книги из ГПНТБ / Антропов П.Я. Топливно-энергетический потенциал Земли

ваемой группы — формация Гауганда. Данная формация представлена разнообразным комплексом полимиктовых кон­ гломератов, граувакк, алевролитов, аргиллитов, аркозов и реже кварцитов.

Из интрузивных пород в пределах прогиба получили раз­ витие пологопадающие дайки и силлообразные тела диаба­ зов мощностью от первых метров до 2 0 0 м, лампрофиров мощностью от сантиметров до 24 м (преимущественно 3 м) и единичных даек более поздних оливиновых диабазов.

Большую группу осадочных пород гурона в пределах прогиба озера Куэрк, содержащую в своем составе урановое оруденение, по предложению Роско (1957), принято назы­ вать группой Эллиот. Она подразделяется на две формации: нижнюю — Матиненда и верхнюю — Нордик. Первая сложе­ на субаркозами, вторая — переслаивающимися пластами пе­ литов и псаммитов, обнажающимися вдоль южного крыла синклинали.

В настоящее время формация Матиненда, в свою очередь, может быть подразделена на нижнюю и верхнюю пачки. Нижняя из них представлена в основном грубозернистыми субаркозами, гравеллитами и ураноносными олигомиктовыми конгломератами, а верхняя — среднезернистыми субарко­ зами, кварцитами и нерадиоактивными полимиктовыми кон­

гломератами.	Данные	бурения		показывают,	что мощность
отложений группы Эллист			меняется от 0 до 289			м при об­
щем, но не равномерном			возрастании с севера			на юг, как
это считалось ранее.		пачки,		включающей	ураноносные
Мощность	нижней

конгломераты, сильно меняется и на значительных участках она отсутствует. Породы этой пачки вытягиваются в северозападном направлении в соответствии с простиранием догуронских долин и они отсутствуют в пределах хребтов и холмов. Верхняя пачка сложена пелитами и псаммитами, ко­ торые ттодвертлись более значительному перемыву и сорти­ ровке, чем осадки нижней пачки. Эти отложения также на­ капливались в русловых отложениях. Отложения формации Нордик развиты только вдоль южного крыла синклинали и мощность ее к востоку уменьшается. Литологические особен­ ности пелитов и псаммитов этой формации указывают на прерывистость осадконакопления в глубоководных условиях.

Переходя к несколько более подробной характеристике нижней ураноносной пачки формации Матиненда, следует отметить, что ее мощность меняется от 0 до 130 м вдоль се­ верного крыла синклинали и от 0 до 2 2 0 м вдоль южного.

В целом всю нижнюю пачку удобно разделить на три — нижнюю, среднюю и верхнюю. Нижняя из них включает ли­ тологически меняющийся комплекс, находящийся между

189

догуронским основанием и подошвой главной зоны уранопосных конгломератов. Мощность этой части 0—40 м. Там, где упомянутый комплекс отсутствует, главный ураноносный конгломерат залегает непосредственно на догуронском ар­ хейском основании. Колебания мощности этой части раз­ реза, вероятно, отражают неровности рельефа догуронского основания; в депрессиях мощность больше, а над возвышен­ ностями она уменьшается или породы полностью выклини­ ваются. Средняя часть нижней пачки формации Матиненда представлена комплексом переслаивающихся радиоактивных олигомиктовых конгломератов, обогащенных пиритом, и гру­ бозернистых субаркозов. Мощность пород постоянна. Мощ­ ности конгломератовых пластов, так же как и разрез сла­ гающих их галек, прогрессивно уменьшаются от подошвы к верхам разреза. Верхняя часть рассматриваемой пачки сло­ жена субаркозами и гравеллитами.

В строении ураноносных конгломератов намечаются свое­ образные ритмы, повторяющиеся 6—7 раз и характеризую­ щиеся сменой конгломератов субаркозами и конгломератов, переслаивающихся с субаркозами. Один из этих ритмов — пачка 5, представляющая конгломераты, переслаивающие­ ся с субаркозами, и имеющая мощность от 4,5 до 6 м, явля­ ется главной зоной ураноносного конгломерата на всех руд­ никах.

В целом мощность рудных зон конгломератов меняется от 2,4 до 9,5 м. В ряде мест рудные зоны — это лишь часть более мощных переслаивающихся конгломератовых комплек­ сов. Одна из рудных зон выявлена вдоль северного крыла синклинального прогиба и включает 6 промышленных гори­

зонтов. Эта зона имеет протяжение 8	км	и ширину	3	км.
Другая площадь располагается вдоль	южного крыла			син­
клинального прогиба. Ее протяжение	6	км при	ширине
2,5 км. В ней содержится 5 рудных горизонтов. Во			многих

участках несколько рудных зон залегает на различных стра­ тиграфических уровнях. Они известны локально как ниж­ няя, средняя и верхняя рудные зоны. Последняя почти всегда оказывается относительно маломощной. Отмеченные рудные зоны имеют обычно сложное строение и нередко наблюда­ ются более или менее массивные слои конгломератов (рис. 54), разделяющиеся на многочисленные тонкие галеч­ ные слои с прожилками пирита, чередующиеся с линзами субаркозов. Субаркозы высоко радиоактивны и черные урановые минералы часто различаются невооруженным гла­ зом в основании прожилка. В нескольких местах прожилки черных урановых минералов в косых слойках содержат до 40% U30 8. Они обычно чередуются с прожилками пирита. Выявленные литологические разновидности конгломератов

190

в рудных зонах содержат различную концентрацию урана. Хорошо упакованным конгломератам свойственно более вы­ сокое содержание урана и пирита по сравнению с другими разновидностями конгломератов. Большинство слабо упако­ ванных конгломератов оказываются менее минерализован­ ными.

							КВарциты
ib’.oeci					&'яVp
©■6.o'6-*.6-"о- 'я•о.'©,’ o*’*A‘W						*;	Верхние
в. •О’О • V, О, «О*, о • . . о, . . VoV 1 • »•
;■© •. о 'о		А.	*?.	.‘9>. о ,9			горизонты
•			. ® ' v .,'o . q		• б ф > о	с
Ъ ’ •^>'■■ 0, -О.;';*О*.VoV,’/.‘о*.*						С	конгломератов
V -С ,. . *_• ■		р	t 0 •© ,	Су *о '-	С р ; о \ . Я , о
		о •	. >4	->» • V».
г ч о	о а ь- ““'л-*п *■*'*“" Vo*6Ьс '
		О О О о n_ t > л в О o			b d о я
		^.ОЬО,.6,®Р			©О
	*б_’о
(о^0©Ьо°о°<^о^о				oo^o^Sa
Гооо© о о о ?оов9вр о о ©s>Jv
so о © «О _оJ-o о ^ с* о
, О О о о О О О О О . о Q							Кварциты
w - m w j i j / - u о v e J _ v . v w V» »					^ O j
Рв^ЛРОл оо
pTj (Удупоо р»п.в л о ft а л о
			"	......Ъ"осw			Вазальные
о о о ОР о о о о оо оо О о ^
							конгломераты
Й.°0°С?Л000=						<
о 0 саоооо о о о о оо о. *
							Промежуточная
							зона древнего
		* х У* *		уА*х ~			Выветривания
							Породы
	*Х*1Л** X***yv X						фундамента
		; ' XXСV* Х_£_-г * * ■

Рис. 54. Детальный разрез ураноносных конгло­ мератов района Блайд-Ривер (по С. Холмсу)

Минимальная минерализация наблюдается в безгалечных субаркозах, но и их косослоистые разности иногда оказы­ ваются интенсивно минерализованными. Ураноносные конг­ ломераты подвергнуты изменению, которое выражается в появлении белой слюды и серицита, развитых в цементе и редко появляющихся в секущих жилках. Условия образова­ ния белой слюды и серицита пока не ясны. Они могли .возник­ нуть в результате гидротермального изменения либо в связи с перекристаллизацией глинистых минералов в процессе их метаморфизма. Серицит широко развит в породах всего

191

синклинального прогиба и распространен не только в ура­ ноносных конгломератах. В пределах рудных горизонтов се­ рицит тесно ассоциирует с пиритом и оба они замещают обломочный материал цемента. Помимо отмеченного изме­ нения местами проявлены хлоритизация и альбитизация вмещающих пород, в основном возле диабазовой дайки на руднике «Нордик». Здесь в зоне, граничащей с дайкой, а также вдоль сбросов и более мелких трещин на расстоянии до 1 0 м от дайки осадочные породы полностью замещены и превращены в хлоритовую породу мощностью от несколь­ ких сантиметров до 2 м. Хлоритовая порода состоит глав­ ным образом из крупных чешуек хлорита, напоминающих сланцы, и нескольких реликтов кварцевых зерен, небольшо­ го количества стильпномелана и редко альбита и сфена. Вблизи хлоритовой зоны проявляется интенсивная альбити­ зация, которая быстро уменьшается по мере удаления от дайки и полностью прекращается на расстоянии 5 м от нее.

Согласно данным Жубена (1964), наиболее важными и распространенными урановыми минералами рудного поля являются уранинит и браннерит. При этом в ряде случаев первый преобладает над вторым. Уранинит обычно цементи­ руется серицитом. Он образует как единичные кристаллы, так и гроздевидные агрегаты многочисленных мельчайших зерен. Браннерит встречается в тесных срастаниях с квар­ цем. В браннерите часто выявляются небольшие включения анатаза. Патчет (1960) установил также присутствие незна­ чительной примеси урановой смолки в виде тонких включе­ ний в урановых минералах. Она вероятно, представляет со­ бой продукт изменения одного из двух главных урановых минералов месторождения. Участки распространения урано­ вых минералов пирита и иногда ассоциирующего с ним пирротина совпадают. Согласно Жубену, по характеру вы­ делений радиоактивных минералов в них не удается устано­ вить каких-либо характерных признаков как обломочного, так и гипогенного их происхождения. Общей характерной особенностью месторождений рудного поля является доста­

точно выдержанное содержание из0 8, которое в	среднем
составляет 0 ,1 2 %, несмотря на заметное колебание	на ко­
ротких интервалах рудных тел.

Переходя к выяснению условий образования месторож­ дений, Жубен приходит к выводу, что минерализация рудо­ носных конгломератов — урановые минералы и пирит (с не­ большим количеством пирротина) — отложились до складко­ образования, тектонических нарушений и катаклаза рудо­ носных пород. По данным упомянутого автора, все разрывные нарушения, секущие или смещающие рудоносные конгломераты, как крупные региональные разломы, так и

192

оперяющие их разрывы, лишены минерализации и каких-либо признаков гидротермальной деятельности. В трещинах, пе­ ресекающих кварцевые гальки конгломератов, минерализа­ ция обычно отсутствует и лишь изредка в них встречается марказит, явно образованный за счет пирита, содержащего­ ся в количестве 10—13% в цементе ураноносных конгломе­ ратов. Жубен считает также, что отложение сульфидов же­

леза и	урановых	минералов произошло до внедрения даек
и силлов диабазов, которые секут и			смещают рудоносные
пласты,	местами	заметно изменяя их	минеральный состав.

Выражаются эти изменения в переходе сульфидов железа в окислы, а ранних урановых минералов в смолку. Последняя в некоторых случаях является переотложенной по трещинам и ассоциирует с жильным кальцитом. Наблюдаемые на месторождении Пронто хлоритизация и альбитизация связа­ ны с пострудным гидротермальным процессом. В целом для рудоносных конгломератов, согласно Жубену, характерно весьма незначительное содержание обычных для россыпей обломочных «тяжелых минералов». Сколько-нибудь ощути­ мого распределения минералов по удельному весу также не наблюдается.

Первые высказывания о генезисе ураноносных конгло­ мератов месторождений Блайнд-Ривер были сделаны Холм­ сом (1956) и Робертсоном (1960). Они пришли к выводу, что ураноносные конгломераты являются рассыпными обра­

зованиями и, по их данным, появление	урановых		минера­
лов в конгломератах вызвано их механическим		переносом.
Жубен полагает, что урановая минерализация		охарактери­
зованного месторождения является сингенетической.			Уран,
по его данным, выщелачивался из слабо	оруденелых участ­

ков архейского фундамента грунтовыми водами и привно­ сился в растворах одновременно с кластическим материа­ лом. Согласно упомянутому исследователю, наблюдаемый в рудах пирит представляет собой продукт дезинтеграции пи­ ритсодержащих пород (из архейского фундамента), перене­ сенный в вязкой насыщенной илом среде, препятствовавшей его окислению, а также гравитационной дифференциации или стратификации осадков.

В настоящее	время большинство геологов		разделяют
представление о	сингенетическом	образовании	уранового

оруденения района Блайнд-Ривер, возникшего в связи с его накоплением в россыпях, или химически осажденном. Неко­ торые геологи высказывают мнение о привносе урана в конгломераты гидротермальными растворами.

Для более полного представления об ураноносности района Блайнд-Ривер охарактеризуем, по Белевцеву (1973), два месторождения — Агнью-Лейк и Эллиот-Лейк. Первое

13—4541

193

из них находится у восточного окончания гуронского склад­ чатого сооружения в 40 км от города Садбери. В карьерах и отвалах пород и руд, расположенных вблизи шахт АгньюЛейк и Пронто (рис. 55), обнажены конгломераты, состоя­ щие из несортированных кварцевых и гранитоидных галек

Рис. 55. Геологический разрез шахты Пронто (Литл и др., 1972):

1— габбро; 2 — полимиктовый конгломерат; 3 — аргиллиты и квар­ циты; 4 — ураноносный конгломерат; 5 — кварциты; 6 — гранитоиды архея

различного размера, достигающих 10 см в диаметре. Плот­ ность упаковки галек превышает 50%. Цемент кварц-сери- цитовый с хлоритом, сульфидами и окислами железа. Наи­ более ураноносными являются конгломераты с темным це­ ментом, содержащим сульфиды железа и частью меди. Мак­

194

симальная концентрация уранового оруденения отмечается в нижней части пласта и особенно в тех участках, где наб­ людается скопление кварцевых галек с темноцветным це­ ментом. Перекрыты конгломераты аркозовыми песчаниками.

На	геологических разрезах		шахты Агнью-Лейк два
пласта	рудных конгломератов мощностью по 2 —3 м имеют
крутое	падение, разделены	пачкой	песчаников,		гравелитов
и алевролитов мощностью		10—15 м. Рудные		конгломераты
нижнего пласта залегают		непосредственно		на	гранитоидах

архея. Вся рудоносная толща кластогенных пород перекрыта вулканогенными отложениями. Месторождение вскрыто до глубины 1 0 0 0 м.

Месторождение Эллиот-Лейк (рис. 56) находится в цент­ ре Гуронского складчатого сооружения в 35—40 км к северу

Рис. 56. Геологический разрез шахты Денисон на месторождении ЭллиотЛейк (Литл и др., 1972):

I — диабаз; 2 — надрудная формация;	3 — рудоносные конгломераты		(гурон); 4 —
подстилающие конгломераты; 5 — диабазы архея; 6 — гранитоиды архея
от озера Гурон. Площадь	месторождения	характеризуется
наиболее полным разрезом	кластогенной	группы	Эллиот,

включающей рудоносные конгломераты. Породы группы Эл­ лиот залегают непосредственно на архейских гнейсах, миг­ матитах, гранитах и метабазитах. Породы рудоносной груп­ пы Эллиот (т. е. Брюсе), образуют вытянутую в широтном направлении на протяжении 55—60 км синклинальную складку, открывающуюся к западу и имеющую ширину, около 15—18 км. Белевцев описывает посещенную им шахту наиболее крупного в районе рудника Денисон, имеющую глубину около 1000 м. Рудник работает с 1956 г. и всего на нем было добыто 23 млн. т руды и извлечено 23 тыс. т U3 Og со средним содержанием в руде 0,08—0,15%. В настоящее время производительность рудника 1,4 млн. т в год. Рудо­ носный пласт конгломератов залегает у основания гуронских отложений, частью непосредственно на архее. Конгломераты

13*

195

рудного пласта в отличие от полимиктовых безрудных состоят преимущественно из кварцевых галек различной величины до 5— 6 см в поперечнике. В рудных конг­ ломератах обычно много сульфидов, особенно вокруг галек. Уранинит и браннерит чаще всего распространены вместе с сульфидами вокруг кварцевых галек. Рудный пласт имеет мощность 4 , 5 м, подстилается кварцитами и перекрывается песчаниками. Пласт пересечен и смещен по серии верти­ кальных и пологих разрывов на несколько метров.

Месторождение Раббит-Лейк, провинция Саскачеван.

Судя по предварительным данным, месторождение локали­ зуется в системе разрывов северо-восточного простирания, образующих минерализованную зону протяженностью более 0,5 км (Алабужин, 1973). Зона эта проходит в интенсивно измененных протерозойских метаосадочных породах — пес­ чаниках, аргиллитах и кремнистых доломитах серии Ата­ баска, залегающих на орто- и парагнейсах архейского воз­ раста. Месторождение находится в пределах минерального пояса Вулластон-Лейк, протягивающегося в северо-западную часть Монтаны и даже в Северо-Западные территории. Струк­ турно-геологическая позиция месторождения определяется узлом пересечения северо-восточных разрывов и пояса даек северо-западного простирания. Вмещающие породы под­ вергнуты интенсивной аргиллизации, карбонатизации, окварцеванию и в меньшей мере гематитизации. В составе руд получили развитие урановая смолка и урановые черни, нало­ женные на сульфидную минерализацию, представленную пи­ ритом, сфалеритом и галенитом. Содержание и з0 8 в рудах колеблется от 0,1 до 0,65%. Руды первичные и вторичные мо­ гут быть отработаны открытым способом.

Район озера Биверлодж. Впервые урановая минерализа­

ция в районе	озера Биверлодж была	обнаружена в 1955 г.
В дальнейшем	интерес, возникший	к урановому сырью,

привел к открытию в данном районе более 500 месторожде­ ний, рудопроявлений и пунктов минерализации с урановой смолкой и вторичными урановыми минералами. В их числе оказались два крупных месторождения — Айс и Фей, при­ надлежащих фирмам «Эльдорадо Майининг энд Рифайнинг Лимитед» и «Гунар Майнинг Лимитед», и 17 менее крупных, но также в свое время разрабатывавшихся. В районе выяв­ лено, кроме того, несколько месторождений первичного ура­ нинита, связанного с пегматитами.

Наиболее древними породами, обнажающимися в районе, являются породы серии Тейзин, состоящие из железистых кварцитов, доломитов, амфиболитов, биотитовых сланцев и гнейсов мощностью порядка 9000 м. Местами эти породы пе­ реходят в мигматиты, возникшие в результате тонкого пере­

196

слаивания метаморфических образований с прослойками инъ­ ецировавших их гранитов.

Возраст пород серии Тейзин, очевидно, протерозойский. На юге района на этих породах с резким несогласием зале­ гают слабометаморфизованные породы серии Атабаска, представленные аркозовыми песчаниками, конгломератами, базальтовыми лавами и дайками основного состава. Общая мощность пород этой серии составляет 2400 м. Они встреча­ ются в виде останцов, несогласно налегающих на нижележа­ щие породы. Возраст пород серии Атабаска опредляется как позднедокембрийский. На западе района на породах серии Тейзин залегают несогласно алевролиты, аркозовые песча­ ники, конгломераты, лавовые потоки серии Мартин. Возраст их, как и серии пород Атабаска, позднедокембрийский. Обе серии (Атабаска и Мартин) пересекаются дайками диаба­ зов.

Урановое оруденение развито в двух генетических типах

минеральных образований: а) жилы	и прожилково-вкрап-
ленные зоны урановой смолки в сбросах или		подчиненных
или разрывных нарушениях более	высоких	порядков и
б) дайки радиоактивных пегматитов и	пластовые интрузии,
несущие уранинит.

Наболее важное промышленное значение имеют место­ рождения первого типа, самые крупные из которых контро­ лируются сбросом Сент-Луи.

Благоприятными для рудоотложения являются амфибо­ литы, андезиты и карбонатные породы, в то время как в переслаивающихся с ними кварцитах, аркозах и гнейсах гранитного состава оруденение часто отсутствует.

Урановое оруденение встречается во всех породах райо­ на, включая серии Атабаска и Мартин, и это заставляет считать, что образование месторождений имело место не ранее чем в позднедокембрийское время. Определения абсо­ лютного возраста не были однозначными (от 230 до 1850 млн. лет), что наводит на мысль о проявлении в райо­ не нескольких этапов урановой минерализации. Главным рудным минералом месторождений первого типа является настуран, второго типа — уранинит.

Происхождение урановой смолки гидротермальное. Это подтверждается тем, что ураноносные жилы рассекают все породы региона и, следовательно, образование их происхо­ дило в поздний период геологической истории.

Возраст второго типа уранового оруденения в пегматито­ вых дайках, видимо, близок к возрасту гидротермальных месторождений района. Источник урана был у них единый.

На месторождениях Айс и Фай рудные тела протяги­ ваются на 1800 м между озерами Айс и Фай и располагают­

197

ся большей частью в лежачем боку сброса Сент-Луи на расстоянии 60 м и менее от его плоскости, падающей на юго-восток под углом 50°. Этот сброс прослежен на глуби­ ну до 2000 м. Он представлен зоной милонигов и катаклазитов, интенсивно альбитизирован-ных и несущих прожилки урановой смолки. Однако в зоне сброса оруденение непро­ мышленное. Руда локализуется в боковых и главным обра­ зом параллельных сбросу оперяющих трещинах. Рудные те­ ла преимущественно короткие, прерывистые. Главное значе­

ние	в зоне характеризуемого		разлома имеют		два		рудных
тела,		или участка, — Айс и Фай,		разрабатывающиеся отдель­
ными		шахтами, расположенными		в 1 2 0 0 м друг		от	друга.
На,	месторождении Айс (Эльдорадо) — главного					предприя-
тир		рудного поля — руды	отрабатываются		до		глубины

1350 м. Шахтное поле сложено метааргиллитами и в мень­ шей степени метавулканитами и конгломератами (Белевцев,

1973).

Метааргиллиты — плотные полосчатые породы. Полосча­ тость вызвана ритмичным чередованием черных, составляю­ щих 60—75% всей породы, и серых, местами совсем светлых разновидностей, напоминающих тонкозернистые песчаники. Изучение под микроскопом показывает, что темная сланце­ ватая разновидность породы состоит из кварца (15—20%), амфибола (25—30%) и полевого шпата (35—40%); подчи­ ненное развитие имеют карбонат, эпидот, серицит, мусковит. Полосчатость породы определяется послойным распределе­ нием амфибола. Более светлые полосы сложены кварцем и полевым шпатом. Амфибол представлен актинолитом, под­ вергнутым хлоритизации и эпидотизации. Полевые шпаты альбитизированы. Конгломераты включают кварцевые, слан­

цевые и уранитоидные		обломки		различной	окатанности,
сцементированные аркозовым			материалом. По мере при­
ближения	к рудной	зоне	усиливаются		эпидотизация
и особенно	альбитизация и		гематитизация		вмещающих
пород. Порода при этом переходит				в мелкозернистые аль-

бититы.

Мощность рудных зон, оруденевших с разной интенсив­ ностью, колеблется от 1—2 до 5— 6 м. По своей окраске и морфологически рудная зона отчетливо выделяется среди вмещающих пород и может быть селективно отработана. Руды в целом относятся к богатым и содержат U3 0 8 не ме­ нее 0,2—0,3%. Рудный альбитит, развитый в наиболее бога­ тых рудоносных участках, по данным Белевцева, представ­ ляет собой в значительной степени катаклазированную поро­ ду, сложенную преимущественно тонкозернистым, местами сдвойнишванным альбититом, ассоциирующим с карбонатом от 15 до 30%, настураном 37%, уранотитанатами 1—4%,

198