ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2008, том 50, № 6, с. 548-557
УДК 550.93:553.495
ОТЛОЖЕНИЕ И РЕМОБИЛИЗАЦИЯ УРАНА В СЕВЕРО-БАЙКАЛЬСКОМ РЕГИОНЕ, ПО ДАННЫМ АНАЛИЗА U-Pb-ИЗОТОПНЫХ СИСТЕМ УРАНОВЫХ РУД
© 2008 г. В. Н. Голубев*, Л. Б. Макарьев**, Л. В. Былинская**
*Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017, Москва, Ж-17, Старомонетный пер., 35 **Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский
геологический институт" им. А.П. Карпинского 199106, Санкт-Петербург, Средний пр., 74 Поступила в редакцию 12.03.2008 г.
На основе изучения локальных объемов минералов, включающего их микропробоотбор и последующий анализ Pb/Pb и U/Pb изотопных отношений с помощью классических методов изотопного разбавления и термоионизационной масс-спектрометрии (TIMS), проведено U-Pb- и Pb-Pb-изотопное датирование минералов урановых руд на объектах Акитканского и Нечеро-Ничатского рудных районов Северо-Байкальского региона. Для руд Акитканского района впервые получены достоверные свидетельства проявления среднедевонского (384 ± 8 млн. лет) процесса мобилизации ранне-протерозойских первичных концентраций урана и переотложения урана в виде настурана 2. Обоснованы раннепротерозойский (1832 ± 13 млн. лет) возраст уранинитовой минерализации и время наиболее позднего (377 ± 5 млн. лет) преобразования урановых руд на месторождении Чепок в Не-черо-Ничатском районе.
ВВЕДЕНИЕ
Территория Северо-Байкальского региона является одной из наиболее уранонасыщенных на юге Сибирской платформы. Акитканский и Не-черо-Ничатский (Чарский) урановорудные районы (фиг. 1) рассматриваются в числе первоочередных для поисков промышленного уранового оруденения (Царук, 2005; Макарьев и др., 2006). Указанные районы располагают значительными ресурсами урана и реальными перспективами выявления месторождений с богатыми рудами, открытие которых способно улучшить качество минерально-сырьевой базы урана России (Само-вич, 2005).
Это обстоятельство определяет повышенный интерес к Акитканскому и Нечеро-Ничатскому районам, активно изучающимся в настоящее время. Одна из ключевых задач, нацеленная на уточнение формационно-генетической принадлежности оруденения, - определение возраста урановой минерализации. В предлагаемой статье рассматриваются результаты изотопно-геохронологического изучения оксидов урана, сульфидов и суль-фоселенидов свинца. Ее геологическую основу составили материалы совместных прогнозно-поисковых работ Байкальского филиала "Соснов-геология" ФГУГП "Урангео" и ФГУП "ВСЕГЕИ" на Безымянской и Бульбухтинской площадях со-
Адрес для переписки: В.Н.Голубев. E-mail: golub@igem.ru
ответственно в Акитканском и Нечеро-Ничат-ском районах.
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ ИЗУЧАЕМЫХ ОБЪЕКТОВ
На Безымянской площади Кутимо-Безымян-ского урановорудного узла малое месторождение Безымянное, рудопроявления Столбное, Грозовое и ряд других локализованы в вулканогенно-терригенных образованиях раннепротерозойско-го Акитканского протовулканогена и протягиваются вдоль его западной тектонической границы с венд-рифейскими платформенными отложениями (фиг. 1). Руды - селенидно-сульфидно-урано-вые (с клаусталитом и др.). Урановая минерализация представлена оксидами, титанатами и силикатами урана. Наиболее характерны настуран, уранинит и браннерит нескольких генераций. В качестве рудоформирующего рассматривается процесс региональной альбитизации, происходивший предположительно в два этапа гидротермально-метасоматической деятельности - раннепротерозойский в связи с вулканизмом акитканского времени и более поздний (?) активизационный.
На рудопроявлении Столбное проявлены процессы рудосопровождающей эйситизации и более позднего кварц-гематит-глинисто-гидрослюдистого метасоматоза типа аргиллизации. С последним связывается мобилизация урана из первичных
60' с.ш
1 5 2 3 7
..... 3« 6 5415
4
8
Фиг. 1. Схема ураноносности Северо-Байкальского региона (по данным И.И. Царук, 2005, с дополнениями). 1 - плита Сибирской платформы; 2 - рифейские прогибы Прибайкальско-Жуинского перикратонного опускания; 3 -Саяно-Байкальская складчатая область; 4 - архей-раннепротерозойские комплексы Алданского щита (АЩ) и краевых структур Саяно-Байкальской области; 5 - урановорудные районы: I - Акитканский, II - Тонодский, III - Нечеро-Ничатский, IV - Сюльбанский, V - Удоканский); 6 - месторождения урана: 1 - Безымянное, 2 - Туюканское, 3 - Чепок, 4 - Торгойское, 5 - Мраморное, 6 - Читкандинское; 7 - места отбора проб и их номера; 8 - трасса БАМ.
урановых руд и его переотложение в форме на-стурана 2. На этом рудопроявлении, расположенном в 18 км к юго-юго-западу от месторождения Безымянное, опробованы наименее окисленные богатые оксидные руды.
Бульбухтинская площадь одноименного урано-ворудного узла занимает северную часть Нечерского поднятия (выступа архей-раннепротерозой-ского фундамента), разграничивающего рифеиды Саяно-Байкальской складчатой области и Прибайкальско-Жуинского перикратонного опускания. На площади широко распространено торий-урановое (с Мо, Р, та.) оруденение "порфирового" типа в приразломных кремнекалиевых метасома-титах и пегматитах, связанных с раннепротеро-зойской гранитизацией, и собственно урановое оруденение, имеющее сходство с месторождениями "типа несогласия" (Макарьев и др., 2006; Пуш-каренко и др., 2004). Наиболее изученным на этой
площади является недавно открытое малое месторождение урана Чепок (Царук и др., 2005). Оно локализовано в катаклазированных ранне-протерозойских гранитоидах чуйско-нечерского комплекса вблизи границы с несогласно залегающими рифейскими платформенными отложениями. Руды месторождения в основном браннерит-настурановые, рядовые и богатые. Они формируются в ореолах хлорит-гидрослюдистых изменений. В северной части месторождения в оксидных -уранинитовых рудах присутствует молибден в промышленных концентрациях.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Методическая основа настоящей работы - изучение минералогически идентифицированных локальных микрообъемов урановых руд, включающее их микропробоотбор и последующий анализ в
микропробах Pb/Pb и Pb/U изотопных отношений с помощью классических для изотопной геохронологии методов термоионизационной масс-спек-трометрии (TIMS) и изотопного разбавления (ID). Этот подход, впервые осуществленный и развивающийся в работах ИГЕМ РАН (Чернышев, 1970; Чернышев и др., 1983; Чернышев, Голубев, 1996), совершенствовался как в аспекте повышения точности и чувствительности собственно методов изотопного анализа, так и в отношении использования новых знаний о поведении U-Pb-изотопных систем в различных минеральных фазах урановых руд. В настоящей работе выделяли и изучали микрообъемы оксидов урана от 1 х 10-3 мм3 до 3 х х 10-3 мм3 (или от 8 до 25 мкг).
Исследование проводилось в лаборатории изотопной геохимии и геохронологии ИГЕМ РАН по настурану и сульфоселениду свинца рудопроявле-ния Столбное (образец МПК-135), а также по уранинитам и галенитам месторождения Чепок (образец 5415).
Общие содержания Pb и U определяли методом изотопного разбавления с использованием смешанного трасера (208Pb + 235U). Для масс-спек-трометрического анализа исследуемые элементы выделяли методом ионнообменной хроматографии на анионите BIO-RAD AG 1 х 8, 200-400 меш. Суммарный уровень лабораторного фона при химической подготовке образцов для Pb не превышал 0.1 нг, для U - 0.05 нг.
Изотопный анализ выполнялся на многоколлекторном термоионизационном масс-спектрометре "Micromass Sector 54". Для измерения урана использовался трехленточный режим с двумя танталовыми испарителями и рениевым ионизатором. Анализ изотопного состава свинца проводился в одноленточном режиме с силикагелевым активатором на рениевой подложке. Коррекция на масс-фракционирование изотопов свинца велась по результатам систематического анализа стандартного образца свинца SRM 981. Правильность конечных результатов контролировалась по анализам международных стандартных образцов Pb (SRM 983) и U (U 500), выпущенных Национальным институтом стандартов и технологий (США). Итоговая погрешность определения отношений 206Pb/238U и 207Pb/235U не превышала 0.6 и 0.7% соответственно. Погрешности отвечают 95%-му доверительному уровню. Обработка экспериментальных данных проводилась по программам "PbDAT" и "ISOPLOT" (Ludwig, 1991; Ludwig, 1999). В геохронологических расчетах использовались значения констант, рекомендованные Международной подкомиссией по геохронологии МГК (Steiger and Jager, 1977).
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Месторождение Чепок
Изотопное изучение месторождения Чепок проводилось по вкрапленной урановой минерализации, представленной уранинитом. Детальное минералогическое изучение уранинитов показало, что они весьма неоднородны. Это обусловлено как присутствием в них других минеральных фаз (силикатов, сульфидов и других), так и неоднородностью собственно уранинитовой матрицы (фиг. 2). Минералогическая гетерогенность уранинитов отчетливо видна при анализе результатов определения элементного состава на рентгеновском микроанализаторе "8Х-100" (фиг. 3), полученных в Университете Анри Пуанкаре (г. Нанси, Франция). Отмеченная неоднородность уранинитов отражает сложность их геохимической истории и предопределяет и-РЬ-изотопную неоднородность этих минералов. Она выражается в разбросе значений И-РЬ-изотопного возраста по различным зернам уранинита (табл. 1). Тем не менее, на диаграмме с конкордией (фиг. 4), которая представляет собой вариант графической обработки данных по пробам с незамкнутой уран-свинцовой системой, точки уранинитов вполне удовлетворительно аппроксимируются дискордией (СКВО = 1.2). Верхняя точка пересечения дискор-дии с конкордией, определяющая время образования уранинита, отвечает значению 1832 ± 13 млн. лет, а нижняя (время нарушения уран-свинцовой системы уранинита) - 377 ± 5 млн. лет.
Таким образом, предполагавшаяся связь древнего молибденит-уранинитового оруденения с гранитоидами чуйско-нечерского комплекса (Ма-карьев и др., 2006) подтверждается близостью значений возраста уранинитов и гранитоидов, например
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.