【正文】 Clq 2023/1/16 第三章 鈾礦物各論 一、四價鈾礦物 二、六價鈾礦物 Clq 2023/1/16 常見鈾礦物 Clq 2023/1/16 一、四價鈾礦物 四價鈾礦物包括四價鈾的 簡單氧化物 ，四價鈾的 復(fù)雜氧化物 ，四價鈾的 硅酸鹽，磷酸鹽和鉬酸鹽 ，在自然界較為常見且具有工業(yè)價值的鈾礦物基本上以前三者為主。另外，在磷酸鹽中的個別鈾礦物如人形石具有一定的工業(yè)價值。 Clq 2023/1/16 一 、 四 價鈾礦物 （一）四價鈾的簡單氧化物 （二）四價鈾的復(fù)雜氧化物 （三）四價鈾的硅酸鹽 Clq 2023/1/16 鈾的簡單氧化物是以 UO2為主要成分的鈾的氧化物 ， 鈾礦物包括晶質(zhì)鈾礦及其變種瀝青鈾礦和鈾黑 ， 其中晶質(zhì)鈾礦和瀝青鈾礦含 U3O8達 7390%， 具有重要的工業(yè)意義 ， 是目前提煉鈾的主要鈾礦物原料 。 （一） 四價鈾的簡單氧化物 Clq 2023/1/16 晶質(zhì)鈾礦 （ uraninite） 的晶體化學(xué)式為 （ U4+、U6+、 Th、 RE、 Pb） Ox式中 x= x稱含氧系數(shù) 。 瀝青鈾礦和鈾黑與晶質(zhì)鈾礦有基本相同的化學(xué)組分和晶體結(jié)構(gòu) ， 屬同一礦物種 ， 但是 ，瀝青鈾礦和鈾黑在混入物成分 、 形態(tài) 、 產(chǎn)狀及某些物理性質(zhì)等方面與晶質(zhì)鈾礦有明顯的差別 ， 是晶質(zhì)鈾礦的不同變種 。 本類礦物溶于濃酸。 Clq 2023/1/16 四價鈾的簡單氧化物的主要成分是 UO UO ThO TR2O PbO， 其中含 %，%， ①礦物中 UO2:UO3在瀝青鈾礦或無釷晶質(zhì)鈾礦中為 ， 在殘余鈾黑中 (鈾黑又可分為殘余鈾黑和再生鈾黑 )為 ， 上述比值實際上是反映氧原子數(shù)的比例值 ， 礦物的化學(xué)式可寫成 UOx,其中的 x就是含氧系數(shù) ,如礦物的實驗式為 ，則含氧系數(shù)可表示為： x=(2m+3n)/(m+n)。 （ 1）化學(xué)組成 Clq 2023/1/16 人工合成的鈾的簡單氧化中 x=，在自然界中鈾的簡單氧化物 x=，計算含氧系數(shù)時，Th和 TR等類質(zhì)同象混入物是可以忽略不計的，對于不含或少含 Th和 TR的晶質(zhì)鈾礦和瀝青鈾礦，用上述方法計算的含氧系數(shù)則不能正確反映其化學(xué)成分，計算出的含氧系數(shù)值偏高，需要另外計算。 Clq 2023/1/16 ?含氧系數(shù)在一定程度上可以反映鈾的簡單氧化物的形成條件 ， 存在時間和形成后的變化 ， 不同產(chǎn)狀及不同溫度條件下形成的簡單氧化物具有不同的含氧系數(shù) ，如： ?深成中溫的瀝青鈾礦的含氧系數(shù)??；外生成因的瀝青鈾礦的含氧系數(shù)大 。 ?內(nèi)生成因的瀝青鈾礦的含氧系數(shù)??；外生成因的瀝青鈾礦的含氧系數(shù)大 。 氧化作用可導(dǎo)致含氧系數(shù)的增大 。 Clq 2023/1/16 ② Th4+與 U4+的離子半徑和化學(xué)性質(zhì)相似 ， 可與 U4+形成完全類質(zhì)同象系列 ， 如方釷石 、 釷鈾礦 、 鈾方釷石等 。 TR3+與 U4+、 Th4+之間能形成異價類質(zhì)同像置換 ，所以也廣泛存在于鈾的簡單氧化物中 。 PbO在鈾簡單氧化物中存在，有兩方面成因的鉛產(chǎn)生，一種是放射性衰變形成的鉛（如 238U→ 206Pb；232Th→ 208Pb），另一種是 機械混入物的鉛 ，它們呈自然鉛或方鉛礦以包裹體或細脈狀分布于晶質(zhì)鈾礦及瀝青鈾礦中。 Clq 2023/1/16 晶質(zhì)鈾礦化學(xué)成分的 UO2－ UO3(ThO2+REE2O3)三元圖 左邊方框內(nèi)的投影點表示三元圖中相應(yīng)投影點的晶質(zhì)鈾礦中 ThO2與 REE2O3的相對比值 1晶質(zhì)鈾礦； 2釔鈾礦； 3方釷石； 4鈾方釷石 Clq 2023/1/16 晶質(zhì)鈾礦為顯晶質(zhì) ， 晶體呈立方體或立方體與八面體 、 菱形十二面體的聚形 ， 有時呈八面體或菱形十二面體 ， 晶體一般較細小 ， 粗大晶體很少見 ， 有時可見螢石型穿插雙晶 ， 集合體呈散染狀和樹枝狀 ， 晶體的結(jié)晶習(xí)性與成因關(guān)系密切 ， 不同成因條件溫度不同顯示一定的差異； 瀝青鈾礦為隱晶質(zhì)及超顯微隱晶質(zhì) ，其集合體呈膠狀 、 葡萄狀 、 腎狀 、 球粒狀等 ， 在電子顯微鏡下可見由纖維狀晶體組成的瀝青鈾礦的球晶及球晶球粒 。 （ 2）物理性質(zhì) 晶質(zhì)鈾礦和瀝青鈾礦 雖然具有相同的晶體結(jié)構(gòu)（螢石型結(jié)構(gòu)），但它們之間的析出形態(tài)完全不同。 ① 形態(tài)特征： Clq 2023/1/16 晶質(zhì)鈾礦的 晶形與雙晶 花崗巖中晶 質(zhì)鈾礦的晶形 花崗巖中晶質(zhì)鈾礦的環(huán)帶結(jié)構(gòu)（戎嘉樹等， 1980） Clq 2023/1/16 ?瀝青鈾礦在反射光下可見同心環(huán)帶和韻律條帶 ， 它們由一系列較薄的彎曲的 ， 反復(fù)更替的條帶組成 ， 各條帶在彎曲程度上大體一致 ， 但寬度大小不一 ， 在硬度 、 反射率和微量元素等方面也有所差別 。 環(huán)帶和韻律條帶的數(shù)量隨著礦物沉淀間斷次數(shù)的增多而增多 ， 此外 ， 瀝青鈾礦的干裂紋也很發(fā)育 。 ?晶質(zhì)鈾礦在反射光下也可見韻律條帶 ， 但其形態(tài)呈規(guī)則的幾何圖形出現(xiàn) ， 代表晶體在不同方向上的切面特征 。 ?鈾黑常呈土塊狀或瀝青鈾礦及晶質(zhì)鈾礦的假象 Clq 2023/1/16 ?晶質(zhì)鈾礦 常見于花崗巖和花崗偉晶巖中 ， 以及巖漿鈾礦床 、偉晶型鈾礦床 、 高溫?zé)嵋衡櫟V床和沉積 變質(zhì)鈾礦床中 ， 晶質(zhì)鈾礦主要是高溫條件下從溶液中結(jié)晶的產(chǎn)物； ?瀝青鈾礦 主要產(chǎn)于中 、 低溫?zé)嵋衡櫟V床及砂巖型 、 碳硅泥巖型 、 煤巖型 ， 沉積鈾礦床和后生淋積鈾礦床中； ?鈾黑 則形成于各種氧化帶和膠結(jié)帶中 。 ② 光澤： 晶質(zhì)鈾礦 呈現(xiàn)半金屬光澤、瀝青光澤；瀝青鈾礦呈現(xiàn)瀝青光澤，而鈾黑呈土塊狀光澤。 ③ 成因和產(chǎn)狀； Clq 2023/1/16 礦物 晶質(zhì)鈾礦 瀝青鈾礦 鈾黑 化學(xué)式 雜質(zhì)組分 常含 不含或微含 含或不含 晶胞參數(shù) α（ 197。） － － ―― 形態(tài) 特征 晶體 立方體 、 八面體 、 立方體與八面體及菱形十二面體聚形 雛晶或細小的纖維狀晶體 ―― 集合體 粒狀 、 浸染狀 膠狀 、 葡萄狀腎狀 、皮殼狀 、 球粒狀 土狀塊體或呈瀝青鈾礦及晶質(zhì)鈾礦的假象 光澤 半金屬光澤 、 瀝青光澤 瀝青光澤 土狀光澤 硬度 6－ 5 5