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徐丽怡,Dec. 22, 2023
天然铀(U)是一种具有放射性的稀有金属，是军民两用的国家紧缺战略资源和能源矿产。由于在核裂变后可以释放出巨大能量，U被广泛应用于核能发电、核武器制造等领域。面对世界核电日渐增长的资源需求，铀矿资源供需关系进一步失衡。因此，在全球对于铀矿资源迫切需求的前提下，开展对铀矿的系统性研究是有必要的。U同位素有望帮助我们进一步理解成矿过程中U元素的迁移和富集过程。
根据成矿温度将铀矿类型简单的分为低温铀矿和高温铀矿。前人对低温砂岩型U矿和高温岩浆热液型U矿的U同位素显示，两种不同类型的铀矿呈现出显著的U同位素组成上的差异，其中岩浆热液铀矿的δ238U范围在为-0.7‰~-0.3‰，而低温砂岩型铀矿则表现出相对富集重U同位素的特征。这主要是在低温表生条件下，受到核体积效应控制U同位素分馏，造成U4+富集重U同位素，且分馏的程度要大于高温过程。来自“黄饼”的U同位素特征同样支持上述的分馏机理，即U矿的U同位素组成主要受到成矿过程中氧化还原条件的变化控制。然而，随着对更多铀矿样品的U同位素测量发现，在高低温U矿样品中均呈现较大U同位素变化，仅通过U同位素组成无法有效的将这两类U矿进行区分。U矿的U同位素组成可能还会受到温度、铀源、氧化还原过程、成矿期次的叠加等多重因素的综合影响。
总的来说，目前对于不同类型U矿的研究发现他们的U同位素存在差异，U同位素具有示踪U的迁移、富集和成矿过程的潜力，但关于U同位素分馏机理的研究仍处于起步阶段。
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