地球化学分带中伴生元素
1.氧化-还原界面与铀的聚集
在氧化-还原界面附近，地球化学性质急剧变化，Eh值陡然下降为负值（-0.05～-0.2V），形成一个明显的氧化-还原界面。由含氧地下水带来的铀，大部分在这里被还原沉淀，或以黑色粉末状、被膜状的铀黑出现在其他矿物颗粒表面，或以沥青铀矿及铀石的细粒集合体形式产出在炭化植物残骸和胶状黄铁矿聚集的部位；还有部分铀则为有机质、黏土类矿物以及磷酸盐矿物吸附富集。
铀的后生富集作用不仅发生在砂岩和碳硅泥岩型铀矿床中，而且在其他类型有特殊结构的一些铀矿床内也普遍存在。成矿后的氧化带改造了早期贫矿化带，在下部还原带进行次生富集，达到了工业开采价值。所以铀的后生富集的地球化学作用是十分重要的成矿作用，是目前外生铀矿床主要的成矿方式。对于铀在表生带的迁移来说，氧化-还原反应起着特别重要的作用，六价铀的强迁移性和四价铀的弱迁移性能形成了十分明显的反差，这促使了铀在某些地球化学环境分散，而在某些地球化学环境富集，并能在氧化-还原界面富集（孙占学等，2004；李卫红等，2006）。
含氧地下水的Eh值由正值转变为负值的过程，一般发生在数米到数百米的距离内。显然，距离愈短，氧化-还原电位差愈大，则Eh值变化梯度ΔEh/S（S为距离）也愈大，使铀的沉淀更加集中，从而有利于形成具有工业价值的富矿体。
氧化-还原界面上Eh值变化梯度（ΔEh/S）的大小与含矿主岩的物质组分有关，并且首先取决于岩石中Fe2+的存在形式。沉积岩中Fe2+常以黄铁矿、菱铁矿、海绿石等矿物形式出现。这些矿物的ΔEh值差别较大，黄铁矿的ΔEh值为95～110mV，菱铁矿、海绿石的ΔEh值只有35mV。
除Fe2+硫化物使铀富集外，如果围岩富含某些容易使铀还原、吸附或能与铀发生离子交换的组分如有机物、生物成因的H2S、碳氢化合物、黏土矿物和磷酸盐等，也能使铀富集。
2.铀及其伴生元素的地球化学分带
在地下水溶液中迁移的元素除铀外，还有各种伴生元素，常见的为铁、硒、钼等，它们也具有同铀相类似的还原沉淀过程。但由于地球化学性质上的差异，特别是沉淀时的Eh值不同，结果在成矿富集过程中形成一定的地球化学分带。硒在表生条件下可以呈SeO、、Se2-和等形式存在。钼在自然界呈Mo3+、Mo5+、Mo6+几种价态，在表生氧化条件下具有很高的活动性，常以钼酸根离子形式迁移。
以硒为例，其标准氧化-还原电位如下：
在pH=1的强酸性介质中，
非洲尼日尔特吉达地区铀成矿作用与预测
在pH=14的强碱性介质中，
非洲尼日尔特吉达地区铀成矿作用与预测
在Eh 值较高的氧化环境中稳定，但随着氧化-还原电位的降低，它们被还原为自然硒而沉淀。
表4-1 几个金矿床矿石微量元素的含量平均值及组合特征
①为异常频率；②凡异常频率＞60的，均列入元素组合特征，微量元素含量单位：10-6（据刘汉忠）。
断裂、蚀变及矿化分带中，主要成矿元素由于地球化学性质上、原子或离子半径相同或相近、配位数及配位多面体的大小接近、电价相同或易于补偿等原因，反映在地球化学性状上具有较大的相关性，说明元素化学性质和共生组合的能力、成因上的密切联系。成矿区内微量元素相关性研究表明：Au与Ag的正相关性最好，成矿伴生元素Cu、Pb、Zn具明显的正相关，Co、Ni、Cr、Ti具正相关。同时，表4-1表明，Ag、Pb、Zn、Cu、As、Sb等元素平均含量均高于未蚀变的围岩，元素组合特征也表明Ag、Pb、Cu、Zn、Hg等可作为成矿区内金矿成矿成晕的特征指示元素。由于区内成矿受断裂的严格控制，所以上述元素同样与断裂带有一定的对应关系。
在断裂蚀变带中，微量元素以过渡型离子和惰性气体型为主，又以亲氧元素占优势。从钾化→硅化带→绢英岩化带→黄铁绢英岩化带（从早→晚），矿化越来越好，微量元素有从亲氧型→亲硫型→惰性气体型→铜型离子型的变化趋势，即铜型离子增加，矿化加强。微量元素的演化是受热液性质演化决定的，金属于铜型离子型元素，故演化特点相似。
在层间氧化带地下水中迁移的元素除铀以外，还有很多伴生元素，常见的有Se、Mo、Ra等。由于每种元素地球化学性质不同，其沉淀时的地球化学条件，特别是Eh值不同，结果在铀成矿过程中这些元素也形成一定的地球化学分带（图5-13）。
图5—13 Se、Mo、U和Re还原沉淀的Eh-pH图解
1—Se以与钾结合形式存在（10-6～10-9mol/kgH2O）；2—U以UO2形式存在（10-5～10-9mol/kgH2O）；3—Re以Re+ReO2形式存在（10-8.5～10-9mol/kgH2O）；4—Mo以MoS2形式存在（10-5～10-9mol/kgH2O）；5—（针铁矿+水针铁矿）-黄铁矿平衡线，t=25°，p=101325Pa
在地下水迁移过程中
在吐哈盆地西南部，选择了三条剖面63、13、127作地表化探分析，分析项目主要是铀及伴生元素钼和硒（图5—14、图5—15）。其中63号勘探线的层间氧化带发育较好，铀矿化也较好，分析结果表明，在测点21（2100m）（离基线2100m）处铀含量急剧增高，硒的含量在其前部（相当于弱氧化带）已开始增高，分量钼也随铀的含量增高而增高。随后的钻孔揭露在相应于地表分量铀异常的深处见到了相当好的铀矿化。测点21 的前方铀分量继续增高，预示前方仍有好的铀矿化。
分量铀、钼、硒测量结果证实，在深埋的铀矿体上方出现与层间氧化带中几乎完全相同的Mo-U-Se富集分带。这种现象的机理暂时从理论上还没有得到满意的解释，但却为埋藏的铀矿找矿提供了一种可能的有效方法。
图5—14 吐哈盆地十红滩地区63线土壤中铀、钼、硒分量测量曲线图
图5—15 吐哈盆地十红滩地区13号线土壤中铀、钼、硒分量测量曲线图
表5—4 63号勘探线地球化学分带中Re含量（平均值）
图5—16 63号勘探线Re含量变化
1—ZK63-7；2—ZK63-12；3—ZK63-13；4—ZK63-14；5—ZK63-9
Re的分量随着层间氧化带向深部的发育，随着铀的沉淀富集而增长。对63号勘探线控制的层间氧化带的系统取样分析，可以明显看出Re的地球化学特征（表5-4，图5-16）。Re的含量在氧化带较少，至氧化还原过渡带含量剧增，达到最大值，到还原带又开始下降。
通过以上分析可以看出，各地球化学分带中与铀矿同时形成的一些伴生元素分布也具有一定规律，利用这些伴生元素的分布规律，可以在铀矿找矿方面提供一种有效方法。
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