中央克兹勒库姆区域构造演化及铀成矿特征

姚振凯，向伟东，张子敏，杨 志，刘茂福

（1.核工业230研究所，湖南 长沙 410011；2.中广核铀业发展有限公司，北京 100029）

中央克兹勒库姆区域构造演化及铀成矿特征

姚振凯1，向伟东2，张子敏2，杨 志2，刘茂福2

（1.核工业230研究所，湖南 长沙 410011；2.中广核铀业发展有限公司，北京 100029）

中亚天山造山带中央克兹勒库姆铀成矿区是世界驰名的铀矿产地，区域构造上属叠加于海西期地槽褶皱造山带上的喜马拉雅期活化造山带中的次级造山带，有大量层间氧化带砂岩型和碳硅质板岩型铀矿床分布。经活化构造成矿分析，铀成矿作用经历了多个大地构造演化阶段，地槽造山阶段形成铀源层、体，地台阶段形成部分有利铀成矿和储矿的砂岩层，活化造山阶段形成淋积和热流体成因的工业铀矿床。

中央克兹勒库姆；区域构造演化；铀成矿特征

中央克兹勒库姆铀成矿区是世界驰名铀成矿区之一，位于中亚天山山系西南部位，隶属于乌兹别克斯坦的中西部。该区地质在地理上属南天山隆起构造带西端，与我国新疆维吾尔自治区南天山隆起构造带一脉相连。因此，了解和研究中央克兹勒库姆区域构造演化和铀成矿特征，对我国天山地区铀矿找矿具有借鉴意义。

1 区域构造层及其演化阶段

中亚天山山系形似一条巨龙横亘中亚东西，延伸长近5 000 km。东边的龙头是中国北山，龙嘴是中-蒙边界的戈壁天山，龙身由新疆维吾尔自治区境内的北、中、南天山组成，龙尾由独联体国家诸国撒开的北、中和南天山构成。据此，可把中国北山和中-蒙边界的戈壁天山看成东天山系，新疆维吾尔自治区的天山为中天山系，独联体国家的天山为西天山系。由此，中央克兹勒库姆铀成矿区又位于整体的南天山西端。

成矿区出露的地层，自老至新有里菲期拉斑玄武岩-玄武岩，文德纪—寒武纪碳硅质板岩和碳酸盐岩，石炭纪浊积岩，中生代—早、 中新生代陆源 碎屑岩等［1-5］（图1）。 按大地构造演化阶段分为3个基本阶段及形成相应的构造层［6-7］。 在垂向剖面下部（图 2）为前中生代褶皱基底，属海西地槽阶段及其相应的地槽构造层，其中见有推覆断裂构造发育。在早古生代陆缘环境中形成早寒武世碳硅质板岩含铀层，并有海西造山期含铀花岗岩基侵入其中，形成NW向褶皱隆起造山带。因而在此褶皱造山阶段形成了尔后有利于铀成矿的铀源层、体。

剖面中部为早白垩世至早上新世的图兰地台沉积［3-5］，属中新生代地台阶段和相应的地台构造层。此阶段的褶皱和断裂构造作用不强烈，地壳活动表现为频繁的海进和海退交替变化，形成白垩纪和早中新世多个含砂层的沉积韵律结构，韵律层厚度不大，岩相变化明显。砂层为深灰色，渗透性能好，含有较多的有机质，成为多层砂层储矿岩性和含铀层位，为尔后铀叠加富集成矿提供了有利岩性和储矿空间，但此阶段尚未形成工业铀矿化。

图1 中央克兹勒库姆铀成矿区区域构造位置［1-5］Fig.1 Regional tectonic location of Central Kyzylkum uranium metallogenic region［1-5］

剖面上部为晚上新世至第四纪沉积，属活化阶段 及 相 应 的 活 化构造层［3，7］。 晚 上 新 世该带发生活化造山运动，在古生代褶皱隆起基础上，再次产生构造隆起，但构造活化强度不剧烈，岩浆活动不明显，形成高度低于1 500 m的次级造山带（属造山带内的一部分，简称次造山带，下同），且范围有所扩大。应当指出的是，中央克兹勒库姆以东的南天山，构造活化极为强烈，在海西期褶皱造山基础上再度造山，形成高度大于1 500 m的造山带。这里要说明的是，本文所指的造山带是广义的造山带，依造山带内的造山幅度不同，可分为造山带和次造山带。前苏联地质界所指的造山带，是高度大于1 500 m以上的地带，次造山带是造山高度小于1 500 m的地带。

图2 中央克兹勒库姆区域地层及其铀矿化层位分布 （据 Щеточкин В Н， 等修改， 2000）Fig.2 Distribution of uranium mineralized horizons and strata in Central Kyzylkum region（Modified after Щеточкин В Н， et al.， 2000）

此外，中央克兹勒库姆铀成矿除总体上继承着晚古生代海西期地槽造山阶段的NW向构造格局外，还改造形成规模不大的伴有脆性断裂发育的拱形断块隆起，及伴有宽缓型褶皱的断陷盆地，它们共同组成镶嵌块状构造格局。在隆起区内可见海西期花岗岩基侵入早寒武世碳硅质板岩块段的出露，并在花岗岩体外接触带的断裂内形成断裂构造氧化带，有利于形成多阶段复成因的多因复成工业铀矿床［8］。在断陷盆地内形成了局限规模的灰色砂层为主体的缓倾层间构造氧化带，为铀活化成矿提供了有利成矿构造环境，形成层间氧化带砂岩型铀矿床，并环绕拱状隆起分布。

2 铀矿床分布及成矿单元划分

中央克兹勒库姆铀成矿区内，分布有一大批中新生代层间氧化带砂岩型和早寒武世碳硅质板岩型铀矿床，计有11个矿田和28个矿床（图3），总铀储量20余万吨。该区内铀矿床分布分别归属为5个不同级别的成矿单元，具体划分是：一级单元为天山巨型跨国铀成矿带，受晚新生代天山活化构造造山带控制；二级单元为图兰地台活化区西天山铀成矿域，受图兰地台西天山活化次造山区制约；三级单元为中央克兹勒库姆铀成矿区，受西南天山晚新生代中央克兹勒库姆次造山带控制；四级单元为乌奇库杜克、阿乌明扎套等11个铀矿田，分别受布坎套构造隆起带、阿乌明扎套构造隆起带等制约；五级单元为矿床，如乌奇库杜克层间氧化带砂岩型矿床，受别什布拉克构造盆地制约，江图阿尔碳硅质板岩型矿床受阿乌明扎套花岗岩体外接触带制约［9］。

顺便要提及的是中央克兹勒库姆成矿带内，还分布有大量的金和铜矿床。闻名于世的年产达100 t金的层控型穆龙套金矿床，即位于该成矿带内的中部位置。

3 铀成矿演化及铀成矿特征

中央克兹勒库姆铀成矿区成矿演化经历了晚古生代褶皱造山（第1次造山）、中生代—古近纪地台沉积和晚上新世活化块断造山（第2次造山）3个大地构造成矿阶段。前中生代褶皱造山阶段形成了含铀量较高的早寒武世黑色碳硅质板岩和海西期花岗岩，碳硅质板岩铀质量分数为5×10-6～10×10-6，花岗岩铀质量分数为5×10-6～7×10-6。在褶皱造山阶段形成区域性隆起构造（古天山），及海西期花岗岩体侵入早寒武世碳硅质板岩内，并在其外接触带附近有断裂构造发育。这为尔后铀活化叠加富集成矿创造了有利的构造和岩性条件，但此阶段尚未形成工业铀矿床，只是形成铀源层、体及有利的区域成矿构造背景。

图3 中央克兹勒库姆铀成矿区铀矿床分布 （据 Щеточкин В Н， 等修改，2000）Fig.3 Distribution of uranium deposits in Central Kyzylkum uranium metallogenic region（Modified after Щеточкин В Н， et al.， 2000）

白垩纪—古近纪地台阶段形成富含有机质砂层和铀的初始铀富集，铀质量分数达6×10-6～8×10-6，也远未形成工业铀矿化。这种孔隙性和透水性都好的砂层，为其后活化块断造山阶段铀叠加富集成矿创造了极为有利的岩性和储矿空间。

晚上新世—第四纪活化块断造山阶段，区域块断造山作用形成一系列断块拱状隆起造山（现天山）的次级镶嵌断块隆起和断陷盆地相间分布的成矿构造环境。由于断隆幅度不大，大约为1 000 m，使地台盖层产生掀斜作用。在拱状断隆区早寒武世碳硅质板岩内的断裂构造活化活动，有裂隙水渗入型淋积铀成矿作用发育，并形成碳硅质板岩型铀矿床。在断陷盆地白垩纪—古近纪灰色砂岩系内，层间氧化带渗入型铀成矿作用发育，并有构造热流体作用叠加，形成多因复成铀成矿作用体系［6，8］和断陷盆地砂岩型铀矿床（图4）。两类围岩的铀成矿作用均与晚上新世块断活化造山作用有时空和成因联系，即与中央克兹勒库姆块断造山（第2次造山）作用密切相关，拱状断隆内早寒武世碳硅质板岩含铀岩系为盆地砂岩型铀成矿提供铀源，致使砂岩型铀矿床环绕拱状断隆周边分布。两种铀矿床的层控特征都很明显。

图4 中央克兹勒库姆断陷盆地砂岩型铀矿成矿模式（据 Щеточкин В Н， 等修改， 2000）Fig.4 Model for sandstone-type uranium oreformation in down-faulted basin in Central Kyzylkum （Modified after Щеточкин В Н， et al.，2000）

褶皱基底内碳硅质板岩型铀矿床成矿特征是：（1）含矿主岩为早寒武世碳硅质板岩，矿床层控和岩性建造控制明显；（2）矿体定位受顺层和陡倾切层断裂及裂隙密集带构造控制，部分矿床定位还受花岗岩外接触带构造控制；（3）矿体形态呈不规则透镜状、巢状和网脉状，有的裸露地表，有的隐伏深处。矿体延伸规模不一，多数在300～500 m，个别达800 m；（4）矿石铀品位较低，多在0.01%～0.1%范围，属贫矿石，较少为0.1%～0.3%，在地下水面附近矿石铀品位有时可达0.5%；（5）矿体表生蚀变作用广泛发育，有泥化、白铁矿化、明矾石化和铁染等；（6）铀矿石多为铀-钒类型，矿石按化学成分来分，多属硅酸盐型，矿化分布常具明显分带性；（7）铀矿石年龄（U-Pb法）具多值性，其值为400、187 Ma和8～7 Ma，主要属海西期区域变质成矿年龄和新近纪阿尔卑斯活化造山成矿年龄；（8）铀成矿作用具多阶段复成因特点，即沉积-成岩阶段预富集，淋积叠加成矿为主成因，局部构造热流体叠加富化成矿，形成多因复成铀矿床［8］。 矿床实例有江图阿尔矿床［9］。

地台盖层内层间氧化带砂岩型的铀成矿特征是：（1）铀成矿作用的层间氧化带，受控于中央克兹勒库姆断隆内的小型断陷自流盆地的白垩纪砂岩层。砂岩层属河流相、水下三角洲相和滨海相沉积。层间氧化带铀矿化环绕有早寒武世含铀碳硅质板岩出露的拱状断隆分布，通常不超出数十公里。（2）矿石中铀、钼、硒和铼元素的高度富集，是因砂岩层中含大量有机质和泥质吸附铀所致。（3）当含铀层间氧化带水与沿断裂构造上升的还原热水多次相互交替作用时，使成矿作用复杂化，形成断裂构造热液蚀变带，及沥青铀矿-赤铁矿-硫化物矿石，或沥青铀矿-硫化物矿石的富矿带。这一特征在中央克兹勒库姆铀成矿带显得普遍且明显。（4）断块活化造山期又是层间氧化带内铀强烈运移时期，常发生铀成矿物质的不断运移，铀成矿作用在现阶段仍在进行，使先成富矿石带破坏、搬运，形成新的中等品位矿化的铀黑带。在局部地段富矿带变成次生的硅钙铀矿矿化带。（5）矿床成因属多阶段复成因的多因复成矿床，即沉积-成岩阶段铀预富集，淋积-渗入层状氧化带成矿为主成因，同时又有构造-铀热流体成矿叠加作用。矿床实例有苏格拉雷矿床。

致谢：成文过程中，得到了赵凤民研究员的耐心指导，并提出了宝贵意见，在此表示感谢。

［1］陈国达，等．亚洲陆海壳体大地构造［M］．长沙：湖南教育出版社，1998:67-68;135-136；147-153．

［2］ Каримов Х К， Бобноров Н С， Бровин К Г， и др．Учкудукский тип урановых месторождений республики узбекистан．Ташкент: Издательство＜ФАО＞ Республики Узбекистан， 1996:20-67；102-163．

［3］ Печенкин И Г．Металлогения туранской плиты［M］．Москва： ВИМС， 2003:14-45．

［4］ Щеточкин В Н， Кисляков Я М．Экзогенно -эпигенетические урановые месторождения кизылкумов и сопредельных районов ［J］．Геология Рудных Месиорождений．1993， 35（3）:222-245．

［5］ Кисляков Я М．Щеточкин В Н， Гидрогенное рудообразование［M］．Москва： ЗАО Геоинформмарк， 2000:75-80； 108-110； 210-259．

［6］陈国达，杨心宜．活化构造成矿学 ［M］．长沙：湖南教育出版社，2003:169-246；347-415．

［7］姚振凯．中亚独联体五国铀成矿的大地构造背景［J］．大地构造成矿学， 2000， 24（1）:1-8．

［8］姚振凯，郑大瑜，刘 翔．多因复成铀矿床及其成矿演化［M］．北京：地质出版社，1998:11-25；87-117．

［9］姚振凯，向伟东，张子敏，等．乌兹别克斯坦江图阿尔大型复成因铀矿床［J］．世界核地质科学，2009， 26（3）:146-152．

Regional tectonic evolution and uranium metallogenic features in Central Kyzylkum region

YAO Zhen-kai1， XIANG Wei-dong2， ZHANG Zi-min2，YANG Zhi2，LIU Mao-fu2
（1.Research Institute No.230， CNNC， Changsha， Hunan 410011， China;2.Uranium Resources Co.， Ltd， CGNPC， Beijing 100029， China）

Central Kyzylkum uranium region is famous for its large quantities of interlayer oxidation sandstone type and carbonacous-siliceous slate type uranium deposits.In tectonics，this area belongs to sub-orogenic belt of Himalayan activiation which superimposed on the folded Hercynian geosincline.From the point of metallogenic analysis of tectonic activation，uranium mineralization in this region has experienced severalgeotectonic evolutionary stages:uranium source layers and bodies were formed in geosynclinal stage，favorable ore hosting rocks and metallogenic space were formed in the stage of platform，and economic mineralization of infilterational and hydrothermal genesis has been formed in activation stage.

Central Kyzylkum region； regional tectonic evolution； uranium metallogenic features

P619.14；P598

A

1672-0636（2011）02-0084-05

10.3969/j.issn.1672-0636.2011.02.004

2010-11-25；

2011-01-28

姚振凯（1934—），男，江西兴国人，高级工程师（研究员级），主要从事矿床地质和区域成矿学研究。E-mail：yaozhenkai123@163.com