当前位置：文档之家 › 铀资源地质学 12变质铀矿床

铀资源地质学 12变质铀矿床

  • 格式：ppt
  • 大小：763.00 KB
  • 文档页数：35

下载文档原格式

  / 35

合集下载

铀矿床成因模式及其控制因素分析

铀矿床成因模式及其控制因素分析

铀矿床成因模式及其控制因素分析铀矿床是指含有富集铀矿物的地质体，是铀矿的自然产出地。

铀矿床形成的成因模式与其控制因素是地质学和矿床学领域的研究重点之一。

下面将通过对铀矿床成因模式及其控制因素的分析，详细介绍铀矿床的形成过程。

1. 成因模式：铀矿床的形成主要包括三个过程：铀的富集、矿化作用和矿床形成。

从成因模式的角度来看，铀矿床可以归纳为地壳富集型、沉积型和剥蚀型。

地壳富集型铀矿床主要富集在大陆地壳中。

它们一般与花岗岩、离子吸附体系和硫酸铀型矿床相关。

地壳富集型铀矿床的形成与岩浆作用和热液作用有关，富集铀的物质主要来自岩浆或热液中的溶解铀离子。

这些离子在适宜的地质条件下，可以通过各种矿化作用被富集成矿。

沉积型铀矿床是在海洋、湖泊或沉积盆地中形成的。

主要有浅海沉积型、深海沉积型、沉积岩型和粉砂质砂岩型铀矿床。

沉积型铀矿床的形成与沉积过程、成岩作用和次生矿化作用有密切关系。

一般来说，沉积体系中富集铀的机制包括离子吸附、碳酸盐沉淀和有机物还原等过程。

剥蚀型铀矿床是由于剥蚀侵蚀作用而形成的。

这些铀矿床主要富集在风成、水成和冻结圈等剥蚀残留物中。

剥蚀型铀矿床形成的原因是富集铀的物质被风、水或冻结作用带走，然后在特定的地理环境中沉积和富集成矿。

2. 控制因素：铀矿床形成的控制因素非常复杂，包括地质、地球化学、地球物理因素等。

首先，地质因素是铀矿床形成的重要控制因素之一。

包括构造、岩性、沉积环境等。

构造因素主要体现在构造带的选择和构造运动的活动程度上。

地壳破裂和岩石变形有很大的可能会形成裂隙、断裂、断层等储集空间，进而有利于铀矿物的富集。

岩性因素则与岩石结构、岩石矿物和岩石类型有关。

不同类型的岩石具有不同的富集能力，如含有脱水矿物的岩石、富含石英的岩石、含有碳酸盐的岩石等可能更容易富集铀矿物。

沉积环境因素主要是指海洋、湖泊、盆地等不同环境中的沉积过程，其中的沉积物对富集铀矿物起到了重要的影响。

其次，地球化学因素是铀矿床形成的另一个重要控制因素。

铀

铀

铀纯度为3%的U-235为核电站发电用低浓缩铀，U-235纯度大于80%的铀为高浓缩铀，其中纯度大于90%的称为武器级高浓缩铀，主要用于制造核武器。

获得铀是非常复杂的系列工艺，要经过探矿、开矿、选矿、浸矿、炼矿、精炼等流程，而浓缩分离是其中最后的流程，需要很高的科技水平。

获得1公斤武器级U-235需要200吨铀矿石。

由于涉及核武器问题，铀浓缩技术是国际社会严禁扩散的敏感技术。

目前除了几个核大国之外，日本、德国、印度、巴基斯坦、阿根廷等国家都掌金属铀握了铀浓缩技术。

提炼浓缩铀方法主要有气体扩散法和气体离心法。

气体扩散法: 使待分离的气体混合物流入装有扩散膜（分离膜）的装置来得到富集和贫化的两股流的同位素分离方法。

基本原理是：在分子间的相互碰撞忽略不计的情况下，气体混合物中质量不同的气体分子 (例如235UF6和238UF6)的平均热运动速率与其质量二次方根成反比。

当气体通过扩散膜时,速率大的轻分子(235UF6)通过的几率比速率小的重分子(238UF6)的大。

这样,通过膜以后，轻分子的含量就会提高，从而达到同位素分离的目的。

第二次世界大战结束后，美国的实践证明，气体扩散法能够用来大规模生产铀 235。

它是目前最成熟的大规模分离铀同位素的方法，是对各种新的浓缩方法的大规模商业应用的挑战，是比较各种方法的基本点。

美国和法国大型气体扩散工厂的分离功率达1万吨/年以上，比能耗均在 2400千瓦·时/千克左右。

气体扩散法的缺点是分离系数小，工厂规模大，耗电量惊人，成本很高。

气体离心法: 气体离心分离机是其中的关键设备。

铀原料放置于离心机中央反应室内，离心机以7-8万转/分钟的速度旋转。

较重的U-238原子逐渐靠近离心机的边缘，而较轻的U-235则保留在离心机中心部位。

结晶U-235被称为“富铀”（浓缩铀），其余的“贫铀”则被丢弃。

仅靠单个离心机一次分离是远远不够的，必须通过更多离心机加工，才可以分离提纯。

铀矿地质学

铀矿地质学

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。

铀资源地质学复习要点

铀资源地质学复习要点

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。

铀资源重点

铀资源重点

铀资源地质学绪论学科的发展阶段第一次找铀高潮：第二次世界大战后到20世纪五六十年代，例如：南非的维特瓦斯兰德矿床。

在外生成矿作用方面：卷型铀矿床成矿期。

内生成矿方面：发现花岗岩中有相当一部分铀易被稀酸和天然水溶液侵出。

发张高峰期：20世纪七八十年代后。

铀矿化类型：有内生和外生或表生类型。

成矿时代：元古代到古生代直到中新生代都有。

成矿主岩：类型有变质岩或花岗岩，火山岩，沉积岩。

矿床实例：1976，北澳的贾比卢卡矿床1968，加拿大阿萨巴斯卡盆地中拉比特湖矿床1975，敖湖矿床1966，非洲尼尔利亚的阿尔利特砂岩型矿床，纳比利亚的罗辛花岗岩型矿床1975，南澳的隐爆角砾岩杂岩型奥林匹克坝矿床1966，俄罗斯斯特烈措夫矿田火山岩型铀矿床1973，澳西区钙结岩型伊利里铀矿床低谷期：上个世纪九十年代思考题及答案1.世界铀资源的分布特点：澳大利亚，哈萨克斯坦，加拿大铀发现较多2.何谓铀矿工业指标，各项指标具体内容是什么？铀矿工业指标：指矿床储量的最低限量，最低可采品位和最低可采厚度。

对于中国，铀矿开采至少达到100t，地浸品位达到万分之一=100pm，开采厚度0.7m以上。

最低品位百分之五，边界品位百分之三。

中国标准：3.我国四大工业铀矿类型：花岗岩型，砂岩型，火山岩型，石英硅泥岩型。

铀元素及矿物的基本特征铀的性质：同位素：U的原子序数是92，原子量是238，有三种同位素，即U238、U235和U234,铀的稳定氧化态只在自然界只有+4和+6价两种。

离子性质：②离子的颜色：U4＋呈绿色，UO22＋呈黄色③离子的酸碱性：U4＋呈弱碱性U6+显两性，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-。

UO22＋显碱性④离子的稳定条件：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。

铀在地壳中的分布：①铀在岩浆岩中的分布：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。

铀矿基础

铀矿基础

核电站
铀资源勘查 高放废物处置
Company Logo
一、铀的基本性质
1.1 铀的物理性质
铀：元素符号U，原子序数92。1789年由德国化学家
克拉普罗特发现。
铀是存在于自然界中的一种稀有化学元素，铀主要含
三种同位素，即238U、235U和234U，都具有放射性，能 够自发地蜕变成另一种原子核，同时放出射线。 它们的半衰期分别是4.5×109a，7.3×108a和2.6×105a 。
铀矿基础
中广核铀业发展有限公司
马汉峰
2013.10.19
提
纲
一、铀的基本性质
二、铀矿物特征
三、铀矿床特征
四、铀的成矿作用
五、中国及世界铀资源概况 六、铀资源勘查 七、湖南省铀矿概况

核燃料循环示意图
“黄饼”
核工程
铀矿选冶
乏燃料后处理
扬子陆块东南缘
华南活动带
5.1 中国铀矿资源概况
5.2 世界铀资源概况
World U resources are hosted by ~14 different deposit types
>590 Economic / potential U deposits all types >500 Tonnes U @ >0.03% U (IAEA)
钙铀云母
2. 六价铀矿物
铜铀云母
提
纲
一、铀的基本性质 二、铀矿物特征 三、铀矿床特征 四、铀的成矿作用 五、中国及世界铀资源概况
六、铀资源勘查技术
三、铀矿床特征
三、铀矿床特征
3.1 铀矿床工业要求
1）铀矿石品位：

铀资源地质学实验


二、实验内容：
1、火山岩型铀矿床成矿理论回顾 2、实验矿床介绍 （1）660矿床、610矿床简介 （2）矿床分析步骤与分析方法提示 3、矿床资料：包括文字资料、图表、标本、薄片、 光片等
三、实验安排及重点：
1、实验老师先结合理论课内容对矿例进行介绍，分 析矿床的区域背景、矿床的地质概况、矿化特征及成矿 过程等。
发光分析快速简便，结果可靠。如能与其他方法配合使用， 就能取得较好的效果。
ห้องสมุดไป่ตู้
2、常见铀矿物的特征介绍
包括物理特征、放射性特征、荧光特征等多个方面
3、矿物种
沥青铀矿、晶质铀矿、铀黑、钛铀矿、铈铀钛铁矿、 铀石、脂铅铀矿、红铀矿、水沥青铀矿、钙铀云母、钡 铀云母、铜铀云母、芙蓉铀矿、纤铀碳钙石、板菱铀矿 等。
2、突出富铀层位在成矿中的重要性，强调后期改造 的关键性。
3、学生自我观察与分析。
四、实验作业：
总结碳硅泥岩型铀矿床成矿的一般特征。
2、强调沉积环境、氧化作用与铀成矿的关系。 3、学生自我观察与分析。
四、实验作业：
总结砂岩型铀矿床成矿的一般特征，并对比层 间氧化带型和潜水氧化型铀矿床的异同。
实验六、碳硅泥岩型铀矿床
一、实验目的：
通过本次实验，要求学生掌握碳硅泥岩型铀矿床的 成矿地质条件和矿化特征的分析思路和分析方法，并能 够比较熟练的掌握本类铀矿床的一般特点。
（1）放射性照相 放射性照相是利用铀、钍矿物对照相底片辐照后能使其感光
的特性来检查铀、钍矿物和研究其分布特点的方法。 该方法要求将含有铀、钍矿物的标本磨制成光面或光片。在暗室
中将光面或光片紧压在照相底片(最好是X光底片)上，样品即自行 对底片发生辐照(同时可用弱光源在底片上作好定位标记)。经过一 段时间后，取出底片，按规定处方冲冼即可。底片上与铀、钍矿物 对应处因受射线辐照而变黑，其黑度与矿物中铀、钍含量及辐照时 间成正比。辐照时间可通过试验确定，以变黑部分的轮廓比较清晰 为宜。据试验，沥青铀矿等铀含量高的矿物只需4－5小时的辐照即 可；铀含量1－5％的矿物需时1－3日，铀含量0.5－1％的矿物需时 3－5日。当铀矿物单体很细小时，需适当延长辐照时间。

铀矿成矿条件与找矿预测技术研究

铀矿成矿条件与找矿预测技术研究铀矿成矿条件与找矿预测技术研究是地质学中一个重要的研究领域。

铀是一种重要的放射性矿产资源，具有广泛的应用价值。

然而，铀资源的分布非常不均衡，因此寻找并确定铀矿床的成矿条件和预测技术对于提高铀矿资源的利用效率具有重要意义。

铀矿的成矿条件是指形成铀矿床所需要的一系列地质环境条件。

首先，地壳中含有较高浓度的铀元素是形成铀矿的基础条件。

然而，铀元素在地壳中分布极不均匀，主要集中在特定的地质构造带和区域中。

其次，地质构造活动是形成铀矿床的重要条件。

地质构造的发育程度和类型对于铀矿床的形成有着至关重要的影响。

例如，断裂带和隆起带常常是铀矿床的良好成矿构造，因为它们可以提供相对较高的流体运移空间。

此外，适宜的岩石类型和矿床形成环境也是形成铀矿床的重要条件。

在这些岩石类型和矿床形成环境中，铀元素能够与其他元素结合形成矿石矿物。

为了准确地预测和寻找铀矿床，研究人员不断开发和改进各种找矿预测技术。

其中，地球物理勘探技术是最常用的方法之一。

地球物理方法主要通过测量地壳中各种物理场的参数变化，来寻找和确定铀矿床的存在和分布。

地球物理方法主要包括地震勘探、重力勘探、磁力勘探和电磁勘探等。

通过对地球物理场参数的精确测量和分析，可以确定铀矿床的潜在位置和规模。

除了地球物理勘探技术外，地球化学勘探技术也是寻找铀矿床的重要手段。

地球化学勘探主要通过分析地球表层物质中的元素含量和组分，来推断地下矿床的存在和分布。

地球化学方法主要包括土壤、水体和植物等样品的采集和分析。

通过对这些样品中铀元素含量和特征的分析，可以确定铀矿床的丰度和分布。

近年来，随着遥感技术的快速发展，遥感勘查技术也成为铀矿床寻找的重要手段之一。

遥感勘查主要通过对地表和地下物质的反射、辐射和散射等特征进行遥感观测和分析，来推断铀矿床的存在和分布。

通过对遥感数据的解译和分析，可以确定地表和地下的特征性反射和发射特征，从而判断铀矿床的潜在位置。

铀矿床地质特征与资源评价研究

铀矿床地质特征与资源评价研究铀矿床地质特征与资源评价研究摘要：铀矿床作为一种重要的能源矿产资源，对于国家经济发展和能源供应具有重要作用。

铀矿床的地质特征与资源评价研究对于寻找潜在的铀资源、合理利用已发现的铀矿床以及制定有效的采矿方案具有重要意义。

本文将系统综述铀矿床的地质特征，包括成岩成矿环境、矿床类型、矿石特征等。

同时，对铀矿床的资源评价方法进行了详细介绍，包括矿产地质调查、开采试验、测量评估等多个方面。

最后，对目前铀矿床地质特征与资源评价研究的热点与前沿问题进行了探讨，并给出了未来的研究方向。

关键词：铀矿床，地质特征，资源评价，矿产地质调查，矿石特征第一章引言1.1 背景与意义铀资源是一种重要的矿产资源，在核能发展和国家能源供应中具有重要作用。

随着国家经济的快速发展，对能源需求的不断增长，寻找铀资源、合理开采铀矿床具有重要意义。

铀矿床的地质特征与资源评价研究对于铀矿床的合理利用、高效开采以及资源的保护和可持续利用具有重要意义。

了解铀矿床的成岩成矿环境、矿床类型、矿石特征等地质特征，可以为找矿预测提供重要依据。

而资源评价可以帮助确定铀矿床的产量、品位、开采方法等，为有效开发铀资源提供科学依据。

本文旨在系统综述铀矿床的地质特征与资源评价研究，为相关研究领域提供参考，并为今后铀矿床的研究与开发提供理论指导。

1.2 研究目的与内容本文旨在系统综述铀矿床的地质特征与资源评价研究，具体研究目的与内容如下：（1）系统梳理铀矿床的地质特征，包括成岩成矿环境、矿床类型、矿石特征等，为铀矿床的研究与找矿提供参考。

（2）详细介绍铀矿床的资源评价方法，包括矿产地质调查、开采试验、测量评估等，为铀矿床的开发利用提供科学依据。

（3）探讨当前铀矿床地质特征与资源评价研究的热点与前沿问题，并给出未来的研究方向。

第二章铀矿床的地质特征2.1 成岩成矿环境铀矿床的形成与特定的成岩成矿环境密切相关。

目前，国内外学者对铀矿床成岩成矿环境进行了大量研究。

铀矿地质课件——第五章 铀矿床概论


5.2 铀矿床的特点及铀矿主要工业指标
按矿石的铀含量，将矿石划分为下列晶级： 极富矿石(一级矿石)，U>1％； 富矿石(二级矿石)，U0.3一1％； 普通矿石(三级矿石)，U0.1一0.3%； 贫矿石(四级矿石)，U0.05一0.l％； 极贫矿石(五级矿石)，U0.03一0.05％。
对矿床规模，目前国际上还没有统一的分级标 准，一般按下列标准分级； 巨型铀矿床，U3O8储量>100000吨； 大型铀矿床，U3O8储量10000—100000吨； 中型铀矿床，U3O8储最1.000—10000吨； 小型铀矿床，U3O8储量500—1外许多地质学家所提出的铀矿床分类，实际上 大多数属于成因分类。他们将已发现的铀矿床按其 形成的地质作用分为内生的、外生的和变质的三大 类，又依据其他地质因素对内生矿床、外生矿床和 变质矿床进一步分类。他们对内生铀矿床特别是对 热液铀矿床的分类依据有，元素组合、赋存矿床的 围岩性质、矿石成分、铀的沉淀方式并结合矿物组 合特征等等。对外生铀矿床的分类依据有，主岩类 型、含矿主岩岩相、使铀富集的地质作用阶段(沉积、 成岩、后生作用等阶段)等等。对变质矿床的分类依 据有，岩石和矿石在变质前后的工业意义和工艺特 性的改变、变成成矿作用等等。
5.2 铀矿床的特点及铀矿主要工业指标
在世界许多国家(或地区)，对单独开采的铀 矿床，通常要求其铀矿石的最低工业品位为 U2O80.07一0.08％。如果矿床的开采和技术 加工费用低，工业品位可降到 U3O80.05~0.06％。如果在矿石中含有可供 综合利用的组分，工业品位还可降到 U3O80.01—0.04%。
5.3 铀矿床的类型
因此，建立为多数人所接受的国际性铀矿床 分类，确实存在困难。各国学者常常从本国 的铀矿资源的实际情况出发，采用某种分类 原则囊括本国铀矿床类型而自成体系，以达 到指导寻找，勘探本国铀矿资源的目的。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3)围岩蚀变广泛发育，常见的有钠长石化、 赤铁矿化、硅化、绿泥石化、绢云母化、黄铁矿 化、碳酸盐化等，既有高温，也有低温，既有碱 性热液蚀变，又有酸性热液蚀变等。
4)矿体多受层间破碎带控制，常呈层状，似层 状，透镜状，与围岩产状基本一致，产于褶皱 轴部的矿体呈不规则状。
5)铀矿物主要有沥青铀矿、晶质铀矿，伴生元 素 有 Fe、Cu、Ni、Zn、Hg、As、Au 等 ， 其 中 有的可综合利用。
在角岩变质带中，岩石中原有的大部分有机质被破坏 ，并析出水和二氧化碳。由此推断铀的转移同水和二氧 化碳的释放有密切的关系。
3、超变质作用中的铀地球化学
超变质作用代表区域进变质作用的最高阶 段，导致混合岩化和花岗岩化，并局部形成深 熔（再生）花岗岩。
成矿元素在超变质作用中的活动性普遍增 强。由于元素地球化学性质的差异，Cr、Co、 V、Ti、Mn、Cu等元素从超变质作用中大量迁 移带出；而U、Pb、Zn、Ba、Sr、Zr等元素则 在超变质作用中发生聚集。
白云母斜长片麻岩 黑云母斜长片麻岩
1.2 云台组
2.8
1.4
1.17
7.9
2.82
混合岩
2.7
10.2
3.8
云母片岩
1.5
1.45
0.97
石英云母片岩
锦屏组
10.0
6.3
0.63
白云母斜长片麻岩
2.0
3.5
1.75
混合片麻岩 混合花岗岩
3.9 朐山组
3.7
22.7 22.4
5.82 6.06
榴辉岩
0.6
1.75
2.92
榴辉岩（白云母化）
侏边组
3.1
1.7
0.55
榴辉岩（白云母化）
2.0
1.7
0.59
通过表4分析，可将变质岩中铀、钍分布的地球化学 特点归纳如下：
①该地古老变质岩基底中铀、钍含量的变化幅度较 大，特别是云母片岩中铀含量的变化更为突出（1.510.0）×10－6。这在相当大的程度上可能反映出未变质 原岩中铀的分布特点。
要是脉石英和燧石质卵石，胶结物中富含黄铁矿 和炭质物，此外还有一部分重砂矿物，如独居石 、锆英石等。
6)矿石物质组成较复杂，铀矿物主要为
晶质铀矿、钛铀矿、铀钍矿、碳铀矿；伴生矿 物主要有黄铁矿及其他硫化物、砷化物、独居 石、锆石、金红石、铬铁矿、磁铁矿、钛铁矿、 石榴石等；伴生元素有Au、REE、Th等，可综 合利用。
元古宙地层在900×300km2的维特瓦特斯兰德盆地内自 老至新分为：
①多米尼昂群，岩性以酸性和基性火山熔岩为主，其 中含铀金矿化较少；
②维特瓦特斯兰德群，主要为石英岩、砾岩和板岩， 是矿区主含矿岩系。
③温特斯多普群，以不整合上覆维特瓦特斯兰德群或 太古宙岩层之上，岩性以基性火山岩和凝灰岩为主，夹有 石英岩和砾岩，底部有含金砾岩，铀金品位低；
矿床早在1887年发现，到1975年年产金高达 700t和总产金35000t。铀矿化只是在1923年从选 矿车间发现，1945年开始回收。
矿区地层及含矿主岩 矿区内出露最老地层为
太古宙的结晶片岩、片麻岩和花岗岩。组成矿区太古宇结 晶基底。其上发育巨厚的古元古代浅变质岩层，其中包括 广泛发育的含金铀砾岩层。
第十四章 变质铀矿床
一、概述
变质铀矿床系指成因上与变质作用有关的铀 矿床。
铀的变质成矿主要与区域变质作用和超变质 作用关系密切。
变质铀矿床，根据矿床的形成特点，可具体 分为两类：
1、受变质铀矿床： 2、变成铀矿床：
1、受变质铀矿床：矿床中铀的富集主要是在
变质作用之前形成的，其中大多数是在沉积或 成岩阶段形成的。但在变质作用过程中，岩石 发生了重结晶作用，铀发生了局部的再分配， 并形成某些新的铀矿物和其他共生或伴生矿物。 最为明显的特点是，在变质作用过程中，基本 上没有铀的带出或带入。属于这一类型的铀矿 床有沉积变质型的石英卵石砾岩型铀矿床。
表1 挪威兰居岛不同变质相岩石中铀含量的变化 （据K.S.海尔，J.A.S.亚
样品数
铀含量（×10 －6)
5
～2.5
片麻岩（深变质角闪岩相）
3
1.22
片麻岩（浅变质麻粒岩相）
5
0.88
二长岩（深变质麻粒岩相）
3
0.61
带状片麻岩（深变质麻粒岩相） 4
2、变成铀矿床：主要是指在区域变质（包
括超变质）作用过程中，特别是在变质作用晚 期的变质热液作用下所形成的铀矿床。实际上 目前由变质作用直接形成的铀矿床不很典型。 过去习惯上将不整合面型铀矿床列入此类，但 没有足够的依据。因为澳、加两地区产出的不 整合面型铀矿床的形成明显在变质作用之后， 而在变质作用过程中矿化并没有达到大规模的 富集。属于这一类型的铀矿床有混合岩化钠交 代型铀矿床。
1)区域构造位置：分布于太古代克拉通
盆地内或克拉通边缘坳陷区，基底强烈褶皱变 质，矿化层位为轻微变质的底砾岩层。南非石 英卵石砾岩型铀矿床位于南非地盾南部卡普尔 地块的内部坳陷盆地中，加拿大石英卵石砾岩 型铀矿床位于加拿大地盾苏必利尔太古代造山 区南缘。
2)含矿层的地质时代早：为古元古代（
22－27亿年），矿化赋存于元古界构造层的底 部。
②该地区的变质岩随变质程度加深，即从片岩经片 麻岩到榴辉岩，铀含量有逐渐降低的趋势，钍含量变化 不太明显，钍铀比值明显升高。这说明在变质作用过程 中铀的活动性比钍强，容易发生活化并向温度、压力较 低的方向转移。
③无论是云台组的混合岩，还是朐山组的混合花岗 岩，其铀含量都较一般的岩浆花岗岩为低，但与该区 片麻岩中的铀、钍含量十分接近。由此可见，由超变 质作用形成的混合岩和混合花岗岩基本上继承了原始 变质岩中铀、钍的分布特点。
二、变质作用中的铀地球化学
变质作用系指地壳形成和发展过程中（包括 地壳和上地幔的相互作用），已经形成的岩石， 由于地质环境的改变，物理化学条件发生了变化， 促使固态岩石发生矿物成分及结构构造的变化， 有时伴有化学成分的变化，在特殊条件下，可以 产生重熔（溶），形成部分流体相（“岩浆”） 的各种作用的总和。
区域变质作用引起铀的活化转移。它是使铀 在地壳上部初步富集的重要作用，为以后形成 铀矿床准备了丰富的铀源，因此可将区域变质 作用引起的铀活化转移看作是铀成矿作用的序 幕。
三、石英卵石砾岩型铀矿床的主要特点
石英卵石砾岩型铀矿床发现和开采利用均较 早。该类矿床铀品位低，储量大，达数十万吨， 且含金、钍和稀有元素，有的矿床金为矿石主 要工业组分。在二十世纪50年代和60年代期间， 该类型铀矿床是世界最主要工业类型之一。典 型的代表矿床为南非维特瓦特斯兰德金－铀矿 床和加拿大埃利奥特湖铀矿床。
变质作用主要有热力变质作用，动力变质作 用，区域变质作用和超变质作用。
1、区域变质作用中的铀地球化学 1）不同变质相带的铀含量变化
研究表明，浅变质带中铀含量较高，随着变 质程度加深，铀含量逐渐降低。
随着区域变质程度的加深，岩石中铀、钍 含量逐渐降低，这与放射性元素活化并从绿帘 －角闪岩相、角闪岩相和麻粒岩相发育区向变 质程度较浅部位转移有关。在原生陆源沉积的 砂岩－粘土质岩石发生区域变质过程中，这一 规律性表现得尤为明显。
3)含矿层位的岩相古地理属陆相河流 相，矿化赋存的地形有洼地、河槽、侵蚀沟等，
或后来背斜隆起（或高地）之间的向斜坳陷中。
4)矿化岩性为陆源碎屑构成，含矿岩
系厚度巨大，变质程度不一。岩性主要有砂岩（ 部分为石英岩）夹部分页岩，含矿砾岩常常产于 不整合面或沉积间断面上。
5)含矿砾岩的物质成分简单，砾岩主
在低级变质过程中铀的活动性比钍强，铀首先发生 迁移，造成低级变质岩石的钍铀比值高达7.7；在高级变 质作用过程中，钍发生强烈转移，导致岩石的钍铀比值 降低。
表3 朗基地区不同变质相岩石中的铀、钍含量 （据Н.Л.叶尔莫拉也夫等，1966）
变质相
U（×10 Th(×10－
－6）
6)
Th/U
绿帘－角闪岩相 3.45
铀矿物呈砾岩的碎屑填隙物产出，绝大多数 产在砾岩透镜体中，矿化局限在砾岩中及部分 石英岩中。
四、混合岩化型铀矿床产出条件及矿床特征
1)本类矿床主要赋存于古老地盾或地台内的 沉降带中，与混合岩化作用密切相关。
2)有利的围岩为含铁石英岩、石英岩、云母 石英片岩、角闪石片岩，以及白云岩和石墨片岩 等，围岩以铁质、镁质和炭质较多为特征。
铀在超变质作用的不同阶段表现出不同的地球化学 特点。
在混合岩化阶段，由于大部分活动铀已在原岩浅变 质过程中带出，岩石中铀含量没有显著变化。混合岩中， 副矿物是铀的主要载体。
在深熔（再生）花岗岩浆产生阶段，铀的地球化学 特征与岩浆作用中的相似，即铀在晚期酸性分异产物浅色花岗岩和伟晶岩中趋向富集。如果有深源的碱质流 体参与超变质作用，当碱质流体在围岩中进行渗透和交 代时，碱质流体可以直接从围岩中汲取部分铀，从而造 成铀在超变质作用形成的碱交代岩中的相对富集。
变质作用中矿物的重结晶作用也是促使铀带 出的重要因素之一，矿物的自净清除了吸咐在 矿物表面和矿物颗粒间隙之间的铀，使铀活化 转移。
我国庐枞火山盆地黄梅尖石英正长岩体侵入于侏罗系 中，铀含量为13.8×10-6。围岩为紫红色泥质粉砂岩，铀 平均含量为5.47×10-6。粉砂岩经接触变质成角岩后，平 均含量由5.47降为4.3×10-6。泥质粉砂岩角岩化后，铀亏 损21.4%。某地37号花岗岩体侵入于寒武系八村群中， 岩体内接触带花岗岩的平均铀含量为12.53×10-6。八村 群为泥质粉砂岩、页岩等，平均铀含量为4.8 ×10-6，围 岩经接触变质后形成角岩，其铀含量降为2×10-6。砂岩、 页岩角岩化后，铀亏损约58.3%。
超变质岩石按其形成方式可分为原地型混合花岗岩 （包括混合岩）和异地型深熔（或再生）花岗岩。原地 型混合花岗岩的铀含量较低，接近或低于残留的片麻岩 （基体）的铀含量，异地型再生花岗岩的铀含量比相应 的片麻岩-混合岩的铀含量高1-2倍。例如我国某地前震 旦纪朐山组混合花岗岩属原地型混合花岗岩，它们的U （3.7 ×10-6）和Th（22.4 ×10-6）含量相似于朐山组 片麻岩中的U（3.9 ×10-6）和Th（22.7 ×10-6）含量。 据别列夫采夫（1980）研究，前苏联乌克兰地盾的麻粒 岩相花岗岩的平均铀含量为1.4 ×10-6，与相应片麻岩 的平均铀含量大致相同，而角闪岩相再生花岗岩类岩石 的铀含量比麻粒岩相花岗岩的高，平均为3.4 ×10-6， 比相应变质岩的高1.5倍。