ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2007, том 49, № 1, с. 89-96
УДК 553.495:553.068.1
МЕСТОРОЖДЕНИЯ УРАНА С НОВЫМ ТИПОМ ЧЕРНЕВОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ: ФОСФАТНЫМ
© 2007 г. О. А. Дойникова
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017, Москва, Ж-17, Старомонетный пер., 35 Поступила в редакцию 16.11.2005 г.
Обобщены данные о проявлении нингиоита [Саи(Р04)2 ■ 2Н20] в урановых рудах, и о месторождениях, руды которых сложены им полностью или преимущественно. К настоящему времени преобладают находки нингиоитовой минерализации в инфильтрационных месторождениях и единичные - в пегматитах и гидротермалитах.
Анализ геологических условий и минеральных ассоциаций указывает на следующие условия образования нингиоитовых руд: нейтральный или слабощелочной характер растворов; наиболее высокие значения Е^ по сравнению с другими типами черневой рудной минерализации (уранинит, коффинит); локализация в зоне восстановления и приуроченность к границе окислительно-восстановительной зональности. Рассмотрены факторы, свидетельствующие о решающей роли микробиологических процессов в образовании мононингиоитовых руд.
Все известные к настоящему времени гидрогенные месторождения (проявления) нингиоитовых руд (в Японии, Болгарии, Канаде, Казахстане, Сибири) относятся к сходному грунтово-инфильтрационному генетическому типу.
ВВЕДЕНИЕ
Изучение различных урановорудных скоплений в зоне гипергенеза показывает, что комплекс методов аналитической просвечивающей электронной микроскопии (АПЭМ) наиболее эффективен по сравнению с традиционными методами минералогии. Подобные исследования рыхлых урановых руд методами АПЭМ за рубежом до настоящего времени не проводились. Опыт почти 30-летнего АПЭМ-изучения дисперсных урановых минералов на базе метода микродифракции электронов (SAED) обобщен нами ранее (Дойникова и др., 2003).
Детально изучен минеральный состав сажистых урановорудных образований - так называемых урановых черней. В составе черней установлены три различные минеральные формы восстановленного урана (U+4): оксидная (уранинит), силикатная (коффинит) и фосфатная. Выявлены следующие фосфаты четырехвалентного урана: нингиоит, лермонтовит, вячеславит, урфоит (Белова и др., 1998). Широко распространен только первый из них, остальные представлены мелкими единичными находками.
В составе урановых черней перечисленные минеральные формы встречаются в различных количественных соотношениях, вплоть до существенного преобладания одной из них. В отличие от широко известных минералов - уранинита и
Адрес для переписки: О.А. Дойникова. E-mail: doa@igem.ru
коффинита - фосфат урана нингиоит стал известен только в 80-е годы, как один из компонентов черневой урановой минерализации. Поскольку характерной особенностью нингиоита является микронный размер кристаллов, он обнаружен благодаря привлечению электронной микроскопии (ЭМ) для изучения минерального состава. Авторские исследования позволили использовать кристаллохимические особенности минеральных компонентов урановой черни (коффинита и нингиоита) как индикаторы геохимической обстановки, характеризующие условия рудообразова-ния (Дойникова, 2003).
ИСТОРИЯ НАХОДОК НИНГИОИТА
Нингиоит Саи(Р04)2 ■ 2Н20 открыт в качестве основного рудного компонента в экзогенных месторождениях Японии, в окрестностях Нингио-Тоге (МиШ а1, 1959), где он является преобладающим рудным минералом в двух из пяти месторождений региона (К^кат, 1970). Из-за долгого отсутствия новых находок он рассматривался как минералогическая редкость, а состав руд считался уникальным.
Находки Са-и-фосфата - нингиоита в 19761977 гг. в месторождениях бывшего Советского Союза (Белова и др., 19781, 2) и Болгарии и дальнейшее детальное изучение всех имеющихся в распоряжении образцов черневых руд доказали частое присутствие нингиоита (в различных ко-
личествах) в составе рыхлых урановых руд (Белова и др., 1985). Результаты АПЭМ-изучения свидетельствуют о широкой распространенности нингиоита в природе, вплоть до мономинеральных рудных образований (Дойникова и др., 1993; Дойникова и др., 2003; Дойникова, 2005).
Позднее были опубликованы данные о находках нингиоитовой рудной минерализации в урановых месторождениях Северной Богемии, Чехия (Scharm, Hofreiter, 1978; Scharm et al., 1980), в Нижней Силезии, Польша (Kucha, Weiczorek, 1980), в Канаде (Boyle et al., 1981) и Великобритании (At-kin et al., 1983; Белова и др., 1987). Нингиоит обнаружен в рудах пятиметальной формации классического жильного месторождения Чешского массива - Горни Славков (Дымков и др., 1986).
В качестве преобладающего компонента в составе вторичных руд нингиоит установлен на месторождении Косачиное, Грачевское рудное поле, Казахстан (Белова и др., 19782; Дойникова и др., 2003).
Несколько публикаций посвящены также результатам изучения нингиоитов из стратиформ-ных месторождений рудного района Северной Богемии (Чехия) с помощью сканирующего аналитического электронного микроскопа (Scharm, 1993; Scharm et al, 1994; Scharmova et al., 1993; Scharmova, Scharm, 1994).
ГЕОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ
УСЛОВИЯ НАХОЖДЕНИЯ УРАНОВОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ НОВОГО ТИПА
Неокисленные экзогенные руды Японии, сложенные нингиоитом, локализованы среди палео-русловых отложений в четвертичных конгломератах, залегающих на эродированной поверхности меловых гранитов (Kajitani, 1970).
В бывшем Советском Союзе отдельные находки нингиоита обнаружены в различных месторождениях (Дойникова и др., 1993), связанных главным образом с зонами пластового окисления. Нами нингиоит установлен впервые (вторая находка в мире) в составе руд экзогенного пластово-инфиль-трационного месторождения Сугралы, Кызылкумского рудного района, Узбекистан (Белова и др., 1978Д В образцах, помимо нингиоита, широко представлены урановые смолки (уранинит). Рудная минерализация на месторождении проявлена в цементе песчаников в виде порошковатых кол-ломорфных выделений смеси урановой черни и иордизита. Здесь в рудовмещающих отложениях отсутствуют углистые органические остатки, а роль восстановителя, по мнению Я.М. Кислякова и В.Н. Щеточкина (2000), очевидно играют "наложенные" дисульфиды, образованные до отложения урановых черней. Руды месторождения - на-стуран-сульфидные. По данным этих же авторов,
со стороны поступающих кислородных вод богатым рудным телам предшествуют участки с урано-фановыми рудами. Последовательность урановой минерализации в рудовмещающем пласте соответствует закономерности развития гипергенной минеральной зональности при выветривании уран-сульфидных руд, которая установлена Л.Н. Беловой (2000): урановые слюдки —► уранил-силика-ты —- урановые черни. Это указывает на сходство окислительно-восстановительных процессов уранового минералообразования в условиях зоны гипергенеза (Белова, Дойникова, 2003).
Следующая наша находка нингиоита обнаружена в глубоко развитой коре выветривания гидротермального месторождения Косачиное, Северный Казахстан. Был установлен преимущественно нингиоитовый состав вторичных урановых руд месторождения, имеющих промышленное значение (Дойникова и др., 2003). Здесь щебенистые и глинисто-карбонатные коры выветривания образовались по глинистым и углисто-глинистым пирит-содержащим сланцам. Наиболее богатые рудные участки приурочены к своеобразным зонкам вторичного обогащения, где окисленные участки с рыжими гидроксидами железа и каймами обеления сменяются переотложенным пиритом и тонкодисперсной урановой минерализацией. Вторичные руды месторождения Косачиное сложены преимущественно Fe-содержащим нингиоитом (Белова и др., 19782), с подчиненным количеством коффини-та и плохо раскристаллизованного (даже на уровне электронной дифракции) уранинита. Рудные выделения тяготеют к прослоям органики. Схематический разрез, типичный для рудных тел месторождения, приведен в работе (Дойникова и др., 2003), где детально рассмотрены условия локализация руд. Анализ условий нахождения вторичных руд и минералогической обстановки показывает, что нингиоит осаждается из слабо щелочных, близких к нейтральным, растворов.
Единичные находки нингиоита (среди оксидов урана) были обнаружены с участием автора в 80-е годы в своеобразной коре выветривания (в виде карстовых воронок) на месторождении Заозерное, Северный Казахстан. По данным Н.А. Глаголева, под карстовой воронкой в верхней части рудного тела развивается зона окисления, непосредственно под которой находится зона обогащения с развитыми оксидами урана в ассоциации с марказитом и нингиоитом.
На территории бывшего Советского Союза не выявлено инфильтрационных месторождений с мононингиоитовыми рудами. По результатам наших исследований (Л.Н. Белова и др., 1978 г.), такие руды установлены в месторождениях Болгарии (Момино, Хасково, Навысен), наряду с рудами сложного состава (нингиоит, коффинит, уранинит). В инфильтрационных месторождениях Бол-
гарии нингиоит распространен особенно широко. Выделены две формы фосфатнорудной (нингиои-товой) минерализации: мономинеральная и нин-гиоит-пиритовая. Во всех случаях проявлений эта минерализация - тонкодисперсная. В ряде месторождений нингиоит представлен исключительно Fe-содержащей разновидностью.
В данном урановорудном регионе, по результатам геолого-минералогического изучения, выделяются две группы месторождений. Для первой группы месторождений рудовмещающими породами являются палеоруселовые осадочные толщи плиоценового возраста (Момино, Хасково), что сближает их с месторождениями Японии и Канады. Нингиоитовая минерализация локализуется среди неокисленных пород, непосредственно вблизи контакта с окисленными породами. В этой группе месторождений нингиоит является единственным рудным минералом, в его составе отсутствуют примеси других элементов. Образцы мономинеральной фосфатной руды из этих болгарских месторождений представляют собой рыхлый темно-коричневый порошок, смесь нингиоита и органики (Л.Н. Белова и др., 1978 г.).
Вторая группа месторождений приурочена к туфогенно-осадочным толщам верхнего эоцена. Рудные тела расположены в туфогенно-осадоч-ных серо-цветных толщах на контакте с обычно подстилающими зеленоцвет
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.