Depósito de urânio

Os depósitos de urânio são enriquecimentos naturais de urânio, dos quais o elemento pode ser extraído economicamente.

Fundamentos

Geoquímica do urânio

O urânio é um elemento denominado litofílico, o que significa que se acumula preferencialmente em fundidos ricos em silicato. Isso é causado, por um lado, pelo diâmetro relativamente grande do íon e, por outro lado, pelos altos estados de oxidação com os quais o urânio ocorre na natureza, a saber, tetravalente e hexavalente. O urânio não é enriquecido no núcleo metálico da terra nem no manto terrestre, mas se acumula em magmas nos diferenciais posteriores. É por isso que os magmatitos ácidos são as rochas mais amplamente diferenciadas e têm o maior teor de urânio do planeta. O conteúdo médio de urânio da crosta continental é de 2 a 4  ppm . Além do caráter litofílico do urânio, a mobilidade diferente dos dois estados de oxidação natural do urânio é de suma importância para a formação de depósitos de urânio: Enquanto o urânio (IV) é praticamente insolúvel em soluções aquosas, o urânio (VI) forma mais do que 40 complexos de uranila estáveis ​​em soluções aquosas e é muito móvel. Em termos práticos, isso significa que o urânio é imóvel em condições de redução e muito móvel em condições de oxidação. O complexo mais importante que o urânio forma é o UO ₂ [CO ₃ ] ₃ ⁴⁻ . Se esses complexos estiverem sob condições redutoras, eles se rompem e os minerais de urânio se precipitam. As seguintes reações são exemplos da formação de minerais de urânio a partir de soluções hidrotérmicas :

${\ displaystyle {\ ce {2 Ca ^ 2 + + UO2 [CO3] 3 ^ 4- + 2 Fe ^ 2 + + HCO3 ^ - -> UO2 (v) + Fe2O3 (v) + CaCO3 (v) + 5 CO2 (^) + 2 H2O}}}$ 

${\ displaystyle {\ ce {UO2 [CO3] 3 ^ 4- + 8 H + + C -> UO2 (v) + 7 CO2 (^) + 4 H2O}}}$ 

Como mostrado, a presença de material redutor desempenha um papel importante na precipitação de minerais de urânio. Como na equação de exemplo, isso pode ser ferro reduzido (por exemplo, em magnetita ), enxofre reduzido (por exemplo, em sulfetos) ou carbono reduzido (orgânico) em material vegetal fóssil sólido, mas também petróleo bruto e gás natural. O carbono orgânico desempenha um papel importante na formação de muitos depósitos de urânio. A mistura de fluidos de rolamento de urânio oxidante com fluidos redutores também pode levar à precipitação de urânio (a chamada "mistura de fluido").

Portanto, a seguinte gênese básica pode ser descrita para muitos depósitos de urânio (mas não para todos): Uma rocha ígnea ácida rica em urânio serve como fonte de urânio. Uma solução aquosa oxidante flui através dele, que mobiliza o urânio da rocha ígnea. A solução contendo urânio é canalizada em certas órbitas e excreta sua carga de urânio quando ela flui através de um horizonte de redução.

Mas também existem processos que podem levar à formação de corpos de minério de urânio em condições de oxidação. Por exemplo, os uranil vanadatos têm apenas uma solubilidade muito baixa em soluções aquosas normais. Então, z. B. a mistura de soluções oxidantes contendo urânio com vanádio levando à formação de corpos de minério de urânio.

mineralogia

Em rochas normais, o urânio é principalmente incorporado aos minerais acessórios zircão (ZrSiO ₄ ) e monazita ((Ce, Y, La, Th) PO ₄ ). Estes estão entre os poucos minerais que o urânio pode incorporar em sua estrutura como um componente secundário. Se não houver espaço suficiente nesses minerais ou se prevalecerem condições geoquímicas que não levem à formação desses minerais, o urânio forma seus próprios minerais. Hoje, mais de 200 minerais de urânio são conhecidos. Como o urânio (VI) pode formar complexos com uma ampla variedade de elementos, há um grande número de carbonatos, hidróxidos, fosfatos, arsenatos, niobatos, titanatos e outros compostos complexos de urânio. No entanto, os dois minerais de urânio mais importantes são pechblenda U ₃ O ₈ (em sua forma cristalizada como uraninita UO ₂ ) e caixão U (SiO ₄ ) _{1 - x} (OH) _4x . Existem também compostos orgânicos de urânio, como a tucólita. Os seguintes minerais de urânio são os mais importantes economicamente:

Pitchblende das Montanhas Saxon Ore

Autunit, um mineral de urânio secundário em homenagem a Autun na França

Torbernita, um importante mineral de urânio secundário

Tipos de depósito

Os depósitos de urânio podem ser divididos em tipos ígneos, hidrotérmicos , metamórficos e sedimentares. Esta classificação pode ser subdividida de acordo com diferentes pontos de vista. A IAEA atualmente tem 14 tipos de depósitos de urânio com várias subvariantes. A classificação e a nomenclatura não estão totalmente de acordo com a teoria moderna dos depósitos , existem também depósitos que combinam características de vários tipos. No entanto, a classificação da IAEA deve ser usada a seguir para apresentar os vários tipos.

Por definição, o termo “depósito” inclui o critério da recuperabilidade econômica de um depósito de matéria-prima. Nas descrições a seguir, no entanto, o termo também é usado em um sentido mais amplo por uma questão de simplicidade para tipos e ocorrências potenciais, atualmente não econômicos. A AIEA tem cerca de 1.260 depósitos de urânio com um conteúdo de urânio de mais de 300 t.

Depósitos relacionados a inconformidades

Mina a céu aberto Ranger 3, Território do Norte, Austrália: no depósito delimitado por discordância, o minério está na Formação Cahill (porão, em mina a céu aberto), que é discordantemente sobreposta pela Formação Kombolgie (sobrecarga, montanhas de mesa ao fundo) .

Os depósitos ligados por discordância são atualmente a fonte mais importante de urânio e, além dos depósitos ligados por arenito, também abrigam o maior potencial para novas descobertas economicamente significativas. Duas grandes províncias de depósito são atualmente conhecidas por este tipo: a Bacia Athabasca em Saskatchewan (Canadá) e a Bacia do Rio Alligator no Território do Norte (Austrália). Em ambas as províncias, o embasamento metamórfico, arcaico a paleoproterozóico é discordantemente sobreposto por sedimentos meso a neoproterozóicos pouco estressados. Na área dessa discordância entre as duas unidades de rocha, corpos ricos de minério de urânio de formato irregular se formaram em zonas de falha e cisalhamento. Os graus de urânio são anormalmente altos e não são compatíveis com nenhum outro tipo de depósito de urânio. No Território do Norte, isso está entre 0,3% em peso e 2% em peso de urânio, na Bacia de Athabasca entre 0,5% em peso e 20% em peso de urânio em média, pelo que zonas ricas com até 50% em peso de urânio também são conhecidas estão.

Zonas ricas em grafite no porão próximas à área de discordância desempenham um papel importante na formação dos depósitos . Os depósitos foram criados por soluções hidrotérmicas ácidas com temperaturas moderadas entre 160 ° C e 220 ° C, que foram formadas durante a diagênese (compactação) dos sedimentos de cobertura e subsequentes reações com as rochas circundantes. As soluções portadoras de urânio foram focadas em zonas de falha no porão e descarregaram sua carga de urânio na área de redução próxima à discordância. A fonte do urânio ainda está em discussão. Há obras que veem tanto a cobertura quanto o porão como fonte de urânio. As investigações sobre o embasamento na Bacia de Athabasca mostraram que as soluções oxidantes podem mobilizar grandes quantidades de urânio da monazita e outros minerais contendo urânio das rochas metamórficas e são, portanto, uma provável fonte de urânio contido nos depósitos. O principal mineral de urânio nos depósitos é a pechblenda. Alguns depósitos, como Key Lake, no Canadá, possuem alto teor de níquel, enquanto Jabiluka, na Austrália, possui alto teor de ouro.

• Origem: hidrotermal
• Idade: Proterozóico
• Teor de urânio (ordem de magnitude): 1.000 t a 200.000 t
• Graus médios de minério: 0,3% em peso a 20% em peso de urânio
• possíveis outros conteúdos vencíveis: níquel, ouro
• Exemplos notáveis: Ranger, Território do Norte, Austrália; Rio MacArthur, Saskatchewan, Canadá

Depósitos de corredor (tipo veia)

Minério de urânio polimetálico típico das montanhas de minério

Minério de urânio da formação dolomita de urânio de Niederschlema-Alberoda

Veias são corpos de minério estreitos e alongados de origem hidrotérmica. Eles representam a fonte mais antiga do elemento urânio. A localidade-tipo do uraninito é o depósito de St. Joachimsthal (hoje Jáchymov), de onde foi descrito por F. E. Brückmann em 1727. Em 1789, Martin Heinrich Klaproth descobriu o elemento urânio em uma amostra de um depósito de veia nas montanhas de minério . Nesta região, o urânio é extraído como subproduto desde a primeira metade do século XIX e, pela primeira vez em escala industrial desde a segunda metade, dos corredores de São Joaquimsthal, nas montanhas do minério da Boêmia. Em 1898 , Marie Curie descobriu os elementos polônio e rádio em produtos residuais da fábrica de corante de urânio Joachimsthal . Após a descoberta do rádio, ele foi produzido industrialmente em St. Joachimsthal, e o primeiro spa de rádio do mundo foi criado usando a água circulante dos depósitos para fins medicinais. Após a Segunda Guerra Mundial , as montanhas de minério alemã e tcheca foram as fontes de urânio mais importantes para o programa de armas nucleares soviéticas em sua fase inicial. Esse tipo de depósito teve um papel destacado na história científica e política do urânio. A maior província de depósito desse tipo são os Variscides da Europa Central, com os maiores depósitos desse tipo no mundo; Schneeberg - Schlema - Alberoda (≈ 80.000 t de produção de urânio) na Alemanha e Příbram (≈ 45.000 t de produção de urânio) na República Tcheca . Existem outros depósitos de corredores importantes na África Central, como B. Shinkolobwe no Congo (≈ 30.000 t de produção + recursos) e em Saskatchewan , Canadá, ao norte do Lago Athabasca perto de Uranium City .

Existem diferentes tipos de depósitos de veias com mineralização de urânio:

• corredores intragraníticos (por exemplo, Maciço Central, França)
• Diques em metassedimentos no exocontato de corpos graníticos
  • Veias de urânio-quartzo-carbonato (montanhas de minério; Maciço da Boêmia)
  • veias polimetálicas contendo urânio (montanhas de minério; Saskatchewan, Canadá)
• falha mineralizada em forma de veia e zonas de cisalhamento (por exemplo, Maciço da Boêmia; República Democrática do Congo).

A formação dos diques se deve a uma variedade de processos geoquímicos. Veios intragraníticos como os do Maciço Central Francês surgiram na fase tardia da ascensão do granito, quando os fluidos quentes se diferenciaram do corpo de granito em solidificação e penetraram na rocha hospedeira ou no próprio granito . Esses diferenciais tardios foram enriquecidos com urânio, que então se cristalizou em fissuras de rocha existentes como pechblenda ou na forma de outros minerais contendo urânio.

Os depósitos de urânio das montanhas de minério e Příbram no maciço da Boêmia estão localizados na área de contato externa dos plútons de granito . Os veios, porém, são muito mais jovens do que os próprios granitos, que serviam essencialmente de fonte para o urânio. Esses diques se formaram há cerca de 280 milhões de anos, durante uma fase de extensão; um sistema de fissuras aberto no granito, o urânio foi mobilizado da rocha por soluções hidrotérmicas e depois excretado em fissuras maiores. No Erzgebirge, após a formação dos veios de urânio monometálicos, seguiram-se outros estágios de mineralização, em que magnésio (formação de dolomita ) e selênio , posteriormente cobalto , níquel , bismuto , arsênio e prata foram introduzidos na mineralização dos veios. Nestes processos, o urânio foi reorganizado em grande escala a partir de velhas estruturas de veios , mas nenhum novo urânio foi adicionado.

Falha mineralizada de urânio e zonas de cisalhamento existem no Maciço da Boêmia, como B. Hohensteinweg e Wäldel na Alemanha ou Rožná - Olší na Morávia. Rožná contém 23.000 t de urânio com um teor médio de minério de 0,24% em peso de urânio. A formação do depósito é dividida em três fases. Depois da cordilheira variscana, houve uma fase de extensão no maciço da Boêmia. Mylonites e cataclasites foram impressos com uma alteração de pirite- clorita em zonas de cisalhamento . Posteriormente, as soluções dos sedimentos sobrejacentes penetraram no porão e mobilizaram o urânio dos corpos rochosos metamórficos. Quando as soluções aumentaram ao longo das zonas de cisalhamento , as zonas previamente enriquecidas com pirita e carbono atuaram como horizontes de redução e urânio precipitado na forma de silicatos de caixão, pechblenda e U- Zr . A idade da mineralização do urânio está entre 277 milhões e 264 milhões de anos. As temperaturas durante a fase de mineralização variaram de 150 ° C a 180 ° C. Durante o Triássico , outra fase hidrotérmica se seguiu, durante a qual o urânio foi parcialmente reorganizado em veios de quartzo-carbonato-urânio. Enquanto o caixão é o principal mineral de urânio em Rožná, o pitchblende é predominante em outros depósitos desta origem. Esses depósitos também podem ter um desenho polimetálico.

O que é interessante sobre os depósitos nas montanhas de minério e no maciço da Boêmia é sua conexão com zonas de falhas supra-regionais. Os depósitos Příbram e Jáchymov estão localizados no lado tcheco e Johanngeorgenstadt , Pöhla , Schneeberg-Schlema-Alberoda, Neumark - Hauptmannsgrün e Ronneburg no lado alemão estão todos na zona de falha de Gera- Jáchymov, embora os dois últimos depósitos sejam ardósia negra hidrotérmica depósitos. Os depósitos Rožná-Olší, Stráž pod Ralskem , Königstein e Delitzsch , por outro lado, situam-se no Elba - Lineamento , mas apenas o primeiro depósito mencionado é do tipo dique.

Apesar de sua importância histórica e uma produção histórica de várias 100.000 toneladas de urânio em todo o mundo, esses depósitos dificilmente desempenham um papel hoje. Por um lado, os depósitos conhecidos foram amplamente explorados e, por outro lado, quase não existem medidas exploratórias para esses depósitos. Isso se deve às difíceis condições econômicas e tecnológicas para a mineração, já que os corpos estreitos de minério não deixam espaço para uma mineração eficiente em grande escala. Os diques do depósito Schneeberg-Schlema-Alberoda têm geralmente apenas 5 cm a 30 cm de espessura, e espessuras de mais de um metro raramente foram observadas. A distribuição do minério também é muito irregular, zonas ricas com um conteúdo de minério de até alguns por cento alternam com grandes áreas livres de urânio. Em Schneeberg-Schlema-Alberoda, as veias contendo urânio foram apenas 5% da área da veia mineralizada com urânio, em Jáchymov foi de 8% e em Příbram 12% da área.

• Origem: hidrotermal
• Idade: Mesoproterozóico a Mesozóico
• Teor de urânio: <100 t a 100.000 t
• Graus médios de minério: 0,05% em peso a 1% em peso de urânio
• outras matérias-primas extraíveis possíveis: prata, cobalto, níquel, cobre , selênio , fluorita , barita
• exemplos importantes: Schneeberg-Schlema-Alberoda, Erzgebirge, Alemanha; Příbram, República Tcheca.

Tipo Breccia

Minério rico em calcopirita da Barragem Olímpica: porções ricas em cobre do depósito geralmente também contêm altos teores de urânio

Breccia rica em urânio em Mt. Gee, no sul da Austrália

O tipo de mineralização referido pela AIEA como tipo de brecha inclui os depósitos referidos pelos geólogos como Ferro-Óxido-Cobre-Ouro (IOCG, Inglês: Óxido de Ferro-Cobre-Ouro ) . Quando se trata de urânio, há apenas um exemplo econômico: Olympic Dam no sul da Austrália . É por isso que também existe o nome de tipo Barragem Olímpica. Este depósito foi descoberto em 1975 e até meados da década de 1980 foi interpretado como um enchimento de vala sedimentar brechado, daí a designação IAEA. No entanto, depois que a mina da Barragem Olímpica foi escavada e comissionada , essa avaliação mudou fundamentalmente: os modelos modernos de depósito assumem uma formação magmático-hidrotérmica. O depósito está ligado ao granito Roxby Downs de aproximadamente 1,58 bilhões de anos . Supõe-se que, durante a solidificação do granito, fluidos hidrotérmicos quentes foram desgaseificados do magma, que estilhaçaram o granito recém-formado. Os fluidos trouxeram grandes quantidades de ferro, cobre, ouro e outros elementos com eles e impregnaram a brecha com esses elementos (daí o nome IOCG). O núcleo do depósito consiste em um corpo maciço de hematita sem conteúdo significativo de cobre. O conteúdo de ferro diminui para o exterior em uma brecha não mineralizada e, finalmente, em granito inalterado. A mineralização significativa de cobre-ouro está localizada na área intermediária entre o núcleo de hematita e a brecha livre de hematita. Além disso, na área superior do depósito há encapsulamento de rochas vulcânicas ácidas, o que indica uma formação muito rasa do depósito sob um complexo vulcânico. O urânio no depósito provavelmente foi trazido pela oxidação de águas meteóricas (de superfície). Estes dissolveram o urânio das rochas vulcânicas sobrepostas e do granito Roxby Downs rico em urânio, misturado com os fluidos do magma e depositado sua carga de urânio na forma de pechblenda, caixão e brannerita . O recurso comprovado do depósito é atualmente de 8,3 bilhões de toneladas. O conteúdo de urânio é declarado pela BHP Billiton em mais de 2 milhões de toneladas. O teor médio de minério para o recurso total é de 0,8% de cobre e 280 ppm de U ₃ O ₈ . É de longe o maior depósito de urânio convencional e o quarto maior depósito de cobre do mundo.

Entretanto, foram encontrados mais depósitos de IOCG que também estão a ser explorados comercialmente, e. B. Earnest Henry em Queensland , Austrália, ou Prominent Hill 200 km a nordeste de Olympic Dam. Este último também leva a um teor de urânio significativamente aumentado, mas apenas cerca de 50 ppm a 100 ppm, o que torna a extração antieconômica. A mineralização de óxido de ferro-cobre-ouro da Hillside atualmente sendo explorada na Península de Yorke , no sul da Austrália, mostra até 800 ppm de U ₃ O ₈ em alguns lugares .

O depósito de Mt. Gee na área de Mt. Painter de Flinders Ranges , South Australia, também é do tipo brechado, embora sem teores significativos de cobre e ouro. As brechas de hematita de quartzo estão ligadas a um granito do tipo A com cerca de 1,5 bilhão de anos, mas elas próprias têm apenas 300 milhões de anos. Eles contêm um recurso de urânio de 31.400 t com um conteúdo de 615 ppm de U ₃ O ₈ .

• Origem: magmático-hidrotermal
• Idade: Mesoproterozóico
• Conteúdo de urânio: até mais de 2 milhões de toneladas
• Graus médios de minério: 0,02% em peso a 0,05% em peso de urânio
• outros conteúdos possíveis de vencer: cobre, ouro, prata, elementos de terras raras
• Exemplos notáveis: Olympic Dam, Australia; Área Mt. Painter, Austrália

Tipo vulcânico

Depósitos vulcânicos são quase exclusivamente ligados a estruturas de caldeira , que são preenchidas com rochas vulcânicas máficas e félsicas , piroclásticos e sedimentos clásticos. De longe, o maior recurso desse tipo é a Strelzowska Caldera, na Rússia , que contém cerca de 20 depósitos individuais. Este campo de minério é atualmente o mais importante fornecedor russo de urânio e até 2007 produziu 120.000 t de urânio com recursos de mais 127.000 t de urânio com um teor médio de minério de 0,18% em peso. A caldeira tem um diâmetro de cerca de 20 km e contém basalto, andesita, traquidacito, riolito e sedimentos embutidos nela. O recheio foi feito no final do período Jurássico . Os riolitos foram formados durante um dos últimos eventos vulcânicos e foram datados em cerca de 142 milhões de anos. A caldeira é sustentada por um granito. A mineralização nos depósitos individuais se dá na forma de túneis e pisos, localmente também disseminados nas rochas vulcânicas e arenitos incrustados. Também ocorre mineralização de fluorita e molibdênio . Os principais minerais de urânio são pechblenda rica em zircônio e subordinados ao caixão e à brannerita. A mineralização surgiu imediatamente após a atividade vulcânica em cinco fases, com a mineralização da molibdenita de pitchblenda ocorrendo na quarta fase e a mineralização da fluorita na quinta fase. Os cálculos mostram que cerca de 900.000 t de urânio e 1,6 bilhão de t de flúor, bem como outras 750.000 t de urânio do embasamento granítico, foram fornecidas pela lixiviação dos riolitos. A sobreposição de duas dessas grandes fontes potenciais de urânio é provavelmente uma explicação para o grande recurso de urânio na caldeira. A mobilização e realocação do urânio foram feitas por fluidos meteóricos, que foram aquecidos pela câmara magmática subjacente.

O segundo maior recurso de urânio vulcânico Mardai em Dornod é cerca de dez vezes menor do que a caldeira Strelsovska na Rússia, com um conteúdo de urânio de cerca de 33.000 te está localizado na Mongólia . Outro depósito importante é Xiangshan, no condado de Chongren , na China, com cerca de 26.000 t de urânio. Todos os outros depósitos conhecidos deste tipo têm teores de urânio de menos de 10.000 t. Os maiores depósitos de urânio vulcânico nos Estados Unidos estão localizados nas rochas vulcânicas terciárias de McDermitt Caldera e Virgin Valley Caldera em Nevada e Oregon e contêm um recurso de aproximadamente 10.000 t U ₃ O ₈ . Na Alemanha, existe uma província de urânio desse tipo no norte da Saxônia, perto de Delitzsch . A mineralização ocorre aqui em sedimentos carbônicos , em contato direto com um pórfiro de plagiogranito. Também ocorrem diques subvulcânicos félsicos do Carbonífero e Permiano , bem como intrusões de carbonatito Alpídico . O recurso total assumido é de 6.660 t de urânio, com mineralização de tungstênio , molibdênio, REE, nióbio , tântalo e fosfato na área mais ampla.

• Origem: hidrotermal
• Idade: Paleo a Cenozóico
• Teor de urânio: <1.000 t a 300.000 t
• Conteúdo médio de urânio: 0,01% em peso a 0,2% em peso
• possível conteúdo extraível: molibdênio
• Exemplos notáveis: Strelzowska Caldera (Rússia); Mardai em Dornod (Mongólia)

Tipo Intrusivo

Alguns tipos de corpos intrusivos ( plutonitos ácidos , carbonatitos, pegmatitos ) podem conter urânio em quantidades recuperáveis. O depósito mais importante deste grupo é Rössing na Namíbia. O urânio está contido em um corpo de alaskita , uma plutonita ácida rica em sódio. Rössing foi criado como uma parte altamente diferenciada de um corpo de granito ou através da fusão parcial de sedimentos ricos em urânio. Os conteúdos são baixos com cerca de 0,02% em peso a 0,03% em peso de urânio, mas o depósito é muito grande e próximo à superfície, de modo que pode ser extraído em mineração a céu aberto . Os pegmatitos contendo urânio representam depósitos menores de urânio. Essas rochas de granulação grossa surgem como a última fase da cristalização de um corpo de magma. Os exemplos são Radium Hill no Sul da Austrália ou Beaverlodge, Canadá. A mineralogia costuma ser complexa e, portanto, desfavorável para a extração de urânio. Radium Hill produziu cerca de 850 toneladas de óxido de urânio a partir de pegmatitas contendo davidita com um teor médio de urânio de 0,1% em peso. O carbonatito de Phalaborwa na África do Sul contém elevadas concentrações de urânio. Dependendo do preço do urânio, o elemento é extraído como subproduto da produção de cobre. Depósitos de cobre-pórfiro como Chuquicamata no Chile ou Bingham nos EUA também produzem urânio como subproduto, dependendo do preço do mercado mundial. O conteúdo de urânio nas rochas desses depósitos é de cerca de 10  ppm . Os depósitos que estão vinculados à cristalização fracionada ainda não foram desmontados. Nesses depósitos, o urânio está ligado a minerais complexos como o stenstrupin , que se formam no magma, afundam nele e se acumulam nas bordas da câmara magmática. O exemplo mais importante é o depósito Kvanefjeld em Ilimaussaq, Groenlândia .

• Origem: magmática
• Idade: Proterozóico a Mesozóico
• Teor de urânio: <1.000 t a 200.000 t
• Conteúdo médio de urânio: 0,01% a 0,1% em peso
• possíveis conteúdos extraíveis adicionais: cobre, fosfato, REE, tório (carbonatita, pegmatita)
• Exemplos significativos: Rössing, Namíbia; Phalaborwa, África do Sul

Metassomático (Metassomático)

Os depósitos metassomáticos surgem da mudança química nas rochas por meio da alteração. Na maioria das vezes, os depósitos desse tipo estão ligados a unidades rochosas alteradas com sódio-cálcio. Existem depósitos significativos deste tipo na Ucrânia (incluindo Michurinskoje), Brasil (Lagoa Real; Espinharas), Suécia (Skuppesavon), Guiana (batólito de Kurupung na região de Cuyuni-Mazaruni ) e Queensland, Austrália (Valhalla; Skal). A alteração sódio-cálcio precede a fase de mineralização. A mineralização em si geralmente consiste em brannerita ou pechblenda, acompanhada de titanatos de urânio, apatita , zircão , xenotima e carbonato. Isso geralmente é seguido por uma fase de mineralização mais fraca, que pode conter hematita, carbonato, quartzo, clorita , sulfuretos de metais não ferrosos , pechblenda e caixão. Os depósitos Valhalla e Skal perto do Monte Isa em Queensland também são muito ricos em zircônio e metais de terras raras (REE) . Eles provavelmente se formaram durante o pico da cordilheira Isan, há 1,5 bilhão de anos. Valhalla contém recursos inferidos de 29.900 toneladas de óxido de urânio com graduação de 0,077% em peso de óxido de urânio. A região de depósito atualmente mais importante para depósitos de metassomatismo de sódio está localizada na Ucrânia com os depósitos Watutinskoje , Mitschurinskoje e Sewerinskoje. Os depósitos contêm entre 10.000 te 50.000 t de urânio com um teor máximo de 0,2% em peso E constituem a maior parte dos recursos de urânio da Ucrânia de 131.000 t.

• Origem: metassomático-hidrotermal
• Idade: Proterozóico
• Teor de urânio: 1.000 t a 50.000 t
• Conteúdo médio de urânio: 0,01% a 0,1% em peso
• possível conteúdo extraível: zircônio, SEE, tório
• Exemplos notáveis: Michurinskoye, Ucrânia; Lagoa Real, Brasil

Metamórfico

Mina a céu aberto do depósito metamórfico vinculado a Skarn Mary Kathleen, Queensland, Austrália

Os depósitos de urânio que se formam em condições metamórficas são relativamente raros. O exemplo mais significativo é o depósito Mary Kathleen em Queensland, Austrália. Ele está localizado em skarns com cerca de 1,7 bilhão de anos, que foram mineralizados há cerca de 1,5 bilhão de anos durante a orogênese com urânio, tório e elementos de terras raras. Mary Kathleen produziu cerca de 8.500 toneladas de óxido de urânio a partir de minérios com graduação de 0,1% em peso a 0,15% em peso de urânio. Um exemplo europeu é o depósito de Forstau na Áustria .

• Origem: metamórfico-hidrotermal
• Era:
• Teor de urânio: cerca de 1000 t
• conteúdo médio de urânio: k. UMA.
• possível conteúdo adicional que pode ser vencido: nenhum
• Exemplos notáveis: Mary Kathleen, Queensland, Austrália; Forstau, Áustria

Collapse Breccia

• Formação: sedimentar (hidrotermal)
• Idade: Mesozóico
• Teor de urânio: cerca de 1000 t
• Graus médios de minério: 0,05% em peso a 0,6% em peso de urânio
• possíveis conteúdos extraíveis adicionais: vanádio , cobre
• Exemplos notáveis: Arizona Strip, EUA; Sanbaqi, Condado de Lanshan , China

Conglomerados de seixos de quartzo (conglomerados de seixos de quartzo)

Os conglomerados contendo urânio representam dois dos maiores recursos de urânio da terra, o campo de ouro de urânio Witwatersrand e os depósitos ao redor do lago Elliot em Ontário , Canadá. Eles só se formaram no Arqueano e no Paleoproterozóico, pois a formação desses depósitos só foi possível durante este período. O urânio foi transportado como mineral pesado em rios nesses depósitos e depositado como um conglomerado em bacias rasas com entulho de quartzo e no Witwatersrand junto com ouro sólido e pirita. A fonte da pechblenda no lago Elliot está possivelmente em um depósito de urânio ígneo semelhante ao de Rössing na Namíbia, que foi erodido. Os gramados cianobacterianos às vezes agiam como uma espécie de filtro mecânico no qual a pitchblenda e os tamancos de ouro ficavam presos e contribuíam para o seu acúmulo. Além disso, após a formação dos depósitos, a matéria orgânica formou uma zona redutora, o que poderia ter impedido a remobilização do urânio em processos posteriores. A presença de pechblenda e pirita nos conglomerados mostra que a atmosfera daquela época não possuía altas concentrações de oxigênio. Caso contrário, os minerais teriam sido oxidados, ou seja, no caso do urânio dissolvido e a pirita convertida em hidróxidos de ferro. Os recursos dos depósitos são muito grandes e contêm mais de 200.000 toneladas de urânio no Canadá e na África do Sul. No entanto, os teores são baixos, especialmente em Witwatersrand, com apenas cerca de 350 ppm em média e as etapas de extração são muito grandes. Isso significa que a extração só é econômica junto com o ouro e depende do preço de mercado do ouro e do urânio. No Canadá, os teores são mais altos em cerca de 0,1% em peso de urânio, mas a mineração na área de Elliot Lake está suspensa por razões econômicas.

• Origem: sedimentar
• Idade: arcaico-paleoproterozóico
• Teor de urânio: mais de 200.000 t
• Conteúdo médio de urânio: 0,02% em peso a 0,1% em peso
• possível conteúdo adicional que pode ser vencido: ouro
• exemplos notáveis: Witwatersrand, África do Sul; Elliot Lake, Canadá

Limite de arenito (arenito)

Depósitos tabulares

Palaeo roll front na Lake Frome Basin, no sopé da área do Mt. Painter, no sul da Austrália

Depósito de urânio Westmoreland, Queensland, Austrália: a posição de dois corpos de minério no conglomerado Westmoreland ao longo do Redtree Dolerite Ganges está marcada.

• Formação: sedimentar (hidrotermal)
• Idade: Paleo a Cenozóico
• Teor de urânio: <100 t a 100.000 t
• Graus médios de minério: 0,01% em peso a 0,5% em peso de urânio
• possíveis conteúdos extraíveis adicionais: vanádio, cobre
• Exemplos notáveis: Henry Mountains District, Colorado Plateau , EUA; Culmitzsch , Turíngia, Alemanha

Instalações de armazenamento da frente do rolo

• Formação: sedimentar (hidrotermal)
• Idade: Paleo a Cenozóico
• Teor de urânio: <100 t a 100.000 t
• Graus médios de minério: 0,01% em peso a 0,5% em peso de urânio
• possível conteúdo extraível: vanádio
• exemplos notáveis: Powder River Basin , Arizona, EUA; Koenigstein, Saxônia, Alemanha; Kayelekera , Malawi (veja lá para uma descrição mais detalhada da gênese deste tipo de depósito)

Depósitos tectono-litológicos

• Formação: sedimentar (hidrotermal)
• Idade: Arcaico a Cenozóico
• Teor de urânio: alguns 100 t a 100.000 t
• Graus médios de minério: 0,01% em peso a 0,5% em peso de urânio
• possível conteúdo adicional que pode ser vencido: nenhum
• Exemplos significativos: Arlit , Níger; Oklo ^* , Gabão

^* Nota: Os reatores naturais de Oklo , bem como um depósito de urânio vizinho, representam uma característica especial: sabe-se que as reações em cadeia ocorreram lá em um ambiente natural cerca de 1,5 a 2 bilhões de anos atrás, durante milhares de anos .

Tipo de superfície (superficial)

• Origem: sedimentar
• Idade: Mesozóico a Neógeno
• Teor de urânio: <1.000 t a 50.000 t
• Conteúdo médio de urânio: 0,05% em peso a 0,1% em peso
• possível conteúdo extraível: vanádio
• exemplos importantes: Langer Heinrich , Namíbia; Yeelirrie , Austrália Ocidental , Austrália

Black Shale ( Blackshale )

Os depósitos de urânio em xisto negro representam grandes enriquecimentos de urânio com baixos teores, portanto, os depósitos conhecidos devem ser vistos como potenciais futuros recursos de urânio, já que sua mineração só vale a pena quando os preços do urânio são altos. Esses depósitos são formados no fundo do mar em condições euxinianas (sem oxigênio). São depositados sedimentos argilosos com altos níveis de matéria orgânica, que não podem ser convertidos em CO ₂ devido à falta de oxigênio . Este material rico em carbono pode reduzir o urânio dissolvido da água do mar e ligá-lo a si mesmo. Os níveis médios de urânio estão entre 50 ppm e 250 ppm. O maior recurso é Ranstad, na Suécia, com um teor de urânio de 254.000 t. No entanto, existem estimativas de depósitos de xisto negro nos EUA e no Brasil, que assumem mais de um milhão de toneladas de urânio, mas com teores inferiores a 100 ppm de urânio. Por exemplo, o xisto de Chattanooga no sudeste dos EUA foi estimado em um teor de urânio de quatro a cinco milhões de toneladas a um teor de 54 ppm.

O depósito de Ronneburg, na Turíngia, é uma forma especial desse tipo de mineralização e o único depósito significativo de urânio de xisto negro no mundo que foi minerado até hoje. Como os grandes depósitos de veios nas Montanhas Ocidentais de Minério, ela fica na zona de falha de Gera-Jáchymov. Os processos hidrotérmicos e supergênicos levaram a um rearranjo do urânio nos xistos negros ordovicianos e silurianos, já ricos em urânio, e os enriqueceram ainda mais. O urânio não é encontrado apenas finamente distribuído nas ardósias, mas também em pequenas passagens e em zonas brechadas. O próximo diabásio também é mineralizado. A produção entre 1950 e 1990 foi de cerca de 100.000 t de urânio com um teor médio de urânio dos minérios entre 0,07% em peso e 0,1% em peso. Outras 87.243,3 t de urânio foram identificadas como recursos explorados e presumidos em 1990, com notas entre 0,02% em peso e 0,09% em peso, tornando-se um dos maiores depósitos de urânio da Terra. Existem também ocorrências menores deste tipo em Vogtland e na Floresta da Turíngia .

• Formação: sedimentar (hidrotermal)
• Idade: Paleozóica
• Conteúdo de urânio: <100 t a 300.000 t de urânio
• Conteúdo médio de minério: 0,005% em peso a 0,02% em peso de urânio (puramente sedimentar); 0,05% em peso a 0,11% em peso de urânio (sedimentar-hidrotérmico)
• possível conteúdo adicional que pode ser vencido: nenhum
• exemplos notáveis: Randstad, Suécia (sedimentar); Ronneburg, Thuringia, Germany (sedimentar-hidrotermal)

fosfato

Os depósitos de fosfato, como o xisto preto, podem ser enriquecidos com urânio. Os depósitos se originaram na área marinha em plataformas continentais planas em áreas de circulação limitada de água. O urânio da água do mar foi incorporado principalmente à apatita (CaPO ₄ ). Os níveis de urânio estão entre 50 ppm e 100 ppm. O enriquecimento com supergênio às vezes pode levar a níveis mais elevados, como são conhecidos no Brasil. Devido ao baixo teor de urânio, o urânio só será obtido desses depósitos como subproduto no futuro e a produção de urânio deles dependerá , além do preço do urânio, principalmente da necessidade de fertilizante fosfatado . Os estoques mundiais de urânio de fosfatos são estimados em cerca de 9 milhões de toneladas, dos quais a Jordânia com 6,9 milhões e os EUA com 1,2 milhão de toneladas têm a maior participação. Em Brandenburg e Mecklenburg-Western Pomerania, o SDAG Wismut também investigou a mineralização de fosfato-urânio com teores entre 40 ppm e 200 ppm, mas avaliou-a como indigna de construção. Um depósito na região de Santa Quitéria, Brasil, é uma variante especial. Fosfato conteúdos são relativamente baixos com 11% de P ₂ O ₅ , em média, enquanto o conteúdo de óxido de urânio são relativamente alta com 0,0998% por peso. Ele também contém uma grande quantidade de mármore sem urânio. O depósito contém cerca de 79.300 t de óxido de urânio e atualmente está sendo examinado quanto à sua lucratividade.

• Origem: sedimentar
• Idade: Meso-Cenociana
• Teor de urânio: 1.000 t a mais de 1.000.000 t
• Conteúdo médio de urânio: 0,005% em peso a 0,09% em peso
• possível conteúdo extraível: fosfato (produto principal)
• exemplos notáveis: Flórida, EUA; Marrocos; Jordânia; Brasil

(Marrom) carvão (linhita)

Os depósitos de carvão geralmente contêm altos níveis de urânio. O material orgânico pode, e. Às vezes, ligam o urânio de soluções durante o estágio de turfa . Uma entrada posterior durante a diagênese também é possível. Os recursos de alguns depósitos podem, e. Alguns deles são consideráveis ​​e contêm cerca de 10.000 t de urânio. O carvão usado anualmente para geração de energia em todo o mundo contém cerca de 10.000 t de urânio e 25.000 t de tório , entre outras coisas . No entanto, o conteúdo é geralmente baixo com algumas dezenas de ppm e a extração do carvão é difícil. Portanto, a possibilidade de extrair urânio da cinza do filtro de linhita está sendo investigada na China e na Hungria. A extração direta de urânio do carvão ocorreu no depósito Freital / Dresden-Gittersee na Saxônia. O conteúdo de urânio do carvão duro e dos sedimentos circundantes de Rotliegend era de cerca de 0,1% e 3.500 t de urânio foram produzidas.

• Origem: sedimentar
• Idade: Paleo a Cenozóico
• Teor de urânio: 1.000 t a alguns 10.000 t
• Conteúdo médio de urânio: 0,005% em peso a 0,1% em peso
• possível conteúdo adicional que pode ser obtido: carvão (produto principal)
• Exemplos significativos: Freital, Saxônia, Alemanha; Bacia de Yili , China / Cazaquistão ; Cinza de filtro de linhita

Água do mar e lagos salgados

Tanto a água do mar quanto os lagos salgados contêm maiores concentrações de urânio dissolvido. No mar, isso é 3 µg / L ou três toneladas de urânio por quilômetro cúbico. Isso corresponde a um conteúdo de urânio de mais de quatro bilhões de toneladas. Estudos sobre a extração de urânio da água do mar foram realizados no Japão, entre outros, e mostraram a possibilidade técnica básica de extração de urânio. No entanto, o custo é estimado em cerca de US $ 300 por kg de urânio e atualmente não é competitivo. Os lagos salgados podem conter concentrações muito mais altas do que a água do mar, mas a extração também não ocorre aqui.

Tabela dos maiores depósitos de urânio

Veja também

• Urânio / tabelas e gráficos
• Depósitos minerais

Evidência individual

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Links da web

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