中亞、西亞國(guó)家和俄羅斯、蒙古鈾資源分布特征及開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

張書(shū)成，林雙幸，權(quán)小輝，張鐵嶺

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029）

中亞、西亞國(guó)家和俄羅斯、蒙古等國(guó)具有豐富的鈾礦資源，其資源量在全球占據(jù)十分重要的地位。據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)報(bào)道 （“紅皮書(shū)”，2018），截至2017年1月，回收成本類(lèi)別＜130 USD/kgU的已查明鈾資源，哈薩克斯坦、俄羅斯、烏茲別克斯坦和蒙古排名分別列第2、4、10和12位；＜260 USD/kgU的排名分別列第2、4、13和15位；＜40 USD/kgU和＜80 USD/kgU的低成本鈾資源，哈薩克斯坦則位居榜首，烏茲別克斯坦分別排在第5位和第7位，蒙古和俄羅斯沒(méi)有＜40 USD/kgU類(lèi)別的資源量，在＜80 USD/kgU類(lèi)別中分別排在第6位和第10位。

結(jié)合鈾資源大數(shù)據(jù)綜合分析［1-2］，系統(tǒng)研究了中亞5國(guó)、西亞8國(guó)、俄羅斯和蒙古共15個(gè)鈾資源國(guó)的鈾資源分布特征及其鈾資源開(kāi)發(fā)狀況。

1 鈾礦床分布特征

經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的鈾礦地質(zhì)勘查，全球已發(fā)現(xiàn)和探明的鈾礦床達(dá)數(shù)千個(gè)。據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（簡(jiǎn)稱(chēng) IAEA）報(bào)道，截至2020年2月，IAEA收錄的全球鈾礦床數(shù)據(jù)庫(kù)的鈾礦 床 共 2 953 個(gè)［3］。 其 中 大 型 礦 床 （10 000～＜50 000 t）283個(gè)，占世界可統(tǒng)計(jì)鈾礦床總數(shù)（2 473個(gè)）的約 11.4%；超大型礦床（≥50 000 t）76個(gè)，約占3.1%；中、小型礦床共占85%左右。已發(fā)現(xiàn)的鈾礦床主要分布在歐洲、非洲、亞洲、北美洲、南美洲和大洋洲90余個(gè)國(guó)家。美國(guó)是發(fā)現(xiàn)鈾礦床最多的國(guó)家，各種類(lèi)型的鈾礦床達(dá)432個(gè)，居世界各鈾資源國(guó)之首。如按礦床數(shù)排列，第二至第十名的國(guó)家依次為法國(guó)278個(gè)、俄羅斯199個(gè)、加拿大189個(gè)、捷克182個(gè)、南非171個(gè)、澳大利亞164個(gè)、中國(guó)113個(gè)、哈薩克斯坦111個(gè)和德國(guó)78個(gè)。由此可見(jiàn)，除德國(guó)外，前9個(gè)國(guó)家的礦床數(shù)都在100個(gè)以上。前10個(gè)國(guó)家的礦床數(shù)共達(dá)1 917個(gè)，占世界鈾礦床總數(shù)的65%左右。

中亞5國(guó)、西亞8國(guó)、俄羅斯和蒙古等15個(gè)鈾資源國(guó)共發(fā)現(xiàn)鈾礦床514個(gè)［3-9］，占世界已發(fā)現(xiàn)鈾礦床總數(shù)的17.4%。但15個(gè)國(guó)家的鈾礦床分布卻很不均衡，多的達(dá)數(shù)百個(gè)，少的幾個(gè)甚至一個(gè)，且主要分布在哈薩克斯坦（185個(gè)）、俄羅斯（159個(gè)）、烏茲別克斯坦（63個(gè)）、吉爾吉斯斯坦（24個(gè)）、蒙古（24個(gè)）、塔吉克斯坦（16個(gè)）、土耳其（11個(gè)）等7個(gè)國(guó)家，鈾礦床數(shù)達(dá)482個(gè)，占15個(gè)國(guó)家鈾礦床總數(shù)的93.8%，其余8個(gè)國(guó)家發(fā)現(xiàn)的鈾礦床數(shù)僅占6.2%。

上述7國(guó)的鈾礦床，特別是大型以上礦床主要集中分布在哈薩克斯坦的北哈薩克斯坦鈾成礦省、東土倫巨鈾成礦省的楚—薩雷蘇盆地（鈾成礦省）和錫爾達(dá)林盆地（鈾成礦?。?，俄羅斯的外貝加爾鈾成礦省、西西伯利亞臺(tái)坪南緣鈾成礦省、阿爾泰—薩彥—葉尼塞鈾成礦省，烏茲別克斯坦的中央克孜勒庫(kù)姆鈾成礦省和蒙古的蒙古—濱額爾古納鈾成礦省和戈壁—塔木查干鈾成礦省內(nèi)。15國(guó)鈾礦床數(shù)量和不同類(lèi)型的鈾礦床分布見(jiàn)表1。由表1可見(jiàn)，砂巖型礦床最多，礦床數(shù)達(dá)186個(gè)，占約36.2%，8個(gè)國(guó)家都產(chǎn)有該類(lèi)型礦床；火山巖型、變質(zhì)巖型、交代巖型、花崗巖型亦是該區(qū)的主要鈾礦類(lèi)型，但在各國(guó)的分布也不平衡，如火山巖型主要分布在俄羅斯、哈薩克斯坦和蒙古，而交代巖型、花崗巖型則集中分布在俄羅斯和哈薩克斯坦，變質(zhì)巖型以哈薩克斯坦為主。

表1 15國(guó)各種不同類(lèi)型鈾礦床個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)Table 1 Statistics of different types of uranium deposits of 15 countries

據(jù)統(tǒng)計(jì)，區(qū)內(nèi)大型礦床78個(gè)，超大型礦床31個(gè)，中型礦床154個(gè)，小型礦床209個(gè)［3，6］。 大型、 超 大 型 鈾 礦床共 109 個(gè)， 占該區(qū)可用于統(tǒng)計(jì)礦床數(shù)（470個(gè)）的約23.2%，比全球平均占比（14.5%）高出約8.7%，說(shuō)明該區(qū)是大型以上鈾礦床分布的重要地區(qū)之一。大型、超大型鈾礦床主要分布在哈薩克斯坦、俄羅斯、烏茲別克斯坦，其礦床數(shù)分別為36、31、18個(gè)，占比為33.0%、28.4%和16.5%。

在礦床類(lèi)型上，大型以上礦床仍以砂巖型為主體，哈薩克斯坦、俄羅斯、烏茲別克斯坦3個(gè)國(guó)家，大型、超大型砂巖型鈾礦床分 別 為 27、 10、17個(gè) ， 占 比 為 24.8%、9.2%、15.6%，三者之和為49.6%，約占該區(qū)大型、超大型鈾礦床總數(shù)的一半?；鹕綆r型、交代巖型和磷酸鹽型的大型、超大型鈾礦床共38個(gè)，占約35%，是該區(qū)僅次于砂巖型鈾礦床的三種重要類(lèi)型；變質(zhì)巖型、黑色頁(yè)巖型和褐煤-煤型只占約15%。研究區(qū)不同類(lèi)型大型、超大型鈾礦床的分布如表2所示。

表2 研究區(qū)大型及超大型鈾礦床數(shù)統(tǒng)計(jì)Table 2 Statistics of large and superlarge uranium deposits in the study area

需要說(shuō)明的是，磷酸鹽型、褐煤-煤型、黑色頁(yè)巖型和碳酸鹽型也是該區(qū)不可忽視的主要鈾礦類(lèi)型，這四種類(lèi)型礦床在多個(gè)國(guó)家均有產(chǎn)出，而且在一些國(guó)家 （如伊拉克、約旦、烏茲別克斯坦、吉爾吉斯斯坦、俄羅斯等國(guó)）已成為主要礦床類(lèi)型和鈾資源的重要來(lái)源。區(qū)內(nèi)上述四種類(lèi)型礦床共達(dá)89個(gè)，占該區(qū)礦床總數(shù)的約17.3%。

2 鈾資源分布特征

截至2017年1月，全球＜40、＜80、＜130、＜260 USD/kgU類(lèi)別的已查明可回收資源量分別為 105.77×104、 207.95×104、614.22×104和798.86×104tU［10］， 而上述 15個(gè)鈾資源國(guó)的同等類(lèi)別資源為54.270×104、86.150×104、187.155×104和210.515×104tU，分別占全球同等類(lèi)別資源的比例為51.3%、41.4%、30.5%和26.4%；占亞洲同等類(lèi)別資源的比例為84.3%、79.4%、96.7%和90.4%。結(jié)果可見(jiàn)，15個(gè)國(guó)家的2類(lèi)低成本 （＜40 USD/kgU和＜80 USD/kgU）已查明可回收資源占世界同等類(lèi)別資源的40%～50%，2類(lèi)高成本資源（＜130 USD/kgU和＜260 USD/kgU）占約25%～30%；4種成本類(lèi)別資源占亞洲地區(qū)同等成本類(lèi)別資源約80%～97%，而比較明顯的是＜130 USD/kgU成本類(lèi)別資源占到96%以上（表 3）。

因種種原因，研究區(qū)15個(gè)鈾資源國(guó)僅哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦、蒙古、俄羅斯、伊朗、土耳其和約旦7個(gè)國(guó)家報(bào)道了近期本國(guó)各種礦床類(lèi)型的資源量，而其他8個(gè)國(guó)家暫無(wú)可利用的數(shù)據(jù)，下面僅就7國(guó)的資源量加以討論，因7國(guó)為該區(qū)的主要鈾資源國(guó)，其資源量大體上能反映出全區(qū)鈾資源的分布特征及其主體優(yōu)勢(shì)。綜觀分析，低成本資源（＜40、＜80 USD/kgU）主要來(lái)自哈薩克斯坦、俄羅斯、烏茲別克斯坦、蒙古和土耳其的砂巖型鈾礦，另一部分來(lái)源于交代巖型和變質(zhì)巖型；高成本資源（＜130、＜260 USD/kgU）則主要來(lái)自于上述前4國(guó)的砂巖型、交代巖型、火山巖型、花崗巖型、侵入巖型，以及各鈾資源國(guó)的磷酸鹽型、黑色頁(yè)巖型、褐煤-煤型和碳酸鹽型（IAEA將這4種類(lèi)型的資源劃分為非常規(guī)資源）。4種類(lèi)別的資源在世界同類(lèi)別資源中分別占約56.9%、45.2%、28.8%和25.3%，從中可以看出全球最低回收成本資源主要產(chǎn)在該研究區(qū)內(nèi)，雖4種成本類(lèi)別資源占比由低到高逐漸減少，但最高成本類(lèi)別資源也占到世界同類(lèi)別資源的四分之一。

表3 研究區(qū)各鈾資源國(guó)不同成本類(lèi)別已查明可回收鈾資源Table 3 Recoverable uranium resources of the study area by cost categories and countries

按礦床規(guī)模和品位，對(duì)區(qū)內(nèi)收錄的并有可用數(shù)據(jù)的礦床進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明，研究區(qū)內(nèi)鈾礦床規(guī)模小于10 000 tU的中型（2 500～10 000 tU）、小型（1 000～2 500 tU）礦床分別占全區(qū)可統(tǒng)計(jì)礦床（470個(gè)）的42.3%和33.8%，而10 000 tU以上的大型、超大型礦床分別占17.1%和6.8%，由此可見(jiàn)本區(qū)鈾礦床以中、小型居多，其次為大型；品位低于0.2%的中 （0.03%～＜0.2%）、 低（＜0.03%）品位的礦床分別占全區(qū)可統(tǒng)計(jì)礦床（474個(gè)）的4.0%和84.2%，大于0.2%的較富（0.2%～＜0.5%）、富礦床（0.5%～＜5%）分別占10.1%和1.7%，區(qū)內(nèi)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)品位＞5.0%以上的特富鈾礦床。

3 鈾資源開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

眾所周知，中亞5國(guó)、俄羅斯，不僅是世界上發(fā)現(xiàn)鈾礦床最早也是核燃料生產(chǎn)最早的國(guó)家和地區(qū)之一。該地區(qū)早在上世紀(jì)初就已開(kāi)采鈾礦，至今許多小型鈾礦資源已采完。哈薩克斯坦、俄羅斯和烏茲別克斯坦，目前的鈾生產(chǎn)量仍然排在世界十大鈾生產(chǎn)國(guó)內(nèi)。15個(gè)國(guó)家中，歷史上曾生產(chǎn)過(guò)鈾的有中亞5國(guó)、俄羅斯、蒙古和伊朗。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2018年，區(qū)內(nèi)8個(gè)鈾生產(chǎn)國(guó)累計(jì)鈾產(chǎn)量679 194 tU，占世界累計(jì)總產(chǎn)量的約22.20%（表 4）［10-11］。

目前哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦、俄羅斯、伊朗等4國(guó)仍保持生產(chǎn)鈾。這4個(gè)鈾生產(chǎn)國(guó)大約現(xiàn)有21個(gè)鈾生產(chǎn)中心，加工、生產(chǎn)來(lái)自20多個(gè)鈾礦山開(kāi)采的礦石。近三年（2016—2018）4 國(guó)的鈾產(chǎn)量為 29 994、 28 682、27 084 tU，分別占世界總產(chǎn)量的48.1%、48.2%和50.6%，其中，哈薩克斯坦的年產(chǎn)量居世界各鈾生產(chǎn)國(guó)之首，自2009年以來(lái)一直保持領(lǐng)先地位。

采礦方法各國(guó)之間也有所不同，但以地浸采礦方法為主。2016—2018年，哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦全部采用酸法地浸開(kāi)采鈾，俄羅斯使用酸法地浸采鈾的比重占到所有采礦方法的40%左右。

表4 8國(guó)歷年累計(jì)鈾產(chǎn)量 （截至2018年）Table 4 Cumulative uranium production by 8 country over the years （up to 2018）

4 結(jié)語(yǔ)

從研究區(qū)15個(gè)鈾資源國(guó)已探明的鈾礦床分布可清楚地看出，該區(qū)鈾礦床不僅數(shù)量多，而且產(chǎn)出比較集中，主要礦床和大型以上礦床均產(chǎn)在幾個(gè)重要鈾成礦省內(nèi)。此外，區(qū)內(nèi)鈾礦床類(lèi)型多，達(dá)12種以上。其中砂巖型和火山巖型為區(qū)內(nèi)主要礦床類(lèi)型，兩種類(lèi)型礦床數(shù)達(dá)296個(gè)，占區(qū)內(nèi)鈾礦床總數(shù)的約58%；這兩種類(lèi)型的大型、超大型礦床共67個(gè)，占區(qū)內(nèi)大型、超大型礦床總數(shù)的61.5%。砂巖型、火山巖型4種不同回收成本類(lèi)別已查明鈾資源分別占全區(qū)同類(lèi)別資源的 100%、 95.9%、 61.4%和 56.4%［10-11］， 顯然，區(qū)內(nèi)兩類(lèi)低成本資源均來(lái)自這兩種類(lèi)型礦床。

區(qū)內(nèi)鈾礦床及其資源分布的另一特征是，被劃分為非常規(guī)資源的4種類(lèi)型 （磷酸鹽型、褐煤-煤型、黑色頁(yè)巖型和碳酸鹽型）鈾礦床數(shù)量為89個(gè)，占區(qū)內(nèi)鈾礦床總數(shù)的17.3%；其中大型、超大型礦床24個(gè)（基本上為前三種類(lèi)型），占區(qū)內(nèi)大型、超大型礦床總數(shù)的22%；兩類(lèi)高回收成本（＜130、＜260 USD/kgU）已查明資源分別占全區(qū)同類(lèi)別資源的6.5%左右（低成本資源幾乎沒(méi)有）。該類(lèi)資源在該區(qū)資源量占比雖然小、品位低，但潛在資源量較大，隨著選冶技術(shù)的進(jìn)步，近年來(lái)，該類(lèi)資源已引起廣泛關(guān)注。

歷經(jīng)幾十年的鈾礦采礦，區(qū)內(nèi)幾個(gè)主要鈾生產(chǎn)國(guó)，已生產(chǎn)了數(shù)十萬(wàn)噸鈾，一些小型礦床因此而被采空，但許多礦床尤其是一些中、大型礦床還處在勘探開(kāi)發(fā)階段，仍有巨大的資源可供開(kāi)發(fā)。在各國(guó)的采礦方法中，地浸法已成為當(dāng)今鈾礦開(kāi)采的主流，近年來(lái)該方法在全球鈾礦開(kāi)采中的比重占近50%，研究區(qū)幾個(gè)主要鈾生產(chǎn)國(guó)的地浸采礦方法也占居了相當(dāng)高的比重。

通過(guò)研究區(qū)15個(gè)鈾資源國(guó)鈾礦床、鈾資源分布，鈾資源開(kāi)發(fā)狀況的綜合分析表明，區(qū)內(nèi)鈾資源分布具有明顯的特征和區(qū)位優(yōu)勢(shì)。哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦、蒙古、俄羅斯等國(guó)已查明的鈾資源仍然具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景，砂巖型、火山巖型、交代巖型、花崗巖型可作為將來(lái)我國(guó)加強(qiáng)與上述鈾資源國(guó)鈾礦勘查與開(kāi)發(fā)的主要目標(biāo)類(lèi)型。

致謝：中國(guó)鈾業(yè)有限公司李勝祥高級(jí)工程師（研究員級(jí)）對(duì)本文提出了許多寶貴修改意見(jiàn)，借此深表感謝。