赋存在地壳内部或表面，可以开采加工成核燃料或可转换材料的地质作用产物。铀是可以开发利用的核燃料资源；钍作为可转换材料是潜在的核燃料资源。

铀在地壳中的平均含量为2.5×10。酸性火成岩中铀的含量最高，平均为(3.5~4.75)×10；中性火成岩中次之，为(1.6~2.0)×10；基性和超基性火成岩中很低，分别为(0.5~0.8)×10和(3~6)×10。沉积岩石中铀的平均含量变化范围很大，从0.45×10到8×10。岩盐、碳酸盐岩和石英砂岩中铀的含量较低，黏土岩、磷块岩和黑色页岩中含量较高。

自然界中铀以四价和六价两种价态形式存在。四价铀的离子特征与钍和稀土元素的相似，故常与这些元素共生；六价铀多以铀酰离子(UO2)形式存在，可与多种(络)阴离子形成铀酰络合物或被层状构造矿物所吸附。

截止到1991年底，世界上已知的铀矿物有180种，中国已发现的铀矿物有59种。重要的工业铀矿物中，四价的有：晶质铀矿(含沥青铀矿)、铀石和钛铀矿；六价的有：硅钙铀矿、钙铀云母、铜铀云母、钒钙铀矿和钾钒铀矿等。

铀矿床地质类型 1989年2月国际原子能机构顾问委员会会议根据矿床产出的地质背景把铀矿床划分为15种主要类型，即不整合面型、砂岩型、石英卵石砾岩型、脉型、角砾杂岩型、侵入岩型、磷块岩型、塌陷角砾岩筒型、火山岩型、表生型、交代岩型、变质岩型、褐煤型、黑色页岩型和其他类型。这个分类一直为铀矿地质界沿用至今。当前在铀资源和铀生产中最重要的是不整合面型和砂岩型铀矿床。

不整合面型铀矿床 这类铀矿床目前主要见于加拿大萨斯卡切温省(Saskatchewan)的阿萨巴斯卡(Athabasca)盆地地区和澳大利亚北部的阿利盖特河(Alligator River)地区。矿床产于早远古代的石墨片岩中，因受太古界和下远古界之间的不整合面的控制而得名。这类矿床以矿石的品位高和资源量大为主要特点。以加拿大的雪茄湖(Cigar Lake)为例，已探明平均品位达12.3%U的储量11万t。阿萨巴斯卡盆地地区其他的不整合面型铀矿床的品位也多在2%~5%之间，该区探明的总储量达43.9万t铀。加拿大目前生产的铀绝大部分采自这类铀矿床。澳大利亚北部地区亦发现了若干不整合面型铀矿床，其总探明储量达到30.6万t铀，但矿石的品位较低，一般仅为0.2%~0.3%。

矿岩型铀矿床 此类矿床产于中新生代沉积盆地的陆相至滨海相河流和三角洲砂体中。目前已知具有重要砂岩型铀矿床的国家是：哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、美国、尼日尔、蒙古和俄罗斯等。60年代末前苏联和美国先后成功地开发了非常规的地下浸出采铀技术，使某些砂岩型铀矿床的开采成本大幅度下降，从而使某些原先非经济和次经济的砂岩铀资源变成经济可采的铀资源。这类铀矿床称为可地浸砂岩铀资源。其特点是矿石的品位虽低(一般仅为0.02%~0.05%U)，但资源量巨大。哈萨克斯坦的英凯(Inkai)和布琼诺夫(Bujonov)矿床的铀资源量都在30万t以上。可地浸砂岩型铀矿床是当前唯一能在生产成本上与富大的不整合面型铀矿床竞争的铀矿床类型。

角砾杂岩型铀矿 迄今为止，世界上仅发现南澳大利亚的奥林匹克坝(Olympic Dam)一处角砾杂岩型铀矿床。矿床产于中远古代的角砾杂岩中，为一铜-铀-金综合矿床，探明矿石量20亿t，含铀0.05%，铀资源量100万t。

其他的铀矿床多半只具有局部的地区意义，如捷克和法国的花岗岩中的脉型铀矿床，南非和加拿大的石英卵石砾岩型铀矿床，美国的塌陷角砾岩筒型铀矿床，乌克兰和巴西的交代岩型铀矿床，俄罗斯和北哈萨克斯坦的火山岩型铀矿床，澳大利亚西部的表生型铀矿床，纳米比亚的侵入岩型铀矿床和德国的黑色页岩型铀矿床等。这些铀矿床的铀生产成本无法与不整合面型和可地浸砂岩型铀矿床相竞争而不再成为世界各国的主要找矿目标。

中国已发现的铀矿床主要属花岗岩中的脉型和火山岩型，当前正在尽力扩大可地浸砂岩型铀资源，并已在新疆地区落实了一定数量的可地浸砂岩铀资源。

国际上历来多采用按生产成本分类、按地质置信度分级的二维系统。经济合作与发展组织核能机构和国际原子能机构把铀资源划分为可靠资源(Reasonably Assured Resources，RAR)、Ⅰ类估计附加资源(Estimated Additional Resources-Category Ⅰ)、Ⅱ类估计附加资源(Estimated Additional Resources-Category Ⅱ，EAR-Ⅱ)和推测资源(Speculative Resources，SR)四个地质可信度逐渐降低的级别；按其生产成本划分为<$40/kgU、$40~80/kgU、$80~130/kgU和$130~260/kgU四个级别。此外，还引入了原地资源和可回收资源的概念。可回收资源系指可采矿石中回收的铀量，其中已扣除了预计的采矿和矿石加工的损失量；原地资源系指未考虑采矿和矿石加工损失的可回收资源。

中国以往采用的是仅按地质置信度分级的资源量分类系统。即将实施的中国国家标准《固体矿产资源/储量分类》(送审稿)对包括铀在内的固体矿产资源按其地质可靠程度划分为预测的、推断的、控制的和探明的四级；同时根据资源经济上的合理性划分为经济的、边界经济的、次边界经济的和内蕴经济的四类，与国际原子能机构的分类大致相当。

截止到1997年1月1日，成本为≤$130/kgU的世界可回收的可靠资源和Ⅰ类估计附加资源为429.9万t铀；成本为≤$80/kgU的上述两类资源约为308.5万t铀，分别比上一年增加了44.8万t铀和32.4万t铀。≤$40/kgU的资源量因缺少数据和一些国家出于保密考虑而未予统计。铀资源在主要产铀国家之间的分配如下表。

世界主要产铀国家的铀资源(10tU)

(据1997年国际原子能机构资料)

此外，一些国家(主要是美国、摩洛哥和俄罗斯)的磷块岩中含较多的铀(0.01%~0.02%U)，在从磷块岩生产磷酸的过程中回收铀。美国每年从磷酸生产中回收的铀约400t。美国还从铀矿山坑道流出的水中回收少量铀(每年约60tU)。

1995年世界(26个国家)用于铀资源勘查的总经费约为8360万美元，比1994年的7470万美元增加了约12%。1996年(24个国家)报道的铀资源勘查费用增长到8590万美元，但比起1992年(29个国家)的11870万美元和1986年(西方国家)的18000万美元来还是下降了许多。直到1996年在铀资源勘查上仍有较大投入(超过500万美元)的国家有：加拿大(2847万美元)、澳大利亚(1184万美元)、印度(739万美元)、乌兹别克斯坦(703万美元)和埃及(653万美元)等。现有的勘查工作主要集中在低成本的不整合面型和可地浸砂岩型铀资源上。

核武器出现之前，铀的生产量很少。第二次世界大战以后的核军备竞赛极大地刺激了铀的生产，1959年西方国家的总铀产量就达到33300t铀。随后由于军需缩减，西方国家铀的生产下跌至1967年的12500t。60年代中期以后的核电发展和70年代的几次石油危机再次刺激了铀的生产，至1980年达到第二个高峰，仅加拿大、美国、澳大利亚等10个西方主要产铀国就生产了约52000t铀。由于70年代后半期铀生产远远大于需求，铀的库存快速增长，至1981年世界铀产量开始下降，1988年全世界产铀59727 t，此后逐年下降，至1994年跌至最低谷，为31611t。此后，由于需求拉动铀生产开始缓慢攀升，至1996年已达36195t。1996年铀生产超过2000t的国家依次是：加拿大(11706t)、澳大利亚(4975t)、尼日尔(3321t)、俄罗斯(2605t)、纳米比亚(2447t)和美国(2431t)。

1996年世界铀的需求量为60488t天然铀当量。当年铀的生产仅能满足核电需求的59.8%，其缺口主要靠库存弥补。

60~70年代铀生产的急剧增长也是当时铀价上扬的结果。1978年铀价达到顶峰值——$112.85/kgU。随后因供过于求铀价持续回落，至1992年为$20.67/kgU，至1994年跌至谷底，仅为$18.24/kgU。1994年11月以后铀价开始回升，至1995年达到$31.20/kgU。此后稍有涨落，1997年上半年的铀价徘徊在$30.01~32.42/kgU之间。

然而，据国际原子能机构1998年8月测算，至2010年核电对铀的总需求累计为163.8万t金属铀，其中78.2%的需求要依靠新生产的铀来提供。因此，到2005年，中高成本铀资源的生产将达到总量的30%，铀的市场价也将上扬到$52/kgU以上。此后直到2020年铀价将进一步上扬。这一价格发展态势将促使铀资源的勘查和开发力度不断加强。

钍在地壳中的平均含量为10~13×10。钍在酸性和碱性火成岩中的含量偏高，可达(20~30)×10，基性和超基性火成岩以及沉积碳酸盐岩中偏低，仅5×10~3×10。钍在自然界主要以四价状态存在于钍矿物和含钍矿物中。重要的钍矿物有钍石、方钍石、钍钛铀矿；而重要的含钍矿物有独居石、锆石、褐钇铌矿、氟铈碳矿、烧绿石以及其他铀、钛、铌钽和稀土矿物。

世界钍资源量最多的国家是印度(40万t)、土耳其(33万t)、美国(30万t)、委内瑞拉(30万t)、加拿大(23万t)、巴西(22万t)和挪威(13万t)。主要钍矿床类型为独居石砂矿、稀土矿床中的伴生钍和石英卵石砾岩型铀钍矿床。中国的钍资源主要集中在高温热液稀土矿床中的钍和碱性岩中的铀-钍-稀土矿床。

由于钍往往是铀或稀土的副产品，所以钍的产量主要取决于铀、稀土、钽、锆矿的需求。因钍的需求量不大，目前世界上钍大量过剩。