趙鳳民

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核集團(tuán)鈾資源勘查與評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029）

恰特卡洛—庫(kù)拉明鈾成礦區(qū)概況

趙鳳民

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核集團(tuán)鈾資源勘查與評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029）

恰特卡洛—庫(kù)拉明鈾成礦區(qū)是世界上最早探明的火山巖型鈾成礦區(qū)。該成礦區(qū)位于中天山華力西期造山帶庫(kù)拉明隆起內(nèi)。礦區(qū)內(nèi)共探明大、小鈾礦床10個(gè)，共采出金屬鈾20 000 t以上。鈾礦床主要產(chǎn)于晚古生代火山洼地內(nèi)，其火山巖的特點(diǎn)是成分反差大，由安山巖到流紋巖，鈾礦化年齡為260～270 Ma。該成礦區(qū)所處的大地構(gòu)造向東可延伸到中國(guó)境內(nèi)。研究其成礦條件，對(duì)指導(dǎo)在中國(guó)西北部造山帶古生代火山巖內(nèi)找礦具有一定的借鑒作用。

恰特卡洛—庫(kù)拉明；鈾成礦區(qū)；火山巖型鈾礦床

恰特卡洛—庫(kù)拉明鈾成礦區(qū)位于烏茲別克斯坦東部，天山山脈的南西端，費(fèi)爾干納盆地西北緣。該區(qū)為高山區(qū)，最高海拔達(dá)3 500 m，山頂與河谷高差達(dá)1 000～2 000 m。

該鈾成礦區(qū)是前蘇聯(lián)探明的第一鈾成礦區(qū)，早在1925年，就發(fā)現(xiàn)了塔波沙爾、阿德拉斯曼鈾礦床。20世紀(jì)50年代，又先后發(fā)現(xiàn)了規(guī)模較大的卡烏利、卡塔薩伊和阿拉塔尼加鈾礦床。在該區(qū)內(nèi)共探明大、小鈾礦床10個(gè)，并首先建立了火山巖型硫化物-鈾建造礦床。1945年，在該鈾礦區(qū)建立了列寧納巴德第六礦山—化學(xué)企業(yè)，負(fù)責(zé)鈾礦石開采與加工。到20世紀(jì)70年代，所有的礦床都已采空，共采出金屬鈾20 000 t以上。

該成礦區(qū)其他金屬礦產(chǎn)有金、鉛-鋅、銅-鉬和稀有金屬（鎢、鉬和鉍）礦產(chǎn)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

恰特卡洛—庫(kù)拉明鈾成礦區(qū)位于古亞洲造山區(qū)天山華力西造山帶庫(kù)拉明隆起內(nèi)，區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育晚古生代火山巖與侵入巖，而古生代沉積巖不多（圖1）。

在地質(zhì)結(jié)構(gòu)上劃分出兩大構(gòu)造層。下構(gòu)造層為華力西期造山帶，分為3層：下層為早古生代到志留紀(jì)片巖、角巖與砂巖，巖石強(qiáng)烈褶皺，其中侵入少量加里東期花崗巖；中層為晚泥盆世到中石炭世灰?guī)r、片巖、砂巖與中性火山巖，其內(nèi)侵入有華力西期花崗巖與大量細(xì)晶巖與偉晶巖等巖石；上層為晚石炭世到二疊紀(jì)火山巖，其中夾少量陸源沉積層，并侵入有大量不同時(shí)代的次火山巖與淺成侵入花崗巖，以及大量巖墻。上構(gòu)造層為不整合覆蓋于華力西期褶皺帶上的中新生代山間盆地型、湖相巖系與含煤巖層（圖2）。

該區(qū)晚古生代火山巖形成一系列似等軸狀的火山洼地（圖3）?；拙唠p層構(gòu)造層，下構(gòu)造層為強(qiáng)烈褶皺的奧陶系—志留系綠色片巖與黑色頁(yè)巖建造，并發(fā)育加里東期花崗巖類；上構(gòu)造層為平緩褶皺的晚泥盆世—早石炭世島弧型碳酸鹽巖、陸源與火山巖建造，并有華力西期花崗巖類侵入。該地區(qū)陸殼厚38～50 km。

火山巖分為3層：下層為晚石炭世—早二疊世火山巖層，巖性主要為中基性安山巖、安山-玄武巖、安山-英安巖；中層為早—晚二疊世火山巖層，巖性主要為酸性流紋巖、流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、凝灰?guī)r；上層為晚二疊世火山巖層，巖性亦主要為酸性火山巖，其中相當(dāng)一部分為次侵入巖、火山頸與巖墻相巖石（流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、凝灰?guī)r、石英斑巖和花崗斑巖等）。在所有的火山巖層內(nèi)，特別是在中層內(nèi)夾有一些礫巖與層凝灰?guī)r層。

區(qū)內(nèi)斷裂廣泛發(fā)育，主要有NW向、近EW向與NEE向區(qū)域性深大斷裂，這些斷裂都具長(zhǎng)期、多次活動(dòng)的特點(diǎn)。

2 鈾礦化產(chǎn)出地質(zhì)環(huán)境與特征

恰特卡洛—庫(kù)拉明鈾成礦區(qū)的鈾礦床主要產(chǎn)于火山洼地內(nèi)，其中主要的卡烏利、阿拉塔尼加、卡塔薩伊與馬伊利卡坦鈾礦床分布于該區(qū)中部的卡拉巴什、巴巴伊塔格兩個(gè)大型火山洼地內(nèi)。另外，金伊克—塔爾與切爾卡薩爾鈾礦床產(chǎn)于花崗巖基底內(nèi)。

2.1 卡拉巴什火山洼地內(nèi)鈾礦化

2.1.1 洼地地質(zhì)概況

卡拉巴什火山洼地為一由環(huán)形斷層控制的似等軸狀塌陷破火山口，其北西部被吉爾吉斯斯坦中新生代盆地覆蓋。基底主要由加里東期（420～380 Ma）與華力西期（350 Ma 左右）花崗閃長(zhǎng)巖及少量淺色鉀長(zhǎng)花崗巖構(gòu)成。卡拉巴什火山洼地基底具有復(fù)雜的地形，并被不同方向的斷裂切割，形成相對(duì)上升與沉降的斷塊。在隆升的斷塊內(nèi)火山巖層厚為300～600 m，在沉降的斷塊內(nèi)火山巖層厚達(dá)1 000 m。

火山巖層分為兩層：下層由礫巖、安山巖和英安巖組成；上層由流紋巖、熔結(jié)凝灰?guī)r、凝灰?guī)r和層凝灰?guī)r組成。巖石對(duì)放射性元素的專屬性弱，鈾質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般略高于克拉克值，而釷質(zhì)量分?jǐn)?shù)則低于克拉克值。酸性火山巖的鈾質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，在上層底部的凝灰質(zhì)礫巖、凝灰質(zhì)砂巖中鈾質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高為9.5×10-6～10×10-6，巖漿作用晚期形成的次火山巖花崗斑巖鈾質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.2×10-6。

卡拉巴什火山洼地被NEE向的切巴爾加金區(qū)域性斷裂分割為兩部分。其兩側(cè)火山巖建造有明顯的差異，北側(cè)主要為互層的流紋質(zhì)熔巖、熔結(jié)凝灰?guī)r與凝灰?guī)r夾少量層凝灰?guī)r層；在南面則主要為層凝灰?guī)r層。層狀火山巖層中侵入有大量細(xì)粒花崗巖、花崗斑巖、石英斑巖與輝綠巖墻。切巴爾加金斷裂為一活動(dòng)性強(qiáng)的區(qū)域性斷裂，呈厚的破碎帶，存在于卡拉巴什火山洼地形成與演化的整個(gè)過程中，控制石英斑巖、次火山巖體的空間分布（圖 4）。

2.1.2 鈾礦化

卡拉巴什火山洼地鈾礦化主要分布于洼地北部，其中卡烏利鈾礦床為該區(qū)最大的礦床，探明鈾儲(chǔ)量4 500 t。

該礦床位于卡拉巴什火山洼地中部切巴爾加金斷裂以北的沉降斷塊內(nèi)，產(chǎn)于切巴爾加金斷裂與NE向達(dá)伊科夫斷裂銳角交匯處（圖5）。在斷塊內(nèi)發(fā)育大量花崗斑巖、細(xì)?；◢弾r巖墻，它們多為隱伏巖墻，尖滅于不同的火山巖層內(nèi)，未出露地表。

礦體的空間分布明顯受巖性控制，主要產(chǎn)于火山巖中部層位——互層的流紋質(zhì)熔巖、熔結(jié)凝灰?guī)r與凝灰?guī)r夾少量層凝灰?guī)r層內(nèi)，礦化垂幅達(dá)600 m。在下部層位——礫巖、安山巖、英安巖層與基底內(nèi)未發(fā)現(xiàn)鈾礦化。巖石的機(jī)械物理性質(zhì)與不透水的屏蔽層對(duì)礦化強(qiáng)度起著極其重要的作用。鈾礦化強(qiáng)度與巖石的孔隙度呈正相關(guān)，而與彈性系數(shù)呈負(fù)相關(guān)；在不透水巖層與透水巖層有明顯的界線時(shí)，其屏蔽層下可形成龐大礦體。

大多數(shù)鈾礦體呈陡傾的脈狀，以碳酸鹽-綠泥石-瀝青鈾礦組合脈體充填構(gòu)造裂縫帶。構(gòu)造裂縫的厚度一般為幾十厘米，其傾向延伸明顯受不同巖層接觸帶限制，在上部層位內(nèi)其垂幅＞100 m。在較深部的產(chǎn)礦巖層內(nèi)含礦構(gòu)造裂縫呈復(fù)雜的組合體系，在有的地段形成統(tǒng)一的網(wǎng)脈狀礦體。這些構(gòu)造裂縫體系在傾向上延伸達(dá)數(shù)百米，但一般不穿越產(chǎn)礦層的接觸帶。在垂向上，下部層內(nèi)的礦體向東南側(cè)伏。鈾礦化見于所有的酸性火山巖層內(nèi)，但礦化最密集的層位為流紋巖、熔結(jié)凝灰?guī)r巖層。龐大的礦體有時(shí)見于被層凝灰?guī)r屏蔽的流紋質(zhì)熔巖、熔結(jié)凝灰?guī)r層內(nèi)。與此同時(shí)，在礦床底部產(chǎn)有 “緩傾”礦體，沿酸性火山巖層底部與下伏安山巖和英安巖層接觸帶分布，而且其礦石很富（圖6）。

礦體形態(tài)在垂向上有一定的分帶性：浸染狀和細(xì)脈浸染狀礦石的緩傾網(wǎng)脈狀礦體產(chǎn)于1 100～1 200 m深處，陡傾的線形網(wǎng)脈狀礦體產(chǎn)于800～1 200 m，脈狀礦體產(chǎn)于500～800 m?？趵V床的礦體都為隱伏礦體，未遭受表生氧化改造。

礦石主要鈾礦物為瀝青鈾礦，呈球粒狀，粒徑為1～2 mm。它們呈皮殼狀產(chǎn)于裂隙壁上與圍巖角礫的表面，其厚度達(dá)1～2 cm。充填裂隙的礦石礦物有綠泥石、高嶺石、蒙脫石和方解石，并含少量硫化物。硫化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨深度增加而提高，在中部以方鉛礦為主，在深部（“緩傾”礦體）則為輝鉬礦。

圍巖蝕變有絹云母化、綠泥石化、石英化、鈉長(zhǎng)石化、綠簾石化和方解石化，表現(xiàn)為巖石強(qiáng)烈褪色化與呈淺綠—灰色。另外，在靠近裂縫處發(fā)育赤鐵礦化（紅化）。

爆裂法測(cè)定蝕變礦物的形成溫度為180～240℃，其中低溫值數(shù)據(jù)測(cè)自上部層位樣品。

卡烏利礦床為火山巖型中低溫?zé)嵋衡櫟V床，礦石屬鉬-鈾建造。

2.2 巴巴伊塔格火山洼地鈾礦化

2.2.1 洼地地質(zhì)概況

巴巴伊塔格火山洼地為大型沉降的塌陷火山口（圖7）。其特點(diǎn)是廣泛發(fā)育噴出相、火山口相與次火山相巖石，中部2/3為石英斑巖，屬第3（晚二疊世）火山巖層，是火山噴發(fā)穹隆的產(chǎn)物。該巖層總厚度大于1 000 m。中、下層火山巖層僅出露于火山構(gòu)造西部與南部邊緣。

巴巴伊塔格火山洼地與卡拉巴什火山洼地的差異是基底巖石成分復(fù)雜，其中有花崗巖、泥盆紀(jì)—早石炭世碳酸鹽巖與早—中石炭世島弧型火山巖?；◢弾r類主要為花崗閃長(zhǎng)巖，缺失放射性元素含量較高的淺色鉀長(zhǎng)花崗巖。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要為NEE、近EW向與NW向，其中NW向庫(kù)姆別里區(qū)域性斷裂從東側(cè)穿過。

2.2.2 鈾礦化

在巴巴伊塔格火山洼地內(nèi)探明有阿拉塔尼加、卡塔薩伊礦床與馬伊利克坦鈾礦床，都沿火山洼地邊緣分布。阿拉塔尼加、卡塔薩伊礦床分布于巴巴伊塔格火山構(gòu)造西緣，受NW向卡克列利斷裂控制，構(gòu)成統(tǒng)一的礦田，探明鈾儲(chǔ)量約6 000 t（圖8）?？肆欣麛嗔褭M切巴巴伊塔格火山構(gòu)造，延伸50多千米。達(dá)伊卡斷裂長(zhǎng)約7 km，大部分地段為盆緣斷裂，發(fā)育有大量花崗正長(zhǎng)斑巖、花崗斑巖等次火山巖。

2.2.2.1 阿拉塔尼加礦床

阿拉塔尼加礦床產(chǎn)于卡克列利斷裂與達(dá)伊卡斷裂交匯處的楔形地段。礦區(qū)基底巖石為花崗巖類。火山巖蓋層分為3層：下層為安山巖，中層為流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r與凝灰?guī)r，上層為噴發(fā)相石英斑巖?；◢徴L(zhǎng)巖與花崗斑巖次火山巖切穿所有層位。

鈾礦體產(chǎn)于花崗正長(zhǎng)巖與花崗斑巖次火山巖內(nèi)的陡產(chǎn)狀斷裂之間，受相關(guān)聯(lián)的陡傾斜切裂隙與緩傾的斷裂帶控制，呈脈-網(wǎng)脈狀，具陡與緩的產(chǎn)狀。礦體厚度達(dá)幾十米，長(zhǎng)和垂幅達(dá)數(shù)百米。總的鈾礦化垂幅約1 000 m（圖9）。

礦石鈾品位一般，但在其中可圈出品位達(dá)1%～2%的富礦段，而且一般產(chǎn)狀緩的礦體礦石較富。

2.2.2.2 卡塔薩伊鈾礦床

卡塔薩伊鈾礦床位于阿拉塔尼加礦床南3 km處，產(chǎn)于達(dá)伊卡斷裂與近EW向中部斷裂的交叉地段。在斷裂交匯處發(fā)育有似巖株?duì)罨◢徴L(zhǎng)巖體，它切穿巖頸相石英斑巖。

鈾礦體受陡傾與緩傾斷裂控制。礦體主要產(chǎn)于石英斑巖體內(nèi)，而在花崗正長(zhǎng)巖體內(nèi)未發(fā)現(xiàn)礦體。該礦床的礦體規(guī)模較小，在空間分布上也不十分清楚。

2.2.2.3 馬伊利卡坦鈾礦床

馬伊利卡坦鈾礦床位于安格列河右側(cè)東南50 km處庫(kù)拉明山的高山區(qū)，海拔達(dá)2 500 m，鈾礦化出露地表，但氧化帶發(fā)育弱。礦床探明鈾儲(chǔ)量約1 800 t。

馬伊利卡坦鈾礦床產(chǎn)于庫(kù)阿科里斷裂與巴巴伊塔格火山構(gòu)造環(huán)狀斷裂南面交匯處。沿環(huán)狀斷裂侵入有巖墻狀花崗斑巖。鈾礦化受破碎的花崗斑巖體的接觸帶與其中的羽狀裂隙體系控制（圖10）。

巴巴伊塔格火山洼地內(nèi)鈾礦床的鈾礦物均為瀝青鈾礦，并伴隨有綠泥石-碳酸鹽（鐵白云石）-硫化物礦化。阿拉塔尼加與卡塔薩伊礦床硫化物主要為黃鐵礦與輝鉬礦，在馬伊利卡坦礦床則為閃鋅礦。在阿拉塔尼加礦床發(fā)現(xiàn)有含金石英-黃鐵礦脈，鈾礦化與金礦化形成時(shí)代關(guān)系不清。在卡塔薩伊礦床的深部見有含錫（錫石）的石英-白云母交代巖，鈾礦化明顯晚于錫礦化。

各礦床的圍巖蝕變與交代作用相似，新生礦物主要有絹云母、綠泥石、鈉長(zhǎng)石、碳酸鹽和黃鐵礦，沿礦化裂隙兩側(cè)發(fā)育特征的赤鐵礦化。

礦后的脈體有石英-方解石、石英-方解石-螢石和石英-重晶石脈，其中有時(shí)含有硫化物。

鈾成礦期的熱液活動(dòng)溫度為190～210℃。礦后期熱液活動(dòng)的溫度為90～180℃。同位素測(cè)定鈾礦化年齡為260～270 Ma。

巴巴伊塔格火山洼地內(nèi)的鈾礦床均為火山巖型中低溫?zé)嵋衡櫟V床，屬硫化物-鈾建造。

3 結(jié) 論

恰特卡洛—庫(kù)拉明鈾成礦區(qū)產(chǎn)于中天山華力西造山帶庫(kù)拉明隆起、晚古生代火山洼地內(nèi)，基底特點(diǎn)是，巖石為早古生代變質(zhì)巖與侵入巖，其鈾質(zhì)量分?jǐn)?shù)都不高。成礦區(qū)內(nèi)共探明大、小鈾礦床10個(gè)，采出金屬鈾20 000 t以上。產(chǎn)礦的火山洼地具沉陷特征，巖層產(chǎn)狀平緩，斷裂十分發(fā)育，其火山巖成分反差大，由安山巖到流紋巖。鈾礦化主要產(chǎn)于互層的流紋質(zhì)熔巖、熔結(jié)凝灰?guī)r與凝灰?guī)r夾少量層凝灰?guī)r層內(nèi)，受斷裂控制，礦化垂幅達(dá)600～1 000 m。礦體主要呈脈狀、網(wǎng)脈狀。鈾成礦溫度為中低溫（180～240℃），鈾礦化年齡為260～270 Ma。古生代古火山在中國(guó)北西部廣泛發(fā)育，研究恰特卡洛—庫(kù)拉明鈾礦區(qū)產(chǎn)礦地質(zhì)條件與礦化特征對(duì)指導(dǎo)在中國(guó)北西部古生代火山巖內(nèi)尋找晚古生代形成的火山巖型鈾礦床有一定的借鑒作用。

［1］ Ищукова Л П， Ашихимин А А, К онстантинов А К,u ?р.Урановые мстораждения в вулканотектанических с труктурах ［ M］. Москва：ВИМС， 2005:90-97.

［2］ Лаверов Н П, Л евин В Н, М ещерякова В Б,u?р. Некоторые особенности геологии полеовулканических образований липаритовойй формации и ее рудоносность， Геология липаритовой формации районов средней Азии и Казакстана （ Отдельный оттиск） ［M］. Москва:НАУКА， 1972.

［3］ Лаверов Н П, Р ыбалв Л В, Хорошилов Л В.u?р. Влияие р азломов на р азмещение эффузивных и интрузивных пород， скрытые рудоконтролирующие г лубинные р азломы（ Отдельный оттиск） ［M］. Москва: НАУКА，1962.

［4］圖加林諾夫.火山洼地鈾礦床［M］.雷文高，婁茂修，葉春興，等譯.北京：原子能出版社，1977.

Overview of Qatecalovo-Kulaming uranium metallogenic region

ZHAO Feng-min
（CNNC Key Laboratory of Uranium Resources Exploration and Evaluation Technology,Beijing Research Institute of Uranium Geology,Beijing 100029,China）

Qatecalovo-Kulaming uranium metallogenic region is the earliest discovered volcanic-type uranium metallogenic region in the world,which is located in the Kulaming uplift of Middle Tianshan Variscan orogenic belt.Ten deposits have been discovered in the mine area，over 20 000 t metallic uranium has been mined out. Uranium deposits mainly occurred in Late Palaeozoic volcanic depression，and the volcanic rocks are characterized by the great lithologic change from andesite to rhyollite.Mineralization age is from 260 to 270 Ma.The tectonic unit in which the metallogenic region is located can extend eastward into China.Therefore，the ore-forming condition study on this tectonic unit can be used to guide the prospection for Palaeozoic volcanics uranium deposit in northwestern China.

Qatecalovo-Kulaming；uranium metallogenic region;volcanic-type uranium deposit

P619.14；P598

A

1672-0636（2011）04-0214-07

10.3969/j.issn.1672-0636.2011.04.005

2011-08-16

趙鳳民（1937—），男， 陜西臨潼人，高級(jí)工程師（研究員級(jí)），長(zhǎng)期從事鈾礦地質(zhì)工作。E-mail:zfm1937@sohu.com