کلیات زمیـن شناســـی اورانیـوم در کـــره زمـین

اورانیوم در سال 1892 توسط م. کلاپروت شیمیست آلمانی در کانسنگ پچبلند از معدن ساکسونی کشف شده است. پرتوزایی در سال 1896 توسط فیزیکدان فرانسوی بنام الف – بکر کشف گردید اما توسط پ-کوری و م- کوری ، زمانی که آنان رادیوم و پلونیوم همراه اورانیوم را شناسایی کردند فرمول‌بندی شد. استحصال اورانیوم از کانسنگ در سال 1914 انجام گرفته و در سال 1939 د.دانینگ پدیده شکافت طبیعی را برای عناصر پرتوزا معرفی کرد.  در سال 1942 با کشف پدیده تبدیل ماده به انرژی (E=mC2). اورانیوم به عنوان ماده‌ای قدرتمند برای تولید انرژی وارد میدان گردید و از آن به بعد انرژی هسته‌ای به عنوان یکی از اقلام مهم انرژی مطرح شد. امروزه حدود 4.300.000 تن از منابع معدنی اورانیوم در کره زمین کشف گردیده و میزان مصرف سالانه اورانیوم در کشورهای مختلف بالغ بر6500 تن می‌شود. انتظار می رود مقدار مصرف تا سال 2020 میلادی به 75000 تن در سال فزونی یابد. منابع اورانیوم شناخته شده برحسب قیمت تمام شده تولید در رده‌های مختلف طبقه‌بندی می‌شود .ذخایر رده ” “RAR و “EAR” به قیمت ارزان کمتر از 40 دلار به کیلوگرم اورانیوم یا کمتر از 17 دلار به پوند"U3O8"، قیمت متوسط (40 تا 80 دلار به کیلوگرم اورانیوم یا 20 پوند به کیلوگرم U3O8 و اورانیوم گران به قیمت بیش از 52 دلار به کیلوگرم. جدول شماره 1-1: میزان ذخایر اورانیوم کشف شده (هزار تن) در رده های RAR و 1- EAR کشورهای مختلف تا سال 2003 (منبع- آژانس بین المللی انرژی اتمی - وین)  به نظر می‌رسد که تا سال 2010 عموماً منابع اورانیوم ارزان و متوسط تأمین کننده اصلی بازار جهانی اورانیوم باشند اما از سال 2010 به بعد تولید کنندگان اورانیوم به منابع گرانتر روی خواهند آورد. مهمترین کشورهای دارای منابع اورانیوم عبارتند از کانادا، استرالیا، افریقای جنوبی، برزیل،‌ قزاقستان،‌ ازبکستان، روسیه، نیجر و نامیبیا.کانسارهای اورانیوم دارای بیش از 10 هزار تن U3O8 از شمار کانسارهای بزرگ به حساب می آیند و کوچکترین واحد معدنی، به کانسارهای دارای حدود 500 تن U3O8 اطلاق می‌شود. گرچه انواع مختلفی از کانسارهای اورانیوم کشف گردیده و در دست بهره‌برداری است اما کانسارهای جای گرفته در میزبان ماسه سنگی که مناسب استحصال درجا هستند از انواع ارزان و اقتصادی در بازار جهانی تلقی می‌شوند. اورانیوم دارای سه ایزوتوپ طبیعی شامل 238(U) (%2739/99) با نیمه عمر 109*51/4 سال، 235U (%7024/0) با نیمه عمر 108*3/7 سال و 234U (%0057/0) با نیمه‌عمر 105*48/2 سال است. در جدول شماره 1-2 فرآیندهای شکافت عناصر پرتوزا نشان داده شده است.فراوانی پوسته‌ای (کلارک) اورانیوم %4-10*5/2 (ppm5/2) است که به صورت بارزی از سنگهای فوق بازی به بازی و اسیدی افزایش می‌یابد. مقدار کلارک در سنگهای فوق بازی %7-10*3، در سنگهای بازی %105*5 و در سنگهای اسیدی %4-10*5/3 می‌باشد. ضریب تمرکز اورانیوم برای تشکیل کانسار 400 یا به عبارتی عیار اورانیوم در کانسنگ قابل استخراج (به روش معمولی) حدود 1/0 درصد است. در شیمی، اورانیوم دارای ظرفیت های 5.4.3 و 6 است که در طبیعت عموماً با ظرفیت های 4 و 6 عمل می‌نماید. یونهای 4 و 6 ظرفیتی در پوسته خارجی دارای 8 الکترون بوده و بدین جهت از نوع عناصر " لیتوفیل" به حساب می‌آید که دارای میل ترکیبی زیاد به اکسیژن بوده و در طبیعت به صورت اکسید یا نمک اسید‌های اکسیژن یافت می‌گردد. اورانیوم چهارظرفیتی دارای قابلیت حلالی اندک است حال آنکه نوع 6 ظرفیتی از حلالیت بالایی برخوردار بوده و در این حالت مهاجرت می کند. نمودار شماره 1-1 ارتباط بین اکسیدهای اورانیوم 4 و 6 ظرفیتی را در محلولهای آب به عنوان تابعی از Eh و pH (تحت شرایط مساوی) نشان می‌دهد. اورانیوم در فراگرد درونزادی ماگمای بازالتی و در تولیدات آن متمرکز نمی‌گردد. در مراحل آغازین تبلور ماگمای گرانیتی با کاسته شدن از درجه قلیایی محیط، اورانیوم چهارظرفیتی عموماً به صورت ایزومورف وارد شبکه بلورین کانی‌های سازنده سنگ می‌شود و گرانیت‌های پرمایه از اورانیوم را می‌سازد. بیشترین مقدار اورانیوم (تا 50 درصد از کل) درکانی‌های فرعی پرتوزا نظیر اسفن، اورتیت، مونازیت، زیرکن، آپاتیت، ایلمنیت و غیره… تمرکز می‌یابد. عمده‌ترین کانی‌های سازنده سنگ، به خصوص کانی‌های تیره حاوی 5 تا 15 درصد از مقدار کل اورانیوم را دارا هستند و بقیه اورانیوم به صورت میکروانکلوزیون و پراکنده در بین دانه‌ها ظاهر می‌شود. در توده‌های گرانیتی چند فازی، فازهای پسین عموماً پرمایه‌تر از فازهای آغازین هستند و در انواع شدیداً اسیدی یا قلیایی پسین مقدار اورانیوم می‌تواند تا %4-10*(50-10)یعنی ppm50-10 افزایش یابد.

 ژئوشیمی و کانی سنگین

  فازهای پسین تبلور ماگمای گرانیتی عموماً با افزایش پتانسیل اکسیداسیون توام است که این وضعیت موجب تغییر اورانیوم به حالت 6 ظرفتیی و انحلال در سیالات و بخارات ماگمایی و در نهایت مهاجرت با محلولهای گرمابی می‌شود. مهاجرت اورانیوم در محلولهای گرمابی عموماً به صورت کمپلکس های کربوکسی‌ اورانیل سدیم" Na4[UO2(CO3)3] " و به مقدار محدودتری به شکل اورانیل سولفات، اورانیل فسفات، اورانیل سیلیکات و سایر کمپلکس‌ها انجام می‌پذیرد. به عنوان فرآیندی از گاززدایی و اختلاط محلولها و تغییر در درجه‌ اسیدی آنها همراه با تغییر حرارت و فشار و تبادل شیمیایی بین محلولها و سنگ دیواره معبر جریان، کمپلکس‌های مهاجرت می‌شکنند و اورانیوم به صورت چهار ظرفیتی از سیستم گرمابی خارج و به شکل توده‌های معدنی گرمابی جای‌گیر می‌شود و کانسارهای درونزاد را می‌سازد.در شرایط اکسید‌کنندگی محیط، اورانیوم چهارظرفیتی ناپایدار شده و به انواع 6 ظرفیتی تبدیل می‌گردد. در این شرایط اورانیوم هیدرولیز شده و کمپلکس اورانیل – کاتیون دو ظرفیتی "[UO2]2 "را می‌سازد که قابلیت تحرک و مهاجرت زیاد داشته و می‌تواند در نهایت کانسارهای برونزاد را بسازد. پی‌آمد قابلیت انحلال کمپلکس‌های اورانیل تری کربنات   " 4 [UO2(CO3)2]" ، اورانیل دیاکواری کربنات[UO4 (CO3)4 H4O] اورانیل هیدروکسید "[UO2(OH)2] "" و به مقدار بسیار اندکی اورانیل هومات ، اورانیل فسفات و اورانیل سیلیکون در محیط طبیعی یا قلیایی و ورود به آبهای زیرزمینی کم عمق و آبهای سطحی است. در چنین شرایطی اورانیوم از بخش‌های نزدیک به سطح زمین از کانسارهای درونزاد رها شده و زونهای اکسیدی را پیرامون هاله احیایی دروزناد می‌سازد. این پدیده درکانسارهای درونزاد سولفیددار از بالا به پایین این چهره زیر را نمایش می‌دهد:

_یک لایه سطحی از اوپال که اورانیوم را جذب نموده است.

 _یک افق از سیلیکات اورانیوم

 _یک افق از کربنات – سولفات اورانیوم

 _یک افق از کانی‌های اکسید اورانیوم دوباره تولید شده

در کانسارهای غیرسولفیدی، اورانیوم در سطح به صورت سیلیکات ظاهر می‌شود و اندکی پایین‌تر ترکیب هیدرواکسید به خود می‌گیرد.اورانیوم در فروهشته‌های کانسارهای درونزاد به صورت حلال در آب در آمده و بهنگام تراوش و زهکش شدن در سازندهای سرراه می‌تواند احیاء و جای‌گیر شود. اورانیوم می‌تواند در مواد آلی جذب (بقایای گیاهی و جانوری، یا مواد مشتق با منشاء ذغالی، هیدروکربن و نفت) و جای‌گیر شود یا با موادی نظیر فسفات، گلوکونی، رس و هیدرواکسیدهای اورانیوم در تولیدات سطحی تجمع یابد. وقتی آبهای زیرزمینی حاوی اورانیوم از شرایط اکسیدی به احیا گذر نماید،‌ به واسطه سد کنندگی احیایی، راسب می‌گردد و منطقه‌بندی اکسیدی – احیایی را می‌سازد. از مقدار اورانیوم با افزوده شدن بر شدت دگرگونی، کاسته می‌شود. وقتی سنگهای دگرگونی با رخساره شیست سبز حاوی 4-10*8/2 اورانیوم به رخساره آمفیبولیت بر سد، مقدار اورانیوم به 4-10*6/1 کاهش می‌یابد و در رخساره گرانولیت به ppm1-4/0- می‌رسد. این تغییرات معمول خروج اورانیوم از محیط در فراگرد دگرگونی است. بیش از 100 گونه از کانی‌‌های اورانیوم در طبیعت شناخته شده است (پیوست شماره یک)که مهمترین و اصلی‌ترین آنها شامل اورانینیت (ناستوران،‌ پچبلند) حاوی UO2 (%92) و انواع بی‌شکل (تا 60 درصد) است.غنی‌سازی اورانیوم : اورانیوم طبیعی دارای سه ایزوتوپ U238 (28/99 درصد جرم)، U235 (711/0 درصد جرم) و U234 (0054/0 درصد جرم) می‌باشد که از آن میان تنها U235 قابل شکافت بوسیله نوترونهای گرمایی است و تنها ایزوتوپ اورانیوم طبیعی است که به عنوان سوخت هسته‌ای مصرف می‌گردد. در راکتورهای اتمی نوع آب سنگین و تحت فشار و در راکتورهای گرافیتی که با گاز خنک می‌شوند از اورانیوم طبیعی به عنوان سوخت استفاده می‌شود حال آنکه در 85 درصد نیروگاههای قدرت از نوع نیروگاههای آب سبک، راکتورهای پیشرفته خنک شونده با گاز و راکتورهای نوع چرنوبیل (RBMKs) می‌باشد که مقدار U235 در سوخت مصرفی آنها حدود 2-4 درصد جرمی است. غنی‌سازی اورانیوم یک فراگرد فیزیکی برای افزایش غنای U235 از حدود 7/0 درصدکل شمال تایوان و چین می‌شود که در آنجا 4890 (MW(e)) در دست بهره‌برداری و شامل 45/1 درصد ظرفیت دنیا است.به درصد مورد نیاز در نوع سوخت اتمی است ؟؟ معمولی‌تین روش غنی‌سازی از نوع “غنی‌سازی به روش دیفیوژن گازی” و “غنی‌سازی سانتریفیوژی” است.  غنی‌سازی به روش دیفیوژن گازی” فراگردی است که در آن هگزا فلورید اورانیوم تحت نیرو از درون یک سری حفاظ (بازدارنده) گازی متخلخل مخصوص عبور داده می‌شود و ایزوتوپ‌ها جدا می‌گردند. ملکولهای سبک‌تر سریع‌تر حرکت کرده و بیشتر از ملکولهای سنگین‌تر به بازدارنده‌ها می‌چسبند. در مجتمع غنی‌سازی تعداد زیادی از این بازدارنده‌ها درون Cascade قرار می‌گیرد. وسایل، ابزار و سیستم‌های لوله‌کشی به شرایط خلاء در درجه بالا و با استانداردهای لازم از نظر خوردگی و تمیزی می‌باید مجهز باشد.

 غنی‌سازی اورانیوم

 در “غنی‌سازی به روش سانتریفوژی” جدایش ایزوتوپهای اورانیوم به وسیله سانتریفوژ اورانیوم گازی انجام می‌گیرد. درحین عمل سانتریفیوژ ایزوتوپ سنگین‌تر در کنار سانتریفیژ به تعداد کمی تجمع یافته و اندکی از سبک‌تر جدا می‌شود. هر سانتریفیوژ یک ابزار با تولید اندک در طول سال می‌باشد و از این رو صدها و حتی هزارها سانتریفیوژ لازم است تا مقادیر قابل توجهی اورانیوم را با غنی‌سازد. کارخانه غنی‌سازی شامل چندین آرایه Cascade است تا ظرفیت کافی را برای مثال KSWU/a 10 فراهم نماید. در این سیستم نیز همه وسایل،‌تجهیزات و لوله‌کشی‌ها به خلاء شدید مجهز بوده و استانداردها بالای خردگی و تمیزی رعایت می‌شود. مصرف برق در این سیستم 50/1 مصرف دیفیوژن گازی و حدود 50 کیلووات ساعت برای یک SWU است.

در فراگردهای غنی‌سازی آئرودینامیک مخلوطی از گازی و هیدروژن یا هلیوم فشرده شده، سپس از درون عناصر جداکننده رد سطوح خمیده که جدایش ایزوتوپی به نیروهای توبی سانتریفیوژ مجهز است، عبور داده می‌شود و ایزوتوپهای اورانیوم جدا می‌گردند. دو فراگرد از این نوع یعنی Vortex tube, Jet nozzle با موفقیت انجام گرفته است. در کارخانه آئرودینامیک تعدادی از مراحل غنی‌سازی لازم است. غنی‌سازی اورانیوم می‌تواند از طریق تبادلات شیمیایی یا تبادل یونی نیز انجام پذیرد. اختلاف کم در جرم اتمی ایزوتوپهای اورانیوم می‌تواند موجب تغییرات اندک در تعادل واکنش‌ شیمیایی شده و این خود مبنای جداسازی ایزوتوپی گردد.دو فراگرد با موفقیت در این رابطه صورت گرفته است، یکی تبادل شیمیایی مایع – جامد و دیگری تبادل یونی جامد – جامد. در تبادل شیمیایی مایع – مایع. فازهای مایع غیرقابل امتزاجدر همبری یکدیگر قرار گرفته‌ و اثر Cascading در هزاران گام جداسازی بوجود می‌آورد. در فراگرد تبادل یونی جامد – مایع غنی‌سازی با جذب یا عدم جذب در یک رزین تبادل یونی سریع العمل مخصوص انجام می‌گیرد. امروزه روش غنی‌سازی لیزری در مرحله پژوهش است و به دو گونه انجام می‌گیرد. در یک گروه فضای فراگرد بخار ترکیب اورانیوم می‌باشد مثل جداسازی ایزوتوپ لیزر و بخار اتمی (AVLIS/SILVA)، جداسازی ایزوتوپ لیزر ملکولی (MLIS/MOLTS) و دیگری واکنش شیمیایی با فعال سازی لیزر انتخابی ایزوتوپی (CRISLA) مقدار تمرکز در بازمانده اورانیوم غنی‌سازی شده (پسمان) بستگی به قیمت اورانیوم و هزینه خدمات غنی‌سازی دارد. درسطح هزینه و تکنولوژی کنونی حدود 3/0 دصد جرمی در اورانیوم مهر شده از می‌باشد. تقلیل 3/0 درصد به 25/0 درصد می‌تواند به کاهش نسبی مصرف اورانیوم طبیعی تا حدود 10 درصد بشود.    در تسلیحات اتمی میزان غنی‌شدگی بیش از 90 درصد می‌باشد. با منع گسترش سلاحهای اتمی و تبدیل اورانیوم غنی شده در آنها به سوخت‌های مناسب مصرف در نیروگاههای اتمی از روش‌هایی است که در حال توسعه بوده و قدم سوختی دراستفاده از اورانیوم‌های غنی شده پیشین است. در جدول شماره سه ظرفیت و توان غنی‌سازی اورانیوم در کشورهای مختلف درجه شده است. در جدول شماره چهار نیاز و هزینه تهیه محصولات چرخه سوخت در هر گام نشان داده شده است

متالوژنی اورانیوم و تشکیل کانسارها در روند تکوین زمین

هرگونه کانسار در حقیقت حلقه پایانی زنجیره تکامل و تکوین آن عنصر در کره زمین است. به همین لحاظ، شناخت ویژگی‌های هر عنصر از مهمترین معیارهای شناخت نحوه جابجایی، پراکندگی و تمرکز آن عنصر است. نحوه رفتار آن در فراگرد ماگماتیسم، تکتونیک، دگرگونی و رسوبگذاری از مهمترین مواردی است که تشکیل کانسارها را در کنترل دارد.تفریق اصلی‌ زمین در 6/4 میلیارد سال قبل روی داده است. براساس تحقیقات جدید کیهان‌شناسی عناصری که موجب بالا رفتن حرارت و گداخت شده بوده، شامل Al26 با نیمه عمر 74000 سال و I129 با نیمه عمر 106*16 سال بوده که به Xe تبدیل می‌شده و U235 که به سرب تبدیل می‌گردد و نیمه عمری حدود 707/0 میلیارد سال دارد.ترکیب اولیه ماگمای زمین معادل سه بخش پریدوتیت و یک بخش بازالت هاوایی (پیرولیت) در نظر گرفته می‌شود که پیرولیت در اثر ذوب بخشی انواع بازالت‌ها را می‌سازد. انواع سنگهای بازالتی ایجاد شده از ذوب بخشی پیرولیت سبکتر از پیرولیت بوده و صعود آن موجب تشکیل اولین پوسته از نوع بازالتی گردیده که در فراگرد تفریق ترکیبات آندزیتی،‌ریوداسیتی و ریولیت ایجاد گشته است. ادامه این فراگرد منجر به تشکیل پوسته سیالی شده است. بنا بر گزارش گیبل من (1977) میزان و ضریب تمرکز اورانیوم و توریوم در لایه‌های مختلف زمین به شرح جدول شماره 2-1 می‌باشد. از این جدول چنین استنباط می‌شود که مقدار اورانیوم در پوسته زمین 234 برابر کل ترکیب اولیه زمین یعنی گوشته بوده و به عبارت دیگر مهاجرت از درون به برون صورت گرفته و اورانیوم در پوسته تمرکز یافته است. مقدار اورانیوم در هسته زمین 25:1 میزان متوسط اورانیوم در زمین می باشد حال آنکه پوسته به تنهایی حدود 46 تا 47 درصد از کل اورانیوم را در خود جای داده است. اگر بپذیریم که فقط 3/0 تا 5/0 درصد از لیتوسفر پوسته ترکیب سیالی داشته، می‌توان تخمین زد که چه مقدار عظیمی از اورانیوم در پوسته سیالی اولیه مترکز شده است. بدین ترتیب تمرکز اولیه اورانیوم فقط در پوسته روی داده، سپس وارد چرخه‌های متالوژنی بعدی گشته است. مقدار اورانیوم نشات گرفته از گوشته در صورت حضور داشتن. بسیار ناچیز بوده است.تخارینوف (1976) نشان داده که تشکیل پیوسته سیالی با افزایش ضخامت (؟) و گرانیتی شدن از آرکئن تا سنوزوئیک ادامه یافته است. چنین تصور می شود که تمرکز کانسارهای اورانیوم به وجود پوسته سیالی وابسته بوده و بدین لحاظ در زمان آرکئن که زمین فاقد پوسته سیالی بوده، کانسار اورانیوم تشکیل نشده است. علاوه بر آن، پهنه‌های اورانیوم دار در مناطقی واقع است که کهن‌ترین پوسته سیالی در آنجا شکل گرفته است. بدین روی شرط ضروری به وجود آمدن کانسار اورانیوم وجود پوسته سیالی است.   بررسی های انجام شده توسط رابرتسون (1974(نشان داده است که :کهن‌ترین کنگلومرای دارای اورانیوم عموماً در فاصله زمانی 8/2 تا 2/2 میلیارد سال قبل تشکیل شده ، طبقات کهن‌تر از 8/2 میلیارد سال از جنس گریواک و بازالت بوده و از نوع نابالغ می‌باشند. سنگهای رسوبی نیز خود حاصل فرسایش توده های بازالتی بوده و اصولاً پوسته سیالی وجود نداشته است. در فاصله 2/2 تا 8/2 میلیارد سال با به وجود آمدن پوسته سیالی، تشکیل توده‌های گرانیتی پتاسی، اورانینیت همراه پیریت و طلا به صورت پلاسر انتقال یافته و هیچگونه اکسیداسیون و انحلال روی نداده است. این گام را می‌توان اولین انتقال اورانیوم بصورت فیزیکی و در نبود اکسیژن کافی به حساب آورد. عموماً این نوع کانسارها (اولین) بعد از تشکیل گرانیت پتاسی به وجود آمده اند.

بر پایه نظریات جدید، ایجاد اکسیژن حاصل رهایی گاز در کره زمین می‌باشد. ابتدا CO2 به مقدار زیاد در آرکئن وجود داشته ولی به تدریج از مقدار آن کاسته می‌شود. به عنوان مثال مقدار CO2 در انکلوزیونهای کانی‌های آرکئن 2/61 درصد بوده حال آنکه در سنوزوئیک به 2/3 درصدمی‌رسد و برعکس اکسیژن در انواع کهن صفر بوده و در زمانهای جوان فزونی می‌گیرد. رفتار آهن در کره زمین تا حدودی همانند اورانیوم می‌باشد. قبل از وفور اکسیژن، آهن به صورت Fe2+ در آب دریا بوده و شرایط احیا حاکم برآن محیط بوده است. با به وجود آمدن و خلق باکتریها، این موجودات CO2 را مصرف و در مقابل به اکسیژن تبدیل نموده‌اند. با افزایش اکسیژن به تدریج شرایط احیا را به اکسیدان و Fe2+ را بدل به Fe3+ تبدیل می نماید، و این زمانی است که کانسارهای نوع BIF برجای گذاشته شده است .کانسارهای نوع کوارتز – کنگلومرا همواره در زیر BIF بوده و زمان تشکیل BIF آرکئن- پروتروزوئیک آغازی می‌باشد.

با افزونی اکسیژن در پیکر زمین، چرخه متفاوتی از تغییرات آغاز می‌گردد و اولین سازند تخریبی قرمز رنگ فروهشته می‌شود و این پایان چرخه متالوژنی از نوع کنگلومرای کوارتزی است. و فور اکسیژن و بالا رفتن قدرت اکسید کنندگی سبب رهایی اورانیل به صورت کمپلکس اورافیل می‌گردد. کهن‌ترین زمان هشتن طبقات تخریبی قرمز رنگ حدود دو میلیارد سال قبل و در امریکای جنوبی رخداده است.

رفتار اورانیوم در چرخه رسوبی و تحول آن در پوسته زمین در آغاز شکل‌گیری زمین، پوسته آن عمدتاً از نوع آتشفشانی بازی و سنگهای تخریبی ناشی از آن یعنی گری‌واک بوده است که به تدریج به سنگهای تخریبی (رسی – ماسه‌سنگی(، کربنات و سنگهای تبخیری ختم می‌گردد (شکل 2-1 ). سنگهای رسی محصول هوازدگی شدید توده‌های گرانیتی می‌باشد که پتاسیم به صورت کانی‌‌های رسی در آمده و Na به آب دریاها منتقل گشته است. در این پدیده جدایی Al-Si،‌ Ca-Mg، C-P و K-Na روی می‌دهد که جدایی سدیم و پتاسیم از مهمترین کنش‌های رویداده به شمار می‌رود. بعضی را عقیده بر آن است که گرانیت‌های پتاسیک محصول بعدی سنگهای رسی ‌پتاسیم‌دار می‌باشد. مرحله هوازدگی تأثیر و نقش مهمی در جدایی، انحلال و پراکندگی اورانیوم دارد. جدایی کربن مواد آلی و تغییر نسبت Fe2O3/FeO   در پروتروزونیک آغازی (Pt1) و میانی – پسین-3) (Pt 2 بسیار شدید بوده و این حادثه مهمترین نقش را در توزیع اورانیوم در مقیاس کره زمین به عهده داشته است. در چرخه تخریبی سنگهای آذرین و تشکیل رسوبات، اورانیوم به صورت معلق حمل و در کانی‌های رسی حاوی مواد آلی متمرکز می‌گردد. در این موقع یعنی تشکیل طبقات رسی (حوضه آتاباسکا و الیگاتور) با سنگهای پلیتی و نیمه پلیتی مقدار قابل توجهی از اورانیوم همراه است. این اورانیوم از نوع نسل اول جابجا شده و رسوبی می‌باشد که موجب به وجود آمدن سازندهای بارور از اورانیوم می‌گردد. بارورسازی اولیه همراه مواد آلی در Pt1، Pt2، Pt3 روی داده و بستر مناسب و غنی اولیه از نظر ژئوشیمیایی را برای ادوار بعد به وجود می‌آورد. در زمان پروتروزوئیک جبهه احیا به عنوان عامل احیا کنندگی در دریا و در رسوبات دریایی وجود دارد و به همین لحاظ تمرکز اورانیوم در طبقات دریایی روی داده است. در زمان فانروزوئیک و از دونین به بعد جبهه احیا در قاره‌ها نیز بوجود آمده که با آغاز رشد گیاهان قاره‌ای همراه می‌باشد. بعد از این حادثه تمرکز اورانیوم در رسوبات قاره‌ای نیز روی می‌دهد و کانسارهای نوع رسوبی شکل می‌گیرند. کانسارهای نوع "رسی – سیلیسی – کربنی" از انواع دریایی به شمار ‌رفته و در چین کشف و بهره برداری شده است.رفتار اورانیوم در پدیده های میگماتیزاسیون و آناتکسی در زمان آرکئن – پروتروزوئیک (Ar-Pt1) دگرگونی موثر در سنگهای آتشفشانی بازیک بسیار شدید بوده است. شدت دگرگونی در 3 میلیارد سال قبل را معلول گرمای رادیولوژنیک می‌دانند که 5 بار بیشتر از آنچه است که در ادوار بعدی (فانروزوئیک) روی داده است. انرژی گرمایی حاکم بر کره زمین نه تنها باعث ذوب بخشی پیرولیت شده و پوسته بازی به پوسته گرانیتی تبدیل می‌گردد، بلکه موجب دگرگونی شدید نیز شده و سنگهای دگرگونی از نوع آمفیبولیت را بوجود می‌آورد. در این حادثه، یعنی دگرگونی سنگهای آرکئن، در رخساره‌های مختلف، مقدار اورانیوم بسیار متغیر بوده و در دگرگونی با درجات بالا نوعی کاهش مقدار از خود نشان می‌دهد.

ایالت اورانیوم، ناحیه‌ای است که در آن کانسارهای باارزش اقتصادی در یک ساختار زمین‌شناسی واحد قرار داشته و در آن اورانیوم فلز اصلی بوده و فلزات دیگر نقش دوم را دارند (سیموف ،‌1988). به عبارت دیگر ایالت اورانیوم ناحیه‌ای است که در آن مجموعه عوامل استراتیگرافی، ماگماتیسم، دگرگونی و تکتونیک از نظر زمانی و مکانی برای غنی‌شدگی اورانیوم مناسب گشته و تعداد زیادی کانسار و اندیس اورانیوم در آن یافت می‌شوند (لیوسین ژونگ ، 1990(.ضرورت بوجود آمدن ایالت اورانیوم‌دار وجود پوسته سیالی بالغ می‌باشد که خود با وفور مقدار گرانیت پتاسیک مشخص می‌شود. در واقع گرانیت پتاسیک نفوذی در پوسته سیالی مناسبترین منبعی است که می‌تواند موجب تشکیل کانسارهای اورانیوم گردد. دومین معیار رخداد‌های منطبق با تکوین زمین‌شناسی منطقه است که برحسب مورد می‌تواند کانسارهای خاصی را بوجود بیاورد. طولانی بودن و تکرار این فرایندها عامل مهمی در به وجود آمدن یک ایالت اورانیوم می‌باشد. به طور مثال در ایالت کلرادو – وایومینگ در طول 100 میلیون سال حداقل 6 فراگرد کانه‌ساز عمل کرده‌ است. مهمترین ایالتهای اورانیوم منطبق با کهن‌ترین پوسته‌های گرانیتی به ترتیب عبارتند از: 1- امریکای شمالی (شامل کلرادو – وایومینگ و کانادا) 2- برزیل، 3- آفریقای جنوبی، نامیبیاوزئیر، 4- پلاتفرم استرالیا، 5- اروپای شمالی و مرکزی، 6- آسیای مرکزی – چین و قزاقستان 7- هندوستان.