Minério de urânio - Uranium ore

Um quadrado de minério de urânio.

Depósitos de minério de urânio são economicamente concentrações recuperáveis de urânio dentro da Terra 's crosta . O urânio é um dos elementos mais comuns na crosta terrestre, sendo 40 vezes mais comum que a prata e 500 vezes mais comum que o ouro . Ele pode ser encontrado em quase todos os lugares em rochas, solos, rios e oceanos. O desafio para a extração comercial de urânio é encontrar aquelas áreas onde as concentrações são adequadas para formar um depósito economicamente viável. O principal uso do urânio obtido na mineração é como combustível para reatores nucleares.

Globalmente, a distribuição de depósitos de minério de urânio é generalizada em todos os continentes, com os maiores depósitos encontrados na Austrália, Cazaquistão e Canadá. Até o momento, os depósitos de alto teor são encontrados apenas na região da Bacia de Athabasca , no Canadá.

Os depósitos de urânio são geralmente classificados com base nas rochas hospedeiras, configuração estrutural e mineralogia do depósito. O esquema de classificação mais amplamente utilizado foi desenvolvido pela Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA) e subdivide os depósitos em 15 categorias.

Urânio

O urânio é um elemento químico fracamente radioativo metálico cinza prateado . Possui o símbolo químico U e o número atômico 92. Os isótopos mais comuns no urânio natural são 238 U (99,27%) e 235 U (0,72%). Todos os isótopos de urânio presentes no urânio natural são radioativos e fissionáveis , e 235 U é físsil (suportará uma reação em cadeia mediada por nêutrons). Urânio, tório e potássio são os principais elementos que contribuem para a radioatividade terrestre natural.

O urânio tem o maior peso atômico dos elementos que ocorrem naturalmente e é aproximadamente 70% mais denso do que o chumbo , mas não tão denso quanto o tungstênio , ouro , platina , irídio ou ósmio . Ele sempre é encontrado combinado com outros elementos. Junto com todos os elementos com pesos atômicos maiores que o do ferro , ele só é formado naturalmente em explosões de supernova .

Minerais de urânio

Uraninite, também conhecido como pitchblende
Autunite, um mineral de urânio secundário em homenagem a Autun na França
Torbernita, um importante mineral de urânio secundário

O principal mineral de urânio é a uraninita (UO 2 ) (anteriormente conhecida como pitchblenda). Uma variedade de outros minerais de urânio pode ser encontrada em vários depósitos. Estes incluem carnotite , tyuyamunite , torbernite e autunite . O davidite - brannerite - absite tipo titanatos de urânio, eo euxenita - fergusonite - samarskita grupo são outros minerais de urânio.

Uma grande variedade de minerais de urânio secundários são conhecidos, muitos dos quais são brilhantes e fluorescentes. Os mais comuns são gummite (uma mistura de minerais), autunita (com cálcio ), saleeita ( magnésio ) e torbernita (com cobre ); e silicatos hidratados tais como urânio coffinite , uranophane (com cálcio) e sklodowskite (magnésio).

Minerais de urânio
Minerais de urânio primários
Nome Fórmula química
uraninita ou pechblenda UO 2
caixão U (SiO 4 ) 1 – x (OH) 4x
brannerita UTi 2 O 6
davidite (REE) (Y, U) (Ti, Fe 3+ ) 20 O 38
tucolito Pirobitumen contendo urânio
Minerais de urânio secundários
Nome Fórmula química
Autunite Ca (UO 2 ) 2 (PO 4 ) 2 x 8-12 H 2 S
carnotite K 2 (UO 2 ) 2 (VO 4 ) 2 x 3/1 H 2 S
goma mistura semelhante a goma de vários minerais de urânio
saleeite Mg (UO 2 ) 2 (PO 4 ) 2 x 10 H 2 O
torbernite Cu (UO 2 ) 2 (PO 4 ) 2 x 12 H 2 O
tyuyamunite Ca (UO 2 ) 2 (VO 4 ) 2 x 8/5 H 2 S
uranocircite Ba (UO 2 ) 2 (PO 4 ) 2 x 8-10 H 2 S
uranofano Ca (UO 2 ) 2 (HSiO 4 ) 2 x 5 H 2 O
zeunerita Cu (UO 2 ) 2 (AsO 4 ) 2 x 8-10 H 2 S

Gênese do minério

Fragmento de madeira em um conglomerado, que foi parcialmente substituído por pitchblenda (preto) e circundado por carnotita (amarelo).

Existem vários temas de formação de depósitos de minério de urânio, que são causados ​​por características geológicas e químicas das rochas e do elemento urânio. Os temas básicos da gênese do minério de urânio são a mineralogia do hospedeiro, o potencial de redução-oxidação e a porosidade .

O urânio é um metal pesado altamente solúvel e também radioativo. Pode ser facilmente dissolvido, transportado e precipitado nas águas subterrâneas por mudanças sutis nas condições de oxidação. O urânio também não costuma formar espécies minerais muito insolúveis, o que é mais um fator na ampla variedade de condições geológicas e locais nos quais a mineralização do urânio pode se acumular.

O urânio é um elemento incompatível dentro dos magmas e, como tal, tende a se acumular em fundidos de granito altamente fracionados e evoluídos , particularmente em exemplos alcalinos. Esses fundidos tendem a se tornar altamente enriquecidos em urânio, tório e potássio e podem, por sua vez, criar pegmatitos internos ou sistemas hidrotérmicos nos quais o urânio pode se dissolver.

Esquemas de classificação

Classificação da IAEA (1996)

A Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) atribui depósitos de urânio a 15 categorias principais de tipos de depósitos, de acordo com sua configuração geológica e gênese da mineralização, organizados de acordo com seu significado econômico aproximado.

  1. Depósitos relacionados a inconformidades
  2. Depósitos de arenito
  3. Depósitos de conglomerado de quartzo-seixo
  4. Depósitos do complexo de Breccia
  5. Depósitos de veias
  6. Depósitos intrusivos (Alaskites)
  7. Depósitos de fosforita
  8. Colapso de depósitos de tubos de brecha
  9. Depósitos vulcânicos
  10. Depósitos superficiais
  11. Depósitos de metassomatita
  12. Depósitos metamórficos
  13. Lignite
  14. Depósitos de xisto negro
  15. Outros tipos de depósitos

Esquema alternativo

O esquema de classificação da IAEA funciona bem, mas está longe do ideal, pois não considera que processos semelhantes possam formar muitos tipos de depósitos, mas em um ambiente geológico diferente. A tabela a seguir agrupa os tipos de depósito acima com base em seu ambiente de deposição.

Classificação de depósito de urânio

Condições de transporte / precipitação de urânio
Tipo de Depósito
Processos de superfície / sinedimentares Depósitos superficiais
Depósitos de conglomerado de quartzo-seixo
Depósitos de fosforita
Lignite
Xisto preto
Diagenético Depósitos de arenito
Diagenético - Hidrotérmico? Depósitos relacionados a inconformidades
Depósitos de veias
Colapso de depósitos de tubos de brecha
Magmático - Hidrotérmico? Depósitos do complexo de Breccia
Depósitos vulcânicos
Depósitos de metassomatita
Depósitos de veias
Depósitos intrusivos
Metamórfico - Hidrotérmico? Depósitos metamórficos

Tipos de depósito (Classificação IAEA)

Depósitos relacionados a inconformidades

Mina a céu aberto Ranger 3 , Território do Norte , Austrália: a formação Cahill mineralizada de urânio, conforme visível na cava, é inconformada sobreposta por arenito Kombolgie formando as montanhas ao fundo

Depósitos de urânio do tipo inconformismo hospedam altos graus em relação a outros depósitos de urânio e incluem alguns dos maiores e mais ricos depósitos conhecidos. Eles ocorrem em estreita proximidade com discordâncias entre arenitos relativamente ricos em quartzo que compreendem a porção basal de bacias sedimentares relativamente indeformadas e rochas de embasamento metamórfico deformadas . Essas bacias sedimentares são tipicamente de idade Proterozóica , porém existem alguns exemplos fanerozóicos .

Depósitos relacionados à discordância fanerozóica ocorrem em metassedimentos Proterozóicos abaixo de uma discordância na base do arenito fanerozóico sobreposto. Esses depósitos são pequenos e de baixo teor ( depósitos de Bertholene e Aveyron , na França).

As duas áreas mais significativas para este tipo de depósito são atualmente a Bacia Athabasca em Saskatchewan , Canadá, e a Bacia McArthur no Território do Norte , Austrália.

Bacia Athabasca

Os depósitos de urânio de maior grau são encontrados na Bacia de Athabasca no Canadá, incluindo os dois maiores depósitos de urânio de alto grau do mundo, Cigar Lake com 217 milhões de libras (99.000 t) U 3 O 8 em um teor médio de 18% e o Rio McArthur com 324 milhões de libras (147.000 t) de U 3 O 8 com um grau médio de 17%. Esses depósitos ocorrem abaixo, através e imediatamente acima da discordância. Além disso, outra descoberta de alto grau está em estágio de desenvolvimento em Patterson Lake (depósito Triple R) com um recurso mineral estimado identificado como; "Recursos Minerais Indicados" estimados em um total de 2.291.000 toneladas com um teor médio de 1,58% U3O8 contendo 79.610.000 libras de U3O8. Os "recursos minerais inferidos" são estimados em um total de 901.000 toneladas em um grau médio de 1,30% U3O8 contendo 25.884.000 libras de U3O8. http://www.fissionuranium.com/_resources/reports/RPA_Fission_U_Patterson_Lake_South_Technical_Report_FINAL_Feb_2015.pdf

Bacia McArthur

Os depósitos da bacia McArthur River no Oriente Alligator Rios região do Território do Norte da Austrália (incluindo Jabiluka , Guarda-florestal , e Petrogale concinna ) estão abaixo da discordância e estão no final de baixo grau da faixa depósito de discordância, mas ainda são de alto grau em comparação com a maioria dos tipos de depósito de urânio. Tem havido muito pouca exploração na Austrália para localizar depósitos profundamente ocultos acima da discordância semelhante aos do Canadá. É possível que depósitos de alto grau ocorram nos arenitos acima da discordância na área dos Rios Jacaré / Terra de Arnhem .

Depósitos de arenito

Uma mina de urânio perto de Moab, Utah . Observe o arenito vermelho e branco / verde alternado . Isso corresponde às condições oxidadas e reduzidas na química redox das águas subterrâneas . A rocha se forma em condições de oxidação e é então "branqueada" ao estado branco / verde quando um fluido redutor passa pela rocha. O fluido reduzido também pode transportar minerais contendo urânio .

Os depósitos de arenito estão contidos em arenitos de granulação média a grossa depositados em um ambiente fluvial continental ou sedimentar marinho marginal . Xisto impermeável ou unidades de lamito são intercaladas na sequência sedimentar e freqüentemente ocorrem imediatamente acima e abaixo do horizonte mineralizado. O urânio é móvel sob condições oxidantes e precipita sob condições redutoras e, portanto, a presença de um ambiente redutor é essencial para a formação de depósitos de urânio no arenito.

A mineralização primária consiste em pitchblenda e caixão, com o intemperismo produzindo mineralização secundária. Os depósitos de arenito constituem cerca de 18% dos recursos mundiais de urânio. Os corpos minerais deste tipo são comumente de baixo a médio grau (0,05–0,4% U 3 O 8 ) e os corpos minerais individuais são de tamanho pequeno a médio (variando até um máximo de 50.000 t U 3 O 8 ).

Depósitos de urânio hospedados por arenito são amplamente espalhados globalmente e abrangem uma ampla gama de idades das rochas hospedeiras. Algumas das principais províncias e centros de produção incluem:

  1. as bacias do Wyoming
  2. o distrito de Grants do Novo México
  3. depósitos na Europa Central e
  4. Cazaquistão

Um potencial significativo permanece na maioria desses centros, bem como na Austrália, Mongólia , América do Sul e África .

Este tipo de modelo pode ser subdividido nos seguintes subtipos:

  • tabular
  • rolar para a frente
  • canal basal
  • estruturalmente relacionado

Muitos depósitos representam combinações desses tipos.

Tabular

Os depósitos tabulares consistem em zonas lenticulares alongadas ou tabulares irregulares de mineralização de urânio dentro de sedimentos seletivamente reduzidos. As zonas mineralizadas são orientadas paralelamente à direção do fluxo do lençol freático , mas em pequena escala as zonas de minério podem atravessar feições sedimentares do arenito hospedeiro. Depósitos dessa natureza ocorrem comumente em paleocanais cortados nas rochas do embasamento subjacente.

Os depósitos de urânio de arenito tabular contêm muitos dos mais altos graus da classe do arenito, no entanto, o tamanho médio do depósito é muito pequeno.

Rolar para a frente

Estruturas interpretadas como Palaeo-rollfronts no sul da Austrália

Depósitos de urânio roll-front geralmente estão hospedados em arenitos ou conglomerados permeáveis e porosos . O mecanismo para a formação de depósitos é a dissolução do urânio da formação ou estratos próximos e o transporte desse urânio solúvel para a unidade hospedeira. Quando os fluidos mudam de estado redox , geralmente em contato com matéria orgânica rica em carbono , o urânio se precipita para formar uma "frente".

Os depósitos do subtipo Rollfront normalmente representam o maior dos depósitos de urânio hospedados em arenito e um dos maiores tipos de depósito de urânio com uma média de 21 milhões de libras (9.500 t) U 3 O 8 . Incluídos nesta aula estão o depósito Inkai no Cazaquistão e o depósito Smith Ranch no Wyoming . Provavelmente mais significativos do que seu tamanho maior, os depósitos de frente de rolamento têm a vantagem de serem passíveis de recuperação de lixiviação in-situ de baixo custo .

Características tipícas:

  • depósitos roll-front são corpos em forma de crescente que cortam a litologia do hospedeiro
  • normalmente, o lado convexo aponta para baixo do gradiente hidráulico .
  • os membros ou caudas tendem a ser concordantes com a litologia.
  • a maioria dos corpos de minério consiste em vários rolos interconectados.
  • depósitos individuais de frente de rolo são bastante pequenos, mas coletivamente podem se estender por distâncias consideráveis.

Canal basal (paleocanal)

Os depósitos do canal basal são freqüentemente agrupados com depósitos tabulares ou rollfront, dependendo de suas características únicas. O modelo para a formação de depósitos de paleocanais é semelhante ao dos depósitos roll-front, acima, exceto que a fonte de urânio pode estar na bacia hidrográfica que conduz a um riacho, ou a carga de leito do próprio paleocanal. Este urânio é transportado através das águas subterrâneas e é depositado em um limite reduzido, ou em sistemas de drenagem efêmeros como aqueles nos desertos da Namíbia e Austrália, é depositado em locais de evaporação calcretizados ou mesmo em lagos salinos conforme a água subterrânea evapora.

Alguns depósitos de urânio particularmente ricos são formados em paleocanais que são preenchidos nas partes inferiores por linhita ou carvão marrom , que atua como uma armadilha redutora particularmente eficiente para o urânio. Às vezes, elementos como escândio , ouro e prata podem estar concentrados nesses depósitos de urânio hospedados por linhita.

O Frome Embayment no Sul da Austrália hospeda vários depósitos deste tipo, incluindo Honeymoon , Oban, Beverley e [Four-Mile] (que é o maior depósito desta classe). Esses depósitos são hospedados em paleocanais preenchidos com sedimentos Cainozóicos e obtêm seu urânio de rochas paleo -mesoproterozóicas ricas em urânio do Monte Painter Inlier e do Domínio Olary da Província de Curnamona.

Estruturalmente relacionado

Depósito de urânio Westmoreland, Queensland, Austrália: a maioria dos corpos minerais (a posição de dois deles marcada) está hospedada ao longo do dolerite Redtree (linha tracejada) dentro do conglomerado Westmoreland Paleoproterozóico

Depósitos de urânio tectônico-litológico controlados ocorrem em arenitos adjacentes a uma zona de falha permeável que corta a sequência de arenito / argilito. A mineralização forma zonas de minério em forma de língua ao longo das camadas permeáveis ​​de arenito adjacentes à falha. Freqüentemente, há várias zonas mineralizadas 'empilhadas' verticalmente umas sobre as outras dentro de unidades de arenito adjacentes à zona de falha.

Depósitos de conglomerado de quartzo-seixo

Depósitos de urânio hospedados por conglomerados de seixos de quartzo são de importância histórica como a principal fonte de produção primária por várias décadas após a Segunda Guerra Mundial . Este tipo de depósito foi identificado em oito localidades ao redor do mundo, entretanto os depósitos mais significativos estão no Supergrupo Huronian em Ontário , Canadá e no Supergrupo Witwatersrand da África do Sul . Esses depósitos representam aproximadamente 13% dos recursos mundiais de urânio.

Dois subtipos principais foram identificados:

O conglomerado de seixos de quartzo hospedou depósitos de urânio formados a partir do transporte e deposição de uraninita em um ambiente sedimentar fluvial e são definidos como depósitos paleoplacer estratiformes e estratificados . Rochas hospedeiras são tipicamente submaturas a supermaturas, conglomerados polimíticos e arenitos depositados em leque aluvial e ambientes de riachos entrelaçados . Os conglomerados hospedeiros dos depósitos Huronianos no Canadá estão situados na base da sequência, enquanto os horizontes mineralizados em Witwatersand estão indiscutivelmente ao longo de inconformidades intraformacionais tectonizadas.

Os minerais de urânio foram derivados de pegmatitos uraníferos nas áreas de origem de sedimentos. Esses depósitos são restritos ao Arqueano e ao início do Paleoproterozóico e não ocorrem em sedimentos com menos de 2.200 milhões de anos, quando os níveis de oxigênio na atmosfera atingiram um nível crítico, tornando os óxidos de urânio simples não mais estáveis ​​em ambientes próximos à superfície.

Os depósitos de urânio de conglomerado de seixos de quartzo são tipicamente de baixo grau, mas caracterizados por altas tonelagens. Os depósitos de Huronian no Canadá geralmente contêm teores mais elevados (0,15% U 3 O 8 ) e maiores recursos (como mostrado pelas minas Denison e Quirke ), no entanto, alguns dos depósitos de ouro da África do Sul também contêm níveis consideráveis ​​de baixo teor (0,01% U 3 O 8 ) recursos de urânio.

Subtipo Witwatersrand

Nos depósitos de Witwatersrand , os minérios são encontrados ao longo de inconformidades, camadas de xisto e siltito e camadas carbonosas. O Grupo West Rand de sedimentos tende a hospedar a maior parte do urânio dentro do Supergrupo Witwatersrand . O Dominion Reef rico em urânio está localizado na base do Supergrupo West Rand. O Recife Vaal é o recife mais rico em urânio do Grupo de sedimentos Central Rand. Os controles estruturais na escala regional são falhas normais, enquanto na escala do depósito estão acamando tesouras e empuxos paralelos. A evidência textural indica que o urânio e o ouro foram remobilizados em seus locais atuais; entretanto, o debate continua se a deposição original foi detrítica ou totalmente hidrotérmica, ou alternativamente relacionada à diagênese de alto grau .

Os minerais de urânio nos depósitos de Witwatersrand são normalmente uraninita com menor uranotorita, brannerita e caixão. O urânio é especialmente concentrado ao longo de camadas finas de carbono ou líderes de carbono. A alteração da escala regional forte consiste em pirofilita , cloritóide , muscovita , clorita , quartzo, rutilo e pirita . Os principais elementos associados ao urânio são ouro e prata. Os teores de ouro são muito mais altos do que no tipo Elliot Lake com U: Au variando entre 5: 1 e 500: 1, o que indica que esses minérios ricos em ouro são essencialmente depósitos de urânio de muito baixo grau com ouro.

Subtipo Elliot Lake

Os controles sedimentológicos nos depósitos de Huronian do distrito de Elliot Lake parecem ser muito mais fortes do que nos depósitos de Witwatersrand. Os minérios variam do urânio ao tório e ao titânio - ricos com tamanho de seixo decrescente e distância crescente de sua fonte. Embora tenham sido identificadas evidências de remobilização pós- diagenética , esses efeitos parecem estar muito subordinados aos controles sedimentológicos.

O minério consiste em uraninita com menor brannerita e tucolita. Estes ocorrem em leitos finos exibindo estratificação graduada que lembra a classificação de placer. A alteração é inexistente a muito fraca na melhor das hipóteses e acredita-se que a clorita e a sericita fracas sejam principalmente efeitos pós-minério. Outras alterações pós-deposicionais incluem piritização , silicificação e alteração de minerais de titânio. As associações geoquímicas mais proeminentes com o urânio são o tório e o titânio.

Este modelo esquemático representa a configuração deposicional original. O Huroniano sofreu dobramento pós-deposição moderado durante a orogenia Penokeana por volta de 1,9 bilhão de anos. A principal estrutura regional é o sinclinal de Quirke, ao longo das margens, onde se situa a maioria dos depósitos conhecidos. Devido a esta overprint estrutural corpos de minério variam de subhorizontal para abruptamente mergulhando .

Depósitos do complexo de Breccia (IOCG-U)

Amostra de minério rico em calcopirita da Barragem Olímpica: seções dos depósitos ricas em cobre também são ricas em urânio
Brecha rica em urânio em Mount Gee, Mount Painter Inlier, Sul da Austrália

Apenas um depósito de minério de ferro-cobre-ouro (IOCG) deste tipo é conhecido por conter quantidades economicamente significativas de urânio. A Barragem Olímpica, no sul da Austrália, é o maior recurso mundial de urânio de baixo teor e responde por cerca de 66% das reservas mais recursos da Austrália.

O urânio ocorre com cobre, ouro, prata e elementos de terras raras (REE) em um grande complexo de brecha de granito rico em hematita no Craton Gawler coberto por aproximadamente 300 metros de rochas sedimentares planas da província geológica de Stuart Shelf .

Outro exemplo do tipo Breccia é a área do Monte Gee no Monte Painter Inlier, no sul da Austrália. A brecha de quartzo-hematita mineralizada de urânio está relacionada a granitos paleoproterozóicos com teores de urânio de até 100 ppm. Os processos hidrotérmicos, cerca de 300 milhões de anos atrás, remobilizaram o urânio desses granitos e os enriqueceram nas brechas de quartzo-hematita. As brechas na área hospedam um recurso de baixo teor de cerca de 31.400 t U 3 O 8 a 615 ppm em média.

Depósitos de veias

Minério de urânio (pitchblenda em dolomita) do depósito tipo veia Niederschlema-Alberoda
Minério de urânio polimetálico, Marienberg, Erzgebirge Mts, Alemanha

Veia depósitos desempenhar um papel especial na história do urânio: o termo "pitchblende" ( "pechblende") tem origem depósitos veia alemães quando foram minadas para a prata no século 16. FE Brückmann fez a primeira descrição mineralógica do mineral em 1727 e o depósito de veias Jachymov na República Tcheca tornou-se a localidade-tipo para a uraninita. Em 1789, o químico alemão MH Klaproth descobriu o elemento de urânio em uma amostra de pitchblenda do depósito de veias de Johanngeorgenstadt. A primeira produção industrial de urânio foi feita a partir do depósito de Jachymov e Marie e Pierre Curie usaram os rejeitos da mina para a descoberta de polônio e rádio .

Os depósitos de veias consistem em minerais de urânio que preenchem cavidades como rachaduras, veias, fraturas, brechas e estoques associados a sistemas de falha de mergulho acentuado. Existem três subtipos principais de mineralização de urânio em forma de veia:

  • veias intragraníticas (Maciço Central, França)
  • veios em rochas metassedimentares em exocontatos de granitos
    • veios de urânio de quartzo-carbonato (Erzgebirge Mts, Alemanha / República Tcheca; Bohemian Massif, República Tcheca)
    • veias de urânio-polimetal (Erzgebirge Mts, Alemanha / República Tcheca; Saskatchewan, Canadá)
  • falha mineralizada e zonas de cisalhamento (África central; Maciço da Boêmia, República Tcheca)

Os veios intragraníticos se formam na fase tardia da atividade magmática, quando os fluidos quentes derivados do magma precipitam o urânio em fissuras dentro do granito recém-formado. Essa mineralização contribuiu muito para a produção de urânio da França. Veias hospedadas por unidades metassedimentares no exocontato de granitos são as fontes mais importantes de mineralização de urânio na Europa central, incluindo os depósitos de classe mundial Schneeberg-Schlema-Alberoda na Alemanha (conteúdo de 96.000 t de urânio), bem como Pribram (conteúdo de 50.000 t de urânio) e Jachymov (teor de urânio de aproximadamente 10.000 t) na República Tcheca. Também estão intimamente relacionados com os granitos, a mineralização é muito mais jovem com um intervalo de tempo entre a formação do granito e a mineralização de 20 milhões de anos. A mineralização inicial do urânio consiste em quartzo , carbonato , fluorita e pitchblenda . A remobilsação do urânio ocorreu em estágios posteriores, produzindo veios de polimetal contendo prata , cobalto , níquel , arsênico e outros elementos. Grandes depósitos desse tipo podem conter mais de 1.000 veios mineralizados individuais. No entanto, apenas 5 a 12% das áreas dos veios carregam mineralização e, embora lentes massivas de pitchblenda possam ocorrer, o teor geral do minério é de apenas cerca de 0,1% de urânio.

O Maciço da Boêmia também contém depósitos de urânio hospedados na zona de cisalhamento, sendo o mais importante Rozna-Olsi, na Morávia, a noroeste de Brno . Rozna é atualmente a única mina de urânio em operação na Europa central, com um conteúdo total de urânio de 23.000 te um teor médio de 0,24%. A formação desta mineralização ocorreu em várias etapas. Após a Orogenia Variscan , a extensão ocorreu e os fluidos hidrotérmicos superimprimiram materiais de granulação fina em zonas de cisalhamento com uma alteração de sulfeto-clorito. Os fluidos dos sedimentos sobrejacentes entraram no embasamento mobilizando urânio e enquanto subia na zona de cisalhamento, o material de clorita-pirita causou a precipitação de minerais de urânio na forma de caixão, pechblenda e silicatos U-Zr. Este evento de mineralização inicial ocorreu em cerca de 277 a 264 milhões de anos. Durante o Triássico, outro evento de mineralização ocorreu, realocando o urânio em veios de quartzo-carbonato-urânio. Outro exemplo desse estilo de mineralização é o depósito de Shinkolobwe no Congo, na África, contendo cerca de 30.000 t de urânio.

Depósitos associados intrusivos

Os depósitos intrusivos constituem uma grande proporção dos recursos mundiais de urânio. Incluídos neste tipo estão aqueles associados a rochas intrusivas, incluindo alaskito , granito , pegmatito e monzonitos . Os principais depósitos mundiais incluem Rossing ( Namíbia ), complexo intrusivo Ilimaussaq ( Groenlândia ) e Palabora ( África do Sul ).

Depósitos de fosforita

Os depósitos de fosforita sedimentar marinha podem conter baixas concentrações de urânio, até 0,01–0,015% U 3 O 8 , dentro de fluorita ou apatita . Esses depósitos podem ter uma tonelagem significativa. Grandes depósitos de fosforito ocorrem na Flórida e em Idaho, nos Estados Unidos, Marrocos e alguns países do Oriente Médio.

Colapso de depósitos de tubos de brecha

Os depósitos de colapso de tubos de brecha ocorrem em estruturas de colapso de solução circulares verticais, formadas pela dissolução de calcário pelas águas subterrâneas. Os tubos são normalmente preenchidos com fragmentos grossos de calcário e sedimentos sobrejacentes e podem ter de 30 a 200 metros (100 a 660 pés) de largura e até 1.000 metros (3.300 pés) de profundidade.

Minerais primários são uraninita e pechblenda , que ocorrem como preenchimentos de cavidades e revestimentos em grãos de quartzo dentro de brechas de arenito permeáveis ​​dentro do tubo. Os recursos em tubos individuais podem variar até 2500 toneladas de U 3 O 8 com um grau médio de 0,3 a 1,0% de U 3 O 8 .

Os exemplos mais conhecidos desse tipo de depósito estão na mineralização de urânio em tubo de breccia do Arizona, nos Estados Unidos, onde vários desses depósitos foram minerados.

Depósitos vulcânicos

Os depósitos vulcânicos ocorrem em rochas félsicas a vulcânicas intermediárias a vulcânicas e estruturas de subsidência de caldeira associadas , intrusões comagmáticas, diques em anel e diatremes .

A mineralização ocorre como veios e brechas estruturalmente controlados discordantes à estratigrafia e menos comumente como mineralização stratabound em rochas extrusivas ou fácies sedimentares permeáveis . A mineralização pode ser primária, ou seja, relacionada ao magmático ou como mineralização secundária devido à lixiviação, remobilização e re-precipitação. O principal mineral de urânio em depósitos vulcânicos é a pechblenda, que geralmente está associada à molibdenita e a pequenas quantidades de mineralização de chumbo , estanho e tungstênio .

Os depósitos de urânio hospedados por vulcões ocorrem em rochas hospedeiras que vão do Pré-cambriano ao Cenozóico, mas por causa dos níveis rasos em que se formam, a preservação favorece os depósitos de idade mais jovem. Alguns dos depósitos ou distritos mais importantes são Streltsovskoye, Rússia ; Dornod, Mongólia ; e McDermitt, Nevada .

O tamanho médio do depósito é bastante pequeno, com notas de 0,02% a 0,2% U 3 O 8 . Esses depósitos representam apenas uma pequena proporção dos recursos mundiais de urânio. Os únicos depósitos hospedados por vulcões atualmente em exploração são os do distrito de Streltsovkoye, no leste da Sibéria . Na verdade, este não é um único depósito isolado, mas 18 depósitos individuais que ocorrem dentro do complexo da caldeira Streltsovsk . No entanto, o tamanho médio desses depósitos é muito maior do que o tipo vulcânico médio.

Depósitos superficiais (calcretes)

Os depósitos superficiais são amplamente definidos como concentrações de urânio próximo à superfície terciária a recente em sedimentos ou solos. A mineralização em calcretas ( carbonatos de cálcio e magnésio ) é o maior dos depósitos superficiais. Eles são intercalados com areia terciária e argila, que geralmente são cimentados por carbonatos de cálcio e magnésio. Os depósitos superficiais também ocorrem em turfeiras , cavernas cársticas e solos.

Os depósitos superficiais representam aproximadamente 4% dos recursos mundiais de urânio. O depósito de Yeelirrie é de longe o maior depósito superficial do mundo, com média de 0,15% U 3 O 8 . Langer Heinrich na Namíbia é outro depósito superficial significativo.

Depósitos de metassomatita

Os depósitos de metassomatita consistem em minerais de urânio disseminados dentro de rochas estruturalmente deformadas que foram afetadas por intenso metassomatismo de sódio . Os minerais de minério são uraninita e brannerita . A relação Th / U nos minérios é principalmente inferior a 0,1. Metasomatites são tipicamente pequenos em tamanho e geralmente contêm menos de 1000 t U 3 O 8 . Depósitos gigantes (até 100 mil t U) de U em metassomatitos de sódio (albititos) são conhecidos na região central da Ucrânia e no Brasil.

Dois subtipos são definidos com base em litologias de host:

Depósitos metamórficos

Mina de urânio abandonada da mina de urânio Mary Kathleen; o corpo de minério é uma mineralização skarn enriquecida em U, Cu, Th e REE

Depósitos metamórficos - aqueles que ocorrem em metassedimentos ou rochas metavulcânicas onde não há evidência direta de metamorfismo pós-datação de mineralização. Esses depósitos foram formados durante o metamorfismo regional de urânio contendo ou sedimentos mineralizados ou precursores vulcânicos.

Os depósitos mais proeminentes desse tipo são Mary Kathleen, Queensland , Austrália e Forstau , Áustria.

Lignite

Os depósitos de linhita (carvão marrom macio) podem conter mineralização de urânio significativa. A mineralização também pode ser encontrada em argila e arenito imediatamente adjacentes aos depósitos de lignito. O urânio foi adsorvido pela matéria carbonosa e, como resultado, nenhum mineral de urânio discreto se formou. Depósitos desse tipo são conhecidos na Bacia de Serres , na Grécia , e em Dakota do Norte e do Sul nos EUA. O conteúdo de urânio nesses depósitos é muito baixo, em média menos de 0,005% U 3 O 8 , e atualmente não justifica a extração comercial.

Depósitos de xisto negro

As mineralizações de xisto negro são grandes recursos de urânio de baixo grau. Eles se formam em ambientes submarinos sob condições livres de oxigênio. A matéria orgânica em sedimentos ricos em argila não será convertida em CO 2 por processos biológicos neste ambiente e pode reduzir e imobilizar o urânio dissolvido na água do mar. Os graus médios de urânio de folhelhos pretos são de 50 a 250 ppm. O maior recurso explorado é Ranstad, na Suécia, contendo 254.000 t de urânio. No entanto, existem estimativas para xistos negros nos EUA e no Brasil assumindo um teor de urânio de mais de 1 milhão de toneladas, mas em teores abaixo de 100 ppm de urânio. Estima-se que o xisto de Chattanooga, no sudeste dos EUA, por exemplo, contenha de 4 a 5 milhões de toneladas a um teor médio de 54 ppm.

Por causa de seus baixos teores, nenhum depósito de xisto negro jamais produziu quantidades significativas de urânio, com uma exceção: o depósito de Ronneburg no leste da Turíngia, Alemanha. Os xistos negros Ordoviciano e Siluriano em Ronneburg têm um conteúdo de urânio de fundo de 40 a 60 ppm. No entanto, processos hidrotérmicos e supergênicos causaram remobilsação e enriquecimento do urânio. A produção entre 1950 e 1990 foi de cerca de 100.000 t de urânio em graus médios de 700 a 1.000 ppm. Restam recursos medidos e inferidos contendo 87.000 t de urânio em graus entre 200 e 900 ppm.

Outros tipos de depósitos

  • Existem também depósitos de urânio, de outros tipos, no calcário Jurassic Todilto no distrito de Grants , Novo México , EUA.
  • O depósito Freital / Dresden-Gittersee no leste da Alemanha produziu cerca de 3.700 t de urânio a partir do carvão duro do Permiano e suas rochas hospedeiras. O teor médio do minério foi de 0,11%. O depósito se formou em uma combinação de processos singenéticos e diagenéticos.
  • Em alguns países, como a China, estão em andamento testes para extrair urânio das cinzas volantes .

Veja também

Referências

Fontes adicionais