铀矿物

3.1四价铀矿物

四价铀矿物四价铀矿物包括四价铀的简单氧化物，四价铀的复杂氧化物，四价铀的硅酸盐，磷酸盐和钼酸盐，在自然界较为常见且具有工业价值的铀矿物基本上以前三大要素为主。另外，在磷酸盐中的个别铀矿物如人形石具有一定的工业价值。

（1）、四价铀的简单氧化物

铀的简单氧化物是以UO2为主要成分的铀的氧化物，铀矿物包括晶质铀矿及其变种沥青铀矿和铀黑，其中晶质铀矿和沥青铀矿含U3O8达73-90%，具有重要的工业意义，是目前提炼铀的主要铀矿物原料。

晶质铀矿（uraninite）的晶体化学式为（U4+、U6+、Th、RE、Pb）Ox式中x=2.17-2.70其中x称含氧系数。沥青铀矿和铀黑与晶质铀矿有基本相同的化学组分和晶体结构，属同一矿物种，但是，沥青铀矿和铀黑在混入物成分、形态、产状及某些物理性质等方面与晶质铀矿有明显的差别，是晶质铀矿的不同变种。

晶质铀矿常见于花岗岩和花岗伟晶岩中，以及岩浆铀矿床、伟晶型铀矿床、高温热液铀矿床和沉积-变质铀矿床中，晶质铀矿主要是高温条件下从溶液中结晶的产物；

沥青铀矿主要产于中、低温热液铀矿床及砂岩型、碳硅泥岩型、煤岩型，沉积铀矿床和后生淋积铀矿床中；铀黑则形成于各种氧化带和胶结带中。

晶质铀矿、沥青铀矿与黑色非放射性矿物及含铀矿物有某些相似，但晶质铀矿，沥青铀矿的析出形态，沥青光泽，密度大和强放射性都是明显的区别标志，此外，可根据晶质铀矿和沥青铀矿易氧化，表面常有表生铀矿物，溶于酸并有铀的微化反应等与含铀的复杂氧化物相区别。粉末状的铀黑易与铁锰的氢氧化物相混淆，但铀黑具有强放射性。

（2）四价铀的复杂氧化物（铀和钛的复杂氧化物）

铀和钛的复杂氧化物主要是UO2和TiO2所组成的化合物。矿物有钛铀矿，斜方钛铀矿和铈铀钛铁矿，其中斜方钛铀矿是钛铀矿的同质多象变体，钛铀矿具有非常需要的工业价值，而铈铀钛铁矿的工业价值极为有限，斜方钛铀矿是我国首先发现的新的铀矿物种。

本类矿物与铀的简单氧化物有些类似，两者区别在于：（1）形态不同，常具柱状、板状晶形，并处在变生态（2）表面新鲜，无次生变化，不溶于酸；（3）溶解性不同后者具立方体晶形或呈胶状，结晶质或隐晶质，易风化，表面常具表生铀矿物，能溶于酸。此外，还可根据Ti的微化反应进行区别。

本类矿物形成于高温条件下，产于酸性和碱性伟晶岩中，以及高温热液脉和变质铀矿床中，亦产于酸性和碱性岩浆岩中，此外，在砂岩中也有产出，在前寒武纪石英卵石砾岩型铀矿床中产有变质成因的钛铀矿所形成的巨型工业铀床。

（3）四价铀的硅酸盐

铀的硅酸盐是以U4+和SiO44-为主要成分的化合物，其矿物种目前只有一种-铀石。铀石是一工业铀矿物，它在自然界分布较广，是目前提提炼铀的主要矿物原料之一，因此具有极为重要的工业意义。

在自然产生的铀石中，多呈变生态，实验表明，在变生铀石中，除结晶质铀石的残留体和变生程度不等的铀石外，还形成了极其分散的晶质铀矿（或沥青铀矿）和非晶态的SiO2，因此，宏观上纯净的铀石单矿物实际上常是多矿物集合体。

铀石很容易与沥青铀矿相混淆，如肾状的铀石和沥青铀矿，晶体的铀石和呈铀假象的沥青铀矿之间，在形态和物理性质方面都非常相似，因此铀石和沥青铀矿在手标本上很难区别，两者的显著区别在于铀石透明，非均质，反射率偏低，裂纹少；而沥青铀矿不透明，均质，反射率偏高（11—21%），裂纹多，及具同心环带结构。

铀石是分布较广的原生铀矿物，产于中低温热液铀矿床及后生淋积铀矿床中。在中、低温热液矿床中，铀石可产于花岗岩型，火山岩型，不整合面型等多种热液铀矿床中，与沥青铀矿或与钛铀矿，胶磷矿共生。铀石常呈薄壳状围绕着沥青铀矿生长或与沥青铀矿及萤石交替沉淀，形成环带，有时呈放射状沿沥青铀矿胶态集合体的表面发育。

后生淋积成因的铀石多见于产出在砂岩型铀矿中，在美国科罗拉多高原砂岩型铀矿床中尤为突出，在该矿床中，它是一种重要的铀矿物，形成于还原环境，与沥青铀矿及低氧化态的钒矿物共生，铀石主要以交代有机物的方式产出，极少数呈浸染状产出。在我国东胜砂岩型铀矿床中也发现了铀石。铀石属不稳定的矿物，在热液作用下，铀石容易被交代形成沥青铀矿，甚至形成呈铀石假象的沥青铀矿，因此，铀石仅产出在地质年龄比较年轻的铀矿床中。早期阶段形成的铀石已经被破坏和改造，它们有的变成了沥青铀矿，而有的可能被其它矿物所交代。

3.2六价铀矿物

六价铀矿物或称铀酰矿物，在自然界分布较广，但数量为数有限，因此一般来说仅仅只有找矿意义，而工业价值较小。特殊情况下，有个别矿物例外，如产于澳大利亚伊利里蒸发岩中的铀矿床，其中具工业价值的铀矿物是钒钾（钙）铀矿。六价铀矿物的种类很多，可形成铀酰氢氧化物及各种铀酰的含氧酸盐。如铀酰磷酸盐、铀酰钒酸盐、铀酰砷酸盐、铀酰碳酸盐、铀酰硫酸盐及铀酰的亚硒酸盐和亚碲酸盐、钼酸盐、铀酰复盐等。

（1）铀酰氢氧化物和重铀酸盐

铀酰氢氧化物和重铀酸盐主要产出在原生铀矿床或铀矿化点氧化带，与原生铀矿物关系密切，具有重要找矿意义。因而是较为重要的铀酰矿物。该类铀矿物种目前发现有二十多种，可能还有一些未知的矿物种等待发掘。本类矿物形成于表生条件下，且多产于热液铀矿床和含铀伟晶岩氧化带，较少见于砂岩型及碳硅泥岩型等后生淋积铀矿床氧化带。

①铀酰氢氧化物只出在矿体中原生铀矿物特别集中的地段，如呈致密块状和致密细脉状的矿体，而当原生铀矿物呈细浸染状时，则很少形成铀酰氢氧化物，它表明铀酰氢氧化物只有在铀浓度很高的介质环境中才能形成。

②铀酰氢氧化物一般呈隐晶质致密块状，沿铀的简单氧化物中的细小裂隙或干裂缝发育，或者呈环带状包围原生铀矿物，或者呈晶质铀矿和沥青铀矿的假象。

常见与铀酰硅酸盐矿物紧密连生。形成黄褐、黄橙色的细粒多矿物集合体“脂铅铀矿”。晶体发育较好的铀酰氢氧化物一般都发育在“脂铅铀矿”或铀的简单氧化物内的空洞中，铀酰氢氧化物是晶质铀矿和沥青铀矿原地氧化的产物。

③铀酰氢氧化物发育的地段，一般原生矿石不含或只含少量硫化物，尤其是二硫化物。在碱性介质中铀的简单氧化物发生氧化和水化，变成水沥青铀矿和各种铀酰氢氧化物。

④在铀酰矿物（表生矿物）发育且显示分带的铀矿床氧化带中，离原生矿最近的是铀酰氢氧化物，向外依次出现铀酰硅酸盐和铀酰磷酸盐。

（2）铀酰硅酸盐

目前已发现的铀酰硅酸盐矿物有15个矿物种，它们在自然界分布很广，具有重要的找矿意义。本类矿物形成于表生环境条件下，产于各类铀矿床和铀矿化点的氧化带，其形成环境与铀酰氢氧化物相似，形成于碱性环境中，一般是在中性至弱碱性溶液中最有利于它们的形成和保存。