姚振凱，向偉東，張子敏，楊 志，劉茂福

（1.核工業(yè)230研究所，湖南 長沙 410011；2.中廣核鈾業(yè)發(fā)展有限公司，北京 100029）

中央克茲勒庫姆區(qū)域構(gòu)造演化及鈾成礦特征

姚振凱1，向偉東2，張子敏2，楊 志2，劉茂福2

（1.核工業(yè)230研究所，湖南 長沙 410011；2.中廣核鈾業(yè)發(fā)展有限公司，北京 100029）

中亞天山造山帶中央克茲勒庫姆鈾成礦區(qū)是世界馳名的鈾礦產(chǎn)地，區(qū)域構(gòu)造上屬疊加于海西期地槽褶皺造山帶上的喜馬拉雅期活化造山帶中的次級造山帶，有大量層間氧化帶砂巖型和碳硅質(zhì)板巖型鈾礦床分布。經(jīng)活化構(gòu)造成礦分析，鈾成礦作用經(jīng)歷了多個(gè)大地構(gòu)造演化階段，地槽造山階段形成鈾源層、體，地臺階段形成部分有利鈾成礦和儲礦的砂巖層，活化造山階段形成淋積和熱流體成因的工業(yè)鈾礦床。

中央克茲勒庫姆；區(qū)域構(gòu)造演化；鈾成礦特征

中央克茲勒庫姆鈾成礦區(qū)是世界馳名鈾成礦區(qū)之一，位于中亞天山山系西南部位，隸屬于烏茲別克斯坦的中西部。該區(qū)地質(zhì)在地理上屬南天山隆起構(gòu)造帶西端，與我國新疆維吾爾自治區(qū)南天山隆起構(gòu)造帶一脈相連。因此，了解和研究中央克茲勒庫姆區(qū)域構(gòu)造演化和鈾成礦特征，對我國天山地區(qū)鈾礦找礦具有借鑒意義。

1 區(qū)域構(gòu)造層及其演化階段

中亞天山山系形似一條巨龍橫亙中亞東西，延伸長近5 000 km。東邊的龍頭是中國北山，龍嘴是中-蒙邊界的戈壁天山，龍身由新疆維吾爾自治區(qū)境內(nèi)的北、中、南天山組成，龍尾由獨(dú)聯(lián)體國家諸國撒開的北、中和南天山構(gòu)成。據(jù)此，可把中國北山和中-蒙邊界的戈壁天山看成東天山系，新疆維吾爾自治區(qū)的天山為中天山系，獨(dú)聯(lián)體國家的天山為西天山系。由此，中央克茲勒庫姆鈾成礦區(qū)又位于整體的南天山西端。

成礦區(qū)出露的地層，自老至新有里菲期拉斑玄武巖-玄武巖，文德紀(jì)—寒武紀(jì)碳硅質(zhì)板巖和碳酸鹽巖，石炭紀(jì)濁積巖，中生代—早、 中新生代陸源 碎屑巖等［1-5］（圖1）。 按大地構(gòu)造演化階段分為3個(gè)基本階段及形成相應(yīng)的構(gòu)造層［6-7］。 在垂向剖面下部（圖 2）為前中生代褶皺基底，屬海西地槽階段及其相應(yīng)的地槽構(gòu)造層，其中見有推覆斷裂構(gòu)造發(fā)育。在早古生代陸緣環(huán)境中形成早寒武世碳硅質(zhì)板巖含鈾層，并有海西造山期含鈾花崗巖基侵入其中，形成NW向褶皺隆起造山帶。因而在此褶皺造山階段形成了爾后有利于鈾成礦的鈾源層、體。

剖面中部為早白堊世至早上新世的圖蘭地臺沉積［3-5］，屬中新生代地臺階段和相應(yīng)的地臺構(gòu)造層。此階段的褶皺和斷裂構(gòu)造作用不強(qiáng)烈，地殼活動(dòng)表現(xiàn)為頻繁的海進(jìn)和海退交替變化，形成白堊紀(jì)和早中新世多個(gè)含砂層的沉積韻律結(jié)構(gòu)，韻律層厚度不大，巖相變化明顯。砂層為深灰色，滲透性能好，含有較多的有機(jī)質(zhì)，成為多層砂層儲礦巖性和含鈾層位，為爾后鈾疊加富集成礦提供了有利巖性和儲礦空間，但此階段尚未形成工業(yè)鈾礦化。

圖1 中央克茲勒庫姆鈾成礦區(qū)區(qū)域構(gòu)造位置［1-5］Fig.1 Regional tectonic location of Central Kyzylkum uranium metallogenic region［1-5］

剖面上部為晚上新世至第四紀(jì)沉積，屬活化階段 及 相 應(yīng) 的 活 化構(gòu)造層［3，7］。 晚 上 新 世該帶發(fā)生活化造山運(yùn)動(dòng)，在古生代褶皺隆起基礎(chǔ)上，再次產(chǎn)生構(gòu)造隆起，但構(gòu)造活化強(qiáng)度不劇烈，巖漿活動(dòng)不明顯，形成高度低于1 500 m的次級造山帶（屬造山帶內(nèi)的一部分，簡稱次造山帶，下同），且范圍有所擴(kuò)大。應(yīng)當(dāng)指出的是，中央克茲勒庫姆以東的南天山，構(gòu)造活化極為強(qiáng)烈，在海西期褶皺造山基礎(chǔ)上再度造山，形成高度大于1 500 m的造山帶。這里要說明的是，本文所指的造山帶是廣義的造山帶，依造山帶內(nèi)的造山幅度不同，可分為造山帶和次造山帶。前蘇聯(lián)地質(zhì)界所指的造山帶，是高度大于1 500 m以上的地帶，次造山帶是造山高度小于1 500 m的地帶。

圖2 中央克茲勒庫姆區(qū)域地層及其鈾礦化層位分布 （據(jù) 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，中央克茲勒庫姆鈾成礦除總體上繼承著晚古生代海西期地槽造山階段的NW向構(gòu)造格局外，還改造形成規(guī)模不大的伴有脆性斷裂發(fā)育的拱形斷塊隆起，及伴有寬緩型褶皺的斷陷盆地，它們共同組成鑲嵌塊狀構(gòu)造格局。在隆起區(qū)內(nèi)可見海西期花崗巖基侵入早寒武世碳硅質(zhì)板巖塊段的出露，并在花崗巖體外接觸帶的斷裂內(nèi)形成斷裂構(gòu)造氧化帶，有利于形成多階段復(fù)成因的多因復(fù)成工業(yè)鈾礦床［8］。在斷陷盆地內(nèi)形成了局限規(guī)模的灰色砂層為主體的緩傾層間構(gòu)造氧化帶，為鈾活化成礦提供了有利成礦構(gòu)造環(huán)境，形成層間氧化帶砂巖型鈾礦床，并環(huán)繞拱狀隆起分布。

2 鈾礦床分布及成礦單元?jiǎng)澐?/h2>

中央克茲勒庫姆鈾成礦區(qū)內(nèi)，分布有一大批中新生代層間氧化帶砂巖型和早寒武世碳硅質(zhì)板巖型鈾礦床，計(jì)有11個(gè)礦田和28個(gè)礦床（圖3），總鈾儲量20余萬噸。該區(qū)內(nèi)鈾礦床分布分別歸屬為5個(gè)不同級別的成礦單元，具體劃分是：一級單元為天山巨型跨國鈾成礦帶，受晚新生代天山活化構(gòu)造造山帶控制；二級單元為圖蘭地臺活化區(qū)西天山鈾成礦域，受圖蘭地臺西天山活化次造山區(qū)制約；三級單元為中央克茲勒庫姆鈾成礦區(qū)，受西南天山晚新生代中央克茲勒庫姆次造山帶控制；四級單元為烏奇庫杜克、阿烏明扎套等11個(gè)鈾礦田，分別受布坎套構(gòu)造隆起帶、阿烏明扎套構(gòu)造隆起帶等制約；五級單元為礦床，如烏奇庫杜克層間氧化帶砂巖型礦床，受別什布拉克構(gòu)造盆地制約，江圖阿爾碳硅質(zhì)板巖型礦床受阿烏明扎套花崗巖體外接觸帶制約［9］。

順便要提及的是中央克茲勒庫姆成礦帶內(nèi)，還分布有大量的金和銅礦床。聞名于世的年產(chǎn)達(dá)100 t金的層控型穆龍?zhí)捉鸬V床，即位于該成礦帶內(nèi)的中部位置。

3 鈾成礦演化及鈾成礦特征

中央克茲勒庫姆鈾成礦區(qū)成礦演化經(jīng)歷了晚古生代褶皺造山（第1次造山）、中生代—古近紀(jì)地臺沉積和晚上新世活化塊斷造山（第2次造山）3個(gè)大地構(gòu)造成礦階段。前中生代褶皺造山階段形成了含鈾量較高的早寒武世黑色碳硅質(zhì)板巖和海西期花崗巖，碳硅質(zhì)板巖鈾質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5×10-6～10×10-6，花崗巖鈾質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5×10-6～7×10-6。在褶皺造山階段形成區(qū)域性隆起構(gòu)造（古天山），及海西期花崗巖體侵入早寒武世碳硅質(zhì)板巖內(nèi)，并在其外接觸帶附近有斷裂構(gòu)造發(fā)育。這為爾后鈾活化疊加富集成礦創(chuàng)造了有利的構(gòu)造和巖性條件，但此階段尚未形成工業(yè)鈾礦床，只是形成鈾源層、體及有利的區(qū)域成礦構(gòu)造背景。

圖3 中央克茲勒庫姆鈾成礦區(qū)鈾礦床分布 （據(jù) 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）

白堊紀(jì)—古近紀(jì)地臺階段形成富含有機(jī)質(zhì)砂層和鈾的初始鈾富集，鈾質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)6×10-6～8×10-6，也遠(yuǎn)未形成工業(yè)鈾礦化。這種孔隙性和透水性都好的砂層，為其后活化塊斷造山階段鈾疊加富集成礦創(chuàng)造了極為有利的巖性和儲礦空間。

晚上新世—第四紀(jì)活化塊斷造山階段，區(qū)域塊斷造山作用形成一系列斷塊拱狀隆起造山（現(xiàn)天山）的次級鑲嵌斷塊隆起和斷陷盆地相間分布的成礦構(gòu)造環(huán)境。由于斷隆幅度不大，大約為1 000 m，使地臺蓋層產(chǎn)生掀斜作用。在拱狀斷隆區(qū)早寒武世碳硅質(zhì)板巖內(nèi)的斷裂構(gòu)造活化活動(dòng)，有裂隙水滲入型淋積鈾成礦作用發(fā)育，并形成碳硅質(zhì)板巖型鈾礦床。在斷陷盆地白堊紀(jì)—古近紀(jì)灰色砂巖系內(nèi)，層間氧化帶滲入型鈾成礦作用發(fā)育，并有構(gòu)造熱流體作用疊加，形成多因復(fù)成鈾成礦作用體系［6，8］和斷陷盆地砂巖型鈾礦床（圖4）。兩類圍巖的鈾成礦作用均與晚上新世塊斷活化造山作用有時(shí)空和成因聯(lián)系，即與中央克茲勒庫姆塊斷造山（第2次造山）作用密切相關(guān)，拱狀斷隆內(nèi)早寒武世碳硅質(zhì)板巖含鈾巖系為盆地砂巖型鈾成礦提供鈾源，致使砂巖型鈾礦床環(huán)繞拱狀斷隆周邊分布。兩種鈾礦床的層控特征都很明顯。

圖4 中央克茲勒庫姆斷陷盆地砂巖型鈾礦成礦模式（據(jù) 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）

褶皺基底內(nèi)碳硅質(zhì)板巖型鈾礦床成礦特征是：（1）含礦主巖為早寒武世碳硅質(zhì)板巖，礦床層控和巖性建造控制明顯；（2）礦體定位受順層和陡傾切層斷裂及裂隙密集帶構(gòu)造控制，部分礦床定位還受花崗巖外接觸帶構(gòu)造控制；（3）礦體形態(tài)呈不規(guī)則透鏡狀、巢狀和網(wǎng)脈狀，有的裸露地表，有的隱伏深處。礦體延伸規(guī)模不一，多數(shù)在300～500 m，個(gè)別達(dá)800 m；（4）礦石鈾品位較低，多在0.01%～0.1%范圍，屬貧礦石，較少為0.1%～0.3%，在地下水面附近礦石鈾品位有時(shí)可達(dá)0.5%；（5）礦體表生蝕變作用廣泛發(fā)育，有泥化、白鐵礦化、明礬石化和鐵染等；（6）鈾礦石多為鈾-釩類型，礦石按化學(xué)成分來分，多屬硅酸鹽型，礦化分布常具明顯分帶性；（7）鈾礦石年齡（U-Pb法）具多值性，其值為400、187 Ma和8～7 Ma，主要屬海西期區(qū)域變質(zhì)成礦年齡和新近紀(jì)阿爾卑斯活化造山成礦年齡；（8）鈾成礦作用具多階段復(fù)成因特點(diǎn)，即沉積-成巖階段預(yù)富集，淋積疊加成礦為主成因，局部構(gòu)造熱流體疊加富化成礦，形成多因復(fù)成鈾礦床［8］。 礦床實(shí)例有江圖阿爾礦床［9］。

地臺蓋層內(nèi)層間氧化帶砂巖型的鈾成礦特征是：（1）鈾成礦作用的層間氧化帶，受控于中央克茲勒庫姆斷隆內(nèi)的小型斷陷自流盆地的白堊紀(jì)砂巖層。砂巖層屬河流相、水下三角洲相和濱海相沉積。層間氧化帶鈾礦化環(huán)繞有早寒武世含鈾碳硅質(zhì)板巖出露的拱狀斷隆分布，通常不超出數(shù)十公里。（2）礦石中鈾、鉬、硒和錸元素的高度富集，是因砂巖層中含大量有機(jī)質(zhì)和泥質(zhì)吸附鈾所致。（3）當(dāng)含鈾層間氧化帶水與沿?cái)嗔褬?gòu)造上升的還原熱水多次相互交替作用時(shí)，使成礦作用復(fù)雜化，形成斷裂構(gòu)造熱液蝕變帶，及瀝青鈾礦-赤鐵礦-硫化物礦石，或?yàn)r青鈾礦-硫化物礦石的富礦帶。這一特征在中央克茲勒庫姆鈾成礦帶顯得普遍且明顯。（4）斷塊活化造山期又是層間氧化帶內(nèi)鈾強(qiáng)烈運(yùn)移時(shí)期，常發(fā)生鈾成礦物質(zhì)的不斷運(yùn)移，鈾成礦作用在現(xiàn)階段仍在進(jìn)行，使先成富礦石帶破壞、搬運(yùn)，形成新的中等品位礦化的鈾黑帶。在局部地段富礦帶變成次生的硅鈣鈾礦礦化帶。（5）礦床成因?qū)俣嚯A段復(fù)成因的多因復(fù)成礦床，即沉積-成巖階段鈾預(yù)富集，淋積-滲入層狀氧化帶成礦為主成因，同時(shí)又有構(gòu)造-鈾熱流體成礦疊加作用。礦床實(shí)例有蘇格拉雷礦床。

致謝：成文過程中，得到了趙鳳民研究員的耐心指導(dǎo)，并提出了寶貴意見，在此表示感謝。

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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

姚振凱（1934—），男，江西興國人，高級工程師（研究員級），主要從事礦床地質(zhì)和區(qū)域成礦學(xué)研究。E-mail：yaozhenkai123@163.com