کارشناسی ارشد رسوب شناسی دانشگاه بیرجند

اورانیم عنصری با عدد اتمی ۹۲ و نشانه  U است و در جدول تناوبی جزو آکتنیدها  قرار می‌گیرد.

به طور طبیعی فلزی است سخت، سنگین، نقره‌ای رنگ و پرتوزا. کمی نرم تر از فولاد بوده و تقریبا قابل انعطاف است. این عنصر یکی از چگالترین g/cm³)  18,97 )فلزات پرتوزا است که در طبیعت یافت می‌شود. چگالی آن ۶۵٪ بیشتر از سرب و کمی کمتر از طلا است.

تاریخچه

استفاده از اورانیوم به شکل اکسیدطبیعی آن به سال 79 میلادی بر می گردد یعنی زمانی که این عنصر برای اضافه کردن رنگ زرد به سفال لعابدار استفاده شد (شیشه زرد با یک در صد اورانیوم در نزدیکی ناپل ایتالیا کشف شده است).
کشف این عنصر به شیمیدان آلمانی به نام مارتین هنریچ کلاپرس اختصاص داده شد که در سال 1789 اورانیوم را به صورت قسمتی از کانی که آن را pitchblende نامید، کشف شد. نام این عنصر بر اساس سیاره اورانوس که هشت سال قبل از آن کشف شده بود برگزیده شد. این عنصر در سال 1841 به صورت فلز جداگانه توسط eugne melchior peligot استفاده شد. در سال 1896 Henri Becquerel فیزیکدان فرانسوی برای اولین بار به خاصیت رادیو اکتیویته آن پی برد. در پروژه Manhattan نامهای Tuballoy و Oralloy برای اورانیوم طبیعی و اورانیوم غنی شده بکار برده شد. این اسامی هنوز نیز برای اورانیوم غنی شده و اورانیوم طبیعی بکار برده می شوند.

اورانیوم در ایران

بنا بر اعلام رسمي سازمان انرژي اتمي ايران،400 معدن اورانيوم در سرزمين زرخيز ايران شناسايي شده است. در منطقه ساغند يزد، کارشناسان به ذخاير اورانيوم بيش از 3 هزار تن و موليبدنیوم 4 هزار تن دست يافته اند. معدن اورانيوم بندرعباس در مقايسه با ساغند يزد معدنى روباز است و از اين نظر سرمايه گذارى اندکى را براى هزينه جمع آورى و انتقال سنگ معدن دربرمى گيرد. منابع آتي اورانيوم ايران از آذربايجان، شمال خراسان، مرکز ايران و بندرعباس استخراج و فراوري خواهند شد.

زون بافق-ساغند

در زون متالوژني بافق – ساغند و به ويژه در بخش باختري آن رخنمون هايي از مجموعه‌هاي گنيس – ميگماتيت و گرانيت وجود دارد (مجموعه چاپدوني، ني‌باز، خشومي، اسكمبيلو و غرب آوريز) كه در گذشته سن آنها را به پركامبرين نسبت داده و كهن‌ترين واحدهاي زمين‌شناسي دانسته شده‌اند.

دايك‌هاي ديابازي: دايك‌هاي ديابازي با روند و شيب متغير و ضخامت‌هاي متغير از 0/1 متر تا يك متر و گاه بيشتر در منطقه ديده مي‌شود (ميدان اورانيوم خيز ساغند). رنگ آنهاسبز تيره تا سياه سخت و توده‌اي با بافت پورفيري، اساساً شامل پلاژيوكلاز، تا بيش از 70 درصد و مقدار كمتري پيروكسن مي‌باشد. داراي بافت ديابازي با پلاژيوكلازهايي توفالي شكل ايديومرفيك قالب‌هاي مثلث‌ مانندي را مي‌سازد كه وسط آنها از پيروكسن پر شده است. پيروكسن ها اندكي به آمفيبول تبديل شده‌اند.

فلسيت پورفيري)ماگماتیسم اسیدی):  نفوذي‌هاي فلسيت پورفيري گاهي مجموعه‌هاي كوارتز ديوريت را قطع مي‌نمايد و به نظر مي‌رسد وابستگي نزديكي با كاني‌زايي اورانيوم وكاني سازي هاي فلزي گرمابي داشته باشند. شكل رخنمون اين نفوذي‌ها از نوع توده هاي استوك و دايك مي‌باشد.

مهمترین کانسارهای اورانیوم:

اکسید: پیچبلند

فسفات آبدار: توبرنیت و اوتونیت

وانادات آبدار: کارنوتیت            

سولفات آبدار: زیپیت

پیچبلند یا اورانینیت((PITCHBLENDE

q    اکسید اورانیوم می باشد.

q    حاوی توریم، زیرکونیم، سرب و ... می باشد.

q    عموما توده ای، غده ای یا بصورت دانه ای و بسیاری از نمونه های آن ژلاتینی هستند.

q    وزن مخصوص در حالت توده ای 6/4 گرم برسانتیمتر مکعب و در حالت متبلور9/7 گرم بر سانتیمتر مکعب می باشد.

توبرنیت(TOBERNITE)

q    فسفات آبدار مس و اورانیوم است.

q    گاهی اوقات آرسنیک جانشین فسفر می شود.

q    به شکل بلورهای مسطح نازک مربعی، اغلب در لبه ها تغییرشکل یافته، همچنین به صورت فلسی و ورقه ای می باشد.

q    وزن مخصوص 3/5 گرم برسانتیمترمکعب دارد.

اوتونیت (AUTUNITE)

q    به شکل بلورهای مسطح نازک مربعی شکل و ورقه ای می باشد.

q    با توربرنیت بصورت محلول ثانویه از دیگر کانسارهای اورانیوم حاصل می شود.

q    وزن مخصوص 3/1 گرم برسانتیمترمکعب دارد.

کارنوتیتCARNOTITE))

q    به شکل پودری یاورقه ای بسیار نازک و خرد شونده ی بلوری است.

q    بصورت عدسی در ماسه سنگ های ژوراسیک بعضی نواحی و نیز در رسوبات پیچبلند هم یافت می شود.

زیپیت یا اوراکنیت (ZIPPEITE)

q    سولفات آبدار اورانیوم است.

q    فرمول آن نامعلوم و بی ثبات است.

q    به شکل پوسته ای، پودری و گاهی بصورت بلورهای نازک یا پوسته های زگیلی است.

پیدایش

اورانیوم عنصری طبیعی است که تقریبا در تمام سنگ ها،آب و خاک به میزان کم یافت می شود و به نظر می رسد که مقدار آن ازآنتیموان، برلیوم، کادمیوم، جیوه، طلا، نقره و تنگستن بیشتر باشد و این فراوانی در حد آرسنیک و مولیبدنیوم است. این عنصر در بیشترکانی های اورانیومی از قبیل PITCHBLENDE،URANINITE،AUTUNITE,URANOPHANE, TOBERNITE و COFFINITE یافت می شود . مقدار بیشتری از اورانیوم در موادی از قبیل صخره های فسفاتی و کانیهایی مانند LIGNITE و MONAZITE یافت می شود که بیشتر برای مصارف اقتصادی از همین منابع استخراج می شود. از آنجا که اورانیوم نیمه عمر رادیو اکتیوی طولانی   برای U-238 دارد مقدار آن همیشه در زمین ثابت می ماند.

 بنظر میرسد که فرو پاشی اورانیوم و واکنش های هسته ای آن با توریوم همان منبع گرمایی عظیمی است که در هسته زمین، باعث ذوب شدن قسمت خارجی هسته زمین گردیده و باعث ایجاد حرکت پوسته ای زمین می شود.

اورانیوم در صنعت سه گونه دارد:

v    آلفا (ORTHOROMBIC) که تا دمای 667/7 درجه پایدار است.

v    بتا (TETRAGONAL) که از دمای667/7 تا 774/8درجه پایدار است.

v  گاما (BODY-CENTERED CUBIC) که از دمای 774/8درجه تا نقطه ذوب پایدار است) این رساناترین و چکش خوارترین گونه اورانیوم می باشد(.

ایزوتوپ ها

اورانیوم شانزده ایزوتوپ دارد. حدود ‎۹۹/۳ درصد از اورانیومی که در طبیعت یافت می‌شود ایزوتوپ ۲۳۸ (U-۲۳۸) و حدود ‎۰/۷ درصد ایزوتوپ ۲۳۵ (U-۲۳۵)می باشد. دیگر ایزوتوپ‌های اورانیم بسیار نادر هستند. در این میان ایزوتوپ ۲۳۵ برای بدست آوردن انرژی از نوع ۲۳۸ آن بسیار مهم‌تر است چرا که U-۲۳۵ (با فراوانی تنها ‎۰/۷ درصد) آمادگی آن را دارد که در شرایط خاص شکافته شود و مقادیر زیادی انرژی آزاد کند. به این ایزوتوپ «اورانیوم شکافتنی» (Fissil Uranium) هم گفته می‌شود و برای شکافت هسته ای استفاده می‌شود. دو ایزوتوپ مهم آن U235 و U238 می باشند که U235 مهمترین ایزوتوپ برای راکتورها و سلاح های هسته ای است. چرا که این ایزوتوپ تنها ایزوتوپی است که در طبیعت وجود دارد و در هر مقدار ممکن توسط نوترون های حرارتی شکافته شود. ایزوتوپ U238 نیز از این جهت مهم است که نوترون ها را برای تولید ایزوتوپ رادیو اکتیو جذب کرده و آن را به ایزوتوپ PU239 پلوتونیوم تجزیه می کند. ایزوتوپ مصنوعی U233 نیز شکافته شده و توسط بمباران نوترونی THORIUM232 بوجود می آید .اورانیوم اولین عنصر یافته شده بود که می توانست شکافته شود. برای نمونه با بمباران آرام نوترونی ایزوتوپ U235 آن به ایزوتوپ کوتاه عمر U236 تبدیل شده و بلا فاصله به دو هسته کوچکتر تقسیم می شود که این عمل انرژی آزاد کرده و نوترون های بیشتری تولید می کند. اگر این نوترون ها توسط هسته U235 دیگری جذب شوند عملکرد حلقه هسته ای دوباره اتفاق می افتد و اگر چیزی برای جذب نوترون ها وجود نداشته باشد به حالت انفجاری در می آیند.

تمرکز اورانیوم

  به دلیل بزرگی شعاع یونی و بالا بودن بار یونی اورانیوم، این عنصر در سنگ های آذرین اسیدی متمرکز می شود.
كاني هاي زینوتایم، زیرکون و مونازیت حداکثر اورانیوم و الیوین حداقل اورانیوم را دارند. زینوتایم، زیرکون و مونازیت در سنگ های آذرین اسیدی تا حد واسط آلکالن یافت می شوند و به همین دلیل فراوانی اورانیوم در این نوع سنگ ها بالاست. اورانینیت ) پیچبلند( مهمترین کانی  محیط احیایی و کارنوتیت مهمترین کانی محیط اکسیدان است.

عوامل کنترل کننده ی کانی سازی اورانیوم

Eh عامل کنترل کننده ی کانی سازی اورانیوم است. Eh پایین منجر به رسوب اورانینیت و یا کافنیت می شود، در حالیکه در Eh های بالا اورانیوم محلول است. کارنوتیت فراوان ترین کانی اورانیل با کمترین قابلیت انحلال است. حتی اگر مقدار کمی وانادیوم در محلول وجود داشته باشد منجر به عدم پویایی اورانیوم و رسوب آن تحت شرایط خنثی تا کمی اسیدی خواهد شد.

اورانیوم در طبیعت

کانی های اورانیوم دار در طبیعت به صورت کانسارهای رسوبی ، آذرین و گرمابی یافت می شود. عنصر لیتوفیل اورانیوم بصورت اولیه در سنگ های آذرین اسیدی وجود دارد و به علت شعاع یونی بزرگ در محلول های باقیمانده پگماتیتی و گرمابی حرارت بالا متمرکز می گردد. از این نظر کانی های اورانیوم بصورت ترکیبات اولیه نادر و غالباً پیچیده از نوع اورانینیت و پشبلاند و ترکیبات حاصل از اکسیداسیون آنها (اورانوفان، اوتونیت و . . . ) در پگماتیت ها تشکیل می گردد. کانی های اولیه اورانیوم از نظر پاراژنتیک همراه کانی های ویژه پگماتیتی از قبیل بریل، موسکوویت، کانه های لیتیم، تورمالین و . . . پیدا می شود. این توده های اورانیوم فقط در حالت استثنائی قابل استخراج است، زیرا در این کانسارها کانی های اورانیوم بطور نامنظم در زمینه کانسنگ ها پخش شده است و مقدار آنها نسبت به کانی های گانگ بسیار کم است، بدین جهت گاهی فقط بصورت ماده فرعی از این کانسارها استخراج می شود.

انتقال آبگون و ته نشست اورانیوم: در  طبیعت اورانیوم به دو شکل، به صورت یون اورانوسUranous و یون اورانیلUranylix یافت می شود. در محیط ماگمایی اورانیوم به صورت U⁴⁺   می باشد و در این شکل یک عنصر کمیاب به شدت ناسازگار است که تنها در تعداد کمی از کانی های فرعی حضور دارد و در مذاب باقیمانده تمرکز می یابد. یون اورانوس به سهولت در آب های جوی به  U⁶⁺  اکسید می شود. شکل اکسیده ی اورانیوم در دامنه ی گسترده ای از شرایط PH حمل می شود در حالیکه شکل احیای این فلز عموما غیر محلول است. اورانیوم می تواند با کم شدنEh سیال، به صورت اکسید اورانوس، در شکل اورانینیت یا پیچبلند ته نشست نماید. بنابراین بسیاری از انواع حرارت پایین کانسارهای اورانیوم، محصول فرایندهای اکسیداسیون – احیا در مکانی می باشد که فلز به صورت U⁶⁺  حمل شده و با احیا شدن ته نشست نموده اند. علاوه بر این، ته نشست اورانیوم ممکن است بواسطه اختلاط سیالی، تغییرات در PH سیال و جذب نیز تسریع می گردد.

فراوانی: این عنصر از نظر فراوانی در میان عناصر طبیعی پوسته زمین در رده ۴۸ قراردارد. اورانیوم در طبیعت بصورت اکسید و یا نمک‌های مخلوط در مواد معدنی (ماننداورانیت یا کارونیت) یافت می‌شود. این نوع مواد اغلب از فوران آتشفشان‌ها بوجود می‌آیند و نسبت وجود آنها در زمین برابر دو در میلیون نسبت به سایر سنگ ها و مواد کانی است. اورانیوم طبیعی شامل ‎۹۹/۳٪ از ایزوتوپ ‎^۲۳۸U و ‎۰/۷٪ ‎^۲۳۵U است.

اورانیوم در سنگ های گرانیتی نسبت به سنگ های آذرین دیگر غنی شدگی نشان می دهد و گرانیت ها و خاکسترهای ریولیتی معمولا بعنوان منابع ذخایر اولیه ی اورانیوم ذکر می شوند. در بین سنگ های رسوبی نیز تمرکز اورانیوم پایین است به غیر از شیل های سیاه که در آنها اورانیوم می تواند تا حد عیار کانسنگی نیز برسد. بیشتر آب های طبیعی حاوی مقدار بسیار ناچیزی از اورانیوم محلول هستند

قدیمی ترین آنها ذخایر طلا – اورانیوم کنگلومرایی است. کانی ها بطور کلی بصورت آواری هستند و تحت شرایط اکسیژن پایین اتمسفری، نهشته شده اند و سریعا حمل می شوند. ذخایر رگه ای یا نا پیوستگی در اواخر پروتروزوئیک تشکیل شده اند. در فانروزوئیک، کانی سازی در داخل شیل های سیاه روی داده است. ذخایر اورانیوم با سنگ میزبان شیل بیشتر با سن پالئوزوئیک می باشند در صورتیکه ذخایر اورانیوم با سنگ میزبان ماسه سنگی بیشتر متعلق به مزوزوئیک – سنوزوئیک هستند.

منابع اورانيوم كره زمين بر مبناي جايگاه زمين شناسي و ويژگيهاي سازندهاي ميزبان مي تواند بر حسب ارزش اقتصادي آنها به شكل زير طبقه بندي گردد:

v    كانسارهاي منسوب به دگرشيبي

v    كانسارهاي ماسه سنگ

v     كانسارهاي كنگلومراي كوارتز _ قلوه سنگ

v    كانسارهاي رگه اي

v    كانسارهاي كمپلكس برشي

v    كانسارهاي آذرين دروني

v    كانسارهاي فسفريت

v    كانسارهاي تنوره هاي برشي فرو ريخته

v    كانسارهاي آتشفشاني

v    كانسارهاي سطحي

v    كانسارهاي دگرنهادي

v    كانسارهاي دگرگوني

v    كانسارهاي ليگنيت

v    كانسارهاي شيل سياه

v    ساير انواع كانسارها

کانسارهای ماسه سنگی اورانیوم: این کانسارها یکی از مهمترین منابع اورانیوم دنیا را تشکیل می دهند. این نهشته ها در رسوبات قاره ای و عموما رودخانه ای یافت می شود که بیشتر در شرایط خشک برجای گذاشته شده اند. فلزاتی که به مقادیر زیاد در این کانسارها یافت می شوند عبارتند از: اورانیوم، وانادیوم، مس، نقره، سلنیوم و مولیبدن. این کانسارها حاوی 1000تا 10000 تن اورانیوم با عیار 0/1تا0/2 درصد می باشند. این کانسارها غیر همزاد می باشند یعنی آنکه بعد از ته نشینی سنگ های رسوبی میزبانشان تشکیل گردیده اند. کانی های اصلی اورانیوم در این کانسارها پیچبلند، کافینیت و کانی های وانادیوم نظیر رسکولیت(میکای وانادیوم دار) و مونتروزیت می باشند. اکثر کانسارهای اورانیوم با میزبان ماسه سنگی فعال جهان در ایالات متحده واقع شده اند. این کانسارها عموما در ارتباط با ماسه سنگ های رودخانه ای – دریاچه ای پالئوزوئیک تا مزوزوئیک و آرکوزها می باشند. در این گونه ذخایر یک یا دو فلز به مقدار اقتصادی وجود دارد. کانه زایی اورانیوم به صورت نهشته های جداگانه یافت می شود. بیشتر کانسارهای با میزبان ماسه سنگی در امریکا یافت می شود که به آن رول فرانت می گویند. کانسنگ ها در مرز بین زون های اکسید شده و احیایی در داخل ماسه سنگ تشکیل شده اند و در مقطع عرضی بصورت هلالی یا رول مانند دیده می شود.

اورانیوم بصورت سطحی جذب رس ها می شود. علاوه بر اورانیوم مقداری مولیبدن و سلنیوم نیز معمولا یافت می شود اما مقدارشان در حد تجاری نیست. سلنیوم معمولا نزدیک به جبهه ی اکسیداسیون و قدری به سمت بالای شیب اورانیوم قرار می گیرد در حالیکه مولیبدن به فاصله ی نسبتا دور به سمت پایین یافت می شود. این توالی مشابه رسوبگذاری در نتیجه ی کاهش Eh می باشد.

کانسارهای اورانیوم نوع دگرشیبی

این کانسارها به کانسارهای اورانیوم نوع اثاباسکا نیز موسومند. این کانسارها در نتیجه ی انحلال اورانیوم عیار پایین بصورت U⁶⁺ و ته نشینی آن در اثر احیا U⁶⁺ محلول به U⁴⁺ غیر محلول تشکیل می شوند. به عقیده ی هووسیبالد(1987) اورانیوم از یک لایه ی سنگی نفوذپذیر واقع در بالای یک سطح دگرشیبی که آب های زیرزمینی در امتداد آن جریان دارد، شسته شده است. سیالات گرم غنی از متان که از سنگ های پی سنگ حاوی گرافیت در طول گسل ها به طرف سطح حرکت می کنند و شرایط احیایی لازم برای احیای U⁶⁺ به U⁴⁺ و ته نشینی اورانیوم را فراهم می نمایند. در این کانسارها عیار از 0/3 تا 0/5 درصد متغیر است. حاوی محصولات فرعی نظیر طلا، نیکل، کبالت، ارسنیک، سلنیوم، نقره و مولیبدن می باشد. کانسارسازی عمدتا در بالا، در امتداد و در زیر سطح دگر شیبی حادث می شود. شکل توده های معدنی نوار مانند است که در جهت افقی طویل شده است. توده ی معدنی پرعیار، به طرف خارج بصورت انتشاری و رگه ای درمی آید.

پگماتیت های اورانیوم دار

از این پگماتیت ها و گرانیت های پگماتیتی در چندین منطقه بهره برداری شده است. کانسار بن کرافت انتاریو و کانسار بسیار بزرگ روسینگ(Rossing) در نامبیا در زمره ی مهمترین ذخایر است. ترکیب پگماتیت های حوزه ی بن کرافت شامل پیروکسن، هورنبلند و بیوتیت است. کانه زایی فلزهای کمیاب مجموعه ای از کانی های U, Th,Ta, Nb, REE, Y,Ti, Be را شامل می شود. میانگین عیار اورانیوم در میدان بن کرافت اندکی بیش از 0/1 درصد U₃O₈   است. کانسار اورانیوم روسینگ نامبیا بزرگترین تولید کننده ی اورانیوم جهان است. معدن دارای تناژ بالا و عیار پایین بوده(15 تا 16 میلیون تن کانسنگ در سال با عیار0/031 درصد U₃O₈    ). تقریبا 55 درصد اورانیوم در اورانینیت و 40 درصد در کانی های ثانویه ی اورانیوم یافت می شود.

ذخایر موجود در شیل سیاه

کانسارهای اورانیوم شامل نهشته های بزرگ اما با عیار پایین اورانیوم در داخل شیل های سیاه می باشند. در حال حاضر تجاری نیستند. مقدار اورانیوم فقط در طبقات غنی از مواد آلی، بالاست و غلظت آن از حدود 30 تا 100 ppm متغیر است که کمتر از یک سوم اورانیوم موجود در آلوم شیل می باشد.

ايالت اورانيوم

يك ايالت اورانيوم ناحيه اي است كه در آن كانسارهاي با ارزش اقتصادي در يك ساختار زمين شناسي واحد قرار داشته و در آن اورانيوم فلز اصلي بوده و فلزات ديگر نقش دوم را دارند .
بعبارت ديگر ايالت اورانيوم ناحيه اي است كه در آن مجموعه عوامل استراتيگرافي، ماگماتيسم ،‌ دگرگوني و تكتونيك از نظر زماني و مكاني براي غني شدگي اورانيوم مناسب گشته و تعداد زيادي كانسار و انديس اورانيوم در آن يافت مي شوند .ضرورت بوجود آمدن اورانيوم وجود پوسته سيالي بالغ (Mature) مي باشد كه خود با وفور مقدار گرانيت پتاسيك مشخص مي شود. در واقع گرانيت پتاسيك نفوذي در پوسته سيالي مناسبترين منبعي است كه مي تواند موجب تشكيل كانسارهاي اورانيوم گردد.
دومين معيار ، رخدادهاي منطبق با تكوين زمين شناسي منطقه است كه بر حسب مورد مي تواند كانسارهاي خاصي را بوجود بياورد. طولاني بودن و تكرار اين فرآيندها عامل مهمي در بوجود آمدن يك ايالت اورانيوم مي باشد. بطور مثال در ايالت كلرادو _ وايومينگ در طول 100 ميليون سال حداقل 6 فرآيند كانه ساز عمل كرده اند. هركانساری در حقيقت حلقه پاياني زنجيره تكامل و تكوين آن عنصر در كره زمين است. به همين لحاظ شناخت ويژگي هاي هر عنصر از مهمترین معيارهاي شناخت نحوه جابجايي ،‌ پراكندگي و تمركز آن عنصر است . نحوه رفتار آن در پروسه ماگماتيسم ،‌ تكتونيك ،‌ دگرگوني و رسوبگذاري از مهمترين مواردي است كه تشكيل كانسارها را در كنترل دارد.

چهار مرحله مهم در سیکل تکاملی زمین دیده می شود:

کانسارهای اورانیوم رابطه نزدیکی با مراحل تکامل کره زمین نشان می دهند.

1.      تشکیل نخستین پوسته قاره ای(6/4 تا 8/2 میلیارد سال(

2.      مرحله استقرار پوسته های قاره ای و اتمسفر بدون اکسیژن آزاد(2/2تا 8/2 میلیارد سال(

3.       مرحله پوسته سیالیک پایدار و اتمسفر اکسیژن دار (2/2 تا 4/0 میلیارد سال)

4.      مرحله توسعه گیاهان و تشکیل اورانیوم در رسوبات رودخانه ای(4/0 میلیارد سال تا عهد حاضر)

تشکیل نخستین پوسته قاره ای: پوسته زمين در ‎آغاز شكل گيري ، عمدتاً از نوع آتشفشاني بازيک و سنگ هاي تخريبي ناشي از آن يعني گري واك بوده است كه به تدريج به سنگ هاي تخريبي (رسي _ ماسه سنگي) ،‌كربنات و سنگ هاي تبخيري تبدیل شده است . سنگ هاي رسي محصول هوازدگي شديد توده هاي گرانيتي مي باشد كه پتاسيم بصورت كاني هاي رسي در آمده و Na به آب درياها انتقال يافته است.
اورانيوم نسل اول رسوبي مي باشد و ایجاد سازندهاي غنی از اورانيـــوم (U-Enriched formation)مي کند.

مرحله استقرار پوسته های قاره ای و اتمسفر بدون اکسیژن: در اواخر آرکئن (7/2 تا 8/2 میلیارد سال) نخستین توده های گرانیتی شکل گرفته اند. ویژگی های مهم محدوده زمانی 2/2 تا 8/2 میلیارد سال عبارتند از: نفوذ توده های گرانیتی، افزایش ضخامت پوسته های قاره ای و تشکیل حوزه های رسوبی درون قاره ای. به دلیل عدم وجود اکسیژن آزاد، کانی اورانینیت به صورت آواری حمل و همزمان با کنگلومرا تشکیل گردیده است. کانسارهای اورانیوم که در این محدوده زمانی تشکیل گردیده اند به نوع پلاسر نیز معروفند. حدود 20 درصد ذخایر اورانیوم کشف شده در کشورهای غربی از نوع پلاسر است.

مرحله پوسته سیالیک پایدارو  اتمسفر اکسیژن دار: از اوایل پروتروزوئیک پوسته های قاره ای توسعه زیادی یافته اند. برای نخستین بار اکسیژن آزاد در اتمسفر و آب به وجود آمد که موجب اکسیده شدن CH4 و CO شده و در نتیجه سنگ های کربناته تشکیل شدند. کانی سازی اورانیوم از این زمان به بعد از نوع رسوبی شیمیایی است. در حوضه های درون قاره ای رسوبات شیمیایی و آواری شروع به رسوب می کنند و اورانیوم در این مرحله به صورت محلول حمل و سپس در شرایط احیایی که توسط جلبک ها ایجاد می گردیده، بر جای گذاشته شد. كانسارهاي اورانيوم تشكيل شده بعد از سازند تخريبي قرمز از نوع پیچبلند مي باشد كه از نظر تركيب كاني شناسي و مينرالوژي از اورانينيت متفاوت است. در اورانينيت Th و REE وجود دارد كه معلول منشأ ماگماتوژن آن مي باشد ولي پیچبلند اصولاً تك عنصري بوده و محصول انتقال شيميايي و تمركز بعدي است.

مرحله توسعه گیاهان و تشکیل اورانیوم در رسوبات رودخانه ای: در این مرحله به دلیل توسعه گیاهان و تشکیل ترکیبات آلی در رسوبات قاره ای، اورانیوم فاصله زیادی را از منشا طی ننموده و در رسوبات قاره ای بر جای گذاشته شده است. 445 درصد اورانیوم کشورهای غربی در ماسه سنگ های رودخانه ای کشف شده اند.
کانسارهای نوع ماسه سنگی بیشترین ذخیره اورانیوم دنیا را به خود اختصاص مي دهند. کانسارهای نوع کنگلومرا و دگرشیبی مخصوص پرکامبرین هستند. فلزاتی چون اورانیوم، وانادیوم، مس، نقره، سلنیم و مولیبدن به مقدار زیاد در این کانسارها یافت می شوند.

تولید و توزیع

اورانیوم اقتصادی از طریق تقلیل هالیدهای اورانیوم با خاک فلزات قلیایی تولید می شود. همچنین فلز اورانیوم می تواند از طریق عمل الکترولیز KUF5 یا UF4 که در CaCl2 و NaCl حل شده است به دست آید. اورانیوم خالص نیز از طریق تجزیه حرارتی هالیدهای اورانیوم حاصل می شود.

کاربردها

فلز اورانیوم بسیار سنگین و پرچگالی می باشد. اورانیوم خالی توسط بعضی از ارتش ها برای ساخت محافظ برای تانک ها و ساخت قسمت هایی از موشک ها و ادوات جنگی استفاده می شود. ارتش ها همچنین از اورانیوم غنی شده برای سوخت ناوگان خود و زیردریایی ها و همچنین سلاح های هسته ای استفاده می کنند. اورانیوم موجود در سلاحهای هسته ای به شدت غنی می شوند که این مقدار بصورت تقریبی 90% می باشد .مهمترین کاربرد اورانیوم در بخش غیر نظامی تامین سوخت دستگاههای تولید نیروی هسته ای است که در آنها سوخت U235 به میزان 2 الی3% غنی می شود.

q  لعاب ظروف سفالی، از مقدار کمی اورانیوم طبیعی تشکیل شده است (که داخل فرایند غنی سازی نمی شود) که این عنصر برای اضافه کردن رنگ به آن اضافه می شود.

q    نیمه عمر طولانی ایزوتوپ اورانیوم 238 آن را برای تخمین سن سنگ های آتشفشانی مناسب می سازد.

q   U235در راکتورهای هسته ای به پلوتونیوم تبدیل می شود و پلوتونیوم نیز در ساخت بمب های هیدروژنی مورد استفاده قرار می گیرد.

q    استات اورانیوم در شیمی تحلیلی کاربرد دارد.

q    برخی در لوازم نوردهنده از اورانیوم و برخی در مواد شیمیایی عکاسی مانند نیترات اورانیوم استفاده می کنند.

q  معمولا کودهای فسفاتی حاوی مقدار زیادی اورانیوم طبیعی می باشند. چراکه موادی که آنها از آنجا گرفته شده اند حاوی مقدار زیادی اورانیوم می باشند.

q    فلز اورانیوم برای اهداف اشعه ایکس در ساخت این اشعه با انرژی بالا استفاده می شود.

هشدار ها

اورانیوم ممکن است که درطریق تنفس یا بلع و یا در موارد استثنایی از طریق شکافی روی پوست، وارد بدن شود. اورانیوم توسط پوست جذب نمی شود و ذرات آلفای ساطع شده از این عنصر نمی تواند به پوست نفوذ کند. بنابراین اورانیومی که خارج از بدن باشد نمی تواند به اندازه اورانیوم داخل بدن مضر و خطرناک باشد.

اگر اورانیوم به بدن وارد شود ممکن است موجب سرطان شده یا به کلیه ها آسیب برساند. تمام ترکیبات اورانیوم سمی و رادیو اکتیو هستند. سمی بودن این عنصر می تواند کشنده باشد. در مقادیر بسیار کم خاصیت سمی بودن این عنصر به کلیه آسیب می رساند. خواص رادیو اکتیوی این عنصر نیز سیستماتیک و نظام مند است. در کل ترکیبات اورانیوم به سختی جذب روده و ریه می شوند و خطرات رادیولوژیکی آن باقی می ماند. فلز خالص اورانیوم نیز خطر آتش سوزی به همراه دارد.

منابع