甘肃省龙首山成矿带是我国北西部重要的铀成矿带,其中产出有红石泉伟晶状花岗岩型铀矿床、革命沟花岗岩外带型铀矿床、金边寺淋积型铀矿床、新水井和芨岭钠交代型铀矿床。芨岭铀矿床是我国为数不多的几个钠交代型铀矿之一,也是我国北方碱交代型铀矿床的代表。该铀矿床位于甘肃省龙首山成矿带中段的芨岭铀矿区,区域上位于华北板块西南缘的龙首山陆缘带,南接河西走廊、北依潮水盆地。芨岭钠交代型铀矿的勘查工作始于20世纪60年代,限于当时的铀矿理论和技术条件,芨岭铀矿床的勘查尚显不足。对该矿床地质特征、成矿作用、控矿因素和找矿方向的研究主要是在上世纪60年代和80年代两个时期进行,虽然有专家一直有所关注,但由于研究条件所限,未有长足进展。本次研究是以中国核工业地质局在龙首山成矿带开展的新一轮铀矿资源潜力评价与勘查为契机而开展的。笔者有幸能够主持该项目工作,在对芨岭钠交代型铀矿床资料进行详细收集、整理、消化吸收并二次开发的基础上,通过详实的野外调研和探矿工程编录、准确可靠的测试分析、深入全面的综合研究,对与铀成矿关系密切的芨岭岩体的主要侵入单元和芨岭铀矿床的矿床地质、矿体特征、矿石特征、成矿温度、热液组成、物质来源、成矿作用、控矿因素及找矿潜力进行归纳总结和研究分析。芨岭岩体的闪长岩（540Ma）是古祁连洋向北俯冲的产物,具有富铝、LREE分馏较强和HREE分馏较弱,且相对亏损Nb、Ta、Ti等元素的弧背景侵入岩的特征。古祁连洋闭合后,随着强烈挤压碰撞的进行,造山带的山根深入到地幔之中,在重力和热能的双重作用下,山根拆沉,导致造山带上不同块体的伸展、滑塌,上涌地幔沿着构造薄弱部位上侵形成辉绿岩脉（485Ma）。后碰撞构造环境下,下地壳物质重熔形成的花岗质岩浆,侵位后形成芨岭岩体似斑状花岗岩（455Ma）,稳定的环境使得花岗质岩浆演化分异较为成熟,在晚期演化形成了碱性岩、钠长岩脉（443Ma）及富含挥发分的富钠含铀热液。芨岭钠交代型铀矿床定位于蚀变似斑状花岗岩之中,其与龙首山岩群的大理岩以断层相接。矿体呈筒状、透镜状、似透镜状、扁豆状和不规则状,雁行式排列于马路沟断裂下盘的蚀变带之中。蚀变带的走向290°³10°,倾向南西,倾角60°⁸0°,矿体侧伏方向与马路沟断裂走向基本一致。矿石属较均匀贫矿石类型,常呈网脉状、细脉状、浸染状产出,结构以似斑状、碎斑状、细粒胶结状等,矿石中的沥青铀矿以分布于裂隙或矿物节理之中最多。除成矿前发育的钾交代和钾钠混合交代外,钠交代体是蚀变岩石的主体。自矿体中心向外发育的蚀变带主要有脉状绿泥石化带、片状绿泥石+粉红色脉状碳酸盐化带、雪花状碳酸盐化带、赤铁矿化带、单一钠长石化带、硅化带、高岭土化带等。钠交代蚀变过程是似斑状花岗岩去硅、排钙、红化、钠代钾、副矿物减少的过程,发育铀矿化的似斑状花岗岩LREE略微减少,HREE明显增加,无铀矿化者∑REE有一定量的减少。与正常似斑状花岗岩相比,芨岭钠交代铀矿床各蚀变带内微量元素中的Rb、Ba、Sc、Bi、Sb、Nb、Ta的含量是相对减少的,而相对增加的微量元素有V、As、Se、Cs、Ti,微量元素Ga、Sr、Zr等元素在蚀变带内部的变化不甚明显,但外部蚀变带减少量比较突出。芨岭钠交代型铀矿床中细脉状绿泥石主要为铁镁绿泥石;片状、粒状绿泥石主要为密绿泥石;而假象绿泥石主要为铁斜绿泥石。成矿期流体中含有大量的CH₄、H₂、N₂、H₂S和CO₂,综合绿泥石形成时的蚀变温度和粉红色碳酸盐脉状中流体包裹体均一温度,成矿流体的温度应为280℃³00℃,其卸载成矿时由于碳酸铀酰络合物（[UO2（CO3）]4-）的分解,热液中大量CO₂逃逸导致温度下降至240℃²60℃。芨岭钠交代铀矿床方解石脉的δ¹³CV-PDB的值为-3.2‰^-2.1‰,平均值为-2.4‰,δ¹⁸OV-SMOW的值为9.6‰¹3.3‰,这个特征暗示成矿热液来源于下地壳产生的以HCO₃为主花岗岩浆水,其成分在热液运移过程中萃取围岩中的铀时受到了一定混染,属于再平衡的岩浆水。Sr、Nd、Pb同位素特征表明似斑状花岗岩、钠长岩脉、成矿热液和铀是同源的,它们都是20亿年前后的壳源岩石于早古生代在地壳深部高度重熔后,再经历充分演化分异的产物。综合成矿规律和勘查结果看,芨岭钠交代型铀矿床的矿体受断裂、岩性界面和钠交代蚀变“三位一体”控矿因素的共同控制,其热液活动中心以产出钠长岩脉为指示标志。矿床深部、F105断裂以南及外围矿点、矿化、异常点带尚有很大的找矿潜力。