06.02.2018

Урановые месторождения в кварцевых конгломератах


Древнейшие из известных урановых месторождений приурочены к позднеархейским — раннепротерозойским пиритсодержащим кварцевым конгломератам и содержат примерно 19% запасов западного мира. Два района — Витватерсранд в Южной Африке и Блайнд-Ривер, провинция Онтарио в Канаде, — являлись крупными поставщиками урана в течение более чем 25 лет. Известны и другие рудопроявления указанного типа на докембрийских щитах Бразилии, Индии, Австралии, России и США. Несмотря на то что еще совсем недавно, в конце 50-х годов, многие геологи придерживались мнения о гидротермальном происхождении этих месторождений, ныне становится очевидным, что они возникли в основном как россыпи и испытали лишь небольшое постседиментационное перераспределение вещества. В настоящей работе мы приведем только краткий обзор представлений, касающихся формирования месторождений рассматриваемого типа, поскольку детально эти вопросы освещены в работах других исследователей.

Рудовмещающие осадки отлагались в кратонных бассейнах на образованиях более древней континентальной коры. В пределах архейского кратона Каапвааль отложения комплекса Витватерсранд локализованы в дугообразно изогнутом седиментационном бассейне длиной 200 км. Толща Витватерсранд имеет мощность тысячи метров и представлена переслаивающимися речными, озерными и морскими осадками, возраст которых от 2,8 до 2,2 млрд. лет. Полагают, что осадки, вмещающие золотое и урановое оруденение, отлагались в условиях разветвленных речных потоков, дельт и озер. В районе Блайнд-Ривер — Эллиот-Лейк осадки накапливались на площади развития архейских зеленокаменных и гранитных пород провинции озера Верхнего (рис. 9). Продуктивный горизонт относится к формации Матиненда из группы Эллиот-Лейк, т. е. к нижней части базального Гуронского комплекса. Возраст пород колеблется от 2,5 до 2,16 млрд. лет. Формация Матиненда, как правило, представлена хорошо отсортированными среднезернистыми субаркозами, но рудоносный горизонт сложен олигомиктовыми кварцевыми конгломератами. Предполагают, что осадки накапливались в речной обстановке.
Месторождения бассейна Витватерсранд — золоторудные (среднее содержание Au 10 млн-1) с ураном в качестве побочного продукта (0,03% U3O8), тогда как месторождения Блайнд-Ривер — урановые (0,10—0,20% U3O8), из которых попутно извлекается торий. В обоих районах для продуктивных горизонтов золото- и урансодержащих конгломератов и обогащенных пиритом песчаников характерны наличие обломочных зерен золота и уранинита, а также приуроченность оруденения к несогласиям, а в Витватерсранде — и к углистым пропласткам, или «проводникам», которые, как полагают, ранее представляли собой развитые на поверхностях несогласия водорослевые маты. Рудные зоны в районе Блайнд-Ривер, по существу, ограничиваются олигомиктовыми кварцевыми конгломератами, мощность которых варьирует от нескольких до более чем десяти футов. Наиболее важными минералами урана являются браннерит, титанат урана и уранинит. Закономерное изменение содержаний U, Th и других элементов в направлении палеопотока согласуется с представлением об отложении обломочных тяжелых минералов реками. Если не считать присутствия уранинита, отсутствия магнетита, обилия окатанного пирита и наличия первичного (углистый проводник) и перераспределенного (тухолиты) органического вещества, минеральный состав конгломератов и песчаников типичен для зрелых пород. Перечисленные особенности, за исключением присутствия углистого вещества, служили для некоторых исследователей свидетельством в пользу гидротермальных процессов, однако теперь эти факты рассматриваются всеми как подтверждение обломочного переноса и отложения, происходившего до появления кислородной атмосферы. В таких условиях уранинит и пирит избежали окисления при переносе. Отсутствие магнетита и ильменита и наличие титана дают основание предполагать, что происходило постседиментационное выщелачивание железа восстановленными растворами, равновесными с органической составляющей осадков. Значительная часть титана, особенно в породах района Блайнд-Ривер, в настоящее время присутствует в виде зональных зерен браннерита с каймой, обогащенной ураном, что указывает на постседиментационное перераспределение урана и его отложение на TiO 2 — продукте изменения ильменита и магнетита.





Яндекс.Метрика