楊斌虎律師

Ⅰ 影響鈾遷移和聚集的主要因素

1.E_h值和pH值

鈾及其化合物或礦物在水溶液中的溶解度和存在形式對於表生環境中E_h值和pH值的變化極為敏感（劉金輝，2004；李子穎等，2006；吳伯林等，2006）。鈾屬兩性元素，在酸性溶液中大多呈絡陽離子，當溶液pH值增高時，鈾則趨向於形成各種絡陰離子。鈾在酸性介質中形成和UO₂OH⁺。在缺乏絡離子配位體的條件下，隨著介質pH值的增高，U⁴⁺和發生水解，分別以氫氧化物U（OH）₄ 和UO₂（OH）₂ 形式沉澱。

鈾和伴生元素在遷移沉澱過程中，由於其在地球化學性質上的差異，常在不同的E_h值環境中沉澱，形成一定的地球化學分帶。例如在砂岩型鈾礦床中，U與Se、Mo等元素經常伴生，但硒沉澱的E_h值偏高，硒常在E_h為正值的含氧水中先於鈾沉澱下來。鉬則相反，其沉澱的E_h值較鈾為低，因而鉬分布在沿層間氧化帶的傾向分布的鈾礦體下方，分布范圍甚廣，距離鈾礦體可達1.5km左右（余達淦等，2003）。

2.吸附作用

吸附作用系指一種物質將周圍介質的分子、原子或離子吸著黏附到自身表面以降低其表面自由能的作用。通常稱具有吸附能力的物質為吸附劑，被吸附的物質叫吸附質。鈾呈吸附狀態賦存於表生帶的岩石和礦物中，這是鈾地球化學的一個重要特點。吸附作用主要是一種表面現象，吸附劑比表面積的大小對吸附能力的影響很大，各種礦物、岩石對鈾的吸附能力很大程度上取決於它們的物質組分，各種沉積岩及礦物吸附鈾的能力按以下順序遞減：褐煤＞磷塊岩＞褐鐵礦＞黏土＞灰岩＞砂岩。

3.擴散作用

在靜止介質中，各種粒子（原子、離子、分子、膠粒等）的無序熱運動使一些粒子從濃度較高部位向濃度較低方向遷移，至體系中粒子的濃度最終趨向均一，這種運動叫擴散作用。UO²⁺的擴散作用是通過氧化還原作用進行的，富含有機質和黏土質的沉積物在成岩過程中，由於有機物分解產生的強還原環境以及黏土礦物的吸附作用，一部分鈾得以沉澱下來，造成孔隙溶液中鈾的濃度降低，形成一定濃度差。擴散作用使得周圍沉積物（岩石）孔隙溶液中的鈾不斷地朝此方向擴散並聚集在富含有機質的岩層中。

4.鈾與有機物質和微生物的關系

鈾在土壤中主要聚集在有機質含量偏高的腐殖土層之中，有時可形成局部的放射性異常（耿海波等，2005；薛偉等，2009；楊斌虎等，2006；陳宏斌等，2007；李細根等，2004；王士艷等，2008）。沉積岩的鈾含量常與有機碳含量呈正消長關系，遍布全球的黑色頁岩、炭板岩（包括石煤）以及部分褐煤的鈾含量普遍偏高，達n×10^-5，局部甚至可達n×10^-4～n×10^-3。鈾在部分動植物殘體中顯著富集。據報道，蘇格蘭泥盆系砂岩中魚骨殘體的鈾含量高達15×10^-4，蘇聯曾發現由含鈾魚骨化石層組成的工業鈾礦床；含鈾瀝青的分布相當廣泛，在美國安布羅西亞湖的巨型鈾礦床中，鈾與瀝青密切共生。

Ⅱ 還原劑類型

美國砂岩型鈾礦中幾乎所有的礦床都含有炭化陸生植物碎屑，泥盆紀以前的地層中由於缺乏炭化植物碎屑而未找到准同生型的砂岩型鈾礦床。而且中新生代的含礦層中大量的是針葉類和蘇鐵科類植物，古近-新近紀的含礦層中主要是棕櫚類植物碎屑。俄羅斯外烏拉爾的達爾馬托夫礦床主要還原劑是植物碎屑，鈾的含量與植物碎屑含量有關。西西伯利亞的馬林諾夫礦床的含礦層富含炭化植物碎屑和鐵的硫化物。外貝加爾的維季姆礦床中，有機碳的含量在古河道沉積帶中為n×10^-3，洪泛平原、沼澤和廢棄河道含有機炭8%，泥炭中有機碳含量達23%，另外含有較多的鐵的硫化物。

油氣(炭化瀝青)還原U⁶⁺已經有不少文獻報道，美國人Hess(1922)很早就注意到了瀝青在砂岩型鈾礦中的還原作用，如美國猶他州的Temple山、Chinle建造中的MossBack段，新墨西哥州的Morrison建造中BrushyBasin段，以及南得克薩斯濱海平原區的鈾礦床(Galloway等，1983)。也有人認為砂岩型鈾礦中的瀝青更接近煤，但Pierce，Myt-ton，Barnett(1958)和Pierce，Gott，Mytton(1964)認為瀝青來源於油氣，形成瀝青是因為油氣中的氫組分在α射線照射下氫丟失的緣故。我國也有不少學者認為多個砂岩型鈾礦中油氣的還原作用對成礦很重要(張如良等，1994;楊斌虎等，2006;彭雲彪等，2007;李宏濤等，2008)。