棉花坑铀矿床是中国南方最大的花岗岩型铀矿床。该矿床中的铀矿石可分为赋存于花岗岩中的红色铀矿石和灰黑色铀矿石,本文重点研究的是红色铀矿石中的红化蚀变现象。为了了解铀矿石中红化蚀变的性质及其对铀矿化的指示意义,我们采用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、激光拉曼光谱、电子探针微区分析(EPMA)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)等手段,对矿石中红化蚀变样品的矿物学、岩相学和原位元素地球化学进行了详细研究。铀矿石中红化蚀变中的氧化铁包括微晶赤铁矿、显晶赤铁矿、磁铁矿和少量针铁矿。针铁矿、微晶赤铁矿和显晶赤铁矿中U、Mo和W的富集与当地花岗岩的地球化学特征一致,表明这些附近的花岗岩对铀矿化具有重要的成因贡献。这些氧化铁在重稀土元素(HREE)(36.5~838 ppm)和低Y/Ho比值(15~27,低于标准值28)方面表现出显著的富集。显晶赤铁矿的稀土元素(REE)模式呈现出W型四分组效应,TE1,3值在0.17~0.88之间,铈异常值(δCe=0.05~0.60),表明成矿流体被氧化并富集了CO32-。大部分针铁矿和显晶赤铁矿呈黄铁矿假象。在成矿流体与岩石相互作用过程中,针铁矿和显晶赤铁矿是通过早期流体过程中形成的黄铁矿的氧化以及蚀变主岩花岗岩中磁铁矿颗粒的部分氧化而形成的。此外,在流体与岩石相互作用过程中,微晶赤铁矿是通过主岩中可释放的Fe2+的氧化而形成的。在针铁矿和微晶赤铁矿中,铀以吸附形式存在,而在显晶赤铁矿中,铀以沥青铀矿、铀石和铀云母微包裹体的形式存在。铀矿物和富铀显晶赤铁矿的矿物组合可以作为花岗岩型铀矿床的重要找矿标志。