title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Урановые (браннеритовые) месторождения в крупных внутренних разломах фундамента эпиархейских кратонов

Урановые (браннеритовые) месторождения в крупных внутренних разломах фундамента эпиархейских кратонов

Месторождения этой группы локализуются в крупных внутренних разломах фундамента докембрийских щитов, испытавших в мезозое интенсивную тектоно-магматическую активизацию. Они приурочены к горстообразному поднятию фундамента, развитому в краевой части гигантской куполовидной структуры (складчатого овала) эпиархейского кратона, сложенного раннеархейскими породами гранулитового комплекса. Процессы мезозойской тектоно-магматической активизации в районе месторождений выражены в развитии разломов, оформлении горстообразных поднятий, интенсивном магматизме, а также в проявлении гидротермальной деятельности, с которой связано урановое рудообразование.
В районе месторождений выделяются три структурных этажа. Нижний этаж, или фундамент, сложен архейскими метаморфическими породами, занимающими большую часть площади района (рис. 46). Среди них преобладают биотит-амфиболовые, биотит-амфибол-диопсидовые, диопсидовые и двупироксеновые плагиогнейсы, гранито-гнейсы и кристаллические сланцы, неравномерно гранитизированные и представляющие многокилометровую по мощности толщу магматитов. Эти породы метаморфизованы в условиях гранулитовой фации и несут следы наложенного регрессивного метаморфизма амфиболитовой фации.

Они смяты в крупные относительно пологие (до 50—60°) складки преимущественно северо-западного простирания, пронизаны раннепротерозойскими гранитоидами и рассечены многочисленными разломами также в основном северо-западного направления.
Средний, платформенный, структурный этаж представлен карбонатными отложениями позднепротерозойского и кембрийского возраста, залегающими почти горизонтально (угол падения 5—10°) а распространенными главным образом но периферии горстообразного поднятия.
Верхним структурный этаж сформирован в процессе мезозойской активизации платформы и сложен относительно маломощными песчано-глинистыми и вулканогенными отложениями юрского возраста, несогласно залегающими на размытой поверхности платформенного чехла. Эти отложения образуют пологие мульды и кальдеры проседания вне горстообразного поднятия, а в пределах последнего сохранились лишь в виде единичных мелких останцов.
В районе выделяются четыре возрастные группы магматических пород. Наиболее древними (не менее 3000 млн. лот) являются архейские амфиболиты, гранито-гнейсы, пироксеновые плагиограниты и плагиомигматиты, образованные в условиях прогрессивной гранулитовой фации метаморфизма. Вторая группа представлена раннепротерозойскими (2200—1900 млн. лет) биотитовыми и лейкократовыми гранитами и аляскитами, пронизывающими архейские толщи, а также дайками диоритов и пегматоидных гранитов, выполняющими древние разломы. Эти породы образованы в основном в процессе ультраметаморфизма, и их становление сопровождалось широким проявлением в архейском гранулитовом комплексе регрессивного метаморфизма амфиболитовой фации. Третью группу пород составляют позднепротерозойские — палеозойские дайки диабазов платформенного периода развития. Четвертая групп представлена комплексом щелочноземельных, субщелочных и щелочных поре мезозойского возраста (160—110 млн. лет), образованных в период тектоно-магматической активизации. Субвулканические интрузивы и дайки этого комплекса сформированы в два этапа — юрский и раннемеловой. В течение каждой из них намечается тенденция к последовательной смене (эволюции) магматических пород щелочноземельного и субщелочного составов более поздними щелочными породами соответственно калиевого и натрового рядов.
Важнейшее значение в структуре района и в контроле урановых руд имеют разломы, хорошо проявленные в породах фундамента и очень слабо — в платформенном чехле. Они субпараллельны осям складок фундамента, но имеют падение более крутое, чем слоистость архейских толщ. Протяженность разломом до нескольких десятков километров, ширина зон от нескольких метров до первых десятков метров. По времени заложения и истории развития среди ни выделены: 1) раннепротерозойские, не испытавшие позднее подновление; 2) раннепротерозойские, подновленные (омоложенные) в процессе мезозойской тектоно-магматической активизации; 3) собственно мезозойские. Урановое оруденение района локализовано в разломах главным образом второй, а также третьей групп. В основных ураноносных разломах второй группы всегда присутствуют как раннепротерозойские так и мезозойские структурные элементы.
Строение и типы ураноносных разломов фундамента. Главные ураноносные разломы (второй группы) отличаются сверхдлительным развитием и наличием в них структурных элементов, формировавшихся в разное время и в различных условиях. В большинстве своем они возникли еще в раннем протерозое и многократно подновлялись позднее, особенно в процессе мезозойской активизации. К древнейшим структурным элементам этих разломов относятся последовательно формировавшиеся флексурные изгибы с линейными зонами крутонадающих глыбовых и послойных мигматитов, дайки мелкозернистых диоритов (ортогнейсов), зоны метасоматических крупнозернистых кварц-полевошпатовых пород и бластомилониты — тонкосланцеватые глубинные тектониты со следами пластического течения и перекристаллизации исходных пород. Среди вмещающих метаморфических пород гранулитовой фации все они были образована в условиях дислокационного метаморфизма регрессивной амфиболитовой фации близко одновременно с процессами раннепротерозойского ультраметаморфизма, завершая последний.
В общем случае раннепротерозойские структурные элементы занимают закономерное положение в разломах. В центральной части последних обычно располагаются крупные бластомилонитовые швы, образованные как за счет даек диоритов, так и за счет послойных и глыбовых мигматитов. Число таках швов, так же как и даек диоритов, различно — от единичных и маломощных (в небольших разломах) до ряда кулисообразно расположенных (в крупных разломах), разобщенных интервалами относительно слабо деформированных пород. В направлении к вмещающим породам бластомилониты сменяются сплошной зоной развития неравномерно рассланцованных кварц-полевошпатовых пород, а еще дальше, уже в самих вмещающих гнейсах, развиты лип пятнистые их выделения.
Мезозойские структурные элементы (в омоложенных раннепротерозойсих разломах) развиты вдоль бластомилонитов и даек диоритов, но образовав в отличие от них в условиях: малых глубин и низких температур. Они представлены тектоническими швами, содержащими гидротермальную, в том числе урановую, минерализацию п сопровождающимися низкотемпературным изменением пород. Для них характерны широкое развитие катаклаза и брекчий, а также зонально-полосчатые, гребенчатые и друзовые текстуры жильного выполнения (рис. 47).

Интенсивность развития мезозойских минерализованных швов в древних разломах зависит от мощности последних. Особенно сильно мезозойские разрывы развиты в наиболее крупных и протяженных омоложенных разломах с мощными дайками диоритов и бластомилонитовыми швами. Такие разломы отличаются очень сложным строением и наличием широкой полосы взаимопересекающихся и кулисообразно расположенных минерализованных тектонических швов, развитых вдоль контактов даек диоритов и бластомилонитов. В них мощно проявлена мезозойская гидротермальная деятельность. В относительно менее протяженных и мощных омоложенных раннепротерозойских разломах мезозойские минерализованные швы имеют небольшую (десятки сантиметров — первые метры) мощность, прерывисты, а гидротермальная деятельность проявлена гораздо слабее.
Собственно мезозойские ураноносные разломы (третьей группы) представлены минерализованными зонами дробления небольшой протяженности и мощности. По интенсивности проявления гидротермальной деятельности они значительно уступают подновленным древним разломам.
Минеральный состав руд и изменения вмещающих пород. Этапы и стадии минералообразования. Руды браннеритовых месторождений отличаются достаточно сложным минеральным составом. Обычно они представлены неравномерно гидротермально измененной породой, сложенной бурым калиевым полевым шпатом, мелкозернистым карбонатом и пылевидным пиритом и рассеченной рудоносными швами, а также разновозрастными барит-кварцевыми, кварцевыми, кварц-карбонатными и флюорит-карбонатными прожилками. В рудах часто содержатся реликты породообразующих минералов и участки слабо измененных исходных пород.
Урановое оруденение находится в сложных соотношениях с мезозойским магматизмом. В западной части района месторождений оно наложено на ранние породы мезозойского комплекса и пересечено молодыми дайками этого комплекса. Пострудные дайки в свою очередь также рассечены продуктами постмагматической гидротермальной деятельности. Таким образом, гидротермальная деятельность в районе протекала в два этапа. В первый, основной урановорудный этап, проявившийся после формирования юрских, но до внедрения раннемеловых магматических пород, в виде ряда последовательных стадий были образованы: 1) низкотемпературные калиевые (пирит-карбонат-калишпатовые) метасоматиты; 2) прерывистые барит-кварцевые жилы и прожилки с сульфидами (пирит, халькопирит, блеклые руды); 3) мелкообломочные брекчии и прожилки с бравнеритом и пиритом; 4) кварцевые, кварц-карбонатные и флюорит-кварц-карбонатные прожилки. Во второй, постмагматический гидротермальный этап, протекавший после полного завершения мезозойского магматизма, минералообразованно протекало в две стадии, в процессе которых были последовательно сформированы маломощные сульфидно-карбонатно-кварцевые прожилки и маломощные кварц-карбонатные, флюорит-карбонатные и флюоритовые прожилки с пиритом и марказитом
Несколько по-иному последовательность гидротермальной деятельности замечена Я.Д. Гетманом и др. Они выделяют в разломах минеральные образования семи стадий: 1) пирит-карбонат-калишпатовые метасоматиты; 2) пирит-карбонатные прожилки и цемент брекчий; 3) кварн-баритовые жилы; 4) пирит-браннеритовый цемент брекчий, реже прожилки: 5) метасоматические доломит и кальцит; 6) метасоматический «рисовидный» кварц; 7) кварц-карбонат-флюоритовые прожилки.
Из всех перечисленных гидротермальных образований лишь сульфидно-карбонат-кварцевые прожилки, формировавшиеся в первую стадию постмагматического этапа, обнаруживают тесную пространственную связь с мезозойскими интрузивами, располагаясь среди них или около них в гнейсах в многочисленных мелких трещинах. Все остальные продукты гидротермальной деятельности приурочены почти исключительно к протяженным разломам северо-западного направления, развиты в них почти повсеместно, но с резко неодинаковой интенсивностью.
Среди гидротермальных образований наиболее широко распространены низкотемпературные калиевые (пирит-карбонат-калишпатовые) метасоматиты, образующие в зонах ураноносных разломов сильно уплощенные вытянутые но простиранию и падению ореолы мощностью от 0,5 до 30—35 м и более. В зависимости от интенсивности процесса гидротермальному метаморфизму в различной степени подвергнуты дайки диоритов, пластомилониты и кварц-полевошпатовые породы, а в случае мощных ореолов также и боковые породы — гнейсы, гранито-гнейсы и граниты.
В ореолах метасоматитов обычно можно выделить три зоны — внешнюю, промежуточную и внутреннюю, характеризующиеся устойчивыми минеральными парагенезисами и отражающие различную интенсивность проявления щелочного метасоматоза. Во внутренней, наиболее измененной зоне все первичные минералы и структуры исходных пород полностью разрушены, и метасоматиты состоят главным образом из бурого пелитоморфного калиевого полевого шпата, в катаклазированной массе которого развит микропрожилковый адуляр, и содержат переменное количество карбоната и тонкодисперсного золотосодержащего пирита. Однако полная метасоматическая зональность наблюдается далеко не в каждом пересечении ореолов и последние нередко представлены метасоматитами двух или даже одной внешней зоны.
Барит-кварцевые жилы и прожилки в отличие от метасоматитов развиты главным образом в юго-восточных флангах некоторых рудоносных разломов и имеют мощность от 0,1 до 4—5 м. Они обычно локализуются в пределах ореолов гидротермально измененных пород независимо от метасоматической зональности и нередко наследуют в разломах положение древних бластомилонитов и контактов даек диоритов.
Для жил характерны остроугольные обломки метасоматитов и крустификационные параллельно-полосчатые и друзовые текстуры. Барит в них присутствует в виде неправильных выделений и кристаллов размером от долей миллиметра до 3х6 см, занимая от 1 до 30% объема жил, а пирит, халькопирит. сфалерит, теннантит, буланжерит и эпаргит образуют мелкие редкие вкрапленники. Нередко в поперечных пересечениях разломов отмечаются 2—3, а иногда 4—5 четко обособленные жилы этого состава, имеющие отчетливые взаимные пересечения и отличающиеся цветом, текстурами, количеством включений барита, сульфидов и т. п.
Урановая минерализация в разломах фундамента развита главным образом в цементе мелкообломочных брекчий, рассекающих пирит-карбонат-калишпатовые метасоматиты и дорудные барит-кварцевые жилы и прожилки. Кроме того, она тонко рассеяна вблизи брекчий среди низкотемпературных калиевых метасоматитов, локализуясь вне зависимости от зональности их ореолов. Рудоносные брекчии образуют как единичные крупные разрывы, так и системы ветвящихся субпараллельных и взаимопересекающихся маломощных, вплоть до волосовидных, швов. Соответственно и величина обломков в брекчиях изменяется от 3—5 см до сотых долей миллиметра (рис. 48).

В составе рудных брекчий М.Ф. Стрельин и др. выделяют следующие минералы (в порядке распространенности); жильные — кальцит, до ломит, кварц, серицит, калиевый полевой шпат; рудные — марказит, пирит браннерит, рутил, гематит, блеклая руда, галенит, халькопирит, арсенопирит ильменит и единичные зерна настурана. Браннерит является главным гипогенным урановым минералом. Вместе с микроскопическими скоплениями других рудных минералов он образует цемент брекчий, вкрапленность и реже встречается в виде тонких прожилков. Соответственно наиболее распространены брекчиевые, прожилково-брекчиевые и прожилково-вкрапленные текстуры урановых руд. В прожилках он образует колломорфноподобные массы плотного сложения и имеет черный или черно-коричневый цвет и жирный блеск.
Маломощные жилы и прожилки темно-серою кварца, иногда с карбонатом и флюоритом, завершающие основной урановорудный этап гидротермальной деятельности, в отличие от дорудных барит-кварцевых жил развиты в разломах почти повсеместно. Наиболее поздние маломощные карбонатные прожилки с кварцем, флюоритом и сульфидами железа, образованные во второй этап гидротермальной деятельности, рассекают не только все более ранние гидротермальные образования, но и пострудные щелочные дайки пород натрового ряда. Они локализуются в мелких различно ориентированных трещинах, реже образуют цемент брекчий в более крупных швах и формировались в процессе слабых затухавших дифференцированных тектонических движений по северо-западным разломам.
Рудные тела и закономерности локализации урановых руд. Урановое оруденение па месторождениях рассматриваемого района характеризуется рядом общих особенностей. Оно локализуется в крупных разломах среди кристаллических пород фундамента, и верхней его границей является подошва нижнепалеозойских отложений платформенного чехла. В плане оруденение развито в разломах независимо от размещения мезозойских интрузивов, располагаясь вблизи и на значительном (10—20 км) удалении от них. В плане и в разрезе оно отличается исключительной выдержанностью минерального состава руд и большим вертикальным размахом.

При общей широкой распространенности ураноносных швов промышленные концентрации браннеритовых руд локализованы лишь в пределах небольших по протяженности интервалов разломов и контролируются в основном структурными факторами. Месторождения и рудопроявления приурочены к участкам: а) крупных плавных изгибов разломов по простиранию и падению (см. рис. 49 и 50), б) расщепления разломов на две и более ветвей, в) сопряжения или пересечения основных северо-западных разломов с мезозойскими и омоложенными протерозойскими разломами субширотного и северо-восточного простирания.
Наиболее значительна урановая минерализация в крупных и протяженных омоложенных разломах второй группы, характеризующихся сложным строением и большой мощностью зоны дробления пород. В таких разломах часто наблюдается ряд взаимопересекающихся рудоносных нарушений, испытывающих многочисленные изгибы по простиранию и падению и образующих протяженные рудные тела со сложным внутренним строением. В менее мощных и протяженных омоложенных раннепротерозойских разломах, так же как и в собственно мезозойских разломах третьей группы, рудоносные нарушения имеют, как правило, сравнительно простое строение и характеризуются большей прерывистостью. Урановое оруденение на отдельных интервалах этих разломов также достигает промышленных концентраций, однако рудные тела относительно небольшие.
Как в крупных, так и в сравнительно небольших омоложенных раннепротерозойских разломах рудоносные нарушения обычно закономерно наследуют положение более ранних структурных элементов, сформированных в протерозое и в процессе дорудных внутриминерализационных движений. В северо-западных флангах разломов, где дорудные стадии минерализации проявлены слабо, рудоносные нарушения развиты почти исключительно вдоль контактов бластомилонитов и даек диоритов. В юго-восточных лее флангах разломов ураноносные разрывы и рудные тела располагаются преимущественно вдоль одного или обоих контактов мощных барит-кварцевых жил и зон прожилков. Однако и здесь вся совокупность гидротермальных образований тяготеет к контактам бластомилонитового шва, повторяя его изгибы (рис. 49). Участки крупных изгибов или расщепления бластомилонитовых швов обычно характеризуются особенно интенсивным развитием ураноносных разрывов и контролируют в разломах положение рудных залежей и месторождений (рис. 50).

Формы рудных тел разнообразны и определяются в основном структурными факторами. Встречаются жильные и жилообразные рудные тела, столбообразные и уплощенные штокверкоподобные залежи, мелкие гнезда. В разлом всех типов преобладают жильные и жилообразные тела простой и сложной формы. Они приурочены как к единичным рудоносным нарушениям, так и к их системам. Уплощенные столбообразные и штокверкоиодобные залежи, а также мелкие гнезда обычно контролируются узлами пересечения или сопряжения главным образом продольных разрывов. В отдельных случаях положение и морфология рудных тел определяются поперечными дорудными зонами трещиноватости с кварцевыми прожилками и бластомилонитовыми швами, по-видимому ограничивавшими проникновение рудоносных растворов вдоль разломов и. таким образом, игравшими роль своеобразных экранов. В таких участках в лежачем боку поперечных нарушении наблюдаются небольшие столбообразные рудные тела, а в висячем их боку основные разломы северо-западного простирания, как правило, на некотором протяжении остаются безрудными.
В крайних северо-западных флангах рудоносных разломов формы рудных тел резко осложнены мезозойскими интрузивами. Последние обычно образуют здесь многочисленные пологозалегающие дайки, пересекающие зоны разломов и расчленяющие рудные залежи на субгоризонтальные продольные блоки. Урановое оруденение отсутствует не только в пострудных, но и в дорудных дайках, не благоприятных по физико-механическим свойствам для массового развития рудоносных брекчий.
Генетические особенности месторождений. Согласно определениям абсолютного возраста, формирование браннеритовых руд происходило в позднеюрское — раннемеловое (145 ± 20 млн. лет) время, в одну эпоху с мезозойским магматизмом (160—110 млн. лет). Связь оруденения с магматизмом не ограничивается лишь возрастной аналогией и пространственной близостью. Первый, основной урановорудный этап гидротермальной деятельности протекал после внедрения юрских щелочных пород калиевого ряда и начинался с широкого проявления именно калиевого метасоматоза (пирит-карбонат-калишпатовые метасоматиты). По данным Я.Д. Готмана, браннеритовым рудам и дорудным интрузивам присущ ряд общих геохимических особенностей, в частности наличие повышенных количеств одних и тех же элементов-примесей. В то же время из гидротермальных образований лишь поздние сульфидно-карбонатно-кварцевые прожилки тесно пространственно и, по-видимому, генетически связаны с мезозойскими интрузивами. Что касается браннеритовых руд, то их минеральный состав одинаков как па северо-западе района, вблизи мезозойских интрузивов, так и на расстоянии 15—20 км от них, в юго-восточных флангах рудоносных разломов. Совокупность всех изложенных данных указывает па парагенетическую связь ураноносных растворов и мезозойских интрузивов, под которой понимается связь и тех и других с магматическим очагом. Выдержанность минерального состава руд на всем протяжении разломов и на значительном интервале (до 2 км) по вертикали свидетельствует об относительно глубоком залегании очага рудоносных растворов.
Источником рудного вещества в рудообразующих растворах могли быть не только магматический очаг, но и вмещающий гнейсы и граниты. На это указывает, в частности, изотопный состав свинца сульфидов из минерализованных зон. По-видимому, из вмещающих пород заимствовался также титан, содержание которого в гнейсах и особенно в жильных диоритах достигает 0,5—1,5%, а в браннерите — около 25%.
Формирование верхних частей браннеритовых месторождений и рудопроявлений района происходило на небольшой глубине от поверхности, не превышавшей 600—800 м. Об этом свидетельствуют незначительная суммарная мощность кембрийских отложений платформенного чехла и юрских вулканогенно-осадочных образований и положение месторождений в разрезе вблизи нижней границы этих отложений. Постоянное присутствие в рудах пирита обусловлено закрытым характером разломов, не рассекавших платформенный чехол, и относительно высокой концентрацией анионов [S2]2- в гидротермальных растворах. Это обстоятельство, а также однородность рудовмещающеq среды (пирит-карбонат-калишпатовые метасоматиты, образованные за счет ) диоритов, бластомилонитов, кварц-полевошпатовых пород и гнейсов), вероятно и обусловили большой вертикальный размах и выдержанность минеральною состава урановых руд.
Гидротермальная деятельность протекала в условиях относительно низких температур. На это указывают как неустойчивость эпидота, замещаемого карбонатом при образовании пирит-карбонат-калишпатовых метасоматитов, так и определения температур образования отдельных жильных минералов по газово-жидким включениям. По данным А.И. Тугаринова и В.Б. Наумова, температуры гомогенизации газово-жидких включений в кальците из дорудных метасоматитов составляют 255—225° С, дорудных кварца и барита (барит-кварцевые жилы) 320—230°, пострудного кварца 220—170°, а поздних кальцита и флюорита соответственно 105—100° и 135—95° С.

title-icon Подобные новости