自然界金属铀是如何被发现的?
自1789年德国化学家发现铀元素以来，人们发现铀虽然广泛分布于地球中，但由于它的不稳定性和变价性，铀总是以化合物状态存在。不久前，中国科学家在世界上首次发现自然界中存在金属铀，引发国内外广泛关注。
10月14日，中核集团在核工业北京地质研究院举行发现金属铀媒体见面会，项目负责人李子颖研究员和他的团队，向公众介绍了金属铀的发现过程。
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起源：研究热液型铀矿床成因时发现4价铀
从上世纪90年代始，核工业北京地质研究院针对花岗岩型铀矿成因开展深入研究，以发掘这类已知矿床类型的资源潜力。
对热液型铀矿床的成因，传统认识是铀以6价形式迁移被还原成矿的。以这一认识为指导，该团队以我国南方研究程度相对较高的贵东、诸广花岗岩型铀矿床为对象，在矿床成因上进行了深入研究。
但研究越深入，他们的疑惑就越大：深部出现低价铀，而且成矿实验也表明，4价铀也是可以在流体中迁移的——而这与传统认识是有矛盾的。
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推断：热液铀矿铀的来源可能在地球深部
1998年，在德国取得博士学位的李子颖开始领导这一方向的研究工作。之后，李子颖提出了热液铀矿热点铀成矿作用认识：热液铀矿铀的来源可能在地球深部，铀是在岩浆—热流体演化过程中在晚期的流体中富集，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。
要验证这一点，必须进行铀元素价态和各价态所占比例的精细分析。自2011年开始，该研究团队开始通过各种方式，并主要采用了地学界尚不多用的光电子能谱分析技术，开展了铀元素成分和价态的研究。
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发现：自然界确实存在零价态的铀，深部可能更多
研究的艰难程度超乎想象。
一是铀元素极易氧化，因此样品必须新鲜，且不能氧化。这就意味着研究团队无法利用现成样品，必须到现场亲自采集并进行严格的技术处理。
二是科研团队没有光电子能谱分析手段，必须与人合作。但一听说要进行铀元素的分析，许多有此装备的单位都一口回绝，毫无商量的余地，最后团队还是辗转找到了湖北一家合作单位。
三是要确保结果的代表性，就必须分析不同地域、不同成因、不同化合物甚至人工合成金属铀的价态形式，并进行比对，工作量可想而知。
经过反复分析比对、对结果反复检核，团队最终认定自然界确实存在零价态的铀，即金属铀。尽管这次测定零价态金属铀的原子含量不足1%，但它毕竟存在，往深部可能更多。
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公布：打破科学界200多年的惯常认识
以这一研究成果为主体，李子颖为首的研究团队写成了《自然界天然铀的发现及其意义》一文，被最新出版的《地质通报》(英文版)选为封面文章发表。此前，人们在自然界中还从未发现有自然金属铀，全世界的科学家也形成了自然界中没有金属铀的惯常认识。
以此为标志，一个已在国际科学界延续200多年的惯常认识被终结。
10月12日，国际原子能机构核燃料循环与核废物技术官员、铀矿地质专家哈里克里斯南·图赛德斯给李子颖团队发来了贺信：“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，对此表示祝贺!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’……”
这表明，以李子颖为首的科研团队的这一成果已得到国际同仁的高度认可。
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