铀矿地质10
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铀资源地质学复习资料铀资源地质学复习资料四价铀矿物: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。
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。
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α、β、γ射线的现象。
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。
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。
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。
铀黑:含氧系数为2.70-2.92的粒状晶质铀矿同质多像:相同化学成分的物质在不同的地质条件(如T,P)下可以形成不同的晶体结构,从而成为不同的矿物。
类质同像:矿物晶体结构中的某种原子或离子可以部分地被性质相似的它种原子或离子替代而不破坏其晶体结构的现象;填空:1、铀在地壳的存在形式主要有三种:铀矿物形式、类质同象置换形式、分散吸附状态形式2四价铀矿物稳定存在的环境条件:还原条件、六价铀矿物稳定存在的环境条件:氧化条件3、铀元素的放射性同位素是:铅4、产铀花岗岩的化学成分特点:酸度大、碱质高、铝过饱、暗色组分少、铀含量高5、不整合面型铀矿床的主要层位的时代是:古元古代6、含铀热液中的来源通常包括:岩浆来源、地下水来源、变质热液来源和构造热液来源7、列举出四种以上当今世界最具工业意义的铀矿床类型:砂岩型、不整合面型、岩浆型、角砾杂岩型8、碳硅泥岩型铀矿床的成因类型分三种:成岩型、淋积型、热造型9、四种工业铀矿物主要是:晶质铀矿、沥青铀矿、钛铀矿、铀石等10、不整合面型铀矿床的主要产地是加拿大和澳大利亚11、碳酸泥岩型铀矿床“二带一区”的分布具体是南秦岭成矿带、江南成矿带和华南成矿带12、铀在各种变质岩中含量的变化规律是随变质作用的加深铀含量逐渐降低13、国际原子能机构将砂岩型铀矿划分为卷状亚型、底河道亚型、板状亚型和前寒武纪亚型14、铀在外生作用中主要的迁移形式有离子形式、机械破碎屑物形式和有机络合物形式。
核燃料的娘家——铀矿揭秘铀矿石可用手摸“氡”风吹不得核燃料的娘家——铀矿揭秘◎本刊主笔季天也前不久,国际原子能机构(IAEA)设立的低浓缩铀银行在哈萨克斯坦开张了。
这是一个面积为880平方米的高安保仓库,归IAEA所有和管理。
低浓缩铀银行将储备90吨低浓缩铀,提供给核不扩散信用良好、却无法从正常的商业市场拿到铀资源的核能国家。
究竟地球上的铀都藏在哪儿?待在它们周围安不安全?本期“核与辐射安全”栏目就谈谈铀资源的老家——铀矿。
澳大利亚卡卡杜国家公园的铀矿开采区•有了地球就有了铀矿核电厂的燃料来源铀235,是一种从地球诞生就存在的天然放射性元素,其从铀矿开采、加工而来。
铀家族有3个天然同位素兄弟——铀234、铀235和铀238。
其中铀235是地球上唯一天然存在的易裂变核素,因此也是当前核电厂的绝对主力燃料,但它在天然铀资源中的含量仅有0.711%,另有不到0.006%的铀234,其余99.2%以上都是铀238。
铀玻璃器皿在紫外线照射下会发出荧光,正是这一特性帮助人类发现了物质的放射性。
铀的化学性质很活泼,所以在自然界中,它总是和其他元素组成化合物,而不存在游离的金属铀。
目前地球上已知的铀矿物有170多种,但具有工业开采价值的只有二三十种,其中最重要的有沥青铀矿(八氧化三铀)、品质铀矿(二氧化铀)、铀石(铀的硅酸盐化合物)和铀黑(二氧化铀三氧化铀二氧化钍)等。
很多铀矿物都呈黄色、绿色或黄绿色,有些铀矿物在紫外线下能发出强烈的荧光,正是这种特性让人们发现了它们的放射性现象。
澳大利亚、加拿大和哈萨克斯坦是全球三大铀资源大国,铀矿年产量之和占全球总量的60%。
呈绿色针状的硅铜铀矿作为放射性元素,铀原子核不能稳定存在,会自发地射出某种由微观粒子形成的高能射线而变为另一种原子核,这个过程称为“核衰变”。
铀家三兄弟悬殊的含量差距,和它们的半衰期基本成正比。
铀234的半衰期不到25万年,铀235约为7亿年,最长的铀238达到45亿年!而地球的年龄被认为是46亿岁,这样算下来,铀234经历了18000多个半衰期,和地球诞生之初相比,所剩的数量已经很少了;铀235经历了不到7个半衰期,现有数量相当于地球诞生时的1.1%;而铀238则只经历了一次半衰期,数量和地球诞生时相比还剩一半左右,远远多于另外两兄弟。
缺乏能使铀沉淀的还原剂.因此,除了在极为干燥的古气候条件下铀的迁移受到限制,以及存在着富含还原剂组分的地质体等特殊情况外,通常在花岗岩地区大部分浸出的铀是可以往下渗流迁移的。
我们可以对铀的浸出迁移过程作如下描述:水溶液通过粒问和孔隙渗滤浸取花岗岩中以“裂隙铀,,等形式存在的活性铀,尔后逐渐向较大的裂隙和断裂汇集。
当古气候极为干燥时,在水溶液往下渗滤的局部滞流地段可以形成下降式的铀矿堆积。
它们通常是在绢云母(水云母)一细晶黄铁矿化花岗岩的背景上发展起来的。
绢云母在偏碱性介质中被绿泥石所取代,使溶液局部酸化趋于中性。
A14[Si40lo](OH)8+10Mg2+2H4Si04+10H2O=2Mg5A1[AISi3010](OH)8+20H+黄铁矿与赤铁矿的平衡在pH=7时,其Eh值为一0.386 V左右。
正是这种酸碱中和及负的氧化还原电位条件下沥青铀矿得以形成。
所以矿石中见有较多的赤铁矿和蠕绿泥石。
中基性脉岩也会使下降水流中的铀淀出,这不仅因为脉岩中的Fe lI起着还原剂作用,也还因为溶液中的二氧化碳和氟被脉岩中的钙所固定,使碳酸铀酰、氟化铀酰离解。
所以沿着脉岩除见红化外,还发育有碳酸盐化和萤石化。
但就总体而言,溶液大体保持着近中性的pH值c 黄铁矿氧化所引起的酸化被花岗岩的缓冲作用所抑制。
如新生石英的淀积,H3Si04一:Si02+OH一+H20钾长石的绢云母化,3KAlSi308+2H20:KAl2[A1Si3010 ](OH)2+6Si02+2K+20H一绢云母的泥化,4KAl2[A1Si3010](OH)2十10H20=3Al4[Si4010](OH)8+4K++40H一深部的脉状承压水流速十分缓慢,并因附近脉岩侵入的余热以及地热异常等因素使溶液得到加热。
水溶液温度的增高,特别在压力较高的情况下,会导致水溶液中铀的溶解度的降低,丧失对围岩中铀的浸取能力,并局部出现铀的沉淀。
但是由于水中铀的浓度并未饱和,铀沉淀的规模不大。
第一编铀的性质与铀矿物特征1.U的原子序数为92,原子质量为238,自然界中有三种同位素:U238〉U235〉U2342.金属铀的制取:还原法,电解法3.钝金属铀:外貌像钢,呈银白色,具有金属光泽,微带淡蓝色色调.粉末状:由氧化呈灰黑色.熔点:1405摄氏度.硬度:比铜稍低.密度:很大.常温:19.05g/cm34.在一定温度与压力下:金属铀发生相变:1.013x10的5次方pa下:阿尔法-U 贝塔-U 伽马-U存在温度:小于667.7度667.7-774.8度大于774.8-1152.3度晶体结构:斜方四方体-立方密度: 19.05 18.15 17.91机械性质:延展性脆性塑性5.铀的化学性质:十分活泼,几乎可以与稀有气体元素以外的所有元素发生化学反应。
所需温度取决于铀的粒度与反应元素的性质。
6.铀的还原能力很强,金属铀和低价态铀都为强还原剂,U0与U3+能与水强烈反应,自身氧化为U4+或UO22+。
7.地壳中不存在金属铀与三价铀化合物8.U6+为亲氧元素,故自然界中U既不形成自然金属,也不形成硫化物,砷化物或碲化物9.铀为:强络合物形成条件与无机和有机配位体络合形成多种络合物10.U5+→UO2+仅在PH为2—4的水溶液中存在。
至今尚未在地壳中找到是否存在U5+络合物11.①自然界中:铀的氧化态只为4价与6价。
②实验室条件中:U的过滤态为+3价与+5价12.+4价具有弱碱性,故只存在于强酸溶液中。
+6价一般溶于稀酸13.+6价具有两性特征,(1)在酸性与中性介质中呈弱碱性(2)在碱性中呈弱酸性第二章铀矿物的基本特征1.U离子亲石元素与氧有强亲和力,在自然界只形成:氧化物,氢氧化物与含氧盐类矿物,而不形成硫,砷,氟化物,类矿物,也不存在单质铀2.铀酰离子结构:(1)单独的U6+离子不稳定,U6+在矿物中几乎为UO22+形式存在(2)UO22+呈哑铃状(U-O共价键很牢固)(3)其电荷全集中于:赤道平面,沿垂直长轴平面分布:①赤道平面—离子键②水平长轴—分子键3.六价铀矿物晶体结构有三种类型:层状型,健状性,架状型。
铀矿地质勘查规范1 范围本标准规定了我国非地浸型铀矿地质勘查的目的任务,研究程度,控制程度,工作及质量要求,可行性评价工作,铀矿资源/储量分类依据及类型条件、铀矿资源/储量估算等。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
GB/T17766-1999 固体矿产资源/储量分类GB/T13908-2001 固体矿产地质勘查规范总则DZ/T0033-2002 固体矿产勘查/闭坑矿山地质报告编写规范ZBD10001-1999 地质矿产勘查测量规范3 铀矿勘查的目的、任务3.1 目的铀矿勘查最终目的是为铀矿山建设设计或矿业权流转提供铀矿资源/储量和开采技术条件等必需的地质资料,以减少开发风险和获得最大的经济效益。
3.2 任务3.2.1 预查通过对区内资料的综合研究、类比及初步野外观测、极少量的工程验证,初步了解预查区内铀矿资源远景,提出可供普查的矿化潜力较大的地区。
3.2.2 普查通过对矿化潜力较大地区或物探、化探异常区,进行地表野外工作和施工少量的取样工程,以及可行性评价的概略研究,对已知矿化区作出初步评价,提出是否有进一步详查的价值,圈出详查区范围。
3.2.3 详查采用各种勘查方法和手段,对详查区进行系统的工作和取样,并通过预可行性研究,做出是否具有工业价值的评价,圈出勘探区范围,为勘探提供依据。
3.2.4 勘探是对勘探区加密各种取样工程,并通过可行性研究,为铀矿山建设设计提供依据。
4 铀矿勘查研究程度4.1 地质工作4.1.1 预查阶段收集、研究区域地质、矿产、物探、化探和遥感地质资料,在预查区采用有效的技术、方法,选择一至数条路线进行的综合铀矿地质路线踏勘。
4.1.2 普查阶段收集各种地质资料,研究区域地质及矿产信息和铀矿成矿远景,在普查区采用(1:50000)~(1:10000)铀矿地质填图,因地制宜地选择有效的物探和化探方法。
4.1.3 详查阶段在详查区通过(1:10000)~(1:2000)的铀矿地质填图,合理选择(1:5000)~(1:2000)的物探、化探测量,并综合运用其他有效的勘查方法,基本查明与成矿有关的地层、构造、岩浆活动、变质作用、围岩蚀变及次生变化等矿床地质特征。
铀矿地质学概论铀矿是一种非常重要的稀有元素,可用于核能发电。
铀矿地质学是一门重要的科学,主要用于了解铀矿地质成因、分布规律和勘探开采工作。
本文从铀矿地质成因、铀矿岩石学特征、分布规律和勘探开发四方面介绍铀矿地质学,旨在为研究者提供一个全面的视野,为勘探开发铀矿提供基础理论。
一、铀矿的成因铀矿的成因比较复杂,地质学家通常将其归纳为海底热液成因和古洞穴成因两大类。
海底热液成因中,存在大量铀矿物质,高温高压下,铀、钡、铌、硼、磷等稀有金属元素被溶解,随溶质沉积和沉淀,有利于铀矿的成因。
古洞穴成因中,受热、潮湿、有机碳和金属离子营养物质的作用,地下铀矿物质形成了二氧化铀酸根矿体,构成了现代铀矿。
二、铀矿岩石学特征铀矿的岩石学特征以痕量稀土元素为主,以二氧化铀酸根为主要成份。
除了二氧化铀酸根外,还包括石英、活性矿物、蒙脱石等,有的含有少量的稀土硼酸矿物以及少量的D-水杨酸盐矿物,综合构成了铀矿的多样性。
三、铀矿的分布规律铀矿的分布规律与岩石物理化学特征有关,一般可以概括为花岗岩,火山岩,碳酸盐岩,高温岩类地层包裹体,神秘深层岩类地层包裹体以及堆积物中的磁性性质等六类地质环境。
有利矿化地质环境中,铀矿的数量大;受地表改造时间过程长,铀矿的数量少。
四、铀矿的勘探开发铀矿的勘探开发主要围绕地质工作、监测工作、矿业环境评价和技术改造四个方面进行。
地质工作主要是地质调查和资源评价,以及地质灾害预测和监测,进一步发现、归纳和分析铀矿分布特点和储量数据;监测工作主要是地质勘探、采样分析、成分组成分析和活性测试,用以发掘丰富的铀矿资源;矿业环境评价主要是采矿对地下水和地表水的影响评价,以及开采后环境恢复技术,旨在确保采矿过程中环境安全;技术改造是指运用技术手段实施多孔性、立体颗粒结构、反射性、耐腐蚀性和长期保存性等采矿技术进行改造,旨在提高铀矿的开采成效,实现高效率的资源开发。
本文从铀矿地质成因、铀矿岩石学特征、分布规律和勘探开发四个方面,总结了铀矿地质学的基础知识,以期为研究者提供一个全面的视野,为勘探开发铀矿提供基础理论及技术支持。
DZ 中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/T 0199-2002铀矿地质勘查规范Specifications for uranium mineral exploration2002-12-17发布2003-03-01实施中华人民共和国国土资源部发布DZ/T 0199—2002目次前言1 范围2 规范性引用文件3 铀矿勘查的目的、任务3.1 目的3.2 任务4 铀矿勘查研究程度4.1 地质工作4.2 矿石物质组成和矿石质量4.3 矿床开采技术条件4.4 矿石选冶加工技术性能试验4.5 综合勘查、综合评价5 铀矿勘查控制程度5.1 勘查类型划分5.2 勘查工程间距的确定5.3 工程布置、施工原则和控制程度5.4 勘查手段的选择和应用6 铀矿勘查工作及质量要求6.1 测绘工作6.2 地质填图6.3 水文地质、工程地质、环境地质6.4 物探、化探6.5 探矿工程6.6 采样及测试6.7 地质编录、综合整理和报告编写6.8 计算机及其他新技术、新方法应用7 可行性评价工作7.1 概略研究7.2 预可行性研究7.3 可行性研究8 铀矿资源/储量分类依据及类型条件8.1 铀矿资源/储量分类依据8.2 铀矿资源/储量类型条件9 铀矿资源/储量估算9.1 工业指标9.2 铀矿资源/储量估算的一般原则和方法9.3 确定资源/储量估算参数的要求附录A(规范性附录)固体矿产资源/储量分类附录B(规范性附录)铀矿一般工业要求B.1 铀矿一般工业要求B.2 矿床规模B.3 矿石品级B.4 矿石工业类型附录C(资料性附录)铀矿床伴生组分综合利用附录D(资料性附录)确定勘查类型的主要地质因素D.1 主矿规模D.2 矿化分布均匀程度D.3 矿体厚度稳定程度D.4 矿体形态和被破坏程度分三类附录E(资料性附录)铀矿床勘查类型确定实例附录F(资料性附录)铀矿床勘查工程间距附录G(资料性附录)可行性研究的主要内容G.1 总论G.2 需要预测和拟建规模G.3 资源、原材料、燃料及公用设施情况G.4 建厂条件和厂址方案G.5 设计方案G.6 环境保护G.7 企业组织、劳动定员和人员培训(估算数)G.8 实施进度的建议G.9 投资估算和资金筹措G.10 社会及经济效果评价附录H(资料性附录)铀矿山首期建设设计还本付息年限和铀矿冶企业建设规模及服务年限H.1 铀矿山首期建设设计还本付息年限H.2 铀矿冶企业建设规模及服务年限要求附录I(资料性附录)铀矿床确定特高品位下限品位变化系数前言本标准是根据GB/T 17766—1999《固体矿产资源/储量分类》、GB/T 13908—2002《固体矿产地质勘查规范总则》,对EJ/T 702—92《铀矿地质普查规范》、EJ/T 703—92《铀矿地质详查规范》和EJ/T 864—94《铀矿地质勘探规范》等三个标准进行修订的,并合并改为《铀矿地质勘查规范》。