浙北地区位于扬子板块东南缘,滨太平洋成矿域、扬子陆块铀成矿省的天目山铀成矿远景带。浙北地区在中生代火山活动较为活跃,并具有较好的铀矿成矿潜力。多年的勘查成果表明,张家坞(605)铀矿床是浙北地区最大的火山岩型铀矿床;然而该矿床以往工作只是基于铀矿找矿勘查进行,未进行深入研究。矿床地质特征及成矿机制等方面的研究很是缺乏,制约了矿床成因认识、成矿模式的建立及浙北地区火山岩型铀矿下一步的找矿勘查工作。为此,本文以张家坞铀矿床为研究对象,利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和电子探针等技术,结合锆石U-Pb测年、岩石学、岩石地球化学和同位素测试分析,开展铀的赋存状态及矿石特征研究;确定赋矿流纹岩的成岩年龄,探讨岩石成因;并利用质量平衡计算手段,分析热液蚀变特征时物质迁移规律,从而揭示矿床成因,探讨成矿机制,最终建立成矿模式,为找矿预测提供支撑。取得的主要认识和进展如下:X射线能谱面扫描结果表明:铀元素的分布范围与铀矿物一致,表明铀主要以独立铀矿物的形式赋存。SEM图及电子探针定量分析结果显示铀矿物为沥青铀矿和铀石,沥青铀矿主要呈胶状小颗粒、小细脉和网脉状,铀石呈薄壳状包裹着沥青铀矿。铀矿物从核部到边部依次为沥青铀矿、“铀石化”成因高硅铀石和正常铀石。铀矿物为简单氧化物和硅酸盐矿物,只含微量Th和REE元素,围岩蚀变类型为中-低温蚀变以及矿化主要沿断裂向外扩散,表明张家坞铀矿属于中-低温热液成因铀矿床。矿物特征及成矿构造环境显示在铀沉淀时存在明显的降温减压(减压沸腾)作用来促进铀的沉淀成矿。LA-ICP-MS锆石U-Pb法测年结果显示张家坞赋矿流纹岩成岩形成于130.8±2.0Ma,是早白垩世火山活动的产物。流纹岩具有高硅、富钾、贫钙和贫镁的特征,属过铝质高钾钙碱性A2型流纹岩,推测为活动大陆边缘后造山环境下镁铁质下地壳发生部分熔融,岩浆在地壳浅部岩浆房停留并经历较强的结晶分异作用形成。张家坞赋矿流纹岩和中国东部与铀成矿相关火山岩的特征相似,并且其具有更高的U含量,显示出较好的铀成矿潜力。张家坞矿床中各蚀变分带中岩石HREE和P₂O₅的迁入及均具有较高的氧化指数(OI),表明成矿流体可能为偏少部分深源流体与大部分深循环大气降水组成的混合流体。矿化中心表现为较大程度迁入Ca²⁺、Mg²⁺等离子,而这些离子的加入能有效降低碳酸铀酰络合物的活度,指示Ca²⁺、Mg²⁺等离子的迁入在成矿时对铀的沉淀有一定的贡献。在矿化中心较小程度迁入Fe₂O₃、较小程度迁出Fe O及成矿期有黄铁矿生成,指示成矿时有氧化环境向还原环境变化的趋势。Si O₂在的迁出及成矿时玉髓、微晶石英的形成,指示成矿过程中碱性相对高温的流体具有温度降低和p H减小的趋势。结合区域地质-构造演化及其铀成矿资料分析,进一步推测在早白垩世碰撞后伸展环境下流纹岩侵位,由于华南NW-SE向持续伸展构造背景,造成了深源岩浆(与成岩岩浆相似)热液与深循环大气降水的混合,同时提供了成矿热液运移的通道及良好的成矿空间。铀深部流体中铀及其深循环的大气降水在流经富铀岩石时发生水-岩反应不断萃取的铀为主要的成矿物质来源。铀以碳酸铀酰络合物形式在热液中运移,在开放空间因减压沸腾作用以及热液蚀变作用,导致U的活度减低,以及形成氧化还原环境和中和作用形成有利于铀沉淀的中性-弱碱性环境,促使铀发生沉淀而富集成矿。