Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Месторождения экзогенного генезиса. Общая схема формирования Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Зона окисления урановых месторождений Зональность минералообразования Сочетание стадийности окисления минералов с гидрохимическими и другими факторами приводит к формированию вертикальной зональности (Идеализированна схема). • Ураносодержащий опал, гидроокислы Fe, Mn. • Уранофан, уранотил. • Зона урановых слюдок: 1) отенит; 2) Торбернит; 3) цейнерит + ураноспиинит. • Зона полного отсутствия урановых минералов. • Остаточные черни + регенерированные черни. • Первичные руды. Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Стадийность развития зоны окисления • 1-я стадия – нейтральная или щелочная среда (из-за карбонатов). • Происходит разложение и вынос урана. • Часто наблюдается постепенное изменение минералов U+4 («гуммитовые «оторочки). • Образуются гидроокислы: кюрит, скупит и др. • На древних бессульфидных месторождениях образуются гидроокислы U и Pb (радиогенного) – кюрит. • На молодых → Ca и Na гидроокислы – беккерелит, кларкеит. • В присутствии того или иного количества SiO2 образуются силикаты урана. • Образование силикатов (уранофан, казолит и др.) более позднее чем гидроокислов. • 2- я стадия. Окисление пирта: • Появляется H2SO4, которая обуславливает поступление новых катионов и анионов из боковых пород. • Создаются благоприятные условия для формирования урановых слюдок. • На состав минералов сильно влияет состав руд и вмещающих пород. • Если сульфидов мало, но много карбонатов, то вторая стадия проявляется спорадически (пятнами). • Если сульфидов много, то урановых минералов вообще может не быть. • Уран будет садиться только на адсорбентах : гидроокислах Fe, Mn, глинистых минералах, хризоколле и т.д. • Переходный период от 2-й и 3-й стадии хорошо фиксируется фосфуранилитом, арсенуранилитом. • 3-я стадия. Сульфиды окислились. • Кислый раствор нейтрализовался. Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Эпигенетические м-ния коры выветривания в связи с зонами пластового окисления в терригенных породах чехла молодых активизированных платформ (учкудук-чу-сарысуйский тип) Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Инфильтрационные урановые месторождения (гидрогенные, эпигенетические месторождения зон пластового окисления (ЗПО) являются основным источником U в мире(Казахстан, Узбекистан, США, Нигерия и др.). Месторождения характеризуются крупными и уникальными запасами урана и, как правило, являются комплексными (V, Se, Re, Mo и др.). Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Схема, иллюстрирущая развитие различных типов окисления и связанного с ним уранового оруденения Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Для развития ЗПО предпочтительно наличие аридного климата, которому предшествовали эпохи гумидного климата с мощным корообразованием. ЗПО, как правило, возникают в артезианских бассейнах с инфильтрационным режимом, имеющих повышенные отметки в прибортовых частях. Большинство U месторождений ЗПО имеет молодой возраст (мел-неоген, антропоген) Многие из них продолжают формироваться в настоящее время. Оруденение может быть многоярусным. Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Притяньшаньская урановорудная првинция Пластово-инфильтрационные месторождения весьма характерны для крупнейшей в мире Притяньшаньской (Восточно-Туранской) урановорудной провинции, охватывающей Центрально-Кызылкумское поднятие (Узбекистан), Сырдарьинскую и Чу-Сарысуйскую впадины (Южный Казахстан). Все эти структуры расположены на восточной периферии молодой Туранской плиты и обычно рассматриваются в качестве самостоятельных рудных районов. Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Притянъшанъская урановорудная провинция Урановорудные районы: А – Чу-Сарысуйский, Б – Сырдарьинский, В – Кызылкумский, Д – Ферганский. Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Освоение урановых месторождений провинции было начато в Кызылкумском районе в 1958 г. и первоначально осуществлялось традиционным горным способом. С 1975 г. при отработке активно используется скважинное подземное выщелачивание (ПВ), которое впоследствии стало ведущим способом добычи. Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Территория провинции экономически освоена и характеризуется хорошо развитой горнопромышленной отраслью, которая помимо урановых объектов базируется на крупнейших золоторудных месторождениях (Мурунтау), комплексных рудах месторождений медистых песчаников, полиметаллов и др. Месторождения этого типа сформированы напорными кислородсодержащими и повышенно ураноносными подземными водами в сероцветных водоносных горизонтах артезианских бассейнов. Объединяющий признак всех инфильтрационных урановых месторождений провинции является наличие пластовой окислительной минералогогеохимической зональности, развивающейся со стороны складчатого обрамления Туранской плиты, а также по периферии низкогорных сооружений, и контролирующая локализацию уранового уденения. Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Особенности геологическо-развития территории, которые повлияли на облик месторождений, проявились главным образом на этапе новейшей тектонической активизации. Именно они предопределили формирование пластово-инфильтрационных месторождений двух типов: чу-сарысуйского, характерного для Чу-Сарысуйской и Сырдарьинской впадин, и кызылкумского, свойственного соответствующему сводовому поднятию. Месторождения чу-сарысуйского типа контролируются весьма протяженными («региональными») длительно развивающимися (с позднего олигоцена по настоящее время) зонами пластового окисления. Ролловые фронты этих зон удалены от водопитающих гидрогеологических массивов на многие десятки - первые сотни километров. Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Чу-Сарысуйский рудный район Месторождения чу-сарысуйского типа контролируются весьма протяженными («региональными») длительно развивающимися (с позднего олигоцена по настоящее время) зонами пластового окисления. Ролловые фронты этих зон удалены от водопитающих гидрогеологических массивов на многие десятки – первые сотни километров. Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Геологическая карта Чу-Сарысуйского урановорудного района со снятыми верхнеплиоцен-четвертичными отложениями Инкай-Мынкудукский (А) и Уванас-Канжуганский (Б) рудные регионы. 1-3 – отложения платформенного чехла: 1 – олигоцен-миоцен (глины, алевролиты, пески), 2 – палеоцен-эоцен (глины, пески), 3 – верхний мел (пески, глины, алевролиты, гравийники); 4 – домезозойский фундамент; 5 – разрывные нарушения; 6-7 – направление движения подземных вод: 6 – водоносного комплекса отложений эоцена, 7 – водоносного комплекса отложений верхнего мела; 8-12 – границы выклинивания зон пластового окисления: 8 – в туроне (мынкудукском горизонте), 9 – в нижнем сеноне (инкудукском горизонте), 10 – в верхнем сеноне (жалпакском горизонте), 11 – в верхнем палеоцене, 12 – в нижнем эоцене. Цифры в кружках – урановые месторождения (1 – Жалпак, 2 – Мынкудук, 3 – Инкай, 4 – Буденновское, 5 – Акдала, 6 – Шолпак-Эспе, 7 – Уванас, 8 – Торткудук, 9 – Моинкум, 10 – Канжуган). Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Геологическая карта Сырдарьинского урановорудного района со снятыми верхнеплиоцен-четвертичными отложениями 1-4 – отложения чехла: 1 – миоцен (алевролиты), 2 – палеоген (глины, мергели), 3 – сенон (пески, алевролиты), 4 – турон (глины, алевролиты, пески); 5 – домезозойский фундамент; 6 – разрывные нарушения; 7 – оси пликативных структур чехла: аподнятий, б-прогибов; 8-9 – гидрогеологические условия верхнемелового водоносного комплекса: 8 – направление движения вод, 9 – очаги транзитной разгрузки; 10 – границы выклинивания зон пластового окисления в нижнем туроне (а), в нижнем (б) и верхнем (в) сеноне; 11 – урановорудные залежи и урановые месторождения (1 – Сев. Карамурун, 2 – Юж. Карамурун, 3 – Сев. Харасан, 4 – Юж. Харасан, 5 – Ирколь, 6 – Кызылтау, 7 – Ушанколь). Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Основные разновидности месторождений Среди месторождений урана, связанных с зонами пластового окисления (часто в литературе ЗПО) по характеру определяющих рудообразование агентов могут быть выделены три (3) основных разновидности: 1. В проницаемых породах, содержащих углисто органическое вещество 2. В породах с преобразованием растворенных газообразных восстановителей (H2S, H2, CH4 и др.) поступившим в дорудную стадию из нижележащих горизонтов по разрывным структурам. 3. Сформировавшиеся при взаимодействии инфильтрационных кислородных H2O и восходящих восстановительных термальных растворов. Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Для первичного типа выделяются первичные геохимические типы пород: 1. Темноцветные (Cорг > 0,3-0,5%; Рy). 2. Сероцветные (Cорг – 0,3÷0,5%; Feзакис > Feок). 3. Зеленоцветные(Cорг > 0,05%; Feок > Feзакис). 4. Белоцветные(Cорг > 0,5%; ∑ Fe > 0,3-0,1%). 5. Красноцветные(Feзакис >> Feокисного). 6. Пестроцветные(сочетание 5 с любым другим). В случаи отсутствия восстановительного эпигенеза кондиционное U оруденение только при развитии ЗПО по породам 1-2 геохимическим типам. Чем ниже содержание U в пластовых водах – тем более восстановительная среда требуется. Отмечается корреляционная связь между концентрацией U и Сорганическим. Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Оруденение второй разновидности контролируется обычной ЗПО, но вблизи проницаемых разломов корреляции U и Cорг. нет. Присутствие H2S, H2, CH4 обнаруживается при дроблении пород и специальных исследованиях. Месторождения третьей группы характеризуются богатыми и контрастными оруденением. Наблюдается сложное переплетение преобразований окислительного ряда и восстановительного ряда. Связь с тектоникой довольно отчетливая. Рудная минерализация носит следы воздействия термальных растворов на ранее окисленные породы (в литературе – «руды восстановленные», руды типа «О»). Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Большинство U месторождений ЗПО имеет молодой возраст (мел-неоген, антропоген). Многие из них продолжают формироваться в настоящее время. Оруденение может быть многоярусным. Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Положение в плане уранового оруденения, приуроченного к зоне пластового окисления. 1 – направление потока подземных вод; 2-3 – песчаники: 2 – окисленные, 3 – неокисленные, с повышенной восстановительной емкостью; 4 – ураново-рудные тепа роллового типа. Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Морфологические типы рудных залежей месторождения Мынкудук I – простой ролл; II – простой ролл с неразвитым нижним крылом; III – простой ролл с удлиненной мешковой частью; IV – «обращенные» роллы и останцовые рудные линзы; V – линзообразные и клиновидные тела; VI – рудные линзы в базальных неокисленных отложениях; VII – сдвоенные и строенные роллы; VIII – изолированная мешковая часть ролла. Первично сероцветные породы: 1) гравийно-песчаные, пески, 2) алеврито-глинистые, 3) верхнепалеозойские алевролиты, 4) окисленные лимонитизированные породы, 5) граница выклинивания зон пластового окисления, 6) сероцветные породы, 7) рудные тела. Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Схема минералого-геохимической зональности на инфильтрационных месторождениях зон пластового окисления (по М. Каширцевой и А. Лисицину) Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Эпигенетические изменения в зоне регионального пластового окисления Эталонная коллекция цветовой гаммы осадочных сероцветных пород в зоне пластового окисления на месторождениях Сугралы и Букинай. Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Для этих месторождений характерны громадные скопления весьма убогих (0,02-0,05 %) урановых руд. Основные объекты локализованы в меловых отложениях, менее значимые – в палеогеновых. В Сырдарьинской впадине к единому ролловому фронту приурочены месторождения Северный Карамурун, Южный Карамурун, Северный Харасан и Южный Харасан, в то время как Ирколь, Кызылтау, Ушанколь занимают обособленное положение. По минеральному составу руды коффинит-настурановые: настуран в среднем составляет 66%, коффинит – 34%, причем роль последнего возрастает вверх по разрезу. Тонкодисперсная урановая минерализация в ассоциации с пиритом, радиобаритом, минералами титана (ильменит, лейкоксен) располагается в цементе песков, часто концентрируясь в углистых остатках, на поверхностях песчинок и глинистых катунов. Наиболее существенным попутным компонентом руд является Re, ореол повышенных (до 14 г/т) содержаний которого практически совпадает с контуром рудной залежи. Концентрации других типоморфных элементов – Se и Мо – менее существенны. Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Кызылкумский урановорудный район В мел-палеогеновых отложениях Кызылкумского урановорудного района выявлено 24 пластово-инфильтрационных месторождения, три из которых уже отработаны, а на 12 ведется добыча. Месторождения образуют рудный пояс северо-западного простирания, совпадающий с приосевой частью Центрально-Кызылкумского сводового поднятия (рис. …), где на фоне общего воздымания максимально проявились дифференцированные блоковые движения. Рудоконтролирующие зоны пластового окисления, развитые в водоносных горизонтах мела и палеогена, обрамляют выступы палеозойского фундамента. Ширина зон обычно не превышает первых десятков километров, что и определяет локализацию месторождений в малых артезианских бассейнах грабен-синклинального строения вблизи вскрытых эрозией купольных структур. Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Карта размещения есторождений Кызылкумского урановорудного района Протерозойские ж палеозойские породы складчатого фундамента Кызылкумского района: 1 – кислые интрузивные, 2 – эффузивные среднего и основного состава, 3 – песчаносланцевые, 4 – углеродисто-кремнистые и углеродистоглинисто-сланцевые, 5 – карбонатные, 6 – отложенмя меэаюиско-кайнозойского осадочного чехла и их изопахиты. Границы, 7 – интрагеоантикАИииыюго поднятия в палеозое, 8 – сводового поднятия в мезозое-кайнозое, 9 – выходов на поверхность пород складчатого фундамента, 10 – разрывные нарушения. Урановые месторождения, 11 – осадочного чехла, 12 – складчатого фундамента (1 – Бахалы, 2 – Мейлысай, 3 – Учкудук, 4 – Кенлыктюбе, 5 – Сугралы, 6 – Актау, 7 – Амантай, 8 – Северный Букинай и Тохумбет, 9 – Аленды, 10 – …, 11 – Лявлякан, 12 – Терекудук, 13 – Вараджан, 14 – Южный Букинай, 15 – Кенимех, 16 – Северный Маизак, 17 – Кетменчи, 18 – Агрон, 19 – Сабырсай, 20 – Шарк, 21 – Ходжаахмет, 22 – Джантуар, 23 – Рудное, 24 – Косчека, 25 – Восход). Горные массивы: I – Букантау, Д – Тамжытау, Ш – Ауминзатау, IV – Кульджуктау, V – Аристантау, VI – Северный Нуратау, VII – Южным Hypaiay, VT1I – Зиатдин, IX – Зирабулак, X – Каратепе. Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Отличительной особенностью гидрогенного рудообразования здесь явилась сложная перемежаемость во времени инфильтрационных и эксфильтрационных процессов. Инфильтрационный гидродинамический режим осложнялся локальными поступлениями по разломам восходящих термальных восстановительных растворов. В результате месторождения кызылкумского типа представляют собой достаточно сложные объекты с комплексом генетически разнородных минеральных образований. Месторождение Учкудук – первый выявленный (1954 г.) в пределах Притяньшаньской провинции крупный урановый объект уже полностью отработанный. Урановая минерализация для всех его рудных залежей была однотипна и представлена тонкодисперсными урановыми чернями и настураном. Выделяются два типа руд – бедные (–0,03% U) преимущественно черниевые, характеризующиеся серым и темно-серым цветом, и рядовые (до богатых – 0,n-n % U) гетит (гематит)-настурансульфидного состава, имеющие пеструю окраску за счет сочетания оруденелых темно-серых песков с ярко- и буро-желтыми линзочками, обрывками и прослоями един. Руды в основном монометалльные, содержания селена и молибдена в них не превышают 0,00n %. Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Отвалы карьеров (месторождение Учкудук) Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Месторождение Сугралы Строение рудной залежи 1 – пески; 2 – карбонатные песчаники; 3 – глины; 4 – первично сероцветные породы; 5, 6 – пластовоокисленные породы: 5 – красноцветно измененные, 6 – желтые лимонитизированные; 7 – урановые руды; 8, 9 – сопутствующее оруднение: 8 – селеновое, 9 – молибденовое. Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ