Геология, разработка и добыча урана
Глобальные добываемые или извлекаемые ресурсы урана классифицируются Международным агентством атомной энергетики (МАГАТЭ) либо как традиционные (ресурсы, из которых уран извлекается в качестве основного продукта, попутного продукта или важного побочного продукта), либо как нетрадиционные (ресурсы из которого уран извлекается только в виде второстепенного побочного продукта или из других потенциальных источников, таких как морская вода). Сегодня уран по большей части добывается из традиционных источников, которые для целей экономической добычи составляют от 1,3 миллиона тонн урана (MtU) до 2,5 MtU. Это эквивалентно от 3,3 млрд фунтов оксида урана или желтого кека (U3O8) до 6,6 млрд фунтов U3O8. По оценкам Всемирной ядерной ассоциации (WNA), количество урана на земле находится в диапазоне около 35 триллионов тонн урана, и, по данным Всемирной ядерной ассоциации (WNA), он так же распространен в земной коре, как олово, вольфрам и молибден.
Казахстан, Канада, Австралия доминируют среди остального мира
В то время как уран является относительно распространенным металлом на Земле, его не так много в количествах, когда добывать его экономически целесообразно. На диаграмме ниже показаны общие мировые ресурсы урана в категории разумно гарантированных ресурсов (RAR), которые могут быть экономически извлечены при цене урана (U3O8) менее 31,77 долл. США за фунт (80 долл. США за кг U), ранжированные по странам. Казахстан и Канада доминируют в этой категории с долей 24% и 22% соответственно.
Что касается RAR, который может быть экономически извлечен менее чем за 50,00 долларов США за фунт (130 долларов США за кг U), доминирует Австралия с долей 33% от общей суммы, за ней следуют Казахстан и Канада с 10,7% и 10,6% соответственно.
Важным предостережением является то, что большая часть австралийского RAR добывалась по ценам на U3O8 даже ниже $31,77/фунт, поскольку большая его часть является попутным продуктом с медью. Олимпийская плотина составляет большую часть RAR Австралии.
Песчаник доминирует среди других типов месторождений
Как показано на диаграмме ниже, на месторождения песчаника приходится большая часть добытого урана (U3O8), составляющего примерно 61% добытой продукции в 2019 году. Они встречаются в среднезернистых и крупнозернистых песчаниках, образовавшихся в результате отложения в континентальной речной или окраинной морской осадочной среде. Уран осаждается различными восстановителями в песчанике (например, ферромагниевыми минералами, углеродистыми материалами, сульфидами, углеводородами). Урановые месторождения в песчаниках обычно имеют низкое или среднее содержание и малый или средний размер. На основе системы классификации МАГАТЭ месторождения песчаника подразделяются на пять основных типов подотложений: ролловые, пластообразные, базальные русловые, тектонические/литологические и основные дайки/силлы. Последние два подтипа необычны по сравнению с первыми тремя типами. Мы подробно обсудим только три наиболее распространенных подтипа месторождений песчаника.
- Ролловые песчаные месторождения:
Имеют выпуклые минерализованные зоны и диффузные границы с резкими контактами с окисленными песчаниками на восходящей стороне. Ресурсы варьируются от 100 до 1000 тонн урана (от малого до среднего) со средним содержанием от 0,05% до 0,25% (от низкого до среднего). Примеры включают Буденовское, Торткудук, Мойнкум, Инкай и Мынкудук в Казахстане; Кроу Бьютт и ранчо Смита в США; и Букинай, Сугралы и Учкудук в Узбекистане.
- Пластообразные песчаные месторождения:
Представляют собой линзовидные массы неправильной формы в восстановленных отложениях, обычно встречающиеся в палеоканалах, врезанных в нижележащие породы фундамента. Ресурсы варьируются от 100 до 100 000 тонн урана (от малых до больших) со средним содержанием от 0,05% до 0,50% (от низкого до среднего), иногда до 1%. Примеры включают Hamr-Straz в Чешской Республике, Akouta, Arlit и Imouraren в Нигере и на плато Колорадо в Соединенных Штатах.
- Месторождения песчаника базального русла:
Минерализованные встречаются в широких каналах, заполненных водопроницаемыми отложениями. Ресурсы варьируются от 100 до 10 000 тонн урана (от малого до среднего) со средним содержанием от 0,01% до 3% (от низкого до высокого). Примеры включают Далматовское, Малиновское и Хиагдинское месторождение в России и Беверли в Австралии.
Другие не менее важные типы месторождения
Протерозойского несогласные отложения
По данным МАГАТЭ и WNA, отложения, связанные с несогласием, возникают в результате геологических изменений, происходящих непосредственно над или под основными протерозойскими несогласными контактами (несогласиями), отделяющими кристаллический фундамент от вышележащих отложений протерозойского возраста. На основе системы классификации МАГАТЭ месторождения песчаника подразделяются на пять основных типов подзалежей: контактно-несогласные, вмещающие фундамент и контролируемые стратиформной структурой. Мы обсудим два наиболее распространенных подтипа.
• Контактно-несогласные:
Залегают в основании осадочного чехла непосредственно над несогласием. Формы отложений варьируются от удлиненных стручков до уплощенных и линейных, обычно характеризующихся ядром с высоким содержанием золота, окруженным ореолом более низкого содержания. Ресурсы варьируются от 1000 до 100 000 тонн урана (от среднего до крупного) со средним содержанием от 1% до 20% (высокое содержание). Примеры включают озеро Сигар и реку Макартур в Канаде.
• Залегающие в фундаменте протерозойские несогласные отложения: залегают ниже несогласия и обычно содержатся в зонах сдвига, трещин и брекчии с умеренным или крутым падением. Они могут простираться далеко ниже несогласия в породу фундамента. Ресурсы варьируются от 100 до 100 000 тонн урана (от малых до крупных) со средним содержанием от 0,10% до 0,50% (среднее содержание). Примеры включают Ranger и Kintyre в Австралии; и Миллениум и Игл-Пойнт в Канаде.
Интрузив
Интрузивные месторождения урана связаны с несколькими разновидностями интрузивных пород, включая аляскит, гранит, пегматит и монцониты. Ресурсы варьируются по размеру от 100 до 100 000 тонн урана (от малых до больших) со средним содержанием от 0,05% до 0,10% (от низкого до среднего сорта). Примеры включают Rössing и Husab в Намибии.
Комплекс полиметаллической брекчии оксида железа (Fe)
Месторождения полиметаллического железоокисно-брекчиевого комплекса залегают в богатых гематитом гранитных брекчиях и содержат вкрапленный уран в ассоциации с медью, золотом, серебром и редкоземельными элементами. По данным МАГАТЭ, рудник Олимпик-Дам в Австралии является единственным известным месторождением такого типа, в котором имеются значительные запасы побочного урана. Олимпийская плотина содержит крупнейшее в мире урановое месторождение с заявленными измеренными и установленными (M&I) ресурсами в 1,4 млн тонн урана (4,4 млн фунтов U3O8) с содержанием урана 0,02%.
