第六章铀成矿作用.pdf

第六章 铀成矿作用 教学目的：让学生了解铀成矿作用的基本概念、铀成矿作用的主要影响因素，掌握地壳演化 与铀成矿作用关系。 教学重点和难点：铀成矿作用的基本研究内容、铀成矿作用的时空演化关系。 主要教学内容及要求： 了解铀成矿作用的基本概念、铀成矿作用的主要影响因素； 掌握地壳演化与铀成矿作用关系。 自然界铀的成矿作用与地壳中发生的各种地质作用、地壳的成分和环境的物理化学条 件(如温度、压力、酸碱度和氧化一还原电位等)等相关。为了论述铀在自然界成矿的原理， 首先对上述问题作一概略介绍。 第一节 概 述 一、地壳不同壳层中铀与常见元素的组合 地球自其形成以后一直在不断地演化发展。地壳是地球发展演化到一定阶段时形成的。 地壳也在不断地发展演化，它的成分和不同壳层中的元素组合随其演化而演化。矿产乃是地 壳中元素重新分配再组合的结果。矿产本身也在不断演化。地壳的不同部位，在其发展的不 同时期产生不同种类和不同类型的矿床。为理解在不同地质作用中元素的集散特点和富集程 度，需了解地壳的成分(元素的丰度)和不同壳层中元素组合的基本特征。 在沉积盖层中，U 常与 V ，Mo ，Cu，Pb ，Zn ，Sb，Hg ，Y ，W ，Cr，Ni ，Mn ，Ge， Zr ， Sc，Co，Bi ，Ti，Ca，Ag ，A s ，Se，P ，F ，REE 等伴生。在不同岩石和不同介质条件下， 元素组合也有差异。例如，在碎屑岩中 U 可与 Mo ，As ，Cu，Zn ，V ，Pb ，P ，Se，Hg ，F 等元素相伴生；在磷块岩中，U 常与 V ，Ag ，Pb ，Cr，Ni ，F ，Mo ，Se，REE 等元素伴生； 在泥炭中，U 则常与 Cu，Pb ，Zn ，Mo ，Ge，Mn 等元素伴生。 在花岗岩层中，与 U 伴生的常见元素组合为 Ta，Sn，Mo ，Li ，Rb ，Cs，Ti，Ga，Hf ， Nb ，W ，F ，Be ，Sc，Y ，Bi ，As ，In ，Ge，REE ；或Co，Ni ，Pt ，Sr，Be ，Ru ，Os，Ir， Rh ，Cu，Zn ，Se，Te，Pd ，Tl 等。花岗岩层中的元素组合又随大地构造部位不同而有差异。 如中国大陆壳的花岗岩层更富 W ，Sn，Th，铀与这些元素紧密共生于同一空间。在稳定区 与活化区、隆起区与坳陷区，元素组合也不尽一致。需指出，花岗岩层也是不，均一的。岩 性和介质条件不同，元素组合也有差异。例如，在形成深度较大的碱性岩中，可与 U 组合 的常见元素有Ti，S r，Be ，Ru ，Os，I r，Rh ，Cu，Zn ，Se，Te，Pd ，T1，A1 ，Zr ，Nb ， Ta，Ga，Co，Ni ，Pt 等。 玄武岩层中，常见元素组合为亲铁元素，如 Fe ，Mg ，S，P ，Ti，Cr，Cu，Ni ，Co，V ， Pd ，Pt ，Ru ，Rh ，I r，Os，Se，Te 等，铀的丰度值较低。 113 二、地壳中铀的成矿作用 铀在地壳中的克拉克值仅为 1.7×10－4 ％(黎彤，1976)或 2.5×10－4 ％(A. П. 维诺格拉多夫， 1962)。一般它的富集程度至少需要达到克拉克值的 200 倍左右，并具有一定的规模才有可 能成为被现代工业利用的矿床。铀从地壳中的分散状态富集成为矿床的过程称为铀的成矿作 用。它可以发生在地壳演化的不同阶段，属地质作用的一部分。 地壳中铀的成矿作用主要发生在岩浆作用、水溶液作用和变质作用过程中。以大气为 介质的作用(即风成作用)过程中一般不能发生铀的成矿作用。 岩浆成矿作用系指成矿元素以岩浆为介质进行迁移演化和形成矿床的作用。在岩浆 （包 括伟晶）作用过程中，铀随着岩浆的结晶、分异、演化，在其后期形成晶质铀矿或含铀矿物， 并富集于岩体的有利部位(或相带) ，构成规模不等、品位较低的矿床，如我国的红石泉矿床、 赛马矿床和纳米比亚的罗辛矿床等。伟品作用是富含挥发分的熔浆的结晶分异作用。在分带 较完全的伟晶岩中，晶质铀矿富集于其核心附近，规模较小，如我国东北某矿床。在分带不 明显或无分带的伟晶岩中，铀常富集于岩体边缘，规模略大，如加拿大的班克洛夫特铀矿床 等。 水溶液成矿作用(简称水成作用)系指含矿的水溶液(包括岩浆成因、地下水成因的热水 溶液和地表或近地表的近常温常压的“冷”水溶液)在