научная статья по теме НОВЫЙ ФОСФАТНЫЙ ТИП УРАНОВЫХ РУД В РОССИИ Математика

Текст научной статьи на тему «НОВЫЙ ФОСФАТНЫЙ ТИП УРАНОВЫХ РУД В РОССИИ»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2014, том 457, № 4, с. 434-438

= ГЕОЛОГИЯ

УДК 553.495/.068.1

НОВЫЙ ФОСФАТНЫЙ ТИП УРАНОВЫХ РУД В РОССИИ © 2014 г. О. А. Дойникова, Н. Н. Тарасов, А. В. Мохов

Представлено академиком Н.П. Лаверовым 28.03.2014 г. Поступило 28.03.2014 г.

Б01: 10.7868/80869565214220186

Урановые месторождения Витимского района — ресурсы одного из трех промышленных предприятий России, добывающих уран, и важная часть сырьевой базы России. Общий потенциал их запасов более 100 тыс. т урана [1]. Месторождения песчаникового промышленного типа локализованы в палеодолинах, врезанных в кристаллический фундамент. В западной литературе также месторождения называют "базальными" [1, 2]. Руды пригодны для отработки экономичным методом скважинного подземного выщелачивания. В последние годы проведена детальная разведка месторождений Хиагдинского рудного поля (ХРП) и уточнен вещественный состав тонкодисперсных руд, сложных для изучения традиционными методами минералогии.

До начала детальных исследований состав руд этих месторождений традиционно считали насту-ран-коффинитовым [3, 4]. Оценочное изучение образцов рудной минерализации одной из залежей Хиагдинского месторождения с применением электронной микроскопии еще в 1985 г. выявило их преимущественно нингиоитовый состав [5]. Однако при организации опытно-промышленной отработки урана на Хиагдинском комбинате и в последующие годы считали, что руды его ресурсных месторождений состоят преимущественно из наиболее известных минералов и4+ — оксида (настуран, уранинит) и силиката (коффи-нит), а фосфат (нингиоит) упоминали как незначительную примесь [1, 6]. Недостаточная изученность минерального состава урановых руд не могла не сказаться на отработке технологии извлечения полезного компонента. С 2009 г. начали детально изучать руды месторождений ХРП в ряде научных институтов (ВИМС, ВНИИХТ ИГЕМ), широко применяющих ЭМ в практике минералогических исследований. Нингиоитовый состав руд был

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской Академии наук, Москва

установлен на отдельных месторождениях — Ды-брынское (устное сообщение, ИГЕМ, 2010 г.), На-маруское, Кореткондинское [7]. Результаты изучения палеодолинных месторождений ХРП — Дыбрынское, Намаруское, Кореткондинское, Хиагдинское, Вершинное, Количикан — свидетельствуют о преобладающем фосфатном нингиои-товом составе руд.

Уже с середины 1980-х годов стало очевидно, что месторождения с нингиоитовыми рудами не редкость, как считали ранее. Эти данные связаны с использованием при минералогическом изучении рыхлых тонкодисперсных (черневых) урановых руд локальных методов АЭМ. Обзор известных на последнее время находок нингиоитовой минерализации свидетельствует о существовании ряда гидрогенных месторождений урана с малоизвестными ранее Са-и-фосфатными рудами. Преимущественно нингиоитом сложены месторождения в Японии (Нингио-Тоге, Тоно), Болгарии (Моми-но, Хасково, Навысен), Канаде (Близзард, Тайи), Чехии (рудный район Северной Богемии). На территории б. СССР не было известно месторождений с промышленными нингиоитовыми рудами. Были установлены лишь рудные проявления, сложенные преимущественно нингиоитом [8, 9].

Наша работа обобщает результаты детального систематического изучения урановых руд шести палеодолинных месторождений ХРП с привлечением высоколокальных методов АЭМ, проведенного в последние годы в ИГЕМ РАН.

Хиагдинское рудное поле расположено в Северо-Восточном Забайкалье, на Витимском плоскогорье, в пределах Амалатского плато базальтов, и приурочено к крупной тектонической структуре северо-восточного простирания — Байсыхан-скому поднятию. Рудное поле включает 8 месторождений (рис. 1), положение которых контролируют палеодолины и их притоки, врезанные в фундамент на обоих склонах Байсыханского поднятия. Породы фундамента сложены преимущественно гранитоидами витимканского комплекса с повышенным содержанием урана. Рудные зале-

Рис. 1. Схематическая геологическая карта Хиагдинского рудного поля [1]. 1 — осадочные и вулканогенно-осадочные отложения; 2, 3 — породы фундамента: гранитоиды (2), кристаллические сланцы и гнейсы (3); 4 — зона эпигенетических изменений пород (окисленные, вторично восстановленные); 5 — урановорудные залежи месторождений (1 — Ды-брынское, 2 — Намаруское, 3 — Кореткондинское, 4 — Тетрахское, 5 — Хиагдинское, 6 — Вершинное, 7 — Источное, 8 — Количикан); 6 — разломы.

жи приурочены в основном к палеоруслам второго порядка и выше. Заложение долин связывают с начавшимся в конце олигоцена новейшим геотектоническим этапом поднятия и блоковой дифференциации фундамента территории Забайкалья. Общие для всех месторождений черты геологического строения различаются лишь размерами вмещающих их палеорусел и параметрами рудных залежей.

Месторождения ХРП локализованы в неоген-четвертичных отложениях джилиндинской свиты. По составу и условиям осадконакопления месторождения подразделяются на три пачки (снизу вверх): терригенно-осадочная, вулканогенно-оса-дочная и вулканогенная. Две нижние пачки выполняют систему палеодолин, а верхняя перекрывает их в виде сплошного покрова (до 200 м) базальтов и их туфов на всей площади рудного поля. Урановое оруденение локализовано преимущественно в терригенных отложениях нижней

пачки, реже — в вулканогенно-осадочной пачке и подстилающих гранитах.

Рудовмещающая толща, выполняющая эрозионные врезы, представлена плохо сортированными терригенными и вулканогенно-осадочными отложениями — грубообломочным сероцветным и пестроцветным материалом. По фациальным условиям они относятся к пролювиально-делювиальным, аллювиальным и озерно-болотным отложениям. Мощность рудовмещающих терри-генных пород от нескольких до 80 м. Лежащая выше вулканогенно-осадочная пачка мощностью до 120 м отличается присутствием пеплового материала и прослоев базальтов, их туфов.

Оруденение контролируется границей выклинивания окисленных пород. Зона окисления развивается по наиболее проницаемым прослоям от прибортовых частей и верховьев оврагов и палео-долин по направлению к тальвегам. Рудные тела объединяются в линзо- и лентообразные залежи протяженностью до 3—5 км. Залежи расположе-

436

ДОЙНИКОВА и др.

Рис. 2. Сростки кристаллов нингиоита: СЭМ-изображение (а), ПЭМ-изображение (б), врезки — спектр состава и картина микродифракции.

ны преимущественно в нижних частях осадочной толщи и тяготеют к осевым частям палеорусел. Их мощность составляет обычно первые метры, в раздувах до 20 м [6]. По [10], процесс рудообразо-вания протекал в пределах времени осадконакоп-ления и прекратился с перекрытием осадочной толщи последними порциями базальтов.

Руды месторождений ХРП преимущественно рядовые и бедные. Максимальные концентрации урана (до нескольких процентов) фиксируются в сероцветах вблизи контакта с осветленными разностями и в участках скопления дисперсного гумусового вещества, углефицированных растительных остатков, дисульфидов железа.

Урановая минерализация на всех изученных месторождениях ХРП однотипна и характеризуется (по морфологии выделений) как урановые черни. Объекты исследования — образцы наиболее богатых рудных проб из керна скважин, отражающие различные литологические разновидности рудовмещающих пород. Рудные образцы из терригенных осадочных пород — песок или песча-но-глинистый слабо сцементированный, рыхлый, темно-серый материал. Оруденелые вулканиты, как правило, представлены измененными пористыми базальтами и их туфами. Рудные образцы из фундамента — выветрелые граниты. Урановая минерализация в базальтах и гранитах выполняет трещины и пустоты, отмечена в прожилках хлорита и скоплениях глинистых минералов.

По данным радиографии более 50% орудене-ния в осадочных породах сосредоточено в алеврит-глинистом цементе, меньше представлено в виде корочек и пленок на обломочных и породообразующих минералах, наиболее контрастное проявление приурочено к растительным остаткам. Весьма характерен цементирующий харак-

тер выделения рудной минерализации, который сохраняется во всех разностях рудовмещающих пород (пески, измененные граниты, базальты).

Рудная минерализация отличается исключительно высокой дисперсностью, что обусловило изучение минерального состава руд методами АЭМ ^М-5610ЕУ+ШСЛ-450; JEM-2100+IETEM Ш-СА-250). Основной урановый минерал во всех типах руд диагностирован как Са-фосфат четырехвалентного урана нингиоит Саи(Р04)2 • 2Н20. Характерная форма его выделения — микрокристаллы; их размер от долей до первых микронов. Размер сплошных скоплений нингиоита в изученных рудах редко достигает 100 микронов. Наиболее крупные кристаллы демонстрируют характерный для нин-гиоита веретеновидный габитус, более мелкие часто имеют игольчатую форму, нередко встречаются звездчатые сростки (рис. 2). Субмикронные кристаллы нингиоита встречены в светло-серых рудных песках среди скрепляющего их алюмосили-катного материала и в сульфидизированных участках углистых обломков.

Данные электронной дифракции однозначно характеризуют рудный минерал как нингиоит (рис. 2б). Результат определения его состава в разных образцах показывает частое присутствие Fe и/или S в микрокристаллах нингиоита. Находки железистого нингиоита ранее были известны [8]. Одновременное же присутствие S и Fe в нингиои-те, вполне допустимое в его структуре с позиций кристаллохимии, ранее лишь предполагали. Изоморфная разновидность нингиоита, содержащая в составе Fe и S, впервые зафиксирована экспериментально. Беспримесный "чистый" состав нингиоита встречается не часто. В рудах месторождений ХРП преобладает изоморфная разновидность и4+-фосфата с идеализированной формулой

(Са,и^е) • [(P,S)O4] • 2Н20. Часто встречается нингиоит, содержащий РЗЭ (Се, La, Nd, редко Y). В спектрах состава нередко присутствуют элементы, обусловленные вмещающей массой (А1, Si). Рудный фосфат обрастает обломочные зерна, часто развивается по трещинам в измененных полевых шпатах.

Широко представлена в рудах минералоидная форма выделения нингиоита — колломорфная, слабо дифференцированная нингиоит-пирито-вая масса (нередко с A1—Si-примесью). Этот рудный мин

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.

Показать целиком