Bassins sédimentaires : le monde et le n°8217;s les plus grands réservoirs d'uranium

Ces dépressions géologiques recueillent des sédiments sur des dizaines à des centaines de millions d'années, créant des séquences épaisses de grès, de conglomérat et de boue. La minéralisation de l'uranium dans ces bassins se produit généralement lorsque les eaux souterraines oxydées et contenant de l'uranium se trouvent dans des conditions de réduction, ce qui entraîne la précipitation de l'uranium hors de la solution.

Dépôts d'uranium en pierre de taille

Le type de gisement d'uranium le plus important sur le plan économique dans les bassins sédimentaires est la variété abritée par le grès, qui se forme en couches perméables de grès qui agissent comme aquifères naturels. L'eau souterraine transportant de l'uranium dissous se déplace à travers le grès jusqu'à ce qu'elle atteigne une barrière géochimique, comme les matières organiques, la pyrite ou les accumulations d'hydrocarbures, qui réduisent l'uranium et la font précipiter sous forme d'uranine ou de coffinite.

  • Dépôts frontaux de roche – Zones de minerai en forme de croissant qui se forment à la limite entre les conditions oxydées et réduites des eaux souterraines.Ces dépôts sont communs dans les bassins du Wyoming des États-Unis et au Kazakhstan.
  • Dépôts tubulaires – Corps horizontaux en forme de lentille qui se forment dans des zones réduites du grès. La région du plateau du Colorado, dans le sud-ouest des États-Unis, contient de nombreux dépôts d'uranium tabulaires, y compris ceux de la formation Morrison.
  • Dépôts de canal de base – Concentrations d'uranium dans les anciens canaux de rivière qui sont remplis de sable perméable et de gravier.Ces dépôts se trouvent dans le bassin de la rivière Powder du Wyoming et dans certaines parties du Niger.

Le Kazakhstan possède à lui seul de vastes ressources en uranium abritées par le grès, principalement dans les bassins de Chu-Sarysu et de Syrdarya, qui sont exploités à l'aide de la RSI, où une solution de lessivage est injectée dans l'aquifère pour dissoudre l'uranium, qui est ensuite pompé à la surface pour être transformé.

Dépôts liés à la non-conformité

Parmi les gisements d'uranium les plus élevés de la Terre, on trouve ceux associés à des défauts et à des surfaces d'érosion qui séparent les roches de base plus anciennes et métamorphosées des séquences sédimentaires surjacentes.Les exemples les plus célèbres se trouvent dans le bassin de l'Athabasca, en Saskatchewan, au Canada, où les teneurs en minerais peuvent dépasser 20 % d'oxyde d'uranium, soit environ 100 fois la teneur des dépôts typiques de grès.Les corps de minerai se forment le long des zones de fracture et réactivation des failles près de la surface d'un défaut, où les fluides riches en uranium du bassin se mélangent avec des agents réducteurs des roches de base.Ces gisements sont exploités à l'aide de méthodes souterraines à des sites comme McArthur River et Cigar Lake, qui ont certains des taux de production d'uranium dans le monde et #8217; les plus élevés sont les taux annuels de production d'uranium.

Intrusion de granit et d'intrusions

Les roches granitiques sont naturellement enrichies en uranium par rapport à la croûte continentale moyenne. Le granit typique contient entre 4 et 6 parties par million d'uranium, mais certains corps de granit spécialisés, appelés granites à forte production de chaleur, peuvent dépasser 20 parties par million. L'uranium de ces roches est principalement hébergé dans des minéraux accessoires tels que l'uraninite, le zircon, la monazite et l'allanite.

Dépôts d'uranium liés à l'intrusion

Le gisement Rossing en Namibie est le plus grand gisement d'uranium à ciel ouvert au monde et illustre la minéralisation de l'uranium associée à l'intrusion de granit. Ici, l'uranium se trouve dans un corps de leucogranite qui envahit les roches métamorphiques plus anciennes. Les concentrations d'uranium sont relativement faibles, autour de 0,03% à 0,05% d'oxyde d'uranium, mais le gisement est extrêmement important, ce qui le rend économiquement viable.

Parmi les autres gisements importants liés à l'intrusion, mentionnons le complexe Ilimaussaq au Groenland, où l'uranium est associé au granite peralcaline et à la syénite, et la région de Bancroft en Ontario, au Canada, où sont exploités des pegmatites riches en uranium.

Dépôts d'uranium à base de pegmatite

Les pegmatites sont des roches ignées à grains extrêmement grossiers qui se forment pendant les dernières étapes de la cristallisation du magma. Elles sont souvent enrichies en éléments incompatibles, y compris l'uranium et le thorium. Les gisements d'uranium à grains très grossiers sont généralement petits mais peuvent contenir une minéralisation de très haute qualité. La mine Moss en Norvège, le gisement White Nancy à Bikita au Zimbabwe et plusieurs champs de pegmatite dans le Bouclier canadien ont produit de l'uranium dans le passé.

Systèmes volcaniques et hydrothermaux

Les roches volcaniques et les systèmes hydrothermaux associés créent certains des dépôts d'uranium les plus concentrés connus. La chaleur provenant de l'activité volcanique entraîne la circulation des eaux souterraines et des fluides magmatiques, qui peuvent dissoudre l'uranium du verre volcanique, des feldspaths et d'autres minéraux.

Dépôts d'uranium liés à la caldera

Les complexes de caldera volcaniques sont particulièrement favorables à la minéralisation de l'uranium. Le Caldera McDermitt du Nevada et de l'Oregon abrite le gisement d'uranium Aurora, où l'uranium se trouve dans des roches volcaniques et des sédiments de la caldera. L'uranium a été mobilisé par des fluides hydrothermaux associés au système de caldera et au système géothermique après la chute et déposé dans des sédiments et des tufs de lacs riches en matières organiques.

Dépôts de veine hydrothermale

On trouve des veines hydrothermales transportant des minéraux d'uranium dans de nombreuses régions du monde, qui se forment lorsque les fluides chauds riches en uranium traversent des fractures et des failles dans la Terre et dans le no 8217; la croûte, qui dépose de l'uranimite, du pitchblende et d'autres minéraux d'uranium, les fluides refroidissant ou réagissant avec les roches de la paroi. La région d'Erzgebirge, en Allemagne et en République tchèque, a une longue histoire d'extraction de l'uranium de veine hydrothermale, le gisement de Jachymov étant le site où Marie Curie a obtenu le pitchblende utilisé pour sa découverte du radium.

Aux États-Unis, la mine Midnite dans l'État de Washington et le gisement Sherwood à Washington et dans l'Idaho sont des exemples de veines hydrothermales d'uranium associées à des failles dans les roches métamorphiques et ignées, qui ont généralement des teneurs élevées mais une portée latérale limitée, ce qui les rend les mieux adaptées aux opérations minières souterraines.

Conglomérats de quartz-pebble: Dépôts de placeurs anciens

Certains des plus anciens gisements d'uranium sur Terre se trouvent dans des conglomérats de quartz-pebles qui ont été déposés avant le Grand Événement d'oxydation, il y a environ 2,4 milliards d'années. Avant l'abondance de l'oxygène atmosphérique, les minéraux d'uranium tels que l'uranimite et la pyrite étaient stables à la surface de la Terre et pouvaient être transportés par les rivières et les cours d'eau comme des grains minéraux lourds.

Le gisement d'uranium conglomérat à quartz le plus célèbre est le bassin Witwatersrand en Afrique du Sud, où l'uranium est récupéré comme sous-produit de l'exploitation minière de l'or. L'uranium se trouve dans des galets arrondis d'uraniumite dans des couches de conglomérats qui abritent également l'or. La région d'Elliot Lake, en Ontario, au Canada, est un autre exemple important, où les mines Prisque, Nordic et Stanrock produisent de l'uranium à partir de conglomérats du Supergroupe huronrien.

Dépôts de tuyaux Breccia

Les tuyaux Breccia sont des structures verticales semblables à des tuyaux remplis de fragments de roche brisés qui se forment lorsque les fluides souterrains dissolvent les cavités et font s'effondrer la roche qui recouvre.Dans la région du Grand Canyon en Arizona, les dépôts d'uranium se trouvent dans les tuyaux de breccia qui pénètrent dans la séquence sédimentaire paléozoïque.

On pense que l'uranium présent dans ces gisements a été mobilisé par des eaux souterraines oxydées qui se déplacent à travers le tuyau, et qui ont alors rencontré des conditions de réduction dans les fragments de breccia ou la matière organique, provoquant des précipitations d'uranium. Les mines Orphan Lode, Hack Canyon et Pigeon sont des exemples de dépôts d'uranium de breccia dans la région de Grand Canyon.

Dépôts de produits du lait et de produits de la viande

Dans les régions arides et semi-arides, l'uranium peut s'accumuler près de la surface dans le calcrete, un horizon riche en carbonate de calcium qui se forme dans les sols et les sédiments peu profonds. On trouve des gisements d'uranium de calcium, également appelés dépôts de calcrete de remplissage de vallée, en Australie occidentale et en Namibie.

Le gisement Yeelirrie en Australie occidentale est l'un des plus grands gisements d'uranium calcrété au monde, avec des ressources supérieures à 50 000 tonnes d'oxyde d'uranium. Le gisement formé dans un système de paléodrainage où l'eau souterraine riche en uranium provenant des champs de granite du Craton Yilgarn a traversé les sédiments riches en calcrètes, ce qui a provoqué le précipité de la carnotite. Des gisements similaires ont été identifiés au lac Maitland, au lac Way et au lac Centipede en Australie occidentale.

Dépôts de schiste noire et de phosphore

L'uranium est également présent dans les faibles concentrations de schistes noirs et de phosphorite dans le monde entier. Les schistes noirs sont des sédiments marins riches en matières organiques qui peuvent accumuler de l'uranium de l'eau de mer, où la concentration d'uranium est d'environ 3 parties par milliard.

Les schistes de Chattanooga, dans l'est des États-Unis, et le gisement de Ronneburg, en Allemagne, sont des exemples de concentrations d'uranium dans les schistes noirs. Bien que ces gisements soient de très faible qualité, l'immense volume de roches qui les contiennent fait que la ressource totale en uranium est énorme.

Les gisements de phosphore, qui sont des roches sédimentaires riches en minéraux phosphates, contiennent également des quantités importantes d'uranium. Lors de la formation de phosphores, l'uranium remplace le calcium dans la structure minérale apatite. La teneur en uranium des phosphores varie généralement de 50 à 200 parties par million, et les gisements en Floride, au Maroc et au Moyen-Orient contiennent d'importantes ressources en uranium.

Dépôts alluviaux et de placement

Les dépôts alluviaux, formés par le transport et le dépôt de sédiments par les rivières et les cours d'eau, peuvent aussi contenir des concentrations d'uranium. Ces dépôts sont généralement petits et localisés, mais peuvent être significatifs dans les régions où les roches riches en uranium sont érodées et érodées.

La région de la vallée de Jimi au Japon et la région de Mayou en République centrafricaine ont produit de l'uranium à partir de gisements alluviaux. Au Sri Lanka, des sables monazitiques contenant de l'uranium se trouvent le long des plages côtières et dans les sédiments des rivières. Ces gisements sont généralement exploités pour leur teneur en éléments de terre rare, l'uranium étant récupéré comme sous-produit.

Répartition géographique et incidences mondiales

La distribution des gisements d'uranium n'est pas uniforme dans le monde entier. Les ressources les plus importantes sont concentrées dans des provinces géologiques spécifiques. L'Australie détient les plus grandes ressources connues d'uranium, principalement dans le gisement de barrage olympique (un complexe de brécies polymétalliques), les gisements Ranger dans la géosyncline de Pine Creek et les gisements calcrètes de l'Australie occidentale. Le Kazakhstan possède les deuxièmes ressources les plus importantes, dominées par les gisements abrités par le grès dans les bassins Chu-Sarysu et Syrdarya.

La compréhension des caractéristiques géologiques qui abritent les gisements d'uranium est essentielle non seulement pour l'exploration, mais aussi pour l'évaluation des impacts environnementaux de l'exploitation minière. Différents types de gisements présentent des défis différents pour l'extraction. Les gisements abrités par des pierres de grès sont propices aux méthodes de RSR à faible impact, tandis que les gisements non conformes nécessitent une exploitation souterraine profonde avec une gestion soigneuse du gaz de radon et des eaux souterraines.

La demande mondiale d'uranium est alimentée par la production d'énergie nucléaire, qui fournit actuellement environ 10 % de l'électricité mondiale. Les pays poursuivant des objectifs de décarbonisation, l'énergie nucléaire reçoit une attention renouvelée et la nécessité d'approvisionnements fiables en uranium augmente. L'exploration de nouveaux gisements se poursuit dans des terrains géologiques prometteurs, notamment le bassin de l'Athabasca, la ceinture de Damas africaine, la région centrale d'Erzgebirge et le bouclier brésilien.