人民網北京10月14日電（記者王靜）近日，中核集團核工業北京地質研究院以李子穎研究員為首的科研團隊在世界上首次發現自然界中金屬鈾的存在。此前，人們在自然界中還從未發現有自然金屬鈾，科學界也形成了自然界中沒有金屬鈾的慣常認識。金屬鈾的發現為揭示熱液鈾成礦作用機理和控礦要素提供了關鍵性依據，進一步佐證了熱點鈾成礦作用理論；鈾成礦來源具有深源性，說明我國熱液型鈾礦深部找礦具有較大的前景，為我國鈾資源的更大突破提供了依據。
據該科研團隊首席科學家李子穎介紹，自鈾元素發現以來，人們認為鈾元素雖然廣泛分布於地球中，但由於它的不穩定性和變價性，鈾元素總是以化合物狀態存在，並主要由4價和6價鈾化合物的形式存在。通過分析零價、四價和六價鈾在熱液鈾礦床礦石中所佔的比例，可以反映礦石形成的深度，為鈾成礦深度的定量預測提供依據，具有重要的實際價值。
此次研究是以我國南方典型熱液鈾礦床中瀝青鈾礦為研究對象，採用光電子能譜方法，原位精細分析了天然鈾氧化物中元素組成、價態及含量，並開展了與人工金屬鈾和氧化還原鈾礦物的對比分析工作，於自然界瀝青鈾礦中首次發現了零價態金屬鈾的存在。該研究成果是我國鈾礦地質及基礎地質研究領域原創性成果，在人類研究鈾這一「迷人」元素的探索道路上又邁出了重要一步。
該研究團隊長期致力於鈾成礦理論及深部探測研究，取得了長足的進展，針對熱液鈾礦成因提出了熱點鈾成礦作用理論認識，認為鈾是在巖漿-熱流體演化過程中在晚期的流體中富集，鈾的來源具深源性，成礦流體具還原性，鈾是成礦流體進入近地表時，由於物理化學條件的改變而沉澱富集成礦的。在這一理論認識的指導下，該團隊對熱液成礦流體中是否以低價鈾的形式進行遷移富集成礦進行了較長時間的探索研究。
金屬鈾在地表或富含氧的環境中極易氧化，形成有價態的氧化物，由於鈾的這一特性，用常規的化學價態分析方法是很難分析發現零價態金屬鈾的。此次研究過程中，該研究團隊採用的是光電子能譜方法，該方法是一種重要的表面分析技術，可以微區原位探測物質表面的化學元素組成、元素的化學價態和含量。此外，自然界形成的瀝青鈾礦如果暴露地表或在含氧較多的環境中也很容易氧化，也就是說其中的金屬態鈾也可能被氧化，這也是分析發現自然界中存在金屬鈾的難點之一。
自然界金屬鈾的發現對研究地球熱的產生也具有積極意義。眾所周知，鈾裂變會產生熱，有科學家認為鈾裂變熱或天然核反應產生的熱是地球熱動力作用的重要熱源。事實上，上世紀70年代法國科學家在非洲加彭發現了發生在地球早期約20億年前的天然核反應堆，美國科學家基於火山作用中檢測到核裂變產物，認為地核存在核反應，是地球熱的重要來源。
人們認為鈾元素是66億年前宇宙大爆炸時期形成的。地球在形成時，鈾的分布可能是不均勻的，這也可能是今天鈾礦床分布不均勻或集中在某一區域的原因。由於鈾在自然界中是一種非常活潑的元素，也是一种放射性衰變元素，對不同地質作用過程是敏感的且具有時間追溯性。因此，金屬鈾的發現對研究追溯地質作用過程和地球演化也具有重要意義。