第二章 铀地球化学
中国渤海沉积物中铀的地球化学
中国渤海沉积物中铀的地球化学中国渤海沉积物中铀的地球化学近年来，随着中国经济社会的发展，渤海地区的科学研究已经受到了极大的关注。
渤海地区拥有丰富的矿产资源，其中铀也是一种重要的矿产资源。
因此，研究中国渤海沉积物中铀的地球化学具有重要的意义。
本文将对中国渤海沉积物中铀的地球化学进行探讨。
一、铀的地球化学性质铀是一种放射性元素，属于金属元素。
铀的化学性质较为稳定，其中价态以+4为主，具有高密度和高熔点的特点，它的熔点为1132℃，沸点为4131℃，密度为19.1g/cm3。
铀的原子半径为1.4Å，具有较高的放射性，主要放射性有α射线和β射线等。
二、中国渤海沉积物中铀的分布中国渤海沉积物中，铀的分布是一个比较分散的分布，铀的分布主要分布在地壳深部、岩浆及其衍生物中，主要以沉积的形式分布在渤海沉积物中。
研究发现，中国渤海沉积物中铀的含量主要为0.001-1.5 mg/kg，其中含量少的分布较广，而含量较多的分布较集中。
三、中国渤海沉积物中铀的地球化学中国渤海沉积物中铀的地球化学，主要是指渤海沉积物中铀的物质组成、含量分布特征及其产状来源等。
（1）物质组成研究发现，中国渤海沉积物中铀的物质组成主要是由碳酸钙、硅酸盐和矿物质组成，其中碳酸钙的含量占主要份额，而其他组成成分的含量较少。
（2）含量分布特征研究发现，中国渤海沉积物中铀的含量主要分布在渤海西部、渤海中部和渤海东部浅水地区。
中国渤海西部沉积物中铀的含量较高，主要为1.5-2.5 mg/kg，渤海中部沉积物中铀的含量主要为0.5-1.0 mg/kg，而渤海东部浅水地区沉积物中铀的含量较低，主要为0.1-0.3 mg/kg。
（3）产状来源研究发现，中国渤海沉积物中铀的主要产状来源是火山活动和海底沉积作用。
其中，火山活动是渤海沉积物中铀的主要产状来源，主要是渤海西部和渤海中部浅水地区；而海底沉积作用主要是渤海东部浅水地区沉积物中铀的产状来源。
四、对中国渤海沉积物中铀的地球化学研究的展望随着矿产勘查技术的发展，中国渤海沉积物中铀的地球化学研究也将受到更多的关注。
铀水冶工艺 21自然界中的铀及其化合物
氡气
? 镭、钍等放射性元素蜕变而获得。氡气是气体中最重的 一个，也是唯一一个常规条件下全部由放射性同位素构 成的气体。
? 氡有27种同位素，均为放射性核素。大气中氡本身不 参加化学反应, 但其衰变产生的射线及衰变产生的短寿 命衰变产物对人体健康具有危害作用。对人体危害最大 的主要是222Rn及其衰变产物。
? 宇宙空间落到地球上的陨石中也含有少量铀，这表明宇 宙空间也有铀存在。
? 铀自1789年发现以来，它只是作为一个化学元素被人们研究， 很少应用。 1896年贝克勒尔（ H. Bacquerel ）发现放射性和 1898年居里夫妇 从铀矿中发现 镭以后，作为获得镭的原料， 铀矿开采才有一些发展。
? 1938年，发现并确定了 铀核裂变 现象，使人们认识到可以通 过人为的方法，促使铀核发生裂变，释放出巨大的能量。理论 上，1kg 235 U 全部裂变反应后所释放出的能量相当于 2500 t 无烟煤完全燃烧所释放出的能量。
二氧化铀制备方法有两种：
? 热分解法 重铀酸铵、三碳酸铀酰铵及草酸铀酰等铀盐，在隔绝
空气的情况下，热分解生成UO3，分解产生的还原性气体进一步 将三氧化铀还原成二氧化铀。分解温度约为450℃，还原温度在 650℃到800℃之间，其反应式为：
? 二氧化铀为深褐色或黑色粉末。经 X射线结构分析， 其 密 度 为 10.96g·cm-3 。 松 装 密 度 在 3.76 ～ 4.96g·cm-3之间，熔点为2800℃。在很高的温度 下，它也不挥发，作为核燃料来讲，二氧化铀在 高温下的物理特性相当重要。
2.2 铀在元素周期表中的位置
《地球化学》章节笔记
《地球化学》章节笔记第一章：导论一、地球化学概述1. 地球化学的定义：地球化学是应用化学原理和方法，研究地球及其组成部分的化学组成、化学性质、化学作用和化学演化规律的学科。
它是地质学的一个分支，同时与物理学、生物学、大气科学等多个学科有着密切的联系。
2. 地球化学的研究对象：- 地球的固体部分，包括岩石、矿物、土壤等；- 地球的流体部分，包括大气、水体、地下水等；- 地球生物体，包括植物、动物、微生物等；- 地球内部，包括地壳、地幔、地核等。
3. 地球化学的研究内容：- 地球物质的化学组成及其时空变化；- 地球内部和外部的化学过程；- 元素的迁移、富集和分散规律；- 地球化学循环及其与生物圈的相互作用；- 地球化学在资源、环境、生态等领域的应用。
二、地球化学的研究方法与意义1. 地球化学的研究方法：- 野外调查与采样：包括地质填图、钻孔、槽探、岩心采样等；- 实验室分析：包括光学显微镜观察、X射线衍射、电子探针、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、原子吸收光谱（AAS）等；- 地球化学数据处理：包括统计学分析、多元回归、聚类分析等；- 地球化学模型：建立地球化学过程的理论模型和数值模型；- 同位素示踪：利用稳定同位素和放射性同位素研究地球化学过程。
2. 地球化学研究的意义：- 揭示地球的形成和演化历史；- 了解地球内部结构、成分和动力学过程；- 探索矿产资源的形成机制和分布规律；- 评估和治理环境污染问题；- 理解地球生物圈的化学循环和生态平衡；- 为可持续发展提供科学依据。
三、地球化学的发展历程与现状1. 地球化学的发展历程：- 起源阶段：19世纪初，地质学家开始关注矿物的化学组成；- 形成阶段：19世纪末至20世纪初，维克托·戈尔德施密特等科学家奠定了地球化学的基础；- 发展阶段：20世纪中叶，地球化学在理论、方法、应用等方面取得显著进展；- 现代阶段：20世纪末至今，地球化学与分子生物学、环境科学等学科交叉，形成新的研究领域。
铀矿地质总复习
铀矿地质总复习第一节铀资源、生产和需求一、铀的发现和应用3个发现、3个阶段：铀元素的发现（1789）、铀放射性的发现（1896）、铀核裂变能的发现（1938）、核能的利用与其它用途的开发（现在）。
二、铀资源勘查、生产和需求介绍了世界上铀勘查、铀资源、铀生产和铀需求的现状。
介绍了中国的铀政策和铀需求。
第一章绪论第二节铀资源勘查的一般概念一、铀矿资源地质勘查概念铀矿资源地质勘查包括铀资源评价和铀资源勘查两部分工作。
二、我国现行铀资源勘查的一些基本规定和指标铀矿一般工业要求、矿床规模、矿石品级、矿石工业类型。
第一章绪论铀矿的一般工业要求（重点掌握P8、P184）?铀矿的边界品位为300×10-6、最低工业品位为500×10-6、最小可采厚度为0.7m、夹石剔除厚度为0.7m 。
地浸砂岩型铀矿的边界品位为100×10-6 ，边界平米铀量为1kg/m2。
第一章绪论第三节我国铀资源勘查状况一、我国铀资源勘查简史二、我国已探明铀资源储量的基本特点?1）资源分布广；2）产出相对集中；3）矿床类型多；4）单个矿床规模较小；5）矿床以中低品位为主，矿体厚度较小；6）共生、伴生的矿产种类多。
（重点掌握P10）我国已查明的铀矿资源主要集中于5个铀成矿省和3个铀成矿区，即华南活动带铀成矿省、扬子陆块东南部铀成矿省、天山铀成矿省、祁连—秦岭铀成矿省、华北陆块北缘铀成矿省，以及鄂尔多斯盆地铀成矿区、二连—侧老庙盆地铀成矿区和滇西铀成矿区。
三、我国国土铀矿地质勘查程度四、我国铀资源潜力和发展战略第二章铀地球化学概论第一节、铀的性质铀的价电子层结构为5f36d17s2，铀具有变价的特征。
铀失去全部价电子后最外层电子为8个，趋于惰性气体型，故属亲氧元素（重点掌握P14）。
铀的化学性质主要有：1、亲氧性，2、变价及价态转换性(在自然界只有四、六两种价态，即铀所处的环境为氧化条件时，四价铀变为六价铀。
由氧化条件转化为还原条件时，六价铀变为四价铀)，3、呈络合物出现的特性，4、与某些元素电子层结构特征和化学性质相似，铀与Th、Zr、REE等有广泛的类质同象置换。
相山铀矿稀土元素地球化学特征
相山铀矿稀土元素地球化学特征
1定义
相山铀矿稀土元素，是一类具有金属特性的元素，包括稀有地球元素紫外线类、微量金属类和铀类等。
因为含量少且分布稀疏，因此也称为稀土元素。
2地球化学特征
相山铀矿稀土元素在地球上具有显著的地球化学特征。
它们在宇宙中和地球上的分布很不平衡，地壳中稀土元素含量比宇宙中要高很多。
稀土元素的原常大致可以分为三大类：1）少量的地壳中的常量；2）受到活动构造的地质流体以及溶岩流运移的核心稀土元素；3）由沉积形成的稠密、重晶石和疏松晶石中的核心稀土元素。
相山铀矿稀土元素具有明显的深层分布特征，在较深层低温地层中含量更高，而在深部复杂的地质岩石中含量更低。
稀土元素在不同的岩石中的比值有规律，岩石组成和富集对稀土元素比值也有一定影响。
稀土元素具有一定的时代特征，它们在以后的一定时期内在某一区域具有一定的变化特征。
3综合分析
相山铀矿稀土元素地球化学特征表明，它们之所以呈聚集态和稀疏态分布是由于外力（特别是物质能量交换）、物化热力作用（组成
岩浆的主要元素）以及构造作用的影响。
另外，良好的地质考察搭配适当的处理方法，有助于更好的识别相山铀矿的稀土元素的垂向成分及在流体活动中的运移转换，从而有利于隐蔽矿体的勘探和发现。
地球化学课件第二章1
H2O，OH-，F-，CH3COO-， PO43-，SO42-，Cl-，CO32-， ClO4-，NO3-，ROH，R2O， NH3，RNH2，N2H4
8～12 Na+，K+，Ca2+，Rb+，Sr2+，Cs+，Ba2+，La3+，Ce3+， Pb2+
晶体类型
金属晶体 离子晶体 原子晶体 分子晶体 化学键 离子键（电子交换） 共价键（电子共用） 金属键（价电子自由移动） 范德华键（分子间或惰性原子间，存在弱的偶极或瞬时偶
极） 氢键（也属分子间静电力，含H的分子与其它极性分子或负
Sr（325ppm）、Li（18ppm）、Rb（78ppm）
自然界元素有一定的结合规律和赋存方式。 那么, 元素的结合规律与赋存方式受什么因素控制？
元素的结合规律与赋存形式
本章内容
自然体系及自然作用产物 元素的地球化学亲和性和元素的 地球化学分类 类质同象 晶体场稳定能及其对过渡金属行为的控制 元素结合规律的微观控制因素 元素的赋存形式
S2-，R2S，I-，SCN-，S2O32-， CN-，CO，C2H4，C6H6，H-， RC6H5NH2，N3-，Br-，NO2-， SO32-，N2
电价对应结合
在多元素多相体系中，阳离子及阴离子电价不同时，将发生高价阳 离子与高价阴离子结合，低价阳离子与低价阴离子结合，这样结合 的体系能量为最低。自然界存在电价对应结合规律。不仅如此，而 且电价差越大，规律越明显。因此，自然界中石英（SiO2）与萤石 （CaF2）共生在一起常见，但没有CaO与SiF4的组合。
02铀的基本性质
反应（1）能否自发进行，可根据 △ Z＝－ nFε来判断。
（1）式的ε总=E°UO2＋/UO2＋+E°UO2＋/U4＋ =-0.052+0.612=+0.56V
计算得出ε总大于零，说明UO2＋的歧化反应 在酸性溶液中以能自发进行，因此+5价的氧化 态不稳定，它要同时被氧化和还原成+6价和+4 价。
①阳离子组成：
以亲石元素为主，其次有亲铁、亲硫元素，具体 分为： 碱金属元素：K、Na、Cs
碱土金属元素：Ca、Ba、Mg
重金属元素：Cu、Pb、Zn、Bi、Fe、Mn、Co、Ni 其它金属元素：Al、Th、Tl、Nb、Ta、Mo、Tr、Zr 其它阳离子或络阳离子：H+、H3O+、NH+4
②阴离子组成：
第二章 铀元素及铀矿物的基本特征
第一节 第二节
铀元素性质及铀的分布 铀矿物的基本特征
第一节
铀元素性质及铀的分布
一、铀元素物理性质
二、铀元素化学性质 三、铀在地壳中的分布及存在形式
一、铀元素物理性质
U的原子序数是92，原子量是238，在自然 界中有三种同位素，即U238、U235和U234，其丰 度分别为99.2739％、0.7205％和0.0056％。铀 的三种同位素都有放射性，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。
、流纹岩为3.5－4.8ppm。
1.铀在地壳中的分布
①铀在岩浆岩中的分布 铀在岩浆岩中的分布：分布在造岩矿物和 副矿物中。 浅色矿物的铀含量通常低于全岩的平均铀 含量；深色矿物铀含量是浅色矿物的3－5倍。
1.铀在地壳中的分布
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。
2铀有机地球化学研究进展_杨殿忠
铀有机地球化学研究进展杨殿忠,于 漫(核工业北京地质研究院,北京 100029)摘要:与铀矿有密切关系的有机质主要是腐殖酸(HAs )、富里酸(FAs )、微生物及细菌。
腐殖酸与铀酰存在着强烈的吸附、络合及还原作用关系。
微生物和细菌在铀矿形成过程中也起到一定的作用。
在研究手段上包括试验、计算、热解分析、X -线分析、裂变径迹分析、电子探针、红外光谱、紫外光谱、荧光光谱、顺磁共振、色谱质谱联用等方法。
关键词:铀有机地球化学;腐殖酸;富里酸;铀矿形成中图分类号:P619.14 文献标识码:A 文章编号:10045589(2002)01001806收稿日期:20010702作者简介:杨殿忠(1966),男,黑龙江省鸡西市人,博士,主要从事放射性地质(有机地球化学)研究.对有机质与铀的关系前人曾作过很多研究,Mahck бя[1～6]等通过不同的实验手段,得出结论认为,腐殖酸与铀酰存在着强烈的吸附与络合关系,与铀有关系的有机质主要是腐殖酸(HAs )和富里酸(FAs )。
1 腐殖酸与富里酸的研究状况与铀元素富集有密切关系的有机质是腐殖酸和富里酸,对腐殖酸和富里酸的深入了解很有必要。
Suc huffelen 等[7～14]利用化学试剂﹑降解﹑光谱(红外光谱)﹑顺磁共振﹑核磁共振﹑色谱质谱联用等多种手段,已测得很多有关腐殖酸﹑富里酸的化学结构及性质等信息。
腐殖酸是一种在加热时会分解的黑棕色无定形物,容重介于1.330～1.448g /c m 3,溶于碱。
腐殖酸骨架是由一个或数个不太大的芳核通过醚键、亚胺键、羰基、较短的烷烃桥键随机连接起来而组成的。
在这些芳核和桥键上,随机分布着羧基、羟基、羰基等官能团。
芳核通常由2～5个环缩合而成。
其中可能包括五元或六元的芳杂环。
少量的肽链残片、糖基残片、烷烃基、金属离子等通过共价键或配位键连接在芳核或官能团上,几个这种相似的结构单元之间可通过氢键、金属离子桥、电荷转移或络合等缔合成巨大的复合体。
碳酸铀酰络合物铀成矿过程
碳酸铀酰络合物铀成矿过程铀成矿过程是一个复杂的地质事件，涉及铀元素在地壳中的迁移和富集。
其中，碳酸铀酰络合物在铀矿床形成中发挥着至关重要的作用。
铀的地球化学特性铀在自然界中以氧化态为+4和+6两种形式存在。
+4价铀离子易于水解，生成氢氧化物沉淀；而+6价铀离子在弱碱性至中性环境中形成稳定的碳酸铀酰络合物。
碳酸铀酰络合物的形成碳酸铀酰络合物是铀离子与碳酸根离子（CO32-）形成的络合物，其稳定性取决于溶液的pH值、碳酸根离子浓度和温度。
在pH值大于5.5的氧化环境中，铀离子与碳酸根离子结合，形成稳定的碳酸铀酰络合物，例如碳酸铀酰钠[Na4UO2(CO3)3]。
碳酸铀酰络合物在地下水的迁移碳酸铀酰络合物具有较高的水溶性，在富含碳酸盐离子的地下水中可以稳定存在。
这些络合物随着地下水的流动迁移，在适宜的环境条件下富集和沉淀。
铀矿床的形成当碳酸铀酰络合物丰富的地下水遇到还原环境时，铀离子会被还原为+4价并沉淀为难溶的氧化物矿物，如沥青铀矿（UO2）和萤石铀矿（CaUO4·2H2O）。
这种还原反应通常发生在有机质丰富的沉积环境中，例如砂岩、泥岩和碳酸盐岩。
铀成矿模式碳酸铀酰络合物铀成矿模式是一个从铀矿脉到铀矿床的演化过程，主要分为以下阶段：铀源岩释放：铀从花岗岩、片麻岩等富铀岩石中通过风化作用释放到地下水系统中。
碳酸铀酰络合物的形成：在氧化环境中，释放的铀离子与碳酸根离子结合，形成碳酸铀酰络合物。
地下水迁移：碳酸铀酰络合物随着地下水流动迁移，在适宜的还原环境中沉淀。
矿床形成：沉淀的铀矿物逐渐富集，形成铀矿脉或铀矿床。
成矿因素碳酸铀酰络合物铀成矿过程受到多种地质因素的影响，包括：构造活动：构造活动可以为铀的释放和地下水流动创造有利条件。
沉积环境：富含有机质的沉积环境提供还原条件，促进铀的沉淀。
碳酸盐岩发育：碳酸盐岩为碳酸铀酰络合物的形成和迁移提供了充足的碳酸根离子。
还原剂存在：有机质、硫化物和其他还原剂可以提供电子，还原铀离子并促进其沉淀。
地球化学复习要点及答案
绪论1.地球化学定义、研究对象、学科性质、研究的基本任务√定义：韦尔纳茨基(苏)于1922年提出：地球化学科学地研究地壳中的化学元素，即地壳的原子，在可能的范围内也研究整个地球的原子。
地球化学研究原子的历史、它们在空间上和时间上的分配和运动，以及它们在地球上的成因关系。
费尔斯曼(苏)在同年也提出了定义：地球化学科学地研究地壳中的化学元素—原子的历史及其在自然界各种不同的热力学与物理化学条件下的行为。
德国著名的地球化学家戈尔德施密特于1933年认为：地球化学的主要目的，一方面是定量地确定地球及其各部分的成分，另一方面要发现控制各种元素分配的规律。
美国地球化学委员会于1973年对地球化学的定义为：地球化学是关于地球和太阳系的化学成分及化学演化的一门科学，它包括了与它有关的一切科学的化学方面。
1985年涂光炽提出的地球化学定义为：地球化学是研究地球（包括部分天体）的化学组成、化学作用和化学演化的科学。
研究对象：地球化学以地球及其子系统为直接研究对象。
性质：地球系统和太阳系的物质运动可以表现为力学的、物理学的、化学的和生物学的运动形式，而且各种运动形式相互作用，构成综合、复杂的高级运动。
对地球及各子系统中各类基础运动形式的综合研究，是地球科学的目标和任务。
地球物质的各种运动形式可互相依存、互相制约和互相转化。
寓于地球物质运动中的不同运动形式总是相互依存、相互影响和相互制约，有着不可分割的联系。
地球化学同地球物理学和地质学同为地球科学支持学科，他们均应考虑多种形式运动的因素，从而需要寓于地球系统物质运动中的某种形式基础运动的学科作为支撑。
地球化学实质是研究地球物质化学运动的学科，他的产生与发展也是应地球科学为了实现自身的现代化，精确而重视吸收现代自然基础学科成果的表现之一。
基本任务：地球化学的基本任务为研究地球的化学组成、化学作用及化学演化。
2.地球化学体系3.地球化学与其他地质类学科的联系与区别地球化学的实质是研究地球物质化学运动的学科，是以地球物质运动和地质运动中客观存在的化学运动形式为依据，将地学需要与化学结合的边缘学科，并不断吸收现代自然基础科学，使之实现自身的现代化和精确化。
铀地球化学复习
铀地球化学复习1、铀在自然界有几种同位素，其中以哪种为主？答：铀在自然界有三种同位素 238U、235U、234U，以238U为主2、铀的价电子层结构及其失去全部价电子后的结构和性质？答：铀具有3个不饱和的电子层,即最外层、次外层和外数第三层。
铀的价电子层结构为5f36d17s2。
铀失去全部价电子后的最外层电子结构为6s26p6，即次外层电子为8个，趋于惰性气体型，故属亲氧元素。
3、铀原子结构决定铀地球化学性质有哪些主要的特征？答：①亲氧性—铀的化学性质活泼。
铀在自然界形成氧化物及含氧酸盐，不形成自然铀及硫化物；②变价及价态转换性—在自然界只有四、六两种价态，在一定条件下它们可以相互转化，即在铀所处的环境由还原条件变为氧化条件时，四价铀变为六价铀。
相反，在由氧化条件转化为还原条件时，六价铀变为四价铀；③呈络合物出现的特性—多呈（UO2）2+,这种络离子叫做铀酰离子；④与某些元素电子层结构特征和化学性质的相似性—在自然界中，铀与Th、Zr、REE等有广泛的类质同象置换。
4、铀在自然界主要以什么价态存在，决定的因素是什么？答：在自然界只有四、六两种价态取决于环境是氧化环境还是还原环境。
5、自然界中有三个天然放射性系列，它们的起始元素和最终衰变后的稳定同位素是什么？答：钍系从232Th开始，最后到208Pb；锕系从235U开始，最后到207Pb；铀系从238U开始，最后到206Pb。
6、放射性能引起哪些地质现象？其地球化学意义如何？答：天然放射性元素的衰变及其发出的射线能引起的射线能引起许多地质现象和地球化学作用。
通过观察研究这些现象，可以了解放射性元素在地质体中的分配特点，查明某些变化发生的原因和结果。
①影响天然同位素分离：放射性对某些元素在地壳中的分布量有重大影响，母体元素和同位素分布量减少，而子体元素和同位素量增加，这就为同位素年代学奠定了物质基础；②放射热的地质作用：放射性元素衰变产生的热能是地球热能的主要来源；③对矿物结构的破坏；④对矿物颜色变化与色晕的形成的作用；⑤对物质的激发电离左作用；⑥对铀及其伴生元素分散晕的影响。
第二章 铀地球化学
铀地球化学是研究铀在地球各部分（主要是 地壳）中的分布规律、存在形式、化学作用 和演化历史的一门学科。 铀地球化学的基本任务是：研究铀元素在地 球各圈层和各种地质体中的含量、存在形 式；研究铀元素在各种地质作用中的迁移、 沉淀和富集规律；阐明铀矿物、铀矿床的成 因，指明找矿方向。
2.5 沉积作用中的铀地球化学
沉积阶段
在沉积阶段，岩石和矿床经风化破坏以各种形式进 行搬运。这时，惟有抗风化能力较强的独居石、 石、钍石、烧绿石和其他含铀矿物才有可能作长 离搬运，并经分选富集成砂矿；而铀矿物(沥青铀 矿、晶质铀矿等)则易风化分解，其中的铀以各种 铀酰络合物形式搬运。这些铀酰络合物在河漫滩、 沼泽、湖泊和海盆中，由于有机质等的吸附或局 还原作用，同沉积物一起沉淀，从而增高沉积物 铀含量。
2.3 热液作用中的铀地球化学
在热液作用中，铀主要以独立矿物形式 存在，如沥青油矿，铀石等，在此过程中， 在岩浆作用和伟晶作用过程中不易形成的硫 化物、碳酸盐、高价铁氧化物等大量出现。 这些标志可以成为鉴定矿化成因的标志。
2.3 热液作用中的铀地球化学
含铀热液的成分
水（H2O）和各种气体（H2S,CO2,O2,CH4）； 阴离子：F-、Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-； 络离子：UO2(CO3)34-,UO2(CO3)22-,MoS42-,SbS33-,AsS33-,AsS43,HgS22-； 阳离子：K+,Na+,Ca2+,Mg2+； 成矿元素：U、Fe、Cu、Pb、Zn、Th、Mo、Bi、Hg、Ag。
2.1 岩浆作用中的铀地球化学
铀矿物和含铀矿物不在岩浆作用早期而是在其晚期才 晶出的原因是： (1)矿物从岩浆结晶析出，常决定于形成矿物的成分的 饱和程度，岩浆结晶中浓度高的组分如Fe，Mg，Ca 等一达到过饱和就先结晶出铁镁矿物。在岩浆作用的 早期阶段，铀的浓度过低不足以形成独立的铀矿物。 (2)在岩浆冷却分异过程中，矿物按熔点的高低依次晶 出。各矿物的熔点由晶体晶格能的高低决定。铀的离 子半径较大，不能进入早期晶出的硅酸盐矿物的晶格 中。惟有到了岩浆活动晚期，铀才有可能从残浆中结 晶出来形成独立的铀矿物，或以类质同象混入物形式 进入其他副矿物晶格中。ຫໍສະໝຸດ 2.5 沉积作用中的铀地球化学
铀资源地质学考试复习资料.doc
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。
铀矿的工业指标：指评价工业价值、圈定矿体、计算资源储量的标准和依据。
原生铀矿物：内生条件下、沉积成因和后生淋积成因形成的铀矿物。
表生铀矿物：由原生铀矿物氧化后形成的或者以岩石中溶于地下水的活性铀为铀源而形成的六价铀矿物。
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。
荧光：是在外来能量（紫外线）的激发下，矿物发光的现象。
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。
纯线式伟晶岩：伟晶岩与围岩没有成分上的交代作用，成分简单，颗粒粗大，分布广泛的伟晶岩。
交线式伟晶岩：伟晶岩与围岩发生强烈的同化作用，成分复杂，分布狭窄的伟晶岩热液铀矿床：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。
线性构造：系指具有线状延伸特点的断层和裂隙。
环型构造：系指由环型、半环型断裂以及岩墙群组成的构造形态。
层型构造：系指顺层断裂构造及层内裂隙构造。
花岗岩型铀矿床：是指与花岗岩体有紧密空间关系和成因关系的热液铀矿床直线型构造组合：主要由两条或以上互相平行或侧列对称或锐角相截的夹持断裂构造组合。
铀的地球化学性质与成矿——以华南铀成矿省为例
钍矿床（凌洪飞，２０１１）。格陵兰岛的 Ｋｖａｎｅｆｊｅｌｄ铀矿床以及 我国的赛马铀矿床均与过碱质岩浆的高度分离结晶密切相 关（北京铀矿地质研究所赛马矿床研究组，１９７７）。
在伟晶作用过程中的 ＣａＮａ阶段以及 Ｎａ交代阶段，Ｕ 可以与 Ｃａ发生类质同象交换进入磷灰石、褐帘石、榍石、烧 绿石、细晶石等副矿物中，可以形成晶质铀矿、钛铀矿等独立 铀矿物而发生富集，也有部分 Ｕ分散吸附在矿物颗粒表面。 但是只有由富 Ｕ的变沉积岩或变长英质火山岩部分熔融形 成的伟晶岩或者富 Ｕ伟晶岩浆作用过程与钙质围岩发生强 烈同化分离结晶才会形成具有工业价值的矿床。纳米比亚 的 Ｒｏｓｓｉｎｇ铀矿床是硅铝质地壳重熔进而发生伟晶作用形成 Ｕ矿 床 的 典 型 例 子 （ＢａｓｓｏｎａｎｄＧｒｅｅｎｗａｙ，２００４；高 阳 等， ２０１２）。北秦岭的光石沟铀矿床便是由伟晶岩浆与黑云斜长 片麻岩发生同化分离结晶形成的（袁峰等，２０１７）。
１００００５６９／２０２０／０３６（０１）００３５４３ ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ 岩石学报
ｄｏｉ：１０１８６５４／１００００５６９／２０２００１０５
铀 的 地 球 化 学 性 质 与 成 矿 ——— 以 华 南 铀 成 矿 省 为 例
王鲲１，２ 邓江洪１ 郝锡荦３，４ ＷＡＮＧＫｕｎ１，２，ＤＥＮＧＪｉａｎｇＨｏｎｇ１ａｎｄＨＡＯＸｉＬｕｏ３，４
本文受国家重点研发计划“深地资源勘查开采”重点专项（２０１６ＹＦＣ０６００４０８）资助． 第一作者简介：王鲲，男，１９９２年生，硕士生，海洋地质专业，Ｅｍａｉｌ：１３６９３４３７６５９＠１６３．ｃｏｍ
通讯作者：郝锡荦，男，１９８５年生，博士，助理研究员，从事地球化学及天然气水合物研究，Ｅｍａｉｌ：ｈａｏｘｉｌｕｏ＠ｍａｉｌ．ｃｇｓ．ｇｏｖ．ｃｎ
第二章铀钍钚化合物
逐级稳定常数 Ki
• 通常：有几个配体，就有几个逐级稳定常数 。据多重 平衡规则： • K总 = k1.k2.k3.k4 -------- kn • lgK总=lgK稳=lgk1+lgk2 +lgk3+ -----lgkn • 一般 k1>k2>k3 ------- > ki ,但也有例外。
稳定常数的应用
中心离子跟配体组成配位本体。
带电荷的配位本体叫配离子（旧称络离子）。 例如，[Cu(NH3)4]2+是配阳离子，[Fe(CN)6]4-是配 阴离子。它们各跟带相反电荷的离子形成络合物， 如[Cu(NH3)4]SO4、K4[Fe(CN)6]。有的配位本体是 中性化合物，如Ni(CO)4本身就是络合物。
5 可以作为配位原子的元素
• 配位原子主要是周期表中第四、第五、第六和第七主族 的电负性较大的原子 。 • 除了 C、N、O、P、S、X2、等原子，还有Sb、Bi、Se、 Te等不常见的金属原子也可作为配位原子 。 • 由于不同配体配位原子数不同，因此又建立了一个新的 概念-配位数 。 • 在配位化学中，配位数决定于配位原子数 。
硫酸络合物（重要） 络合物稳定性较强 UO2SO4, UO2(SO4)22-, UO2(SO4)34-, 离子交换法提取铀，铀矿浸取中应用。 配位数未饱和的络合物中，水可占据配位位置。 如，[UO2(SO4)2(H2O)2]2-。
碳酸络合物（重要） 络合物稳定性最强 UO2CO3, UO2(CO3)22-, UO2(CO3)34-, 稳定常数大，常以UO2(CO3)34-存在，例如在海水中。 在碳酸钠浸取铀矿中应用。 碳酸铀酰络合物溶液中加入浓NaOH才可被破坏。 UO2(CO3)34-在(NH4)2CO3存在时可生成（NH4） 4[UO2(CO3)3]结晶，用于在铀工艺中纯化铀。
地层高含铀的原因
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。
铀在表生作用中的地球化学
2) 铀沉积的一般规律
同生碎屑沉积物中的铀含量一般只与同类碎 屑岩的背景含量相当。 在同生沉积阶段，铀直接从水体聚集到沉积 物中的数量不多，一般仅构成该沉积物的本底 含量。
2) 铀沉积的一般规律
①铀的沉积与岩相古地理条件以及地球化学环
境的关系密切。富含陆源碎屑的近岸浅水相或浅海
相沉积物的铀含量较高为主的深水
相沉积物的铀含量较低，大洋盆地中深海沉积物如 放射虫海泥的铀含量较低，只有(1-1.8)×10 -6。
2) 铀沉积的一般规律
②不同沉积岩的含铀性差异较大。 粘土岩的铀含量最高，为（3-4）×10 -6，碳 酸盐岩石的铀含量较低，平均为2.2 ×10 -6。 粉砂岩、砂岩中铀含量的变化幅度很大，其 取决于碎屑矿物和胶结物的成分，纯石英砂岩的 铀含量很低，只有0.45 ×10 -6，长石砂岩中的铀 含量可达n×10 -6。 蒸发岩中铀含量普遍偏低，白云岩铀含量较 碳酸盐岩低，岩盐的铀含量最低，只有（0.1-0.2） ×10 -6。
3.外生铀矿床成因认识的过程
同生砂矿成因 同生成岩成因 后生成因
矿床成因认识的转变，形成了后生砂岩型铀矿
成矿新的勘查方法。
4.外生铀矿床工业特点 本类矿床分布广泛，在世界各地均有产出 ，以品位低、储量大、杂质少、选冶条件好为 特征。
第八章 外生铀矿概论
一、外生铀矿床概述 二、铀在表生作用中的地球化学
二、铀在表生作用中的地球化学
1、铀在风化作用中的地球化学特征 2、铀在沉积作用中的地球化学特征 3、影响铀表生迁移和聚集的主要因素 4、铀后生聚集的地球化学特征
3、影响铀表生迁移和聚集的主要因素
1) Eh值和pH值
①天然水体中的 pH值及Eh值对表生作用中铀的 地球化学特征影响较大。 铀属两性元素，在酸性溶液中大多呈络阳离子， 而当溶液pH值增高时，铀则趋向于形成各种络阴离 子。铀在酸性介质中形成UO22+和UO2OH+。在缺乏 络离子配位体（ CO32- 、 SO42- 、 PO43- 等）的条件下， 随着介质pH值的增高，U4+和UO22+发生水解，分别 以氢氧化物U（OH）4和UO2（OH）2形式沉淀。
铀的地球化学性质与成矿作用
铀的地球化学性质与成矿作用王大钊;冷成彪;秦朝建;段丰浩;周万蓬;许德如【期刊名称】《大地构造与成矿学》【年(卷),期】2022(46)2【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。
【总页数】21页(P282-302)【作者】王大钊;冷成彪;秦朝建;段丰浩;周万蓬;许德如【作者单位】东华理工大学;中国科学院地球化学研究所;东华理工大学江西省数字国土重点实验室;东华理工大学地球科学学院【正文语种】中文【中图分类】P611【相关文献】1.伊犁盆地南缘铀水文地球化学特征及地下水铀成矿作用2.鄂尔多斯盆地南缘彬县地区水文地球化学及铀成矿作用特征3.陕西商丹陈家庄铀矿区花岗岩体和伟晶岩脉的U-Pb年龄、地球化学特征与铀成矿作用4.铀的地球化学性质与成矿——以华南铀成矿省为例5.从克拉克值到元素的地球化学性质或行为再到成矿作用因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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2.3 热液作用中的铀地球化学
在热液作用中，铀主要以独立矿物形式 存在，如沥青油矿，铀石等，在此过程中， 在岩浆作用和伟晶作用过程中不易形成的硫 化物、碳酸盐、高价铁氧化物等大量出现。 这些标志可以成为鉴定矿化成因的标志。
2.3 热液作用中的铀地球化学
含铀热液的成分
水（H2O）和各种气体（H2S,CO2,O2,CH4）； 阴离子：F-、Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-； 络离子：UO2(CO3)34-,UO2(CO3)22-,MoS42-,SbS33-,AsS33-,AsS43,HgS22-； 阳离子：K+,Na+,Ca2+,Mg2+； 成矿元素：U、Fe、Cu、Pb、Zn、Th、Mo、Bi、Hg、Ag。
2.5 沉积作用中的铀地球化学
沉积阶段
在沉积阶段，岩石和矿床经风化破坏以各种形式进 行搬运。这时，惟有抗风化能力较强的独居石、 石、钍石、烧绿石和其他含铀矿物才有可能作长 离搬运，并经分选富集成砂矿；而铀矿物(沥青铀 矿、晶质铀矿等)则易风化分解，其中的铀以各种 铀酰络合物形式搬运。这些铀酰络合物在河漫滩、 沼泽、湖泊和海盆中，由于有机质等的吸附或局 还原作用，同沉积物一起沉淀，从而增高沉积物 铀含量。
2.4 风化作用中的铀地球化学
风化作用中铀的迁移和沉淀
（1）铀酰碳酸盐 （2）铀酰硫酸盐 （3）铀酰氢氧络合物胶体 （4）铀酰腐殖酸盐
2.1）铀酰氢氧化物－硅酸盐型氧化带
2.4 风化作用中的铀地球化学
铀矿床氧化带
（2）铀云母型氧化带
2.4 风化作用中的铀地球化学
热液铀矿物的特征
热液铀矿物的形成一般经历以下几个步骤：首先，铀在含 铀热液中主要以铀酰络离子形式迁移；之后，铀酰络离子 分解产生UO22+和阴离子；最后，UO22+中的六价铀被还原 为四价铀析出，形成铀矿物。 在高温热液铀矿床中，铀矿物有晶质铀矿、钛铀矿、铈铀 钛铁矿，含铀矿物有铀钍石、褐帘石等。在上述矿物中含 有Th和RE。中低温热液矿床产于多种地质环境，但它的 矿物成分却很简单，主要有沥青铀矿和铀石，它们不含或 只含痕量Th和RE。 在热液铀矿床中，同铀矿物共生的矿石矿物组合类型甚 多，但总的来说，每种组合类型中的矿物成分比较简单。 矿物组合类型有，沥青铀矿-微晶石英(或玉髓)组合、沥青 铀矿-方解石组合、沥青铀矿-萤石组合、沥青铀矿-硫化物 组合、沥青铀矿-辉钼矿组合等。
2.2 伟晶作用中的铀地球化学
铀在伟晶岩中的存在形式： (1)铀矿物形式 主要有简单及复杂的无水氧化物，如晶质铀矿、钍铀 矿、钇铀矿、钛铀矿等。 (2)类质同象混入物形式 伟晶岩中铀呈类质同象混入物形式的矿物非常发育， 种类繁多，成分复杂。主要含铀矿物有：方钍石、贝塔石、 褐钇铌矿、黑稀金矿、复稀金矿、铌钇矿、钍石、含铀独 居石等。 (3)分散吸附形式 铀主要赋存于造岩矿物中。 在含铀伟晶岩中，铀矿物形式、类质同象混入物形式 是铀的主要存在形式。在伟晶岩中放射性元素、稀土、稀 有元素共同富集，可供综合利用。
2.2 伟晶作用中的铀地球化学
伟晶岩中的铀继承了岩浆作用中的某些地球化学特点。在 伟晶岩中，铀以四价离子存在，与四价钍离子关系密切。 铀在伟晶岩中的集中与分散，取决于地质环境和物理化学 条件。 当含铀的残余熔浆（伟晶熔浆）进入断裂裂隙时，随着温 度、压力的降低，先晶出Si、Ca、Al、Mg、Fe等的矿 物，之后U、Th、REE参与钛酸盐和硅酸盐矿物的形成。 在这些矿物结晶过程中，UTh主要以类质同像混入物形式 置换矿物中的REE。在伟晶岩中，当稀有、稀土元素很富 集时，铀（钍）就呈类质同像混入物形式分散于各种稀有、 稀土元素矿物之中；而当各稀有、稀土元素很少时，则易 形成独立的铀（钍）矿物。 华岗伟晶岩中的铀含量要高一些。铀在伟晶岩中主要富集 在副矿物中，造岩矿物中铀含量极低。
2.4 风化作用中的铀地球化学
表生带内的物理化学环境与内生作用的不同，其 要特点是：①低而速变的温度(世界地表的温差一 般小于160℃，即由一75℃到+85℃，有昼夜变化 和季节变化)；②低压(常压)；③常处在大气圈游 氧和二氧化碳的作用下；④极丰富的具有各种不 酸碱度的水参加作用；⑤有生物和有机质参加作 风化作用的能量来源与内生作用的不同，主要是 阳的辐射能，它决定表生带的温度，造成大气圈 水圈的运动，决定生物有机体的活动，也支配元 在表生带中的迁移和沉淀。
2.5 沉积作用中的铀地球化学
成岩阶段
在成岩阶段，底沉积层上部水和软泥水处于不同的条件， 前者含游离氧，处于氧化环境，后者所含游离氧在有机物 腐烂分解中被消耗，含有CH4，NH3，H2S等组分而处于还 原环境。在海底淤泥中，从沉积物表面向下50—100厘 米，Eh值已变为负值。 处于还原环境的软泥水中的六价铀因被还原沉淀而减少， 但上部水中，铀含量较高，因而底沉积层上部水和软泥水 之间存在浓度差，于是铀便不断扩散迁移转入淤泥水中并 沉淀富集。在这种沉积物被固结为坚硬岩石以前发生的成 岩作用阶段铀可以得到相对富集，个别情况下，可以形成 规模较大的成岩铀矿床。
2.5 沉积作用中的铀地球化学
后生阶段
在后生阶段广发生两种不同性质和作用趋势的后生变化，一种是进后 生作用，即沉积物固结为岩石以后至变质作用以前的晚期成岩阶段的 后生作用，还有一种是退后生作用，即矿物岩石进入地表风化环境中 的后生作用。进后生作用是在岩石埋藏较深处发生的，在深处由于温 度增高，压力增大，因而矿物脱水产生粒伺水。这种粒间水与矿物岩 石发生作用，并短距离搬运其中溶解的铀。在有机质和硫化物的作用 下粒间水中的铀重新沉淀。倘若这种作用延续到变质作用阶段，便形 成沉积变质铀矿床。退后生作用发生于表生风化环境中，流经岩石的 富含游离氧的地下水，将岩石中分散的铀氧化、溶解，从而形成含铀 溶液。当这种含铀溶液向下流经还原环境时，铀便得到重新沉淀，形 成淋积铀矿床；或者当这种含铀溶液在浅部地下水作用下，在适宜的 pH，Eh和干燥的气候环境中，形成表生成岩铀矿床。
2.1 岩浆作用中的铀地球化学
岩浆结晶分异对铀在岩浆结晶过程中的地球化学行 为，对铀的分布、存在形式、迁移和沉淀方式影响 很大。铀与钍密切共生。 在岩浆结晶分异早期，不晶出铀的独立矿物，也很 少形成类质同像矿物。 在岩浆结晶分异晚期，在较高温度下，微量铀同性 质相似的Th、RE、Ca等组成少量类质同像矿物， 当残余岩浆中的铀浓度达到一定程度时，铀作为副 矿物。
热液中铀的迁移形式
（1）碳酸铀酰离子 （2）硫酸铀酰离子 （3）四价铀卤化物及六价铀氟、氯合铀酰离子 （4）其它迁移形式：钼酸铀酰离子、硅酸铀酰离子、氢氧化铀酰离子 等。
2.3 热液作用中的铀地球化学
热液中铀的沉淀条件 （1）Eh （2）Ph （3）压力 （4）温度 （5）热液与围岩的化学反应
2.3 热液作用中的铀地球化学
2.1 岩浆作用中的铀地球化学
铀在酸性岩中含量最高，在超基性岩中含量最低。一般认 为，铀在这些岩浆岩中有三种存在形式： (1)铀矿物形式 铀在岩浆岩中形成的独立矿物极少。常见的有 钛铀矿、晶质铀矿、方钍石、铀钍石等。 (2)类质同象混入物形式 铀经常置换Th，RE，Zr，Ca等元素。 这主要是因为它们的离子半径大小相近，U4+和Th4+的离子半径 分别为0.97A和1.02，因而它们之间可进行广泛的类质同象置 换，在钍石ThSiO4中铀含量有时很高，甚至可转变为铀钍石 (Th，U)(SiO4)1-1.5H2O。此外，U4+又与离子半径相近的RE3+ 广泛发生类质同象置换，形成各种含铀副矿物，如锆石、磷钇矿、 独居石、榍石、磷灰石等。 (3)分散吸附形式 在岩浆岩中，尤其是在酸性岩中，铀呈铀酰 离子或络合物，以分散状或以吸附状存在于蚀变矿物、粘土矿物 的表面、矿物的解理缝、粒间和裂隙之中，以及溶解于矿物的结 晶水和气液包裹体中。
层间氧化带：
（1）层间氧化带 （2）氧化－还原过渡带 （3）还原带
2.4 风化作用中的铀地球化学
构造氧化带：
（1）氧化带 （2）氧化－还原过渡带 （3）还原带
2.4 风化作用中的铀地球化学
氧化带的U-Ra平衡
假若铀和镭处于放射性平 衡，铀与镭之量保持一定 的比值(Ra/U=3.4×10－7)。 但是，由于铀、镭的化学 性质不同，一旦改变所处 地球化学环境，就可能发 生铀或镭的相对富集或贫 化，因而铀镭的正常比例 发生改变，即U-Ra平衡遭 受了破坏。
2.1 岩浆作用中的铀地球化学
(3)铀属于亲氧元素，岩浆早期的结晶作用是在氧 逸度较低的情况下进行的。许多浓度较高的变价元 素如Fe等处于低价态，浓度低、亲氧性强的铀则 更不易晶出成为矿物。 (4) 在岩浆分异过程中，铀与逐渐增多的挥发性组 分如CO2，F-，Cl-具有较强的亲合力，因此挥发性 组分逸出时有可能将铀带出，这使本来浓度就低的 铀变得更少，所以在岩浆作用早期，铀一般不易集 中晶出。至于存在于许多酸性岩体内的大量裂隙、 粒间的铀，则可能是先前形成的晶质铀矿、含铀副 矿物在岩浆作用晚期或岩浆期后，在自交代作用或 蚀变作用过程中释放出的铀形成的。
第二章 铀地球化学
铀地球化学是研究铀在地球各部分（主要是 地壳）中的分布规律、存在形式、化学作用 和演化历史的一门学科。 铀地球化学的基本任务是：研究铀元素在地 球各圈层和各种地质体中的含量、存在形 式；研究铀元素在各种地质作用中的迁移、 沉淀和富集规律；阐明铀矿物、铀矿床的成 因，指明找矿方向。
2.1 岩浆作用中的铀地球化学
铀矿物和含铀矿物不在岩浆作用早期而是在其晚期才 晶出的原因是： (1)矿物从岩浆结晶析出，常决定于形成矿物的成分的 饱和程度，岩浆结晶中浓度高的组分如Fe，Mg，Ca 等一达到过饱和就先结晶出铁镁矿物。在岩浆作用的 早期阶段，铀的浓度过低不足以形成独立的铀矿物。 (2)在岩浆冷却分异过程中，矿物按熔点的高低依次晶 出。各矿物的熔点由晶体晶格能的高低决定。铀的离 子半径较大，不能进入早期晶出的硅酸盐矿物的晶格 中。惟有到了岩浆活动晚期，铀才有可能从残浆中结 晶出来形成独立的铀矿物，或以类质同象混入物形式 进入其他副矿物晶格中。