铀的地球化学性质与成矿作用

作     者：王大钊 冷成彪 秦朝建 段丰浩 周万蓬 许德如 WANG Dazhao;LENG Chengbiao;QIN Chaojian;DUAN Fenghao;ZHOU Wanpeng;XU Deru

作者机构：东华理工大学核资源与环境国家重点实验室江西南昌330013 中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵州贵阳550081 东华理工大学江西省数字国土重点实验室江西南昌330013 东华理工大学地球科学学院江西南昌330013 

出 版 物：《大地构造与成矿学》 (Geotectonica et Metallogenia)

年 卷 期：2022年第46卷第2期

页      面：282-302页

核心收录：

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：核资源与环境国家重点实验室自主基金项目(Z1913、2020Z10、2020Z02) 矿床地球化学国家重点实验室开放基金项目(201808) 江西省“双一流”学科建设专项经费(2400100017) 江西省“双千计划”项目联合资助 

主　　题：铀成矿 地球化学性质 存在形式 迁移过程 沉淀机制 

摘      要：铀成矿主要受控于物质来源、迁移过程和沉淀机制。本文系统总结了铀的地球化学性质、迁移形式和沉淀机制等方面的研究进展,以期提高对铀成矿机理的认识,促进找矿勘查与污染治理等领域的发展。铀的电子层结构决定了其具有亲氧性、变价性及类质同象等地球化学行为。不同地质体中铀含量差异大,酸性岩、碱性岩及富有机质、磷酸盐的沉积岩中铀含量高。铀在岩浆体系中主要以U(Ⅳ)和U(Ⅴ)价出现,其在熔体与热液间的分配系数低,难以大量进入岩浆热液。铀在流体体系中以U(Ⅳ)和U(Ⅵ)的形式存在,其中U(Ⅳ)常以UCl_(4)^(0)的形式在高温还原性富Cl酸性卤水中进行迁移;U(Ⅵ)则与羟基、碳酸根、硫酸根、磷酸根、氯离子、氟离子等形成铀酰络合物,增强了其在流体中的迁移能力,但碳酸铀酰是否存在于还原性深源流体以及氟化铀酰是否能在流体中大量存在尚存争议。铀在表生环境以U(Ⅵ)存在,可与有机酸形成络合物进行迁移。微生物的酸解、表面络合及分泌的铁载体等可将岩石中的铀活化分离。氧化还原反应是导致铀沉淀的最重要机制之一,H_(2)、CH_(4)、CO、H_(2)S、石墨、Fe(Ⅱ)和油气等都是有效的还原剂;温度和pH值的变化对不同热液流体中铀沉淀的影响不同;铁氧化物、黏土矿物和黑色岩的吸附作用是表生环境中铀富集成矿的关键,其强弱受pH值影响。铀成矿是各种机制相互关联、相互作用的结果,研究具体成矿实例或成矿过程时需要全面分析才能得出较为准确的结论。