DOI：10.16056/j.1005-7676.2017.03.0103）能源研究与管理2017（
窑37窑江西坪上铀矿床矿石矿物组成及铀的赋存状态研究
吴川福，刘成东，梁良，刘洋，谭双（东华理工大学省部共建核资源与环境国家重点实验室培育基地，南昌330013）摘要：坪上铀矿床位于桃山铀矿田内。通过野外现场取样后对样品进行镜下显微镜鉴定、人工重砂分析和电子探针分析等实验，基本查明：矿石中矿石矿物为沥青铀矿、铀石和钛铀矿；脉石矿物为长石、石英、云母、绿泥石和黄铁矿等；铀主要以独立铀矿物的形式存在，生长在长石和绿泥石等边缘。关键词：铀矿床；矿物组成；铀矿物；赋存状态中图分类号：P619.14文献标志码：A
文章编号：1005－7676（2017）03－0037－04WUChuanfu,LIUChengdong,LIANGLiang,LIUYang,TANShuang（StateKeyLaboratoryBreedingBaseofNuclearResourcesandEnvironment,EastChinaUniversityofTechnology,Nanchang330013,China）
PinguraniumdepositislocatedinTaoshanuraniumorefield.Inthispaper,thesamplesweresampledbymicroscopicmicroscopy,artificialheavysandanalysisandelectronprobeanalysis.Theoremineralswereasphalt,uraniumanduranium,andtheganguemineralswerelongStone,quartz,mica,chloriteandpyrite;uraniummainlyintheformofindependenturaniummineralsexistinthegrowthoffeldsparandchloriteandotheredges.uraniumdeposits;mineralcomposition;uraniumminerals;occurrencestate坪上铀矿床位于桃山铀矿田内，前人在桃山铀矿田内做了较多工作，主要集中在赋矿岩体年代学
和地球化学、构造与成矿等方面[1-6]。本文通过镜下显微镜鉴定、人工重砂分析和电子探针分析等，查明铀矿石的矿物组成、结构构造以及铀的赋存状态等工艺矿物学性质，为选冶和下一步找矿工作提供科学依据。
山复式隆起带之中部。区内主要地层为震旦-寒武纪变质岩系、白垩纪红层等[6-8]。矿床内出露的主要为燕山早期中粗粒黑云母花岗岩和中粒二云母花岗岩。矿床位于桃山断裂带上盘，断裂构造极为发育，桃山主断面本身经历了长期活动，产生了复杂的充填物。矿床中热液蚀变发育，主要有赤铁矿化、绿泥石化、萤石化、碳酸盐化、钠长石化、硅化等。其中以赤铁矿化分布最广，与矿化关系最为密切[9]。
1地质背景坪上铀矿床产于桃山复式岩体内的中偏南部，
2矿石矿物组成通过对坪上矿床铀矿石标本和样品进行显微镜
桃山岩体位于南岭东西向构造带北缘，大王山—于
收稿日期：2017-05-28作者简介：吴川福（1991—），男，江西抚州人，硕士研究生在读，地质学专业，主要研究方向：矿物学、岩石学、矿床学。通信作者：刘成东（1964—），男，浙江金华人，教授，博士，主要从事花岗岩和铀矿地质的教学和研究工作。窑38窑3）能源研究与管理2017（
表1所属
类型
研究与探讨
表1下鉴定、电子探针分析、人工重砂分析（）、X-射线衍射分析等，现已基本查明铀矿石矿物成分为沥青铀矿、铀石、钛铀矿和铀钍石，含铀矿物有锆
石、磷灰石等，脉石矿物有石英、长石、云母、绿泥石、碳酸盐矿物、绢云母等，其中石英质量分数占全岩总量的20%～40%，部分样品质量分数较低大约为15%，长石主要有碱性长石和斜长石，碱性长石质量分数为30%～45%，斜长石质量分数变化较大，为20%～40%，部分样品仅为5%，斜长石发生蚀变形成绢云母等矿物可是其质量分数变化大的原因之一，云母中既含有白云母也含有黑云母，质量分数为20%～5%，在部分蚀变样品中可见有绿泥石，质量分数约为5%，碳酸盐矿物约为2%，方解石为5%；金属矿物有黄铁矿、方铅矿、磁铁矿、黄铜矿、闪锌矿，副矿物有锆石、金红石、磷灰石等，它们质量分数很低，为2%～5%。
坪上铀矿床重砂分析矿物质量分数表
重量分数/%4.1233.8641.140.039.122.112.840.710.760.482.8299.99轻部分所属类型
矿物名称石英蚀变矿物黑云母绿泥石白云母长石矿物总和
重量分数/%44.395.232.690.188.7838.73100.00矿物名称锆石磷灰石黄铁矿方铅矿萤石独居石钍石赤褐铁矿磁铁矿金属球粒其余矿物总和
重部分
斑点状等分布于钾长石、磷灰石、绿泥石、石英、黄铁矿等矿物的内部空隙中，也有呈脉状、网脉状沿矿物的裂隙或微裂隙分布。沥青铀矿的电子探针化学成分列于表2，主要成分为UO2，质量分数59.14%～78.74%，均值71.92%。CaO质量分数普遍较高。3.2
铀石
铀石颜色呈黑色、灰黑色，弱多色性，以黑色
%SiO26.194.803.915.855.19Cr2O30.050.11—0.010.04SO30.180.100.134.321.18Total90.8091.9191.9490.3291.2433.1
主要铀矿物沥青铀矿
沥青铀矿颜色呈黑色，沥青光泽，次棱角、棱
角块状，不透明，中高硬度，表面均见次生膜或壳。在反射光下呈亮灰色、灰色，电子探针背散射图像中比任何其他矿物都显得明亮（图1(a)）。呈粒状、
表2
样号P2-4-3P2-4-7P2-4-9P2-2-4均值样号P2-4-3P2-4-7P2-4-9P2-2-4均值
F0.50—0.33—0.21PbO1.210.981.0114.14.33Na2O0.651.260.510.390.70ZrO20.10——0.010.03CaO6.746.396.283.115.63P2O50.410.280.280.130.28MgO0.320.120.040.050.13TiO2—1.01—2.670.92区别于其他铀的硅酸盐矿物，以反射率较低，裂隙
UO271.9775.8678.7459.1471.43NiO0.040.01——0.01Al2O31.870.510.670.440.87FeO0.220.05—0.030.08ThO20.280.42——0.18MnO0.070.010.04—0.03质量分数）分析表沥青铀矿电子探针化学成分（
较少区别于沥青铀矿。玻璃光泽，透明-半透明，无一定晶形，无解理，硬度变化较大。本矿样品中铀石多呈粒状、纤维状或细脉状与金红石、绿泥石和磷灰石等共生，常产于沥青铀矿边缘（图1(b)）。铀石化学成分电子探针测定如表3，主要成分为UO2，质量分数55.98%～65.44%，均值60.24%；SiO2质量分数也较高。铀石大多赋存于围岩裂隙及裂缝中，周边常见钾长石、石英、磷灰石、绿泥石等。
4矿石构造1）脉状、网脉状：原生沥青铀矿部分呈脉状、
网脉状穿插于岩石、矿石之小裂隙中。沥青铀矿充填于岩石裂隙之中形成脉状构造，常见与长石、绿
图2(a)泥石、黄铁矿、磷灰石等伴生（）。
2）浸染状：原生沥青铀矿或一些含铀矿物混入于钾长石、磷灰石、绿泥石、石英等矿物的内部空
研究与探讨
表3
样号P2-1-4P2-1-5P2-8-5P1-1-1P1-1-3P1-1-4均值样号P2-1-4P2-1-5P2-8-5P1-1-1P1-1-3P1-1-4均值
F——0.150.090.150.240.11PbO0.320.312.740.370.080.210.73Na2O0.010.050.030.070.060.250.08ZrO2———————
3）能源研究与管理2017（
铀石电子探针化学成分（质量分数）分析表CaO5.115.201.822.141.992.333.10P2O5——0.340.820.900.890.49MgO0.030.020.03—0.020.130.04TiO2——1.910.370.100.080.41UO265.4465.1657.8958.0258.9355.9860.24FeO0.040.160.270.060.350.310.20Al2O3——1.141.091.111.580.82ThO2——0.14———0.02MnO0.05———0.020.020.01SiO214.6614.6116.4918.6818.5720.1417.19Cr2O3—0.010.020.060.020.190.05窑39窑%SO3—0.020.260.04—0.070.07Total85.6685.5483.2381.8182.3082.4283.49（a）沥青铀矿呈脉状
穿插在其他矿物中
（a）沥青铀矿
（b）铀石呈浸染状
分布在金红石中
（c）钛铀矿呈块状分布在石英中
（b）铀石
Qtz.石英；Py.黄铁矿；Rt.金红石；Pit.沥青铀矿；
Ab.钠长石；Coff.铀石；Chl.绿泥石；Or.正长石；Cc.方解石。
图1
电子探针背散射图
（d）沥青铀矿呈纤维状
分布在绿泥石的裂隙中
Qtz.石英；Rt.金红石；Pit.沥青铀矿；Ab.钠长石；Coff.铀石；
Chl.绿泥石；Or.正长石；bra.钛铀矿；Ap.磷灰石。
图2
铀矿物在矿石中的构造图
55.1
铀的赋存状态铀呈独立铀矿物的形式存在
隙之中形成浸染状构造。铀矿物（铀石）呈浸染状
图2(b)分布于金红石矿物内部空隙中（）。3）块状（小团粒状）：钛铀矿与金红石呈不规图2(c)则团块状充填于石英空隙中（）。
4）纤维状：铀矿物或含铀矿物呈纤维状沿矿物的裂隙或微裂隙分布。铀矿物呈纤维状分布于绿泥
石微裂隙中（图2(d)）。
坪上铀矿床样品中发现U主要以独立铀矿物的
形式存在，其他矿物中只有很低含量的铀。为进一步探讨U在矿石中的分布充分利用电子探针线扫描及面扫描功能对样品进行了测试（图3），线扫面结果显示在独立铀矿物位置上U含量具有较高的峰值，而与铀矿物共生的其他矿物位置上U含量很低
窑40窑3）能源研究与管理2017（
研究与探讨
（a）电子探针背散射电子图像（b）电子探针铀元素面分布图100500010203040（c）电子探针背散射电子图像图3
样品位置/滋m（d）能谱线分析铀元素分布图像
Py.黄铁矿；Rt.金红石；Qtz.石英；Pit.沥青铀矿；Coff.铀石；Ab.钠长石；Chl.绿泥石；Cc.方解石。
电子探针背散射电子图像以及铀元素分布图像和能谱线分析铀元素分布图像
基本为背景值，说明与铀矿物共生的其他矿物不含U或低于电子探针检测限。在电子探针铀元素面分
布图上U元素基本只分布在独立铀矿物位置而在其他位置上均为黑暗的背景，面扫描结果显示出于线扫面相似的特征，说明坪上铀矿床中的铀是呈独立铀矿物形式存在的[10]。5.2铀呈吸附形式存在
U4+或铀酰离子与Th4+、REE4+、Zr4+、Ti4+和Ca2+等离子半径相差不大，容易以类质同象替代矿物中晶格使得铀在矿物中以类质同象的形式存在，如铀钍石、磷灰石、金红石、锆石等矿物。但是限于电子探针的局限性未能分析出磷灰石中U含量，铀钍石、金红石和锆石中虽然都可检测到U存在但是不能准确确定其中有多大比例的U是以类质同象这种形式存在。
但是它们均低于电子探针检测限。参考文献
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在地学中的应用[J].东华理工学院学报,2005,28(1):39-42.6结论1）坪上铀矿中矿石矿物为沥青铀矿、铀石和钛
铀矿；脉石矿物为长石、石英、云母、绿泥石和黄铁矿等。
2）矿石构造以浸染状为主，分布于钾长石、磷灰石、绿泥石、黄铁矿等矿物的内部空隙中；也有呈脉状、网脉状、纤维状沿矿物裂隙或微裂隙分布。
3）坪上铀矿床矿石中的铀主要以独立铀矿物的形式存在，少部分可能以类质同象或吸附形式存在，
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