重新认识还原作用在铀成矿中的贡献

天然金属铀的首次发现郭建【期刊名称】《铀矿地质》【年(卷),期】2016(032)002【总页数】1页(P128-128)【作者】郭建【作者单位】【正文语种】中文铀广泛分布于地球的各种地质体中，由于其化学性质活泼，通常以+3、+4、+5、+6价态的化合物状态存在，其中+4和+6价铀化合物稳定。

四价态铀通常以晶质铀矿(或沥青铀矿)(UO2)形成于岩浆、热液、沉积和变质作用产物中，而六价态通常以铀酰离子化合物溶于水体中或在沉积、蒸发和氧化的条件下形成硫酸盐、碳酸盐、钒酸盐、磷酸盐等各盐类次生铀矿物。

因此，铀在自然条件下被普遍认为是以U4+和U6+价态的形式存在。

金属铀在地表或富含氧的环境中极易发生氧化，形成氧化物，由于铀的这一特性，用常规的化学价态分析方法很难发现零价态金属铀，pH和温度条件的变化都会造成铀元素价态的改变。

因此，自铀元素发现200多年以来，科学界也形成了自然界中没有金属铀的惯常认识。

铀元素在地质作用过程中的迁移形式和富集机理，是铀矿地质工作者一直以来深耕的领域，不可回避地反复讨论铀元素价态这一关键问题。

核工业北京地质研究院李子颖研究团队长期致力于铀成矿理论及深部探测研究，在对热液铀矿成矿机理等多方面研究的基础上，提出了热点铀成矿作用的理论认识，认为铀是在岩浆-热流体演化过程中的晚期流体中富集，铀的来源具有深源性，成矿流体具有还原性，铀是在成矿流体进入近地表时，由于物理化学条件的改变而沉淀富集成矿的。

在这一理论的指导下，该团队对热液成矿流体中是否以低价铀的形式进行迁移富集成矿进行了较长时间的探索研究。

李子颖带领的研究团队以我国南方诸广地区和贵东地区典型热液铀矿床中的沥青铀矿为研究对象，创新性地将X射线光电子能谱方法应用于天然铀矿物元素价态的研究，原位分析了天然沥青铀矿中元素组成、价态及含量，并开展了与人工制造的金属铀和不同种类的铀矿物的对比分析工作。

该团队通过细致谱学分析和反复重现性测试，在自然界沥青铀矿中除四价铀、六价铀之外，首次发现了零价态金属铀的存在，并确定了不同价态的比例关系，不同矿石样品中铀元素价态比例是有变化的。

世界铀储量分布情况
世界主要产铀国家或地区：
– 1. 澳大利亚 – 2. 南非 – 3. 美国 – 4. 加拿大 – 5. 尼日尔 – 6. 巴西 – 7. 纳米比亚
世界已探明的具有工业价值的铀矿床， 大都分布于北美和非洲，其储量约占 目前世界铀总储量的62％。
70年代以来，澳大利亚大规模铀矿床 的发现使之成为世界铀矿资源重要基 地之一。
《能源矿产学》
张静 zhangjing@矿床与勘探教研室铀矿源自质学简介矿床与勘探教研室 张静
zhangjing@
铀矿资源用途
国防工业；
– 核武器
民用核能源
– 核电站
1954年，前苏联原子能发电站开始运转；1956年， 英国；1975年，美国。
法国，比利时、保加利亚瑞典等国的核电量也已占 本国总电力生产的50％～70％。
– 医用等
我国核电站的建设也正在稳步发展。核能是一种很有发展前途 的能源。铀矿资源是核工业的基础，是国家的战略性资源。
第一节 世界铀矿资源概况 第二节 铀的性质与铀矿物特征 第三节 铀矿床的工业要求 第四节 铀矿床学概论 第五节 我国的铀矿资源
（三）酸性火山岩型铀矿床
1980 年 ， 前 苏 联 学 者 丹 切 夫 提 出 了
外生铀矿床的分类方案。
（一）地面表生作用形成的铀矿床
1.机械风化作用形成的残积和坡积-洪积含 铀矿物砂矿床
2.化学风化作用形成的矿床氧化带和淋积 铀矿床
（二）沉积作用形成的铀矿床
1．冲积和滨海砂矿床
（三）成岩作用形成的铀矿床
铀矿物也依其成因分为原生和次生铀矿物。
– 从数量上看，次生铀矿物种类较多，而原生 铀矿物种类较少。
– 从工业利用上看，原生铀矿物是铀的主要来 源，次生铀矿物是次要的。

王正其 ，李子颖 ，吴烈勤。 ，陈国胜
（．东 华 理 工 大 学核 资 源 与环 境 教 育部 重点 实验 室 ，江两 南 昌 ３ ０ １ ；２ １ ３ ０ ３ ．核 工 业 北 京 地 质 研 究 院 ，北 京
１ ０ ２ ；３ ０ ０ ９ ．核 工 业 ２ ０ 究 所 。广 东 韶 关 ９ 研 ６ ２ ２ ；４ １ ０ ６ ．核 ＿． 航 测 遥 感 中心 ，河 北 石 家 庄 『 ＝ 业 ０００） ５ ０ ２
工 正 其 ，等 ：幔 源 铀 成 矿 作 用 的地 球 化 学证 据 一 一 以下 庄 小 水 “ 点 型 ” 铀 矿 床 为 例 交
・２ ・ ５
来 已作 过 一 些 研 究 ，但 对 成 矿 物 质 来 源 ，特 别 是 富 集 成 矿 机 理 研 究 甚 少 。本 文 基 于 小 水
［ 稿 日期 ］２ ０ —３１ 收 ０ ９０ ８
［ 者 简 介 ］ 工 正其 （ ９４一 ，男 ，教 授 ，长 期 从 事 铀 矿 地 质 科 学 研 究 及 教 学 工 作 。Ｅ ｍａ ：ｚｑ ａ ｇ 作 １６ ） － ｉ ｈ ｗ ｎ ＠ ｌ
ｅ ｉ．ｅ ｕ． ｎ ｃｔ ｄ ｃ
第 １ 期
［ 要 ］ 文 章 以小 水 铀 矿 床 为 例 ，探 讨 了下 庄 矿 田 “ 点 型 ” 铀 矿 成 矿 物 质 来 源 。研 究 表 明 ： （ ） 摘 交 １
小 水 “ 点 型 ” 铀 矿 床 矿 石 主 要 由 沥 青 铀 矿 、方 解 石 和 萤 石 等 矿 物 组成 ，方 解 石 产 于 矿 脉 两 壁 ．萤 石 交 和 沥 青 铀 矿 沉 淀 于 矿 脉 中 间 部 位 ；（ ） 沥青 铀 矿 年 龄 为 ７ ． ～７ ． ，与 围 岩 基 性 脉 岩 （ ２ ～ １ ０ ２ １ ８ ５ ２Ｍａ １ Ｏ Ｏ Ｍａ ）之 间 存 在 较 大 的 矿 岩 时 差 ； （ ） 萤 石 中 流体 包 裹 体 的 ８ 为 一 １ ４ ４ ％ ～ 一 ９ ． ８ ， ”０ Ｍ ３ Ｄ ２． ４ 。 ７Ｏ ‰ ｓ¨ 为 ７ ４ ～ １ ． ２ ，具 有 幔 源 同 位 素 组 成 特 征 ； （ ）在 微 量 元 素 地 球 化 学 特 征 上 ，矿 石 与 辉 绿 岩 表 ．Ｏ １（ ） ４

核电站
铀资源勘查 高放废物处置
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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：

层地下 水中硫酸盐发生还原作用形成硫化氢 ， 地下水 Ｅ ｈ降低 和 ｐ 向弱 酸性转化 ， Ｈ 导致铀 的还原 成
矿 和 吸 附 成 矿作 用 ， 机 质 和微 生 物 的 相互 作用 控 制 着 该 矿 床 铀 的 成 矿作 用 。 有 关键词 微生物 有机质 层 间氧 化 带 砂岩型铀矿床 十 红 滩
成矿元 素从母 岩 中风化 、 迁移 ， 以及在水 盆 内的沉 积过 程 中 ， 机 质 、 其 是腐 殖 酸 起 了重 有 尤
要 的作用 。 同时 ， 有机 质也在 作为一 种后生水 成铀 矿床 的层 间氧 化带砂 岩型铀 矿 床形成 过程 中 起着 非 常重要 的作用 ， 因此 Ｓ ｉ ｋｓ ｐｒ ｉ ＣＳ在研 究所有 的层 问 氧化带 砂 岩型 铀矿 床成 因模 式 时认 ａ 为， 有机 质均起 到关键 的作用 ， 甚至在 还原剂 是 黄铁 矿而 不是有 机质 的地 方 ， 是有 机质 首先将 也 硫 酸盐还 原成硫 化物 ， 才导致 黄铁矿 的形成 。同 时矿 石 中二价 铁硫 化 物 的硫 同位 素 分析 表 明 ， 其 形成具 有硫 酸盐生 物还原 作用特征 ， 因此有 机 质和微 生物 的相 互作用 可能在 铀 的富集 成矿 过 程中发挥 重要 的作用 。本文在 细菌 培养 、 室内模 拟实 验和 样 品测试 等 资料 的基 础上 ， 析 了我 分 国典 型层 问氧 化带砂 岩型铀 矿床—— 十红 滩铀矿 床有机 质和微 生物在 矿床形成 过 程 中的作用 ， 旨在对 矿床 的成 因进 行深入 的研究 ， 促进该 区 的扩大找 矿工作 。
铀矿床—— 十红滩铀矿床为研究对象 ， 分析 了矿床 的有机 质、 微生物地球化学 特征 ， 探讨 了有 机质 和
微 生 物 的相 互 作 用 。认 为 好 氧微 生 物 积 极 地 参 与 了 矿床 层 间 氧化 带 的 形 成 和铀 的活 化 迁 移 。在 氧 化 还 原 过 渡 带 ， 酸 盐 还 原 菌利 用 有 机 质 生 物 化学 作 用 的产 物— — 轻 烃 和可 溶 有 机 物 作 为 碳 源 ， 容 矿 硫 使

砂岩型铀矿，简单来说，就是形成在砂岩中的一种铀矿床。

成矿作用可以简单地理解为原本在地表附近分散的铀，经过一系列氧化还原作用，由地下水携带汇聚然后沉淀，逐渐形成了有工业价值的矿床。

而砂岩通常具有较大的渗透率，是自然界中地下水迁移的主要通道，所以这类铀矿床也就常常形成在砂岩之中，称之为砂岩型铀矿。

矿体形态通常呈板状或卷状，主要铀矿物为沥青铀矿、铀石，等等。

砂岩型铀矿是当今世界重要的铀矿床类型之一，据有关资料统计，世界铀矿资源总储量的46%以上都以砂岩型铀矿的形式存在，是当前各国铀矿勘查和开发的首选目标。

这种类型的铀矿在世界各地均有分布，不过主要集中分布在两大著名的成矿带：北美成矿带和中亚成矿带。

北美成矿带北起加砂岩型铀矿文图/叶 荣 王振凯 鲁 美——铀矿家族的宠儿第一作者简介 叶荣，教授，主要从事勘查地球化学、矿床地球化学研究。

> 砂岩型铀矿产地分布图（改绘自田松林，2015）1415拿大萨斯喀彻温省内的阿萨巴斯卡盆地，南至美国怀俄明盆地，南北跨度达1 490千米，东西宽度398千米，产出众多砂岩型铀矿，已成为北美重要的铀矿战略资源。

中亚成矿带横跨哈萨克斯坦、俄罗斯、蒙古及我国北部等地区，构成近东西向展布的成矿带，俄罗斯近75%的铀矿资源出自于此。

我国在进入21世纪以来，铀矿的勘查取得了巨大进展，新发现的资源量占到了目前全国铀资源的41%。

特别是在北方伊犁盆地、吐哈盆地、鄂尔多斯盆地、二连浩特盆地、松辽盆地等地区发现了一系列大型、特大型砂岩型铀矿，使其一跃成为我国储量最多的铀矿类型。

同时在北方这些地区仍有大面积的铀异常亟待查证，铀矿资源潜力巨大。

成矿的温床：砂岩型铀矿的构造环境和气候环境砂岩型铀矿的特点主要表现在其对成矿环境的要求，包括两个方面：构造环境和气候环境。

构造环境方面，根据砂岩型铀矿的成矿过程可以分成三个阶段：首先，汇聚形成矿床的铀主要来自于区域上存在的富含铀元素的岩体，这类岩体往往伴随一系列岩浆运动和变质作用形成；第二，矿床所处的环境——砂岩层的形成，要求构造环境平静稳定，以沉积作用为主，利于形成较大规模的砂体，同时在砂岩层的上下通常还要求形成透水性差的泥岩，利于矿体的保存，地层垂向剖面上就出现了“泥岩—砂岩—泥岩”的特征；最后，在有了充足的物质来源和合适的成矿环境后，接下来就是成矿作用的发生。

鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿床成矿条件分析朱卫平1，吴仁贵2，章永梅31.中国国土资源航空物探遥感中心，北京（100083）2.东华理工大学，江西抚州（344000）3.中国地质大学（北京），北京（100083）E-mail：zwpagrs@摘要：通过成矿地质条件分析，表明鄂尔多斯盆地东胜砂岩型铀矿床具备良好的成矿地质条件。

赋矿层位形成时的构造背景相对稳定,形成后则处于长期隆起剥蚀的次造山背景，在盆地演化过程中形成了有利的“三层结构”，具备了铀成矿有利的区域背景条件。

赋矿砂体形成于温暖潮湿古气候条件，砂体中存在丰富的还原介质，并且具有良好的泛连通性、成层性和渗透性。

下伏延安组湖相泥岩和上覆直罗组上段曲流河洪泛沉积的组合构成有利于铀成矿的沉积地层结构。

另外，蚀源区丰富的铀源，普遍发育的氧化作用，均为铀成矿的有利条件。

关键词：辫状砂体；直罗组；东胜砂岩型铀矿床；成矿地质条件；鄂尔多斯盆地铀不仅是战略资源，也是核能源，随着核电事业的发展，铀资源的需求量越来越大，在市场化的今天，如何找到一种经济上可行的铀资源势在必行，而砂岩型铀矿满足了当前市场经济要求。

东胜矿床是目前探明的一个大型可地浸砂岩型铀矿床之一，且以层间氧化型铀矿为主。

通过研究认识到东胜矿床的成矿有其特殊性，为了更好地了解东胜矿床。

文中从成矿的区域地质背景条件、构造演化、盆地沉积特征及演化规律、地层结构特征、水文地质条件、地球化学障、气候转变等多个方面分析了该区铀成矿的有利条件。

1. 区域地质概况1.1区域地层特征东胜地区位于鄂尔多斯盆地的北部，盆地盖层产状平缓，整体上由北东向南西缓倾斜，岩层倾角一般为1º～3º。

地层地表出露不全，盆地基底前古生界均为隐伏，盖层仅出露中生界中侏罗统和下白垩统以及少量的上三叠统延长组，其余均为新生界地层（图1）。

东胜铀矿赋矿层位主要与中侏罗统直罗组下段辫状河沉积砂体相关，部分与低弯度曲流河沉积砂体有关。

了 详 细 的 研 究 工 作 。 研 究 成 果 显 示 ，铀 主 要 以 铌 钛 铀 矿 的 形 式 产 出 ，其 次 为 晶 质 铀 矿 。 晶 质 铀 矿 的 矿 物 学 研 究 和
电 子 探 针 年 代 学 研 究 结 果 显 示 ，矿 床 中 存 在 两 期 晶 质 铀 矿 年 龄 ，早 期 晶 质 铀 矿 的 化 学 年 龄 为 〜 2 0 1 M a ( 印 支 期 - 燕
特 征 研 究 （Y u X u e h u i et al. ，1992a ;H u i X i a o c h a o et al. .2014,2017；G a o C h e n g et a l ,2015, 2017；W u C u i l i a n et al. ,2015；H e S h e n g et al. , 2016；K a n g Q i n g q i n g et al_ ,2018)，而对该 矿 床 的 形 成时 代 及 成 因 等 成 矿 机 理 方 面 的 研 究 不 够 深 入 ，这 极 大 地 阻 碍了对该类型矿床的成因认识以及该矿床的找矿勘 查 。近些年，随着核能工业的迅猛发展，铀资源供需 关 系 矛 盾 日 益 加 剧 （I A E A , 2015; N E A -I A E A ， 2016)以 及 难溶 铀矿 物 浸取 实验 的 进步 （M c M a s t e r et al. ,2017; N e t t l e t o n et al. ，2015 )，使得传统上不 经济、不易浸取的潜在铀资源（如铌钛 铀矿、钛铀矿 等）越来越受到重视（M c M a s t e r et al. ，2015，2017; G i l l i g a n e t al. ,2017)，因此，本次研究拟以华阳川矿 床中的铀矿物为研究对象，开展系统的年代学和矿 物化学工作.探讨该矿床的成矿时代.揭示华阳川铀

ｓ ｎ ｏ ｉ ｓ ｉ ｌ — ｎ ｓ ａ ｒ ａ ｈ ｖ ｕ ｆ ｒ ｄ ｒ ｌ ｔ ｅ ｙ ｉｔ ｎ ｉｅ ｏ ｉ ａ ｉｎ， ｂ ｔｔ ｅｒ ｒ ｄ ｃ ｎ ａ ｄ ｂ ｄ ｅ ｎ Ｙｕ ｉ Ｈｅ ｇ ｈ ｎ ａ ｅ ａ ｅ ｓ ｆ ｅ ｅａ ｉ ｌ ｎ ｅ ｓｖ ｘ ｄ ｔ ｎ ｅ ｖ ｏ ｕ ｈ ｉ ｅ ｕ ｉ ｇ ｃ ｐ ｃｔｅ ｅ ｒ ｌ ｔ ｅ ｙ ｐ ｏ ｎ ｕ ，ｔ ｅｒｍｅａ ｌｇ ｎ ｅ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓｆ ｒｕ ａ ｉ ｍ ｎ ｒ ｌ ａｉ ｎ ａ ｅ ｎ ｔ ａ ａ ｉ ｓａ ｅａ ｉ ｌ ｏ ｒａ ｄ ｔ ｓ ｈ ｉ ｔ ｏ ｅ ｉ ｏ ｄ ｔ ｎ ｒ ｎ ｕ ｍｉ ｅ ａ ｉ ｔ ｒ ｏ ｉ ｒ ｖ ｈ ｌ ｉ ｏ ｚ ｏ ａ ｏ ｄ ａ ｈ ｓ ｎ Ｄｏ ｇ ｈ ｎ ｒ ａ Ｔ ｅ ｓ ｎ ｏ ｉ ｓ ｉ ｓ ｉａ ｅ ａ ｅ ｐ ｏ ｅ ｕ ｉ ｇ ｃ ｐ ｃ ｔ ｎ ｓ ｇ ｏ ｓ ｔ ｏ ｅ ｉ ｎ ｓ ｅ ｇ ａ ｅ ． ｈ ａ ｄ ｂ ｄ ｅ ｎ Ａｎ ａ ｒ ａ ｈ ｖ ｏ ｒ ｒ ｄ ｃ ｎ ａ ａ ｉ ａ ｄ ｙ
ＺＨＡＮＧ — ｏ ｇ， ＨＡＮ ａ — ｈ ｎ Ｚｉ ｌ ｎ Ｘｉ ｏ ｚ ｏ ｇ， Ｌ ｈ ｎ —ｕｅｏ ｒｎｕ ｅｌｇ ，Ｂ ｉｎ ０ ０ ９ ｈｎ ） Ｂ ｉｎ ｅｅｒｈＩｓ ｔｔ ｆ ａ ｉｍ Ｇ ｏｏｙ ｅ ｉｇ１０ ２ ，Ｃ ｉａ ｊ ｉ Ｕ ｊ
ｉ ｔｎ ｉｅ ｒ ｄ ｃ ｎ ａ ａ ｉ ｕ ｌｏ ｓ ｆ ｒ ｆｏ ｒ ｌｔ ｅｙ ｉ ｔ ｎ ｉ ｅ ｏ ｉ ａｉ ｎ ｉ ｎ ｓ ｅ ｇ ａ ｅ ｎ ｎ ｅ ｓｖ ｅ ｕ ｉ ｇ ｃ ｐ ｃｔ ｂ ｔ ａｓ ｕ ｆ ｒ ｍ ｅ ａｉ ｌ ｎ ｅ ｓｖ ｘｄ ｔ ｎ Ｄｏ ｇ ｈ ｎ ｒ ａ ａ ｄ ｙ ｅ ｖ ｏ ｔ ｕ ｔ ｍｅ ａｌ ｇ ｎ ｅ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ｆ ｒ ｕ ａ ｉ ｍ ｎ ｒ ｌ ａｉ ｎ ａ ｅ ｂ ｔ ｒ ｔ ａ ｈ ｓ ｎ ｏｈ ｒ ａ ｅ ｓ ｈ ｈ ｓ ｉ ｔ ｏ ｅ ｉ ｏ ｄ ｔ ｎ ｏ ｒ ｎ ｕ ｍｉ ｅ ａ ｉ ｔ ｒ ｅｔ ｈ ｎ ｔ ｏ ｅ ｉ ｔ ｅ ｒ ａ ．Ｔ ｅ ｓ ｌ ｉ ｚ ｏ ｅ

砂岩型铀矿成矿机理
砂岩型铀矿是指铀矿床主要分布在沉积砂岩中的一种成矿类型，其成
因与地质作用密切相关。

研究砂岩型铀矿的成矿机理对于矿床的勘探
和开发具有重要的意义。

砂岩型铀矿的形成需要满足三个条件：一是原始岩石中含有足够量的
铀元素；二是存在可以提供还原条件的还原物质来还原U6+为U4+，并将铀元素从岩浆或岩浆流体中移动到砂岩之间；三是砂岩介质中存
在合适的钝化剂来稳定U4+，否则就会被氧化变成可溶性的U6+，流失到深部或表层。

砂岩型铀矿的成因主要有4种，即浸染作用、晕染作用、胶结作用和
脱附作用。

其中最常见的是浸染作用，即铀元素以水溶液的形式流动
到砂岩中，沿砂岩孔隙和裂缝逐渐深入，放射性矿物在砂岩中形成伴
随矿物。

砂岩型铀矿的成矿机理受到多种因素的影响，如地质构造、成矿流体、砂石孔隙度与连通性、赋矿岩石性质等。

常常与裂隙带、构造带、岩
石的孔隙、粘结作用等有关。

总之，砂岩型铀矿的成矿机理是一个高度复杂的地质过程，需要多因
素共同作用，由于地质作用的多样性，每种铀矿床的成因过程各不相同，对于研究砂岩型铀矿的成矿机理需要深入探究各种复杂因素的相互联系，才能更好地为矿床勘探和开发提供科学依据。

光催化还原铀的原理嘿，朋友！你有没有想过，在我们这个奇妙的世界里，有一些超级神奇的科学现象，就像魔法一样呢？今天我就想和你聊聊光催化还原铀这个超酷的事儿。

你知道铀吗？那可是一种相当厉害的元素啊。

它在核能领域可是个大明星呢。

不过呢，铀有时候也会带来一些小麻烦，比如说在环境中的铀污染之类的。

这时候啊，光催化还原铀就像一个超级英雄闪亮登场啦。

那光催化还原铀到底是怎么一回事呢？咱得先从光催化剂说起。

想象一下，光催化剂就像是一个小小的工厂，里面有好多忙碌的小工人。

这些小工人有着特殊的本领，他们能在光的照射下变得超级活跃。

就好像我们人啊，在阳光明媚的时候，是不是感觉充满了活力，想要去做各种事情呢？光催化剂在光的激发下，电子就像一群兴奋的小兔子，开始在催化剂的内部跑来跑去。

咱举个例子来说吧，就好比是一个操场，光催化剂是操场的场地，电子就是在操场上玩耍的小朋友。

平常的时候，小朋友们（电子）就规规矩矩地待在自己的位置上。

可是一旦光这个“哨声”响起，小朋友们（电子）就活跃起来了，开始在操场上（光催化剂）四处乱窜。

当这些活跃的电子遇到铀的时候啊，可就有大事情发生了。

铀在这个时候就像是一个等待救援的落难者。

它有一些高价态的离子，就像它身上背着很重的包袱一样。

而那些活跃的电子呢，就像一群善良的小天使，跑过去把铀身上的那些高价态包袱给卸下来。

这个过程啊，就是铀被还原的过程啦。

我有个朋友，他之前也对这个光催化还原铀半信半疑的。

他就问我：“你说的这个，真有那么神奇吗？就像电子真的能像小天使一样去拯救铀？”我就跟他讲啊：“你可别小瞧了这微观世界里的事情，它就跟我们生活中的互助一样真实呢。

”在这个过程中啊，光的作用那可是至关重要的。

如果没有光这个“大功臣”，光催化剂里的电子就不会那么兴奋，也就没办法去帮助铀了。

这就好比一场演出，如果没有灯光师打好灯光，舞台上的演员（电子）就没办法完美地表演，也就没办法去救助那个落难的角色（铀）了。

地层高含铀的原因
地层高含铀的原因主要有以下几个方面：
1. 地球化学性质：铀是地球上的一种自然元素，它在地球中的含量相对较高，但大部分是以不活跃的形式存在。

地壳中的铀含量相对较低，平均每吨地壳物质中仅含有约
2.5克铀。

尽管含量低，但铀的化学性质使其可以在特定的地质条件下被富集。

2. 地质条件：地层高含铀与特定的地质条件有关。

例如，某些地区的地质构造活动可能促使铀的富集。

此外，地下水的活动也可以影响铀的分布和富集。

3. 成矿过程：铀的富集通常发生在成矿过程中。

当岩石受到压力和温度的影响时，铀可以从中分离出来并被富集在特定的地质环境中。

例如，在一些沉积岩中，铀可以在粘土层或有机质层中被富集。

4. 生物作用：某些微生物可以氧化还原铀，从而改变其在地层中的分布和富集。

总的来说，地层高含铀的原因涉及到地球化学性质、地质条件、成矿过程以及生物作用等多种因素的综合作用。

不同地区的地层高含铀的原因可能不同，因此具体的情况需要结合该地区的地质背景进行分析。

另外 ， 胜铀 矿成 矿温度 较 高 ， 于 当地正 常沉 积埋 东 高 藏热 演化 程 度 （ 肖新 建 等 ，２ ０ ａ ，地 质 和 地 球 化 ０４ ） 学研 究 表明东 胜 铀矿 发 生 过 强 烈 的蚀 变 作 用 ， 外 野 发育 特 征 明显 的 绿 色 蚀 变 和 漂 白蚀 变 现 象 （ 万 丁
收 稿 日期 ： ０ ０—０ ２ ２１ ８— ７；改 回 日期 ： ０ １—０ ２１ ６—１ １
烈 ， ０ ３ 吴柏 林 等 ， ０ ６ ２０ ； ２ ０ ；肖新 建 等 ， ０ ４ ） 由 ２０ ｂ 。
上可 见 ， 东胜铀 矿 具 有 复 杂 的 成矿 地过 渡 界 面蚀 变带 矿 物 和 还
常 点 。８ ０年 代 以 后 ， 着 砂 岩 型 铀 矿 理 论 日臻 成 随 熟， 地质 工作 者应 用 外 生成 铀成 矿 理 论 对 鄂 尔 多斯
盆 地铀 矿 地 质 特 征 和 成 矿 地 质 条 件 进 行 了深 入 研 究 ， 过多 年勘探 工 作 在 盆 地北 部 发 现 了东 胜 砂 岩 经
蕴 含丰 富 的煤炭 、 油 、 然气 及 铀 矿 资 源 （ 池 阳 石 天 刘 等 ， ０ ６ 。鄂尔 多 斯 盆 地 北 部 的铀 矿 地质 工 作 始 ２０ ） 于２ ０世 纪 ６ ０年代 末 ， 当时 在侏 罗 系直 罗 组 （ ２） Ｊ 和 ｚ
延 安组 （２ ） 流相 砂 岩 中发 现 了一 批 铀 矿 化 及 异 ＪＹ 河
关 键 词 ： 化／ 原 过 渡界 面 ；热 液 蚀 变 作 用 ；成 矿 流 体 ； 胜 铀 矿 ；鄂 尔 多 斯 盆 地 氧 还 东
中 图分 类 号 ： ６ １ Ｐ １ ． ４ Ｐ １ ； ６ ９ １ 文 献 标 志 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ １ １ ５ （ ０ １ ０ —５ ５０ ８ １ ０ —５ ２ ２ １ ） ４０ ２ －０

铀的密度值为19.05g/cm3。根据此值计算出铀的原 子体积为12.5cm3/mol。铀的其他物理性质列入表1。
表1 金属铀的物理性质（引自王剑锋，1986）
性质 单位
熔点 ℃
熔化 热
升华 热 比热
卡/摩尔 千卡/摩尔 千卡/摩尔
沸点 ℃
密度
g/cm3
特征值 1132.3 2700.0 129.0 0.028 3818 19.05
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。
UO22＋+2e=U4＋ 这种性质对铀矿物的形成和变化起着重要的作
用，如在氧化带U4＋矿物转变为U6＋矿物，如：
2UO2+O2+3H2O=2UO2(OH)2＋+Fe2＋+2H2S=UO2+FeS2+4H＋
图中最右端为还原物质，左端为氧化物质。 电极电位大于零：说明化学反应自由能小于零， 反应可自发进行，关系式成立。
在碱性溶液中的电极电位均小于零，说明碱 性溶液中铀以高价态的形式可稳定存在。即在 碱性溶液中铀很容易被氧化。
②U、U3＋的还原性
U3＋＋3e=U E°=-1.796V（酸性条件） E°=2.17V（碱性条件）
性质
单位
导热率
卡/厘米·秒·度
磁化率
电磁单位/g
电阻率
微欧姆·cm
电导（0－ 20℃） 气化热
微欧－1 千卡/摩尔
原子体积
cm3/摩尔
特征值 0.064 1.74×10－6 30.0 0.034 110 12.5
金属铀在一定的温度和压力下发生相变。在 1.013×105Pa条件下，α铀在667.7℃相变成β铀；

第４３卷　第２期２０２４年５月铀　矿　冶ＵＲＡＮＩＵＭＭＩＮＩＮＧＡＮＤＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹＶｏｌ．４３　Ｎｏ．２Ｍａｙ２０２４收稿日期：２０２３ １０ １４基金项目：中国核工业地质局地勘基金项目“新疆准噶尔盆地铀矿资源调查评价与勘查”（２０２２０６）。

第一作者简介：胡志伟（１９９４—），男，辽宁朝阳人，学士，助理工程师，主要从事铀成矿水文地质方面研究工作。

通信作者简介：毛广振（１９９１—），男，山东东营人，硕士，工程师，主要从事铀成矿地质方面研究工作。

准噶尔盆地西部车排子地区铀成矿水文地质条件胡志伟，毛广振（核工业二一六大队，新疆乌鲁木齐８３００１１）摘要：准噶尔盆地西部车排子地区已发现砂岩型铀矿点，其中新近系沙湾组铀矿化分布较广。

前人对该地区铀成矿潜力和找矿方向进行了研究，但铀成矿条件尚不明确。

砂岩型铀矿的形成是水 岩相互作用的结果，研究铀成矿水文地质条件非常重要。

笔者通过古水文地质演化分析铀成矿的水动力条件，通过水化学组分分析地下水水文地球化学特征，并通过铀矿勘探和石油资料分析岩石地球化学特征、砂体特征、沉积相特征、古层间氧化带的发育特征和油气改造作用，揭示了沙湾组一段３个砂组的铀成矿水文地质条件和铀成矿有利地段。

研究表明，在扇三角洲前缘与辫状河三角洲前缘水下分流河道交汇处、断裂带两侧，１２８团地段砂体厚度稳定、连通性好，铀成矿作用持续时间长，具有最有利于铀矿富集的水文地质条件；塔岔口次之，１２６团的铀成矿条件最弱。

各砂组中，以３砂组最好、１砂组次之，２砂组较差。

关键词：水文地质条件；砂岩型铀矿；沙湾组；铀成矿；车排子；准噶尔盆地西部中图分类号：ＴＤ１２；Ｐ６１９．１４　文献标志码：Ａ　文章编号：１０００ ８０６３（２０２４）０２ ０００１ １２犇犗犐：１０．１３４２６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｙｋｙ．２０２３．１０．０３ 在准噶尔盆地西部车排子地区石油探井中发现了高自然伽马异常孔，主要层位为沙湾组一段（Ｎ１狊１），分布在春风油田和春光油田，部分高自然伽马值异常与油气分布存在一定关系［１］。

区均 值 得 开 展 新 一 轮 勘 查 工 作 。 ［ 键 词 ］ 鹿 井 矿 田 ；铀 矿 化 特 征 ；成 矿 机 理 ；成 矿 壳 层 ；找 矿 潜 力 关
［ 章 编 号 ］ １０ —６ ８ ２ １ ） ５０ ９ —６ 文 ０ ００ ５ （０ ０ ０ —２ ５０
［ 图分 类 号 ］ Ｐ １ ［ 献 标 识 码 ］ Ａ 中 ６２ 文
现 有 勘 查 成 果 揭 示 的 矿 田 铀 矿 体 空 间 分
前 人在 鹿井 矿 田开展 了众 多 的 Ｕ —Ｐ ｂ同 位素年 龄 测试 ［ ， 自印支 期 以来 侵入 岩 （ ） １ ］ 脉
年 龄 及 矿 石 年 龄 整 理 于 表 １ 图 ２ 、 。
鹿井 矿 田铀 成 矿 年 龄 介 于 ５ ～ １ ５ Ｍａ １ ０
．
中粗粒似斑状黑云母二 长花 岗岩 ７ ； 细粒少斑黑云母二 长花岗岩 中细粒二 云母二长花 岗岩 细粒二 云母花 岗岩
辉 绿 岩 脉
石 英 斑 岩
煌 斑 岩 Ｘ
２ ８ ０ ２ ～２ ６ １ ５ ４ ４ ～１ ０ ｌ ４ ０ ７ ～１ ６ １８ ０ ２ ～１ ５
１５４ ６ ．
期 第 ２ ６卷 第 ５
２ 年 ０１ ０
地
质
Ｖｏ１ ６ Ｎｏ．５ ．２
Ｓｅ ｐ． ２ ０ ０１
９月
Ｇ ｅ ｌ ｇｙ ｏｏ
鹿 井 矿 田铀 成 矿 地 质 特 征 及 找 矿 潜 力 分 析
邵 飞 一，朱永刚。 ，郭湖生 ，何晓梅 上 ，邵
（ ．核 工 业 ２ ０研 究 所 ，江 西 南 昌 ３ ０ ０ ；２ 南 昌工 业 学 校 ，江 西 南 昌 ３ ０ ０ ；３ １ ７ ３２０ ． ３ ２ ０ ．江 西 省 核 工 业 地 质 局 ２ １ 队 ，江 西 鹰 潭 ６ 大 ３ ５ ０ ；４ ３ ０ １ ．江 西 省 核 工业 地 质 调 查 院 ，江 西 南 昌 ３ ０ ３ ； ３ ０ ８