77. Типы артезианских бассейнов и соответствующие им месторождения.

По гидродинамическому режиму выделяют два типа подземных вод – грунтовые и артезианские.

Грунтовые воды являются безнапорными, их распространение определяется ландшафтно-климатическими условиямим, составом и строением приповерхностных, в основном рыхлых континентальных образований.

Артезианские воды имеют напор и распространены в глубоких горизонтах земной коры, которые перекрыты регионально выдержанными водоупорными образованиями. Их расположение, напоры и состав определяются строением и составом разрезов верхних частей земной коры, тектоническими и региональными геолого-геоморфологическими условиями.

В артезианских бассейнах, распространенных в осадочном чехле древних и особенно молодых платформ, выявленнымногочисленные м-ния нефти и газа, подземных вод, металлоносных рассолов, урана, редких и рассеянных элементов. С этими водами многие исследователи связывают образование стратиформных м-ний Pb, Zn, Cu, Sr, V, Sи др. п.и.

Среди рудных бассейнов следует выделять два крайних типа. В первом из них низходящее движение подземных вод происходит из-за гидростатического давления. Во втором имеет место восходящее движение напорных вод, отжимающихся из осадочных отложений при приобладании литостатического давления. В некоторых бассейнах в разных горизонтах существуют оба типа обстановок.

Соответственно ведущей гидродинамической обстановке следует выделить два класса месторождений: 1) комплексные редкометально-урановые месторождения, локализованные в зонах выклинивания внутрипластового окисления. Они обладают большими запасами относительно дешевого сырья, добываемого эффективными способами подземного выщелачивания. Образование основной массы таких руд связывают с нисходящими потоками напорных подземных вод инфильтрационных артезианских бассейнов. Рудная минерализация формировалась в мелу, палеогене и неогене.Известны рудные провинции с уникальными по запасам инфильтрационными уран-редкометальными м-ниями в Средней Азии (Кызыл-Кумская и Аму-Дарьинская) и в штате Вайоминг, США. В них протяженность внутрипластового окисления составляет сотни км. 2)месторождения стронция, ванадия, меди,полиметаллов,серы, нефти и газо-гидроминерального сырья, связанные с элизионным режимом. Условия локализации и вопросы генезиса руд изучены не так полно, как первые. Пример: Джезказганское уникальное по запасам м-ние меди, крупнейшие м-ния свинца и цинка Верхнемиссисипской долины и хребта Каратау.

78. Как образуются редкометально-урановые месторождения в зонах выклинивания внутрипластового окисления?

Нисходящие потоки кислородных подземных вод содержат угольную кислоту. Имеющийся в водах свободный кислород и сульфат-ион предопределяют их высокие окислительные свойства. Поэтому нисходящие потоки таких вод формируют зоны пластового окисления (ЗПО). Они распространяются от областей питания артезианских бассейнов по падению водоносных комплексов на десятки и даже сотни км, проникая на глубину до 700м. По мере проникновения кислород расходуется, а подземные воды перераспределяют рудные компоненты.

Образование ЗПО предопределяется региональными тектоническими и гидрогеологическими факторами. Артезианские бассейны, содержащие такие зоны, располагаются в областях умеренной тектонической активизации платформ, которые обуславливают высокие гидростатические напоры в краевых частях.

Районы распространения рудоконтролирующих ЗПО охватывают различные депрессионные структуры земной коры. Зоны пластового окисления чаще всего располагаются от краевых поднятий, охватывает значительные площади и сопровождается поверхностным, грунтовым и трещинным окислением.

Уран-редкометальноеоруденение локализуется на окончании ЗПО. Рудные тела составляют части определенно зонально-построенных эпигенетических зон. Основу таких зон составляют изменения окислительно-восстановительного потенциала вмещающей среды, которое обусловлено расходованием растворенного О нисходящих пластовых вод на окисление восстановительных компонентов. При этом закономерно изменяются кислотно-щелочные свойства среды, минеральный состав новообразований, геохимические особенности пород и омывающих их вод.

По направлению от незатронутых окислением восстановительных пород выделяется ряд минералого-геохимических зон, в основу которых положены изменения валентности важнейших компонентов – Feи U. По Fe отчетливо устанавливается цвет пород и общие геохимические условия минералообразования, по U - условия рудоконцентрации. Устанавливаются следующие зоны: нулевая безруднаяэпигенетическинеокисленных пород; 1) рудная (уранового накопления), включающая подзоны: 1а) ореола повышенных концентраций U; 1б) убогих и бедных («серых») урановых руд; 1в) рядовых и богатых («черных») U руд; 1г) рузрушающихсяU руд или «пробега»; 2) пластового окисления (тыловая) с подзонами: 2а) частичного окисления; 2б) неполного окисления;2в) полного окисления.

Понижение кислотности в зоне оруденения имеет место при развитее ЗПО в породах, содержащих примесь пирита при меньших концентрациях карбонатов. В кислых средах могут выщелачиваться, а в щелочных осаждаться скандий, иттрий и редкие земли. Радий, являясь продуктом радиоактивного распада урана, накапливается в виде труднорастворимых сульфатов (радиобарита) в зоне выноса урана.

Необходимое условие рудообразования – присутствие в неокисленных породах восстановителей.

Выделяется 3 разновидности восстановительных агентов: 1) седиментно-диагенетическое углистое органическое вещество; 2) вторичные битумы или находящиеся в порах восстановительные газы (сероводород, водород), внедрившиеся во вмещающию среду до ЗПО; 3) восходящие восстановительные термальные растворы, непосредственно взаимодействующие с ЗПО.

Особой разновидностью оруденения являются рудные тела, сформированные на контакте зон окисления и ранних («первичных») урановых руд. Пример – м-ние Амброзия-Лейк.

Характерная форма рудных тел – сложные лентообразные залежи, а в разрезе-роллы. У роллов выделяют нижние и верхние крылья и мешковую часть, расположенную в наиболее проницаемой, обычно центральной части рудовмещающего горизонта. Часто роллы слагают многоярусные рудоносные и сложные зоны.

Условия формирования месторождений, связанных с внутрипластовым окислением(U, Se, Re, V, Sc и др.)1.Гетерогенный по проницаемости и окислительно-восстановительным параметрам разрез вмещающих осадочных пород, обычно платформенного чехла мезозойско-кайнозойского возраста.2. Слабая (начальная) степень катагенеза пород, которая обуславливает присутствие в породах открытых пор. 3. Инфильтрационный гидродинамический режим, связанный с эпиплатформенным умеренным орогенезом. 4. Аридный климат времени рудообразования за счет чего кислород может проникать глубоко в подземные воды и они хорошо растворяют полезные компоненты.5. Формирование типичной рудоконтролирующей окислительно-восстановительной минеральной, геохимической и гидрогеохимической зональности.6. Формирование в водоносном горизонте подвижного окислительно-восстановительного геохимического барьера, в котором формируются серповидные рудные залежи (роллы). 7. Возможность освоения месторождений подземным выщелачиванием полезных компонентов.