Комплексность рудогенетической модели Стрельцовского рудного поля

Науки о Земле

УДК 553

Барабашева Елена Евгеньевна Elena Barabasheva

Стремецкая Елена Олеговна Elena Stremetskaja

КОМПЛЕКСНОСТЬ РУДОГЕНЕТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СТРЕЛЬЦОВСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ

ON COMPLEX MODEL OF ORE FORMING PROCESSES IN STRELTSOVSK ORE BELT

Представлена новая комплексная рудогенетическая модель Стрельцовского рудного поля. Рассмотрены процессы рудогенеза по трем основным аспектам. Выделены четыре генетических типа месторождений урана и приведено их описание

Ключевые слова: рудогенетическая модель, генетическая группа, рудное вещество, уран

The article presents a new complex model of the ore forming processes in Streltsovsk ore belt. It considers the ore forming process in three aspects and gives the description of four genetic types of uranium deposit

Key words: ore genetic model, genetic group, ore substance, uranium

Стрельцовское рудное поле находится в пределах уран-флюорнто-золотополн-металлнческого пояса, расположенного на территории Южного Приаргунья и Восточной Монголии [1]- Особенностью пояса является наличие в нем более молодых, преимущественно меловых, рудных зон с флюоритовыми и золото-серебряными рудами.

На территории Стрельцовского рудного поля выявлены 19 гидротермальных месторождений и 10 проявлений молиб-ден-урановой формации [1]. Но не все они характеризуются общностью генезиса и геолого-структурных условий локализации рудных залежей. Кроме того, отдельные проявления отличаются различным минеральным составом и геохимическими особенностями руд.

Уран присутствует практически во всех изверженных горных породах, являясь их

ничтожной составной частью, но формы его нахождения в породах весьма разнообразны. Он входит в структуру породообразующих минералов, может находиться в форме катионов, вступающих в катионный обмен, быть абсорбированным на гранях кристаллов, растворенным в жидких включениях или межзерновых жидкостях. Практически весь уран, за исключением его части, входящей в кристаллическую решетку породообразующих минералов, хорошо растворяется в разбавленных минеральных кислотах, образуя ореолы вокруг проявлений. Уран кристаллической решетки характерен для конечных стадий кристаллизации породообразующих минералов.

По химическому и минеральному составу руды месторождений Стрельцовского рудного поля разделяются на два природных типа — алюмосиликатные и карбонатные [1]. К первому типу относятся руды в поро-

дах осадочно-эффузивного чехла и гранитах фундамента Стрельцовской кальдеры, ко второму — руды в доломитизированных известняках фундамента, известные только на Аргунском и Антейском месторождениях. По составу руды монометалльные урановые или молибден-урановые.

Кроме урановых месторождений в Стрельцовском рудном поле находится Стрельцовское месторождение флюорита, выявленное и разведанное значительно раньше урановых. В западной части рудного поля оценочными и разведочными работами выявлены крупные самостоятельные залежи молибденовых руд, проявления олова, полиметаллов и фосфора. В урановорудных залежах кроме молибдена присутствуют бериллий, свинец, цинк, золото, не образующие промышленных концентраций.

Химический состав руд испытывает значительные вариации в зависимости от интенсивности гидротермальной минерализации и находится в тесной связи с составом вмещающих пород. С повышением основности пород вмещающего комплекса закономерно возрастает содержание в рудах кальция и магния, карбоната и фторида кальция, а также серы и железа, с которыми связаны окислительно-восстановительные свойства руд.

В составе руд участвуют минералы вмещающих пород, а также продукты гидротермального и гипергенного этапов ми-нералообразования [1].

Среди рудных минералов гидротермального этапа минералообразования главными являются настуран, коффинит, молибденит, фемолит, пирит; второстепенными — браннериг, галенит, клейофан, гематит, ильменит; редко встречающимися — халькопирит, блеклая руда, марказит, лейкоксен. Среди породообразующих преобладают гидрослюды, кварц, кальцит, флюорит, хлориты, монтмориллонит, более редки шамозит, каолинит, железистые карбонаты.

Гипергенный этап минералообразования включает:

а) минералы вторичного обогащения

в составе рудных коффинита, настурана, иордизита, пирита, манганита, самородного мышьяка, халькозина, урано-молибде-новой черни;

б) минералы зоны окисления в составе силикатов, молибдатов и арсенатов урани-ла, гидронастурана, гидрооксидов железа, гидроокислов урана, фосфата уранита.

Породообразующими минералами гипергенного этапа в основном являются мон-тмориллонитовые и кальцитовые разности.

Минералы урана в гипогенных рудах представлены настураном, браннеритом и коффинигом. Настуран является главным урановым минералом и слагает большую часть запасов урановых руд. Коффинит

— второй по распространенности минерал урана. В урановых рудах он находится повсеместно, в молибдено-урановых встречаются редко. Наиболее значительное обогащение урановых тел коффинигом наблюдается в зоне вторичного обогащения на глубинах 90...120 м от поверхности. В осадочных породах основания фельзитового комплекса, в нижней части разреза тур-гинской свиты коффинит слагает самостоятельные пологозалегающие рудные тела и залежи. Браннериг в урановых рудах имеет резко подчиненное значение, распространен в бедных вкрапленных рудах, в краевых частях и на вклинивании рудных залежей в трахидацитах и в гранитах. Образует мелкие скопления удлиненных пластинчатых кристаллов размером в сотые и тысячные доли миллиметра в кварце, хлорите, реже в карбонате, а также псевдоморфно развивается по вкрапленникам ильменита, в измененном биотите — по включениям сфена. Кристаллики браннерита обычно обрастают субмикроскопическими сферолитами настурана и коффинита. Водная окись железа, входящая в состав браннерита, адсорбирует уран, предварительно выщелоченный грунтовыми водами из нижележащих пород.

Ассоциация урана с органическими остатками помогает выяснить основные черты процессов его размещения в определенных типах осадков. Повсеместно в мире отмечается, что урановые руды практичес-

ки всегда находятся совместно или замещают обуглившиеся остатки деревьев и растений [2].

Неорганические урановые минералы часто наблюдаются в ассоциации с остатками растений в осадочных образованиях верхнего структурного этажа кальдеры. Уран генетически не связан с углистым веществом, но в процессе своей миграции им сорбируется.

Для образования ураноорганического комплекса необходимо наличие внешнего источника урана, благоприятных условий для выноса элемента и самого органического вещества. Именно такие условия и образовались в пределах осадочного чехла Стрельцовской кальдеры на момент образования урановых и уран-молибденовых месторождений, связанных с активными урансодержащими гидротермальными растворами, содержащими углеводородные образования.

Существующая геолого-генетическая модель Стрельцовского рудного ПОЛЯ [1] представляет собой единую генетическую группу урановых месторождений, которые относятся к низкотемпературным гидротермальным месторождениям молибден — урановой формации.

При создании комплексной модели рудообразования Стрельцовского рудного поля рассмотрение процессов рудогенеза нами проводилось по трем аспектам:

1) первичным источникам поступающего рудного вещества;

2) механизмам переноса, отложения и переотложения рудного вещества;

3) участию органики в процессах рудогенеза.

Выделены четыре рудные ассоциации месторождений урана: первая — гидротермальные месторождения древних пород фундамента (месторождения Антей и Аргунское); вторая — гидротермальноосадочные месторождения проницаемых осадочно-вулканогенных пород мезозойского чехла (месторождения Стрель-цовское, Восточно-Широндукуйское, Широндукуйское, Тулукуевское, Мало-Тулукуевское, Октябрьское, Лучистое,

Мартовское, Юбилейное, Весеннее, Новогоднее, Безречное, Дальнее); третья — месторождения жерловых фаций (месторождения Красный Камень, Жерловое, Пятилетнее и Юго-Западное); четвертая

— месторождения в скоплениях остаточнонаносных песчано-глинистых отложений выветрелых пород четвертичного возраста (месторождение Полевое).

Первая рудная ассоциация фундамента кальдеры. Длительная эволюция активных участков привела к формированию в узлах пересечения глубинных разломов многоярусных магматических очагов, вдоль которых происходили многостадийные гидротермальные процессы. Первоначально движение флюидов палеозойских гранигоидов характеризовалось вертикальной миграцией по разломам и трещинам. Попадая под экранирующие горизонты карбонатов и углистых сланцев, выступающих в качестве геохимических барьеров, начиналась горизонтальная миграция с элементами сорбции и биосорбции, которая приводила, в конечном счете, к внедрению урана в кристаллическую решетку минералов вмещающих пород.

Сопутствующие олово, свинец, цинк, золото, серебро образовывали первоначально сульфидные формы, плавно перетекающие в сульфаты. В результате деятельности грунтовых вод в зоне разгрузки перечисленные элементы образовывали непромышленные полиметаллические месторождения или входили в состав урановых руд в виде повышенных концентраций.

Помимо быстродействующих гидротермальных процессов при концентрировании урана и золота присутствовали замедленные процессы твердофазной диффузионной миграции ионов этих элементов в кристаллической решетке минералов вмещающих пород [3].

Непосредственного присутствия органических остатков в отложениях фундамента Стрельцовской кальдеры не обнаружено, однако раннепротерозойские цианобактериальные маты широко распространены в карбонатном обрамлении Стрельцовского рудного поля в районе Клички, входящей в

состав Урулюнгуевского поднятия. В виду того, что протерозойский мелководный бассейн на территории Южного Приаргунья захватывал всю площадь Урулюнгуевского поднятия и условия обитания были равноценны для биоты на всей площади бассейна, предполагаем участие цианобактериальных матов (строматолиты, онколиты) в качестве геохимических барьеров, а также биосорбентов и сульфатредукторов в рудогенетических процессах месторождений фундамента Стрельцовской кальдеры.

Вторая рудная ассоциация характеризует наиболее многочисленные гидротермально-осадочные месторождения проницаемых осадочно-вулканогенных пород мезозойского чехла Стрельцовской кальдеры.

Он ознаменовался тектоно-магмати-ческой активизацией, приведшей к образованию крупных разломов и проявлению вдоль них вулканизма. Мезозойскими глыбовыми дислокациями Урулюнгуевское сводовое поднятие оказалось расчлененным на ряд блоков, между которыми в течение юры и мела формировались впадины, заполнявшиеся осадочными, стратифицированными вулканогенными покровными и туфогенными образованиями. Покровные образования стратифицированы и разделены обычно маломощными горизонтами осадочных пород озерных и русловых фаций, содержащих многочисленные органические остатки юрско-мелового возраста.

В процессе излияния кислых лав, сопровождавшихся горячими растворами, происходило отложение урана. Накопление значительных масс рудогенных металлов связано с эффективностью смешения флюидов магматического и метеорного происхождения. Смешанные флюиды фундамента, которые попадали в чехол второго этажа, а также флюиды вулканических покровов и магматических очагов чехла в результате экранирования биосорбирова-лись на органическом веществе осадочных углистых комплексов. В результате неоднократного перераспределения металлических комплексов в основном сорбировались уран и молибден. Остальные металлы

уходили в сульфидную, тиосульфатную и флюоритовую фракции и переотлагались за счет грунтовых вод. Причем, золото и уран в рамках единого гидротермально-инфиль-трационного процесса концентрировались на ранних стадиях, а остальные элементы

— на поздних.

Третья рудная ассоциация — это месторождения жерловыхфаций. Все промышленные концентрации урана, выявленные здесь, тяготеют к корневым зонам сложных субвулканических интрузивов, заполняющих кальдерные разломы. Концентрирование химических элементов происходило, как правило, на геохимических барьерах, представленных экранирующими поверхностями осадочных образований тургинс-кой свиты, содержащих многочисленные органические остатки и даже пропластки угля. Для образований жерловых фаций характерны магмы, обедненные ураном и молибденом, большое количество серы, меди, железа в виде поствулканических растворов и эманаций. Уран, поступающий с термальными водами, образованными в результате поствулканической деятельности, сорбировался многочисленными органическими остатками. Поступающие горячие термы углефицировали органическое вещество и превращали его в «свежеобразованный» активный биосорбент.

Четвертая рудная ассоциация — месторождения в скоплениях остаточнонаносных песчано-глинистых отложений выветрелых пород четвертичного возраста. К нему относится месторождение Полевое, размещающееся в отложениях пади Сухой Урулюнгуй. Уран, поступающий с восходящими грунтовыми водами, размывающими нижележащие ураносодержащие образования чехла, сорбировался многочисленными органическими остатками четвертичного времени. Накопление переотложенного вторичного уранового сырья происходило путем осаждения на геохимических барьерах, образованных в результате смещения углекислотного равновесия за счет смены карбонатных отложений на терригенные.

Таким образом, в рассмотренных рудных ассоциациях при формировании круп-

номасштабного уранового оруденения, димым является наличие благоприятных наряду с рудоносными растворами и их биогеохимических условий рудоотложения транспортировкой к поверхности, необхо- в области минералообразования.

Литература

1. Ищукова Л.П. Урановые месторождения Стрельцовского рудного поля в Забайкалье / Под ред. С.С. Наумова. — Иркутск: Глазковская, 2007. — 260 с.

2. Геология урана и тория // Материалы Международной конференции по мирному использованию атомной энергии. — Т. 6. — М.: Гос. науч.-тех. издат. по геологии и охране недр, 1958.

— 966 с.

3. Секисов А.Г., Зыков Н.В., Королев B.C. Дисперсное золото. Геологический и технологический аспекты. — Чита: ЧитГУ, 2007. — 270 с.

4. Ищукова Л.П. Модель объемного геологического строения Урулюнгуевского блока // Материал совещания по глубинному (объемному)картированию (апрель 1980) в г. Ленинграде: инф. сб. вып. 79. - М., 1982. - С. 127-134.

5. Казанский В.И., Лаверов Н.П., Тугаринов А.И. Источники рудного вещества эндогенных урановыхместорождений // Геологиярудныхместорождений. — М., 1975. — №4. — С. 31-41.

6. Наумов Г.Б. Основы физико-химической модели уранового рудообразования. — М.: Ато-миздат, 1978. — 213 с.

7. Шаткова Л.Н., Шатков Г.А. О возможном источнике рудного вещества уранфлюорито-выхместорождений. — М., 1973. — №4,— С. 36-44.

8. ЩегловА.Д. Основыметаллогенического анализа. — М.: Недра, 1980. — 432 с.

9. Горный журнал. №8. — М.: ЗАО «Издательский дом «Руда и металл», 2008. — 96 с.

10. Томсон И.Н. Металлогенический анализ в областях активизации; иод ред. Е.Т. Шаталова. -М.: Наука, 1977.-258с.

Коротко об авторах

Briefly about the authors

Барабашева Е.Е., канд. геол.-мннер. наук, доцент кафедры гидрогеологии и инженерной геологии, ст. научный сотрудник Геологического научного центра ЧитГУ

Раб. тел.: 8(30-22)35-58-56

E. Barabasheva, senior Research assistant of Chita State University Geological Scientific Centre, Candidate of Geological and mineralogical Sciences, assistant professor

Научные интересы: геоэкология, биогеохимия, охрана геологической среды, музееведение

Research area: geoecology, biogeochemistry, geological environment protection, museology

Стремецкая Е.О., аспирантка, старший научный сотрудник Геологического научного центра ЧитГУ Рабтел.: 8(30-22) 35-58-56

E. Stremetskaja, senior Research assistant of Chita State University Geological Scientific Centre, aspirant

Научные интересы: геоэкология, охрана геологической среды, музееведение

Research area: geoecology, geological environment protection, museology