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Грачев铀矿床分布在Кокчетав复背斜中部在深大断裂交叉部位，矿床产在浅色花岗岩的外接解带，与文德期砂泥质沉积层的接解地段，辉长岩岩株及斑状花岗岩和花岗细晶岩的小岩体侵入其中。矿石为钠长石－磷灰石成分的交代岩，铀石为主要铀矿物。碎裂岩带为主要容矿构造，碎裂岩带中的矿物被密集的微裂隙网破碎。在下部含矿交代岩主要沿斑状花岗岩和花岗细晶岩发育；在上部主要沿砂岩和粉砂岩发育，交代岩的主要新生太物是