多其他 元素的重要地球化学特征。 1、铀在风化作用中的地球化学特征 二、铀在表生作用中的地球化学 干旱条件下铀的迁移富集。在干旱条件下 ，风化壳中的有机物质不仅数量很少，而且由于 迅速氧化分解而不产生有机酸，风化壳的水溶液 呈碱性。 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。 1、铀在风化作用中的地球

7、化学特征 二、铀在表生作用中的地球化学 铀同位素分馏。铀在风化过程中另一特 点是同位素234U的活动较238U为大，导致风化岩 中铀同位素分馏，234U与238U的平衡比值降低到 0.630.68。 1、铀在风化作用中的地球化学特征 二、铀在表生作用中的地球化学 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 2、铀在沉积作用中的地球化学特征 3、影响铀表生迁移和聚集的主要因素 4、铀后生聚集的地球化学特征 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，另一部分仍 聚集在岩石风化壳和土壤之中。 风化产物可进一步被水、冰川、风等搬运，其 中主要是水的搬

8、运。随着风化壳和土壤的剥蚀， 铀将以各种形式进入水体，然后被迁移到水盆地 中。 2、铀在沉积作用中的地球化学特征 二、铀在表生作用中的地球化学 络阴离子形式。主要是碳酸络合铀酰离子形式 。 河水和海水的pH值为78.5，有利于碳酸络合 铀酰离子的形成和存在。海水中的铀大部分呈 UO2（CO3）34-形式存在。UO2（CO3）34-约占溶 解铀总浓度（U1.410-8mol/l）的98%左右。 在含SO42-的酸性水体中，铀呈硫酸络合铀酰离子 形式存在。 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： 二、铀在表生作用中的地球化学 UO22+或UO2OH+

9、形式。由于它们必须在氢离 子浓度较高的酸性介质中才能稳定存在，所以只 有在湿热气候条件下的酸性水体中，铀才主要以 UO22+和UO2OH+形式迁移。 有机化合物形式。在气候温暖，雨量充沛， 植被发育的地区，由于存在大量腐殖质，铀可 与腐殖酸、富里酸等形成有机络合物，并以有 机络合物形式迁移。 呈溶解状态迁移 1) 铀在天然水体中主要迁移方式 呈吸附状态搬运 地表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，呈吸附 状态被水搬运。 河水的铀含量与混浊度呈正比，含粘土质点较 多而混浊的河水，其铀含量比一般河水的高510 倍。 以前苏联南乌拉尔的河水为例，实际测得的结

10、果是，混浊河水的铀含量高达6.5105g/L，但过 滤后的清洁河水中，铀含量降低到5.2106g/L。 1) 铀在天然水体中主要迁移方式 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。现 代的晶质铀矿和沥青铀矿在表生氧化带中很快被氧 化分解，它们呈矿物碎屑搬运的距离极为有限，但 在古老的地质时期，即22亿年前大气圈由于缺失游 离氧而呈强还原性质的环境下铀可呈晶质铀矿等矿 物形式直接被水搬运。 呈矿物形式搬运 1) 铀在天然水体中主要迁移方式 同生碎屑沉积物中的铀含量一般只与同类碎 屑岩的背景含量相当。 在同生沉积阶段，铀直接从水体聚集到沉积 物中的数量不多

11、，一般仅构成该沉积物的本底 含量。 2) 铀沉积的一般规律 铀的沉积与岩相古地理条件以及地球化学环境 的关系密切。富含陆源碎屑的近岸浅水相或浅海相 沉积物的铀含量较高，大陆架沉积物的铀含量较高 ，平均为310-6；远海以化学沉积为主的深水相沉 积物的铀含量较低，大洋盆地中深海沉积物如放射 虫海泥的铀含量较低，只有(1-1.8)10 -6。 2) 铀沉积的一般规律 不同沉积岩的含铀性差异较大。 粘土岩的铀含量最高，为（3-4）10 -6，碳酸 盐岩石的铀含量较低，平均为2.2 10 -6。 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，只有0.4

12、5 10 -6，长石砂岩中的铀含量 可达n10 -6。 蒸发岩中铀含量普遍偏低，白云岩铀含量较碳 酸盐岩低，岩盐的铀含量最低，只有（0.1-0.2） 10 -6。 2) 铀沉积的一般规律 沉积物在水盆地底部堆积成层后，松散沉积物 开始发生成岩作用。原始沉积物在成岩作用中由于 压力、Eh、pH等物理化学条件的变化而发生脱 水、重结晶和胶结等作用，使其中部分组分如铀、 铁、磷、硅、钙等发生转移和再分配，生成黄铁矿 、方解石、石英等一系列自生矿物和各种结核。 3) 成岩阶段中铀的迁移、聚集和再分配 成岩初始阶段形成局部还原环境。 在成岩作用的初始阶段，沉积物中的动植物 残体在微生物参与下开始腐烂分解

13、，游离氧很 快被耗尽，产生了较多的H2S、CO2、NH3、 CH4等组分，Eh值显著降低，从而在软泥表层 下面形成强烈的还原环境。 3) 成岩阶段中铀的迁移、聚集和再分配 铀在海底软泥中的富集。 海底软泥中50100cm深处的Eh值已呈负值，而 200250cm处的Eh值降低到-100-22mv，个别情 况下甚至达到-300mv。 软泥与底面水体的地球化学环境截然不同，Eh值 一旦降低到-200-250mv时，海底软泥水中的部分 铀就被H2S还原为U（OH）4沉淀。铀的沉淀使软泥 中孔隙水的铀含量比海水低一个数量级左右。上述 作用促使底面海水中的铀不断地扩散到软泥中来， 结果导致富含有机质的软

14、泥的铀含量明显增高。 3) 成岩阶段中铀的迁移、聚集和再分配 形成含铀较高的海相黑色页岩。 海相黑色页岩的铀含量最高，常达(80- 100)10-6。黑色页岩普遍富含镍、钼、钴、钒、铜 、稀土等多种元素，都不属生物富集元素，即铀聚 集与生物活动无关，与有机残体埋深分解过程中产 生的强还原环境的条件下的聚集有关。铀和其他元 素的主要来源是大陆风化壳，部分元素（Si、P、 Cu等）也可能是海底火山活动的产物。 3) 成岩阶段中铀的迁移、聚集和再分配 形成含铀结核。 铀在成岩作用中富集的另一重要表现是形成 各种含铀结核。 沉积岩中结核的种类很多，成因不一，但富 含铀的结核大多是在成岩阶段形成的。 含

15、铀结核按成分可分为磷质结核、炭质结核 和硅质结核。 3) 成岩阶段中铀的迁移、聚集和再分配 与铀成矿的关系。 一般仅形成铀含量较高的磷块岩、黑色页岩 及碳、硅、泥岩等铀源层。这些含铀层位不仅为 铀在后生作用中富集成矿提供了重要的铀源，并 且本身还是规模巨大的潜在铀矿资源。 除铀外常伴随有其他金属元素如钒、镍、钴 、磷、硒等的富集，必须重视对它们的综合利用 。 3) 成岩阶段中铀的迁移、聚集和再分配 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 2、铀在沉积作用中的地球化学特征 3、影响铀表生迁移和聚集的主要因素 4、铀后生聚集的地球化学特征 天然水体中的pH值及Eh值对表生作

16、用中铀的 地球化学特征影响较大。 铀属两性元素，在酸性溶液中大多呈络阳离子， 而当溶液pH值增高时，铀则趋向于形成各种络阴离 子。铀在酸性介质中形成UO22+和UO2OH+。在缺乏 络离子配位体（CO32-、SO42-、PO43-等）的条件下 ，随着介质pH值的增高，U4+和UO22+发生水解，分 别以氢氧化物U（OH）4和UO2（OH）2形式沉淀。 3、影响铀表生迁移和聚集的主要因素 1) Eh值和pH值 表各种天然水体的pH值和Eh值（据L.G.M.巴斯，1960 ） 水体名称pHEh（V） 雨水4.57+0.7+0.4 淡水68+0.5 海水8+0.4 地下水（表层）68+0.4+0.2

17、 热泉1.29.5+0.7+0.185 矿坑水（氧化）2.57.0+0.8+0.15 泥炭沼泽水56+0.6-0.1 淡水沉积物67+0.5-0.2 海底沉积物78+0.3-0.25 碱性土壤水10 碳酸根离子的浓度对铀的溶解度有很大影响。 铀在弱碱性介质中易与碳酸根生成十分稳定的络 离子。 水系中形成的铀分散晕范围：碳酸盐岩大于硅质 岩。 在沼泽地带，泥炭沉积物的pH值低至3.5，导致 水体中的碳酸络合铀酰离子解体，铀被还原沉淀或 为泥炭所吸附，形成含铀泥炭。 1) Eh值和pH值 二、铀在表生作用中的地球化学 铀和伴生元素的地球化学分带。由于它们在 地球化学性质上的差异，常在不同的Eh值环

18、境中 沉淀，形成一定的地球化学分带。 在砂岩型铀矿床中，铀与硒、钼等元素经常伴 生，但硒沉淀的Eh值偏高，硒常在Eh为正值的含 氧水中先于铀沉淀下来。钼则相反，其沉淀的Eh 值较铀的为低。因而钼分布在沿层间氧化带的倾 向分布的铀矿体的下方，分布范围甚广，距离铀 矿体可达1.5km左右。 1) Eh值和pH值 分带 层间氧化带铀聚集带 未氧化 的无矿 岩石 完全氧化亚带 不 完 全 氧 化 亚 带 铀矿带铀晕 层间水流 动方向 矿化 Se 自然硒 U(Fe)铀 黑，沥青 铀矿 Mo(U ，Fe)胶 硫钼矿 铀黑，黄铁矿 铁的存在 形式 Fe2O3.nH2O针铁矿，水针铁矿FeS2黄铁矿，白铁矿

19、图 铀矿床中SeUMo分布示意图 2) 吸附作用 概念：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。 铀呈吸附状态赋存于表生带的岩石和矿物中， 是表生铀地球化学的一个重要特点。 二、铀在表生作用中的地球化学 吸附剂的主要类型： 大部分铀呈分散吸附状态赋存于层状铝硅酸盐 矿物中，只有极少一部分以铀矿物形式存在。 地表水中的分散铀易被河流底部细粒沉积物 和土壤中的粘土矿物，以及铁、锰、钛的氢氧化 物吸附，其吸附量一般同水中铀浓度呈正比。 二、铀在表生作用中的地球化学 2) 吸附作用 各种

20、沉积岩及矿物吸附铀的能力按以下顺序递 减： 褐煤磷块岩褐铁矿粘土灰岩砂岩。 同一种吸附剂其变质程度愈深，结晶程度愈好， 颗粒愈粗大则吸附铀的能力愈弱。 二、铀在表生作用中的地球化学 2) 吸附作用 矿物的胶状变种具有较大吸附能力。 矿质胶体的吸附能力受介质pH值影响很大，有 机质胶体（煤、腐殖酸）吸附铀的能力在pH5-6 的弱酸条件下最强，当介质的酸度增强到pH3-3.5 时，发生铀的解吸，天然泥炭沼泽水（pH值约为5- 6）的地球化学环境对铀的吸附和聚集是十分有利 的。 硅胶的吸附能力在碱性介质中表现最强。 二、铀在表生作用中的地球化学 2) 吸附作用 铀的吸附量与溶液中其他组分的存在有关。

21、 在硫酸型水溶液中，UO22+很容易被各种吸附剂 吸附，但当溶液中含有一定数量的CO32（n10 7当量浓度）时，吸附剂吸附UO22+的能力减弱为原有 吸附能力的1/20，这是因为溶液中的UO22+与CO32 结合成带有与吸附剂同名（负）电荷的碳酸络合铀 酰离子，从而降低了吸附剂对铀的吸附能力。 二、铀在表生作用中的地球化学 2) 吸附作用 概念：在静止介质中，各种粒子（原子、 离子、分子、胶粒等）的无序热运动使一些粒子 从浓度较高部位向浓度较低方向迁移，并至体系 中粒子的浓度最终趋向均一，这种运动叫扩散作 用。 3) 扩散作用 二、铀在表生作用中的地球化学 扩散方式：UO22+的扩散作用是通

22、过氧化还 原作用来进行的。 富含有机质和粘土质的沉积物在成岩过程中 ，由于有机物分解产生的强还原环境以及粘土矿 物的吸附作用，一部分铀得以沉淀固定下来，造 成孔隙溶液中铀的浓度降低，形成一定浓度差。 扩散作用会使得周围沉积物（岩石）孔隙溶 液中的铀不断地朝此方向扩散并聚集在富含有机 质的岩层中。 二、铀在表生作用中的地球化学 3) 扩散作用 A、铀在土壤中主要聚集在有机质含量偏高的 腐殖土层之中。有时可形成局部的放射性异常。黑 色页岩、炭板岩（包括石煤）以及部分褐煤的铀含 量普遍偏高，达n10-5，局部甚至可达n10-4 n10-3。 沉积岩的铀含量常与有机炭含量呈正消长关系 。 4) 铀与有

23、机物质的关系 二、铀在表生作用中的地球化学 铀在生物体内的分布特点 B、铀在部分动植物残体中显著富集。 苏格兰泥盆系砂岩中鱼骨残体的铀含量高达 1510-4； 前苏联曾发现由含铀鱼骨化石层组成的工业铀 矿床； 含铀地沥青的分布相当广泛，在美国安布罗西 亚湖的巨型铀矿床中，铀与地沥青密切共生。 二、铀在表生作用中的地球化学 铀在生物体内的分布特点 C、各种生物体中的铀含量： 动物体中的铀含量低，一般小于0.0n10-6； 陆地植物灰分中的铀含量通常为0.0n10-6； 土壤的铀含量（1410-6）； 在水生植物中，除少数低等藻类植物的铀含量较 高外，一般植物的铀含量低于沉积岩的铀含量。 铀在生物

24、体内的分布特点 二、铀在表生作用中的地球化学 铀的生物吸收系数约为0.0n0.00n。 铀在外生作用中的地球化学行为与氮、磷、 钾、钠等元素迥然不同，不属于生物富集元素。 绝大部分生物在生长过程中并不积累铀。 铀在有机物质中的富集同生物死亡后有机体 分解形成的强还原环境及有机质聚合成的复杂高 分子化合物（腐殖质、腐泥质等）有关。 铀在生物体内的分布特点 二、铀在表生作用中的地球化学 A、有机物质的还原作用 表生带中的动植物 体死亡后迅速为微生物所分解，形成各种简单 的无机化合物如CH4、H2、CO2、NH3等。在缺 氧条件下，这些无机化合物可以与SO42-，NO3- ，Fe2O3等发生氧化还原

25、反应，例如SO42-被 CH4还原为H2S： CH4SO42- H2SCO32-H2O 铀在有机物质中富集的机理 主要原因是：还原作用、吸附作用和形成有 机化合物的化学反应。 二、铀在表生作用中的地球化学 在有机质周围由于存在H2S，造成强烈的还原 环境，在还原条件下，促使水溶液中的六价铀还原 沉淀。 有机物质中聚铀能力最强的是腐殖质，其次是 腐泥质。 腐殖质是由各种简单有机化合物（CH4、NH3 等）经过聚合而形成的一种成分和结构都十分复杂 的高分子化合物。主要由黄腐酸(Fulvic acid)又称 富啡酸和胡敏酸(Humic acid)组成，在腐植质中， 主要是黄腐酸中铀有明显富集，胡敏酸

26、则不明显。 铀在有机物质中富集的机理 二、铀在表生作用中的地球化学 北京核工业地质研究院近年研究发现黄腐酸中铀 含量高，胡敏酸中铀含量低。有机质对铀具有明显 的控制作用，铀主要同有机质中的腐殖酸（黄腐酸+ 胡敏酸）有关，当样品中的腐殖酸被提取时，大部 分铀也同时被提取，致使残渣中铀含量大为降低。 在有机物质的各组分中，腐殖酸具有最大的还原 能力，其Eh值达450mv。 铀在有机物质中富集的机理 二、铀在表生作用中的地球化学 表1 含矿砂岩中黄腐酸与胡敏酸的铀含量 样号 SC10SC9SC5SC6SC7 FAHAFA HA FAHAFAHAFA HA 铀含量10-641.0123.45399.3

27、541.75171.478.5688.202.2710237.3068.5 表2 含矿砂岩中煤线样品的有机炭、腐殖酸*、铀的含量 岩性 C有机（% ） 腐殖酸*（% ） U（%）提出腐殖酸后残渣中铀 黑色细砂岩中的煤线16.001.261.8420.60 灰黑色含砾细砂岩中的煤线15.352.210.520.096 灰紫色含岩炭含砾砂岩中的煤 线 42.768.445.8281.264 灰黑色细砂岩中的煤线39.7242.7210.513.86 灰色炭质中粒砂岩中的煤线35.3910.9613.147.025 B、有机物质的吸附作用 铀在富含有机质的弱 酸性介质中常呈UO22+和UO2(OH)

28、+形式存在，它们 容易被有机物质和其他胶体所吸附。 泥炭及褐煤吸附铀及其他金属元素的能力最强 。 有机质随着变质程度增高，其中的腐殖质逐渐 减少，因而吸附铀的能力明显降低。在泥炭变质为 无烟煤的过程中，失去近66.8%的有机质。 用NaOH将泥炭中的腐殖酸除去后，则泥炭吸 附铀的能力大为降低。 铀在有机物质中富集的机理 二、铀在表生作用中的地球化学 C、有机物质的络合作用 有机物质组分中 的腐殖酸和富里酸能强烈地络合铀及其他金属 ，形成铀酰有机络合物如铀酰腐殖酸盐络合物 N a 4 U O 2 ( C - n H n C O O ) m 及 M+UO2(CH3COCHCOCH2)3-，式中MN

29、H4 ，CH3NH3+ NH3+等。 铀在有机物质中富集的机理 二、铀在表生作用中的地球化学 5)微生物作用与铀的富集 主要表现在以下3个方面： 铀在有机物质中的聚集同微生物作用的关系 密切。在表生环境中，有机质存在和细菌作用是使 硫酸盐还原产生硫化氢，进而形成金属硫化物的重 要控制因素。 铀在自然界虽然不能直接形成硫化物沉淀，但 有机物质和细菌作用产生的硫化氢和硫化物对铀的 还原和沉淀却起着十分重要的作用。 二、铀在表生作用中的地球化学 沉积物中硫化氢的产生，通常都是由厌氧的硫 酸盐还原菌所致。硫酸盐还原菌的适应能力非常强 ，它可以在Eh值为+350-500mv，pH值为4.2-10.2 ，

30、压力为（1-1000）105 Pa，温度为0-100，盐 度1-3%NaCl的环境中活动和繁殖。 在缺氧环境中，有机物质中的碳氢化合物在有 硫酸盐还原菌的参与下使硫酸盐还原产生硫化氢： CaSO4CH4 H2SCaCO3H2O 硫酸盐还原菌 二、铀在表生作用中的地球化学 5)微生物作用与铀的富集 一些微生物如氧化硫铁杆菌和氧化硫杆菌，能大大 加快硫化物的氧化速度。 氧化硫铁杆菌是一种依靠Fe2+氧化产生的能量生长 的自养细菌，它最适宜在pH为2左右的介质中活动繁殖 。菌类的催化作用在于使黄铁矿迅速氧化，产生硫酸 和硫酸高铁；岩石中的四价铀在酸性介质中，氧化为 六价铀被淋滤出来。据研究，在氧化硫

31、铁杆菌的参与 下，黄铁矿的氧化速度较无菌条件下快20倍左右。 氧化硫铁杆菌 氧化硫杆菌 4FeS215O22H2O 2Fe2(SO4)32H2SO4 二、铀在表生作用中的地球化学 5)微生物作用与铀的富集 存在铀含量偏高的菌种，目前尚未发现能使铀高 度富集的嗜铀细菌，但已发现某些铀含量偏高的菌 种，例如Ustillago Carbo 孢子含铀达2.3610-6，一 种黑曲菌所聚集的铀相当于周围介质中铀含量的10 倍。 自然界确实存在着聚铀能力很强的微生物。 二、铀在表生作用中的地球化学 5)微生物作用与铀的富集 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 2、铀在沉积作用中

32、的地球化学特征 3、影响铀表生迁移和聚集的主要因素 4、铀后生聚集的地球化学特征 氧化带的形成：含铀含氧地下水在沿着富含 有机质、黄铁矿等还原剂的缓倾斜透水层或层间断 裂破碎带向下缓慢流动的过程中，逐渐氧化围岩中 的各种还原组分，形成形态复杂的层间氧化带和潜 水氧化带。 4、铀后生聚集的地球化学特征 1）氧化还原界面铀的富集机理 铀的沉淀富集：在氧化还原界面附近上，地 球化学性质急剧变化，Eh值陡然下降为负值（-0.05 -0.2v），形成一个明显的氧化还原界面。由含氧 地下水带来的铀，大部分在这里被还原沉淀，或以黑 色粉末状、被膜状的铀黑出现在其他矿物颗粒表面， 或以沥青铀矿及铀石的细粒集合

33、体形式产出在炭化植 物残骸和胶状黄铁矿聚集的部位。还有部分铀则为有 机质、粘土类矿物以及磷酸盐矿物所吸附富集。 4、铀后生聚集的地球化学特征 1）氧化还原界面铀的富集机理 发生铀的后生富集作用的矿床类型：主要见于 砂岩和碳硅泥岩型铀矿床中，在其他类型有特殊结 构的一些铀矿床内也普遍存在。 铀后生富集的地球化学作用是目前外生铀矿床主 要成矿方式。 六价铀的强迁移性和四价铀的弱迁移性促使了铀 在氧化环境中分散，在还原环境富集，并在氧化 还原界面富集的地球化学特点。 4、铀后生聚集的地球化学特征 1）氧化还原界面铀的富集机理 铀沉淀的环境因素：氧化还原电位的落差 愈大，则Eh值变化梯度Eh/S（S为距离）也愈大 ，使铀的沉淀更加集中，有利于形成具有工业