» » Месторождения в сложных вулканических сооружениях

Месторождения в сложных вулканических сооружениях

Ураноносные вулканические сооружения активизированных складчатых областей значительно различаются по геологическому строению и истории формирования. Большая их часть относится к разнообразным бескальдерным депрессиям, но встречаются также рудоносные вулканические кальдеры и купола.
Урановые месторождения, приуроченные к этим вулканогенным сооружениям, характеризуются также неодинаковыми закономерностями размещения оруденения и условиями его формирования. Среди них целесообразно выделять два типа месторождений: а) в бескальдерных депрессиях и вулканических куполах, б) в вулканических кальдерах проседания.
Месторождения в бескальдерных депрессиях и вулканических куполах. Типичной провинцией распространения жильных урановых месторождений этого типа являются Скалистые горы США. Как известно, складчатые сооружения этих гор формировались в течение палеозоя, мезозоя и кайнозоя. Они значительно преобразованы в процессе кайнозойской тектоно-магматической активизации. Поздние сводово-глыбовые движения сопровождались интенсивной вулканической и интрузивной деятельностью Вдоль глубинных продольных (субмеридиональных) и поперечных (широтных и северо-восточных) разломов образовались вулкано-тектонические депрессии и пояса развития малых интрузий, с которыми ассоциируют урановые и другие месторождения. Как правило, рудные поля занимают лишь часть вулканотектонических депрессий (рис. 36). Они вытягиваются вдоль рудоконтролирующих разломов или главных элементов строения вулкано-тектонических депрессий — их краевых зон. локальных выступов и зон разломов фундамента. Размещение отдельных из них определяется формой залегании субвулканичегких и жерловых фаций.
С периодом третичной тектоно-магматической активизации связывается образование многих крупных и уникальных месторождений различных металлов, в том числе и урана. Основные гидротермальные жильные урановые месторождения распространены в западном обрамлении плато Колорадо, а наиболее крупные гидрогенные (инфильтрационные) — в его пределах. В структурном и генетическом отношениях большой интерес представляют гидротермальные месторождения урана округа Мэрисвейл, штат Юта. В этом районе урановые месторождения ассоциируют с вулканогенными породами серии Буллион-Каньон олигоценового возраста и более молодыми вулканитами серии Маунт-Белкнап, а также сопровождающими их интрузивами монцонитов, гранитов и риолитовых порфиров.
Серия Буллион-Каньон представлена разнообразными латитами (трахиандезитами), пироксеновыми андезитами и их туфами суммарной мощностью около 4 тыс. футов. Они выполняют крупные приразломные впадины, в фундаменте которых залегают, вероятно, толщи мезозойских осадочных пород. Главнейшие интрузивные массивы района, сложенные монцонитами и гранитами, внедрились после вулканогенных пород серии Буллион-Каньон, но, по-видимому, до вулканитов серии Маунт-Белкнап.
Серия Маунт-Белкнап представлена риолитами, риолит-порфирами и их туфами. Они распространены б пределах депрессий неравномерно и преимущественно вдоль крупных разломов фундамента. Эти вулканиты образуют непротяженные покровы и интрузивы дайко- и лакколитообразной формы, максимальной мощностью до 1500 футов.
На главных месторождениях округа Мэрисвейл урановое оруденение образует крутопадающие, нередко разветвляющиеся жилы, залегающие в различных вмещающих породах. Известны также крутые и пологие рудные тела неправильной формы (рис. 57), локализованные в агломератах и других вулканических породах, по-видимому, слагающих вулканические жерла и субвулканические интрузивы. В пределах рудных тел урановое оруденение распределяется неравномерно. Отмечается, что на содержание урана в рудах влияют внутрениее строение рудовмещающих разрывов и состав вмещающих пород. Установлено, в частности, что концентрация урана в рудных телах несколько повышается в участках пересечения жил кварцевых монцонитов и снижается в гранитах и риолитах.

В месторождениях округа Мэрисвейл основной урановый минерал представлен настураном, ассоциирующим с пиритом, молибденитом, темным флюоритом, кварцем и некоторыми другими. Жильный флюорит образовался частично одновременно с урановой смолкой, частично позднее ее. Вмещающие породы урановых месторождений подверглись гидротермальным изменениям, проявившимся в хлоритизации и аргиллизации.
Месторождения в кальдерах проседании. Урановые месторождения верхнего структурного этажа рассматривались Ф.И. Вольфсоном, Л. П. Ищуковой и др., В.И. Казанским, Н.П. Лаверовым и др. Характерное рудное поле данного типа, так же как и ранее рассмотренные месторождения первой группы, тяготеет к выположенному борту позднемезозойской впадины, вытянутой вдоль продольного глубинного разлома древнего заложения.
Фундамент и ближайшее обрамление вулканического сооружения, контур которого может рассматриваться как граница рудного поля, сложены гнейсовидными круппо- и среднезернистыми гранитоидами со спорадически встречающимися в них ксенолитами древних кристаллических сланцев и мраморизованных известняков.
В стратиграфическом разрезе рудного поля выделяются две толщи. Нижняя из них представлена мощными стратифицированными телами базальтов и андезито-базальтов, чередующимися с покровами лав и игнимбритов дацитов. Среди вулканитов в подчиненном количестве и со значительно меньшей мощностыо развиты терригенные и вулканогенно-осадочные образования — конгломераты, гравелиты с примесью, иногда весьма обильной, туфового материала. Эти образования залегают как в основании разреза, так и в средних его частях. Мощность каждого из выделенных покровов вулканитов, за исключением игнимбритов и пластов туфогенно-осадочных пород, па площади рудного боля изменяется весьма существенно, но в целом толща довольно выдержана, ее мощность несколько сот метров.
Породы верхней толщи сложены двумя комплексами: туфогенно-осадочным в фельзитовым. Первый залегает с размывом на породах нижней толщи в пределах локальной площади в центре вулканического сооружения и согласно перекрывается мощным монотонным фельзитовым комплексом. Завершается процесс формирования вулканитов рудного поля внедрением субвулканических тел и даек липаритов, граносиенитов и немногочисленных маломощных даек андезитов. Мощность верхней толщи сопоставима с мощностью нижней, но области наиболее полного их проявления в рудном поле не совмещаются.
Физико-механические свойства пород рудного поля весьма дифференцированы. Эффузивы основного состава (базальты, андезито базальты, андезиты) характеризуются минимальной полной и эффективной пористостью, обладают высокими упругими, пластическими и достаточно высокими прочностными параметрами. Однако лавовые брекчии п агломераты этих пород характеризуются пониженной прочностью и упругостью, высокой общей пористостью и значительным водопоглощением. Прочность этих разновидностей весьма существенно снижается в водонасыщенном состоянии. Дациты и фельзиты по физико-механическим свойствам отличаются от других членов разреза и качественно сходны между собой. Они имеют высокую полную и эффективную пористость, большую прочность: по соотношению модулей упругости и коэффициента Пуассона отмечается склонность этих пород к хрупким деформациям. Породы туфогенно-осадочных прослоев обладают высокой пористостью, низкими значениями коэффициентов Пуассона и модуля упругости, что характеризует эти породы как относительно пластичные. Сиенит порфиры и липариты субвулканических тел и даек обладают низкой пористостью, наиболее высокими прочностными и упругими параметрами. Вследствие частого переслаивания и различных сочетаний этих пород разрез их в целом приобретает весьма дифференцированный резко послойно-анизотропный облик.
Формирование осадочновулканогенных пород верхнего структурного этажа началось с накопления базальных терригенных отложений на всей площади впадины. Излияния лав и формирование агломератов и лавовых брекчий андезито-базальтов в основании толщи вулканитов носили трещинный характер и покрывали значительные территории, нивелируя резко расчлененный, допозднемезозойский рельеф. Каналы их излияния достоверно не выявлены, но, по видимому, ими являлись продольные бортовые разломы впадины.
Извержение лав и игнимбритов дацитов, а также разделяющих их лавовых потоков андезитов и базальтов, вероятно, происходило также в виде трещинных излияний вдоль продольных разрывов, но к моменту их формирования возникла кольцевая структура, к тому времени еще не обособившаяся от общей впадины. Лишь к концу формирования нижней толщи в результате интенсивной эксплозивной деятельности имело место относительно слабо выраженное кальдерное проседание, маркируемое площадью развития туфогенно осадочного комплекса верхней толщи.
Интенсивная активизация поперечных разломов, подновленных вблизи первичной кальдеры и в бортах ее, прервала осадконакопление. В узлах пересечения их с функционировавшими ранее магмапроводящими продольными разрывами начали формироваться вулканические постройки центрального типа, поставлявшие кислые вулканиты — главным образом в форме огромных масс дирокластического материала. Высокий коэффициент эксплозивности вулканизма этого периода, огромные объемы изверженных продуктов обусловила второе кальдерное обрушение, в результате которого вулкано-тектоническая структура обособилась от параллельно развивающейся впадины.
В центрах извержений формировались экструзивные и субвулканические тела липаритов, а вдоль активизированных поперечных и обрамляющей зоны кольцевых разломов внедрились штоки и дайки сиенит-порфиров. Вулканический процесс завершился спорадически развитыми дайками андезитов, рассекающими по системе продольных разрывов весь осадочно-вулканогенный разрез. Тектонические движения продолжались еще некоторое время, но сопровождались уже формированием продуктов гидротермальной деятельности.
Тектонические элементы рудного поля развивались весьма длительное время в допозднемезозойский этап развития региона в связи с формированием впадины, затем обособившейся вулкано-тектонической структуры и, наконец, в гидротермальный этап. Все это приводило к подновлению древних разрывов фундамента, разрастанию их в породах верхнего структурного этажа, проявлению элементов прототектоники, объединению в протяженные зоны секущей трещиноватости, а также к образованию межслоевых согласных зон разрывов и полостей отслоения. Именно эта сложная сеть широко и интенсивно проявленных разрывов послужила основой и была унаследована тектоническими деформациями, непосредственно предшествовавшими гидротермальному преобразованию пород и рудоотложению.
Структурный анализ разрывов пород верхнего структурного этажа показал, что в стадию дорудных изменений в пределах отдельных участков рудного поля тектонические деформации протекали в обстановке относительно слабо выраженного сжатия в локальных нолях напряжений, что сближает этот план деформации с процессами кальдерного обрушения. В этот этап преобладали шарнирные сбросы по поперечным и отчасти продольным разрывам.
Собственно рудный гидротермальный процесс развивался па фоне принципиально иного плана деформаций — в обстановке единого поля напряжении при всестороннем сжатии и ориентировке оси максимальных сжимающих усилий, грубо параллельной поперечным разрывам. В этом поле напряжений формировались вновь образованные диагональные сдвиги, поперечные разрывы приоткрывались, а продольные оставались притертыми.
Общей особенностью пострудных деформаций являлось унаследованное приоткрывание преимущественно поперечных разрывов.
Все проявленные в пределах рудного поля нарушения сплошности пород подразделяются на собственно тектонические, вулкано-тектонические, протовулканические, на скрытые и сквозные различных порядков, линейные и кольцевые, крутопадающие и согласные с напластованием пород, рассекающие всю толщу вулканитов либо формирующие внутрипластовые зоны трещиноватости.
К вулкано-тектоническим относятся разрывы, связанные не с региональными полями напряжений, а с формированием самого вулкано-тектонического сооружения. К ним прежде всего относятся кольцевые и полукольцевые разломы кальдерного ограничения, подновленные в этот этап отрезки ранее заложенных разрывов, наконец многочисленные сбросы, в некотором роде напоминающие сбросы, проявившиеся на крутых склонах гранитоидных валов фундамента. в бортах желобов эрозионных врезов, а также на склонах экструзивных и субвулканических тел.
Группу протовулканических разрывов составляют широко распространенные во всех разностях вулканитов трещины отдельности. В участках особо большой их плотности они влияют на проявление наложенных собственно тектонических нарушений. Это прежде всего относится к фельзитам, повсеместно разбитым преимущественно крутопадающей столбчатой отдельностью.
Скрытые разрывные нарушения хорошо проявлены лишь в гранитоидах фундамента. В вулканитах они представлены обычно сериями мелких трещин с незначительным смещением вмещающих пород. Это отдельные продольные конседиментационные нарушения впадины, а также синхронные субпараллельные им разрывы фундамента на площади собственно рудного поля, служившие каналами излияния вулканитов, а в промежутках между извержениями контролировавшие размещение эрозионных врезов. К этим нарушениям относятся также молодые диагональные сдвиги, весьма активно развивавшиеся в фундаменте, но, как правило, не проникавшие непосредственно в верхний структурный этаж.
Разрывы верхнего структурного этажа группируются в крутопадающие, секущие весь осадочно-вулканогенный разрез разломы, зоны мелкой внутрипластовой трещиноватости и пологопадающие разрывные нарушения. Последние по масштабам проявления сопоставимы с основными секущими, но генетически подчинены им. Наиболее крупные из них развиты по контакту гранитов фундамента и пород чехла, вдоль выдержанных тел вулканитов, особенно на контактах с туфогенно-осадочными породами, в низах фельзитового комплекса и на контактах других пород. Как правило, согласные швы и зоны развальцевания рассекаются и смещаются крутопадающими разломами, но сами активно гасят по восстанию и падению мелкую секущую внутрипластовую трещиноватость.
Зоны внутрипластовой трещиноватости развиты в пределах рудного поля повсеместно. Вследствие первичной прототектонической трещиповатости и повышенной хрупкости трещиноватости этого типа наиболее подвержены фельзиты, лавы дацитов, в меньшей мере приконтактовые части гранитов. В андезито-базальтах и плотных литифицированных конгломератах наблюдаются редкие, протяженные, но также не выходящие за пределы пластов и покровов крутопадающие нарушения, обычно сопровождающие секущие крутопадающие разломы. Генетически формирование большинства внутрипластовых зон трещиноватости связывается с развитием секущих разломов и блоковым перемещением вдоль них, а также с подвижками по неровным поверхностям сместителей пологозалегающих межпластовых срывов.
Крутопадающие тектонические разрывы фундамента и пород верхнего структурного этажа существенно отличны. В фундаменте широко развиты зоны развальцевания, дробления и катаклаза древнего заложения, параллельные основным региональным продольным разломам. Эти разрывы в виде «отраженных» зон трещиноватости проникают в породы верхнего структурного этажа «конседимептационно» подновляясь и наращиваясь в процессе формирования вулканитов.
В фундаменте рудного поля ведущая роль принадлежит молодым диагональным сдвигам. В плане последние образуют широкие протяженные зоны представленные серией кулисообразных концентрированных швов. Большинство из них ври подходе к верхнему структурному этажу выполаживаются и скользят вдоль контакта, обусловливая интенсивное дробление пород при контактовой зоны. Над зонами сдвигов фундамента, перекрытых высокопластичными породами, разрывных нарушений в верхнем структурном этаже не наблюдается. Если на фундаменте залегают хрупкие породы, сдвиги фундамента также непосредственно не переходят в верхний структурный этаж, но над ними в вулканитах развиваются зоны сколовых нарушений, ориентированных по простиранию под углами 10—30° к сдвигам, оперяемым многочисленными трещинами отрыва. Простирание последних близко поперечно разрывам фундамента, по. как правило, эти системы разрывов не увязываются между собой ни пространственно, ни генетически. В то же время изучение кинематики развития и минерального выполнения сдвигов фундамента и сменяющих их по восстанию зон сколов и трещин отрыва верхнего структурного этажа, хотя и отличающихся но простиранию, позволяет сделать вывод об их генетической связи и синхронности развития.
Описываемые сопряженные сколы и трещины отрыва вытягиваются широкими полосами над сдвигами фундамента активно взаимодействуя с ними (подновляя, рассекая), а в некоторых случаях ограничиваясь проявленными здесь «отраженными» продольными и поперечными разрывами. Так, при пересечет сколами «отраженных» поперечных нарушений первые обычно расщепляются, и в этих узлах значительно возрастает плотность новообразованных оперяющих трещин отрыва; с другой стороны, трещины отрыва часто ограничиваются по простиранию «отраженными» продольными нарушениями.
В соответствии с текстурно-структурными особенностями, физико-механическими свойствами и перемежаемостью деформируемых пород плотность новообразованных нарушений, ширина их зон и соотношение с контактным пологозалегающими срывами в разрезе скачкообразно и многократно изменяется. еще более подчеркивая вертикальную структурную зональность.
Урановое оруденение в рудном поле в основном является скрытым — не выходящим па дневную поверхность. В целом оно представлено тремя основными структурно-морфологическими типами рудных залежей, связанными между собой промежуточными подтипами пространственно и генетически:
1) линейно вытянутые жилообразные залежи в крутопадающих разломах. Промышленные концентрации урана локализуются практически во всех разностях пород рудного поля;
2) сложно построенные штокверкоподобные залежи в зонах внутрипластовой трещиноватости, вытянутые вдоль основных жирообразных залежка (рис. 58). В целом эти залежи характеризуются либо изометричными очертаниями, либо имеют уплощенную, лентообразную форму и пологое склонение, согласное с элементами залегания вмещающих пород. В зависимости от размеров и плотности слагающих рудных прожилков эти залежи образуют постепенные переходы к жилообразным внутрипластовым рудным телам и далее — к рудным залежам первого структурно-морфологического типа;
3) пластообразные рудные залежи, развитые преимущественно в горизонте туфопесчаников. подстилающих породы фельзитового комплекса, а также (в меньшей мере) в горизонте базальных осадков и в некоторых прослоях осадочных пород, разделяющих покровы дацитов и андезито-базальтов.

Ведущим фактором, определяющим морфологию и внутреннее строение рудных тел. является структурный: не установлено ни одного участка оруденения вне связи с разрывами рудовмещающих пород, а с другой стороны, малейшие изменения в строения рудоносных разрывов неминуемо влекут за собой изменение морфологии и параметров оруденения. Литологический контроль оруденения проявляется через первичную пористость, трещиноватость либо механическую способность пород к хрупко-пластичным деформациям; лишь в пластообразных залежах отмечаются локальные повышения концентраций урана в участках, обогащенных углистыми остатками.
В геологическом разрезе существенно меняются особенности размещения оруденения. Так, в гранитах фундамента развиты жилообразные залежи, контролируемые диагональными сдвигами. Верхние части этих залежей, находящиеся в зоне контакта с вулканитами, сопровождаются рудоносными штокверками. Основными рудовмещающими разрывами верхнего структурного этажа являются трещины отрыва зон деформаций над диагональными сдвигами фундамента и протяженные концентрированные разрывы «отраженной» поперечной системы, подновленные этими движениями. В соответствии с морфологией проявления зон в разрезе формируются либо широкие внутрипластовые штокверкоподобные залежи, либо концентрированные секущие жилообразные тела первого морфологического типа, часто сопровождаемые также жилообразными, но внутрипластовыми телами. При пересечении жилообразными залежами высокопористых трещиноватых пластов туфогенно-осадочных пород в последних формируются линзо- и пластообразные залежи.
Пологие межпластовые срывы и зоны развальцевания, как правило, не несут промышленных концентраций урана, но оказывают существенное влияние на распределение и морфологию рудных тел. ограничивая по восстанию и падению большинство рудоносных разрывов внутрипластовых штокверков и рудных апофиз секущих жилообразных залежей.
Внутри рудных тел и залежей обычно выделяются резко обогащенные, участки — рудные столбы, формирующиеся: 1) в приоткрывавшихся поломи участков изгиба но падению и простиранию рудовмещающих разрывов; 2) в узлах пересечения, сопряжения и разветвления рудовмещающих разрывов; 3) в узлах расщепления рудовмещающих разрывов вблизи ограничивающих их крутых и пологих поверхностей; 4) при пересечении рудоносными разрывами пластов и пород с повышенной пластово-трещинной проницаемостью; 5) при пересечении рудоносными разрывами пластов пород, обогащенных углистыми остатками.
В целом морфология рудных тел и залежей подчинена выявленной вертикальной и горизонтальной структурой зональности развития рудовмещающих и рудоконтролирующих разрывов, что выражается закономерной сменой (снизу вверх) диагональных рудных залежей в гранитах фундамента грубо поперечными — в породах верхнего структурного этажа, многоярусным чередованием в разрезе вулканитов, концентрированных залежей и широких штокверков, а в плане — контролем размещения жилообразных и штокверкоподобных залежей продольными разрывными нарушениями.

title-icon Подобные новости