книги из ГПНТБ / Антропов П.Я. Топливно-энергетический потенциал Земли

хлоритом 2 —10% и пиритом до 2%. Местами эта минерали­ зованная масса содержит также повышенное количество кварца.

Прожилки урановой смолки преимущественно тяготеют к краям рудоносной зоны, и часто этот минерал образует тон­ кие пленки на плоскостях спайности кальцита.

Карбонаты и хлориты находятся в срастании с уранотитанатами и вместе с ними образуют пятнистые прожилковые выделения. Сульфиды представлены главным образом пири­ том двух генераций, меньше галенитом и редко халькопири­ том. Последовательность образования минералов, по Белевцеву, следующая: I — возникновение кварц-полевошпат-ам- фиболового сланца (метаалевролит) с вкрапленностью пи­ рита; II — образование по тектоническим, зонам альбититов и альбитизированных пород, сопровождающихся развитием эпидотизации, гематитизации и рибекитизации; III — милонитизация и катаклаз альбититов с дальнейшим формирова­ нием следующих парагенезисов минералов: а) уранотитанаты — карбонат-хлорит-альбит-пирит; б) настуран-карбонат- хлорит-халькопирит-галенит.

Месторождение Рекспар, Британская Колумбия. Место­ рождение находится на юге центральной части Британской Колумбии В' 4,8 км от города Берг-Айленд. Площадь место­ рождения сложена метаморфизованными докембрийскимн осадочными и вулканическими породами. Пласты этих пород вытянуты в северо-восточном направлении и падают на се­ веро-запад под углом 10—25°. Широко развиты разрывные нарушения. Рудные тела приурочены к пласту пирокласти­ ческих пород мощностью не менее 150 м. Пласт обнажает­ ся, на площади около 10 000 м2. Породы на этой площади замещены агрегатом, состоящим, из пирита, серицита, биоти­ та и пурпурного флюорита. Мощность рудной залежи со­ ставляет 50 и,. Руда содержит от 5 до 20% пирита, тонкорас­ сеянный настуран и некоторое количество ураноторита. Из других минералов встречаются целестин, альбит, карбонат и акцессорные — циркон, монацит и рутил. В небольших ко­ личествах присутствуют также халькопирит, галенит, сфале­ рит и молибденит. Местами развита зона окисления с вто­ ричными минералами урана. На месторождении имеются два рудных тела мощностью 6 и 15 м, запасы урановой руды в которых составляют ПО тыс. т и 600 тыс. т при содержании немного меньше 0,9 кг U3 0 8 на 1 т, т. е. запасы U3 C> 8 не пре­ вышают 640 т. На месторождении присутствуют также эле­ менты группы редких земель.

Урановое орудение связано с флюорит-целестиновым мес­ торождением, запасы которого около 1 млн. т руды с содер­ жанием по 2 0 % каждого из указанных минералов.

199

Район залива Св. Лаврентия. Урано-ванадиевая минера­ лизация установлена в 'ряде мест в южной части залива Св. Лаврентия! на острове ПринцаЭдуарда. Она приуроче­ на к нижнепермским терригенным отложениям (Poole, 1970). Мощность этих отложений превышает 1500 м. Они представ­ лены частым и многократным переслаиванием аргиллитов, песчаников, алевролитов и конгломератов. Около 60% раз­ реза сложено песчаниками, среди, которых преобладают аркозовые и полевошпатовые разности. В целом отложения характеризуются резной изменчивостью фаций и красными окрасками; подавляющая часть их относится к аллювиаль­ ным и дельтовым образованиям, накапливающимся в замк­ нутых котловинах.

Пермские и, возможно, более молодые отложения залега­ ют почти горизонтально или смяты в пологие складки севе­ ро-восточного простирания. Разрывные нарушения немного­ численны и в основном представлены крутопадающими сбро­

сами.

Урановая минерализация в пределах красноцветных ниж­ непермских отложений тяготеет к зеленовато-серым породам, которые образуют участки овальной формы вокруг скопле­ ний углефицированных растительных остатков. Размер этих участков не превышает первых десятков сантиметров; коли­ чество их невелико и составляет примерно 1 % от массы по­ роды.

В восточной части полуострова Гаспе урановая минера­ лизация представлена кларкеитом, который приурочен к мел­ ким прожилкам и жеодам халцедона в известняках, залега­ ющих в основании континентальной красноцветной терригенной толщи карбонового возраста.

Промышленное значение этих месторождений урановых рудопроявлений пока неясно.

США

В США открыто, разведано и находится в эксплуатации большое количество урановых месторождений, расположен­ ных в (различных районах страны. Достоверные запасы ура­

ные ресурсы этой же категории составляли свыше 300 тыс. т. Основные запасы урановых руд США заключены в двух регионах: плато Колорадо (штаты Нью-Мексико, Колорадо, Юта и Аризона), в пределах которого выявлено 57%, и Вайоминг, где концентрируется 35% всех учтенных запасов U3 0 8 в стране. Около 95% разведанных запасов урана на­ ходится в гидрогенных месторождениях, залегающих в не­

200

Месторождения плато Колорадо

Урановые месторождения плато Колорадо известны с 1898 г.; вначале они эксплуатировались на ваннадий и ра­ дий, а в последние 30 лет — на уран. Всего в районе плато известно более двух тысяч точек с урановой минерализацией, но только 7 объектов имеют запасы более 10 тыс. т. На плато Кблорадо концентрируется большая часть промыш­ ленных запасов США при средних содержаниях LhOg в добываемых рудах 0,20—0,25%. Плато Колорадо занимает площадь около 400 тыс. км2, представляя собой плоскую, слабо всхолмленную местность, высоко приподнятую над уровнем моря. По периферии плато окружают молодые гор­ ные хребты системы Скалистых! гор с расчлененным релье­ фом. Климат характеризуется резкими перепадами темпера­ тур и неравномерным распределением осадков. Бессточных котловин нет; район дренируется глубокими каньонами бас­ сейна реки Колорадо. По представлениям видных американ­ ских тектонистов А. Ирдли (1954) и Ф. Кинга (1961, 1967), «Центральные и Южные Скалистые горы и Колорадское пла­ то представляют собой часть древнего кратона. По мнению этих авторов в южной части Скалистых гор тектонические подвижки начались в позднем палеозое, а в мезозое и ран­ нем кайнозое они захватили значительную площадь. В это время сформировались поднятия и бассейны, которые прош­

меридиональную зону, примыкающую с востока к Кордилье­ рам.

Геологическое строение Колорадского плато характеризу­ ется наличием докембрийского кристаллического фундамента и слабо дислоцированного плаща палеозойских и мезозойских отложений, мощность которых достигает 1,5—4,5 км. Офор­ мление Колорадского плато в самостоятельную структурную область произошло в эпоху ларамийской орогении, в позд­ немеловое и нижнетретичное время. По сравнению с сосед­ ними регионами Скалистых гор, интенсивно деформирован­ ными ларамийскими дислокациями, эта область характери­ зуется более стабильными условиями. Однако и этот устой­ чивый блок, сохранивший основные черты своего платфор­ менного строения, все же претерпел значительные деформа­ ции. В результате блоковых перемещений в фундаменте сформировалась система поднятий и впадин (бассейнов), которая усложнена развитием лакколитовых гор и проявле­ нием соляной тектоники.

202

Большинство исследователей отмечают для Колорадского плато две эпохи магматической активности. Возраст интру­ зий лакколитов в центральной части плато определяется как ранне-среднетретичный. Вместе с тем в целом ряде мест по периферии плато известны проявления основного вулканиз­ ма, который начался в олигоцене и продолжается до насто­ ящего времени. Имеются указания на проявления кислого вулканизма, синхронные времени накопления юрских и ме­ ловых отложений (Кадиган, 1969).

В современной структуре Колорадского плато выделяет­ ся центральная наиболее приподнятая часть, в пределах ко­

ми многочисленными месторождениями в пестроцветных кон­ тинентальных толщах триасового и юрского возраста, хотя стратиграфический диапазон проявления урановой минера­ лизации весьма широк (от карбона до мела).

К триасовым и юрским осадочным формациям приуроче­ ны также крупные запасы ванадия, который добывается как из урано-ванадиевых, так и из собственно ванадиевых место­ рождений.

Помимо месторождений в песчаниках скопления ванадия известны в черных углистых и углисто-кремнистых сланцах палеозоя, а также в пермских фосфоритах.

Наиболее крупные впадины Колорадского плато относят­ ся к системе нефтегазоносных бассейнов Скалистых гор. Примыкающая с востока и запада к плато система Скалис­ тых гор относится к медно-молибденовой и полиметалличес­ кой зонам Тихоокеанской рудной провинции.

Основная масса запасов и все промышленные месторож­ дения урана сосредоточены практически в пределах двух стратиграфических комплексов: в верхнетриасовой форма­ ции Чинл и в верхнеюрской формации Моррисон.

Оруденение, как правило, приурочено к русловым фаци­ ям песчаников, гравелитов и конгломератов, наиболее часто руды локализуются в линзах песчаников. Известно несколь­ ко рудных залежей в юрских известняках Тодилто, а также

вбрекчированных породах, выполняющих структуры обру­ шения.

Характерной особенностью рудовмещающих пород мезо­ зойского возраста является обилие органического материала

ввиде унифицированных растительных остатков (листьев, ветвей и даже обломков стволов деревьев) и в виде тонко­

203

рассеянного органического вещества, описываемого разными авторами как асфальтит, углеводород, битум и т. д.

Обычно рудные тела имеют пластообразную форму и за­ легают грубо согласно с вмещающими породами. В некото­ рых случаях рудные тела локализуются вдоль тектонических нарушений, но такие руды известны только вблизи пласто­ вых залежей.

Обычно в разрезе присутствует несколько рудных плас­ тов, разделенных прослоями пустой породы. Рудные тела по размерам колеблются от небольших гнезд до огромных залежей протяженностью в тысячи метров. Они характери­ зуются сравнительной выдержанностью по распределению урана (0,21—0,28%, средние содержания). Границы их до­ вольно резкие; ореолы низкосортных руд не характерны (Фи­ шер, 1973).

Урановые залежи окружены ореолами изменения первич­ но красноцветной окраски вмещающих пород, протяжен­ ность которых составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч метров. Изменения внешне выражаются в возникно­ вении светло-серых, белесых окрасок в песчаниках и зелено­ вато-серых в сланцах, а также в появлении вкрапленности тонкорассеянного пирита. Для зоны поверхностного вывет­ ривания характерна коричневая пятнистость, обусловлен­ ная окислением пирита.

Уран в неокисленных рудах представлен урановой смол­ кой, коффинитом и часто сопровождается монтрозентом, ванадиевыми слюдками, пиритом, марказитом, сульфидами меди. Последние обычно присутствуют в незначительных ко­ личествах, однако в отдельных месторождениях отмечаются высокие содержания меди. Часто в ничтожных количествах присутствуют галенит и сфалерит. Руды содержат молибден, селен, хром, никель, кобальт и серебро. Окисленные руды обычны для месторождений плато и представлены карнититом, тюямунитом и другими вторичными минералами.

Урановые минерлы могут выделяться самостоятельно, но в большинстве случаев они концентрируются вблизи ско­ плений органического вещества. При наличии асфальтита на­ блюдается тесное срастание с ним коффинита (АмброзияЛейк) или урановой смолки (Темпл-Маунтин). Но чаще урановые минералы концентрируются вблизи унифицирован­ ных растительных остатков или замещают растительный ма­ териал с сохранением клеточной структуры. Окремнелые и карбонатизированные стволы и ветви деревьев урановыми минералами не замещаются. Подобные взаимоотношения с органическим веществом отмечаются и для ванадиевых ми­ нералов, и для сульфидов меди.

204

Рис. 58. Стратиграфический разрез района Гранте по линии Амброзия-Лейк — Саут-Лагуна

(по Z. S. Hilpert, R. Н. Moench)

выделяются две подгруппы: 1) досбросовые руды; 2) послесбросовые руды.

На месторождении Амброзия-Лейк, морфология и мине­ ралогия которого изучена наиболее полно, самые крупные рудные тела представлены досбросовыми рудами. Они зале­ гают в виде пластообразных и линзообразных тел. Для них подчеркивается отсутствие какого-либо контроля сбросами и зонами трещиноватости. Наблюдаются усложнения пласто­ образной формы в виде расщепления рудных тел.

Послесбросовые залежи, хотя и бывают грубопластовыми с неправильными границами, чаще располагаются вдоль тре­ щин. Они могут прослеживаться в пределах нескольких стра­ тиграфических горизонтов. Мощность их достигает 30 м при ограниченной протяженности. Часто эти залежи называют рудными столбами.

Досброоовое и постсбросовое оруденение характеризуется существенными различиями и в минеральном составе руд, хотя собственно урановая минерализация достаточно одно­ типна.

Досбросовые руды большей частью неокислены, сложены коффинит-органическим комплексом и сопровождаются пи­ ритом, иордизитом и ферроселитом. Коффинит находится в теснейшем срастании с углеродистым веществом. Тонкодис­ персный аморфный пордизит концентрируется в виде удли­ ненных овальных зон, расположенных выше и ниже рудных прослоев и не всегда имеющих четкие границы с рудой и вмещающей породой. Содержания ванадия в досбросовых рудах незначительны и не превышают сотых или первых де­ сятых долей процента. Кальцит в рудах присутствует в качестве цемента и обычно локализуется в нижней части пласта.

Среди послесбросовых руд различаются окисленные и неокисленные разности, но преобладают окисленные, которые всегда располагаются выше уровня грунтовых вод; неокисленные — выше и ниже этого уровня.

Черные .неокисленные послесбросовые руды сложены коффинитом и реже урановой смолкой. Они сопровождаются ва­ надиевыми минералами: монтрозеитом, ларамонтрозеитом, долороситом и хеггитом, а также пиритом, марказитом и ба­ ритом. В отличие от неокисленных досбросовых руд они ха­ рактеризуются значительно более высокими содержаниями ванадия и более низкими молибдена. Углеродистое вещество в них отсутствует. Кальцит присутствует и в цементе, и в послесбросовых трещинах.

Окисленные руды представлены в основном ванадатами урана, тюямунитом, метатюямунитом и в меньшей степени карнотитом, отенитом, метаотенитом. Сопровождаются они

207

самородным селеном, который в нижней части окисленной зоны развит в виде мелких серых кристаллов с металличес­ ким блеском, а в верхней ее части и в обнажениях — в форме кристаллов красной окраски.

Отмечается наличие многочисленных пятен каолинита во всех типах руд и во вмещающих породах, но закономерных связей его с оруденением не установлено.

В рудах обоих типов обнаружены повышенные содержа­ ния меди, кобальта, никеля и других элементов.

В отношении генезиса месторождений минерального по­ яса Гранте, особенно месторождения Амброзия-Лейк, выска­ зывалось множество гипотез (Килли и др., 1973). Общим для всех концепций является представление о наложенном характере уранового оруденения и о связи накопления ура­ на с миграцией подземных вод, обогащающихся ураном в процессе прохождения через вмещающие аркозовые песча­ ники или кристаллические и туфовые породы соседних под­ нятий. Не исключается возможность смещения подземных вод и гидротермальными растворами в связи с проявлением вулканической деятельности. Основные расхождения в пред­ ставлениях касаются происхождения ассоциирующего с ура­ ном углеродистого вещества («асфальтита», «битума»).

Многие геологи считали асфальтиты минерального пояса Гранте производными нефти. Разрывные нарушения, связан­ ные с ларам,ийской орогенией, вызвали, по их мнению, раз­ рушение и окисление нефтяных залежей. Процесс биохими­ ческого окисления и полимеризации углеводородов сопровож­ дался образованием сероводорода и углекислоты, поступле­ ние которых в подземные воды обусловило изменение окрас­ ки красноцветных пород, перераспределение карбонатов, пе­ реход окисного железа в закисное. Образующиеся битумы и сероводород вызвали осаждение урана из подземных вод на водо-нефтяном контакте.

Позднее с открытием многих залежей, не связанных с ку­ полообразными структурами, и выявлением практически не­ прерывной рудной зоны минерального пояса Гранте более популярными стали гипотезы, предполагающие образование углеродистого вещества за счет разложения растительных ос­ татков.

Следует упомянуть генетическую концепцию, предлагае­ мую Килли и др. (Килли и др., 1973). Авторы считают, что обогащение урана осадков Моррисон было сингенетичным и обусловленоосаждением его из поверхностных вод. вблизи рас­ тительных остатков. Дальнейшее перераспределение урана определило современное положение и размеры рудных тел. При этом для района Амброзия-Лейк в эпоху ларамийской

208