哈薩克斯坦與新疆北部古生代火山巖型鈾礦成礦條件對比

李月湘，田建吉，衣龍升，郄汝斌

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核集團鈾資源勘查與評價技術(shù)重點實驗室，北京 100029）

哈薩克斯坦與新疆北部古生代火山巖型鈾礦成礦條件對比

李月湘，田建吉，衣龍升，郄汝斌

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核集團鈾資源勘查與評價技術(shù)重點實驗室，北京 100029）

在收集整理前人大量研究成果的基礎(chǔ)上，對哈薩克斯坦晚古生代火山巖型鈾礦的成礦地質(zhì)背景、控礦因素進行分析，并與我國新疆北部晚古生代火山巖型鈾礦成礦條件進行對比，提出除繼續(xù)加強準噶爾西部鈾礦的勘查工作之外，還要關(guān)注準噶爾南部，尤其是西天山晚古生代火山巖型鈾礦的找礦工作。

哈薩克斯坦；新疆北部；火山巖型鈾礦；成礦條件；找礦方向。

哈薩克斯坦地處亞洲中部，東與中國新疆相鄰。在大地構(gòu)造上位于中亞活動帶的中部，是中亞成礦域的重要組成部分。哈薩克斯坦礦產(chǎn)資源豐富，不僅是眾多的超大型鈾礦床礦集區(qū)，而且是金、銅、鉛、鋅和稀有金屬的礦產(chǎn)地。該區(qū)地質(zhì)演化歷史復(fù)雜，古生代以來多階段構(gòu)造演化，形成了世界級的鈾-多金屬礦床，眾多的地質(zhì)學家對該地區(qū)進行了多方面的研究，積累了豐富的地質(zhì)礦產(chǎn)資料，在收集整理大量前人研究成果的基礎(chǔ)上，分析了哈薩克斯坦晚古生代火山巖型鈾礦的成礦地質(zhì)背景、控礦因素和成礦規(guī)律，目的在于加強中國新疆北部和哈薩克斯坦古生代火山巖鈾礦成礦條件對比，為新疆北部的古生代火山巖鈾礦的找礦方向和鈾成礦潛力評價提供借鑒。

1 哈薩克斯坦熱液鈾礦分布及主要類型

1.1 熱液鈾礦床分布

哈薩克斯坦劃分了5個鈾成礦省，它們是北哈薩克斯坦鈾礦省、肯斗克塔斯—楚-伊犁—別特巴克達拉（近巴爾喀什）鈾礦省、東土倫區(qū)鈾礦省、伊犁鈾礦省和近里海鈾礦?。▓D1）［1］。大體上說，前兩個鈾礦省主要以熱液鈾礦床為主，后3個鈾礦省以外生鈾礦床為主。外生工業(yè)鈾礦床（砂巖型）主要分布在東土倫鈾礦省的楚-薩雷蘇和錫爾達林盆地。熱液鈾礦床主要集中在北哈薩克斯坦鈾礦省，其中大部分礦田和礦床都分布在北哈薩克斯坦的科克切塔夫地塊內(nèi)，最大的熱液礦床是格拉切夫礦田的科薩欽礦床。鄰近我國的熱液礦床有：處于南準噶爾邊緣坳陷的石炭紀—二疊紀火山沉積巖中的潘菲洛礦床及處于額爾齊斯—扎伊桑海西地槽的扎爾瑪—薩吾爾地塊邊緣的石炭紀—二疊紀火山沉積巖中的烏力肯—阿克查爾礦床，這些礦床規(guī)模不大，以小型礦床為主。

1.2 礦床類型

哈薩克斯坦鈾礦床劃分為內(nèi)生鈾礦床和外生鈾礦床兩大類。內(nèi)生礦床分為巖漿礦床和熱液礦床，其中巖漿礦床包括偉晶巖型鈾-釷礦床和鈉長巖-云英巖型鈾-稀土-釷礦床，熱液礦床包括黃鐵絹英巖化、泥化和鉀長石化帶中鉬鈾礦床和鈉交代巖帶中的磷-鈾礦床；外生礦床分為后成礦床和沉積成巖型礦床。

根據(jù)我國熱液鈾礦床的習慣劃分（按含礦主巖），哈薩克斯坦熱液鈾礦床可劃分為：

（1）與花崗巖有關(guān)的熱液鈾礦床（相當于我國的花崗巖型）。礦體賦存在花崗巖體內(nèi)或花崗巖體的接觸帶上，受花崗巖體控制比較明顯。這類礦床主要分布在北哈薩克斯坦成礦省，例如，格拉切夫礦床就是受花崗巖體控制的大型鈾礦床。

圖1 哈薩克斯坦鈾礦床分布Fig.1 Distribution map of uranium deposits in Kazakhstan

（2）與火山巖有關(guān)的熱液鈾礦床（相當于我國的火山巖型）。礦床成因與火山熱液活動有關(guān)，這類礦床主要分布在北哈薩克斯坦成礦省和肯斗克塔斯—楚-伊犁—別特巴克—達拉鈾成礦省，后者與火山巖型鈾礦床相比，規(guī)模要小，多屬中小型火山巖型鈾礦床［2］。

哈薩克斯坦火山巖型熱液鈾礦床產(chǎn)于晚古生代火山巖中，我國新疆北部火山巖型鈾礦床也產(chǎn)于晚古生代火山巖中；其次，哈薩克斯坦古生代火山巖型鈾礦床數(shù)量多、規(guī)模大，研究程度也深，而我國古生代火山巖型鈾礦床目前發(fā)現(xiàn)得較少，研究程度也較低。因此，通過對比新疆北部與哈薩克斯坦古生代火山巖型鈾礦成礦條件，可以總結(jié)出兩者成礦作用和成礦條件的異同，發(fā)現(xiàn)共同的規(guī)律，明確我國古生代火山巖型鈾礦的找礦方向。

2 哈薩克斯坦古生代火山巖型鈾礦產(chǎn)出地質(zhì)背景

2.1 鈾礦床集中產(chǎn)于顯生宙褶皺帶前寒武紀微地塊單元中

哈薩克斯坦的古生代火山巖型鈾礦床絕大多數(shù)分布于哈薩克斯坦—北天山加里東（含前加里東）古陸塊區(qū)［3］，該古陸塊自北而南，整體上為向北西突出的弧形，北段膨大而南段變窄；鈾礦床主要分布在前寒武紀微地塊的陸緣增生帶（加里東）。這些褶皺區(qū)中從古陸塊分離出去的微地塊與古陸塊之間不斷產(chǎn)生雙向增生，在經(jīng)歷多次裂開和聚合過程中，產(chǎn)生多次構(gòu)造巖漿活動，使活動帶地殼不斷變?yōu)槌墒旃桎X殼，構(gòu)造巖漿活動會促使微地塊及兩側(cè)古陸接觸帶產(chǎn)生活化改造，使富鈾的地質(zhì)體活化再造，從而使褶皺帶中所挾持的前寒武紀地塊范圍成為控礦最為有利的大地構(gòu)造部位。北哈薩克斯坦的科克切塔夫地塊也是中亞古生代褶皺區(qū)中面積較大、研究程度相對較高的一個，其成礦作用特征有一定的代表性。

2.2 鈾礦床集中區(qū)發(fā)育富鈾古地塊和晚古生代富鈾建造

哈薩克斯坦火山巖型鈾礦床的集中區(qū)具有雙層結(jié)構(gòu)，根據(jù)深部結(jié)構(gòu)研究，熱液鈾礦區(qū)的區(qū)域地殼劃分為兩層［1］，下部層位是一個成分和物理性質(zhì)上都不均一的花崗-變質(zhì)巖層，是最古老的巖石和地塊，鈾質(zhì)量分數(shù)偏高，達3.2×10-6～7.2×10-6；科克切塔夫、阿塔蘇—莫英金和準噶爾地塊的花崗片麻巖中鈾質(zhì)量分數(shù)更高。上部層位是晚古生代構(gòu)造-建造組合的沉積層，包括泥盆紀和晚石炭世—三疊紀的侵入-火山建造和富鈾的碳質(zhì)“黑色頁巖”建造。淺色花崗巖中鈾質(zhì)量分數(shù)最高，達10×10-6～17×10-6，流紋巖中鈾質(zhì)量分數(shù)也較高，達10×10-6～15×10-6，在陸源硅質(zhì)建造、碳質(zhì)硅質(zhì)片巖建造和碳質(zhì)頁巖建造中，鈾質(zhì)量分數(shù)達80×10-6～100×10-6。

由此可見，基底巖石鈾質(zhì)量分數(shù)雖不是很高，但均高于地殼克拉克值 （1.7×10-6，黎彤，1976）；晚古生代的酸性火成巖的鈾質(zhì)量分數(shù)大大高于地殼酸性巖克拉克值（3.5×10-6，維拉格拉多夫，1962），是克拉克值的數(shù)倍；黑色巖系的鈾質(zhì)量分數(shù)更高。表明產(chǎn)鈾區(qū)具有良好的富鈾基底和富鈾層位。

2.3 火山巖型鈾礦床受深斷裂和火山構(gòu)造雙重控制

哈薩克斯坦火山巖型鈾礦床均分布在深大斷裂帶與火山構(gòu)造交匯部位。區(qū)域深大斷裂控制了成礦帶、礦田的分布，如北哈薩克斯坦鈾成礦省對鈾成礦起重要作用的是那些切穿科克切塔夫地塊結(jié)晶基底的深大斷層［2］。礦田深斷裂和火山構(gòu)造對礦床和礦體定位起了明顯的聯(lián)合控制作用。如分布于楚-伊犁山脈卡拉薩伊火山坳陷的阿拉科利火山機構(gòu)內(nèi)的波塔布魯姆鈾礦床，即處在薩雷圖姆區(qū)域性NW向斷裂帶與火山機構(gòu) （次火山巖體）的交匯結(jié)點部位，礦體受接觸帶斷裂控制，所有礦體均分布在接觸帶斷裂上盤，部分在斷裂帶內(nèi)，礦化延深達到1 200 m。

由此可見，火山巖型鈾礦成礦作用中，除要求有良好的富鈾基底和富鈾建造條件以外，火山構(gòu)造是基礎(chǔ)，深大斷裂是關(guān)鍵。在火山盆地中火山構(gòu)造是普遍存在的，關(guān)鍵是要有貫通基底的深斷裂。這些貫通式深斷裂既可能是盆緣生長斷裂，也可能是橫貫火山盆地內(nèi)部的斷裂，它們是控制火山盆地鈾成礦帶的導(dǎo)礦、控礦構(gòu)造［4］，與火山構(gòu)造（火山頸、隱爆角礫巖筒、次火山巖體和弧形斷裂放射狀斷裂等）交切復(fù)合部位形成的構(gòu)造結(jié)，往往是控制礦床定位的重要條件。

2.4 鈾礦化大都疊加在前期鈉長石化蝕變基礎(chǔ)上

哈薩克斯坦火山巖型鈾礦床熱液交代蝕變很發(fā)育，一般分為火山期后和礦前圍巖的熱液交代蝕變，主要是石英-鈉長石、黃鐵絹英巖化，有時有流紋巖的鉀長石化；成礦期的瀝青鈾礦-硫化物-綠泥石化；礦后期的金屬硫化物-方解石化-水云母化。每個礦床都具有不同的圍巖蝕變組合，但是，有一個共同的特點是，早期發(fā)育較強烈的鈉長石化，鈾礦化疊加在鈉長石化的蝕變圍巖基礎(chǔ)上。

3 中、哈古生代火山巖型鈾礦成礦條件對比

3.1 成礦條件相似性

3.1.1 鈾礦化產(chǎn)出的成礦大地構(gòu)造環(huán)境相似

哈薩克斯坦和中國新疆北部的火山巖型鈾礦同產(chǎn)于哈薩克斯坦—準噶爾板塊的烏拉爾—北、中天山構(gòu)造-成礦帶［3］。該構(gòu)造-成礦帶北起阿爾山系以南，南止于南天山以北的廣大地區(qū)，包括了哈薩克斯坦的北、中、南、東部和我國新疆北部。本構(gòu)造-成礦帶的北東、西和南西三面被發(fā)育中、新生代沉積的西西伯利亞低地、土爾蓋坳陷和楚-薩雷蘇坳陷所環(huán)繞，在巴爾喀什湖以南和以東地區(qū)，也發(fā)育較大面積的中、新生界沉積層。哈薩克斯坦的熱液鈾礦、我國的古生代火山巖型鈾礦床都分布在這一區(qū)域內(nèi)，除此之外，該區(qū)還是金、銅、鉬和稀有金屬的礦集區(qū)（圖2）。

3.1.2 鈾礦床產(chǎn)于被動陸緣火山巖中

哈薩克斯坦火山巖型鈾礦床的含礦主巖是泥盆紀—二疊紀的火山巖系，巖性以安山-流紋巖為主。何國琦、周汝洪（1994）等認為，該火山巖帶可與 “火山型被動陸緣”相比，屬被動陸緣的火山-沉積建造。產(chǎn)于這套火山巖系的鈾礦床有中哈薩克斯坦的日杰利礦床、別州米揚、達巴等礦床，我國雪米斯坦—庫蘭卡孜干泥盆紀陸緣火山巖帶與之類似。白楊河鈾-鈹?shù)V床也產(chǎn)于雪米斯坦泥盆紀—二疊紀陸緣火山巖帶的次火山巖中。

3.1.3 鈾礦化均受區(qū)域性斷裂和火山構(gòu)造控制

圖2 哈薩克斯坦—北、中天山構(gòu)造-成礦帶單元劃分簡圖 （據(jù)何國琦等修改）Fig.2 Unit division sketch of tectonic-metallogenic belt from Kazakhstan to North and Central Tianshan（Modified after He Guoqi， et al.）

兩國火山巖型鈾礦床均受區(qū)域性的深大斷裂控制，控礦的深斷裂是長期活動的大斷裂，早期控制火山噴發(fā)巖帶，晚期控制成礦帶。如控制哈薩克斯坦波塔布魯姆礦床的區(qū)域性接觸帶斷裂，控制基亞赫金礦床的區(qū)域性基亞赫金斷裂，控制我國新疆雪米斯坦成礦帶的查干陶勒蓋—巴音布拉克大斷裂，這些斷裂對控巖和成礦均有重要的作用。

兩國火山巖型鈾礦床都受火山構(gòu)造控制，次火山巖體對鈾成礦作用更為密切。深大斷裂與火山構(gòu)造的交匯部位是礦床定位的最有利部位。

3.2 成礦條件差異性

3.2.1 基底構(gòu)造差異

哈薩克斯坦火山巖型鈾礦產(chǎn)于成熟度較高的太古宙—古元古代結(jié)晶基底組成的微地塊上，基底含鈾性好，而我國新疆地區(qū)的古生代火山巖型鈾礦多處于準噶爾地塊邊緣陸緣火山帶上，基底也是含鈾區(qū)。

3.2.2 鈾成礦時代的差異

哈薩克斯坦火山巖型鈾礦成礦年齡，可以劃分為3期，第1期為350～370 Ma，屬泥盆紀末石炭紀初；第2期為250～270 Ma，為晚二疊世；第3期為180～190 Ma，屬于早侏羅世，成礦為多期多階段。而我國古生代火山巖型鈾礦成礦年齡，根據(jù)馬漢峰等（2010年）對白楊河礦床鈾礦床瀝青鈾礦測定結(jié)果，最早一期的成礦年齡為 224～237 Ma［5］， 屬于三疊紀。由此可見，隨著火山作用的發(fā)生，哈薩克斯坦從泥盆紀起就已經(jīng)開始成礦作用，共發(fā)生3次較大的鈾成礦作用。而我國的成礦作用較晚，始于二疊紀以后，這可能與地殼增生演化有關(guān)。

4 對新疆北部古生代火山巖型鈾礦找礦方向的探討

新疆北部晚古生代陸相火山巖呈條帶狀，分布在準噶爾盆地周圍的各海西褶皺帶之中，其形成時代為二疊紀—早二疊世。本區(qū)陸相火山巖均沿主要斷裂呈帶狀分布，沿這些主要斷裂帶還分布著超基性巖（或蛇綠巖）和晚造山或非造山型的堿性花崗巖。新疆北部晚古生代陸相火山巖可劃分出 8條帶（圖3）［6］，其中位于準噶爾盆地北部額爾齊斯火山巖帶、烏倫古火山巖帶、克拉麥里火山巖帶是以產(chǎn)Au、Cu為主的成礦帶，并伴隨有Cr、Ni和Mo礦化；位于準噶爾盆地西部的瑪依勒山—雪米斯坦山火山巖帶是一條鈾-鈹多金屬成礦帶，白楊河鈾-鈹?shù)V就產(chǎn)于其中；達爾布特火山巖帶是一條U、Au和Cu多金屬成礦帶，如塔爾根礦點和北金齊鈾礦集中區(qū)、哈圖金礦集中區(qū)就位于該火山巖帶中；位于準噶爾盆地南部伊林哈別爾尕火山巖帶屬于博格達構(gòu)造成礦帶，以銅為主，也是鈾礦化集中區(qū)（達坂城和七角井礦化集中區(qū)）；博羅科努火山巖帶是以產(chǎn)金和鈾為主的鈾-金多金屬成礦帶，已知鈾礦有阿克秋白鈾礦化集中區(qū)，金礦有阿希特大型金礦床、京西金礦和加曼特金礦等。這些鈾-金礦化與陸相火山巖有關(guān)；阿吾拉勒火山巖帶是以產(chǎn)銅為主的成礦帶，屬于小而富的銅礦化集中區(qū)。

從產(chǎn)鈾火山巖帶的分布來看，新疆北部的晚古生代火山巖型鈾礦分布在兩大構(gòu)造單元中，準噶爾西部的鈾礦化集中區(qū)處于成吉斯—塔爾巴哈臺晚加里東褶皺系。該帶主要是Au、Cu成礦帶，在哈薩克斯坦境內(nèi)沒有形成大型鈾礦床，只在我國發(fā)現(xiàn)一些中小型鈾礦床。準噶爾南部（西天山）的鈾礦化集中區(qū)處于科克切塔夫—北天山加里東（含前加里東）古陸塊區(qū)，哈薩克斯坦的主要熱液鈾礦床都集中在這條帶，兩側(cè)的中新生代盆地還產(chǎn)有許多超大型-大型砂巖型鈾礦，是哈薩克斯坦境內(nèi)重要的鈾成礦帶；該帶延伸到我國境內(nèi)西天山、北天山，也是一條重要的產(chǎn)鈾帶。

圖3 新疆北部晚古生代陸相火山巖分布 （據(jù)趙振華等改編）Fig.3 Distribution of Late Palaeozoic continental volcanic rock in North Xinjiang（Modified after ZHAO Zhenhua， et al.）

通過對比哈薩克斯坦與我國新疆北部的火山巖型鈾礦成礦地質(zhì)條件，筆者認為，除繼續(xù)加強準噶爾西部鈾礦的勘查之外，還要關(guān)注準噶爾南部地區(qū)的幾條火山巖帶，尤其是博羅科努火山巖帶，那里是鈾成礦更有利的成礦遠景地區(qū)。主要依據(jù)有：（1）該區(qū)域與哈薩克斯坦熱液鈾礦為同一條成礦帶，基底構(gòu)造、地層結(jié)構(gòu)和圍巖的含鈾性極為相似；（2）該區(qū)域有已知的阿克秋白鈾礦化集中區(qū)、達坂城鈾礦化集中區(qū)和七角井鈾礦化集中區(qū)；（3）在礦化集中區(qū)附近的山間盆地都有砂巖型鈾礦床，說明蝕源區(qū)鈾源是豐富的。因而應(yīng)作為一個重要的鈾成礦帶加以注意，開展深入的研究工作很有必要，不僅有可能擴大已有礦床鈾的儲量，而且還有可能發(fā)現(xiàn)新的礦床。

5 結(jié)論

（1）哈薩克斯坦火山巖型鈾礦化主要產(chǎn)于微地塊集中分布的加里東褶皺區(qū)，具有富鈾的基底和晚古生代富鈾火山巖建造，礦化受深大斷裂和火山構(gòu)造控制。

（2）哈薩克斯坦與我國新疆北部的火山巖型鈾礦成礦條件有明顯的差異，尤其是基底構(gòu)造上的差異，可能造成兩國火山巖型鈾礦規(guī)模大小的不同。

（3）通過對比哈薩克斯坦與我國新疆北部的火山巖型鈾礦成礦條件，筆者認為，除繼續(xù)加強準噶爾西部鈾礦的勘查工作之外，還要關(guān)注準噶爾南部，尤其是西天山晚古生代火山巖型鈾礦的找礦工作。

［1］劉 平，郭 華，張子敏，等譯.哈薩克斯坦鈾礦床［M］.北京：核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，1998.

［2］趙鳳民，胡紹康，陳祖伊.烏拉爾—天山—蒙古活動帶及其鄰區(qū)鈾成礦規(guī)律［R］.北京：核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，2003.

［3］何國琦，朱永峰.中國新疆及其鄰區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)對比研究［J］.中國地質(zhì)， 2006， 33（3）:451-460.

［4］王正邦，趙世勤，羅 毅.燕遼成礦帶西段火山盆地鈾成礦條件及遠景評價 ［M］.北京：地質(zhì)出版社，1997.

［5］馬漢峰，衣龍升，修曉茜.新疆雪米斯坦地區(qū)鈾鈹資源潛力評價研究［R］.北京：核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，2010.

［6］趙振華，喬遠超，涂光熾，等.新疆金屬礦產(chǎn)資源的基礎(chǔ)研究［M］.北京：科學出版社，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，湖南衡東人，高級工程師（研究員級），長期從事鈾礦地質(zhì)工作。E-mail：liyuex@sina.com