ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2014, том 56, № 2, с. 131-147
УДК 553.07
ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗА В ПОСТРУДНУЮ СТАДИЮ НА УРАНОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ХИАГДИНСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ,
ВИТИМСКИЙ РАЙОН
© 2014 г. Б. Т. Кочкин*, Н. Н. Тарасов*, В. И. Величкин*, М. В. Нестерова*,
А. А. Новгородцев**, Л. С. Шулик*
*Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017, Москва Ж-17, Старомонетный пер., 35
**ЗАО "РУСБУРМАШ" 115114, Москва, ул. Летниковская, 10, стр. 4 Поступила в редакцию 25.03.2013 г.
Дана характеристика условий локализации оруденения на урановых месторождениях Хиагдинского рудного поля, относящихся к "песчаниковому" промышленному типу в палеодолинах. Эти условия допускают различные генетические толкования. Неопределенность генетических оценок связана с позицией рудных тел как в сероцветных осадочных породах на границе с осветленными, так и в осветленных породах. В статье рассмотрены результаты минералого-геохимических исследований рудовмещающих пород, которые показали, что процесс осветления связан с перераспределением железа в пострудную стадию. Очевидные доказательства в пользу этого вывода были получены в результате статистической обработки количественных определений растворимого железа в разных геохимических типах вмещающих пород. Пострудное осветление, накладываясь как на ранее окисленные породы, так и на сероцветные, в том числе рудоносные, маскирует окраски, присущие окислительно-восстановительной рудоконтролирующей зональности.
БО1: 10.7868/80016777014010043
ВВЕДЕНИЕ
Месторождения урана Хиагдинского рудного поля (ХРП) были открыты в 70—80-е годы прошлого века и в настоящее время передаются под разработку способом подземного выщелачивания. Уже в те годы были детально изучены условия локализации рудных тел и характер эпигенетических новообразований. К сожалению, подавляющая часть этих результатов осталась в отчетах, но важнейшие из них представлены в обобщающей монографии "Уран российских недр" (Маш-ковцев и др., 2010).
Характерное для месторождений ХРП положение рудных тел в сероцветных осадочных породах на границе с осветленными породами традиционно интерпретируется большинством исследователей как следствие консервации первичного оруденения экзогенно-эпигенетического происхождения в результате пострудного восстановления рудовмещающей толщи. Осветленные осадки рассматриваются как продукт глеево-восстанови-тельного процесса, наложенного на желтоцвет-ные породы зоны пластового (грунтово-пластово-го) окисления. Процесс осветления связывается с деятельностью восходящих подземных угле-
Адрес для переписки: Б.Т. Кочкин. E-mail: btk@igem.ru
кислых вод, развитых на Хиагдинском рудном поле как в фундаменте, так и в осадках (Маш-ковцев и др., 2010).
Факт локализации части оруденения непосредственно в осветленных породах не укладывается в указанную концепцию и может интерпретироваться как свидетельство иного, нежели экзоген-но-эпигенетический, механизма формирования месторождения. Именно осветление продолжает оставаться для некоторых исследователей признаком некоего процесса метасоматических изменений вмещающих пород, несмотря на то, что выполненные рентгеноструктурные и электроногра-фические исследования выявили кластогенную природу тонкодисперсных каолинита и гидрослюд, перемещенных в рудовмещающие осадки палеодолин при разрушении выветрелых пород фундамента (Машковцев и др., 2010).
В вулканогенно-осадочной рудовмещающей толще месторождений Хиагдинской группы, наряду с экзогенно-эпигенетическими изменениями, установлено проявление термальных преобразований пород, связанных с вулканизмом. Во-первых, часто наблюдается приконтактовое термальное воздействие базальтов, изливавшихся на осадки, содержащие буроуглистые остатки. Во-вторых, широко проявлены последствия поствулканических
фумарольно-сольфатарных процессов, вызывавших глинизацию, осветление и образование карбонатных прожилков в базальтах, в тонком слое подстилающих осадков и в палеовулканах. При этом изменения гидротермального характера вне области развития былой зоны окисления не сопровождаются урановой минерализацией (Маш-ковцев и др., 2010).
Исследования авторов, выполненные в последние годы, предоставляют дополнительные аргументы в пользу наиболее распространенного объяснения особенностей локализации руд на рассматриваемых месторождениях как результата наложения пострудного глеево-восстановительного процесса на рудоконтролирующую окислительную зональность.
Феномен пострудного восстановления окисленных пород — характерная черта ряда урановых месторождений экзогенно-эпигенетическо-го класса. Эти месторождения формируются за счет восстановительного осаждения урана из кислородсодержащих подземных вод, несущих повышенные или фоновые концентрации урана, на окончании зон пластового окисления, развивающихся по проницаемым горизонтам (Бату-лин и др., 1965). Некоторое время существовали представления о разных типах рудоконтролиру-ющей окислительной зональности — "кислородной" и "бескислородной". Так, например, на Ферганских месторождениях к рудоконтролиру-ющей зональности относилась протяженная подзона обеления с сульфидами, которая отделяла рудные роллы от зоны пластового окисления. Считалось, что она возникала на контакте ин-фильтрационных сульфатных ураноносных вод с залежами углеводородов благодаря щелочным условиям среды во вмещающих известняках. Эти условия обеспечивали устойчивость в растворе карбонатных комплексов уранила в восстановительной обстановке. Выпадение и из раствора осуществлялось (как и в случае "кислородной" зональности) за счет дальнейшего снижения БИ и рН пластовых вод при биохимическом окислении органического вещества (Холодов и др., 1961).
Понятие "вторично восстановленные" породы было предложено в качестве средства описания стадийности (прерывистости) процесса рудо-образования в противовес представлениям о различных типах рудоконтролирующей зональности ("кислородной" и "бескислородной") на этих месторождениях — Е.М. Шмариовичем (1970) для ферганских месторождений и С.Г. Булатовым и В.Н. Щеточкиным (1970) для кызылкумских. Так, согласно Е.М. Шмариовичу (Шмариович, 1970), "... рудообразующие процессы развития зон пластового окисления в ходе геологической истории
той или иной провинции могут сменяться восстановительными процессами, вызванными поступлением нефтяных или иных флюидов по проницаемым пластам из глубоких частей артезианских бассейнов, либо по разломам из фундамента. В этом случае происходит частичное или полное восстановление пластово-окисленных пород с "захоронением" рудных роллов в углеводородной или сероводородной обстановке и образованием зон вторичной пиритизации и "обеления" ...".
По данным Е.М. Шмариовича (Шмариович, 1971), известняки обеленной зоны на месторождениях Ферганы выделяются резко пониженными содержаниями FeВАЛ за счет удаления из них Fe3+. Вслед за Е.М. Шмариовичем зоны обеления и вторичной сульфидизации стали отождествлять с зонами вторичного восстановления в других регионах, в частности в шт. Техас на юге США ^оЫИаЪег г1 а1, 1983). В этих регионах восстановительные флюиды, обогащенные углеводородами и сероводородом, поступали из соседних или нижележащих нефтяных горизонтов, в том числе по разломам.
На урановых месторождениях Западной Сибири, которые локализованы в речных палеодоли-нах, были установлены процессы вторичного восстановления иного характера. В частности, здесь осветленные породы оказались практически лишены сульфидов. Состав новообразований свидетельствовал о поступлении в рудовмещающие пласты восстановительных бессероводородных (глеевых) флюидов, которые также привели к перераспределению железа и, в некоторых случаях, даже урана, что в глеевой среде возможно только при относительно повышенных значениях БИ (Пе-рельман, 1968). Так, на Далматовском месторождении вторично восстановленные разности пород характеризуются дефицитом железа по сравнению с их сероцветными и окисленными аналогами, а в сероцветных породах на контакте с осветленными спорадически наблюдаются сферолиты сидерита. Источником этих флюидов обычно считают неизмененные сероцветные породы рудовмещающего горизонта, откуда флюиды поступали после общего погружения территории и перекрытия ее морскими отложениями, а на месторождении Семиз-бай — термальные воды неясной природы (Кондратьева, Нестерова, 2002).
Осветление пород на месторождениях ХРП в большей мере соответствует этому же феномену на месторождениях Западной Сибири.
Условия, при которых железо переходит в подвижную форму, а уран остается малоподвижным, хорошо известны и характеризуются относительным подкислением восстановительной среды (Пе-рельман, 1968; Лисицин, 1975). Такие процессы от-
носятся к ряду глеевых. Этот механизм может реализоваться при поступлении в рудовмещающий пласт восстановительных слабокислых растворов, не содержащих сероводорода. Для месторождений Хиагдинского рудного поля в качестве таких растворов могут рассматриваться холодные углекислые воды фундамента с рН до 5.5, газирующие источники которых распространены в регионе и обнаружены на территории ХРП. В качестве типичных черт этих вод указывают низкую температуру (до 10°С), минерализацию до 1.5 г/л, гидрокарбонатный магниево-кальциевый состав и высокое (до 3.3 г/л) содержание свободной углекислоты. Считается, что углекислота в этих водах имеет глубинное (метаморфогенное?) происхождение, а сами воды — метеорное (Минеральные., 1961; Машковцев и др., 2010).
Гидродинамика взаимодействия пластовых подземных вод и восходящих по разломам флюидов была раскрыта в результате экспериментальных и теоретических исследований смешения двух разнородных потоков подземных вод (Вартанян, 1968; Васильев, 1971). Эти исследования позволили установить факторы, определяющие положение границы раздела потоков, и дисперсионный характер их смешения. Модель уранового рудообразования, сформулированная на основе этого механизма Л.Л. Беловой, Г.Н. Кричевцом и Е.М. Шмариови-чем (Белова и др., 1982), позволила объяснить стадийность рудообразования как следствие изменения соотношения
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.