恰特卡洛—库拉明铀成矿区概况

赵凤民

（核工业北京地质研究院，中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室，北京 100029）

恰特卡洛—库拉明铀成矿区概况

赵凤民

（核工业北京地质研究院，中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室，北京 100029）

恰特卡洛—库拉明铀成矿区是世界上最早探明的火山岩型铀成矿区。该成矿区位于中天山华力西期造山带库拉明隆起内。矿区内共探明大、小铀矿床10个，共采出金属铀20 000 t以上。铀矿床主要产于晚古生代火山洼地内，其火山岩的特点是成分反差大，由安山岩到流纹岩，铀矿化年龄为260～270 Ma。该成矿区所处的大地构造向东可延伸到中国境内。研究其成矿条件，对指导在中国西北部造山带古生代火山岩内找矿具有一定的借鉴作用。

恰特卡洛—库拉明；铀成矿区；火山岩型铀矿床

恰特卡洛—库拉明铀成矿区位于乌兹别克斯坦东部，天山山脉的南西端，费尔干纳盆地西北缘。该区为高山区，最高海拔达3 500 m，山顶与河谷高差达1 000～2 000 m。

该铀成矿区是前苏联探明的第一铀成矿区，早在1925年，就发现了塔波沙尔、阿德拉斯曼铀矿床。20世纪50年代，又先后发现了规模较大的卡乌利、卡塔萨伊和阿拉塔尼加铀矿床。在该区内共探明大、小铀矿床10个，并首先建立了火山岩型硫化物-铀建造矿床。1945年，在该铀矿区建立了列宁纳巴德第六矿山—化学企业，负责铀矿石开采与加工。到20世纪70年代，所有的矿床都已采空，共采出金属铀20 000 t以上。

该成矿区其他金属矿产有金、铅-锌、铜-钼和稀有金属（钨、钼和铋）矿产。

1 区域地质概况

恰特卡洛—库拉明铀成矿区位于古亚洲造山区天山华力西造山带库拉明隆起内，区内广泛发育晚古生代火山岩与侵入岩，而古生代沉积岩不多（图1）。

在地质结构上划分出两大构造层。下构造层为华力西期造山带，分为3层：下层为早古生代到志留纪片岩、角岩与砂岩，岩石强烈褶皱，其中侵入少量加里东期花岗岩；中层为晚泥盆世到中石炭世灰岩、片岩、砂岩与中性火山岩，其内侵入有华力西期花岗岩与大量细晶岩与伟晶岩等岩石；上层为晚石炭世到二叠纪火山岩，其中夹少量陆源沉积层，并侵入有大量不同时代的次火山岩与浅成侵入花岗岩，以及大量岩墙。上构造层为不整合覆盖于华力西期褶皱带上的中新生代山间盆地型、湖相岩系与含煤岩层（图2）。

该区晚古生代火山岩形成一系列似等轴状的火山洼地（图3）。基底具双层构造层，下构造层为强烈褶皱的奥陶系—志留系绿色片岩与黑色页岩建造，并发育加里东期花岗岩类；上构造层为平缓褶皱的晚泥盆世—早石炭世岛弧型碳酸盐岩、陆源与火山岩建造，并有华力西期花岗岩类侵入。该地区陆壳厚38～50 km。

火山岩分为3层：下层为晚石炭世—早二叠世火山岩层，岩性主要为中基性安山岩、安山-玄武岩、安山-英安岩；中层为早—晚二叠世火山岩层，岩性主要为酸性流纹岩、流纹质熔结凝灰岩、凝灰岩；上层为晚二叠世火山岩层，岩性亦主要为酸性火山岩，其中相当一部分为次侵入岩、火山颈与岩墙相岩石（流纹质熔结凝灰岩、凝灰岩、石英斑岩和花岗斑岩等）。在所有的火山岩层内，特别是在中层内夹有一些砾岩与层凝灰岩层。

区内断裂广泛发育，主要有NW向、近EW向与NEE向区域性深大断裂，这些断裂都具长期、多次活动的特点。

2 铀矿化产出地质环境与特征

恰特卡洛—库拉明铀成矿区的铀矿床主要产于火山洼地内，其中主要的卡乌利、阿拉塔尼加、卡塔萨伊与马伊利卡坦铀矿床分布于该区中部的卡拉巴什、巴巴伊塔格两个大型火山洼地内。另外，金伊克—塔尔与切尔卡萨尔铀矿床产于花岗岩基底内。

2.1 卡拉巴什火山洼地内铀矿化

2.1.1 洼地地质概况

卡拉巴什火山洼地为一由环形断层控制的似等轴状塌陷破火山口，其北西部被吉尔吉斯斯坦中新生代盆地覆盖。基底主要由加里东期（420～380 Ma）与华力西期（350 Ma 左右）花岗闪长岩及少量浅色钾长花岗岩构成。卡拉巴什火山洼地基底具有复杂的地形，并被不同方向的断裂切割，形成相对上升与沉降的断块。在隆升的断块内火山岩层厚为300～600 m，在沉降的断块内火山岩层厚达1 000 m。

火山岩层分为两层：下层由砾岩、安山岩和英安岩组成；上层由流纹岩、熔结凝灰岩、凝灰岩和层凝灰岩组成。岩石对放射性元素的专属性弱，铀质量分数一般略高于克拉克值，而钍质量分数则低于克拉克值。酸性火山岩的铀质量分数较高，在上层底部的凝灰质砾岩、凝灰质砂岩中铀质量分数最高为9.5×10-6～10×10-6，岩浆作用晚期形成的次火山岩花岗斑岩铀质量分数为6.2×10-6。

卡拉巴什火山洼地被NEE向的切巴尔加金区域性断裂分割为两部分。其两侧火山岩建造有明显的差异，北侧主要为互层的流纹质熔岩、熔结凝灰岩与凝灰岩夹少量层凝灰岩层；在南面则主要为层凝灰岩层。层状火山岩层中侵入有大量细粒花岗岩、花岗斑岩、石英斑岩与辉绿岩墙。切巴尔加金断裂为一活动性强的区域性断裂，呈厚的破碎带，存在于卡拉巴什火山洼地形成与演化的整个过程中，控制石英斑岩、次火山岩体的空间分布（图 4）。

2.1.2 铀矿化

卡拉巴什火山洼地铀矿化主要分布于洼地北部，其中卡乌利铀矿床为该区最大的矿床，探明铀储量4 500 t。

该矿床位于卡拉巴什火山洼地中部切巴尔加金断裂以北的沉降断块内，产于切巴尔加金断裂与NE向达伊科夫断裂锐角交汇处（图5）。在断块内发育大量花岗斑岩、细粒花岗岩岩墙，它们多为隐伏岩墙，尖灭于不同的火山岩层内，未出露地表。

矿体的空间分布明显受岩性控制，主要产于火山岩中部层位——互层的流纹质熔岩、熔结凝灰岩与凝灰岩夹少量层凝灰岩层内，矿化垂幅达600 m。在下部层位——砾岩、安山岩、英安岩层与基底内未发现铀矿化。岩石的机械物理性质与不透水的屏蔽层对矿化强度起着极其重要的作用。铀矿化强度与岩石的孔隙度呈正相关，而与弹性系数呈负相关；在不透水岩层与透水岩层有明显的界线时，其屏蔽层下可形成庞大矿体。

大多数铀矿体呈陡倾的脉状，以碳酸盐-绿泥石-沥青铀矿组合脉体充填构造裂缝带。构造裂缝的厚度一般为几十厘米，其倾向延伸明显受不同岩层接触带限制，在上部层位内其垂幅＞100 m。在较深部的产矿岩层内含矿构造裂缝呈复杂的组合体系，在有的地段形成统一的网脉状矿体。这些构造裂缝体系在倾向上延伸达数百米，但一般不穿越产矿层的接触带。在垂向上，下部层内的矿体向东南侧伏。铀矿化见于所有的酸性火山岩层内，但矿化最密集的层位为流纹岩、熔结凝灰岩岩层。庞大的矿体有时见于被层凝灰岩屏蔽的流纹质熔岩、熔结凝灰岩层内。与此同时，在矿床底部产有 “缓倾”矿体，沿酸性火山岩层底部与下伏安山岩和英安岩层接触带分布，而且其矿石很富（图6）。

矿体形态在垂向上有一定的分带性：浸染状和细脉浸染状矿石的缓倾网脉状矿体产于1 100～1 200 m深处，陡倾的线形网脉状矿体产于800～1 200 m，脉状矿体产于500～800 m。卡乌利矿床的矿体都为隐伏矿体，未遭受表生氧化改造。

矿石主要铀矿物为沥青铀矿，呈球粒状，粒径为1～2 mm。它们呈皮壳状产于裂隙壁上与围岩角砾的表面，其厚度达1～2 cm。充填裂隙的矿石矿物有绿泥石、高岭石、蒙脱石和方解石，并含少量硫化物。硫化物的质量分数随深度增加而提高，在中部以方铅矿为主，在深部（“缓倾”矿体）则为辉钼矿。

围岩蚀变有绢云母化、绿泥石化、石英化、钠长石化、绿帘石化和方解石化，表现为岩石强烈褪色化与呈浅绿—灰色。另外，在靠近裂缝处发育赤铁矿化（红化）。

爆裂法测定蚀变矿物的形成温度为180～240℃，其中低温值数据测自上部层位样品。

卡乌利矿床为火山岩型中低温热液铀矿床，矿石属钼-铀建造。

2.2 巴巴伊塔格火山洼地铀矿化

2.2.1 洼地地质概况

巴巴伊塔格火山洼地为大型沉降的塌陷火山口（图7）。其特点是广泛发育喷出相、火山口相与次火山相岩石，中部2/3为石英斑岩，属第3（晚二叠世）火山岩层，是火山喷发穹隆的产物。该岩层总厚度大于1 000 m。中、下层火山岩层仅出露于火山构造西部与南部边缘。

巴巴伊塔格火山洼地与卡拉巴什火山洼地的差异是基底岩石成分复杂，其中有花岗岩、泥盆纪—早石炭世碳酸盐岩与早—中石炭世岛弧型火山岩。花岗岩类主要为花岗闪长岩，缺失放射性元素含量较高的浅色钾长花岗岩。

区内断裂构造发育，主要为NEE、近EW向与NW向，其中NW向库姆别里区域性断裂从东侧穿过。

2.2.2 铀矿化

在巴巴伊塔格火山洼地内探明有阿拉塔尼加、卡塔萨伊矿床与马伊利克坦铀矿床，都沿火山洼地边缘分布。阿拉塔尼加、卡塔萨伊矿床分布于巴巴伊塔格火山构造西缘，受NW向卡克列利断裂控制，构成统一的矿田，探明铀储量约6 000 t（图8）。卡克列利断裂横切巴巴伊塔格火山构造，延伸50多千米。达伊卡断裂长约7 km，大部分地段为盆缘断裂，发育有大量花岗正长斑岩、花岗斑岩等次火山岩。

2.2.2.1 阿拉塔尼加矿床

阿拉塔尼加矿床产于卡克列利断裂与达伊卡断裂交汇处的楔形地段。矿区基底岩石为花岗岩类。火山岩盖层分为3层：下层为安山岩，中层为流纹质熔结凝灰岩与凝灰岩，上层为喷发相石英斑岩。花岗正长岩与花岗斑岩次火山岩切穿所有层位。

铀矿体产于花岗正长岩与花岗斑岩次火山岩内的陡产状断裂之间，受相关联的陡倾斜切裂隙与缓倾的断裂带控制，呈脉-网脉状，具陡与缓的产状。矿体厚度达几十米，长和垂幅达数百米。总的铀矿化垂幅约1 000 m（图9）。

矿石铀品位一般，但在其中可圈出品位达1%～2%的富矿段，而且一般产状缓的矿体矿石较富。

2.2.2.2 卡塔萨伊铀矿床

卡塔萨伊铀矿床位于阿拉塔尼加矿床南3 km处，产于达伊卡断裂与近EW向中部断裂的交叉地段。在断裂交汇处发育有似岩株状花岗正长岩体，它切穿岩颈相石英斑岩。

铀矿体受陡倾与缓倾断裂控制。矿体主要产于石英斑岩体内，而在花岗正长岩体内未发现矿体。该矿床的矿体规模较小，在空间分布上也不十分清楚。

2.2.2.3 马伊利卡坦铀矿床

马伊利卡坦铀矿床位于安格列河右侧东南50 km处库拉明山的高山区，海拔达2 500 m，铀矿化出露地表，但氧化带发育弱。矿床探明铀储量约1 800 t。

马伊利卡坦铀矿床产于库阿科里断裂与巴巴伊塔格火山构造环状断裂南面交汇处。沿环状断裂侵入有岩墙状花岗斑岩。铀矿化受破碎的花岗斑岩体的接触带与其中的羽状裂隙体系控制（图10）。

巴巴伊塔格火山洼地内铀矿床的铀矿物均为沥青铀矿，并伴随有绿泥石-碳酸盐（铁白云石）-硫化物矿化。阿拉塔尼加与卡塔萨伊矿床硫化物主要为黄铁矿与辉钼矿，在马伊利卡坦矿床则为闪锌矿。在阿拉塔尼加矿床发现有含金石英-黄铁矿脉，铀矿化与金矿化形成时代关系不清。在卡塔萨伊矿床的深部见有含锡（锡石）的石英-白云母交代岩，铀矿化明显晚于锡矿化。

各矿床的围岩蚀变与交代作用相似，新生矿物主要有绢云母、绿泥石、钠长石、碳酸盐和黄铁矿，沿矿化裂隙两侧发育特征的赤铁矿化。

矿后的脉体有石英-方解石、石英-方解石-萤石和石英-重晶石脉，其中有时含有硫化物。

铀成矿期的热液活动温度为190～210℃。矿后期热液活动的温度为90～180℃。同位素测定铀矿化年龄为260～270 Ma。

巴巴伊塔格火山洼地内的铀矿床均为火山岩型中低温热液铀矿床，属硫化物-铀建造。

3 结 论

恰特卡洛—库拉明铀成矿区产于中天山华力西造山带库拉明隆起、晚古生代火山洼地内，基底特点是，岩石为早古生代变质岩与侵入岩，其铀质量分数都不高。成矿区内共探明大、小铀矿床10个，采出金属铀20 000 t以上。产矿的火山洼地具沉陷特征，岩层产状平缓，断裂十分发育，其火山岩成分反差大，由安山岩到流纹岩。铀矿化主要产于互层的流纹质熔岩、熔结凝灰岩与凝灰岩夹少量层凝灰岩层内，受断裂控制，矿化垂幅达600～1 000 m。矿体主要呈脉状、网脉状。铀成矿温度为中低温（180～240℃），铀矿化年龄为260～270 Ma。古生代古火山在中国北西部广泛发育，研究恰特卡洛—库拉明铀矿区产矿地质条件与矿化特征对指导在中国北西部古生代火山岩内寻找晚古生代形成的火山岩型铀矿床有一定的借鉴作用。

［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］图加林诺夫.火山洼地铀矿床［M］.雷文高，娄茂修，叶春兴，等译.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

赵凤民（1937—），男， 陕西临潼人，高级工程师（研究员级），长期从事铀矿地质工作。E-mail:zfm1937@sohu.com