鈾資源地質(zhì)學(xué) 第三章 鈾礦物各論

第三章鈾礦物各論一、四價(jià)鈾礦物二、六價(jià)鈾礦物1一、四價(jià)鈾礦物

四價(jià)鈾礦物包括四價(jià)鈾的簡單氧化物，四價(jià)鈾的復(fù)雜氧化物，四價(jià)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(jià)值的鈾礦物基本上以前三大要素為主。另外，在磷酸鹽中的個(gè)別鈾礦物如人形石具有一定的工業(yè)價(jià)值。

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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(dá)73-90%，具有重要的工業(yè)意義，是目前提煉鈾的主要鈾礦物原料。1．四價(jià)鈾的簡單氧化物3

晶質(zhì)鈾礦（uraninite）的晶體化學(xué)式為（U4+、U6+、Th、RE、Pb）Ox式中x=2.17-2.70其中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。4

四價(jià)鈾的簡單氧化物的主要成分是UO2、UO3、ThO2、TR2O3、PbO，其中含UO275.41-23.1%，UO314.83-63%，

①礦物中UO2:UO3在瀝青鈾礦或無釷晶質(zhì)鈾礦中為5-0.44，在殘余鈾黑中(鈾黑又可分為殘余鈾黑和再生鈾黑)為0.44-0.05，上述比值實(shí)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(shí)驗(yàn)式為mUO2.nUO3，則含氧系數(shù)可表示為：x=(2m+3n)/(m+n)。（1）化學(xué)組成5

人工合成的鈾的簡單氧化中x=2.00-3.00，在自然界中鈾的簡單氧化物x=2.17-2.70，計(jì)算含氧系數(shù)時(shí)，Th和TR等類質(zhì)同象混入物是可以忽略不計(jì)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(jì)算的含氧系數(shù)則不能正確反映其化學(xué)成分，計(jì)算出的含氧系數(shù)值偏高，需要另外計(jì)算。

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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(shí)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)?。煌馍梢虻臑r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)小；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。7②Th4+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(jià)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(jī)械混入物的鉛，它們呈自然鉛或方鉛礦以包裹體或細(xì)脈狀分布于晶質(zhì)鈾礦及瀝青鈾礦中。

8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(diǎn)表示三元圖中相應(yīng)投影點(diǎn)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9瀝青鈾礦化學(xué)成分的UO2－UO3(ThO2+REE2O3)三元圖左邊方框內(nèi)的投影點(diǎn)表示三元圖中相應(yīng)投影點(diǎn)的瀝青鈾礦中ThO2與REE2O3的相對比值1－瀝青鈾礦；2－含釷瀝青鈾礦10

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(shí)呈八面體或菱形十二面體，晶體一般較細(xì)小，粗大晶體很少見，有時(shí)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：11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)（據(jù)戎嘉樹等，1980）12

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?yàn)r青鈾礦及晶質(zhì)鈾礦的假象。13

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；14礦物晶質(zhì)鈾礦瀝青鈾礦鈾黑化學(xué)式UO2.17-2.70UO2.17-2.70UO2.70-2.92雜質(zhì)組分常含不含或微含含或不含晶胞參數(shù)α（?）5.48－5.435.45－5.40――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(xì)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6－55－34－1比重10.8－7.68.5－6.54.8－3.1成因產(chǎn)狀偉晶巖、高溫?zé)嵋旱V床、沉積變質(zhì)礦床中低溫?zé)嵋旱V床、沉積－后生礦床礦床氧化帶與膠結(jié)帶(3)晶質(zhì)鈾礦、瀝青鈾礦、鈾黑的比較

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晶質(zhì)鈾礦、瀝青鈾礦與黑色非放射性礦物及含鈾礦物有某些相似，但晶質(zhì)鈾礦，瀝青鈾礦的析出形態(tài)，瀝青光澤，密度大和強(qiáng)放射性都是明顯的區(qū)別標(biāo)志，此外，可根據(jù)晶質(zhì)鈾礦和瀝青鈾礦易氧化，表面常有表生鈾礦物，溶于酸并有鈾的微化反應(yīng)等與含鈾的復(fù)雜氧化物相區(qū)別。粉末狀的鈾黑易與鐵錳的氫氧化物相混淆，但鈾黑具有強(qiáng)放射性。

16鈾和鈦的復(fù)雜氧化物主要是UO2和TiO2所組成的化合物。礦物有鈦鈾礦，斜方鈦鈾礦和鈰鈾鈦鐵礦，其中斜方鈦鈾礦是鈦鈾礦的同質(zhì)多象變體，鈦鈾礦具有非常需要的工業(yè)價(jià)值，而鈰鈾鈦鐵礦的工業(yè)價(jià)值極為有限，斜方鈦鈾礦是我國首先發(fā)現(xiàn)的新的鈾礦物種。2．四價(jià)鈾的復(fù)雜氧化物（鈾和鈦的復(fù)雜氧化物）17

主要成分是UO2、UO3、ThO2、TR2O3、TiO2，在礦物中UO2含量在58%-7.2%之間，其中一部分U4+已氧化成U6+，此外，還常含呈類質(zhì)同象如：Th、TR以及Fe、Pb、Si等雜質(zhì)組分：

本類礦物溶于氫氟酸，不溶于硫酸和硝酸，個(gè)別礦物溶于熱硫酸和熱磷酸。（1）化學(xué)成份18性質(zhì)硬度比重反射率（%）加熱前5.61—5.695.4615—17加熱后5.71—5.796.03166—17.8

本類礦物都是變生礦物，在自然界尚未發(fā)現(xiàn)過結(jié)晶質(zhì)的鈦鈾礦，但發(fā)現(xiàn)有半變生的鈰鈾鈦鐵礦，變生后的礦物在某些物理性物質(zhì)方面發(fā)生了明顯變化，如斜方鈦鈾礦在加熱前后某些物性上的變化。19①形態(tài)特征：本類礦物的晶系分別為鈦鈾礦（單斜）、斜方鈦鈾礦（斜方）、鈰鈾鈦鐵礦（三方），它們的晶體呈柱狀、板狀或不規(guī)則粒狀。（2）物理性質(zhì)及與相似礦物的對比20②顏色及光澤：顏色為黑色，條痕褐黑色，瀝青光澤、半金屬光澤至金剛光澤。③無解理，斷口貝殼狀，硬度4.5-6，比重4.1-6，具磁性或電磁性。④薄片中透明至不透明，均質(zhì)，反射光下呈灰色，反射率15-17%，內(nèi)反射呈現(xiàn)褐紅色或無內(nèi)反射。

本類礦物相互間性質(zhì)十分相似，在不具晶形時(shí)極難用肉眼辨認(rèn)，可采用X射線粉晶分析、差熱分析等方法進(jìn)行鑒定，但在X射線粉晶分析之前，必須在700-900°C條件下對礦物加熱，加熱作用是使礦物恢復(fù)結(jié)晶狀態(tài)。

21165°C660°C750°C鈦鈾礦斜方鈦鈾礦620°C100°C340°C

790°C680°C鈰鈾鈦鐵礦

本類礦物與鈾的簡單氧化物有些類似，兩者區(qū)別在于：（1）形態(tài)不同，常具柱狀、板狀晶形，并處在變生態(tài)（2）表面新鮮，無次生變化，不溶于酸；（3）溶解性不同后者具立方體晶形或呈膠狀，結(jié)晶質(zhì)或隱晶質(zhì)，易風(fēng)化，表面常具表生鈾礦物，能溶于酸，此外，還可根據(jù)Ti的微化反應(yīng)進(jìn)行區(qū)別。22

本類礦物形成于高溫條件下，產(chǎn)于酸性和堿性偉晶巖中，以及高溫?zé)嵋好}和變質(zhì)鈾礦床中，亦產(chǎn)于酸性和堿性巖漿巖中，此外，在砂巖中也有產(chǎn)出，在前寒武紀(jì)石英卵石礫巖型鈾礦床中產(chǎn)有變質(zhì)成因的鈦鈾礦所形成的巨型工業(yè)鈾床。（3）成因產(chǎn)狀23

鈾的硅酸鹽是以U4+和SiO44-為主要成分的化合物，其礦物種目前只有一種-鈾石。鈾石是一工業(yè)鈾礦物，它在自然界分布較廣，是目前提提煉鈾的主要礦物原料之一，因此具有極為重要的工業(yè)意義。在自然產(chǎn)生的鈾石中，多呈變生態(tài)，實(shí)驗(yàn)表明，在變生鈾石中，除結(jié)晶質(zhì)鈾石的殘留體和變生程度不等的鈾石外，還形成了極其分散的晶質(zhì)鈾礦（或?yàn)r青鈾礦）和非晶態(tài)的SiO2，因此，宏觀上純凈的鈾石單礦物實(shí)際上常是多礦物集合體。3．四價(jià)鈾的硅酸鹽24

主要成分是UO2：70.2-83%；SiO2：7.3-16.8%，H2O含量不定，一般不超過10.7%，其中有一部分U4+已氧化為U6+，此外，還常含Al、Fe、Ca、Mg、Na、As、P等雜質(zhì)，有時(shí)亦含Th和TR元素。

U[SiO4]式中化學(xué)成分理論值，UO2為81.8%、SiO2為18.2%，鈾石中的化學(xué)組成與理論值相比SiO2含量明顯不足，其不足部分可能為OH-所補(bǔ)償，在礦物中尚未發(fā)現(xiàn)無水的U[SiO4]。

鈾石溶于硝酸、鹽酸和硫酸，與鈾的簡單氧化物類似。（1）化學(xué)組成：化學(xué)式為U[SiO4]1-x(OH)4x(x<0.5)25鈾石的晶形

2.物理性質(zhì)及其它物性①形態(tài)特征：鈾石晶體呈柱狀、針狀，紡垂?fàn)?，非常小，集合體呈散染粒狀，放射狀、晶簇狀、腎狀、皮殼狀。26②：顏色及其它物性：顏色為黑色、褐黑色、灰褐色，玻璃光澤至半金屬或金剛光澤，晶體透明，變生態(tài)半透明，無解理，斷口參差狀至貝殼狀，硬度4.5-5.5，比重4.39-5.18，薄片中呈棕紅色、綠褐色，透明具弱多色性，反射光下呈灰色(反射率為7.0-11.7%)，具干裂紋。

150℃474℃700℃970℃

鈾石的差熱曲線在150℃處有一吸熱谷（與脫水有關(guān)）。在474℃處有一放熱高峰，同時(shí)礦物轉(zhuǎn)變?yōu)閁3O8。人工合成的鈾石（USiO4）在空氣中焙燒至500℃后，即變?yōu)閁3O8與SiO2，在真空中焙燒至1000℃時(shí)，其結(jié)構(gòu)可保持不變。

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鈾石很容易與瀝青鈾礦相混淆，如腎狀的鈾石和瀝青鈾礦，晶體的鈾石和呈鈾假象的瀝青鈾礦之間，在形態(tài)和物理性質(zhì)方面都非常相似，因此鈾石和瀝青鈾礦在手標(biāo)本上很難區(qū)別，兩者的顯著區(qū)別在于鈾石透明，非均質(zhì)，反射率偏低，裂紋少；而瀝青鈾礦不透明，均質(zhì)，反射率偏高（11—21%），裂紋多，及具同心環(huán)帶結(jié)構(gòu)。

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鈾石是分布較廣的原生鈾礦物，產(chǎn)于中低溫?zé)嵋衡櫟V床及后生淋積鈾礦床中。在中、低溫?zé)嵋旱V床中，鈾石可產(chǎn)于花崗巖型，火山巖型，不整合面型等多種熱液鈾礦床中，與瀝青鈾礦或與鈦鈾礦，膠磷礦共生。鈾石常呈薄殼狀圍繞著瀝青鈾礦生長或與瀝青鈾礦及螢石交替沉淀，形成環(huán)帶，有時(shí)呈放射狀沿瀝青鈾礦膠態(tài)集合體的表面發(fā)育。3．成因產(chǎn)狀29

后生淋積成因的鈾石多見于產(chǎn)出在砂巖型鈾礦中，在美國科羅拉多高原砂巖型鈾礦床中尤為突出，在該礦床中，它是一種重要的鈾礦物，形成于還原環(huán)境，與瀝青鈾礦及低氧化態(tài)的釩礦物共生，鈾石主要以交代有機(jī)物的方式產(chǎn)出，極少數(shù)呈浸染狀產(chǎn)出。在我國東勝砂巖型鈾礦床中也發(fā)現(xiàn)了鈾石。30

鈾石屬不穩(wěn)定的礦物，在熱液作用下，鈾石容易被交代形成瀝青鈾礦，甚至形成呈鈾石假象的瀝青鈾礦，因此，鈾石僅產(chǎn)出在地質(zhì)年齡比較年輕的鈾礦床中。早期階段形成的鈾石已經(jīng)被破壞和改造，它們有的變成了瀝青鈾礦，而有的可能被其它礦物所交代。31

六價(jià)鈾礦物或稱鈾酰礦物，在自然界分布較廣，但數(shù)量為數(shù)有限，因此一般來說僅僅只有找礦意義，而工業(yè)價(jià)值較小。特殊情況下，有個(gè)別礦物例外，如產(chǎn)于澳大利亞伊利里蒸發(fā)巖中的鈾礦床，其中具工業(yè)價(jià)值的鈾礦物是釩鉀（鈣）鈾礦。

六價(jià)鈾礦物的種類很多，可形成鈾酰氫氧化物及各種鈾酰的含氧酸鹽。如鈾酰磷酸鹽、鈾酰釩酸鹽、鈾酰砷酸鹽、鈾酰碳酸鹽、鈾酰硫酸鹽及鈾酰的亞硒酸鹽和亞碲酸鹽、鉬酸鹽、鈾酰復(fù)鹽等。二、六價(jià)鈾礦物32

鈾酰氫氧化物和重鈾酸鹽主要產(chǎn)出在原生鈾礦床或鈾礦化點(diǎn)氧化帶，與原生鈾礦物關(guān)系密切，具有重要找礦意義。因而是較為重要的鈾酰礦物。該類鈾礦物種目前發(fā)現(xiàn)有二十多種，可能還有一些未知的礦物種等待發(fā)掘。（一）鈾酰氫氧化物和重鈾酸鹽33

本類礦物的成分主要由UO22＋、OH－和O2－組成及部分金屬陽離子和水分子，其中UO3含量達(dá)52-90%，一般為71-84%，根據(jù)化學(xué)成分特點(diǎn)，本類礦物可分為三組：①簡單氫氧化物（或含水氧化物）：陽離子成分為UO22＋，不含金屬陽離子，本組礦物僅柱鈾礦一種，通式為（UO2）(OH)2.nH2O或UO3·nH2O。1．化學(xué)成分34

②復(fù)雜氫氧化物：陽離子成分除UO22＋外，還有其它金屬陽離子。其中以含堿土金屬和堿金屬元素（Ca、Ba、K、Sr）的礦物最多，有12種。其次是含Pb的礦物，共5種，含Cu的礦物有2種，含Bi的礦物有一種。陰離子中有一部分OH－已被O２－所置換，本組礦物的通式為：M（UO2）mOP(OH)p.nH2O,M代表上述所有金屬。35③重鈾酸鹽：在礦物中鈾呈重鈾酸根－[U2O7]2-形式存在，通式為M＋2U2O7·nH2O或M3＋2U2O9·nH2O，式中M=Na、K、Bi、Ca、Pb。本組礦物有水鈉鈾礦和纖鉍鈾礦兩個(gè)礦物種。本類礦物的類質(zhì)同象置換主要體現(xiàn)在OH-與O2-之間較為常見，而陽離子之間的置換僅見于少數(shù)幾種礦物中，一般是Pb—Ca、K—Na和Na—K—Ca—Pb內(nèi)的置換。36

①形態(tài)：鈾酰氫氧化物的晶形多呈板狀、針狀及柱狀，集合體呈放射狀、玫瑰狀、纖維狀及毛氈狀等，晶體一般很少見，通常呈隱晶質(zhì)致密塊狀或皮殼狀。

②顏色：礦物顏色以黃、橙和橙紅色為主，礦物顏色主要取決于金屬陽離子的成分。不含其它金屬陽離子的和含堿金屬、堿土金屬等惰性氣體型離子的鈾酰氫氧化物一般呈黃色，而含有過渡型離子者則呈該離子的特征色。如含Pb和Bi的礦物為橙紅及橙黃色，含Cu礦物為綠色，同時(shí)含有U4＋和U6＋的礦物為黑色或紫黑色。2．形態(tài)及物理性質(zhì)37

③其它物性：晶體呈金剛光澤或半金剛光澤，隱晶質(zhì)集合體呈油脂光澤或暗淡光澤，硬度2-5；比重3.6-5.7，含Pb和Bi的礦物為0.4-7.4，透明至半透明，紫外線下不發(fā)熒光。

本類礦物均易溶于稀酸鑒定本類礦物的重要手段，目前僅采用X射線粉晶分析，在野外僅根據(jù)礦物的顏色和晶形，對陰離子的鑒定尚沒有直接有效的手段。

38本類礦物形成于表生條件下，且多產(chǎn)于熱液鈾礦床和含鈾偉晶巖氧化帶，較少見于砂巖型及碳硅泥巖型等后生淋積鈾礦床氧化帶。①鈾酰氫氧化物只出在礦體中原生鈾礦物特別集中的地段，如呈致密塊狀和致密細(xì)脈狀的礦體，而當(dāng)原生鈾礦物呈細(xì)浸染狀時(shí)，則很少形成鈾酰氫氧化物，它表明鈾酰氫氧化物只有在鈾濃度很高的介質(zhì)環(huán)境中才能形成。3．成因產(chǎn)狀39

②鈾酰氫氧化物一般呈隱晶質(zhì)致密塊狀，沿鈾的簡單氧化物中的細(xì)小裂隙或干裂縫發(fā)育，或者呈環(huán)帶狀包圍原生鈾礦物，或者呈晶質(zhì)鈾礦和瀝青鈾礦的假象。此外，還常見與鈾酰硅酸鹽礦物緊密連生。形成黃褐、黃橙色的細(xì)粒多礦物集合體“脂鉛鈾礦”。晶體發(fā)育較好的鈾酰氫氧化物一般都發(fā)育在“脂鉛鈾礦”或鈾的簡單氧化物內(nèi)的空洞中，鈾酰氫氧化物是晶質(zhì)鈾礦和瀝青鈾礦原地氧化的產(chǎn)物。40③鈾酰氫氧化物發(fā)育的地段，一般原生礦石不含或只含少量硫化物，尤其是二硫化物。在堿性介質(zhì)中鈾的簡單氧化物發(fā)生氧化和水化，變成水瀝青鈾礦和各種鈾酰氫氧化物。④在鈾酰礦物（表生礦物）發(fā)育且顯示分帶的鈾礦床氧化帶中，離原生礦最近的是鈾酰氫氧化物，向外依次出現(xiàn)鈾酰硅酸鹽和鈾酰磷酸鹽。41關(guān)于“脂鉛鈾礦”主要化學(xué)成分為UO3、PbO、SiO2和H2O等，礦物組成不定，各種礦物都很細(xì)小且相互摻雜在一起，不易區(qū)分。據(jù)C.弗朗德爾（1956）研究發(fā)現(xiàn)“脂鉛鈾礦”包括如下幾種礦物：紅鈾礦、橙黃鈾礦（鈾酰氫氧化物）、硅鉛鈾礦、硅鈾礦、硅鈣鈾礦和β硅鈣鈾礦等（鈾酰硅酸鹽）。顏色呈黃至橙紅色不定，隱晶質(zhì)致密塊狀，有時(shí)為微晶質(zhì)，土狀光澤至蠟狀光澤常呈晶質(zhì)鈾礦和瀝青鈾礦的假象，是晶質(zhì)鈾礦和瀝青鈾礦變化產(chǎn)物，常產(chǎn)于熱液鈾礦床和含鈾偉晶巖氧化帶。

42目前已發(fā)現(xiàn)的鈾酰硅酸鹽礦物有15個(gè)礦物種，它們在自然界分布很廣，具有重要的找礦意義。1．化學(xué)成分本類礦物的主要組成是UO22＋和SiO44-，此外，還含有金屬陽離子和水。UO3含量49.26－86.26%，一般為65－68%，SiO2含量7.30－33.40%，一般為13－14%。陽離子成分主要是堿金屬和堿土金屬元素，K、Na、Ca、Mg、Ba和重金屬元素Cu、Pb，其中硅鈾礦不含金屬陽離子；水是本類礦物的基本組分，含量在3.03－15.73%，一般在12%±，水在礦物中以水分子形式或（OH）-離子形式存在。（二）鈾酰硅酸鹽43

根據(jù)UO22＋：SiO44－比值，本類礦物分為：

①UO22＋：SiO44－=1：1

硅鈣鈾礦－硅鉛鈾礦組，共有10種礦物，且分布廣，其通式為M(UO2)2[SiO3OH]2·nH2O,(M=Ca、Mg、Ba、K、Pb、Cu、H和U6＋)

②UO22＋：SiO44－>1(2：1)

硅鈾礦組，本組礦物只有一種，是唯一不含金屬陽離子的鈾酰硅酸鹽。

③UO22＋：SiO44－<1(1：3)

高硅鉀鈾礦組，有4個(gè)礦物種，通式M(UO2)2(Si2O5)3·nH2O，式中M為Ca、K、Na、Mg；本組礦物研究較差。44①形態(tài)：本類礦物晶體多呈針狀、柱狀、纖維狀，高硅鉀鈾礦有時(shí)可呈細(xì)長片狀，集合體呈放射狀、星狀、纖維狀、毛氈狀、球粒狀、薄膜狀、皮殼狀和致密塊狀等，形態(tài)特征十分突出。②顏色：礦物顏色多呈淺黃色，含銅時(shí)為綠色，含鉛則為橙黃色。2．形態(tài)特征及物理性質(zhì)45③其它物性：光澤為玻璃光澤，絲絹光澤，解理面為珍珠光澤，致密體具蠟狀至暗淡光澤；晶體透明至半透明，常具一組完全解理，有時(shí)還具有一至二組中等解理；硬度2-3，密度3.5-3.9，僅硅鉛鈾礦比重較高，達(dá)5.9，硬度也高達(dá)4.5。在紫外線照射下，一般不發(fā)熒光或發(fā)微弱的淡淺黃色熒光。本類礦物易溶于稀酸，并產(chǎn)生硅膠。46

本類礦物形成于表生環(huán)境條件下，產(chǎn)于各類鈾礦床和鈾礦化點(diǎn)的氧化帶，其形成環(huán)境與鈾酰氫氧化物相似，形成于堿性環(huán)境中，一般是在中性至弱堿性溶液中最有利于它們的形成和保存。

鈾酰硅酸鹽是含SiO44-的溶液與正在氧化著的原生鈾礦物或已形成的鈾酰氫氧化物之間的化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物。SiO44-可交代鈾酰氫氧化物，因此，鈾酰硅酸鹽也能呈原生鈾礦物的假象或者呈環(huán)帶狀包圍早已形成的鈾酰氫氧化物。本類礦物的產(chǎn)出有如下幾個(gè)方面的特征。3．成因產(chǎn)狀47

①常與鈾酰氫氧化物連生，形成細(xì)粒的多礦物集合體－“脂鉛鈾礦”。以上述產(chǎn)狀出現(xiàn)的鈾酰硅酸鹽多呈隱晶質(zhì)致密塊狀，是原生鈾礦物的原地氧化產(chǎn)物。

②常見鈾酰硅酸鹽礦物的分布與原生鈾礦物之間有一定的距離（但一般不超過礦體范圍之外），它們常在脈石或含礦圍巖的裂隙中或空洞是形成針狀，放射狀的晶體和集合體，以上述方式產(chǎn)出的礦物可稱為半原地氧化產(chǎn)物。48

③本類礦物的形成，與原生礦石的物質(zhì)成分有密切的關(guān)系。當(dāng)原生礦石不含或含少量硫化物時(shí)，能夠形成由氫氧化物和硅酸鹽組成的氧化帶，或者幾乎完全由硅酸鹽組成的氧化帶。隨著硫化物的增多，也能形成由硅酸鹽和磷酸鹽、砷酸鹽共同組成的氧化帶。

④本類礦物的形成還與氧化帶所處的發(fā)育階段有關(guān)，在硫化物較多的情況下，早期介質(zhì)為堿性、中期為酸性，晚期又為堿性。形成的鈾酰礦物對應(yīng)為：鈾酰硅酸鹽－礦物溶解－鈾酰硅酸鹽（少量）。49

鈾酰磷酸鹽在自然界分布比較廣泛，礦物種類也較多，與原生礦化有一定的成因聯(lián)系，因此，它具有重要的找礦意義（有33個(gè)礦物種和4個(gè)變種）

1．化學(xué)組成本類礦物的主要成分是UO22＋和PO43-，及少量的金屬陽離子和其它陽離子H＋、NH4＋水也是其常見組分；其中UO3占32.06-79.10%，一般為54-62%，P2O5占8.37-22.95%，一般為14-15%。（三）鈾酰磷酸鹽50

金屬陽離子的主要成分是堿金屬和堿土金屬Ca、Ba、Mg、K、Na，重金屬元素Cu、Pb、Zn、Fe、Mn以及Al等，還偶見含Th4＋。水在組成中占2.02-33.04%，一般在14-16%±，在礦物中分別以H2O或H3O＋形式存在。51

本類礦物根據(jù)UO22＋:PO43-的比值為：

①磷酸鹽鈾云母組UO22＋:PO43-=1：1通式為M（UO2）[PO4]2·nH2O；

②磷鈣鈾礦組UO22＋:PO43->1(4：3至2：1)通式為M(UO2)3[PO4]2(OH)2·NH2O；

③斜磷鉛鈾礦組UO22＋:PO43-<1(1:2)通式為M(UO2)[PO4]2·NH2O

上述種類型以第①種類型的礦物最多，分布也最廣，研究程度也最為成熟，通式中M為Ca、Mg、Ba、Cu、Pb、Fe、Mn、Zn、Al、H和NH4+等；

52

①形態(tài)：本類礦物的鈾云母類礦物（①類）晶體多呈四方、矩形或八角形片狀及板狀，結(jié)晶完好，集合體呈晶簇狀、鱗片狀、微晶片殼狀及薄膜狀等。而磷鈣鈾礦組（②類）的礦物晶體多呈板條帶、柱狀、針狀和長片狀。晶體一般都比較細(xì)小，其集合體通常呈微晶皮殼狀、薄膜狀及粉末狀等；少量可呈晶簇狀、放射狀及鱗片狀。

②顏色：多為黃色、淺綠黃色，當(dāng)含色素離子時(shí)，則呈特征色。如含Cu時(shí)呈綠色，含錳時(shí)呈紅褐色；含鐵時(shí)呈橄欖綠或褐色。2．形態(tài)和物理性質(zhì)：53

③其它物性：礦物透明至半透明，玻璃光澤，解理面為珍珠光澤，本類礦物解理發(fā)育，其中大部分鈾云母礦物發(fā)育一組完全解理及兩組中等解理，而磷鈣鈾礦組礦物通常發(fā)育一組完全解理，硬度2-3，密度3-4，含鉛時(shí)較重，在4以上，最高可達(dá)5-8，（斜磷鉛鈾礦），紫外線下，含Ca2＋、Ba2＋、Mg2＋、K＋、Al3＋、NH4＋和H＋等陽離子的磷酸鹽鈾云母及芙蓉鈾礦等能發(fā)淡黃綠色強(qiáng)熒光（鈣鈾云母型熒光色），而磷鈣鈾礦組礦物除個(gè)別外，一般都不發(fā)熒光。本類礦物都溶于稀酸，并有PO43-的微化反應(yīng)。54

本類礦物中分布最廣的是鈣鈾云母和準(zhǔn)鈣鈾云母，其次是磷鈣鈾礦、準(zhǔn)鋇鈾云母、準(zhǔn)銅鈾云母，其余礦物較為少見。本類礦物形成于表生條件下，既可以是原生鈾礦物的氧化產(chǎn)物―產(chǎn)于原生鈾礦床的氧化帶；也可以從流經(jīng)含鈾巖石并富集了鈾的地下水中析出―產(chǎn)于淋積鈾礦床中。

本類礦物形成于酸性介