铀矿物

出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第610页（3389字）

是提取核燃料和原子弹核心材料的主要原料。

它作为一种金属元素(铀)在自然界产出的独立矿物，其种类之多，为绝大多数金属元素所不及。截至1990年止，在自然界已发现156种铀矿物和15种含铀矿物，而且新发现的铀矿物和含铀矿物，每年正以1～2种递增。

铀矿物的研究主要是对铀矿物化学成份、晶体结构、种属分类(描述铀矿物学)、以及对铀矿物的形成条件、形成机制(成因铀矿物学)两方面的研究。铀矿物是铀矿床形成过程的物质记录，研究铀矿物之目的，主要在于揭示其生成物理化学条件，进而推演赋存铀矿床之形成条件，为有效地寻找铀矿床、扩大核能资源提供理论指导。

铀矿物可生成于岩浆铀矿床、伟晶岩型铀矿床、热液型铀矿床、氧化带铀矿床、机械沉积型铀矿床、成岩型铀矿床、变质岩型铀矿床等不同成因类型的铀矿床中；其次，研究铀矿物之目的还在于，查明铀矿物的发生、生长、演化历史和晶体化学特征，丰富矿物学理论。

有关描述铀矿物学的研究，最早可追溯至18世纪初期，布鲁克曼(F．E．Bruckmann，1727)首次发现黑色放射性矿物，并将它命名为Schwarz beck erzo，后经深入研究，命名为现在的晶质铀矿(Uraninite)。

20世纪40～60年代初，美国和原苏联等最早发展核武器的国家，掀起开发铀矿资源热潮，铀矿物研究也随之进展迅速，现有的绝大部分铀矿物和含铀矿物便是在该时期被发现的，而且在该时期涌现出了一批铀矿物成因研究开拓者，例如，弗隆德尔(C．Frondel，1951)曾用人工方法制得晶质铀矿、沥青铀矿、铀石、铀酰磷酸盐、铀酰硅酸盐等铀矿物；在这之前，费尔柴尔德(J．G．Fairchild，1929)曾首先采用阳离子交换法人工制得钙铀云母。世界上最早较系统地、深入地研究铀矿物人工合成条件的学者是原苏联的拉法尔斯基(P．П．Paфaиьскцц，1963)，他开创了系统研究铀矿物形成物理化学条件(成因铀矿物学)的历史。

在同一时期从事这方面研究的还有：罗斯(V．Ross，1955)、富克斯(L．H．Fuchs，1959)、霍尼(R．M．Honea，1954、1958)、谢尔普林尼柯夫(B．C．Сepeбpeнников，1966)、霍斯泰特勒(P．B．Hostetler，1962)等。中国第1批铀矿物是由南延宗和吴磊伯(1943)在广西钟山县调查钨矿时于一个花岗伟晶岩铀矿点上发现的，这些铀矿物在当时被分别命名为磷酸铀矿、脂状铅铀矿和沥青铀矿。

随着铀矿物和含铀矿物种类的增多，乔治(D．R．George，1949)和麦尔科夫(B．Г．МeАков，1957)曾先后对其按成因和化学成份分类，但该分类体系都存在一定局限性。此后，西多连科(Г．А．Сцдоpeнког，1978)提出的铀矿物晶体化学分类，即把铀矿物分为四价铀矿物和六价铀矿物两大类，每一大类按其晶体化学特征又被分为若干亚类，它体现了铀矿物研究的最新成果，已被广泛采用。

运用现代科学技术，较详细研究铀矿物发生、生长、演化机制的，首推迪姆科夫(Ю．М．Дъlмков，1973)，他采用电镜分析术较深刻地揭示了晶质铀矿分裂、生长成为沥青铀矿皮壳的过程和机制，这一研究成果不仅对铀矿物界，而且对整个矿物界产生了深远的影响。同时进行铀矿物晶体结构电镜研究的还有别洛娃(．Н．deoвa，1975)、杜宾丘克(B．T．Дубuнчyк，1978、1979、1981)和西多连科(1975，1978)等。在同一时期，纳乌莫夫(Г．ъ．Hayм0в．1978)、兰米尔(D．Langmuir，1978)、布鲁金斯(D．G．Brookins，1976、1981、1984)和帕克斯(G．A．Parks，1988)等采用化学溶解和热力学计算方法，建立了许多铀矿物形成的物理化学相图，他们在理论上发展了成因铀矿物学。

中国学者的一系列研究成果丰富和推动了铀矿物学的发展。

例如，王志雄(1980)采用X射线粉晶技术首次在湖南某两铀矿床中发现两种新铀矿物，它们分别被命名为芙蓉铀矿(含铝铀酰磷酸盐类)和湘江铀矿(含铁、铝铀酰磷酸－硫酸复盐类)，该两矿物已获得国际矿物协会认可。在铀矿物形成条件研究方面，赵凤民(1983)曾总结了不同铀矿物共生组合的成因意义；沈才卿等(1979，1980，1985，1988)、程汝南等(1981)和南京大学地质系(1986)曾通过人工合成某些铀矿物，研究铀矿物形成的物理化学条件；魏思华(1979)、徐国庆(1982)、闵茂中(1985，1991)、蔡根庆等(1988)研究了不同类型晶质铀矿、沥青铀矿的标型特征等；闵茂中等(1992)较系统地总结了直至20世纪80年代末各国对铀矿物成因的研究成果；赵凤民等(1988)对描述铀矿物学作了全面深入的研究和总结等。

研究铀矿物种属、化学成分、晶体结构等的技术较成熟，主要采用常规光学显微镜鉴定、化学成分分析、微区微量成分分析、(电子探针、扫描电镜、透射电镜、激光显微光谱、离子探针等)、物相和结构分析(X射线粉晶分析、X射线结构分析、电子衍射、红外吸收光谱分析、电子顺磁共振分析、核磁共振分析、激光拉曼光谱分析)等；研究铀矿物形成物理化学条件的主要方法有铀矿物人工合成、热力学计算、铀矿物溶解试验、铀矿物包裹体测温测压和成分分析等；研究铀矿物发生、生长、演化特征的主要手段为电子显微术、化学侵蚀、普通光学显微镜鉴定等。研究铀矿物形成物理化学条件的主要困难在于，原生铀矿物大多为不透明矿物，就现代已有的测试技术，难以直接观察和直接测得不透明矿物中的包裹体及其形成温度、压力、化学成分、H⁺浓度、Eh等参数，而采用其它方法测得的参数，其误差较大。已有的铀矿物人工合成研究，因实验条件过于简单，使由此得出的认识有一定局限性和片面性。

今后世界各国对铀矿物的研究重点主要为：(1)在接近天然成矿条件下于更复杂的实验系统中人工合成铀矿物，以便深刻揭示天然铀矿物的形成条件，为扩大寻找铀矿资源提供理论指导。

随着实验地球化学理论和技术的迅速发展，可望对晶质铀矿、沥青铀矿、钛铀矿、铀石等主要工业铀矿物的形成条件，获得较新的认识。(2)采用溶液生长体系和高倍透射电子显微术，研究晶质铀矿、沥青铀矿、铀石的发生、生长、演化过程。

(3)利用铀矿物包裹体水溶液的化学成分及有关参数，采用电子计算机程序，对铀矿物的形成物理化学条件作准确的理论计算。

。【参考文献】：

1 Garrels R M,Christ C L. Solutions ,Minerals an Equilibria. New York;mcGran Hill, 1965 ;48～76

2 Brookins D C. Econ Geol, 1976,71(5) : 944 ～ 948

3 Langmuir D. Geochem. et Cosmochem. Acta, 1978. 42: 547 ～569

4 闵茂中．地质论评，1991．37(1)：64～69

5 Min Maozhong．The Textural Patterns of Radioactive Mineral Paragenetic Associations，Athens：theophrastus Publications S A，1991，75～104

6 闵茂中，张富生．成因铀矿物概论．北京：原子能出版社，1992．8～9

(南京大学闵茂中教授撰)