乌克兰基洛夫格勒矿床
1.矿床位置及研究小史
基洛夫格勒铀矿床，位于乌克兰中部偏东的基洛夫格勒州基洛夫格勒市南部4km处。该矿床在克里沃罗格铁铀矿床之西部，这两个超大型铀矿区相隔100多公里。
矿床大地构造位置，同克里沃罗格铀矿床相似，前人多归为古老的乌克兰地盾。B.И.卡赞斯基（1978）归此为原始活化区，Л.B.格里戈利耶娃（1986）归入为原地洼区。我们依地洼学说，列为欧洲壳体乌克兰地洼区克里沃罗格－基洛夫格勒地穹系基洛夫格勒地穹列。由于克里沃罗格及基洛夫格勒两个超大型铀矿床，空间上相距不远。成因上均与碱交代（钠交代岩）作用有关，从世界成矿区划角度，可并入同一铀成矿域，即称为克里沃罗格－基洛夫格勒铀成矿域。
1989年笔者有幸随同国家科委访苏代表团考察该矿床时，当地科技人员介绍说，这个矿床离50年代已世界驰名的克里沃罗格铁铀矿床仅百余公里，但迟迟未被发现。虽然早在1958年进行过钻孔普查，结果在钠交代岩中未找到铀矿化。航空伽马测量发现的异常，经地面检查属伟晶岩引起，故而终止普查工作。放射性水化学普查时，发现水化异常，有关单位曾作过普查设计，但由于受局部的成矿规律所束缚，未能进一步落实普查工作。直至1964年打井找水时才偶然地发现了铀矿化，从而再次引起人们重视。当时克里沃罗格铀矿床开采已近尾声，领导机关指示加速矿床勘探工作。于是1965年完成初勘工作，1967年完成详细勘探，同年开始筹建矿山，1971年矿山正式投产，至1994年仍在开采。后因矿石品位较低，平均品位约为0.1%，故于1995年开始停产关闭。
基洛夫格勒矿床是一种赋存于钠长岩中新的单铀矿床类型。平均铀品位约为0.1%的低品位矿石，铀成矿作用同钠交代作用密切相关。B.И.卡赞斯基等（1968,1974）对矿床构造和岩性成矿条件，以及对交代岩的垂直分带性作了研究。H.И.格列钦尼柯夫（1971）对铀矿床及交代岩的矿物成分作了详细论述。Я.Н.别列夫采夫（1972）和B.T.库舍夫（1972）对交代岩的成因及成矿条件分别进行了分析和论述。
我国学者赵凤民、姚振凯等（1989），黄世杰、牛林等（1992）曾先后多次赴该矿床考察。B.И.卡赞斯基（1992）在云南访问和咨询期间，介绍了该矿床的地质矿化特征和成矿条件，为介绍该矿床提供了较充足的资料依据。
2.矿床地质特征及其多因复成依据
1）矿区地层及含矿主岩
矿区内出露地层单一，地层时代很老，均属太古宙片麻岩系。该片麻岩系经受古元古代的区域褶皱和变质作用影响，岩层呈南北延伸的缓倾线状褶皱形态产出。在南北向褶皱带中心部位，变质岩强烈花岗岩化、混合岩化，并有两个巨大的近东西延伸的古元古代花岗岩体侵入（图6-18）。铀矿化分布与花岗片麻岩隆起密切相关，但铀矿化又并非直接赋存于花岗片麻岩内，也不是产在花岗岩体内，而是在沿断裂分布的由片麻岩、花岗岩、混合岩、变余糜棱岩、糜棱岩和碎裂岩交代所成的钠交代岩中，故而钠交代岩是矿床的含矿主岩。
图6-18 基洛夫格勒铀矿床区域地质略图
1.太古宙片麻岩系；2.古元古代经受变质的太古宙片麻岩系；3.古元古代花岗岩；4.克里沃罗格古元古代变质岩系；5.拉巴基维花岗岩及其共生的辉长岩、苏长岩和斜长岩；6.断裂构造；7.铁铀型矿化；8.单铀型矿化
В.И.卡赞斯基详细研究了钠交代岩的特征。归纳起来含铀钠交代岩具有下列主要特征：①空间上与断裂构造破碎带或超变质岩的绿岩蚀变带相伴出现。交代作用最强烈处是出现在断裂中，并沿变余糜棱岩和注入混合岩带分布，而且还可延伸到深部；②交代岩一般继承原岩花岗岩或片麻岩的结构－构造特点，并分成两种主要类型：（Ⅰ）霓石－钠闪石和（Ⅱ）绿泥石－绿帘石（表6-6）。前者分带特点是：在外带由黑云母变来的碱性闪石发育，长石变红，斜长石的去钙长石化和部分石英再结晶。靠近交代中心，石英被钠长石交代愈多，直至石英全部消失。在内带微斜长石被钠长石交代，钠闪石被霓石交代，生成单一的钠长石。后者分带的特点是，缺失碱性角闪石和辉石，绿帘石和绿泥石带稳定。另外，在交代岩中还见到混合型分带，其特点是外带绿泥石和绿帘石发育，内带钠闪石和霓石发育；③具有碎裂构造特点，继承着钠交代作用前的绿帘石－绿泥石碎裂岩特征，同时钠交代岩遭受了更晚期的脆性变形。铀矿化正是叠加于钠长岩的碎裂带、裂隙带、微角砾岩化带之上。伴随铀矿化的还有晚期绿泥石、方解石、赤铁矿和石英；④钠交代岩的热液蚀变与成矿之间没有明显的间断，铀矿化靠近内带分布，很少超出交代晕圈之外；⑤含铀钠交代岩延深大，在均一地质环境下具有垂直分带性的明显特征。自上而下为石英帽（或称石英交代岩）→绿帘石－绿泥石交代岩→霓石－钠闪石交代岩。
表6-6 沿花岗岩和片麻岩交代生成的中温钠交代岩分带
（据B.И.卡赞斯基等）
2）构造形态及成矿构造
矿床构造形态为基洛夫花岗片麻岩断块隆起的东部边缘，紧靠米邱林深大断裂（图6-19），花岗片麻岩被挤压成南北向延伸的缓倾褶皱带。矿区内断裂构造极为发育，其中最主要的是近南北向延伸的米邱林深大断裂。该深大断裂长期多次活动，以糜棱岩、角砾岩和碎裂岩形式产出，断裂带宽为1～30m。此外，矿区内广泛发育着长期活动的北西向的顺层断裂，它们与米邱林断裂多呈斜交，或为米邱林断裂的次级断裂。南北向和北西向断裂早在超变质作用期形成，在区域花岗岩化期又再次活化。矿区还有北东向断裂产出。
米邱林断裂为控矿断裂，铀矿化仅见于这个断裂的上、下盘。断裂两盘的地层及岩石，在平面图上均呈褶曲状（图6-20）。在构造应力作用下断裂两盘的脆性岩石，产生大量的羽状裂隙带或碎裂岩带。裂隙构造产状与岩层产状大致相同，走向北西，倾向北东，倾角65～700。沿这些构造带的岩石发生钠长石化。据统计有77%的钠交代岩发育于花岗岩和伟晶岩中。20%的钠交代岩发育于片麻岩内。其余部分的钠交代岩呈脉状充填于微细裂隙中。
3）矿区岩浆岩
矿区内岩浆岩发育，分布面积广。在片麻岩中广泛发育着古元古代的中细粒花岗岩、细晶岩、伟晶岩和混染细晶岩等。它们受构造挤压力作用后呈南北向延伸的线状体产出。
图6-19 基洛夫格勒矿床地质平面图1.片麻岩；2.超变质岩外带的斑状混合岩；3.超变质岩内带的似粗面质花岗岩；4.中细粒花岗岩线状体；5.挤压、糜棱岩带；6.眼球状片岩和变余碎裂岩；7.细晶伟晶花岗岩；8.遭受晚期构造活动的角闪岩相的变余糜棱岩（米邱林深大断裂）；9.绿片岩中的糜棱岩、碎裂岩带；10.钠交代岩；11.铀矿化地段
在区域内有多期古元古代的花岗岩类侵入体，并有复杂的内部结构。铀矿化带在侵入体的外接触带分布（图6-21）。在第一期的古元古代花岗岩体内，岩浆交代作用起了主导作用，从而决定了侵入体的形态及贯入混合岩广泛发育。从粗粒花岗岩的中心部位，向顶盖接触带的细粒花岗岩，以及向旁侧接触带花岗闪长岩，呈有规律的逐步过渡。在岩体内接触带，由于在冷却前产生了宽广的原生节理岩带，该岩带分布受顶部凹陷、岩体相界线和流线等内部结构要素的制约。
第二期的古元古代花岗岩只在局部出现，形成了混合岩带包围的等粒花岗岩小岩体和细晶岩类花岗岩体。它的形成与更深部岩体带来的花岗岩化溶液有关。第二期花岗岩体呈长椭圆形，有膨大和变细的形态变化，并继承着内接触带的位置，有时分布在原生节理岩带内，并转变成黑云母－角闪石变余糜棱岩（图6-22）。
据Я.Н.别列夫采夫资料，基洛夫格勒型花岗岩的铀含量为5.4g/t至10g/t。可为铀成矿作用提供较充足的成矿铀源。
图6-20 矿床地质平面和剖面图
（据B.Круменичков）
1.片麻岩；2.花岗岩；3.伟晶岩；4.挤压带和肠状带；5.变余糜棱岩铁铝榴石－角闪岩相；6.混合岩和破碎岩；7.钠交代岩的外带及过渡带；8.钠交代岩内带（钠长石）；9.铀矿体
4）矿体形态及近矿围岩蚀变
矿体类型按其产出地质环境可分成两种：第一种是产于片麻岩中钠长石化花岗岩、伟晶岩的顺层岩体内的矿体；第二种是产于热液蚀变花岗岩大岩体内钠长岩中的矿体（图6-22）。
图6-21 矿区花岗岩类各相、断裂及钠交代岩之间关系剖面图
（据В.И.Казaнский）
1.片麻岩；2.第一期花岗岩外部接触带；3.第一期花岗岩顶盖接触带；4.第一期花岗岩体中心部分；5.第二期花岗岩类；6.贯入混合岩；7.原生节理岩带；8.黑云母角闪石碎屑糜棱岩；9.绿帘石－绿泥石糜棱岩；10.交代完全的地段；11.未交代完全的地段
图6-22 钠交代岩中铀矿体的形态平面图
（据В.И.卡赞斯基）
A.片麻岩、花岗岩和伟晶岩交代带中的矿体；B.花岗岩中的铀矿体。1.片麻岩；2.中粒花岗岩；3.伟晶岩；4.交代带的界线；5.钠交代岩外带；6.内带，即钠长岩；7.铀矿体；8.变余糜棱岩和糜棱岩
铀矿体形态多为透镜状，有时为柱状或不规则状。矿体长300～400m，宽自数米至80m，向深部延深大于300m。在米邱林矿段，矿化强度在离地表90m的深处，往上往下矿化强度变弱，矿体变小，至500m深处铀矿化基本消失。
铀矿体形态受钠交代岩体及断裂构造在走向和倾向方向的弯曲或分支的联合控制。这种制约关系在矿区平面和剖面图（图6-20）明显可见。由于钠交代岩的垂向分带性特点，导致铀矿化相应具有垂向分带的规律性（图6-23），铀矿化分布在钠长岩体内。钠长岩体及碱交代作用的范围，远比铀矿化范围大，因而铀矿化不超出碱交代晕和钠长岩体的界线。
图6-23 含铀钠交代岩的垂直分带
（据B.И，Казанский等）
Ⅰ.超变质围岩；Ⅱ.钠交代岩；Ⅲ.再沉淀的石英。1.片麻岩；2.混合岩；3.花岗岩；4.伟晶岩；5.变余糜棱岩和糜棱岩；6.钠交代岩的外带和过渡带，即绿帘石和绿泥石钠交代岩；7.绿帘石－绿泥石带；8.绿帘石－绿泥石－钠闪石带；9.霓石钠闪石带；10.含铀钠长岩；11.石英细脉；12.交代型石英细脉；13.交代型“石英帽”
近矿围岩蚀变有赤铁矿化、绿泥石化、钠长石化和碳酸盐化等。沿米邱林断裂带，广泛发育着退变质蚀变作用，斜长石遭受钠长石化和绿泥石化。蚀变带宽达1km，延伸可长达100余公里。退变质作用还导致岩石中的铀活化，故铀产在钠交代岩中。钠交代岩发育宽3～5km到10km，延伸长达30km的地段内，具有明显的分带现象。中心部位全部钠长石化，有的钠闪石被霓石交代，有时见绿泥石。铀矿化多在中心带分布。过渡带的石英全部钠长石化，交代岩由钾长石、钠长石、钠闪石、绿泥石等组成，有时见黄铁矿。外带的中部见石英被钠长石化或钾长石化，有时伴有绿泥石。在钠长石化强烈地段，钠长石质量分数w（钠长石）多在70%以上，常常伴随有铀矿化产出。同时伴随有赤铁矿化，导致岩石颜色变深，铀矿化强度随之增高。
绿泥石化也较发育，当绿泥石化强烈时，铀矿化品位增高。霓石化强烈发育却对铀矿化不利。碳酸盐化不甚强烈，方解石质量分数w（方解石）一般在3%～5%。
5）矿石构造及物质成分
矿石构造多为角砾状、碎裂状、糜棱状，有时为脉状，较少为块状。
铀矿石为单铀型，不含钍及其他有用伴生元素。铀矿物有晶质铀矿、沥青铀矿、钛铀矿、铈铀钛铁矿、硅钙铀矿和硅铅铀矿、铀石、铀黑等，这些铀矿物均与钠交代岩的暗色矿物密切共生。暗色矿物有榍石、金红石、钛铁矿、霓石、角闪石、绿泥石、绿帘石等。另外还有石英和方解石、赤铁矿等矿物。
矿区内氧化带十分发育，垂向延伸可达数百米。因此，矿区内铀的硅酸盐矿物极为发育，可占整个铀矿物总量的60%，铀钛的复杂氧化物约占20%。
矿石的矿物成分及其生成顺序见图6-24。从该图看出，钠闪石、碳酸盐、绿泥石和赤铁矿等金属矿物，有时还有石英的形成，均与铀成矿作用直接有关。矿物分布在空间上也有一定规律，如在米邱林矿段的西北部以铀酰硅酸盐矿物为主，而在其南部为铀钛复杂氧化物和铀酰硅酸盐为主。含铀酰硅酸盐矿物的铀矿石，易于水冶，耗酸量约为10%，而含铀钛复杂氧化物的铀矿石，难用于水冶。
图6-24 钠交代岩型铀矿床矿物生成顺序
（据B.И.Казанский）
6）同位素地质
据放射性地质资料，含铀钠交代岩周围的片麻岩、似斑状钾质花岗岩和中粒花岗岩的同位素年龄值相近似，约为31～19亿年。但从地质和岩石学资料分析，它们是在原则上不同的条件下形成。基底的结晶岩石是在进变质作用时形成，它外围是角闪石相岩石，内侧是麻粒岩相岩石，属结晶基底的重结晶产物，从而形成混合岩和侵入花岗岩。含铀钠长岩的形成深度不大，而形成时间是在超变质岩的绿片岩蚀变之后。
钠长石化大约发生在距今19～18.5亿年前，第一期铀成矿作用约在18～17亿年前之间进行，第二期铀成矿作用约在17～16亿年前，以形成脉状铀矿化为主。
3.矿床形成条件
矿床成矿铀源可能直接和间接来自三方面：首先是来自钠交代岩，其次是深源热液，再次是古元古代片麻岩、花岗岩类。古元古代片麻岩的铀含量为7～9g/t，花岗岩中铀含量达15～20g/t。
钠交代岩是铀成矿的主要铀源体，钠交代作用有Na、Ca、Fe、U等元素带入，使Al和K带出。钠交代岩在矿区分布范围广，平面延伸和垂向延深规模大，宽度为自3～5km至10km，延长达30km。延深超过1km，是一个庞大的成矿铀源体。但是钠交代岩的平均铀含量尚未公布于世。从钠交代岩是片麻岩和花岗岩类交代演化而成，推测钠交代岩的含铀性，可能同原始的片麻岩和花岗岩含铀性有母缘联系。
米邱林南北向深大断裂构造，是控岩和控矿的深大断裂，长期多次活动，同深源热液相沟通，使先成岩层或岩体的铀源活化。通过断裂构造把铀带入成矿空间富集成矿。
主成矿期的成矿温度为230～200℃，同铀矿石的矿物共生组合及近矿围岩蚀变特征相吻合，而主成矿期前的钠长石化期，钠交代溶液的压力达2.3×108～2.5×108巴，钠交代溶液含碳酸量达300g/kg岩石，热液的温度稍高，据测定为320～300℃。
成矿深度约大于2000m，这是根据铀矿化的矿物组合、近矿围岩蚀变及铀矿化的垂直分带性推测的。
矿床的成矿空间条件极为有利，主要依据是矿床定位受多次而长期活动的南北向深大断裂制约。该断裂上、下盘有宽达20～30m强烈混合岩化、角砾岩化和糜棱岩化的岩性。还有次级的北西向顺层断裂发育，并与南北向断裂斜交，以及北东向的切层断裂发育。此外，矿区内有极宽、厚的钠交代岩体分布，多期次的花岗岩化和各种脉岩体的侵入，以及热液蚀变作用多样、蚀变岩厚度大，均表明成矿的通道和储矿空间有利。
成矿的动力，密切地与古元古代19亿年～17亿年长期多次的地洼阶段构造－岩浆活化作用有关。古元古代早期地槽回返以后，19亿年至17亿年的漫长地质岁月中，经历了强烈的断块构造活化及其伴随的岩浆活化作用、钠长石化交代作用和其他热液蚀变作用，不断地使先成岩层和岩体中的铀活化运移。只在17亿年前后时期，矿区地壳运动转入相对宁静，表现出以断裂构造伴随的热液铀矿化的脉体活动，形成二期的热液铀矿化富集。
4.成矿作用的演化
1）大地构造的演化
矿区及所在区域地壳经历了新太古代的前地槽阶段，古元古代早期的地槽阶段，古元古代晚期的地洼阶段，其间是否有短暂地台阶段，尚有待进一步查证。矿区及区域地壳经历的主要地质构造事件有：
Ⅰ.新太古代前地槽阶段
Ⅰ-1.形成黑云母角闪石片麻岩，其年龄为28～27亿年
Ⅱ.元古宙早期地槽阶段
Ⅱ-2.含铀砾岩和铁质建造形成，年龄为25～24亿年
Ⅱ-3.区域变质作用
Ⅱ-4.地槽回返和多次褶皱作用及花岗岩化，形成眼球状花岗岩、混合岩和伟晶岩，年龄为20亿年
Ⅱ.古元古代地台阶段，是否存在，尚待查证
Ⅲ.古元古代晚期地洼阶段
Ⅲ-5.断块断裂构造活化，形成南北、东西向、北西向深大断裂带
Ⅲ-6.岩浆活化，形成斑状花岗岩、粗面岩及奥长环斑岩等侵入体
Ⅲ-7.钠长石化形成钠长岩带，年龄为19～18.5亿年
Ⅲ-8.第一期铀矿化形成，年龄为18～17亿年
Ⅲ-9.再次钠长石化和断裂构造活化
Ⅲ-10.第二期铀矿化，以脉状为主，产于钠交代岩中心部位，年龄为17～16亿年
Ⅲ-11.碳酸盐化，形成矿后方解石脉
Ⅲ-12.氧化带内的铀次生富集
2）铀成矿作用的演化
从以上地质构造事件演化看出，铀成矿作用经历了长期的分异和富集过程。先是地槽阶段含铀泥岩和砾岩沉积期的原始铀富集和花岗岩化岩石中铀的预富集。再是地洼阶段钠长石化岩带中铀的再次预富集，接着是热液铀矿化形成的工业铀富集，以及矿床氧化带内的次生铀富集，先后叠加在钠长岩内形成超大型铀矿床。
古元古代地槽阶段含铀石英砾岩和泥岩沉积－成岩期铀的原始富集（25～24亿年前）。据区域资料含铀石英砾岩的总厚度达数百米，平均铀含量为4.4g/t，少数石英砾岩层铀含量可达万分之一、二的贫矿化品位，表明石英砾岩层在沉积－成岩期已有原始的铀富集，但这种石英砾岩在矿区未见出露，推测在深部可能存在。
古元古代早期地槽阶段回返期花岗岩化中铀的预富集（20亿年前）。在先成含铀层分布前提下，在地槽回返过程中产生区域变质和褶皱作用，并伴随有花岗岩化和混合岩化作用，在矿区地槽阶段所形成的花岗岩内有铀的某些预富集，花岗岩的铀含量达15～20g/t，片麻岩的铀含量达7～9g/t。
古元古代晚期地洼阶段钠长石化岩石铀的再次预富集（19～18亿年前）。在钠长石化的花岗岩和夹有伟晶岩脉的片麻岩内，见铀的明显再次预富集，而且全部的铀矿体均未超出钠长石化的晕带范围。钠长石化伴随断裂构造活化，并充填断裂构造带。与钠长石化同时发育的还有绿泥石化、绿帘石化等蚀变作用。
接着是古元古代晚期地洼阶段第一期的主要工业铀矿化形成（18～17亿年前）。成矿溶液已属岩浆期后中低温热液，铀成矿富集过程中伴随绿泥石化、赤铁矿化、硅化和碳酸盐化。在17～16亿年前时期，又有第二期钠长石化及其紧跟随的第二期热液铀矿化作用。后一期铀矿化的特点是呈脉状产出，分布于交代岩的中心部位。在矿床氧化带内见大量次生铀矿物分布，而且延深达数百米。
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