Урановые месторождения

Характерный геолого-промышленный тип урановых месторождений, начавший формироваться с появлением растительности на континентах и растительных остатков в осадочных породах. Минеральный состав руд
В свете тенденций движения экономики и промышленности страны в сторону устойчивого развития, проблемы радиогеологии выступают на первый план. Поскольку добыча и переработка радиоактивных руд является важным условием повышения значимости атомной энергетики. На сегодняшний день особую актуальность представляют проблемы обеспечения ураном ведущих предприятий атомной энергетики – ввиду быстрого исчерпания запасов урана и недостатка пригодных для освоения месторождений. В связи с этим, задача поисков новых и доразведки ранее открытых рентабельных месторождений, является первоочередной в геохимической сфере и геологоразведке [3].
Основоположник биогеохимии - академик В.И.Вернадский - утверждал, что живое вещество планеты является самым мощным фактором перемещения атомов химических элементов на поверхности нашей планеты. Ученый заложил основы биогеохимии как самостоятельной науки. В дальнейшем была подтверждена связь физиологических процессов, происходящих в растениях, с химическим элементным составом и составом внешней среды. Это явилось основой учения о биогеохимических провинциях, имеющего большое практическое значение. В настоящее время в биогеохимии выделилось несколько самостоятельных разделов: геохимическая экология, биогеохимия растений, палеобиогеохимия и т.д. В отношении накопления и перемещения урана в земной коре имеет значение возникновение растений в ходе исторического развития Земли. Данные процессы представляют интерес не только с позиций формирования теплового и радиационного фона планеты, но и в аспекте описания процессов минерализации земной коры [1].
Проблемы радиогеологии включают исследование особенностей распределения радиоактивных изотопов в земной коре и изучение специфических свойств месторождений, их минерального состава и рудоносности в аспекте геологического формирования в исторической ретроспективе. Основными источниками радиоактивности планеты являются радионуклиды, содержащиеся в различных природных средах и объектах окружающей среды, формировавшихся со времен образования Земли.
Согласно современным представлениям, уран образовался на Земле в результате слияния нейтронных звезд, что во многом и обусловило его высокую радиоактивность. Между тем, ценные в промышленном отношении месторождения формировались в ходе геологической истории на протяжении длительного времени, обогащаясь различными минеральными и органическими компонентами [5].
«Жизнь захватывает значительную часть атомов, составляющих материю земной поверхности. Под её влиянием эти атомы находятся в непрерывном, интенсивном движении. Из них всё время создаются миллионы разнообразнейших соединений. На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом», - писал В.И.Вернадский

. таким образом, бурное развитие растительности на Земле многократно ускорило процессы миграции атомов, в том числе – урана, способствуя образованию разнообразных минеральных отложений [1].
Основные модели формирования месторождений урана предполагают: обогащение ураном и торием остаточных магматических расплавов, флюидно-эксплозивный механизм рудообразования, тектоно-магматическую активацию, разгрузку мощных импульсов тангенциального сжатия; понижение метаморфизма осадочных толщ и возрастание в них доли миграционно-способных и сорбционных форм, вынос урана из гранитоидного субстрата, его перенос водными потоками и осаждение в сероцветах, богатых углистой органикой; генезис уран-битумных месторождений в результате конденсации в зонах глубинных разломов литосферы мантийного углеводородно - неорганического флюида и др. [7]
Уран занимает 54 место по распространенности в земной коре. При этом он не залегает в чистом виде, а формирует комплексные руды, важнейшей разновидностью которых является настуран. Основная масса природного урана содержится в ультраосновных и кислых кремнийсодержащих породах, гранитах, гранодиаритах, сланцах и глинах. Значительная масса данного элемента сконцентрирована в осадочных породах, богатых органическим веществом. Среди осадочных пород наибольшее значение по содержанию урана имеют глины.
Кроме настурана, к урановым рудам относятся уранинит и урановые черни. Они отличаются, главным образом, по форме нахождения в земной коре и процентному содержанию урана. Немаловажную роль в минеральном насыщении пород играет возрастной фактор образования месторождений. Так, уранинит присутствует, в основном, в древних породах докембрийского периода, настуран в породах палеозойского периода и более молодых высоко- и среднетемпературных образованиях, урановые черни приурочены к кайнозойским образованиям, формирующим низкотемпературные осадочные породы.
Таким образом, можно утверждать, что палеозойская эра, на который приходится время появления и расцвета растений на Земле, их выход на сушу и формирование органических остатков, а также – образование кислорода в атмосфере Земли, сыграла существенную роль в образовании богатых месторождений урана со сложным и разнообразным минеральным составом [9].
На сегодняшний день установлено, что уран является сильным комплексообразователем. Его ионы формируют комплексные соединения со многими органическими и неорганическими анионами. При этом анионы слабодиссоциирующих кислот, в том числе, карбонат-ионы, образуют с ураном прочные комплексы. Наиболее устойчивыми по отношению к гидролизу в водном растворе являются карбонатные комплексы уранила: трикарбонатуруранил [UO2(CO3)3]4- и ди-акводикарбонат-уранил [UO2(CO3)2(Н2O)2]2-. Важную группу соединений составляют также комплексы уранил-иона с органическими кислотами, а также – с гумусовыми кислотами.
Уран обладает высоким сродством к кислороду