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。

7、裂放变径迹产生的原理和地球化学意义如何？

答：原子核发生分裂并产生质量相近的2个或3–4个碎片的现象称为裂变。无任何外力作用下的称为自发裂变，由外力引起的成为诱发裂变。裂变碎片具有很大的能量，作用于其他物质上所产生的放射性损伤痕迹称为裂变径迹。

地球化学意义：1）一般来说，凡是含铀和钍的矿物都可以产生自发裂变径迹。但由于各种同位素的自发裂变半衰期很长，所以在年龄小的矿物中一般很少见。矿物年龄越老，铀含量越高，裂变径迹密度越大。加热可以使径迹消失，但冷却后径迹又可以重新出现。所以利用此特征测定矿物的年龄和矿物受热的时代，这在考古学上具有重要意义；2）铀和钍的原子核受到热中子轰击后都可以发生裂变，其碎片在探测器上产生的辐射损伤痕迹称为诱发裂变径迹。原子核裂变产生的碎片，如果是在矿物内部，则挤进晶格破坏晶体；如果是在矿物表面，则飞出矿物，射进探测器造成损伤，即裂变径迹。

3）裂变径迹测量比核乳胶显微放射照相和其他方法灵敏度高，具有很多独特的优点。此技术不仅用于固体样品，以研究铀在岩石和矿物中的分布特点、赋存形式、铀含量、铀的活化转移和矿物形成时代，而且已用于液体样品，测定天然水中的铀含量。

1、pH与Eh的关系

答：Eh=E0—0.059 pH 与介质酸碱度有关的氧化还原反应，一般在碱性介质中容易氧化

而在酸性介质中容易还原。

1、铀在岩浆岩中分布的主要特点有哪些？

答：1)在各类岩浆岩中，以酸性岩中的铀含量最高，超基性岩中的铀含量最低；2)岩石中铀含量一般与SiO2和K2O含量成正相关；3）铀与钍关系密切，其含量都随岩石中SiO2含量同步增减，比值较稳定，但也有个别例外；4）形成时代较晚的岩体和岩石一般铀含量较高；5）侵入岩的铀含量与同期相当成分火山岩的铀含量相近；6）铀在一个岩体中的分布有从内部相向边缘相增加的趋势，也有个别相反；7）铀含量一般按浅色矿物——暗色矿物——副矿物的顺序增加。

2、铀在沉积岩中分布的主要特点有哪些？

答：各种沉积岩中的铀含量也不相同，其中以富含有机质、磷酸盐质及粘土质的岩石中铀含量较高：

①大陆区沉积岩，粘土岩含量最高，其次砂岩，碳酸盐最少。碎屑岩粒度越细含量越高；

②沉积岩中铀的分布与炭质、沥青质等有机质的含量和存在形式密切相关。一般是有机质含量越高，含铀越多；③磷块岩，特别是海相磷块岩具有较强的富集铀的能力；④可燃性有机岩铀含量变化幅大较大，含量与氧化变质程度有关；⑤现代海洋沉积物中铀含量高的见于近海岸富含有机质的地段；⑥大陆风化壳中铀含量和母岩有关，一般比母岩略低；⑦各类化学沉积岩矿物中，硫酸盐、碳酸盐和卤化物铀含量最小；层状粘土类矿物、铁锰的氢氧化物和铝土矿具有较强的吸附力。

3、铀在变质岩中分布的主要特点有哪些？

答：区域变质岩的铀含量，决定于变质前原岩的含铀性和岩石的变质程度。原岩为陆源碎屑岩和泥质岩的变质岩铀含量多，而原岩为基性火山岩和化学沉积岩的变质岩铀含量最低。此外，变质岩的铀含量随岩石的变质程度的加深而降低，但在超变质作用的某些混合岩和混合花岗岩中铀含量较高，退变质作用洗成的岩石铀含量一般不高；自变质作用导致铀含量增加。

4、铀在自然界地质体中存在的形式（赋存状态）有哪些？

（1）铀矿物形式：如沥青铀矿、晶质铀矿、钒钾铀矿等。以矿物形式存在的铀是工业用铀的主要来源；（2）类质同象混入物形式：铀常以类质同象混入物形式赋存在其他元素矿物的晶格中；（3）分散吸附形式：分散吸附形式是铀在各种岩石和矿物中最普遍的一种存在形式。

1、岩浆作用中铀的地球化学主要特点？

答：1）分布特点：铀在酸性岩中含量最高，在超基性岩中含量最低；2）存在形式：铀在岩浆岩中形成的独立矿物极少；以类质同象混入物形式和分散吸附状态为主；3）岩浆作用早期很少形成铀矿物，只有在岩浆作用晚期当残余岩浆中的铀浓度达到一定程度时，铀才作为副矿物（晶质铀矿）从岩浆中结晶出来，并且形成较多的含铀副矿物。2、产铀岩体的地球化学标志主要有哪些？

答：①铀含量背景值高，大于10ppm，评价指数X>20有利于成矿；②产铀花岗岩体中的活性铀所占比例大，铀浸出率一般大于50%；③产铀花岗岩体富含晶质铀矿④Th/U比值一般小于2.5，大于4的不产铀；⑤产铀花岗岩的SiO2含量较高，一般大于70%，K2O+Na2O 的含量较大，且K2O＞Na2O。

3、什么是热液？其成因类型主要有哪些？

答：热液指由不同成因的热水、挥发份和多种成矿元素组成的复杂物理化学体系。分为岩浆热液，变质热液，地下水热液和地幔流体

4、影响含铀热液（流体）成分的主要因素有哪些？

答：热液的成因，所流经围岩（包括地下水）的成分及温度、压力、pH值和Eh值等物

理化学条件。

5、铀在热液中的迁移形式有哪些？

答：碳酸合铀酰离子、硫酸合铀酰离子、硅酸合铀酰离子、钼酸合铀酰离子，以及铀的卤化物和氢氧化物胶体等，其中最重要的迁移形式是碳酸合铀酰离子。

6、影响铀从热液中沉淀的因素主要有哪些？

答：促使铀从热液中沉淀的因素很多，主要有Eh、pH、压力、温度等的变化，围岩成分及其物理化学性质，构造的开启程度也对铀的沉淀产生影响。

7、风化作用中铀的迁移形式有哪些？

答：铀在风化作用中主要以铀酰碳酸盐、铀酰硫酸盐、铀酰氢氧络合物胶体和铀酰腐殖酸盐四种形式迁移，其中又以前两种最为重要

8、在表生作用下铀矿床的氧化带发生什么地球化学过程？

答：当矿体出露地表后，风化作用可使原生铀矿物分解。在氧化条件下，四价铀易转变为六价铀，并形成UO22+。 UO22+同其他阴离子和阳离子一起形成各种化合物。于是在铀矿床氧化带中可形成多种多样的次生铀矿物。

9、影响变质作用中铀地球化学性状的因素有哪些？

答：1）温度和压力2）脱水作用3)重结晶作用4）脱碳作用。

1、什么是铀的地球化学旋回?

答：铀的地球化学过程是铀经过迁移到沉淀、分配，再到迁移、沉淀、分配这样几个环节组成的统一整体。这个过程在地壳中同样是周而复始和螺旋式上升发展的，这就是铀元素的地球化学旋回。

2、研究铀的运移旋回有什么意义？

答：①以大旋回的观点可以建立铀在内生和表生地质作用过程中演化的联系，进而对花岗岩体的含铀性和成矿性进行评价；②从大旋间的观点来看，内生铀矿床的出现，在时间上总是与在它之前就已存在的含铀沉积建造相联系。这说明后者为前者提供了铀源，肉此可以推论，只有在富铀层位发育的地区，或由其转变成的富铀火成岩体内部及接触带附近，才有希望找到热液铀矿床；③越来越多的资料证明热液作用与表生作用之间的联系，较比热液作用与岩浆活动之间的联系更密切。可以认为热液铀矿床同岩浆源的联系绝不是必须的，它有可能是生物圈和水圈发展的结果；④研究铀的地球化学运移旋回，可以阐明铀演化的方向和富集规律。

3、在铀的地球化学旋回演化过程中，与成矿作用有关的重大地质事件有哪些？

答：原始硅铝壳层的形成；水圈和大气圈的形成；生命的出现与富氧大气圈的形成；构造单元的出现；红层的出现；陆地植物的出现；岩浆活动与地热场的出现。