铀资源地质学复习资料

1、铀资源地质学复习题库四价铀矿物：在化学成分上既含有四价铀，又含有六价铀，在结构上以U4基本结构单元的矿物。六价铀矿物：在化学成分上以六价铀为主，在结构上以铀酰阴离子结合为基本结构单元的矿物。铀矿的工业指标：指评价工业价值、圈定矿体、计算资源储量的标准和依据。原生铀矿物：内生条件下、沉积成因和后生淋积成因形成的铀矿物。表生铀矿物：由原生铀矿物氧化后形成的或者以岩石中溶于地下水的活性铀为铀源而形成的六价铀矿物。变生作用（非晶化作用）：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：内部结构遭到破坏，但仍保持着晶体外形的矿物

2、。多型性：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。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、射线的现象。荧光：是在外来能量（紫外线）的激发下，矿物发光的现象。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。伟晶岩型铀矿床：系指经结晶分异的残余酸性熔浆（极少为碱性熔浆）经冷凝结晶和气成交代而形成铀矿床。纯线式伟晶岩：伟晶岩与围岩没有成分上的交代作用，成分简单，颗粒粗大，分布广泛的伟晶岩。交线式伟晶岩：伟晶岩与围岩发生强烈的同化作用，成分复杂，分布狭窄的伟

3、晶岩热液铀矿床：是指由不同成因的含铀热水溶液，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。蚀变围岩：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。线性构造：系指具有线状延伸特点的断层和裂隙。环型构造：系指由环型、半环型断裂以及岩墙群组成的构造形态。层型构造：系指顺层断裂构造及层内裂隙构造。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直线型构造组合：主要由两条或以上互相平行或侧列对称或锐角相截的夹持断裂构造组合。曲线型矿田构造组合：主要由弧形构造断裂互相结合所构成的夹持构造。火山岩型铀矿床

4、：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。不整合面型铀矿：矿床在空间上与主要不整合面关系密切，这类不整合面上部盖层大多形成于1800-800Ma的克拉通盆地内。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。砂岩型铀矿床：是指工业铀矿化主要产于砂岩（包括含砾砂岩、粉砂岩、泥岩）中的铀矿床。底河道亚类铀矿床：是指铀矿床产在十分狭窄的河道内或形成于辫状河体系中展布宽广的层状砂内，这种砂（岩）或不整合覆盖于下伏沉积岩或结晶岩上，或侵蚀嵌于其中。碳硅泥岩型铀矿床：是指产于碳酸盐质、硅质、泥质的细碎屑岩或它们的过渡性岩石中的铀矿床的总称。钙结岩型铀矿床：是指产于钙结岩中由于蒸发作用

5、使铀发生沉淀富集而形成的铀矿床。变质铀矿床：系指成因上与变质作用有关的铀矿床。铀矿省：是地壳上的这样一种地区，那里是一个或连续几个时代岩石（通常为独特的沉积物）的铀含量高于正常水平铀黑：含氧系数为的粒状晶质铀矿残余铀黑：沥青铀矿在酸性介质中不充分氧化的产物再生铀黑：在还原条件下，从含铀地下水中析出的，产于含硫化物铀矿床氧化带底部的胶结带中或后生淋积铀矿床。铀元素及铀矿物的基本特征1、概述世界铀资源的分布规律；2、概述铀的基本性质；3、简述铀在三大岩类中的分布特点；4、简述铀矿物的放射性及荧光性特点；5、四价铀矿物与六价铀矿物的特征对比；6、简述主要工业铀矿物的基本特点。第一节 铀元素性质及铀的

6、分布一、铀元素物理性质 1铀的性质（氧化态、稳定条件、离子性质）；2铀在自然界的分布及存在形式。U的原子序数是92，原子量是238，在自然界中有三种同位素，即U238、U235和U234金属铀可用还原法或电解法制取。纯金属铀外貌象钢，呈银白色，具金属光泽，微带淡蓝色色调。粉末状金属铀由于受到氧化呈灰黑色。熔点是1405。铀的硬度比铜稍低，硬度随着温度升高而减小，并且与铀的变体有关。铀的密度很大。二、铀元素化学性质 铀位于周期表第三族，属锕系元素，作为锕系元素。U、U3在酸碱性溶液中都是强还原剂，在没有其它氧化剂的条件下，两者都可以把水中的H还原成H2，而其本身则被氧化成U4离子，说明U、U3在

7、水溶液中不能稳定存在。U4呈弱碱性 U6+显两性，在酸性和中性溶液中显碱性，在碱性溶液中显酸性。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。 氧化态为+4的铀是以简单的U4离子形式存在；氧化态为+6的铀在水溶液中很不稳定，易与氧结合成铀酰离子（UO22）或重铀酸根离子形式（U2O72-）存在。U4呈绿色，UO22呈黄色。三、铀在地壳中的分布及存在形式分布1）铀在岩浆岩中含量变化幅度很宽，由超基性岩到酸性岩含量逐渐增高，分布在造岩矿物和副矿物中。2）沉积岩中铀含量的变化幅度很大，从0.nppm到n×10ppm，一般随沉积物粒度变细铀

8、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。3）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；在变质岩中铀含量由高而低的变化是： 绿片岩相绿帘角闪岩相低级麻粒岩相高级麻粒岩相超变质作用的榴辉岩相。存在形式：铀矿物形式；类质同象置换形式；分散吸附状态形式分散吸附状态形式主要赋存在岩石中的以下部位。 a、吸附在矿物晶体表面，解理面与晶纹裂缝面上； b、被岩石中的有机质（包括炭质、沥青质）所吸附； c、溶解在矿物的结晶水，液态包裹体和粒间溶液中。第二节 铀矿物的基本特征一、铀矿物的化学组成铀矿物的组成元素包括铀离子，其它阳离子和各种阴

9、离子，它们之间的相互化合或络合形成铀矿物。阳离子组成阴离子组成铀矿物可分为四价铀矿物和六价铀矿物二铀矿物的晶体化学特点四价铀矿物的晶体结构类型。a、配位型（或萤石型） b、岛状型（或锆石型）：c、层状型1类质同象2变生作用（非晶化作用）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。 发生变生作用的主要条件有二：a.矿物中含有放射性元素如U、Th等。b.矿物成分复杂六价铀矿物的晶体化学特点 晶体结构的基本特点： （）铀酰离子的结构及特点: 铀酰为一线型离子，呈哑铃状（）晶体结构类型有三种类型: 层状结构; 链状结构; 架状

10、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。三、铀矿物的物理性质1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、射线的现象。表现使气体分子发生电离，使硫化锌、碘化钠等晶体发荧光。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。能使周围的矿物变色。2四价铀矿物的颜色以深色调为主。简单氧化物呈黑色、灰黑色，条痕黑色；六价铀矿物的颜色鲜艳；大都呈黄色、黄绿色和绿色，少数呈橙红色、橙色、褐色、粉红色3四价铀矿物密度普遍较大；六价铀矿物密度普遍较低。4

11、四价铀矿物的解理一般不发育，断口呈贝壳状或半贝壳状； 六价铀矿物通常具有平行于底面的完全解理，有时还发育几组中等解理。5荧光性是六价铀矿物的突出特性。荧光是在外来能量（紫外线）的激发下矿物发光的现象。6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。四铀矿物的成因类型 1内生条件下主要形成四价铀矿物；表生条件下主要形成六价铀矿物或铀酰矿物。五.铀的简单氧化物是以UO2为主要成分的铀的氧化物；铀矿物包括晶质铀矿及其变种沥青铀矿和铀黑2四价铀和钛的复杂氧化物主要是UO2和TiO2所组成的化合物。矿物有钛铀矿，斜方

12、钛铀矿和铈铀钛铁矿。本类矿物溶于氢氟酸，不溶于硫酸和硝酸，个别矿物溶于热硫酸和热磷酸。3四价铀的硅酸盐是以U4+和SiO44-为主要成分的化合物，其矿物种目前只有一种-铀石。铀石溶于硝酸、盐酸和硫酸，与铀的简单氧化物类似。4六价铀矿物或称铀酰矿物简单氢氧化物（或含水氧化物）：阳离子成分为UO22，不含金属阳离子，本组矿物仅柱铀矿一种，通式为（UO2）(OH)2.nH2O或UO3·nH2O。复杂氢氧化物：阳离子成分除UO22外，还有其它金属阳离子。其中以含碱土金属和碱金属元素（Ca、Ba、K、Sr）的矿物最多重铀酸盐：在矿物中铀呈重铀酸根U2O72-形式存在5铀酰硅酸盐：本类矿物的主要

13、组成是UO22和SiO44-，此外，还含有金属阳离子和水6铀酰磷酸盐在自然界分布比较广泛，矿物种类也较多，与原生矿化有一定的成因联系岩浆铀矿床我国的分类方案，把主要工业铀矿床归纳为“四大类型”，即花岗岩型、火山岩型、砂岩型和碳硅泥岩型。本书采用铀矿床分类其准则是：以成因分类为基础，结合含矿主岩和矿床工业价值进行分类，在矿床类型上与国际原子能机构分类相接轨，具体划分如下： 内生铀矿床：岩浆铀矿床；伟晶岩型铀矿床；热液铀矿床；花岗岩型铀矿床；火山岩型铀矿床；不整合面型铀矿床；交代型铀矿床；角砾杂岩型铀矿床。 外生铀矿床：砂岩型铀矿床；碳硅泥岩型铀矿床；蒸发岩型铀矿床。 变质铀矿床：石英卵石砾岩型铀

14、矿床。本书采用铀矿床分类其准则是：以成因分类为基础，结合含矿主岩和矿床工业价值进行分类，在矿床类型上与国际原子能机构分类相接轨，具体划分如下： 内生铀矿床：岩浆铀矿床；伟晶岩型铀矿床；热液铀矿床；花岗岩型铀矿床；火山岩型铀矿床；不整合面型铀矿床；交代型铀矿床；角砾杂岩型铀矿床。 外生铀矿床：砂岩型铀矿床；碳硅泥岩型铀矿床；蒸发岩型铀矿床。变质铀矿床：石英卵石砾岩型铀矿床。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

15、单一。 对该类矿床的划分，按产出围岩可划为两大类： 产于酸性岩中的铀矿床产于碱性岩中的铀矿床 产于酸性岩中的铀矿床，由于矿石冶炼的工艺条件较好，所以这类矿床的经济价值较大。目前开采的岩浆铀矿床均属此类。严格地说产于碱性岩中的铀矿床，目前还不能称之为矿床，岩浆铀矿床实例不多，典型实例有产于南非纳米比亚的罗辛（Rossing）矿床。矿化主岩为伟晶状白岗岩体，矿床规模很大，。我国有类似的红石泉矿床，含矿主岩为白岗岩. 产于碱性岩体中的铀矿化，有南格陵兰伊利莫萨克的钠质霞石正长岩，巴西塞尔卡多霞石正长岩、丁古岩和我国辽宁赛马岩体的霓霞正长岩等碱性杂岩。 二、岩浆作用中的铀地球化学 ：铀在岩浆岩中铀含量

16、的变化幅度很宽，总的趋势是从超基性岩到酸性岩，铀含量逐渐升高。1）铀是大离子亲石元素，与地幔岩中铁镁造岩矿物具不相容性2）大洋地壳的形成与消亡，铀从地幔分离、富集再转入地幔再循环Þ形成富铀地幔3）富集（U）地幔二大类型：富高场强元素型和贫高场强元素型4）基性火山岩的铀含量特点铀、钍含量按拉斑玄武岩高铝玄武岩碱性玄武岩的顺序增高。 2、酸性岩类的铀地球化学特征1）花岗岩中铀的含量及分布特征酸性岩类的铀含量为(3.5-4.8)×106，花岗岩中铀含量变化较大，可比正常丰度值高出很多。 铀多富集于暗色矿物黑云母及副矿物，诸如锆石、磁铁矿、钛铁矿、黄铁矿中，浅色矿物的铀含量不高.以

17、诸广、桃山产铀岩体研究的成果为例： 3）花岗岩中铀的存在形式铀矿物形式：如晶质铀矿UO2、方钍石(U，Th)O2、铌铁矿FeNb2O6、钛铀矿UTi2O6、褐钇铌矿(Y，U)(Nb，Ta，Ti)O4、黑稀金矿(Y，U)(Nb，Ti)2O6、复稀金矿(Y，U)(Ti，Nb)2O6、易解石(Ce，Th，U)(Ti，Nb)2O6、铌钛铀矿(U，Ca、Y)2(Nb，Ti)2O6(OH，F)、铈铀钛铁矿(Fe2+，La，Ce，U)2(Ti，Fe3+)5O12、烧绿石(Ca，Na，U)Nb2O6(OH)等。 类质同象置换：铀以类质同象置换形式与钍、铌、钽、磷、锆、铈、钇形成各种简单或复杂氧化物如褐钆铌矿、

18、方钍石、黑稀金矿、复稀金矿、烧绿石，以及硅酸盐副矿物如锆石、榍石、磷钆矿等矿物。 分散吸附状态：在花岗岩中，有一定数量的铀呈分散吸附状态分布于造岩矿物中。分散吸附状态的铀包括矿物晶面、解理面、晶缝裂隙表面等吸附的铀，以及矿物气液包裹体中和粒间溶液中的铀等。 3、碱性岩类的铀地球化学特征里特曼指数=(K2O+Na2O)2/SiO2-43 里特曼指数>4为碱性岩；里特曼指数<4为钙碱性岩 铀含量：各碱性岩建造比钙碱性系列同类岩石高。三、岩浆铀矿床成矿地质条件及矿床一般特征 区内岩石大都经受区域变质，局部产有深熔岩浆的侵入体。如罗辛矿床产于前寒武纪达马拉造山带的中心，区内地层是一系列中高

19、变质程度的变质岩，有片麻岩、片岩、麻粒岩、石英岩和大理岩等；我国的红石泉矿床产于阿拉善台隆边缘，区域地层为前寒武纪的各种片岩。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.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，矿化与这些交代作用关系密切。

20、5、矿石成分复杂 不同岩性具有不同的矿物成分：酸性岩中铀主要以独立矿物形式产出，多以晶质铀矿、独居石和锆石等铀矿物和含铀矿物等副矿物形式出现。铀矿物颗粒细小，与造岩矿物石英、长石及黑云母等共同产出。碱性岩中铀主要以含铀矿物形式产出，常见的有硅铈钛矿、烧绿石、含铀锆石、菱黑稀土矿等。伴生元素：矿石中常有钍、铌、铈、锂、镧等元素的偏高含量，有时可综合利用。6、矿石铀品位低，通常为0.03%0.07%，矿体常呈透镜状、扁豆状、不规则脉状或巢状，矿体与围界线不清，呈过渡关系。7、成矿温度高，压力大。成矿温度一般在600650，个别情况下可降到400450，压力为(24)×108Pa，成矿深度

21、为24km，属浅成成因。8、成矿作用较为单一。伟晶岩型铀矿床伟晶岩型铀矿床系指经结晶分异的残余酸性熔浆（极少为碱性熔浆）经冷凝结晶和气成交代而形成铀矿床。本类矿床的典型实例是加拿大的斑克罗夫特（Bancroft）矿床。影响伟晶作用铀地球化学特征的物理-化学条件主要是温度、压力、介质的成分和性质。 挥发组分可以降低硅酸盐矿物的结晶温度，导致伟晶岩浆的长期缓慢结晶，造成铀在各种矿物中的配分不同，有利于各种铀矿物和含铀矿物的聚集。三、伟晶岩型铀矿床的成矿地质条件和成矿特点1、产铀伟晶岩的大地构造条件一般认为，花岗岩浆是形成伟晶岩残余岩浆和气液的母体。产铀伟晶岩无论是空间上还是成因上均与深成花岗岩岩基

22、有密切的关系，与浅层小侵入体或超浅成侵入体无关。与产铀伟晶岩有关的侵入岩多为酸性的花岗伟晶岩，偶尔也有碱性霞石正长伟晶岩。产铀伟晶岩的空间分布和成因上与区域性的深变质作用、混合岩化、花岗岩化及深熔作用的关系也比较密切。3、产铀伟晶岩的构造条件产铀伟晶岩可产于侵入体内，但更多地产于其外接触带，产于外接触带产铀伟晶岩的围岩有片麻岩，各种结晶片岩、角闪岩及混合岩、石英岩、碳酸盐岩及基性岩。根据伟晶岩与围岩的相互作用关系，将伟晶岩分为两种：1）纯线式：2）交线式：4、矿化特征2）矿石成分 简单伟晶岩中，铀钍矿物成分简单，且颗粒粗大，晶形好，但分布极不均匀；复杂伟晶岩中，矿物成分复杂，且类型繁多。3）矿

23、石品位低 一般为万分之几到千分之几（U），储量小，由几百吨到几千吨铀不等。4）铀矿床的形成时代 主要是太古代晚期和元古代，古生代和中新生代的矿床很少。热液铀矿床一、概述 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。 1、热液铀矿床的概念和一般特征热液铀矿床是一种十分重要的铀矿床类型，在澳大利亚奥林匹克坝发现铜、铀、金角砾杂岩型矿床（铀100×104tU3O8），都是超大型铀矿床。1）矿石品位较高。2）选冶性能良好。主要表现在矿体与围岩界线清楚；

24、矿石的铀浸出率较高，热液铀矿床铀主要呈沥青铀矿和分散吸附状态，易浸出；热液铀矿床成矿温度以中低温为主；矿石的物质组成简单，钍、稀土等有害杂质较少，有利于铀的选冶。热液铀矿床通常具有下述基本特点：3）热液铀矿床明显受构造控制，尤其与断裂构造关系密切。因此规模和产状变化很大，矿床规模小者多，大者少，产状复杂。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。章邦桐结合国外新类型和我国具体情况，把热液铀矿床划分为下述类型：1）接触交代/高温热液型铀矿床2）中、低温热液铀矿床（1）花岗岩型铀矿床（2）火山岩型铀矿床（3）热造式碳硅泥岩型铀矿床（4）不整合面型铀矿床3、热液中铀的迁移形式和

25、沉淀机理热液中最可能存在的铀酰络离子有下述十种：UO2（CO3）0 ； UO2（CO3）22- UO2（CO3）34- ； UO2F20UO2F3- ； UO2F42- UO2OH+ ； UO2（OH）20UO2SO40 ； UO2（SO4）22-2）铀的沉淀机理（1）铀迁移形式的变化对铀还原沉淀开始的Eh值有明显影响，UO2 (CO3)22-相对于UO2F42-需要更加还原的条件才能被还原成矿。（2）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。（3）热液中含铀离子的活度与UO2开始沉淀的Eh值呈正相关关系是含铀离子活度每升高一个数量级，Eh

26、值由0.042v升高（150时）至 0.047v（200时）。（4）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，CO32-活度每升高一个数量级，Eh值由0.084v（150时） 增至0.094v（200时） ，F-活度每升高一个数量级，Eh值由0.168v（150时）增至0.188v（200时） ，它们的增高对铀沉淀不利。 Eh值是决定六价铀能否从热液中被还原沉淀的关键因素。导致热液Eh值降低和UO2开始沉淀时Eh值升高的原因主要与下述因素有关：围岩蚀变作用压力的降低： 温度的降低： 围岩的还原容量（Eh）注：Eh=EhAEhB，EhA含KOH的KM

27、nO4溶液的Eh值，EhBKMnO4溶液与岩石样品反应后的Eh值含铀溶液来源包括水、矿化剂的来源。 成矿流体可分为海水、大气降水、同生建造水、地热水、岩浆水和变质水等六种类型。5、含铀溶液来源（1）是岩浆分异的产物（2）来源于已固结的火成岩（3）来源于富铀的沉积岩和沉积变质岩（4）混合来源（5）再循环的地幔岩浆幔汁来源6、成矿物质来源（铀源）（1）是岩浆分异的产物：（2）来源于已固结的火成岩（3）来源于富铀的沉积岩和沉积变质岩：（4）混合来源：（5）再循环的地幔岩浆幔汁来源三、热液铀矿床形成的地质条件1、热液铀矿床与火成岩的关系 （1）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

28、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； 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，黑色建造中脉型铀矿床，碳硅型泥岩铀矿床等。它们具有明显的层控特征，严格地受特定地层层位控制，虽与火成岩无明显关系，但是与该地区的构造-岩浆-流体活动时间合拍。（2）时间关系 系指矿床与岩体形成时代的先后关系。矿岩时差是表征这种关系的标尺。热液铀矿床一般都具有一定的矿岩时差。矿岩之间的关系只可能是铀源关系，而成矿热液的水源和热液不可能来自

29、于形成该岩体的岩浆残余热液。（3）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。（4）热源关系 许多花岗岩型铀矿床空间上多集中分布在岩浆活动频发的地区。认为热液铀矿床与火成岩的关系就提供热源来看是很密切的。热液铀矿床与火成岩的关系是很复杂的，对具体矿床要作具体分析，不能用一种统一的模式概括所有的矿床。 2、热液铀矿床围岩特征围岩的物理力学性质主要体现在:孔隙度；渗透性；脆性;塑性四个方面。 对成矿有意义的孔隙度是有效孔隙度。1）围岩的物理力学

30、性质及其对铀成矿的控制围岩的化学成分及还原容量是控制热液铀成矿的重要因素之一。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，如花岗岩中的铀矿脉，脉石矿物以石英为主，当镁铁质岩石作为主岩时，脉石矿物主要是萤石和方解石。如此等等均表明围岩的成分对铀成矿起着十分重要的控制作用。2）岩石物质组成及化学性质对铀成矿的控制有利成矿的岩石为：富含Fe2+及其他低价态元素的围岩，如黄铁矿化的蚀变

31、岩。富含有机质的岩石，如石墨片岩、炭板岩、碳硅板岩、炭质石灰岩、含炭砂岩等。化学活泼性高的岩石，即岩/液之间容易互通有无，或它们的pH值差别大，容易起化学反应，如基性脉岩、碳酸盐类、碱交代岩等。 3、围岩蚀变类型及其与铀成矿的关系热液蚀变可分为碱性和酸性两大类。 碱性热液蚀变是由碱质热液与围岩作用产生的，主要包括钠长石化、钾长石化和碳酸盐化三种；在花岗岩地区还发育有钾、钠长石混合交代作用。 酸性热液蚀变主要有硅化、萤石化、黄铁绢英岩化、粘土化（包括水云母化、高岭石化、蒙脱石化、迪开石化）等，多数酸性热液蚀变的实质是氢交代作用。下面介绍几种与铀成矿关系较密切的围岩蚀变。碱交代 是指以钾、钠为主的

32、热液交代围岩所引起的蚀变作用赤铁矿化 赤铁矿化又称红化，是热液铀矿床常见的一种典型蚀变，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。赤铁矿化多受断裂构造控制，常发育在矿体周围，含矿构造的交叉、分枝和复合部位最发育。硅化 硅化的重要特征是使蚀变围岩中SiO2含量增高，使岩石变得非常坚硬。它常与其他蚀变，如水云母化、绿泥石化等伴生。硅化蚀变岩石的颜色以灰色及灰白色为主，间夹红、褐等色。硅化的实质是长石的分解、石英颗粒加大和去碱作用。粘土化（泥化） 粘土化是典型的低温热液蚀变，在酸性火成岩、特别是火山岩中发育。粘土化岩石主要由细粒分散状高岭石、水云母、蒙脱石、多水高岭石及迪开石等矿物

33、集合体所组成，不含石英，但有时含少量斑状钠长石。粘土化作用早期一般先形成水云母、蒙脱石等，然后在早期形成的矿物基础上发育高岭石、迪开石。绿泥石化 绿泥石化主要表现为黑云母和少量斜长石被绿泥石交代。 萤石化 萤石化在花岗岩型铀矿床，特别是火山岩型铀矿床中广泛发育。萤石呈浸染状和细脉状形式交代充填于含矿构造及其两侧围岩之中。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，常具有不均匀的环带状构造。由于氟是一种重要的矿化剂，它能与六价铀组成氟合铀酰离子进行迁移，易与围岩中的Ca2+发生化学反应形成萤石，同时引起铀酰络离子的解体而使铀沉淀：2）热液蚀变与铀成矿的关系钾化岩石与原岩物理性质的差

34、别(转引自周维勋，1982)蚀变作用能改变铀的赋存状态，使活性铀增多。这种裂隙铀极易被浸取，能为成矿溶液提供铀源。蚀变围岩能提供有利铀富集的地化环境。早期蚀变生成的各种硫化物（以黄铁矿为主）和富Fe2+的各种矿物在成矿过程中实际起着铀的有效捕集剂或富集载体的作用。4、热液铀矿床控矿构造控矿构造分为三种主要类型。 1）线性构造2）旋扭构造 3）层型构造 线性构造系指具有线状延伸特点的断层和裂隙。1）线性构造 主干断裂：主干断裂的派生次级构造交叉断裂：裂隙带：帚状、环状、半环状、S型和反S型等旋扭构造对铀矿床和铀矿体的控制是铀矿床中常见构造现象。环型构造系指由环型、半环型断裂以及岩墙群组成的构造形

35、态。主要发育在火山岩地区，火山岩型铀矿床受其控制。2）旋扭构造 负向火山构造：正向火山构造：爆发岩筒环型构造：层状（型）构造包括各类层理构造、同生构造、假整合面、不整合面，还有叠加的层内构造，这些叠加了构造作用的层型构造系指顺层断裂构造及层内裂隙构造。3）层型构造（1）切层大断裂旁侧的层间构造和顺层断裂 （2）不整合面型构造5、热液铀矿床大地构造背景及基底成熟度1）位于显生宙褶皱带的中间地块或古陆块发育区，热液铀矿床成矿对古陆壳存在着依赖性2）古陆块克拉通盆地中热液铀矿床形成于再度活化的构造环境3）造山带中热液铀矿床出现于陆内造山带（冒地槽封闭型）花岗岩型铀矿床花岗岩型铀矿床是指与花岗岩体有紧

36、密空间关系和成因关系的热液铀矿床 1、产铀花岗岩体区域地质背景产铀岩体的有利区域地质背景是以古陆壳作为基础，后经冒地槽的形成和封闭，构造上处于隆起区（地背斜）；围岩为碎屑岩系富铀建造；岩体形成后又经断块-岩浆-流体运动，形成断陷盆地。二、花岗岩型铀矿床成矿地质条件 产铀岩体是指产有铀矿床的花岗岩体。1、产铀花岗岩体区域地质背景花岗岩型铀矿的产出具有地区性。 产铀岩体的围岩多数是早古生代地层（前泥盆系） 产铀岩体常与晚侏罗世火山盆地、白垩纪断陷红盆或断陷带相伴。 产铀岩体的有利区域地质背景是以古陆壳作为基础，后经冒地槽的形成和封闭，构造上处于隆起区（地背斜）；被侵入的围岩为碎屑岩系富铀建造；岩体

37、形成后又经断块-岩浆-流体运动，形成断陷盆地。 南京大学地球科学系（1981）指出华南花岗岩按照物质来源的不同，可以分出三个类型，即幔源型、同熔型和改造型。2、产铀岩体的成因类型不同成因系列的花岗岩具有不同的成矿专属性，锡矿产于高硅质的S型花岗岩中；斑岩铜矿和钼矿床则与I型花岗岩共生。3、产铀岩体的时空特征空间上，产铀岩体： 对富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。产铀岩体的岩石化学特征主要表现在四个方面； 酸度大。 碱质高，钾大于钠。铝过饱和。 暗色组分少。 5、

38、产铀岩体的含铀性特征 活性铀主要有三种存在状态： 岩石中矿物粒间及显微裂隙中的裂隙粒间铀；蚀变矿物中的吸附分散铀以及副矿物中的活化铀； 晶质铀矿。 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. 碱交代可分为早期碱交代和晚期碱交代。 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。酸性蚀变又称灰绿色蚀变，是多种中低温热液蚀变的一种组合概念，岩石蚀变后变成灰绿色。 主要蚀变类型有硅化、水云母化、绢云母化、绿泥石化、黄铁

39、矿化、粘土化等。7、花岗岩型铀矿床矿化类型3）按矿化岩石的构造蚀变性质分为：硅化带（岩）型；中基性脉岩型；碱交代岩型；蚀变碎裂花岗岩型等等。4）按成矿溶液的酸碱度分为：酸性热液铀矿床；碱性热液铀矿床。5）按共生的脉石矿物成分分为：微晶石英型（玉髓型）；萤石型；硫化物型；赤铁矿型（又称红化型）；绿泥石型；磷灰石型；碳酸盐型；粘土化蚀变（水云母化，蒙脱石化，高岭石化）型等。6）按元素组合划分为：单铀型；铀-汞型铀-钼型；铀-铜型；铀-铁型；铀-钍型；铀-多金属型；铀-钇型等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）：(1)铀成矿带的展布受一级构造控制。 (2)铀矿田在成矿带内受二、

40、三级构造带控制。(3)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。如下庄矿田的矿床，(4)铀矿体受局部性的低级别的断裂构造和裂隙构造控制。 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： 直线型构造组合：主要由两条或以上互相平行或侧列对称或锐角相截的夹持断裂构造组合，其结构形态常见的有“二”字、“川”字、“八”字、“H”字、“多”字形和侧列对称等。 曲线型矿田构造组合：主要由弧形构造断裂互相结合所构成的夹持构造（如“双曲线型”等）。圈闭型矿田构造组合：通常由直线型和直线型夹持构造、或直线型和曲线型夹持构造互相配合构成圈闭和半圈闭的矿田构

41、造形态，它往往是一种多系统构造组合的夹持构造，常见的有“菱形”、“棋格形”、“井形”、“菱帚复合型”、弓型和环型等。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 ：4、热液铀矿床控矿构造控矿构造分为三种主要类型。 1）线性构造2）旋扭构造 3）层型构造 线性构造系指具有线状延伸特点的断层和裂隙。 1）线性构造 主干断裂：主干断裂的派生次级构造交叉断裂：裂隙带：2）旋扭构造 负向火山构造：正向火山构造：爆发岩筒环型构造：层状（型）构造包括各类层理构造、同生构造、假整合面、不整合面，还有叠加的层内构造，3）层型构造（1）切层大断裂旁侧的层间构造和顺层断裂 （2）不整合面型构造A.切

42、层大断裂旁侧的层间构造和顺层断裂不整合面型构造系指沉积不整合面构造，包括角度不整合和平行不整合两种情况。不整合面型铀矿床受这种构造控制。与热液铀矿床有关的不整合面主要是角度不整合面。这种不整合面又称基底不整合面，矿体赋存在不整合面上或其附近。如元古宙不整合面型铀矿床，矿体受中下元古界之间的不整合面控制。B.不整合面型构造上述控矿构造和含矿构造组合形式特征是针对脆性构造，适用于中低温脉型铀矿床。随着伸展构造与铀成矿作用研究深入，深层次构造控制大型热液铀矿田认识的提出，热液铀矿床构造的下一步研究将在立体空间、三维层面上展开，将重点探索韧脆性面对热液铀矿的控制作用。火山岩型铀矿床火山岩型铀矿床是指在

43、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。一、火山岩型铀矿床概况火山岩型铀矿床在我国首次发现是准噶尔天山铀矿省的白杨河矿床（1956）。在华北地区阴山-辽河铀矿省的沽源矿床二、火山岩型铀矿床的成矿地质条件1) 产铀火山岩的岩性条件火山岩型铀矿床在空间上与冒地槽活动带或地台活化区内最晚期钙碱性陆相火山岩有关，矿化岩性都属于钙碱性系列。含铀主岩主要为酸性火山岩，其次为中性或碱性火山岩。碱性火山岩中铀矿化通常与发育最晚期的粗面岩有关；酸性火山岩中铀矿化通常与发育最晚期的流纹质斑岩体及拉张环境的双峰式岩浆系列有关。产

44、铀火山岩的演化序列通常为：安山岩-英安岩-英安流纹岩-流纹岩-石英粗面岩-粗面岩，岩性上由中性-酸性-碱性演化。 产铀火山岩的岩性特点是：富硅、富碱，SiO2为69-75%，K2O+Na2O为7-10%，且K2O>Na2O，贫钙、铝过饱和，铀为（5-40）×10-6，Mo为（2-60）×10-6，Ag为（1-10）×10-6，最高时铀可达140×10-6，Mo为180×10-6，Ag为30×10-6。 产铀火山岩中的U、Mo、Ag三种元素的含量比正常火山岩平均含量要高出几倍甚至几十倍，这为后来铀矿床的形成及伴生元素的富集提供了物

45、质基础。这三种元素可作为含铀火山岩的指示性元素。 火山岩型铀矿床常与特定的火山岩相有关，矿化产于某些特定的岩相或其组合中，如：2) 产铀火山岩的岩相条件塌陷式火山盆地 酸性岩 碱性岩火山管道相或爆发岩筒火山喷发相 火山沉积相 次火山岩相 2、火山岩型铀矿床的构造条件1）大地构造背景：火山岩型铀矿床大多数集中分布于古老地盾的边缘带、地台活化带、中间地块以及冒地槽褶皱带，在空间上与一定时期的火山活动有关，古老地盾的边缘带：矿床实例以加拿大地盾西部火山岩铀矿床为代表，如埃尔多拉多（Eldorado）矿床。地台活化带:典型矿床如我国的660矿田、俄罗斯斯特列措夫（Streltsovskoye）矿床（红

46、石矿床）。 中间地块带：典型矿床如俄罗斯、北哈萨克斯坦和意大利的某些火山岩型铀矿床。3) 断裂构造对铀矿化的控制作用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。几组断裂交切部位常常是围岩应力降低部位，岩石脆弱。层间破碎带控制铀矿体。推覆体构造：火山期后断裂构造和火山构造复合控矿。4)火山机构构造对铀矿化的控制作用 火山塌陷构造（破火山口构造）火山通道（爆发岩筒）构造：火山穹隆构造：复合火山岩构造：其他控矿构造：三、火山岩型铀矿床的矿化类型及矿化特征按矿物共生组合的种类分为三种矿化类型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1)矿

47、体的形态和产状矿体形态复杂多样，常呈陡倾斜的脉状、凸透镜状、网脉状、柱状、似层状、群脉状。2) 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、铀钍石、铀方钍石、含铀氟磷灰石及含铀萤石。伴生金属矿物种类和数量较多，常见有辉钼矿、胶硫钼矿、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、赤铁矿、黄铜矿等。2、矿化特征 矿化常具多期多阶段作用，蚀变发育。3) 成矿温度多为中低温型。4) 矿化深度及垂幅 深度为03000m，垂幅大于300m，个别达1000m。 四、火山岩型铀矿床的成因讨论 火山岩型铀矿床成因类同花岗岩型铀矿，有多种不同的认识： 1. 强调含矿溶液的成因以表生为主，成矿溶液是大气降水通过火山

48、盆地补给区进入热流值较高的火山活动区，在渗流过程中，温度升高，并从围岩中萃取矿质流向减压区，在温度、压力、介质条件均有利的情况下成矿。1）成矿溶液中的水主要是岩浆作用所发动起来的巨大的热水体系中的大气成因水，而决定成矿溶液地球化学性质的主要矿化剂（F、Cl、CO2、Na、部分S和P等）则主要来自活动大陆边缘或中心地块的深部硅铝壳深熔作用带和过渡岩浆室冷凝固结时导出的原生流体，有一部分流体可能来自上地幔。富含矿化剂的高浓度原生流体与大气成因水混合形成成矿热液。2）热液中所含的铀也具有混合成因，遭受深熔作用的富铀地层中的铀转入酸性岩浆和残余原生流体中，构成成矿溶液中铀的第一个来源；原生流体及其与大

49、气成因水混合后生成的热液在上升和在地热体系循环过程中，从所经过的富铀地质体和古老铀矿床中所溶解出来的铀，构成热液中铀的另一个重要来源。该观点经作者1985年再度修改，认为可适用于大部分显生宙热液铀矿床。 外生铀矿概论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。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。一、外生铀矿床的一般概念：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，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。二、铀在表生作用中的地球化学1

50、、铀在风化作用中的地球化学特征：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。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。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。在干旱条件下，风化壳中的有机物质不仅数量很少，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。铀在天然水中有较强迁移能力，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。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

51、分2、铀在沉积作用中的地球化学特征：络阴离子形式主要是碳酸络合铀酰离子形式。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：UO22+或UO2OH+形式呈吸附状态搬运：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，呈附状态被水搬运呈矿物形式搬运: 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。2) 铀沉积的一般规律：粘土岩的铀含量最高，碳酸盐岩石的铀含量较低，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，蒸发岩中铀含量普遍偏低，白云岩铀含量较碳酸盐岩低

52、，而岩盐的铀含量最低 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，一般仅构成该沉积物的本底含量。 3) 成岩阶段中铀的迁移、聚集和再分配3、影响铀表生迁移和聚集的主要因素1) Eh值和pH值2) 吸附作用：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。3) 扩散作用4) 铀与有机物质的关系铀在生物体内的分布特点 有机物质的还原作用 铀在有机物质中富集的机理 铀在有机物质中富集的机理相当复杂。促使铀在有机物质中富集的主要因素是还原作用、吸附作用和形成有机化合物的化学反应。5)微生物作用

53、与铀的富集4、铀后生聚集的地球化学特征1) 氧化还原界面与铀的聚集对于铀在表生带的迁移来说，氧化还原反应起着特别重要作用，六价铀的强迁移性和四价铀的弱迁移性能形成了十分明显反差，这也就促使了铀在某些地球化学环境分散，而在某些地球化学环境富集，并能在氧化还原界面富集。砂岩型铀矿床一、砂岩型铀矿床概况：砂岩型铀矿床是指工业铀矿化主要产于砂岩（包括含砾砂岩、粉砂岩、泥岩）中的铀矿床。砂岩型铀矿的分布遍及世界各地，以中亚（哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦）、美国、加蓬、尼日尔等最为突出。此外，俄罗斯、蒙古、澳大利亚和法国均有一定程度的产出。二、成矿地质条件特征 盆地所处基底地壳类型有大陆型、海洋型和过渡型三类

54、，砂岩型铀矿一般是位于大陆型地壳，区域上一般位于古老基底的发育区之上，这些古老基底出露区往往发育有富铀岩层和富铀岩体。铀矿化多产于邻近基底的中、新生代盆地之中。1、大地构造背景：盆地形成的大地构造背景多数以稳定克拉通盆地和介于相对活动褶皱造山带之间的克拉通边缘活动带。2、产铀盆地特征 ：按盆地产出的大地构造部位可划分为：内克拉通盆地；前陆盆地；活动带内盆地；以克拉通和活动带内盆地相对较佳。按盆地的沉积建造可划分为：红盆-由红色碎屑岩建造构成盆地盖层；煤盆-由暗色碎屑岩建造（含煤系地层）构成盆地盖层；火盆-由火山岩、火山沉积碎屑岩建造构成盆地盖层。（1）盆地的类型盆地构造类型的原型卷状亚型砂岩型

55、铀矿主要产于中、新生代活动的内克拉通沉降盆地和沉陷盆地；板状亚型主要产于板块之间活动带内的火山弧盆地；底河道亚型则主要发生在内克拉通沉降盆地边缘，或是地台边部中、新生代活动带内的河沉积地段及中、新生代火山弧盆地。对于砂岩型铀矿，特别是卷状亚型铀矿，铀成矿必须具备两个阶段，早期赋矿砂体的形成，晚期活化构造产生，层间氧化带形成。 （2） 盆地构造类型有利于砂岩型铀矿化的岩相古地理主要是河流相，滨湖三角洲相和滨海三角洲相，重要矿化多数产于河流相中。3、岩相古地理条件：河流形态可分为辫状河、曲流河、网状河和平直河，矿化多分布于辫状河所形成的岩层中.1）河流相及其含铀性辫状沉积与曲流沉积的砂体特征比较河

56、水的铀含量普遍较低，河水中铀含量变化范围为（0.01-30）×10-6g/L，且随气候条件变化而异。 河流水浅流急，流通性好。 沉积速度快，表层沉积物经受“陆解”作用的时间短，在成岩早期以至整个成岩过程中均难以形成大规模高品位的铀矿化；绝大多数河流相地层的铀背景值不高，平均铀含量较低，只有在少数局部环境中，在成岩作用的影响下，可能形成一些稍高品位的铀富集。沉积砂体的特征对含铀成矿溶液的迁移、储存以及铀的沉淀和富集都有重要的影响，但这种影响不是在沉积阶段，而是在成岩阶段，特别是在后生阶段发生的。2）滨湖三角洲 在面积较大的湖泊的河流入口处附近，大量的碎屑物迅速堆积，往往形成三角洲。三角洲中良好的砂岩、泥岩互层结构或透镜状结构，有利于地下水的汇集和矿化的形成，矿化主要产在砂岩中。3）滨海三角洲相 滨海三角洲的形成有多种方式，有的以河流作用为主，有的以海浪作用为主，而有的则以潮汐作用为主。砂岩型铀矿的赋矿砂体形成有多种沉积环境，但对于以后生成矿作用为主体的砂岩型铀矿而言，必须考虑以下条件：（1）砂体的渗透性；（2