煤、气、油在铀成矿过程中作用的实验模拟.pdf

西北大学
硕士学位论文
煤、气、油在铀成矿过程中作用的实验模拟
姓名:蔡义各
申请学位级别:硕士
专业:无机化学
指导教师:赵建社
20080601
摘要煤、气、油和铀矿等多种能源矿产在沉积盆地内共存富集、成藏成矿现象普遍存在,它反映了沉积环境中有机质演化和铀等金属元素迁移、聚集成矿的地球化学过程和相互作用的结果。铀成矿与有机质的关系从化学角度看,主要有两种作用:配位作用和还原作用。煤中的腐殖酸,可以与铀通过配位作用形成配合物沉积或迁移;天然气和石油等有机烃类可以通过还原作用将高价态的铀还原成低价铀沉积成矿。在实验室条件下,我们设计了一系列的实验来模拟有机质与铀的反应。从实验模拟、测试分析和化学机理等方面进行系统的研究,可以为多种能源同盆共存的研究提供可借鉴的思想、理论和实例,具有重要的科学意义。本文分别选取芳香有机酸来替代煤中的腐殖酸,采自鄂尔多斯盆地的天然气和石油以及不同的石油馏分为反应物,分别与铀酰离子进行成矿作用的模拟实验,证明了煤、气、油在铀成矿过程中的重要作用。梅枷阌谢崂创婷褐械母乘幔胗缩@胱咏兴确从ΓD飧殖酸在铀成矿过程中的配位作用,得到了二十多种有机酸铀酰配合物,对它们进行了元素和红外测试分析,并对其中五种铀酰配合物进行了湎叩ゾЫ峁沟诘臀率笛樘跫拢ú勺远醵嗨古璧氐奶烊黄ㄈ氲胶杏缩@胱拥溶液中进行还原反应,模拟天然气在铀成矿过程中所起的还原作用。将得到的产物进行了簧湎叻勰┭苌洳馐约吧璧缇捣治觯玫降姆从Σ锏闹饕3煞治谒忍跫加入铀矿石及伴生元素,模拟鄂尔多斯盆地的实际地质环境∪∈土蠓旨安勺远醵嗨古璧夭煌厍氖头直鹩胗缩@胱咏蟹应,从而模拟石油在铀成矿过程中所起的还原作用,将得到的产物进行了线粉末衍射测试,产物的主要成分为处于混合价态的、和等铀氧化物。关键词:多种能源共存、实验模拟、配位作用、还原作用测定。西北大学硕士学位论文
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第一章绪论引言“多种能源同盆共存侵该骸⑻烊黄⑹秃陀丝蟮戎匾5牟豢稍偕挠机一无机能源在同一沉积盆地内共存的现象。它反映了沉积环境中有机质演化和铀等金属元素迁移、聚集的地球化学过程和相互作用的结果,而且这几种重要能源矿产的含矿层位联系密切、空间分布复杂有序、赋存环境和成藏作用有机相关、成藏一定位时期相同或相近,其中蕴含着深刻的科学内涵【俊V多实例表明,煤、气、油和铀之间的密切联系不仅反映在空间上的共存,而且在煤、气、油赋存在同一沉积盆地中早已经为人们所共识,亦被百余年的勘探和生产实践所证明,且对其生成与共存的内在关系的研究达到了较高水平。沉积铀矿中具有重要经济价值的砂岩性铀矿,往往也和上述有机能源同盆共存,却是近几年人们才开始研究的现象。砂岩型铀矿是世界上最早发现的铀矿类型之一。其具有便于开采、成本低、污染少的特点,是目前主要的勘探类型。对世界铀矿床产出的主要类型按储量份额排序砂岩型名列第一【。若剔去在全球分布极少的元古界不整合面和石英卵成因上也具有密切的关联。西北大学硕士学位论文
连、鄂尔多斯、酒泉、吐哈、准噶尔、塔里木、和柴达木等大中型盆地,其中云集了大庆、吉林、二连、长庆、玉门、吐哈、青海、新疆、塔里木、西北石油分公司等重要石油生产单位和国家及相关省区大中型煤炭企业,同时并分布有已探明的东胜、吐哈、伊犁、二连等大型一特大型可地浸砂岩型铀矿床,此成矿域已成为我国重要的多种不可再生能源矿产的生产基地。多种能源矿产不仅同盆共存富集,而且砂岩型铀矿与煤、气、油的赋存层位联系也十分密切。根据初步研究,在多种能源共存盆地的各含矿层内,可不同程度的