FIB-TEM解析微生物铀矿化：以松辽盆地海力锦砂岩型铀矿为例

摘要

针对砂岩型铀矿中微生物与矿物互作机制证据链薄弱的关键科学问题，本研究以松辽盆地海力锦矿床姚家组下段含铀独居石为研究对象，通过微区矿物学分析揭示其溶蚀过程与铀活化机理。基于钻孔岩心系统取样，采用FIB-TEM联用技术首次在独居石溶蚀界面识别出氢铀云母与沥青铀矿纳米矿物组合，结合电子探针原位分析发现溶蚀相独居石平均损失75%初始铀。研究揭示：(1)石英包裹效应导致独居石选择性溶蚀特征，开放体系下溶蚀强度提升3～4个数量级；(2)溶蚀界面纳米矿物相的定向分布指示微生物代谢产生的有机酸主导磷铀耦合释放过程；(3)建立的生物膜催化动力学模型显示，微生物介导的界面反应使铀活化至沉淀。该研究不仅为微生物与纳米矿物间协同成矿机制提供了关键的显微尺度证据，而且对于促进铀矿地质学研究向更精细的微观领域深入拓展具有重要的意义。

关键词

海力锦铀矿床 / 独居石溶解动力学 / 微生物铀矿化 / FIB-TEM联用技术 / 纳米矿物

基金资助

东华理工大学核资源与环境国家重点实验室开放基金项目(2022NRE13)