主流媒体聚焦中核集团首次发现金属铀

　　新华网：传承·创新——走近发现天然金属铀的中国科学家

　　1789年，德国科学家马丁·海因里希·克拉普罗特发现了铀元素。

　　直到200多年后的今天，中国核工业集团核工业北京地质研究院院长李子颖带领的科研团队首次在自然界中发现了零价金属铀，对丰富铀成矿理论，研究铀的来源、地球热的形成和演化以及寻找深部富大铀矿有重大意义。

　　这一科学发现刊登在2015年10月出版的英文版《地质学报》上。

　　为什么零价金属铀“隐身”了两个多世纪?

　　原来，铀非常活泼。自然界形成的沥青铀矿如果暴露地表或在含氧较多的环境中极易氧化。长久以来，铀总是以六价和四价铀化合物的形态“示人”。科学界形成了自然界中没有金属铀的惯常认识。

　　“这是一项非常重要且激动人心的发现，为在还原环境下沉淀成矿提供了充分的‘思想食粮’。对我而言，X光电子能谱方法成为一项非常重要的铀矿勘查工具。”13日，国际原子能机构核燃料技术官员、铀矿专家哈里克里斯南·图赛德斯给李子颖发来贺信说。

　　中国核工业集团董事长孙勤也对李子颖及其团队坚持科技创新，理论联系实际取得的显著成果表示祝贺，称赞他们“守正笃实，久久为功”。

　　中国科学家是如何找到“隐身”的金属铀的?14日，新华社记者采访了这个长期致力于铀成矿理论及深部探测研究，最大成员年龄79岁，最小成员年龄26岁的老中青三代科研团队。

　　“此次研究以我国粤北南方典型热液铀矿床中沥青铀矿为研究对象，采用了地学界尚不多用的光电子能谱研究方法。我们用一台半个会议室那么大的光电子能谱仪让样品中以不同价态存在的元素‘一一现身’。这个方法的优点是能在不破坏样品的情况下，原位精细地探测物质表面的化学元素组成、元素化学价态和含量。”团队首席科学家、51岁的李子颖研究员说。

　　地表氧化强烈，深处还原强烈。“传统理论大多认为，热液型铀矿是大气降水深循环的结果。我们的研究，可能为铀矿研究者们打开了深耕深源的一扇窗，越往深处可能金属铀越多，越是铀矿的宝藏。”李子颖说。

　　团队“元老”、79岁的黄志章研究员告诉记者，此项研究成果实际上2011年就已经初步取得。

　　“到现在才发表论文是因为科学必须严谨求实。我们花了整整四年时间，将天然金属铀与人工金属铀和氧化还原铀矿物进行详细的对比分析，用数据说话，证明我们确实在自然界沥青铀矿中首次发现了零价态金属铀的存在。”黄志章说。

　　论文所刊研究成果的沥青铀矿样品采自粤北的两个花岗岩铀矿床，属于南岭热液型成矿带。“实际上，我们在各地的铀矿中也发现了天然金属铀的存在，不仅仅在粤北。”黄志章说。

　　1989年出生的郭建是团队最年轻的“血液”。

　　“今天看来，我能从读研究生开始就参与这个项目是何等幸运。说真心话，开始时我是有抵触情绪的，因为我们的科研目标和方法打破了常规。马丁发现铀以来200多年了，人们都没有找到金属铀，而且很少人把光电子能谱方法用到这个领域。但随着研究的深入，我越来越觉得这项研究很‘迷人’。”郭建说。

　　“迷人”的地学，78岁的李秀珍高级工程师从早年在李四光地质力学团队工作算起，干了整整半个世纪。记者眼前的秀珍奶奶个子“袖珍”，通体都是女科学家的利落和精神气。

　　1998年，李秀珍和黄志章都从研究院退休了。但是他们“退了不休”，继续为找铀等科研工作默默耕耘。

　　找铀，正是核工业的基石。“要说苦，也是真苦。因为，寻找新鲜样本很重要。我们经常在粤赣湘三省交界的地方跑野外，翻一个山头就到了另一个省。下矿井是常有的事，以前技术条件有限，就500多米深，现在1000多米深的也不少。”李秀珍说。

　　耐人寻味的是，寻找自然界金属铀的研究并没有单独立项。

　　“自然界金属铀的发现是一项原创性成果，经过实验、测试、比对反复论证得出。这是一项基础性很强的研究工作，事先也不知道什么时间会出什么成果。如按照预先设立目标是很难立项的。它是在‘南岭贵东岩浆岩与铀成矿作用’和‘相山火成岩与铀成矿作用’这两个相关课题支持下完成的。”李子颖说。

　　李子颖认为，我国深化科研体制机制改革正逢其时。他呼吁，多给仰望星空的基础研究一些空间时间，一些创新探索、甚至失败的机会。这样才会有更多原创性成果产生。

　　新华网：中国科学家首次在自然界中发现零价金属铀

　　1789年，德国科学家马丁·海因里希·克拉普罗特发现了铀元素。200多年后的今天，中国核工业集团核工业北京地质研究院院长李子颖带领的科研团队首次在自然界中发现了零价金属铀。这一发现刊登在今年10月出版的英文版《地质学报》上。

　　铀非常活泼。自然界形成的沥青铀矿如果暴露地表或在含氧较多的环境中极易氧化，因此铀总是以六价和四价铀化合物的形态“示人”，科学界形成了自然界中没有金属铀的惯常认识。

　　“这是一项非常重要且激动人心的发现，为在还原环境下沉淀成矿提供了充分的‘思想食粮’。对我而言，X光电子能谱方法成为一项非常重要的铀矿勘查工具。”国际原子能机构核燃料技术官员、铀矿专家哈里克里斯南·图赛德斯给李子颖发来贺信说。

　　这个长期致力于铀成矿理论及深部探测的科研团队，最大成员年龄79岁，最小成员年龄26岁。他们本次发现对丰富铀成矿理论，研究铀的来源、地球热的形成和演化以及寻找深部富大铀矿有重大意义。

　　“此次研究以中国粤北南方典型热液铀矿床中沥青铀矿为研究对象，采用了地学界尚不多用的光电子能谱研究方法。我们用光电子能谱仪让样品中以不同价态存在的元素‘一一现身’。”团队首席科学家、51岁的李子颖研究员说，这个方法的优点是能在不破坏样品的情况下，原位精细地探测物质表面的化学元素组成、元素化学价态和含量。

　　地表氧化强烈，深处还原强烈。“传统理论大多认为，热液型铀矿是大气降水深循环的结果。我们的研究，可能为铀矿研究者们打开了深耕深源的一扇窗，越往深处可能金属铀越多，越是铀矿的宝藏。”李子颖说。

　　团队“元老”、79岁的黄志章研究员说，此项研究成果实际上2011年就已经初步取得。“我们花了整整四年时间，将天然金属铀与人工金属铀和氧化还原铀矿物进行详细的对比分析，用数据说话，证明我们确实在自然界沥青铀矿中首次发现了零价态金属铀的存在”。

　　论文所刊研究成果的沥青铀矿样品采自粤北的两个花岗岩铀矿床，属于南岭热液型成矿带。“实际上，我们在各地的铀矿中也发现了天然金属铀的存在，不仅仅在粤北。”黄志章说。

　　人民网：我国在全球首次从自然界中发现金属铀

　　近日，中核集团核工业北京地质研究院以李子颖研究员为首的科研团队在世界上首次发现自然界中金属铀的存在。此前，人们在自然界中还从未发现有自然金属铀，科学界也形成了自然界中没有金属铀的惯常认识。金属铀的发现为揭示热液铀成矿作用机理和控矿要素提供了关键性依据，进一步佐证了热点铀成矿作用理论;铀成矿来源具有深源性，说明我国热液型铀矿深部找矿具有较大的前景，为我国铀资源的更大突破提供了依据。

　　据该科研团队首席科学家李子颖介绍，自铀元素发现以来，人们认为铀元素虽然广泛分布于地球中，但由于它的不稳定性和变价性，铀元素总是以化合物状态存在，并主要由4价和6价铀化合物的形式存在。通过分析零价、四价和六价铀在热液铀矿床矿石中所占的比例，可以反映矿石形成的深度，为铀成矿深度的定量预测提供依据，具有重要的实际价值。

　　此次研究是以我国南方典型热液铀矿床中沥青铀矿为研究对象，采用光电子能谱方法，原位精细分析了天然铀氧化物中元素组成、价态及含量，并开展了与人工金属铀和氧化还原铀矿物的对比分析工作，于自然界沥青铀矿中首次发现了零价态金属铀的存在。该研究成果是我国铀矿地质及基础地质研究领域原创性成果，在人类研究铀这一“迷人”元素的探索道路上又迈出了重要一步。

　　该研究团队长期致力于铀成矿理论及深部探测研究，取得了长足的进展，针对热液铀矿成因提出了热点铀成矿作用理论认识，认为铀是在岩浆-热流体演化过程中在晚期的流体中富集，铀的来源具深源性，成矿流体具还原性，铀是成矿流体进入近地表时，由于物理化学条件的改变而沉淀富集成矿的。在这一理论认识的指导下，该团队对热液成矿流体中是否以低价铀的形式进行迁移富集成矿进行了较长时间的探索研究。

　　金属铀在地表或富含氧的环境中极易氧化，形成有价态的氧化物，由于铀的这一特性，用常规的化学价态分析方法是很难分析发现零价态金属铀的。此次研究过程中，该研究团队采用的是光电子能谱方法，该方法是一种重要的表面分析技术，可以微区原位探测物质表面的化学元素组成、元素的化学价态和含量。此外，自然界形成的沥青铀矿如果暴露地表或在含氧较多的环境中也很容易氧化，也就是说其中的金属态铀也可能被氧化，这也是分析发现自然界中存在金属铀的难点之一。

　　自然界金属铀的发现对研究地球热的产生也具有积极意义。众所周知，铀裂变会产生热，有科学家认为铀裂变热或天然核反应产生的热是地球热动力作用的重要热源。事实上，上世纪70年代法国科学家在非洲加蓬发现了发生在地球早期约20亿年前的天然核反应堆，美国科学家基于火山作用中检测到核裂变产物，认为地核存在核反应，是地球热的重要来源。

　　人们认为铀元素是66亿年前宇宙大爆炸时期形成的。地球在形成时，铀的分布可能是不均匀的，这也可能是今天铀矿床分布不均匀或集中在某一区域的原因。由于铀在自然界中是一种非常活泼的元素，也是一种放射性衰变元素，对不同地质作用过程是敏感的且具有时间追溯性。因此，金属铀的发现对研究追溯地质作用过程和地球演化也具有重要意义。

　　科技日报：中国科研人员首次在自然界发现金属铀

　　最新一期的地质学报(英文版)刊载封面文章介绍，我国科研人员首次在自然界发现金属铀。这一发现不仅为揭示热液型铀成矿作用本质提供了关键性依据，而且对研究铀的来源、地球热的形成和演化均具有重大意义。

　　铀是核军工的基石，也是重要的核能原料。长期以来，人们认为在自然界没有金属铀。最新的一项研究打破了这一惯常认识。

　　铀广泛分布于地球中，但由于它的不稳定性和变价性，总是以化合物状态存在着，之前人们在自然界中还未发现有金属铀。

　　核工业北京地质研究院院长李子颖带领的研究团队采用光电能谱方法，对产于我国典型热液型铀矿床中沥青铀矿的成分和价态进行了系统研究，发现沥青铀矿中铀不仅有四价和六价形式，还以金属铀(零价)形式存在。

　　热液型铀矿床中铀来自地球深部，由于地球内部的强还原环境，铀在地球内部以金属态或低价态形式存在。当成矿流体将铀带至近地表时，由于氧逸度不断提高，其中大部分铀与氧结合成四价或六价化合物，只有部分铀仍然保持金属态。李子颖认为，通过零价、四价或六价铀在热液铀矿床矿石中所占的比例，可以反映矿石形成的深度。这一重大发现为揭示热液铀成矿作用本质机理和控矿要素提供了关键性依据，且具有重要实际价值。

　　此次研究的沥青铀矿样品采自我国著名贵东330铀矿床和诸广302铀矿床。两矿床均产于广东省北部，属于重要的南岭铀成矿带。光电能谱方法是重要的表面分析技术，不仅能探测物质表面的化学组成，而且可以确定元素的化学价态。

　　国土资源报：IAEA官员致信祝贺李子颖发现金属铀

　　中国科学家在世界上首次发现自然界中存在金属铀，引发国际关注。10月12日晚，国际原子能机构核燃料循环与核废物技术司官员、每两年编辑出版一次的全球铀资源红皮书(即《铀资源、生产和需求》)的组织者哈里克里斯南·图赛德斯，向中国研究团队首席科学家李子颖发来贺信。

　　哈里克里斯南·图赛德斯的贺信称，“在自然界发现零价金属铀，是一项非常重要和激动人心的发现……这项发现，为铀在还原环境下沉淀成矿，提供了充分的‘思想食粮’”。

　　据悉，《地质学报(英文版)》近日以封面文章介绍中核集团核工业北京地质研究院科研团队的这一首创科研成果后，引发国内众多媒体的广泛关注。哈里克里斯南·图赛德斯获知这一信息后，在第一时间以电子邮件的形式给李子颖发来贺信。

　　环球网：我国首先发现天然金属铀 世界独家

　　铀是核军工的基石，也是重要的核能原料。由于它的不稳定性和变价性，长期以来，人们认为在自然界没有金属铀，目前工业上的金属铀系也是通过四氟化铀(UF4)的钙(镁)金属热还原法来制备 的。

　　幸运的是，中国科研人员打破了这一束缚人类多年的禁锢，首先在自然界中发现金属铀 。

　　据科技日报报道，核工业北京地质研究院院长李子颖带领的研究团队采用光电能谱 方法，对产于我国典型热液型铀矿床中沥青铀矿的成分和价态进行了系统研究，发现沥青铀矿中铀不仅有四价和六价形式，还以金属铀(零价)形式存在。

　　此次研究的沥青铀矿样品采自我国著名贵东330铀矿床和诸广302铀矿床。两矿床均产于广东省北部，属于重要的南岭铀成矿带。

　　在最新的一期权威杂志《地质学报(英文版)》中刊载了这一发现，文章认为天然金属铀不仅为揭示热液型铀成矿作用本质提供了关键性依据，而且对研究铀的来源、地球热的形成和演化均具有重大意义。

　　资料显示，金属铀和二氧化铀只要按要求制成一定尺寸和形状的燃料棒或燃料块(即燃料元件)，就可以投入反应堆使用 了。

　　考虑到我国已经能够将铀利用率提高至90%以上，接下来的可控核聚变乃至无限能源研究很富想象。

　　澎湃新闻：中国科学家首次在自然界发现金属铀

　　我国科研人员首次在自然界发现金属铀，这一研究成果得到了国际原子能机构官员的肯定。

　　10月13日，国际原子能机构核燃料技术官员、铀矿专家哈里克里斯南?图赛德斯向该科研团队负责人、首席科学家李子颖发来邮件表示祝贺，称在自然界发现零价金属铀是一项非常重要和激动人心的发现，这项发现为铀在还原环境下沉淀成矿提供了充分的“思想食粮”，“对我来讲，X光电子能谱方法也是一项非常重要的铀矿勘查工具”。

　　14日上午，自然界金属铀的发现团队在中核集团核工业北京地质研究院召开的媒体见面会上介绍，他们以我国南方典型热液铀矿床中沥青铀矿为研究对象，采用光电子能谱方法，原位精细分析了沥青铀矿中元素组成、价态及含量，并开展了与人工金属铀和氧化还原铀矿物的对比分析工作，在自然界沥青铀矿中首次发现了零价态金属铀的存在。

　　铀是一种稀有的放射性金属元素，1789年德国化学家发现了铀元素，成为自然界中最重的金属元素之一。铀不仅是发展核能的重要原料，也被认为是核军工的基石。但由于其不稳定性和变价性，长期以来，人们认为铀元素总是以化合物状态存在，并主要由4价和6价铀化合物的形式存在。

　　光电子能谱方法，是一种重要的表面分析技术，可以微区原位探测物质表面的化学元素组成、元素的化学价态和含量。

　　这一重大发现的研究团队首席科学家李子颖介绍说，此次研究的沥青铀矿样品，采自我国华南地区的贵东330铀矿床和诸广302铀矿床。两矿床均位于广东省北部，属于重要的南岭铀成矿带。

　　李子颖表示，金属铀的发现为我国铀资源的更大突破提供了依据。

　　澎湃新闻从媒体见面会上获悉，这一研究成果是老、中、青三代地质研究工作者历经数年发现的，除首席科学家李子颖是“60后”和年轻的工程师、研究团队成员郭建是“80后”外，该团队还有两位年近耄耋的研究员。

　　研究团队成员之一，今年78岁的矿床构造地球化学研究者李秀珍告诉澎湃新闻，自1993年始，她与研究团队成员黄志章一起参与南岭贵东岩浆岩与铀成矿作用研究及江西相山火成岩与铀成矿作用研究，“地表、坑下，凡是能去的我们都去过观察采样。”

　　“这一成果在2011年就初步发现了”，79岁的黄志章表示，为谨慎起见，自然界金属铀的发现在当年研究团队并未发表，直至近日最新一期的《地质学报》(英文版)刊载封面文章对其介绍，进行首次披露，原因是该研究团队一直在对这一研究发现做反复论证工作，确保结果的可靠性。

　　南方都市报：天然金属铀粤北现形记

　　由于在自然界中发现天然的金属铀，来自中国的科研团队将改写全球的铀矿地质教科书。此前，人们一直认为铀元素只能以化合物的状态存在，纯净的金属铀必须经人工提取。近日，中核集团核工业北京地质研究院以李子颖研究员为首的团队，向外界披露了关于金属铀的新发现。值得注意的是，首次检测出天然金属铀的矿石来自粤北。李子颖团队的研究文章，已在最新一期的地质学报(英文版)上发表。

　　全球首次发现金属铀存在

　　铀元素是重要的核能原料，1789年被科学家首次发现，主要有3种同位素，被广泛应用于核工业的是其中的铀-235。浓度约2%至5%的铀-235为低浓缩铀，可用以发电。它的特点是化学性质非常活泼，极易氧化，所以在自然界中通常以化合物的状态存在。由于铀的不稳定性，自然界的铀矿石如果暴露地表或处于含氧较多的环境中，很容易氧化。这也是分析发现自然界中存在金属铀的难点之一。

　　此前，人们从没有在自然界中发现过天然的金属铀。据科研团队首席科学家李子颖介绍，此次研究是以我国南方典型热液铀矿床中的沥青铀矿为研究对象，采用光电子能谱方法，分析了天然沥青铀矿中元素组成、价态及含量，并开展了与人工金属铀和氧化还原铀的对比分析工作，于自然界沥青铀矿中首次发现了零价态金属铀的存在。

　　2011年已发现金属铀的存在

　　团队成员黄志章介绍，其实早在2011年，研究团队就开始用光电子能谱方法对沥青铀矿石进行分析，并初步发现了金属铀的存在。为了确认这一发现，在之后的4年多时间里，研究团队采集分析了多个地区的不同成因铀矿石，并把探测结果与人工金属铀和氧化还原铀进行反复对比，确认无误后，才于近期将研究成果发表在《地质学报》(英文版)上。

　　值得注意的是，最初检测出金属铀的沥青铀矿样品，采自我国著名的贵东330铀矿床和诸广302铀矿床。两矿床位于广东省北部，属于南岭成矿带重要的热液型铀矿床。不过，黄志章也强调，他们在研究数个热液铀矿中都发现了天然金属铀的存在，不仅仅是在粤北。“只不过，粤北两处矿床属于我国开发较早、规模较大的花岗岩型铀矿床。”

　　初衷只为验证已有铀成矿理论

　　事实上，研究团队的初衷，只是为了验证他们提出的热液热点铀成矿理论。据李子颖介绍，团队长期致力于铀成矿理论及深部探测研究，相关工作早在上世纪90年代就已经展开。铀成矿理论对探矿有着重要的指导作用。此前，国内对于热液成矿流体中铀的来源和迁移的认识，通常认为是来自近矿的围岩，含矿溶液中铀以六价铀化合物形式迁移，再被还原为四价化合物沉淀成矿的。

　　而李子颖为首的团队对此提出了质疑：按理说，越进入地球深部，氧元素越少，为什么铀元素会以六价化合物形态存在?他们认为，热液应该以低价铀的形式进行迁移富集，铀主要是来自地球深部。在这样的理论认识指导下，团队对铀矿石中的铀元素价态展开了系统研究，而结果证明了这一认识。李子颖表示，金属铀的发现，不仅为揭示热液型铀成矿作用机理提供了关键性依据，而且对研究铀的来源、地球热的形成和演化以及深部找矿等均具有重大意义。

　　研究人员曾长期从事粤北铀矿床研究

　　值得注意的是，整个研究团队的成员不超过10个。团队首席科学家李子颖1996年从德国获得博士学位后回到院工作，尽管当时铀矿地质研究处于低潮，但还是克服困难坚持在粤北开展研究工作，团队中黄志章、李秀珍两位研究人员都已年近80岁，1998年退休后至今还在坚持工作。对此黄志章笑称，相关研究不一定要人多，关键是潜心默默无闻地进行。这位1961年就开始从事铀矿地质研究的老人，曾长期待在粤北矿床，积累了大量的野外研究工作经验。以至于研究院的后辈拿来粤北的铀矿石样本时，他一眼就能看出这块样本取自哪个区域。

　　这样丰富的经验，在发现金属铀的过程中也起到了很大作用。“铀矿石的成分、颜色、纹路都有讲究。”黄志章介绍，开展研究的重要保障，是选择合适的铀矿石样本。为此，研究团队常常要下到矿井里。由于铀矿石多少具有放射性，取出样本之后，还要将其仔细包好才能带回北京研究，以防转运中出现“意外”。而在黄志章看来，发现金属铀，只是为提出的铀成矿理论提供了一个新的支点，在理论研究方面，由于地质成矿过程的复杂性，“还需要进一步的创新”。他表示，地球就像一个大烧杯，金属铀的发现只是其中一个很小的化学反应，在烧杯内，还有许多事情需要去探索和验证。

　　释疑

　　一、含有金属铀的矿石只有粤北有吗?

　　从空间上看，我国的铀矿床分布在南、北两个大区，北方以伊犁和鄂尔多斯等地区的砂岩型铀矿床为代表;南方则以广东、江西等省区的热液型铀矿床为代表。据了解，粤北有下庄、诸广两个铀矿大基地。

　　虽然首次被检测出金属铀的矿石来自粤北，但李子颖特别指出，多个地区采集的铀矿石中都有金属铀被发现。考虑到研究的信度问题，经过反复的取样、检测、对比分析，研究团队才确认铀矿石中确实有金属铀存在。

　　二、铀矿会不会被人盗挖?

　　如第一个问题所说，从铀矿石到核燃料需要经过复杂的工艺流程，铀矿石的开采也是如此。据了解，铀矿可能在山上、地表，也可能在地下，由于铀矿石有放射性，因此需要专门的技术、设备和人员进行开采。目前中国最深的铀矿钻探已达到2800多米，而矿井深度也可深达近1000米。受地温梯度影响，矿井内温度会随着深度而升高，外国甚至有这样的案例，下井时须携带冰块降温。

　　即使是地表的铀矿石，没有专业的技术和工具，也难以进行开采。此外最关键的是，铀矿床属于国家财产，受到严格管控。所以想要盗挖，一不容易，二不允许。

　　三、以后可以大规模利用?

　　需要注意的是，发现金属铀并不意味着能直接对其大规模开发利用。将铀转化为核燃料，仍然需要对铀矿石中的铀-235同位素进行提取和浓缩。也就是说，天然金属铀并不能取代现有的人工合成铀。相比之下，研究成果对铀成矿理论的影响更为显著。据了解，金属铀的发现，不仅为揭示热液型铀成矿作用机理提供了关键性依据，而且具有重要实际价值，对研究铀的来源、地球热的形成和演化以及寻找深部富大铀矿等均具有重大意义。

　　李子颖及其团队长期致力于铀成矿理论及深部探测研究。他表示，此次突破说明深部找矿具有较大的前景。近年来我国热液铀的找矿重点已经由表层转移到第二空间，即500-1500米，“将来可能发展到1500米-3000米的第三空间”。不过他也指出，深部空间的铀资源开发还需要考虑经济成本因素。