乌克兰铀矿区
乌克兰地盾中发育一系列巨大的棋盘状深断裂带，长达数百公里，贯穿结晶基底。这条深大断裂由平行排列的糜棱岩带、眼球状构造岩、米粒状构造岩和碎裂岩组成，矿物定向排列，是一条巨型韧性剪切带，形成温度为900 ~ 600℃。这种韧性剪切岩后来由于抬升转化为脆性变形，并进一步破裂，产生大规模钠质交代作用。热液钠交代作用表现为微斜长石钠长石化、黑云母绿泥石化、脱硅(留空洞)等。钠交代年龄为1900Ma，交代了所有岩性的岩石。该交代岩90%为钠长石(编号1-3)，7% ~ 9%为绿泥石、钠闪石和霓石。钠体顶部有硅帽、硅壳或应时矿脉。这表明应时矿脉和盖层中的硅质物质来自其下的钠质交代驱硅作用。必须强调的是，该区钠化规模相当大(也相当强烈)，宽度为0.4 ~ 0.5 km，5000m深钻井下仍有数百米的方钠石。这个地区是古地盾，说明碱交代越深，地幔流体活动越强。
图1-19乌克兰地盾中部地质和钠交代铀矿床
1.瓦都金铀矿
从图1-20可以清楚地看出，铀矿体严格地位于钠交代岩中(不考虑交代前原岩的性质)，没有超出以前钠交代岩的范围。实际上，这是热液活动的两个阶段。钠长石化早期，碱性过强时，不能矿化(或弱矿化)。当碱度变弱时，真正的矿化是随后的碳酸化阶段。这两个阶段是紧密相连的，因此后期的矿体定位仅限于前期的钠长石化体。
图1-20瓦都金矿床地质剖面图
2.克里沃格铁铀型矿田
本矿田包括克里沃格矿床(图1-21)、武夷矿床(图1-22)和黄河矿床(图123)。
(1)克里沃格矿床
该矿床主图如图1-21所示。
前苏联研究人员对克里沃格矿床钠交代铀矿床成因的看法如下:
1)变质和超变质热液(以ян.белевцев为代表, 1968).
图1-21克里沃格矿床含铁石英岩组交代岩中矿床构造块断层示意图。
2)大气降水混合岩浆水(以кушев、вг为代表。, 1972).
3)地幔含铀碱性流体向上成矿(以крупеников，в为代表。а.，1969)认为是热液爆炸，具有排气功能。
在碱交代型铀矿床中，碎裂岩、钠交代体和铀矿体往往是三位一体的。一般认为断裂构造是断层构造的活动应力断裂，但крупеников认为是爆闪，是钠交代溶液突然减压所致。我同意这些观点。只要有断裂构造，就认为是应力、压力、拉伸、剪切的断裂，认为是教条，气体断裂引起的断裂不可忽视。
4)铁铀建造中的铀来自更古老的富铀砾岩，其中方铅矿中206Pb和207Pb铅含量异常高，来自古老(26亿年)的结晶铀矿石(тугариов，в)。
5)1992中国赴乌克兰铀矿考察报告反映:①各类岩性均以钠化解释，钠长石含量占80-90%，Na2O高达8-9%；(2)钠闪石和霓石是由于铁矿层含铁量高而产生的；(3)钠交代作用显著消化了应时的硅排出，在矿体上方形成硅帽(казанский已详细研究)；④这个钠交代体规模巨大，但并不是到处都有矿。矿体仅出现在钠交代岩后续构造-热液活动的叠加中。⑤乌克兰地盾自形成以来一直被抬升和侵蚀，直到第三纪才有薄达50 m的沉积盖层。现在这个地区是一个准平原。我认为这很重要。一般前寒武纪古基底的铀矿区，如加拿大、澳大利亚等，一般都是稳定区，后期地质活动造成的叠加破坏很低。虽然这些沉积物相当古老，但它们具有理想的保存条件。那里的成矿阶段相当简单。相比之下，华南地区燕山期热液铀矿床往往分为6 ~ 7期，成矿环境过于不稳定多变，难以形成巨型矿床。
(2)武夷矿床
该矿床的剖面见图1-22。
图1-22武夷矿床剖面图
图1-22表明，铁铀矿体严格地说只位于钠交代岩体中，没有超出其范围，只是钠交代岩的一部分。反映了钠交代作用在成矿前不是矿体，成矿作用是以钠交代作用进一步富集铀为基础的。黄河沉积(图1-23)也是如此。
(3)黄河沉积
该矿床的剖面见图1-23。
图1-23黄河沉积剖面图
Cuney等人(2012)对乌克兰钠交代型铀矿床进行了新一轮研究。他们注意到该地区有一个1600±50Ma的NW-SE暗色岩壁(Scherbakov，2005)。根据显微鉴定，矿物探针分析将蚀变分为五个区:
A—最外面的普通花岗岩(K2O 5% ~ 6%；Na2O 2% ~ 3%)；
B—应时溶解并正长岩化(二氧化硅61%，K2O 6%；Na2O 5% ~ 6%)；
c-霓石、碱性角闪石和钠长石化带(宽数十米)；
D-Ca-Mg交代作用表明，钙铁榴石+榍石+绿泥石+方解石是主要成矿期，产生钛铁矿、结晶铀和含U、Fe的板钛矿。
E—中央蚀变带(黑云母+方解石，占所有以前的矿物)。
根据我的理解，上述蚀变分带不是热液活动，而应分为以下三个阶段:
1)B带是富碱地幔流体引起的KNa最早的碱交代(主要是Na交代)。法国学派擅长研究变质正长岩。库尼将其命名为变质正长岩，但它主要是钠。后来的C、D、E都是在这种碱交代岩的基础上产生的。应时的大规模溶解使含铁石英岩层脱硅形成较少的富硅铁矿石(Fe2O3高达47%)；
2)C区为KNa交代后的纯钠交代峰，钾已全部排走(Na-K地球化学不相容)。值得强调的是，这个阶段不是矿山；
3)矿化是碱弱化的下一阶段(绿泥石化+碳酸盐化。本文名为Ca-Mg账户。
4)E带出现黑云母，说明钠化后必然出现钾尾。在钠化过程中，钠钾不相容性将K+从所有蚀变岩石和矿物中推出，进入热液。热液中Na+浓度降低，K+浓度升高，必然会转化为钾和黑云母(质量作用定律)。不过量不大，已经接近热液活动末期。对成矿意义不大。
以上是前苏联和国际学术界对乌克兰铀矿研究的一般认识。让我们来看看我们对该铀矿区成矿作用的新认识:
1)过去对该区为何发育如此大规模的强钠交代作用认识模糊，只强调元古代裂谷在此发育，糜棱岩剪切带在钠交代作用之前发育异常强烈。但根据我国热液铀矿床的研究发现，在强钠交代作用之前，必须有基性岩壁引路(它与深部地幔流体相通)。这一点长期以来被国际铀矿地质界所忽视。果然，我们从他们提供的资料中发现了这个问题。由米丘林矿床和谢矿床组成的基基罗夫大型矿田产于南北向的深大断裂带上。细看，该区众多钠质交代岩主要分布在北西向的基性岩壁带(广泛分布于基洛夫南北向断裂西侧)。此外，在瓦都金矿床中还见到闪长岩墙，上部发育强钠质交代岩。
2)强钠交代从何而来，这方面的研究一直是个悬案。现在我们发现该区的钠交代岩既不是岩浆分异，也不是热液产物。钠长石是无水干交代。实际上是氢型地幔流(HACONS超临界流体)中NaH气体的涌入。O2-在被钠离子取代的钾离子矿物中是固定的，反应式如下:
全球热液铀矿床的地球化学
此外，应时消失以排出硅，这也是如下的气相反应:
全球热液铀矿床的地球化学
3)成矿铀也能以UH3气相带入和迁移，反应如下:
全球热液铀矿床的地球化学
值得强调的是，越往下部构造层(多为新太古代-元古代地盾基底)越深，地幔流体活动越强，碱交代作用越强。кушев (1972)早就指出了这一点。这是乌克兰、加拿大、澳大利亚、巴西、南非、印度和中国连山关古铀矿化的普遍规律。地幔流体一个极其重要的地球化学特征是特别富含碱金属(Na、K、li、Rb、Cs)和h，经过多年的工作，我们发现地球上的碱交代作用都是地幔流体造成的。
地幔汁从下地幔的氢基地幔汁(H-HACONS)向上辐射，穿过中上地幔。经过加氢提取(以NaH、KH等气态化合物的形式)(杜乐天，2014)，演变成富含钠、钾的碱性外套膜汁(A-HACONS)。此时温度和压力明显下降到1000 ~。如果温度降到600 ~ 400℃，达不到熔点，就会形成混合岩和伟晶岩。如果电流流向较浅的地方，温度下降到400℃左右，就会开始产生碱性交代岩。这个时候地幔汁还是超临界流体，不是热液，只能形成无水长石碱交代岩(不管原岩是什么)，属于干交代。因为不是热液介质干交代，所以还不能矿化，但可以气化提取出各种元素(铀矿石用铀；对于铁矿石来说，是铁；对于金矿来说，就是黄金等。)把碱交代岩变成矿源。所有的碱交代岩石与原岩相比，总有一系列元素被带出和损失，这是一个普遍的全球规律(杜乐天，1973-2014)。
如前所述，只是碱性交代岩的形成，并不会导致成矿。成矿需要地幔流体的温度持续下降到400℃以下，只有转化为热液才有可能成矿。这就是为什么钠质交代中必有绿泥石化、绿帘石化、霓石化、钠云母化、碳酸盐化、磷块岩化，为什么钾质交代中必有云英岩化、绢云母化、黑云母(云母)石英、伊利石(伊利石)石英、碳酸盐化。总之，地幔流体的成矿过程可分为以下三个阶段:
A-HACONS→碱性交代岩→热液成矿
应该强调的是，上述过程不仅适用于热液铀矿床，也适用于各种金属元素的矿化。地幔柱的碱性交代成矿作用是超大型构造的基本成矿机制，跨越多种成矿类型和成矿时代。
мигута等人(1998)详细总结和阐述了乌克兰地盾中的热液铀矿床具有统一的碱交代成因。矿床的矿体可产于不同的地质位置、不同的围岩和不同的断层中。虽然蚀变岩石和矿物因原岩的岩性差异而有所不同，但成矿的基本机制是普通的碱交代作用。
至此，我们对全球上述14铀矿区的碱交代成因有了重新认识。其实这个起因远不止这个14区域。
重新解释这么多铀矿床和矿床的成因，归结为碱交代作用，有什么理论价值？
1.解决几十年来“铀源在哪里”的大问题。
铀源问题并没有学术界想的那么混乱复杂，铀矿化的来源也并不神秘，就在铀矿和矿床根部的碱交代岩所在的地方(我称之为矿根相)。与原岩相比，碱交代岩是缺U岩和富U岩。它是u源。这个谜团一旦解开，过去所有模糊混乱的观点都将被澄清和消除，如:①地表水降落淋滤；(2)地下水下降，升温，然后上升；③变质水；④阿萨巴斯卡盆地含硼的原始热卤水和海水；⑤成矿溶液不是蚀变热液或矿物气液包裹体，而是地幔流体转化的强碱性热液；⑥所谓岩浆分异热液是虚构的；⑦发生碱交代作用的源岩可以是任何含铀的地层或岩体；铀源不是来自各种岩石的造岩矿物，也不是来自独居石、磷钇矿、磷灰石和锆石(以上矿物的铀含量都很低，我们对此做过详细的研究)，主要来自岩石中的结晶铀矿。
2.铀矿床的规模取决于深部碱交代的规模和强度。
前面反复提到，只是碱交代岩的形成不是矿(但能提供矿源)。成矿需要地幔汁的温度持续下降到400℃以下的亚临界状态，只有转化为热液才有可能成矿。然而，矿床的规模取决于深部碱交代的强度和规模。
碱交代作用中K-矿化与Na-矿化有相当大的区别:Na交代作用只是阳离子交换(Na+交代K+)，铝硅酸盐阴离子矿物晶格未被修饰，U等矿物释放较少，导致低品位矿化(U≈0.1%)；钾交代作用主要是钠钙硅酸盐岩石的交代和分解。K+离子比Na+和Ca2+大得多，不能产生简单的阳离子交换。需要把原来的矿物全部破坏掉，把成矿元素完全释放出来才能成矿，于是就形成了很多富矿。此外，钾交代作用中总是存在典型的微裂隙。这种微裂隙来自大量K+阳离子的强行进入，使岩石体积显著膨胀:钠长石和斜长石的膨胀率会达到8.6%；黑云母分解形成的钾长石+磁铁矿膨胀率达到7.8%(许等，2001，2004)。只要岩石膨胀率为0.1%，就能产生40Mpa的应力，相当于花岗岩强度的4倍，蚀变岩强度的10倍(Etheridge等，1984；阿特金森，1984).碱交代处于超临界状态，当相变到亚临界状态时，热液必然会释放出巨大的能量，导致岩石破裂。裂隙越强，越有利于矿物质的完全释放，形成丰富的矿物质。这不是常用的所谓构造应力所能解释的。
碱交代的热液来自地幔汁(HACONS超临界流体)的相变。既不是岩浆分异热液，也不是变质热液，更不是表生水或地下水。
3.地幔流体碱交代的普遍性
地幔流体的碱交代作用不仅是热液铀矿床的成因，也是各种金属(铁、铜、铅、锌、钨、锡、钼、铋、稀土、金、银等)热液矿床的成因。)在世界上。
碱交代属于超元素型、超大型构造单元、超成矿时代、超成矿类型。它是全球热液成矿理论的主要轮廓。许多长期困扰我们成矿机制的难题，都可以在相当程度上得到破译。看来热液成矿需要重写了，里面有很多错误的教条。
4.为什么地幔流体中含有大量的K？
这是今后需要深入探讨的问题。现在初步了解大致如下:
1)K+离子的半径特别大，是1.33？。它不可能进入镁铁硅酸盐矿物(如橄榄石、辉石、石榴石、尖晶石等)的晶格。)在地幔超高压下，而且只能在矿物晶体外处于自由活化状态，所以可以高度浓缩成富钾地幔汁。
2)斜长石效应。外套膜汁的主体富含钠。Na+容易与Ca2+结合，形成地幔流中的斜长石矿物成为固体矿物，因此地幔流中Na+的浓度降低，K+的相对浓度升高，演化为富K地幔流。
3)有了玄武岩浆的中间岩，安山岩岩浆和闪长岩岩浆中的大量斜长石晶体离开地幔流体，变成固体矿物和岩石，必然使剩余地幔流体的相对K+浓度增加，变成富K地幔流体。
4)富钾地壳岩石和地层强烈交代，被地幔流体吸收，也会形成富钾流体。