ГЕОХИМИЯ, 2014, № 5, с. 414-431
МЕТАКОЛЛОИДНЫЕ ПИРИТ-НАСТУРАНОВЫЕ ПРОЖИЛКИ БОГАТЫХ ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ РУД ДАЛМАТОВСКОГО УРАНОВОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (ЗАУРАЛЬЕ, РОССИЯ). НОВЫЕ ДАННЫЕ О МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЯХ, ВОЗРАСТЕ ИХ ФОРМИРОВАНИЯ И ИСТОЧНИКАХ УРАНА
© 2014 г. Ю. М. Дымков*, А. С. Салтыков*, Г. А. Колпаков*, Д. И. Кринов*, А. П. Алёшин**,
О. Д. Хорозова*, В. И. Прокопчик*
*ОАО "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии", 115409 Москва, Каширское ш., 33 e-mail: asalt52@mail.ru **Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии 119017Москва, Старомонетный пер., 35 Поступила в редакцию 10.07.2012 г.
Принята к печати 11.08.2012 г.
При минералогическом изучении четырех проб богатых урановых руд Далматовского месторождения впервые найдены и онтогенетически расшифрованы при электронно-микроскопических исследованиях микро-нано-текстуры гнезд затвердевшего геля оксида урана. Приведены минералого-геохимические особенности парагенезиса и текстурные особенности уникальных гидротермальных прожилков, сложенных гель-пиритом разной степени раскристаллизации и субпрожилками гель-настурана нескольких генераций. По минералогическим признакам сделан вывод о многократном приоткрывании прожилков в процессе гидротермального рудообразования, о физических и химических особенностях незатвердевшего геля, о его подвижности, агрессивности при метасоматозе. Предположено, что прожилки генетически связаны с основными гидротермальными источниками и, возможно, с эндогенным рудопроявлением урана, образовавшимся в результате приоткрывания основного, маркированного палеоруслом, разлома. Находка таких прожилков рассматривается как доказательство неоднократного поступления в урановые руды осадочно-эпигенетического месторождения гидротермального урана синхронно с накоплением и преобразованием осадков, что позволило отнести это месторождение к разряду известных гидротермально-осадочных. Глубина взятия керна богатых руд изученных проб соответствует "рудной зоне" Далматовского месторождения, вблизи палеозойского фундамента, поэтому, вся "зона" отнесена к своеобразным эндогенным, ме-тасоматическим эпигидротермальным рудопроявлениям, возможно, элизионной природы, с ориентировочной температурой рудообразования 150—250°С.
Ключевые слова: уран, Далматовское месторождение, гель оксида урана, гель-пирит, гель-настуран, эндогенное эпигидротермальноерудопроявление, гидротермально-осадочное месторождение урана.
Б01: 10.7868/80016752514030030
ВВЕДЕНИЕ
Далматовское урановое месторождение, в целом, генетически определяется, по аналогии [1] как гидротермально-осадочное палеодолинного (палеоруслового) типа.
Детальное изучение минералого-геологических проблем Далматовского и его аналога — Хохловского месторождения неоднократно проводилось специалистами Зеленогорской ГРП и московских НИИ. Выполнены обширные и разнообразные исследования, обобщенные в моно-
графиях А.Б. Халезовым [2, 3], и необобщенные [4, 5 и др.].
В рамках данной статьи приведено первое обобщение новых и неожиданных результатов минералогических и радиохимических исследований проб, выполненных на основе микроскопических наблюдений и энергодисперсионных микрозондовых анализов урановых и сопровождающих минералов на двух сканирующих электронных микроскопах (СЭМ) и универсальном микроскопе "Olympus". При изучении богатых руд особое внимание уделено минералого — гео-
химическим генетическим вопросам, рассмотренным на основе конкретно наблюдаемого и онтогенетически и парагенетически расшифрованного материала. Радиологические анализы выполнены в лабораториях ВНИИХТа.
Для минералогического изучения выбраны четыре пробы: 14, 16, 18, 20, разделенные по скважине интервалом 10 см (табл. 1). В результате, несмотря на ограничение масштаба объектов исследования, были установлены важные для оценки рудоносности Далматовского месторождения новые факты о его генезисе, а также первый материал о геохимических особенностях гидротермальных гелей оксидов урана.
В общем плане выявлены признаки гидротермального образования основных урановых минералов и метаколлоидная природа минералов богатых руд, наличие секущих прожилков и признаки интенсивного внутрирудного гелевого метасоматоза.
МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ ИЗУЧЕННЫХ ПРОБ
Нерудные сопутствующие минералы
Основные сопутствующие минералы в урановых рудах — это минералы оруденелых вмещающих осадочных пород — преимущественно кварц в виде окатанных или обломочных зерен и галек, редких прожилков и зерен метаколлоидных микрозернистых разновидностей, скелетных и игольчатых микрокристаллов регенерированных форм. Обычны обломки измененных полевых шпатов, глинистые минералы и гидрослюды. В результате рудного гидротермального эпигенеза отдельные участки пород интенсивно пиритизированы и као-линизированы и руды в целом имеют серый и со светлыми пятнами, "белесый" фон. Широко распространены глинистые минералы. По данным термических исследований на месторождении [4] в тонких классах глинистых фракций преобладает каолинит (до 52%); содержание гидрослюд местами достигает 46%. Инфракрасная спектроскопия наиболее тонкой фракции глин, полученной при отмучивании богатых проб скв. № 50-3-3 (аналитик О.Д. Хорозова) показала, что основные минералы здесь — монтмориллонит и каолинит. Массовая доля каолинита более 20%. Наличие слабого пика в области 3660 см-1 позволяет предположить присутствие диккита.
Инфракрасные спектры поглощения проб (№№ 14, 16, 18, 20) получены с помощью спектрометра 8реесогё М80 1Я в диапазоне 4000400 см-1 (погрешность измерения пропускания ±0.5%). Пробоподготовка осуществлялась методом таблетирования с бромидом калия. В ИК-спектрах-проб практически отсутствуют линии
кварца, плагиоклазов и карбонатных минералов (>0.3% в пересчете на СО3).
Среди менее распространенных неурановых минералов в пробах надо отметить метакри-сталлы прозрачного желтого (местами с Ra) барита, встреченного в алевролитах, и розовый пирит в виде ограненных кристаллов и псевдоморфоз по кристаллам барита — в пирит-гель-настурановых прожилках. Пирит из сульфидов наиболее широко развит; в небольшом количестве отмечен пирротин. Пирит формирует многочисленные генерации: метасоматический в виде зернистых агрегатов и отдельных кристаллов, в основном кубов; встречаются агрегаты фрамбоидов; в прожилках — в различной степени раскристаллизованные гель-пириты. Из сульфидов отмечаются также микронные зерна галенита, сфалерита. Бурый сфалерит наблюдается в виде единичных цепочек достаточно крупных (до 100 мкм) разобщенных метакри-сталлов. Галенит встречен в виде ступенчато сдвойникованных сростков. Из селенидов наиболее часто отмечаются в единичных микрозернах клаусталит и Se-галенит, ферроселит, селе-ниды сурьмы и висмута (в других пробах — редкие раммельсбергит, миаргирит, аргентит, сульфиды мышьяка и пр.). В парагенезисе с оксидами урана встречен железистый гринокит (гнезда кристаллов до 10 мкм в поперечнике), минералы бария, селена.
При осмотре полированных шлифов в темном поле оптического микроскопа (минералов в собственной окраске) в пористых стенках мелких пустот каолинизированного алевролита рельефно выступают зерна и кристаллы пирита, микронные зерна предположительно синего халькозина и коричневого борнита. Встречаются столь же мелкие зерна ярко-розового цвета, напоминающие моурит. Некоторые стенки пустот и пор покрыты ильземаннитовым по цвету налетом. Возможность существования в пробе молибдена и молибдатов подтверждается находками минералов с атомными соотношениями Mo/U = 1 : 1 и 1:2 в пробе 20 (табл. 2). Отметим здесь, что это — не первые находки мо-либдатов для Далматовского месторождения. Ранее, молибдаты были обнаружены нами в пробах в составе раскристаллизованного (U, Ti, Mo, Zr)-твердого геля.
Встречаются также зернистые агрегаты сульфидов и, возможно, молибдатов, имеющих червеобразную форму, аналогичную отмеченной для фемолита [6] из близкого по генезису Хохловского месторождения. Большая часть сульфидов и выделяющиеся по размерам зерна кварца окружены каемками (3—4 мкм) U-чер-ни. Обращает на себя внимание интенсивная
Таблица 1. Геолого-аналитическая характеристика изученных проб и их положение в геологическом разрезе по скважине № 50-3-3 Далматовского месторождения (по данным Г.А. Колпакова и В.Н. Жучкова, ВНИИХТ, 2008)
сл
№ пробы Интервал опробования,м Название пород Содержание урана Данные по гамма-спектометрии Кислото емкость, кг/т (на 30 сут) Извлечение в % (на 30 сут) Остаток* и, %
от ДО каротаж, % хим. ан. % сод. И % КРР
8 449.5 450.0 Алевролит 0.011 0.011 0.013 1.00 — — —
0.014
0.013
0.026
0.008
9 450.0 450.3 Алевролит 0.042 0.003 0.003 1.00 — — —
0.174
0.558
10 450.3 450.4 Алевролит 0.319 0.353 0.35 0.83
11 450.4 450.5 Алевролит 1.198 0.215 0.20 0.76 - - -
12 450.5 450.6 Алевролит 1.899 0.082 0.083 0.90
13 450.6 450.7 Алевролит 1.805 0.075 0.10 0.83 51.20 72.60 0.085
14 450.7 450.8 Алевролит 1.301 3.175 2.80 0.80 56.40 76.10 1.560
15 450.8 450.9 Алевролит 0.898 1.810 1.73 0.84 39.30 82.00 0.296
16 450.9 451.0 Гал.-грав.-песч. отл. 0.844 2.485 2.46 0.56 13.00 83.7 0.282
17 451.0 451.1 Гал.-грав.-песч. отл. 1.027 1.165 1.28 0.62 13.80 97.7 0.026
18 451.1 451.2 Гал.-грав.-песч. отл. 2.108 1.165 1.10 0.74 15.90 97.70 0.023
19 451.2 451.3 Гал.-грав.-песч. отл. 1.580 0.775 1.10 0.71 15.70 98.80 0.010
20 451.3 451.4 Гал.-грав.-песч. отл. 1.141 2.750 2.50 0.69 18.60 81.40 0.445
21 451.4 451.5 Гал.-грав.-песч. отл. 0.901 2.125 2.10 0.58 23.90 98.60 0.029
22 451.5 451.6 Гал.-грав.-песч. отл. 0.453 1.880 2.10 0.73 24.00 83.90 0.360
23 451.6 451.7 Гал.-грав.-песч. отл. 0.369 1.405 1.57 0.60 21.20 99.00 0.013
24 451.7 451.8 Гал.-грав.-песч. отл. 0.255 1.215 1.23 0.60 20.50 99.90 0.001
25 451.8 451.9 Гал.-грав.-песч. отл. 0.306 0.922 0.86 0.62 19.40 96.80 0.029
26 451.9 452.0 Гал.-грав.-песч. отл. 0.276 0.780 0.67 0.50 13.40 96.30 0.030
27 452.0 452.1 Гал.-грав.-песч. отл. 0.213 0.875 0.88 0.56 15.30 88.30 0.103
28 452.1 452.2 Гал.-гр
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.