Урановая руда

Образец урановой руды

Месторождения урановых руд представляют собой экономически извлекаемые концентрации урана в земной коре . Уран — один из наиболее распространенных элементов в земной коре: он в 40 раз чаще, чем серебро , и в 500 раз чаще, чем золото . Его можно найти почти повсюду в камнях, почве, реках и океанах. Задача коммерческой добычи урана состоит в том, чтобы найти те районы, где концентрации достаточны для образования экономически жизнеспособных месторождений. Уран, полученный в результате добычи полезных ископаемых, в основном используется в топливе для ядерных реакторов .

В глобальном масштабе распространение месторождений урановых руд широко распространено на всех континентах, при этом крупнейшие месторождения обнаружены в Австралии, Казахстане и Канаде. На сегодняшний день месторождения с высоким содержанием золота обнаружены только в районе бассейна Атабаски в Канаде. Урановые месторождения обычно классифицируются на основе вмещающих пород, структурной обстановки и минералогии месторождения. Наиболее широко используемая схема классификации была разработана Международным агентством по атомной энергии и подразделяет месторождения на 15 категорий.

Уран

Уран серебристо-серый металлический слаборадиоактивный — химический элемент . Он имеет химический символ U и атомный номер 92. Наиболее распространенными изотопами природного урана являются ²³⁸ U (99,274%) и ²³⁵ У (0,711%). Все изотопы урана, присутствующие в природном уране , радиоактивны и расщепляются . ²³⁵ U является делящимся веществом (будет поддерживать цепную реакцию, опосредованную нейтронами ). Уран, торий и один радиоактивный изотоп калия ( ⁴⁰
K ), а также продукты их распада являются основными элементами, способствующими естественной земной радиоактивности. Космогенные радионуклиды имеют меньшее значение, но в отличие от вышеупомянутых первичных радионуклидов , которые возникли еще при формировании планеты и с тех пор медленно распались, они пополняются примерно с той же скоростью, с которой они распадаются при бомбардировке Земли космическими лучами .

Уран имеет самый высокий атомный вес среди встречающихся в природе элементов и примерно на 70% плотнее свинца , но он не такой плотный, как вольфрам , золото , платина , иридий или осмий . Он всегда встречается в сочетании с другими элементами. Наряду со всеми элементами, имеющими атомный вес выше, чем у железа , он естественным образом образуется только при взрывах сверхновых .

Урановые минералы

Уранинит, также известный как настуран.

Отюнит, вторичный урановый минерал, названный в честь Отена во Франции.

Торбернит, важный вторичный минерал урана.

Первичным минералом урановой руды является уранинит (UO ₂ ) (ранее известный как настуран). Ряд других минералов урана можно найти в различных месторождениях. К ним относятся карнотит , тюямунит , торбернит и аутунит . давидит . - браннерит - абзитовый тип титанатов урана и группа эвксенит - фергюсонит - самарскит К другим урановым минералам относятся

Известно большое разнообразие вторичных минералов урана, многие из которых ярко окрашены и флуоресцируют. Наиболее распространены гуммит (смесь минералов), аутунит (с кальцием ), салеит ( магний ) и торбернит (с медью ); и гидратированные силикаты урана, такие как коффинит , уранофан (с кальцием) и складовскит (магний).

Урановые минералы
Первичные урановые минералы
Имя	Химическая формула
уранинит или настуран	УО 2
гроб	U(SiO 4 ) 1–x (OH) 4x
огненный обряд	УТи 2 О 6
давидит	(СМЕЕТСЯ)(Й,Т)(Ты,Фейт 3+ ) 20 О 38
тухолит	Урансодержащий пиробитум
Вторичные урановые минералы
Имя	Химическая формула
автоюнита	Ca(UO 2 ) 2 (PO 4 ) 2 x 8–12 H 2 O
карнотит	К 2 (UO 2 ) 2 (VO 4 ) 2 х 1–3 H 2 O
резиновый чай	смолообразная смесь различных минералов урана
хороший	Mg(UO 2 ) 2 (PO 4 ) 2 x 10 H 2 O
торбернит	Cu(UO 2 ) 2 (PO 4 ) 2 x 12 H 2 O
Тюямуните	Ca(UO 2 ) 2 (VO 4 ) 2 x 5–8 H 2 O
ураноцирцит	Ba(UO 2 ) 2 (PO 4 ) 2 x 8–10 H 2 O
уранофан	Ca(UO 2 ) 2 (HSiO 4 ) 2 x 5 H 2 O
детство	Cu(UO 2 ) 2 (AsO 4 ) 2 x 8–10 H 2 O

Рудогенезис

Фрагмент древесины в конгломерате из Юты , частично замещенный настураном (черный) и окруженный карнотитом (желтый)

Существует несколько тем формирования месторождений урановых руд, которые обусловлены геологическими и химическими особенностями горных пород и элемента урана. Основными темами генезиса урановых руд являются вмещающая минералогия, окислительно-восстановительный потенциал и пористость .

Уран — хорошо растворимый и радиоактивный тяжелый металл . Он может легко растворяться, транспортироваться и осаждаться в грунтовых водах при незначительных изменениях условий окисления. Уран обычно не образует очень нерастворимых минеральных форм, что является еще одним фактором широкого разнообразия геологических условий и мест, в которых может накапливаться урановая минерализация.

Уран является несовместимым элементом в магмах и поэтому имеет тенденцию накапливаться в сильно фракционированных и эволюционировавших гранитных расплавах, особенно в щелочных образцах. Эти расплавы имеют тенденцию сильно обогащаться ураном, торием и калием и, в свою очередь, могут создавать внутренние пегматиты или гидротермальные системы, в которых может растворяться уран.

Схемы классификации

Классификация МАГАТЭ (1996 г.)

Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) относит урановые месторождения к 15 основным категориям типов месторождений в соответствии с их геологическим положением и генезисом минерализации, упорядоченным в соответствии с их приблизительным экономическим значением.

1. Отложения, связанные с несогласиями
2. Месторождения песчаника
3. Месторождения кварц-галечных конгломератов
4. Комплексные месторождения брекчии
5. Жильные отложения
6. Интрузивные отложения (Аляскиты)
7. Фосфоритовые месторождения
8. Обрушение трубчатых отложений брекчии
9. Вулканические отложения
10. Поверхностные отложения
11. Метасоматитовые месторождения
12. Метаморфические отложения
13. Лигнит
14. Залежи черных сланцев
15. Другие виды вкладов

Альтернативная схема

Схема классификации МАГАТЭ работает хорошо, но далека от идеала, поскольку не учитывает, что аналогичные процессы могут образовывать многие типы месторождений, но в разных геологических условиях. В следующей таблице перечисленные выше типы месторождений сгруппированы в зависимости от среды их отложения.

Классификация урановых месторождений
Транспорт урана / Условия выпадения осадков	Тип депозита
Поверхностные процессы / синседиментарные	Поверхностные отложения
	Месторождения кварц-галечных конгломератов
	Фосфоритовые месторождения
	Лигнит
	Черные сланцы
Диагенетический	Месторождения песчаника
Диагенетический – Гидротермальный?	Отложения, связанные с несогласиями
	Жильные отложения
	Обрушение трубчатых отложений брекчии
Магматическое – Гидротермальное?	Комплексные месторождения брекчии
	Вулканические отложения
	Метасоматитовые месторождения
	Жильные отложения
	Интрузивные отложения
Метаморфический – гидротермальный?	Метаморфические отложения

Типы депозитов (Классификация МАГАТЭ)

Отложения, связанные с несогласиями

Рейнджер 3 Открытый карьер , Северная территория , Австралия: минерализованная ураном формация Кэхилл, видимая в карьере, несогласно перекрывается песчаником Комболги, образующим горы на заднем плане.

Урановые месторождения несогласного типа содержат высокие содержания по сравнению с другими урановыми месторождениями и включают некоторые из крупнейших и богатейших известных месторождений. Они залегают в непосредственной близости от несогласий между относительно кварцем богатыми песчаниками, составляющими базальную часть относительно недеформированных осадочных бассейнов , и деформированными метаморфическими породами фундамента . Эти осадочные бассейны обычно имеют протерозойский возраст, однако существуют некоторые фанерозойские примеры.

Отложения, связанные с фанерозойским несогласием, залегают в протерозойских метаотложениях ниже несогласия в основании перекрывающих фанерозойских песчаников. Эти месторождения мелкие и бедные (например, месторождения Бертолен и Аверон во Франции).

Бассейн Атабаска

Месторождения урана с самым высоким содержанием находятся в бассейне Атабаска в Канаде, включая два крупнейших месторождения урана с высоким содержанием в мире, озеро Сигар с запасами 217 миллионов фунтов (99 000 тонн) U ₃ O ₈ при среднем содержании 18% и реку Макартур. с 324 миллионами фунтов (147 000 т) U ₃ O ₈ при среднем содержании 17%. Эти отложения встречаются ниже, поперек и непосредственно над несогласием. Кроме того, на стадии разработки находится еще одно месторождение с высоким содержанием полезных ископаемых на озере Паттерсон (месторождение Triple R), предполагаемые минеральные ресурсы которого определены как; «Выявленные минеральные ресурсы» оцениваются в 2 291 000 тонн при среднем содержании 1,58% U ₃ O ₈ и содержат 79 610 000 фунтов U ₃ O ₈ . «Предполагаемые минеральные ресурсы» оцениваются в 901 000 тонн при среднем содержании 1,30% U ₃ O ₈ и содержат 25 884 000 фунтов U ₃ O ₈ .

Макартур Бэйсин

Отложения бассейна реки Макартур в районе Ист- Аллигатор-Риверс на Северной территории Австралии (включая Джабилука , Рейнджер и Набарлек ) находятся ниже несогласия и находятся на конце диапазона несогласия с низким содержанием содержаний, но все еще имеют высокое содержание. по сравнению с большинством типов урановых месторождений. В Австралии проводилось очень мало исследований по обнаружению глубоко скрытых залежей, лежащих выше несогласия, подобных месторождениям в Канаде. Вполне возможно, что в песчаниках над несогласием в районе Аллигатор Риверс/ Арнемленд встречаются отложения очень высокого содержания .

Месторождения песчаника

Урановый рудник недалеко от Моава, штат Юта . Обратите внимание на чередование красного и бело-зеленого песчаника . Это соответствует окисленному и восстановленному состоянию в окислительно-восстановительном составе подземных вод. Порода формируется в окислительных условиях, а затем «отбеливается» до белого/зеленого состояния, когда через породу проходит восстановительная жидкость. Восстановленная жидкость также может содержать урансодержащие минералы .

Отложения песчаника содержатся в средне- и крупнозернистых песчаниках, отложенных в континентальной речной или окраинной морской осадочной среде . Непроницаемые пачки сланцев или аргиллитов переслаиваются в осадочной толще и часто залегают непосредственно над и под минерализованным горизонтом. Уран подвижен в окислительных условиях и выпадает в осадок в восстановительных условиях, поэтому наличие восстановительной среды необходимо для образования урановых месторождений в песчаниках.

Первичная минерализация представлена ​​настураном и гробитом, а выветривание приводит к вторичной минерализации. Месторождения песчаника составляют около 18% мировых ресурсов урана. Рудные тела этого типа обычно имеют содержание от низкого до среднего (0,05–0,4% U ₃ O ₈ ), а отдельные рудные тела имеют размер от малого до среднего (максимум до 50 000 т U ₃ O ₈ ).

Месторождения урана, содержащие песчаник, широко распространены по всему миру и охватывают широкий диапазон возрастов вмещающих пород. Некоторые из крупных провинций и производственных центров включают:

1. Бассейны Вайоминга
2. Округ Грантс , Нью-Мексико
3. Центральная Европа
4. Казахстан

Значительный потенциал сохраняется в большинстве этих центров, а также в Австралии, Монголии, Южной Америке и Африке.

Этот тип модели можно разделить на следующие подтипы:

• табличный
• рулон вперед
• базальный канал
• структурно связанный

Многие месторождения представляют собой комбинации этих типов.

Табличный

Таблитчатые месторождения состоят из неправильных таблитчатых или удлиненных линзовидных зон урановой минерализации в пределах выборочно восстановленных отложений. Минерализованные зоны ориентированы параллельно направлению потока грунтовых вод, но в небольших масштабах рудные зоны могут прорывать осадочные породы вмещающего песчаника. Отложения такого характера обычно залегают в палеоканалах, прорезанных в подстилающих породах фундамента. Месторождения урана из пластинчатого песчаника содержат многие из самых высоких сортов этого класса песчаника, однако средний размер месторождений очень мал.

Рулонный передний

Структуры, интерпретированные как палео-рулонные фронты в Южной Австралии.

Рулонные урановые месторождения обычно располагаются в проницаемых и пористых песчаниках или конгломератах . Механизм образования месторождений заключается в растворении урана из пласта или близлежащих пластов и переносе этого растворимого урана в принимающую единицу. Когда жидкости меняют окислительно-восстановительное состояние, обычно при контакте с органическим веществом, богатым углеродом , уран выпадает в осадок, образуя «фронт».

Месторождения подтипа рулонного фронта обычно представляют собой крупнейшее из урановых месторождений, содержащих песчаник, и один из крупнейших типов урановых месторождений со средним содержанием 21 миллиона фунтов (9500 тонн) U ₃ O ₈ . В этот класс включены месторождение Инкай в Казахстане и месторождение Смит-Ранч в Вайоминге. Вероятно, более важным, чем их больший размер, является то, что валковые отложения имеют преимущество, заключающееся в том, что их можно легко извлечь с помощью выщелачивания на месте .

Типичные характеристики:

• валковые отложения представляют собой тела серповидной формы, пересекающие вмещающую литологию.
• обычно выпуклая сторона направлена ​​вниз по гидравлическому градиенту .
• конечности или хвосты, как правило, соответствуют литологии.
• большинство рудных тел состоят из нескольких соединенных между собой валков.
• Отдельные отложения накатного фронта весьма малы, но в совокупности могут простираться на значительные расстояния.

Базальный канал (палеоканал)

Отложения базальных каналов часто группируются с пластинчатыми или валковыми отложениями в зависимости от их уникальных характеристик. Модель формирования отложений палеорусла аналогична модели формирования отложений валкового фронта, за исключением того, что источник урана может находиться на водоразделе, ведущем в ручей, или в пластовой нагрузке палеорусла. Этот уран транспортируется через подземные воды и откладывается либо на редуцированной границе, либо в эфемерных дренажных системах, например, в пустынях Намибии и Австралии; он откладывается в известковых местах испарения или даже в соленых озерах по мере испарения воды.

Некоторые особенно богатые урановые месторождения образуются в палеоканалах, которые в нижних частях заполнены бурым углем или бурым углем , который действует как особенно эффективная восстановительная ловушка для урана. Иногда такие элементы, как скандий , золото и серебро, могут быть сконцентрированы в этих урановых месторождениях, содержащих бурый уголь.

На заливе Фром в Южной Австралии находится несколько месторождений этого типа, включая Honeymoon , Oban, Beverley и Four-Mile. (это крупнейшее месторождение этого класса). Эти месторождения расположены в палеоканалах, заполненных кайнозойскими отложениями, и источником урана являются богатые ураном палеопротерозойские и мезопротерозойские породы мыса Маунт- Пейнтер и домена Олари провинции Курнамона.

Структурно связанные

Урановое месторождение Уэстморленд, Квинсленд, Австралия: большинство рудных тел (положения двух из них отмечены) расположены вдоль долеритовой дайки Редтри (пунктирная линия) в палеопротерозойском конгломерате Уэстморленд.

Тектоно-литологически контролируемые месторождения урана залегают в песчаниках, прилегающих к зоне проницаемого разлома. который разрезает толщу песчаника/аргиллита. Оруденение образует языкообразные рудные зоны вдоль проницаемых слоев песчаника, прилегающих к разлому. Часто в толщах песчаника, прилегающих к зоне разлома, встречаются минерализованные зоны, «наложенные» вертикально друг на друга.

Месторождения кварцевых конгломератов

Месторождения урана, расположенные в конгломерате кварцевой гальки, имеют историческое значение как основной источник первичной продукции в течение нескольких десятилетий после Второй мировой войны . Этот тип месторождений выявлен в восьми населенных пунктах по всему миру. Наиболее значительные месторождения находятся в супергруппе Гурон в Эллиот-Лейк , Онтарио , Канада, и в супергруппе Витватерсранд в Южной Африке . Эти месторождения составляют примерно 13% мировых запасов урана.

Конгломерат кварцевой гальки содержит залежи урана, образовавшиеся в результате переноса и отложения уранинита в речной осадочной среде. и определяются как стратиформные и пластовые россыпные месторождения . Вмещающие породы обычно представляют собой субзрелые или сверхзрелые полимиктовые конгломераты и песчаники, отложившиеся в аллювиальных конусах и разветвленных ручьях . Вмещающие конгломераты гуронских отложений расположены в основании толщи, тогда как минерализованные горизонты Витватерсэнда, возможно, расположены вдоль тектонизированных внутриформационных несогласий.

Минералы урана были получены из ураноносных пегматитов в районах источников осадков. Эти отложения относятся к архейскому и раннему палеопротерозою и не встречаются в отложениях моложе примерно 2200 миллионов лет, когда уровень кислорода в атмосфере достиг критического уровня, что делает простые оксиды урана более нестабильными в приповерхностных средах.

Месторождения урана из кварц-галечных конгломератов обычно имеют низкое содержание, но характеризуются высокой производительностью. Гуронские отложения обычно содержат более высокие содержания (0,15% U ₃ O ₈ ). и большие ресурсы (как показывают рудники Денисон и Квирк ), однако некоторые из золотых месторождений Витватерсэнд также содержат значительное количество низкосортного золота (0,01% U ₃ O ₈ ). ресурсы урана.

Витватерсранд

На месторождениях Витватерсранд руды залегают по несогласиям, сланцевым и алевролитовым пластам, углистым пластам. Отложения группы Вест-Рэнд, как правило, содержат больше всего урана в супергруппе Витватерсранда. Богатый ураном риф Доминион расположен у подножия супергруппы Вест-Рэнд. Риф Ваал — самый богатый ураном риф группы отложений Центрального Рэнда. Структурными контролями в региональном масштабе являются сбросы, тогда как в масштабе месторождения - параллельные сдвиги и надвиги напластования. Текстурные данные указывают на то, что уран и золото были возвращены на свои нынешние места; однако споры продолжаются, были ли первоначальные отложения обломочными, полностью гидротермальными или, альтернативно, связанными с диагенезом высокой степени .

Минералы урана обычно представляют собой уранинит с меньшим количеством ураноторита, браннерита и коффинита. Уран особенно сконцентрирован вдоль тонких углеродистых прослоев или углеродистых лидеров. Сильные изменения регионального масштаба состоят из пирофиллита , хлоритоида , мусковита , хлорита , кварца, рутила и пирита . Основными элементами, связанными с ураном, являются золото и серебро. Содержание золота намного выше, чем в типах озера Эллиот, где соотношение U:Au варьируется от 5:1 до 500:1, что указывает на то, что эти богатые золотом руды по сути представляют собой месторождения урана с очень низким содержанием золота.

Эллиот Лейк

Седиментологический контроль над гуронскими отложениями, по-видимому, гораздо сильнее, чем над отложениями Витватерсранда. Руды варьируются от урановых через ториевые до богатых титаном с уменьшением размера гальки и увеличением расстояния от их источника. Хотя были выявлены доказательства постдиагенетической ремобилизации , эти эффекты, по-видимому, во многом подчиняются седиментологическому контролю.

Руда состоит из уранинита с меньшим количеством браннерита и тухолита. Они встречаются в тонких пластах с ступенчатой ​​слоистостью, напоминающей сортировку россыпей. Изменения отсутствуют или в лучшем случае очень слабы, а слабый хлорит и серицит, как полагают, являются в основном пострудными эффектами. Другие постседиментационные изменения включают пиритизацию , окремнение и изменение минералов титана. Наиболее заметными геохимическими ассоциациями с ураном являются торий и титан.

Эта схематическая модель представляет исходную обстановку осадконакопления. Гуронский век претерпел умеренную складчатость после отложения во время пенокейской складчатости около 1,9 миллиарда лет назад. Основной региональной структурой является синклиналь Квирке , по окраинам которой расположено большинство известных месторождений. Рудные тела варьируются от субгоризонтальных до крутопадающих .

Комплексные месторождения брекчии

Образец руды, богатой халькопиритом, с Олимпийской плотины: богатые медью участки месторождения обычно также богаты ураном.

Богатая ураном брекчия на горе Джи, гора Пейнтер-Инлиер, Южная Австралия.

только одно месторождение железоокисных медно-золотой руды, Известно содержащее экономически значимые количества урана. Олимпийская плотина в Южной Австралии — крупнейший в мире ресурс низкосортного урана и на его долю приходится около 66% запасов плюс ресурсы Австралии. Уран встречается с медью, золотом, серебром и редкоземельными элементами в большом богатом гематитом гранитной брекчии комплексе в кратоне Гоулер, перекрытом примерно 300-метровыми плоскими осадочными породами геологической провинции Стюарт-Шельф .

Другим примером типа брекчии является район Маунт-Джи на мысе Маунт-Пейнтер в Южной Австралии. Урановая минерализованная кварц-гематитовая брекчия относится к палеопротерозойским гранитам с содержанием урана до 100 г/т. Гидротермальные процессы, произошедшие около 300 миллионов лет назад, ремобилизовали уран из этих гранитов и обогатили его кварц-гематитовыми брекчиями. Брекчии в этом районе содержат низкосодержащие ресурсы, составляющие около 31 400 т U ₃ O ₈ при среднем содержании 615 частей на миллион.

Жильные отложения

Урановая руда (натурал в доломите) жильного месторождения Нидершлема-Альберода.

Полиметаллическая урановая руда, Мариенберг , Рудные горы, Германия

Жильные месторождения играют особую роль в истории урана: термин «натурал» (« pechblende ») происходит от немецких жильных месторождений, когда в них в 16 веке добывали серебро. Франц Эрнст Брюкман сделал первое минералогическое описание минерала в 1727 году, а жильное месторождение Яхимов в Чехии . типовым местонахождением уранинита стало В 1789 году немецкий химик Мартин Генрих Клапрот обнаружил элемент уран в образце настурана из жильного месторождения Йоханнгеоргенштадт. Первая промышленная добыча урана была осуществлена ​​на Яхимовском месторождении, а Мария и Пьер Кюри использовали хвосты рудника для открытия полония и радия .

Жильные месторождения состоят из минералов урана, заполняющих такие полости, как трещины, жилы, разломы, брекчии и штокверки , связанные с крутопадающими системами разломов. Существует три основных подтипа жильной урановой минерализации:

• внутригранитные жилы (Центральный массив, Франция)
• жилы в метаосадочных породах экзоконтактов гранитов
  • кварц-карбонатные урановые жилы ( Рудные горы , Германия/Чехия; Богемский массив , Чехия)
  • уран-полиметаллические жилы (Рудные горы; Саскачеван)
• минерализованные зоны разломов и сдвигов (Центральная Африка; Богемский массив)

Внутригранитные жилы образуются на поздней фазе магматической активности, когда горячие жидкости, полученные из магмы, осаждают уран в трещинах внутри вновь образовавшегося гранита. Такая минерализация во многом способствовала производству урана во Франции. Жилы, вмещающие метаосадочные толщи в экзоконтакте гранитов, являются наиболее важными источниками урановой минерализации в Центральной Европе, включая месторождения мирового класса Шнеберг-Шлема-Альберода в Германии (содержание урана 96 000 т), а также Прибрам (содержание урана 50 000 т) и Яхимов (содержание урана ~10 000 т) в Чехии. Кроме того, они тесно связаны с гранитами, минерализация намного моложе, а временной интервал между образованием гранита и минерализацией составляет 20 миллионов лет. Исходная урановая минерализация состоит из кварца, карбоната , флюорита и настурана. Ремобилизация урана произошла на более поздних стадиях с образованием полиметаллических жил, содержащих серебро, кобальт , никель , мышьяк и другие элементы. Крупные месторождения этого типа могут содержать более 1000 отдельных минерализованных жил. Однако только от 5 до 12% жильных площадей содержат минерализацию, и хотя могут встречаться массивные линзы настурана, общее содержание урана в руде составляет лишь около 0,1%.

Богемский массив содержит зону сдвига, в которой расположены месторождения урана, наиболее важным из которых является Рожна-Олси в Моравии к северо-западу от Брно . Рожна в настоящее время является единственным действующим урановым рудником в Центральной Европе с общим содержанием урана 23 000 т и средним содержанием 0,24%. Формирование этой минерализации происходило в несколько этапов. После варисканской складчатости произошло растяжение, и гидротермальные флюиды перепечатали мелкозернистые материалы в зонах сдвига с сульфидно-хлоритовым изменением. Флюиды из вышележащих отложений поступали в фундамент, мобилизуя уран, и, поднимаясь в зоне сдвига, хлорит-пиритовый материал вызывал осаждение урановых минералов в виде коффинитов, настуранов и U-Zr-силикатов. Это первоначальное событие минерализации произошло примерно в период от 277 до 264 миллионов лет. В триасе произошло дальнейшее событие минерализации, в результате которого уран переместился в кварц-карбонат-урановые жилы. Другим примером такого типа минерализации является месторождение Шинколобве в Конго, содержащее около 30 000 т урана.

Интрузивные попутные месторождения

Интрузивные месторождения составляют значительную часть мировых запасов урана. В этот тип включены те, которые связаны с интрузивными породами, включая аляскит , гранит , пегматит и монцониты . Крупнейшие мировые месторождения включают Россинг ( Намибия ), интрузивный комплекс Илимауссак ( Гренландия ) и Палабора ( Южная Африка ).

Фосфоритовые месторождения

Морские осадочные месторождения фосфоритов могут содержать низкие концентрации урана, до 0,01–0,015% U ₃ O ₈ , во флюорите или апатите . Эти месторождения могут иметь значительный тоннаж. Очень крупные месторождения фосфоритов встречаются во Флориде , Айдахо , Марокко и некоторых странах Ближнего Востока.

Обрушение трубчатых отложений брекчии

обрушившейся Отложения трубок брекчии встречаются внутри вертикальных круглых структур обрушения раствора, образовавшихся в результате грунтовыми водами растворения известняка . Трубы обычно заполнены ниспадающими грубыми обломками известняка и перекрывающими отложениями и могут иметь ширину от 30 до 200 метров (от 100 до 660 футов) и глубину до 1000 метров (3300 футов). Первичными рудными минералами являются уранинит и настуран , которые встречаются в виде полостей и покрытий на зернах кварца в проницаемых брекчиях песчаника внутри трубки. Ресурсы внутри отдельных труб могут достигать 2500 тонн U ₃ O ₈ при среднем содержании от 0,3 до 1,0% U ₃ O ₈ . Наиболее известными примерами месторождений этого типа являются урановые минералы трубок брекчии в Аризоне в США, где было добыто несколько таких месторождений.

Вулканические отложения

Вулканические отложения встречаются в кислых и средних вулканических и вулканокластических породах и связанных с ними кальдерных структурах опускания, комагматических интрузиях, кольцевых дайках и диатремах . Минерализация встречается либо в виде структурно контролируемых жил и брекчий, несогласных со стратиграфией, и реже в виде пластовой минерализации либо в экструзивных породах, либо в проницаемых осадочных фациях . Оруденение может быть первичным, то есть магматическим, или вторичным за счет выщелачивания, ремобилизации и переотложения. Основным минералом урана в вулканических отложениях является настуран, который обычно связан с молибденитом и небольшими количествами свинцовой, оловянной и вольфрамовой минерализации.

Вулканические месторождения урана встречаются во вмещающих породах, охватывающих период от докембрия до кайнозоя, но из-за неглубоких уровней, на которых они образуются, сохранение благоприятствует отложениям более молодого возраста. Некоторые из наиболее важных месторождений или районов: Стрельцовское, Россия ; Дорнод, Монголия ; и Макдермитт, Невада . Средний размер месторождений довольно невелик и содержит от 0,02% до 0,2% U ₃ O ₈ . Эти месторождения составляют лишь небольшую часть мировых запасов урана. Единственными вулканическими месторождениями, разрабатываемыми в настоящее время, являются месторождения Стрельцовского района Восточной Сибири . Фактически это не одно-единственное месторождение, а 18 отдельных месторождений, залегающих в пределах Стрельцовского кальдерного комплекса. Тем не менее, средний размер этих отложений намного превышает средний размер вулканического типа.

Поверхностные отложения (калькреты)

Поверхностные отложения в широком смысле определяются как третичные и голоценовые приповерхностные концентрации урана в отложениях или почвах. Минерализация калькрета ( карбонаты кальция и магния ) являются крупнейшими из поверхностных отложений. Они прослоены третичным песком и глиной, обычно сцементированными карбонатами кальция и магния. Поверхностные отложения встречаются также в торфяниках , карстовых пещерах и почвах. На долю поверхностных месторождений приходится около 4% мировых ресурсов урана. на Месторождение Йелирри сегодняшний день является крупнейшим в мире поверхностным месторождением, его среднее содержание U ₃ O ₈ составляет 0,15% . Лангер Генрих в Намибии есть еще одно значительное поверхностное месторождение.

Метасоматитовые месторождения

Метасоматитовые месторождения состоят из вкрапленных урановых минералов в структурно деформированных породах, подвергшихся интенсивному натриевому метасоматозу . Рудные минералы — уранинит и браннерит . Отношение Th/U в рудах чаще всего менее 0,1. Метасоматиты обычно имеют небольшие размеры и обычно содержат менее 1000 т U ₃ O ₈ . Гигантские (до 100 тыс. т урана) месторождения урана в натриевых метасоматитах (альбититах) известны в Центральной Украине и Бразилии.

Два подтипа определяются на основе литологии вмещающих объектов:

• метасоматизированный гранит ; бывший. Месторождение Росс Адамс на Аляске ; Новоконстантиновское месторождение в Кировоградской области, Украина.
• метасоматизированный метаосадок ; Река Жовта и месторождение Первомайское в Днепропетровской области , Украина, и месторождение Валгалла на северо-западе Квинсленда, Австралия.

Метаморфические отложения

Заброшенный карьер уранового рудника Мэри Кэтлин; Рудное тело представляет собой скарновую минерализацию, обогащенную U, Cu, Th и REE.

Метаморфические месторождения, которые встречаются в метаосадках или метавулканических породах, где нет прямых доказательств минерализации после метаморфизма. Эти месторождения образовались в ходе регионального метаморфизма урансодержащих или минерализованных отложений или предшественников вулканов. Наиболее известные месторождения этого типа — Мэри-Кэтлин, Квинсленд , Австралия, и Форстау , Австрия.

Лигнит

Залежи лигнита (мягкий бурый уголь) могут содержать значительную минерализацию урана. Минерализация также может быть обнаружена в глине и песчанике, непосредственно прилегающих к месторождениям бурого угля. Уран адсорбировался на углеродистом веществе , в результате чего отдельные урановые минералы не образовывались. Месторождения этого типа известны в бассейне Серреса , в Греции , в Северной и Южной Дакоте . Содержание урана в этих месторождениях очень низкое, в среднем менее 0,005% U ₃ O ₈ , и в настоящее время не требует промышленной добычи.

Залежи черных сланцев

Черносланцевые минерализации представляют собой крупные запасы низкосортного урана. Они образуются в подводной среде в бескислородных условиях. Органическое вещество в богатых глиной отложениях не преобразуется в CO ₂ в результате биологических процессов в этой среде и может восстанавливать и иммобилизовать уран, растворенный в морской воде. Среднее содержание урана в черных сланцах составляет от 50 до 250 ppm. Крупнейшим разведанным ресурсом является Ранстад в Швеции, содержащий 254 000 тонн урана. Однако есть оценки по черным сланцам в США и Бразилии, предполагающие содержание урана более 1 миллиона тонн, но с содержанием урана ниже 100 частей на миллион. По оценкам, сланцы Чаттануга на юго-востоке США содержат от 4 до 5 миллионов тонн при среднем содержании 54 частей на миллион.

Только на месторождении Роннебург в восточной Тюрингии (Германия) было добыто значительное количество урана. и В черных сланцах ордовика силура фоновое содержание урана составляет от 40 до 60 ppm. Однако гидротермальные и гипергенные процессы вызвали ремобилизацию и обогащение урана. В период с 1950 по 1990 год было произведено около 100 000 тонн урана со средним содержанием от 700 до 1000 частей на миллион. Остались измеренные и предполагаемые ресурсы, содержащие 87 000 тонн урана с содержанием от 200 до 900 частей на миллион.

Другие виды вкладов

• Имеются урановые месторождения других типов в формации Тодилто в округе Грантс , штат Нью-Мексико .
• На месторождении Фрайталь /Дрезден-Гиттерзее в восточной Германии было добыто около 3700 т урана из пермского каменного угля и вмещающих его пород. Среднее содержание руды составило 0,11%. Месторождение образовалось в результате сочетания сингенетических и диагенетических процессов.
• В некоторых странах, например в Китае, проводятся испытания по извлечению урана из летучей золы .

См. также

• Список стран по запасам урана
• Список урановых рудников
• Ядерный топливный цикл
• Рудогенезис
• Добыча урана

Дальнейшее чтение

• Далкамп, Франц (1993). Месторождения урановых руд . Берлин, Германия: Springer-Verlag. ISBN  3-540-53264-1 .
• Бернс, ПК; Финч Р., ред. (1999), Обзоры по минералогии , вып. 38: Уран: минералогия, геохимия и окружающая среда., Вашингтон, округ Колумбия, США: Минералогическое общество Америки, ISBN.  0-939950-50-2
• «Информационный бюллетень по геологическим наукам Австралии по урану» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 11 сентября 2007 г. Проверено 14 августа 2007 г.
• «Месторождения урановых руд» . Урановый проект WISE . Проверено 20 сентября 2008 г.