Обзор современных концепций об источниках урана в жильных месторождениях » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Обзор современных концепций об источниках урана в жильных месторождениях

21.07.2021

Жильными называются такие месторождения урана, в рудных телах которых урановые минералы выполняют различные пустоты: трещины, полости, поровые пространства, зоны брекчий, сети прожилков и т.д. Размеры открытых полостей могут быть самых различных размеров - от массивных жил урановой смолки в месторождениях Яхимов и Порт-Радий до выполнения микроскопических трещин, пор и образования вкрапленных руд в залежах северного Саскачевана и северной Австралии.

Таким же широким разнообразием отличаются и типы вмещающих пород: граниты, дайки диабазов, осадочные породы, кислые и основные вулканические породы и даже латериты, как современные, так и древние.

Именно жильные месторождения Яхимов, Шинколобве и Порт-Радий благодаря высокому качеству их руд и высоким ценам на радий были наиболее важными объектами в годы, предшествующие эре ядерной энергии. Когда же с развитием ядерной энергии спрос на уран сильно увеличился, место главных источников сырья заняли более низкосортные, но более крупномасштабные месторождения в осадочных породах и уран из жильных месторождений стал занимать подчиненное положение на урановом рынке. В соответствии с нашими современными представлениями о геологических особенностях урановых месторождений едва ли следует ожидать существенного изменения их роли и в будущем. Однако из этого совершенно не следует, что жильные месторождения не имеют значения. Наиболее крупные открытия последних лет и были представлены новыми жильными месторождениями в давно известных урановых рудных районах Саскачевана в Канаде и Северной территории в Австралии.

Многие геологи сейчас считают, что жильные месторождения урана нельзя считать чем-то совершенно особенным и резко отличным от других типов уранового оруденения. Они представляют лишь определенную часть единого геохимического цикла, который отражает неоднократное перемещение и переотложение урана в различных средах. Эта концепция была тщательно разработана и изложена в прекрасной серии статей, опубликованных Биготтом, и расширена Барнесом и Ружичкой.

Эта концепция основана на том, что уран перемешается из материнских кристаллических или осадочных пород или из вод океана процессами растворения, метаморфизма или осадконакопления. В подходящих для захвата или осаждения условиях уран может концентрироваться в новых вмещающих породах, но тут же снова способен принять участие в новой фазе цикла. Все три основных типа промышленных урановых месторождений со всеми их многочисленными вариациями являются звеньями единой цепи, в том смысле, что они связаны одно с другим.

Такая взаимозависимость подчеркивается тем обстоятельством, что урановое оруденение связано, как правило, со специфическими геологическими обстановками и что в каждом рудном регионе обычно развиты месторождения нескольких различных типов и рудообразования различного возраста. Это особенно ярко выражено на Канадском докембрийском щите, где геологи имеют в распоряжении прекрасные региональные тектонические карты, составленные Геологической службой Канады.

Здесь урановое оруденение тесно связано с геосинклинальными поясами, которые представляют собой геологические субпровинции докембрия. Зоны крупных тектонических нарушений, развитые в пределах этих поясов, являются следствием столкновения и дробления протоконтинентов и благоприятным местом для локализации уранового оруденения. Однако в нескольких районах урановое оруденение известно и в пределах самих континентальных плит, где оно имеет тенденцию концентрироваться в основании среднепротерозойского платформенного осадочного чехла, например в отложениях формаций Атабаска и Дубонт в северной Канаде.

Как только континентальная кора в отдельном регионе становилась способной поставлять первый уран в геосинклиналь, этот уран, однажды попавший в геосинклинальный пояс, особенно в тектоническую зону, по-видимому, остается там, чтобы неоднократно перераспределяться и концентрироваться самыми различными путями. В одних частях геосинклинали это могло быть сингенетичное накопление в осадках, тогда как в других шло выполнение трещин и пустот в породах и коре выветривания. Эти различные явления не обязательно происходили в одно и то же время, и вполне возможно, что уран мог осаждаться в различные стадии различными способами. Важно подчеркнуть, что однажды попав в тектоническую систему, большая часть урана оставалась здесь и перемещалась как в закрытой системе или цикле. В некоторых урановорудных районах это иллюстрируется очень хорошо, хотя отдельные типы месторождений могут иметь и малое промышленное значение.

Ураноносные кварцевогалечные конгломераты Эллиот-Лейк слагают основание нижнепротерозойской осадочной толщи и расположены вдоль южного окончания крупного массива архейских пород, которые включают ураноносные пегматиты и граниты. Приблизительно в 160 км западнее главного месторождения Эллиот-Лейк имеется множество мелких жил молодой урановой смолки, концентрирующихся в архейских породах непосредственно ниже поверхности несогласия вдоль нижней границы протерозойских комплексов.

Подобная ассоциация давно уже была установлена в урановорудных районах Биверлодж и Атабаска в северном Саскачеване, где более древние ураноносные пегматиты пространственно связаны с жилами урановой смолки, а в перекрывающих кварцевых песчаниках и кварцевогалечных конгломератах локализованы осадочные месторождения.

Район Макковик на Лабрадоре в Канаде представляет собой еще один пример комплексной урановой провинции с выполняющей трещины урановой смолкой, уранинитом в пегматитах и

осадочными месторождениями в кварцитах.

Нельзя не напомнить, что район Рам-Джангл в Австралии с его хорошо известными жильными месторождениями также имеет уран в кварцевогалечных конгломератах и в пегматитах в пределах структурно единого рудного района. Следует отметить, что поисковые работы, которые привели к крупнейшим новым открытиям восточнее Дарвина, были первоначально запланированы для поисков месторождений в высокорадиоактивных гранитах, обнажающихся местами среди латеритных кор и считающихся благоприятными вмещающими породами для рудных тел.

По мере совершенствования методов определения возраста становится все более очевидным, что многие урановые провинции мира характеризуются длительной историей повторяющегося переотложения урана, неоднократной концентрации и переноса. Это особенно очевидно для месторождений, первоначально сформированных в докембрии и имевших особенно длительный временной интервал для переработки. И возможно, это не будет таким бесспорным в рудных районах, связанных с рыхлыми, сравнительно молодыми толщами осадочных отложений.

Выше упоминалось, что жильные месторождения урана расположены в самых разнообразных породах: в гранитах (Вандея), в метаморфических породах, вулканитах и гранито-гнейсах (Биверлодж), в слюдистых хлоритовых сланцах (Джабир) и т.д. Жилы часто секут породы различного состава. Химический состав вмещающих пород, таким образом, по-видимому, имеет меньшее значение для формирования ураноносных жил, чем степень их компетентности, которая определяет возможность возникновения структурных ловушек для ураноносных растворов.

Однако преобладание среди вмещающих комплексов в районах Биверлоджа и на месторождениях северной Австралии пород типа слюдистых хлоритовых сланцев позволяет предположить наличие химического контроля для более крупных урановорудных тел или высказать предположение, что эти породы сами были непосредственным источником урана, теперь сконцентрированного в прожилковых и вкрапленных рудах.

Представляется также достаточно очевидным, что большинство ураноносных жил в любых отдельных структурных комплексах обычно связано с конечными стадиями тектонической деятельности в регионе или близкими к конечным. Если же отложение урана происходит в системах трещин, то в результате более поздних подвижек часто наблюдается его перемещение с мест первоначального отложения и образование новых концентраций.

Некоторые типы пород среди комплексов, вмещающих урановое оруденение, присутствуют на всех месторождениях, хотя и не обязательно широко распространены. Например, в мире имеется немного жильных месторождений урана, в которых не отмечались бы дайки диабазов и трещинки, выполненные урановой смолкой в этих дайках или вдоль их контактов. Некоторые геологи предполагают, что уран и диабазы имеют общий источник. Другие же считают, что в результате внедрения даек ранее существовавшее оруденение лишь перемещалось. Только точные определения возрастов могли бы помочь разрешить загадку этой интереснейшей ассоциации.

Определение возраста как уранового оруденения, так и вмещающих его пород вообще играет чрезвычайно важную роль в установлении геологической позиции жильного оруденения. По-видимому, в геологической истории земной коры существовали два главнейших периода, отвечающие двум крупнейшим циклам орогенеза, с которым связана первоначальная локализация большинства жильных урановых месторождений мира. Это пермо-карбоновый период в Европе и на восточном побережье Северной Америки и среднепротерозойский период в Канаде и Австралии.

Автор наиболее близко знаком с крупными урановыми месторождениями протерозойского возраста, так как жильные докембрийские месторождения Канады попадают именно в эту категорию.

В северном Саскачеване урановое оруденение в архейских и нижнепротерозойских (афебийских) породах представлено уранинитом, ураноторианитом и алланитом (ортитом) в пегматоидных крупнозернистых гранитах и гранито-гнейсах. Установлены по крайней мере два периода сингенетического накопления урана (2270 и 1930 млн. лет), связанные с гранитизацией архейских и нижнепротерозойских метаморфизованных осадков и вулканических пород. Эти породы претерпели проявившуюся во всем мире постнижнепротерозойскую орогению, называемую в Канаде гудзонской и имеющую возраст 1600-1800 млн. лет. В результате этих орогенических процессов в межгородных впадинах накопились типичные красноцветные толщи конгломератов, аркозов и алевролитов, переслаивающихся с андезитовыми лавами и силлами базальтов (формация Мартин). Позднее (1200-1400 млн. лет) в южном секторе региона развивался сравнительно мелководный бассейн, в котором отлагались кварцевые песчаники, кварцевые алевролиты и кварцевогалечные конгломераты (формация Атабаска). Хотя жильные месторождения с урановой смолкой известны во всех трех структурных ярусах, геологи, работающие в этом районе, уже давно установили, что они постоянно локализованы в пределах 200 м от раздельных крупных поверхностей несогласия в основаниях двух среднепротерозойских (Мартин и Атабаска) формаций.

Если выполненные урановой смолкой трещины расположены вблизи этих несогласий, сами поверхности несогласий, а также горизонты древних кор выветривания, покрывающие их, особенно благоприятны для ураноносных жил. На руднике Эльдорадо концентрации в древних корах выветривания или зоне реголитов в основании формации Мартин дают основную часть высококачественных руд для фабрики, а рудные тела месторождений Рэббит-Лейк и Галф-Лейк лежат вблизи или в пределах самого реголитового плаща несогласия в основании формации Атабаска. Жильные урановые месторождения, известные в других местах северной Канады, также характеризуются пространственной связью со среднепротерозойскими несогласиями.

Подобная ситуация устанавливается и на Северной территории Австралии. Здесь месторождения урановой смолки Рам-Джангл, в районе реки Южный Аллигейтор и недавно открытые рудные районы Арнем-Ленда приурочены к структурным ловушкам в архейских и нижнепротерозойских метаморфических породах и гранитах. Все они пространственно локализованы вдоль несогласия в основании перекрывающих эти породы среднепротерозойских толщ. В большинстве случаев эрозия полого залегающих среднепротерозойских отложений обнажает месторождения, лежащие в их основании, другие же месторождения частично перекрыты этим защитным чехлом.

Эти и другие примеры близости ураноносных жил к несогласию среднего протерозоя дают достаточное основание для вывода о том, что в эпоху крупного перерыва около 1600—1800 млн.лет назад, в конце нижнего протерозоя, возник чрезвычайно благоприятный горизонт для эпигенетического накопления бесториевых урановых минералов. Этот вывод справедлив, несмотря на поступающую в последнее время информацию о том, что основная масса урана, по-видимому, отложилась уже после накопления на эродированной поверхности осадочных толщ. Однако в Биверлодже и в некоторых других районах северной Канады установлена урановаи смолка различных возрастов, среди которых наиболее древний - 1700-1800 млн. лет. Такая датировка свидетельствует, что по крайней мере часть Урана отлагалась и в эпоху длительного периода эрозии. Я сомневаюсь, чтобы в мире были найдены какие-либо урановые жильные месторождения древнее упоминавшейся выше постнижнепротерозойской орогении.

Другая крупная эпоха формирования первичных ураноносных жил имела место в Европе после внедрения герцинских гранитов, т.е. в течение каменноугольного периода. В результате глубокого выветривания в послепермское время обогащенные ураном герпинские граниты были покрыты мощной корой выветривания, в пределах которой в трещинах и пористых участках концентрировался уран. Некоторая часть ураноносных жил локализована также в системах трещинных зон, которые секут метаморфические породы, окружающие массив. Ho ни одно из этих рудных тел не отходит далеко от границы гранитного массива. Кроме того, они низменно лежат только в пределах 150-250 м от современной поверхности. Эта постоянная связь уранового оруденения с позднегерцинской и современной эрозионными поверхностями чрезвычайно напоминает приуроченность урановых месторождений к эрозионной поверхности среднего протерозоя. В результате их относительной молодости представляется возможным изучение урановых месторождений почти в условиях их формирования, что может помочь и в понимании более древних докембрийских жильных месторождений. Наоборот, значительный возраст докембрийских месторождений позволяет изучать широко проявившиеся здесь стадии переотложения урана, каждая из которых может быть обусловлена различными процесс сами.

Я остановился на месторождениях Канады, Австралии и Западной Европы. Ho безусловно, крупные жильные месторождения урана находятся и в других районах, которые имеют определенные черты геологического сходства с уже рассмотренными примерами.

В Габоне, вблизи Франсвиля, докембрийские песчаники и сланцы, возраст которых составляет около 1745 млн. лет, примыкают к архейскому гранитному массиву. Здесь формировались осадочные месторождения с урановой смолкой и коффинитом, которые позднее концентрировались в структурных и литологических ловушках благоприятных горизонтов песчаников. Все эти месторождения лежат в пределах 200 м от современно, поверхности. И хотя они имеют протерозойский возраст, по своим геологическим особенностям они определенно сходны с герцинскими месторождениями Западной Европы.

Различные жильные месторождения западных штатов США характеризуются особенностями, близкими к месторождениям других частей мира. Большинство этих месторождений относится к кварцево-сульфидному типу и имеет третичный возраст, хотя возраст вмещающих пород колеблется от докембрийского до третичного.

Минералогия жильных месторождений урана хорошо описана многими авторами, и здесь мы дадим лишь резюме. Первичным урановым минералом неизменно является разновидность уранинита, называемая урановой смолкой, которая в понимании геологов Канады, как определил Робинсон, является разностью уранинита, содержащей ничтожные количества тория и редких земель. Обычно она имеет тускло-черную окраску и иногда характеризуется стеклянным блеском. Этот массивный или почковидный минерал цементирует обломки брекчий и заполняет трещины и поры или выстилает их стенки. Иногда урановая смолка образует идиоморфные кристаллы.

Вторичные минералы распространены в большинстве месторождений урановой смолки и являются продуктами поверхностного изменения. На отдельных месторождениях они нацело слагают отдельные рудные тела. Эти минералы представлены в основном гидратированными окислами урана, фосфатами и силикатами с ограниченным числом других элементов, в основном меди и ванадия. Сажистая урановая смолка и урановый силикат коффинит встречаются довольно часто. Урано-титановый минерал браннерит, который является основным рудным минералом кварцевогалечных конгломератов Эллиот-Лейк, известен в виде идиоморфных пластинчатых кристаллов в жилах урановой смолки на руднике Эльдорадо в северном Саскачеване. Его присутствие в жилах может дать ключ к пониманию истории формирования этих месторождений. Минеральные ассоциации урановой смолки подразделялись Литллом, Гангловом и Ружичкой на простые и сложные. Представителями сложного типа являются ассоциации минералов кобальта, серебра, никеля, висмута и мышьяка, встречающиеся совместно с урановой смолкой в месторождениях района Порт-Радий, Чехии, Шинколобое и, возможно, северного Саскачевана и северной Австралии.

Простой тип минеральной ассоциации, которая состоит из урановой смолки и совершенно незначительного количества других минералов, известен и на других участках района Порт-Радий, северного Саскачевана, в северной Австралии и в Чехии. Кварцево-сульфидная ассоциация обычна для европейских месторождений.

Самородные элементы - медь, золото, платина, олово и серебро - в различных количествах обнаруживаются в некоторых месторождениях Чехии, Канады и Австралии. Ванадат железа ноланит является обычным компонентом смолковых руд в районе Биверлодж, но, по-видимому, он не встречается в других месторождениях; урано-ванадиевый минерал франсвиллит присутствует в рудных телах месторождений Габона. В то же время селеновые минералы с медью, свинцом, ртутью и кобальтом установлены в целом ряде урановых месторождений мира.

В некоторых урановорудных районах наблюдается грубая псевдозональность простых и сложных минеральных ассоциаций. В месторождениях района Биверлодж в северном Саскачеване на расстоянии 8 км установлены отчетливо выделяющиеся участки, обогащенные селеновыми, никель-кобальтовыми, ванадиевыми минералами, или самородными металлами. Все участки содержат одинаковые количества кварца и кальцита.

При изучении парагенезисов и определении возраста для некоторых из этих месторождений устанавливается отложение минеральных групп в различные разобщенные периоды в процессе длительной истории рудообразования и переотложения. Таким образом, могут быть получены признаки, указывающие на природу источника рудного материала в определенное время, на характер обстановки, в которой уран мигрировал и фильтровался по пути к месту своего отложения. Наиболее обычными минералами жильного тела и зон изменения боковых пород является гематит, кварц, кальцит, графит и хлорит, хотя они на разных месторождениях различны в количественном отношении. В жилах они присутствуют в виде массивных заполнений, друзовых масс и пленок; иногда идиоморфные кристаллы выстилают стенки трещин или нарастают на обломках брекчий. Кальцит преобладает в жилах района Биверлодж, где он образовывался до отложения урановой смолки, одновременно с ней и после нее. Ho он практически отсутствует в рудных телах месторождения Рейнджер в Австралии. Кварц распространен несколько меньше; он характеризуется массивными, полосчатыми и гребенчатыми текстурами, а цвет его изменяется от молочно-белого, розового, красного и аметистового в Биверлодже до красивого полосчатого дымчатого в Буа-Нуар и на других европейских месторождениях.

Главный хлоритовый минерал - пеннин с небольшим количеством прохлорита. Обычно вкрапленность кальпита и хлорита наблюдается во вмещающих породах непосредственно вблизи жил, но как в жилах, так и во вмещающих породах оба они тесно ассоциируются с урановой смолкой. Мелкие стяжения урановой смолки часто отмечаются вместе с хлоритовыми скоплениями как в пределах жил, так и во вкраплениях во вмещающих породах. Урановая смолка и кальцит чрезвычайно тесно срастаются, один из них может замещать другой в одной части жилы и в свою очередь сам замещаться в соседней ее части. Стяжения сферической формы, в которых кальцит перемежается с урановой смолкой, иллюстрируют в Биверлодже близость условий отложения для этих двух минералов.

Гематит, с его характерной окраской, часто считается наиболее заметным сопутствующим минералом урановой смолки во многих жильных месторождениях. Он в виде тонких чешуек спекулярита пронизывает урановую смолку, кварц и кальцит в пределах жилы, а также обусловливает отчетливое красное окрашивание боковых пород. Однако генетическая связь такого красного окрашивания с урановым оруденением непостоянна, и оно на некоторых месторождениях отсутствует, как, например, в северной Австралии, где более обычным типом около-рудного изменения является хлоритизация. Гематитизация вмещающих пород особенно широко распространена в северном Саскачеване, где красное окрашивание наблюдается даже вдоль трещин, не содержащих ураноносных прожилков (однако известны и ураноносные жилы, не сопровождающиеся заметным красным окрашиванием боковых пород). В связи с этим некоторые геологи полагают, что в большей части красное окрашивание представляет продукт нормального выветривания на поверхности несогласия в кровле нижнего протерозоя.

В недалеком прошлом жильные месторождения урановой смолки обычно относили, согласно классификации Линдгрена, к гидротермальным эпигенетическим рудным месторождениям. Исходя из особенностей их состава, эти месторождения относили к мезотермальным или эпитермальным образованиям или, как полагал Робинсон, к промежуточным лептотермальным месторождениям по классификации Грейтона. При этом подразумевалось, что уран привносился в открытые полости вмещающих пород растворами средних температур, а отложение происходило на умеренных глубинах. Источник этих растворов в большей части оставался невыясненным. Для некоторых месторождений источником ураноносных растворов было принято считать соседние гранитные тела или вулканические образования. Если таковых не было, считалось очевидным, что растворы пришли с глубин, более значительных, чем глубина самых нижних горизонтов эксплуатационных выработок. Для уровня полевых и лабораторных исследований того времени и тот и другой выводы были приемлемы и разумны. Классификация Линдгрена, как известно, существовала многие годы и до сих пор полезна и находит применение.

Однако знакомство с современной литературой, касающейся проблемы происхождения ураноносных растворов, а также многих других рудных месторождений, показывает, что многие геологи сейчас начинают отказываться от глубинного источника или от прямых связей с магматическими эманациями в пользу поверхностных и в значительной мере локальных источников. Эти представления особенно хорошо изложены Кингом и Дерри в серии лекций общества геологов-промышленников.

Наши французские коллеги рассматривают две группы возможных процессов переноса и отложения урановых руд в открытых пространствах вмещающих пород - экзогенные процессы супер-генного выветривания и гидротермальные эндогенные процессы. Эти гипотезы рассматриваются в целом ряде статей, касающихся геохимического цикла урана, которые уже неоднократно упоминались. Моро и др. считают, что в процессе экзогенного выветривания поверхность герцинских гранитов подвергалась длительным и повторяющимся циклам глубокой эрозии, в течение которых периоды проливных дождей чередовались с длительными периодами жаркого аридного климата. В этих условиях уран выщелачивался из разрушавшихся гранитов и мигрировал до осаждения в структурных ловушках либо в самих гранитах, либо в окружающих породах. Подобное же объяснение дается Фернандесом-Поло и Матошом-Диашом происхождению урановых месторождений Испании и Португалии, где уран представлен жильными и вкрапленными рудами в метаморфических слюдистых сланцах вдоль контактов герцинских гранитов. Эта теория поверхностного эпигенезиса используется также Ниппингом при описании способа формирования уранового месторождения Рэббит-Лейк в Саскачеване, что изложено в статье настоящего сборника.

Эндогенные гидротермальные гипотезы, которых придерживаются другие французские геологи, совсем недавно были рассмотрены Гангловом. На основе данных декрипитации было установлено, что уран переносился термальными водами при температурах 200-300 С. В качестве источника гидротермальных растворов предполагаются кислые вулканические породы, содержащие 3-4 млн урана в противовес герцинским гранитам, содержащим 9-11 млн -1.

Рассматривая те же вопросы, Барнес и Ружичка дают графическую модель геохимического цикла, в которой рассматривают источники для всех типов урановых месторождений. Хотя они говорят, что невозможно отделить уран, полученный из первичной коры, от урана, переотложенного в процессе гранитизации и латеральной секреции, они также предлагают два способа переноса и отложения урана. Первый — химическое и механическое выветривание благоприятных пород и отложение первичных урановых минералов в результате механической концентрации. При втором способе уран переносится поверхностными или поровыми водами при низких температурах и давлениях или растворами, формировавшимися при высоких температурах и давлениях. Последняя группа, к которой относятся жильные месторождения, подразделяется далее этими исследователями на подгруппы мономинеральные и полиметаллические.

Обсуждая процессы, контролирующие образование жил урановой смолки, Барнес и Ружичка называют месторождения типа Рэббит-Лейк, Набарлек и Центрального массива Франции месторождениями низких и средних температур и давлений, или "нисходящими" ("per descensum"), а месторождения Биверлодж, Пршибрам, Большого Медвежьего озера и Яхимов месторождениями средних и высоких температур и давлений, образованными растворами латеральной секреции, или "восходящими" ("per ascensum"). Таким образом, эти исследователи, учитывая сложность обстановок, принимают обе концепции французских геологов.

Если растворы, которые обусловливали высвобождение, перенос и отложение урана в жилах, или сравнительно низкие температуры и давления, зависели, по-видимому, от климатических условий, то источник урана не мог быть далеким. Большинство европейских геологов, по-видимому, согласны, что первичным источником урана в жилах выветрелых гранитов и в окружающих их породах служили герцинские слюдяные граниты, содержащие 9-11 млн-1 урана.

Несколько лет назад перераспределение урана в процессе интенсивного метаморфизма рассматривалось Гепевой. Недавно же для районов Саскачевана Тремблей, наблюдая повышенные концентрации урана в архейских кварцитах и сланцах, отмечал возможность его мобилизации и переотложения в трещинных зонах в результате гранитизации и динамического метаморфизма в конце нижнего протерозоя. Жилы урановой смолки в сланцах и эпидотовых амфиболитах на руднике Эльдорадо, хотя и располагаются по системе трещин, имеют тенденцию подчиняться специфическому стратиграфическому контролю и характеризуются удивительной однородностью оруденения и плотностью на глубину около 2000 м.

Тесная ассоциация жил урановой смолки с зонами интенсивных структурных деформаций, ретроградного метаморфизма и милонитизации отмечена не только в северном Саскачеване, но и во всех сходных месторождениях докембрия северной Канады. Моро подчеркивает подобные связи для месторождения Европы, но отмечает, что уран чаще локализуется по окраинам этих зон, чем внутри их. Для вмещающих пород месторождения реки Южный Аллигейтор, описанных Мак-Куином, также отмечается складчатость, развитие тектонических нарушений и трещинных зон.

Признавая сравнительную легкость, с которой уран перемещается в более молодых осадочных породах, нельзя не прийти к выводу, что подобные процессы могли обусловить значительные концентрации и в более древних докембрийских отложениях. Более того, в этих условиях имелся достаточно значительный отрезок времени, чтобы в результате различных геологических процессов рассеянный уран мог сконцентрироваться в открытых полостях в виде заметных рудных тел.

Выше я упоминал о данных декрипитации, которые привели некоторых геологов Франции к выводам о переносе урана гидротермальными растворами. На основе тех же данных декрипитации доломита и кварца из рудных жил Рэббит-Лейк Литтл пришел к выводу, что колломорфная урановая смолка, ассоциирующаяся с доломитом, кварцем и кальцитом, вероятно, отложилась из растворов температурой 185-225° С. Бэдхем и др. также считают, что в рудных месторождениях Порт-Радий уран в ассоциации с никелем, кобальтом, висмутом и серебром отложился из горячих растворов. На нижних горизонтах рудника Эльдорадо в северном Саскачеване известны, однако, трещинные воды, обогащенные хлоридами кальция, магния и натрия; температура вмещающих пород обычно составляет 20° С. Недавно на 32-м горизонте этого рудника были обнаружены трещины, выполненные урановой смолкой и хлоридами.

В противовес высоким температурам в экспериментах Миллера осаждение грубосферической почковидной урановой смолки происходило из растворов при температуре 25° С, и Миллер утверждает, что ее структура при микроскопическом изучении подобна структуре смолки из Порт-Радия. Он нашел также, что при более высоких температурах (100 и 215° С) растворимость как урановых ионов, так и ионов уранила становится более низкой, в результате чего урановая смолка осаждается более интенсивно и при этом образуются более крупные кристаллиты. Установив таким образом, что устойчивость комплексных ионов урана и уранила понижается с повышением температуры, Миллер пришел к выводу, что из нейтральных растворов уранил-карбонатов, фторидов и гидроокислов под действием H2S урановая смолка может осаждаться при сравнительно низких температурах. Он также обнаружил, что увеличение давления до 3515 кг/см2 отражается на устойчивости ионов урана, причем система становится закрытой и возрастает растворимость газов в растворе.

Выше я отмечал, что, хотя основная масса докембрийских урановых руд образовалась позднее, первые жилы урановой смолки появились на границе нижнего и среднего протерозоя. В ряде мест северной Канады возраст урановой смолки определен в 1600-1800 млн. лет. Подобный возраст в последнее время отмечен и для руд северной Австралии. Я уверен, что это был период главного первичного рудоотложения, замаскированный последующими перемещениями и переотложениями. Я просто убежден, что уран, концентрировавшийся в более поздние стадии истории Земли, только лишь произвольно перемещался в достаточно широких масштабах из более древних структур.

Омоложение уранового оруденения, по-видимому, происходило в более поздние эпохи независимо от того, проявлялись ли в урановорудных районах орогенические движения или нет. Например, оруденение урановой смолки Канады и Австралии, вероятно, было переотложено в течение орогенических эпох начала и конца верхнего протерозоя. Некоторое омоложение месторождений Канады происходило в начале и в конце мезозоя, грубо говоря в те же самые периоды, когда формировались западноевропейские месторождения.

Безусловно, для дальнейших определенных выводов требуются дополнительные исследования. Наш опыт позволяет предполагать, что периоды крупных перемещений континентов являются особо благоприятным временем для уранового оруденения. Развивая

эту картину далее, можно показать связь между ремобилизацией урана и планетарными процессами тектоники плит. Прекрасное начало этому уже положено в работе Габельмана о металлогенической зональности интракратонических поясов.

В этом обзоре некоторых современных концепций образования жильных урановых месторождений я, безусловно, не мог рассмотреть все возможные аспекты. Например, мне не показалось необходимым обсуждение природы рудообразующих флюидов, поскольку более полные сведения по этому вопросу можно получить в других статьях настоящего сборника. Надеюсь, что другие вопросы будут освещены в следующих статьях и послужат основой для новых дискуссий.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: