Waiyapot ep063 Unconformity Related Uranium Deposits การเกิดแหล่งแร่ยูเรเนียมร่วมกับรอยชั้นไม่ต่อเนื่อง

ยูเรเนียมเป็นธาตุกัมมันตรังสี มี atom ขนาดใหญ่ มีมวลอะตอม 238 หน่วย atomic number เท่ากับ 92 ดังนั้นในบรรยากาศโลก จะไม่เสถียร พยายามแตกตัวเป็นธาตุอื่น ๆ ที่มีความเสถียรมากกว่า ไปเรื่อย ๆ จนเป็นธาตุตะกั่ว 207 (Pb207)ที่มีความเสถียรในบรรยากาศโลก ในการแตกตัวเป็นธาตุต่าง ๆ ที่มีขนาดเล็กลงนั้น จะปล่อยพลังงานออกมาเป็นพลังงานความร้อนและรังสีต่าง ๆ ได้แก่ รังสี แอลฟา เบตา แกมมา และ neutron ธาตุยูเรเนียมในธรรมชาติ จะมี U235 อยู่ร่วมประมาณ 0.7% U235 จะเสถียรน้อยกว่า U238 และแตกตัวเร็วกว่า U238 การแตกตัวของ U235 ทำให้เกิด พลังงานความร้อนและรังสีต่าง ๆ รวมทั้ง neutron ที่จะไปกระตุ้นให้ U238 แตกตัวเร็วขึ้น ในการใช้พลังงานนิวเคลียร์จากธาตุยูเรเนียม จะต้องเพิ่มปริมาณ U235 ในแร่ยูเรเนียมขึ้น สำหรับเชื้อเพลิงนิวเคลียร์จะเพิ่มU235 เป็น 3-5% ถ้าเป็นหัวรบนิวเคลียร์ ต้องเพิ่มเป็น 20-85% ขบวนการเพิ่ม ปริมาณ U235 นี้เรียกว่า uranium enrichment

ธาตุยูเรเนียมมี valency +4 (solid) เมื่อถูก oxidized จะเพิ่ม valency เป็น U+6 ละลายใน solution ในบรมยุค Archean เมื่อบรรยากาศโลกยังมีออกซิเจนน้อยอยู่ แร่ยูเรเนียมที่โผล่ขึ้นมาบนผิวโลกจะมีการละลายน้ำน้อยมากแหล่งแร่ยูเรเนียมในยุคนี้จะสะสมตัวในรูป detrital sediments เช่นแหล่งแร่ แบบ quartz pebble conglomerate ที่ Elliot Lake Canada, เป็น paleo placer deposits

ในบรมยุค Proterozoic น้ำสมุทรที่มี oxygen ผสมอยู่จะซึมเข้าไปในหิน basement ที่มี ธาตุยูเรเนียมสะสมตัวอยู่ ทำให้ U+4 กลายเป็น U+6 ละลายน้ำกลายเป็นน้ำ hydrothermal ลอยขึ้นมาเนื่องจาก แรงกดดัน และอุณหภูมิ จนเข้ามาในรอยชั้นไม่ต่อเนื่อง (unconformity) และตกตะกอนในตะกอนท้องสมุทรที่มีการสะสมตัวในก้นแอ่งสมุทรต่าง ๆ ในสภาพแวดล้อมเป็น reducing environment U+6 ถูก reduced เป็น U+4 ตกตะกอนเป็นแหล่งแร่ ยูเรเนียมในหินชั้นบริเวณใกล้เคียงกับรอยชั้นไม่ต่อเนื่อง

แร่ยูเรเนียมปฐมภูมิ ที่พบมักเป็นสีดำคล้ายถ่านหรือยางมะตอยได้แก่แร่ Pitchblende (UO2), Uraninite (U3O8) Coffinite (U(SiO4)1−x(OH)4x) แร่ทุติยภูมิมักจะเป็นแร่ที่ให้สีสดสะท้อนแสง

แหล่งแร่สำคัญได้แก่ แหล่งแร่ในแอ่ง Athabasca Basin ในจังหวัด Saskatchewan, Canada, และแหล่งแร่หลายแหล่งที่ McArthur Basinใน the Northern Territory, Australia แหล่งแร่เหล่านี้มีปริมาณสำรองเฉลี่ยที่ 10 ล้านตันต่อแหล่งโดยมีเกรดเฉลี่ย ที่ 0.8 % U.

 

Fig. 63.02 Grade-Tonnage Model of Unconformity Related Uranium Deposits.

Fig. 63.03 Uranium Decay Series.

Fig. 63.04 Conceptual Model of Unconformity Related Uranium Deposits (Ruzicka, V., 1995)