哈萨克斯坦与新疆北部古生代火山岩型铀矿成矿条件对比

李月湘，田建吉，衣龙升，郄汝斌

（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）

哈萨克斯坦与新疆北部古生代火山岩型铀矿成矿条件对比

李月湘，田建吉，衣龙升，郄汝斌

（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）

在收集整理前人大量研究成果的基础上，对哈萨克斯坦晚古生代火山岩型铀矿的成矿地质背景、控矿因素进行分析，并与我国新疆北部晚古生代火山岩型铀矿成矿条件进行对比，提出除继续加强准噶尔西部铀矿的勘查工作之外，还要关注准噶尔南部，尤其是西天山晚古生代火山岩型铀矿的找矿工作。

哈萨克斯坦；新疆北部；火山岩型铀矿；成矿条件；找矿方向。

哈萨克斯坦地处亚洲中部，东与中国新疆相邻。在大地构造上位于中亚活动带的中部，是中亚成矿域的重要组成部分。哈萨克斯坦矿产资源丰富，不仅是众多的超大型铀矿床矿集区，而且是金、铜、铅、锌和稀有金属的矿产地。该区地质演化历史复杂，古生代以来多阶段构造演化，形成了世界级的铀-多金属矿床，众多的地质学家对该地区进行了多方面的研究，积累了丰富的地质矿产资料，在收集整理大量前人研究成果的基础上，分析了哈萨克斯坦晚古生代火山岩型铀矿的成矿地质背景、控矿因素和成矿规律，目的在于加强中国新疆北部和哈萨克斯坦古生代火山岩铀矿成矿条件对比，为新疆北部的古生代火山岩铀矿的找矿方向和铀成矿潜力评价提供借鉴。

1 哈萨克斯坦热液铀矿分布及主要类型

1.1 热液铀矿床分布

哈萨克斯坦划分了5个铀成矿省，它们是北哈萨克斯坦铀矿省、肯斗克塔斯—楚-伊犁—别特巴克达拉（近巴尔喀什）铀矿省、东土伦区铀矿省、伊犁铀矿省和近里海铀矿省（图1）［1］。大体上说，前两个铀矿省主要以热液铀矿床为主，后3个铀矿省以外生铀矿床为主。外生工业铀矿床（砂岩型）主要分布在东土伦铀矿省的楚-萨雷苏和锡尔达林盆地。热液铀矿床主要集中在北哈萨克斯坦铀矿省，其中大部分矿田和矿床都分布在北哈萨克斯坦的科克切塔夫地块内，最大的热液矿床是格拉切夫矿田的科萨钦矿床。邻近我国的热液矿床有：处于南准噶尔边缘坳陷的石炭纪—二叠纪火山沉积岩中的潘菲洛矿床及处于额尔齐斯—扎伊桑海西地槽的扎尔玛—萨吾尔地块边缘的石炭纪—二叠纪火山沉积岩中的乌力肯—阿克查尔矿床，这些矿床规模不大，以小型矿床为主。

1.2 矿床类型

哈萨克斯坦铀矿床划分为内生铀矿床和外生铀矿床两大类。内生矿床分为岩浆矿床和热液矿床，其中岩浆矿床包括伟晶岩型铀-钍矿床和钠长岩-云英岩型铀-稀土-钍矿床，热液矿床包括黄铁绢英岩化、泥化和钾长石化带中钼铀矿床和钠交代岩带中的磷-铀矿床；外生矿床分为后成矿床和沉积成岩型矿床。

根据我国热液铀矿床的习惯划分（按含矿主岩），哈萨克斯坦热液铀矿床可划分为：

（1）与花岗岩有关的热液铀矿床（相当于我国的花岗岩型）。矿体赋存在花岗岩体内或花岗岩体的接触带上，受花岗岩体控制比较明显。这类矿床主要分布在北哈萨克斯坦成矿省，例如，格拉切夫矿床就是受花岗岩体控制的大型铀矿床。

图1 哈萨克斯坦铀矿床分布Fig.1 Distribution map of uranium deposits in Kazakhstan

（2）与火山岩有关的热液铀矿床（相当于我国的火山岩型）。矿床成因与火山热液活动有关，这类矿床主要分布在北哈萨克斯坦成矿省和肯斗克塔斯—楚-伊犁—别特巴克—达拉铀成矿省，后者与火山岩型铀矿床相比，规模要小，多属中小型火山岩型铀矿床［2］。

哈萨克斯坦火山岩型热液铀矿床产于晚古生代火山岩中，我国新疆北部火山岩型铀矿床也产于晚古生代火山岩中；其次，哈萨克斯坦古生代火山岩型铀矿床数量多、规模大，研究程度也深，而我国古生代火山岩型铀矿床目前发现得较少，研究程度也较低。因此，通过对比新疆北部与哈萨克斯坦古生代火山岩型铀矿成矿条件，可以总结出两者成矿作用和成矿条件的异同，发现共同的规律，明确我国古生代火山岩型铀矿的找矿方向。

2 哈萨克斯坦古生代火山岩型铀矿产出地质背景

2.1 铀矿床集中产于显生宙褶皱带前寒武纪微地块单元中

哈萨克斯坦的古生代火山岩型铀矿床绝大多数分布于哈萨克斯坦—北天山加里东（含前加里东）古陆块区［3］，该古陆块自北而南，整体上为向北西突出的弧形，北段膨大而南段变窄；铀矿床主要分布在前寒武纪微地块的陆缘增生带（加里东）。这些褶皱区中从古陆块分离出去的微地块与古陆块之间不断产生双向增生，在经历多次裂开和聚合过程中，产生多次构造岩浆活动，使活动带地壳不断变为成熟硅铝壳，构造岩浆活动会促使微地块及两侧古陆接触带产生活化改造，使富铀的地质体活化再造，从而使褶皱带中所挟持的前寒武纪地块范围成为控矿最为有利的大地构造部位。北哈萨克斯坦的科克切塔夫地块也是中亚古生代褶皱区中面积较大、研究程度相对较高的一个，其成矿作用特征有一定的代表性。

2.2 铀矿床集中区发育富铀古地块和晚古生代富铀建造

哈萨克斯坦火山岩型铀矿床的集中区具有双层结构，根据深部结构研究，热液铀矿区的区域地壳划分为两层［1］，下部层位是一个成分和物理性质上都不均一的花岗-变质岩层，是最古老的岩石和地块，铀质量分数偏高，达3.2×10-6～7.2×10-6；科克切塔夫、阿塔苏—莫英金和准噶尔地块的花岗片麻岩中铀质量分数更高。上部层位是晚古生代构造-建造组合的沉积层，包括泥盆纪和晚石炭世—三叠纪的侵入-火山建造和富铀的碳质“黑色页岩”建造。浅色花岗岩中铀质量分数最高，达10×10-6～17×10-6，流纹岩中铀质量分数也较高，达10×10-6～15×10-6，在陆源硅质建造、碳质硅质片岩建造和碳质页岩建造中，铀质量分数达80×10-6～100×10-6。

由此可见，基底岩石铀质量分数虽不是很高，但均高于地壳克拉克值 （1.7×10-6，黎彤，1976）；晚古生代的酸性火成岩的铀质量分数大大高于地壳酸性岩克拉克值（3.5×10-6，维拉格拉多夫，1962），是克拉克值的数倍；黑色岩系的铀质量分数更高。表明产铀区具有良好的富铀基底和富铀层位。

2.3 火山岩型铀矿床受深断裂和火山构造双重控制

哈萨克斯坦火山岩型铀矿床均分布在深大断裂带与火山构造交汇部位。区域深大断裂控制了成矿带、矿田的分布，如北哈萨克斯坦铀成矿省对铀成矿起重要作用的是那些切穿科克切塔夫地块结晶基底的深大断层［2］。矿田深断裂和火山构造对矿床和矿体定位起了明显的联合控制作用。如分布于楚-伊犁山脉卡拉萨伊火山坳陷的阿拉科利火山机构内的波塔布鲁姆铀矿床，即处在萨雷图姆区域性NW向断裂带与火山机构 （次火山岩体）的交汇结点部位，矿体受接触带断裂控制，所有矿体均分布在接触带断裂上盘，部分在断裂带内，矿化延深达到1 200 m。

由此可见，火山岩型铀矿成矿作用中，除要求有良好的富铀基底和富铀建造条件以外，火山构造是基础，深大断裂是关键。在火山盆地中火山构造是普遍存在的，关键是要有贯通基底的深断裂。这些贯通式深断裂既可能是盆缘生长断裂，也可能是横贯火山盆地内部的断裂，它们是控制火山盆地铀成矿带的导矿、控矿构造［4］，与火山构造（火山颈、隐爆角砾岩筒、次火山岩体和弧形断裂放射状断裂等）交切复合部位形成的构造结，往往是控制矿床定位的重要条件。

2.4 铀矿化大都叠加在前期钠长石化蚀变基础上

哈萨克斯坦火山岩型铀矿床热液交代蚀变很发育，一般分为火山期后和矿前围岩的热液交代蚀变，主要是石英-钠长石、黄铁绢英岩化，有时有流纹岩的钾长石化；成矿期的沥青铀矿-硫化物-绿泥石化；矿后期的金属硫化物-方解石化-水云母化。每个矿床都具有不同的围岩蚀变组合，但是，有一个共同的特点是，早期发育较强烈的钠长石化，铀矿化叠加在钠长石化的蚀变围岩基础上。

3 中、哈古生代火山岩型铀矿成矿条件对比

3.1 成矿条件相似性

3.1.1 铀矿化产出的成矿大地构造环境相似

哈萨克斯坦和中国新疆北部的火山岩型铀矿同产于哈萨克斯坦—准噶尔板块的乌拉尔—北、中天山构造-成矿带［3］。该构造-成矿带北起阿尔山系以南，南止于南天山以北的广大地区，包括了哈萨克斯坦的北、中、南、东部和我国新疆北部。本构造-成矿带的北东、西和南西三面被发育中、新生代沉积的西西伯利亚低地、土尔盖坳陷和楚-萨雷苏坳陷所环绕，在巴尔喀什湖以南和以东地区，也发育较大面积的中、新生界沉积层。哈萨克斯坦的热液铀矿、我国的古生代火山岩型铀矿床都分布在这一区域内，除此之外，该区还是金、铜、钼和稀有金属的矿集区（图2）。

3.1.2 铀矿床产于被动陆缘火山岩中

哈萨克斯坦火山岩型铀矿床的含矿主岩是泥盆纪—二叠纪的火山岩系，岩性以安山-流纹岩为主。何国琦、周汝洪（1994）等认为，该火山岩带可与 “火山型被动陆缘”相比，属被动陆缘的火山-沉积建造。产于这套火山岩系的铀矿床有中哈萨克斯坦的日杰利矿床、别州米扬、达巴等矿床，我国雪米斯坦—库兰卡孜干泥盆纪陆缘火山岩带与之类似。白杨河铀-铍矿床也产于雪米斯坦泥盆纪—二叠纪陆缘火山岩带的次火山岩中。

3.1.3 铀矿化均受区域性断裂和火山构造控制

图2 哈萨克斯坦—北、中天山构造-成矿带单元划分简图 （据何国琦等修改）Fig.2 Unit division sketch of tectonic-metallogenic belt from Kazakhstan to North and Central Tianshan（Modified after He Guoqi， et al.）

两国火山岩型铀矿床均受区域性的深大断裂控制，控矿的深断裂是长期活动的大断裂，早期控制火山喷发岩带，晚期控制成矿带。如控制哈萨克斯坦波塔布鲁姆矿床的区域性接触带断裂，控制基亚赫金矿床的区域性基亚赫金断裂，控制我国新疆雪米斯坦成矿带的查干陶勒盖—巴音布拉克大断裂，这些断裂对控岩和成矿均有重要的作用。

两国火山岩型铀矿床都受火山构造控制，次火山岩体对铀成矿作用更为密切。深大断裂与火山构造的交汇部位是矿床定位的最有利部位。

3.2 成矿条件差异性

3.2.1 基底构造差异

哈萨克斯坦火山岩型铀矿产于成熟度较高的太古宙—古元古代结晶基底组成的微地块上，基底含铀性好，而我国新疆地区的古生代火山岩型铀矿多处于准噶尔地块边缘陆缘火山带上，基底也是含铀区。

3.2.2 铀成矿时代的差异

哈萨克斯坦火山岩型铀矿成矿年龄，可以划分为3期，第1期为350～370 Ma，属泥盆纪末石炭纪初；第2期为250～270 Ma，为晚二叠世；第3期为180～190 Ma，属于早侏罗世，成矿为多期多阶段。而我国古生代火山岩型铀矿成矿年龄，根据马汉峰等（2010年）对白杨河矿床铀矿床沥青铀矿测定结果，最早一期的成矿年龄为 224～237 Ma［5］， 属于三叠纪。由此可见，随着火山作用的发生，哈萨克斯坦从泥盆纪起就已经开始成矿作用，共发生3次较大的铀成矿作用。而我国的成矿作用较晚，始于二叠纪以后，这可能与地壳增生演化有关。

4 对新疆北部古生代火山岩型铀矿找矿方向的探讨

新疆北部晚古生代陆相火山岩呈条带状，分布在准噶尔盆地周围的各海西褶皱带之中，其形成时代为二叠纪—早二叠世。本区陆相火山岩均沿主要断裂呈带状分布，沿这些主要断裂带还分布着超基性岩（或蛇绿岩）和晚造山或非造山型的碱性花岗岩。新疆北部晚古生代陆相火山岩可划分出 8条带（图3）［6］，其中位于准噶尔盆地北部额尔齐斯火山岩带、乌伦古火山岩带、克拉麦里火山岩带是以产Au、Cu为主的成矿带，并伴随有Cr、Ni和Mo矿化；位于准噶尔盆地西部的玛依勒山—雪米斯坦山火山岩带是一条铀-铍多金属成矿带，白杨河铀-铍矿就产于其中；达尔布特火山岩带是一条U、Au和Cu多金属成矿带，如塔尔根矿点和北金齐铀矿集中区、哈图金矿集中区就位于该火山岩带中；位于准噶尔盆地南部伊林哈别尔尕火山岩带属于博格达构造成矿带，以铜为主，也是铀矿化集中区（达坂城和七角井矿化集中区）；博罗科努火山岩带是以产金和铀为主的铀-金多金属成矿带，已知铀矿有阿克秋白铀矿化集中区，金矿有阿希特大型金矿床、京西金矿和加曼特金矿等。这些铀-金矿化与陆相火山岩有关；阿吾拉勒火山岩带是以产铜为主的成矿带，属于小而富的铜矿化集中区。

从产铀火山岩带的分布来看，新疆北部的晚古生代火山岩型铀矿分布在两大构造单元中，准噶尔西部的铀矿化集中区处于成吉斯—塔尔巴哈台晚加里东褶皱系。该带主要是Au、Cu成矿带，在哈萨克斯坦境内没有形成大型铀矿床，只在我国发现一些中小型铀矿床。准噶尔南部（西天山）的铀矿化集中区处于科克切塔夫—北天山加里东（含前加里东）古陆块区，哈萨克斯坦的主要热液铀矿床都集中在这条带，两侧的中新生代盆地还产有许多超大型-大型砂岩型铀矿，是哈萨克斯坦境内重要的铀成矿带；该带延伸到我国境内西天山、北天山，也是一条重要的产铀带。

图3 新疆北部晚古生代陆相火山岩分布 （据赵振华等改编）Fig.3 Distribution of Late Palaeozoic continental volcanic rock in North Xinjiang（Modified after ZHAO Zhenhua， et al.）

通过对比哈萨克斯坦与我国新疆北部的火山岩型铀矿成矿地质条件，笔者认为，除继续加强准噶尔西部铀矿的勘查之外，还要关注准噶尔南部地区的几条火山岩带，尤其是博罗科努火山岩带，那里是铀成矿更有利的成矿远景地区。主要依据有：（1）该区域与哈萨克斯坦热液铀矿为同一条成矿带，基底构造、地层结构和围岩的含铀性极为相似；（2）该区域有已知的阿克秋白铀矿化集中区、达坂城铀矿化集中区和七角井铀矿化集中区；（3）在矿化集中区附近的山间盆地都有砂岩型铀矿床，说明蚀源区铀源是丰富的。因而应作为一个重要的铀成矿带加以注意，开展深入的研究工作很有必要，不仅有可能扩大已有矿床铀的储量，而且还有可能发现新的矿床。

5 结论

（1）哈萨克斯坦火山岩型铀矿化主要产于微地块集中分布的加里东褶皱区，具有富铀的基底和晚古生代富铀火山岩建造，矿化受深大断裂和火山构造控制。

（2）哈萨克斯坦与我国新疆北部的火山岩型铀矿成矿条件有明显的差异，尤其是基底构造上的差异，可能造成两国火山岩型铀矿规模大小的不同。

（3）通过对比哈萨克斯坦与我国新疆北部的火山岩型铀矿成矿条件，笔者认为，除继续加强准噶尔西部铀矿的勘查工作之外，还要关注准噶尔南部，尤其是西天山晚古生代火山岩型铀矿的找矿工作。

［1］刘 平，郭 华，张子敏，等译.哈萨克斯坦铀矿床［M］.北京：核工业北京地质研究院，1998.

［2］赵凤民，胡绍康，陈祖伊.乌拉尔—天山—蒙古活动带及其邻区铀成矿规律［R］.北京：核工业北京地质研究院，2003.

［3］何国琦，朱永峰.中国新疆及其邻区地质矿产对比研究［J］.中国地质， 2006， 33（3）:451-460.

［4］王正邦，赵世勤，罗 毅.燕辽成矿带西段火山盆地铀成矿条件及远景评价 ［M］.北京：地质出版社，1997.

［5］马汉峰，衣龙升，修晓茜.新疆雪米斯坦地区铀铍资源潜力评价研究［R］.北京：核工业北京地质研究院，2010.

［6］赵振华，乔远超，涂光炽，等.新疆金属矿产资源的基础研究［M］.北京：科学出版社，2001.

Contrast on metallogenic conditions of Palaeozoic volcanic rock type uranium deposit in Kazakhstan and North Xinjiang of China

LI Yue-xiang， TIAN Jian-ji，YI Long-sheng， QIE Ru-bin
（CNNC Key Laboratory of Uranium Resources Exploration and Evaluation Technology，Beijing Research Institute of Uranium Geology， Beijing 100029， China）

Based on collecting and collating a vast amount of research achievements summed up by our predecessors， metallogenic background，ore-controlling factors of Late Palaeozoic volcanic rock type uranium deposit in Kazakhstan contrasted to that in North Xinjiang of China are analyzed，it is mentioned that the southern Junggar Basin should be paid more attention beside strengthening the prospection in the western Junggar Basin，especially to Late Palaeozoic volcanic rock type uranium deposit in West Tianshan.

Kazakhstan； North Xinjiang； volcanic rock type uranium deposit； metallogenic condition；prospecting direction

P619.14；P598

A

1672-0636（2012）03-0130-05

10.3969/j.issn.1672-0636.2012.03.002

2012-05-03

李月湘（1955—），男，湖南衡东人，高级工程师（研究员级），长期从事铀矿地质工作。E-mail：liyuex@sina.com