اورانيوم و ژئوشيمي آن

  • توسط لطفی
  • ۱۳۹۸-۰۴-۲۰

اورانيوم و ژئوشيمي آن

اورانيوم  و فراواني ان در پوسته زمين به طور متوسط ppm 2 است. این عنصر از نظر شيميايي تمايل كمي به تركيب شدن با گوگرد داشته و ميل شديدي در تركيب شدن با اكسيژن دارد كه اين خاصيت را “ليتوفيل” مي نامند.

بنابراين اورانيوم فلزي و يا سولفيدي به طور طبيعي  يافت نمي شود و به صورت كاني هاي اكسيدي يا نمك هاي اكسيژن دار در طبيعت زمين يافت مي شود. يون هاي كمپلكسي و غير كمپلكسي آن داراي ظرفيت هاي ۶ ، ۵ ، ۴ و ۳ مي باشند و در طبيعت به صورت ۶ و ۴ ظـرفيتي يـافت مـي شوند. در اغلب محيط هاي زير سطحي اورانيوم به صورت ۴U+ حضور دارد زيرا ۶U+ فقط در شرايط محيطي اكسيدان سطحي پايدار است.

اندازه

اندازه نسبتاً بزرگ و باريوني بزرگ ۴U+ به استثناي مقادير اندكي، مانع از ورود این عنصر به شبكه بلوري كاني هاي اصلي تشكيل دهنده سنگ ها مي شود. با اين حال مقادير قابل توجهي از این عنصر غالباً در كاني هاي فرعي از قبيل توريانيت، توريت، توروگوميت، آلانيت، گزنوتايم، زيركن، فلوريت، آپاتيت و باريت حضور مي يابد.

مقـدار زيـادي از اورانيوم موجود در سنگ ها فقط به صورت آزادانه يا پيوندهاي سست نگه داشته شده اند. اين بخش از آن احتمالاً به صورت لايه هـاي نازك پوشاننده دانه هاي كاني هاي سنگ ساز تشكيل مي شود كه به راحتي مي توان بوسيله اسيدهاي رقيق آن را جدا كرد. عنصر ۴U+ به راحتي تحت شرايط اكسيدان به حالت ۶+U تبديل مي شود.

شستشوي این عنصر از رخنمون هاي سنگي سريع است. اين نوع شستشو با تشكيل كمپلكس يون هاي سولفات و كربنات بيشتر هم مي شود. این عنصر مي تواند از محلول هاي اكسيد كننده بواسطه فرايند احيا شدن نيز خارج شود. در طبيعت احيا شدن اغلب در نتيجه حضور سولفيد، آهن فرو، مواد كربن يا هيدرو كربن ها مي باشد. همچنين مي تواند از محلول هاي آبكي بوسيله جذب بر روي رس ها، موادآلي و هيدروكسيدهاي آهن خارج شود.

مهمترين كمپلكس هاي آبدار اورانيوم (۶+U و۴+U ) در جدول زير نشان داده شده است. در محلول هاي آبدار اكسيدان۶+U يون قطبي اورانيل ۲UO2+ را شكل مي دهد.

چرخه هاي متالوژني

شكل گيري ايالت هاي اورانيوم را مي توان در طي چهار چرخه متالوژني كه آغاز آن همزمان با تفريق زمين است در نظر گرفت :

چرخه اول :

شكل گيري اولين بخش هاي تفريقي (هسته هاي سيالي) در نقاط خاصي از كره زمين كه به دليل تركيب شيميايي حاوي اورانيوم بيشتري نسبت به بخش هاي مجاور است، آغاز مي گردد. بدين ترتيب در همان مراحل اوليه در ۶/۴- ۶/۳ ميليارد سال پيش بخش هايي از گوشته و پوسته اوليه نسبت به بخش هاي ديگر تمركز بيشتري از اورانيوم يافته اند.

مهاجرت رو به بالاي این عنصر در اثر كنوكسيون، مدت زمان زيادي طول كشيده و باعث گشته كه گوشته بالايي و پوسته زمين نسبت به گوشته تحتاني و هسته از نظر اورانيوم غني تر گردند. اين فرايند تا زمان جدايي گوشته از پوسته سيالي ادامه يافته است. اين زمان را مي توان پايان چرخه اول در تشكيل ايالت هاي ان در نظر گرفت. بدين ترتيب اولين چرخه اورانيوم تمركز آن در پوسته سيالي بوده و آنچه در حوادث بعدي موجب تشكيل كانسارهاي اورانيوم گشته است نشأت گرفته از پوسته سيالي بوده و مقادير خروجي از گوشته اندك و ناچيز بوده است.

چرخه دوم :

تفريق پوسته اوليه كه داراي چگالي كمتر و اورانيوم بيشتري بود نقطه عطفي در تشكيل ايالت هاي اورانيوم گرديد. عملكرد فرايندهايي مانند آناتكسي، تفريق ماگمايي، هوازدگي و رسوبگذاري در پوسته باعث غني شدن بعضي از سنگ ها نسبت به اورانيوم گشته است. اين تفريق اولين مرحله از يك سري فرآيندهاي دوباره فعالي است كه منجر به تشكيل كانسارهاي اورانيوم و غني شدگي آن مي گردد. تمركز اورانيوم در اين قبيل مناطق پوسته اي بستگي به شدت و چند مرحله اي بودن اين فرايندها دارد. اين مناطق را كه تمركز اورانيوم در آنها بالاست مي توان منابع بنيادي اورانيوم ناميد. با تشكيل اين منابع دومين چرخه از شكل گيري ايالت هاي اورانيوم پايان مي گيرد. چرخه مذكور در نبود اكسيژن عمل كرده و منحصر به انواع ماگمايي و در نهايت كانسارهاي تيپ پلاسر افريقاي جنوبي است زيرا این عنصر بشكل اورانينيت تشكيل و سپس به همان شكل حمل مي شود.

ضخامت زياد پوسته و لايه گرانيتي در اين نواحي از ويژگي هاي يك ايالت اورانيوم بحساب مي آيد.

ضخامت لايه گرانيتي در ايالت اورانيوم كانادا ۳۰ كيلومتر، در كلرادو – وايومينگ ۵۰ كيلومتر و در آفريقاي جنوبي ۳۵ كيلومتر است.

چرخه سوم :

تغييرات زمين شناسي بعدي در اين نواحي در طي چرخه سوم منجر به تفريق گسترده تر منابع بنيادي، جابجايي بيشتر ان و تشكيل چندين بستر مناسب محلي مي گردد كه مقدار ان در آنها بالاتر از منبع بنيادي است. در شرايط آب و هوايي مرطوب، این عنصر مي تواند از منابع بنيادي شسته و تا مسافت هاي زيادي مهاجرت كند. در شرايطي كه سطح ايستايي بالا بوده و اورانيوم شسته شده توسط كاني هاي رسي جذب شده باشد مي تواند، توسط آب تا حوضه هاي رسوبي بزرگ حمل شود.

ولي در شرايط آب و هوايي خشك به دليل پايين بودن سطح ايستايي مهاجرت ان محدود به مناطق اطراف سنگ هاي منشأ گشته و اورانيوم در قلمرو همان ايالت متمركز مي شود. طبقات رسوبي حاوي اورانيوم پروتروزوئيك زيرين و مياني كه داراي عيار بالايي از ان هستند مثل پي سنگ آتاباسكا در كانادا يا پي سنگ استراليا و … مربوط به اين چرخه مي باشند. شاخص عمده اين چرخه وجود اكسيژن فراوان در جو زمين و در نتيجه توسعه طبقات قرمز رنگ است. در اين چرخه محيط احيا فقط در درياها وجود داشته و شيل هاي غني از اورانيوم حاصل اين دوره هستند.

چرخه چهارم :

فرايند فعال شدن اورانيوم از منابع محلي و تمركز آن در كانسارها چهارمين و آخرين چرخه از شكل گيري ايالت ان را تشكيل مي دهد. اين فرايند از پروتروزوئيك مياني تا عهد حاضر صورت مي گيرد. شكل زير چرخه هاي متالوژني اورانيوم را نشان مي دهد.

اندیشمند

 

قبلی «
بعدی »

1 دیدگاه

  1. Side Effects Cycle Precios De Cialis En Farmacias [url=http://tadalaf.com]cialis canada[/url] Cipro 10mg Cpr 4 Cialis Generic Vs Brand Does Cephalexin Affect Your Birth Control

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

اخبار

سینما و هنر

جهان