УДК 550.42
НЕОТЕКТОНИЧЕСКИЙ ЭТАП ФОРМИРОВАНИЯ ХОХЛОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ УРАНА (ВОСТОЧНОЕ ПРИУРАЛЬЕ): СТРУКТУРНЫЕ, ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКИЕ И МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ
© 2013 г. С. Ф. Винокуров, В. Ю. Прокофьев, В. И. Мальковский, Ю. М. Дымков,
А. В. Чугаев, М. В. Нестерова
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017, Москва, Старомонетный пер., 35 Поступила в редакцию 12.07.2012 г.
Рассмотрены структурные, гидрогеохимические, минералогические и геохимические особенности Хохловского месторождения урана, которые в основном связаны с интенсивным развитием неотектонических процессов. Первая из них выражается в весьма значительном проявлении неотектонических дислокаций в виде повсеместного интенсивного дробления рудовмещающих пород и широкого распространения малоамплитудных нарушений сдвигового типа. Гидрогеохимическая специфика определяется появлением в рудовмещающих горизонтах термальных углекислых пластовых вод, сходных по химическому и газовому составу с гидротермальными растворами из флюидных включений и с минеральными водами, широко распространенными в данном районе. К минерало-го-геохимическим особенностям относятся новообразование железистых карбонатов и поздних гидроксидов железа в измененных (осветленных) глинистых породах, формирование кремнисто-опаловых выделений в рудоносных песках и песчаниках, поздних сульфидов, арсенидов, селенидов железа и других металлов и многофазных гель-настуранов, обогащенных цирконием, преимущественно в богатых рудах.
Установлено отчетливое совпадение времени формирования богатых урановых руд, определенного прецизионным изотопным уран-иониевым методом, с вероятным временем появления термальных углекислых вод в рудовмещающих горизонтах, оцененным с помощью математической модели теп-лопереноса и региональной динамики подземных вод, что однозначно указывает на генетическую связь этих процессов с позднечетвертичным этапом неотектонической активизации Восточного Приуралья.
БО1: 10.7868/80016777013060063
ВВЕДЕНИЕ
Представленная работа является результатом сравнительного анализа данных комплексного ми-нералого-геохимического изучения поздних минеральных новообразований в породах и урановых рудах Хохловского местрождения, полученных коллективом авторов статьи, а также обобщения фактических данных по широкому кругу вопросов, в частности, о проявленности неотектонических нарушений, о гидрогеохимических особенностях ру-довмещающего водоносного горизонта и т.д., которые ранее не рассматривались по существу в опубликованной литературе. Помимо полного набора современных минералогических и геохимических исследований, включающего аналитическую электронную микроскопию, рентгенофазовый анализ и другие виды анализов (ИНАА, ЭСПА), которые выполнялись в различных лабораториях ИГЕМ РАН, был проведен ряд оригинальных экспериментальных работ.
К этим работам относятся:
— Микротермометрическое исследование флюидных включений в позднем кварц-сидеритовом прожилке и современный метод анализа водных вытяжек из кварца.
— Создание математической модели теплопе-реноса в конкретной геологической обстановке для оценки вероятного временного интервала сохранения температурной аномалии, зафиксированной в пластовых водах рудовмещающего горизонта.
— Анализ изотопных соотношений 238и/234и и 232ТИ/230ТЬ в двух рудных образцах для установления временного интервала нарушения изотопного равновесия между ураном и ионием, который позволяет определить возраст формирования этих руд.
Проведенный сравнительный анализ позволил выявить ряд геологических и минерально-геохимических особенностей, существенно отли-
2
481
Фиг. 1. Схема рудоносных юрских палеодолин с элементами неотектоники (с использованием данных А.Н. Сысоева) (Крайнов и др., 2004).
1 — западная граница MZ—KZ отложений; 2 — контуры юрских долин по данным бурения; 3 — площади развития аллювиальных отложений; 4 — изогипсы кровли фундамента; 5 — основные неотектонические нарушения; 6 — Далма-товское (1) и Хохловское (2) месторождения урана.
0 10 20 30 40 км
/<" 1 1 1 < 2 3 с^5 4 — 5 ®
чающих изученный объект от наиболее близкого его аналога — Далматовского месторождения урана. Прежде всего, эти отличия выражаются в значительно большей степени проявленности в пределах Хохловского месторождения неотектоники и поздних минеральных новообразований, связанных с воздействием эксфильтрационных гидротермальных растворов.
КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ХОХЛОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ УРАНА
Хохловское месторождение относится к урановым объектам палеодолинного типа обширного Западно-Сибирского рудного района, включающего хорошо изученные Далматовское, Семизбайское и Малиновское месторождения. Оно находится в непосредственной близости от районного центра Шумиха Курганской области и расположено приблизительно в 100 км к юго-востоку от Далматов-ского месторождения, являющегося практически
полным его аналогом, по мнению ряда исследователей (Долбилин и др., 2009). Оба месторождения локализованы в небольших субширотных притоках единой крупной позднемезозойской палеодолины общего юго-восточного направления (фиг. 1).
В тектоническом отношении они приурочены к краевой части Западно-Сибирской плиты, примыкающей к Уральской складчатой системе гер-цинского возраста, на стыке Зауральского поднятия и Тюменско-Кустанайского прогиба, в пределах Туринской моноклинали. Следует отметить, что соседние Шумихинский и Шадринский районы, где расположены эти урановые месторождения, находятся в зоне пятибалльной сейсмической активности и характеризуются значительным развитием углекислых минеральных вод типа Ессентуки № 4 с температурой до 50°С (Те-лежникова, Ковальчук, 1982). По мнению ряда исследователей, морфоструктурный план этого района определялся новейшими тектоническими движениями, которые начались в плиоцене и
продолжались в голоценовое время (Борисевич, 1990; Зятькова, 1997). При этом основную роль играли крупные северо-восточные сдвиги (Миас-ский и Водораздельный), в зоне влияния которых расположены Хохловское и Далматовское месторождения (фиг. 1).
Образования досреднеюрского фундамента на этих месторождениях представлены гранитами и в различной степени метаморфизованными породами среднего-позднего палеозоя — песчаниками, углисто- и графитисто-кварцевыми, сери-цито-глинистыми и глинистыми сланцами, известняками, алевролитами, аргиллитами, а также базальтами триаса, образующими лавовые покровы и залегающими с угловым несогласием. Для них также типичен единый рудовмещающий комплекс аллювиальных осадков таборинской свиты ^2-31Ъ) средне-позднеюрского возраста, сложенный толщей переслаивания гравийно-галечных, песчаных, песчано-глинистых и глинистых осадков, обогащенных углефицированными растительными остатками (Долбилин и др., 2009).
Таборинская свита на Хохловском месторождении имеет ритмичное строение. Осадки первого ритма с размывом залегают на породах фундамента. В нижней части развиты плохо сортированные полимиктовые гравийно-галечные, гравийно-пес-чаные отложения. Гравийный и галечный материал представлен обломками средней окатанности, состоящими в основном из кварца, реже обломков пород фундамента (гранитов, базальтов, сланцев, известняков и др.). Песчаный материал имеет существенно кварцевый состав с небольшой примесью полевых шпатов. По своей фациальной принадлежности они относятся к руслово-стрежневым образованиям, наибольшая мощность которых (до 20—30 м) зафиксирована в правобережной части палеодолины.
В направлении к левому борту и вверх по разрезу гравийно-галечные и песчано-гравийные отложения постепенно сменяются олигомиктовыми песчаниками прирусловой отмели, содержащими линзы и прослои глинистых пород. Песчаный материал средней степени сортировки, зерна полуокатаны, цемент гидрослюдисто-каолиновый. В прибортовых частях палеодолины локально развиты пролювиально-делювиальные образования, представленные щебенисто-дресвяно-глинисты-ми слабопроницаемыми пестроцветными осадками (Долбилин и др., 2009).
Верхняя часть первого ритма представлена пой-менно-старичными отложениями — сероцветными горизонтально-слоистыми и массивными алевролитами и глинами. Эти породы слагают относительно выдержанный по площади пласт мощно-
стью от первых до 30 м при средней мощности 12 м. По мере приближения к правому борту палеодоли-ны мощность его закономерно уменьшается до полного выклинивания, а в ее верховьях этот водо-упор существует только в виде небольших по мощности линз глинистых пород.
Отложения второго ритма имеют более сложное строение, обусловленное многократным чередованием осадков стрежневых, прирусловой отмели и пойменно-старичных. Первые развиты преимущественно в основании разреза и представлены крупнозернистыми песками и песчаниками с хорошей сортировкой обломочного материала, реже — песчано-гравийными отложениями. Состав пород полевошпат-кварцевый, цемент гид-рослюдисто-каолиновый. Отмечается слоистость, обусловленная распределением углистого детрита и дифференциацией обломочного материала. Отложения прирусловой отмели представлены косо- и горизонтальнослоистыми разнозернистыми песками и песчаниками с частыми прослоями глин и алевролитов. Глинистость песчаников составляет 20—30%. Совместно эти отложения образуют единый водоносный подгоризонт с преобладанием осадков стрежневой фации в правобережной части палеодолины. В разрезе выделяются многочисленные, иногда достаточно выдержанные по площади линзы и пласты пойменно-старичных глинистых отложений, образующие локальные во-доупоры. Завершается разрез второго ритма озер-но-болотными осадками — пластом алевро-глини-стых лигнитоносных пород, перекрывающим нижележащие аллювиальные отложения (Долбилин и др., 2009).
В осадках палеодолины широко развито растительное органическое вещество. В песках и песча-но-гравийных стрежневых отложениях органические остатки встречаются в виде рассеянных крупных и мелких включений. Количество Сорг в них колеблется от 0.3 до 1.5%. В песчаниках и алевролитах прирусловой отмели появляются тонкие прослойки, обогащенные органическими
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.