5.9. Урановые грунтово-инфильтрационные месторождения в эрозионных палеодолинах (зауральский и витимский типы)

Зауральский урановорудный район расположен к востоку от города Челябинска. (Геолого-промышленные …, 2008). Он хорошо экономически освоен, круп­ные города и поселки связаны железной дорогой и автострадами, имеются линии электропередачи. Ландшафт региона рав­нинный лесостепной, степной, абсолютные отметки 75-200 м. В настоящее время здесь известны пять месторождений, три из ко­торых (Далматовское, Хохловское, Добро­вольное) находятся в Курганской области Российской Федерации, а два (Тобольское и Сенжарское) в Казахстане, вблизи госу­дарственной границы (рис. 5.9.1).

Р ис. 5.9.1. Геологическая схема Зау-ральского урановорудного района (Геолого-промышленные …, 2008): 1 – породы склад-чатого основания; 2 – породы осадочного чехла; 3 – 5 – позднеюрские долины, выполненные: 3 – окисленными породами, 4 – неокисленными породами, 5 – неустановленного типа; 6 – урановые месторождения; 7 – изолиния глубины залегания фундамента 800 м

В тектоническом отношении район на­ходится в юго-западной краевой части Западно-Сибирской плиты. Месторожде­ния приурочены к средне-позднеюрским реч-ным долинам, врезанным в фундамент палеозойского и частично раннетриасового возраста с корой выветривания. В позднеюрское время территория представляла собой эрозионно-аккумулятивную равни­ну с хорошо развитой речной сетью. Протяженность долин достигает сотен километров, ширина 3-5 км, глубина вреза в фундамент до 200 м, углы наклонов бортов составляют 1-15°. Отложения реч­ных долин в основном серого цвета, слаболитифицированы, имеют ритмичное стро­ение (два-три ритма). В основании каждого ритма залегают галечники, гравелиты, гру­бозернистые песчаники, сменяющиеся к верху тонкозернистыми песчаниками, алевролитами, глинами. От нижнего ритма к верхнему наблюдается уменьшение круп­ности обломочного материала, что свиде­тельствует о постепенном снижении текто­нической активности.

Палеодолины перекрыты чехлом морских и континентальных мезокайнозойских осад­ков мощ-ностью до 350-700 м, залегающих почти горизонтально (рис. 5.9.2). В гидро­геологическом отношении район располо­жен в краевой части Западно-Сибирского артезианского бассейна.

Все месторождения относятся к древним инфильтрационным. Основным источни­ком урана служили магматические породы кислого состава с повышенными фоновы­ми содержаниями урана. Положение оруденения в плане и разрезе контролирует­ся границей выклинивания древних зон пластово-грунтового окисления.

Рис. 5.9.2. Поперечный гео-логический разрез Далматовского месторождения (Геолого-промыш-ленные …, 2008): 1 – глины, алевриты; 2 – диатомиты; 3 – опоки; 4 – опоки с прослоями глин; 5 – мергели, мерге-листые глины; 6 – пески глауконит-кварцевые; 7 – пески полевошпат-кварцевые; 8 – глины, дресвяно-гли-нистые отложения; 9 – песчано-гра-вийные отложения; 10 – валунно-галечные и гравийные отложения; 11 – базальты и их туфы; 12 – известняки; 13 – сланцы; 14 – урановорудные тела с содержанием урана выше 0,01%

Они развивались от верховьев палеодолин, их при­токов и крутых бортов. Полный профиль зоны окисления представлен последова­тельной сменой пород: красноцветных (с гематитом), желтоцветных (с лимонитом) и белоцветных (белесых). Последние ха­рактеризуются интенсивной каолинитизацией, отсутствием органического веще­ства, частичным (до 30 %) выносом железа. В них наряду с признаками постседиментационного окисления развиты новооб­разованные минералы: хлорит, сидерит, пирит, свидетельствующие о последующем восстановлении рудоформирующих зон окисления.

Урановое оруденение приурочено к по­родам серого цвета с углефицированными растительными остатками на границе с белесыми породами и частично к зоне их взаимного перехода. По удалению от зоны белесых пород оруденение посте­пенно выклинивается. В плане рудные за­лежи и тела имеют форму лент, пластов, вытянутых вдоль речных долин. Размеры рудных залежей по простиранию дости­гают нескольких километров при ширине 50-200 м, редко до 1200 м. Вся система руд­ных залежей и тел в пределах палеодолин простирается в длину до 20 км. В попереч­ном сечении рудные тела представляют собой линзы, пласты, роллы, секущие на­пластования пород. Мощность рудных тел 0,2-15 м, обычно 0,5-5 м. Оруденение преи­мущественно локализуется на участках со сложной литолого-фациальной обстанов­кой, характеризующейся переслаиванием пород разной проницаемости и грануло­метрического состава. Содержание урана колеблется от 0,01 до первых процентов. Средние содержания урана по месторож­дениям составляют 0,03-0,04 %.

Основные минералы – оксиды урана и коффинит. Из сопутствующих элементов всегда присутствуют Mo, Se, Re. В зна­чительных количествах Re присутствует на Добровольном месторождении, где его ресурсы достигают 16 т, и на Далматовском. Спектр других элементов, от­меченных в повышенных количествах, определяется главным образом составом пород фундамента в области питания палеодолин.

Далматовское месторождение является типичным представителем рассматривае­мой группы.

О но расположено в 50 км от железнодо­рожной станции Далматово, с которой связано асфальтированным шоссе. Ме­сторождение приурочено к верховьям крупной палеодолины и связано с зо­ной пластового и пластово-грунтового окисления, впоследствии частично вос­становленной пострудными процессами (рис. 5.9.3). Мощность продуктивной тол­щи достигает 200 м, перекрывающих мел-палеогеновых отложений – 350-500 м. В пределах основной долины оруденение прослежено на 11 км и еще на 8 км по бо­ковому притоку. Морфология рудных за­лежей и условия локализации оруденения типичные для данной группы месторож­дений. Рудные тела имеют протяженность от 400 до 4500 м при ширине от 50 до 700 м и мощности от 2 до 12 м (рис. 10.4). Глубина их залегания 360-510 м. Содер­жание урана колеблется от 0,01 до 0,06 %, местами достигая первых процентов, в среднем составляя 0,04 %.

Рис. 5.9.3. Эпигенетические изменения вмещающих пород (Геолого-промышленные …, 2008): 1 – алеврит глинистый первично красноцветный эпигенетически окисленный; 2 – алеврит глинистый с реликтами углистого детрита эпигенетически окисленный; 3 – песчаник с углистым детритом эпигенетически окисленный, впоследствии восстановленный

Руды имеют характер вкрапленных и тон­кодисперсных. Урановая минерализа­ция в них представлена оксидами урана, фосфорсодержащим коффинитом, редко нингиоитом и сопровождается сульфи­дами – пиритом, марказитом, иордизитом, арсенопиритом, ферроселитом, сфа­леритом, галенитом, антимонитом и др. (рис. 5.9.4 – 5.9.5).

В рудах помимо урана в значительных ко­личествах присутствуют: Мо (до 0,n %), Re (до 18 г/т), Se (до 0,9 %), скандий, ит­трий, TR и халькофильные элементы – Рb, Zn, Ni, Со, As, Sb. Все элементы, кроме Sc, имеют прямую корреляцию с ураном. Распределение основных сопутствующих элементов подчиняется окислительной рудоконтролирующей зональности. Осо­бенность бедных руд (U<0,02 %) – прямая высокая корреляция (Кк=0,8) урана и ти­тана за счет концентрации урана на лейкоксене, что снижает технологические свойства руд.

Р ис. 5.9.4. Руды месторождения Далматовское (Геолого-промышленные …, 2008): 1 – гравийно-песчаная порода с коффинит-оксидной минерализацией; 2 – песчаник с коффинит-оксидной минерализацией и иордизитом; 3 – песчаник среднезернистый с коффинит-оксидной минерализацией

Р ис. 5.9.5. Рудные минералы Далматовского месторождения (фотографии аншлифов) (Геолого-промышленные …, 2008): а – агрегат оксидов урана I (светло-серое) и II (темно-серое) генераций, увел. 200^х; б – оксид урана I генерации, развитый по ткани углефицированного растительного остатка, увел. 160²; в – выделение оксидов урана (черное), увел. 1000^х

Возраст оруденения среднеюрско-раннемеловой (135±5 млн. лет). Неко-торое перераспределение его произошло в позд­нем олигоцене-миоцене (25 млн. лет). Месторождение отрабатывается как ура­новое способом СПВ.

Витимский урановорудный район рас­положен в Центральном Забайкалье на территории Республики Бурятия. Район экономически освоен слабо. С городом Чита его связывает 230-километровая автодорога с паромной переправой через р. Витим. Из полезных ископаемых известен исключительно уран.

Урановые месторождения относятся к инфильтрационному палеорусловому типу. Они приурочены к вложенным в древний фундамент палеоврезам, заполненным слабо литифицированными делювиально-пролювиальными сероцветными отложе­ниями миоцена и перекрытым покровами базальтов. Урановое оруденение в основ­ном приурочено к коротким (от 1-2 до 10 км) боковым палеоруслам – притокам двух крупных палеорек, протягивающимся в широтном направлении по южному и северному краям разделяющего их поднятия, сложенного палеозойскими гранитоидами. Урановое оруденение тяготеет к базальтным частям разреза миоценовых отло­жений и локализуется в песчаниках и гравелитах, вдоль границ неизмененных сероцветных и эпигенетически изменен­ных – окисленных и вторично восстанов­ленных разностей пород. Иногда орудене­ние отмечается в коре выветривания по гранитам фундамента. Урановое орудене­ние залегает на глубинах 60-240 м от по­верхности. Расстояние между отдельными рудоносными палеоруслами составляет от 1,5 до 6 км.

Хиагдинское месторождение включает пять соседствующих рудоносных палеорусел (рис. 5.9.6), расположенных в южной ча­сти района.

Рис. 5.9.6. Геологическая карта Витимского ураново-рудного района со снятыми неоген-четвертичными базаль-тами (Геолого-промышленные …, 2008): 1 – неогеновые аллювиальные от-ложения (пески, галечники); 2 – неогеновые делювиально-пролювиальные отложения (пески, глины, алевриты, туфы, хлидолиты, гравийники); 3 – средне-поздне-палеозойские гранитоиды; 4 – нижнепротерозойские кристалл-лические сланцы, гнейсы, мигма-титы; 5 – зона эпигенетически измененных (окисленных, вторично восстановленных) пород; 6 – урано-ворудные залежи местрождений (цифры на карте: 1 – Дыбрын, 2 – Намару, 3 – Коретконде, 4 – Тетрахское, 5 – Хиагдинское, 6 – Вершинное, 7 – Источное, 8 – Количикан; 7 – разрывные нарушения

Протяженность палеорусел от 5-7 км при ширине 0,5-1,5 км. В них и в их притоках выявлено восемь рудных залежей. Рудовмещающие породы имеют высокое содержание углефицированного расти­тельного детрита и сульфидов железа. Со стороны верховьев и бортов палеорусел по ним развились зоны грунтового и пласто­вого окисления, в которых пирит, сидерит и углистые остатки были замещены гидроксидами железа, придающим породам беже­вую, желтую и бурую окраску. Обобщенная схема геохимической зональности месторождений Витимского урановорудного района приводится на рисунке 5.9.7.

Между зоной окисленных и неизмененных сероцветных пород выделяется зона вторично восста­новленных осветленных пород, в которой органическое вещество и гидроксиды же­леза отсутствуют (рис. 5.9.8).

Р ис. 5.9.7. Обобщенная схема геохимической зональ-ности месторождений Ви-тимского урановорудного района (Геолого-промышлен-ные …, 2008): 1 – неоген-четвертичные базальты; 2 – 4 – неогеновые водопроницаемые делювиально-пролювиальные от-ложения неогена (пески, алев-риты, глины, туфы, хлидолиты, галечники: 2 – первично серо-цветные породы, 3 – эпи-генетически окисленные желто-цветные породы, 4 – вторично восстановленные белые породы; 5 – гранитоиды складчатого фундамента; 6 – урановое оруденение

Р ис. 5.9.8. Эпигенетические изменения пород на месторождении Хиагдинское (Геолого-промыш-ленные …, 2008): 1 – песчаник эпи-генетически окисленный; 2 – песчаник эпигенетически окисленный, вторично восстановленный

Протяженность рудных залежей состав­ляет от 0,8 до 4,0 км при ширине от 0,2 до 0,8 км. Их мощность варьирует от десятков сантиметров до 17-26 м. Содержание урана в рудах колеблется от первых сотых до пер­вых десятых долей процента.

Урановая минерализация характеризуется исключительно высокой дисперсностью и ее изучение возможно только при по­мощи электронной микроскопии. Глав­ные урановые минералы – оксиды урана и коффинит, реже встречается нингиоит (рис. 5.9.9 – 5.9.10). Часть урана сорбирована на углистом и глинистом материале.

Из сопутствующих минералов установлены пирит, марказит, галенит, сфалерит, арсенопирит. Наряду с ураном в рудах отмечаются повышенные концентрации молибдена, цинка, кобальта, мышьяка, иттрия, скандия. В 1999 году на Хиагдинском месторож­дении АО «Хиагда» начало опытно-промышленные работы по извлечению ура­на методом подземного выщелачивания.

Рис. 5.9.9. Настуран-коффинитовые руды месторождения Хиагда (Геолого-промышленные …, 2008): 1 – в темно-сером песчанике; 2 – в обеленном базальте; 3 – в хлидолитах серого цвета; 4 – в пиритизированном алевролите с углистым детритом

Рис. 5.9.10. Формы рудной минерализации на Хиагдинском урановом месторождении (электронная микрофотография, увел. 10000^х) (Геолого-промышленные …, 2008): 1 – глобули оксидов урана, 2 – чечевицевидные кристаллы коффинита, 3 – кристаллы нингиоита