Смирнов В.И. Рудные месторождения СССР. Том 2

Подождите немного. Документ загружается.

361

переходят

небольшие лакколитовые тела, не имеющие выхода

на

поверхность.

Самые поздние магматические образования — послевулканические дайки

лам-

профиров

диабазов, которые образуют узкие пояса, локализованные

зонах

сквозных разрывов.

На месторождении выполнены систематические исследования физико-ме-

ханических свойств пород.

результате

их

выделяются горизонты проницае-

мых коллекторов

водоупоров.

коллекторам относятся горизонты туфов

брекчий, игнимбритов,

а к

водоупорам — слои

лав и

лавоагломератов.

Структура месторождения

во

многом определяется тектоническими разры-

вами

трещинами.

наиболее ранним

из них

относятся крутопадающие раз-

рывы, контролирующие положение даек. Анализ показывает,

что эти

разрывы

в период

их

возникновения лишь частично проникали

до

поверхности, хотя

имели значительную протяженность

по

простиранию.

Особую группу составляют последайковые тектонические

швы и

трещины,

большая часть которых образовалась, по-видимому,

период гидротермальной

деятельности. Именно

они

вмещают основную массу урановых

руд,

образуя

линейные штокверки

жильные зоны,

основном вытянутые согласно

общей

ориентировкой скрытого разлома

падающие почти вертикально.

В результате статистической обработки выделены

три

группы таких тре-

щин, размещенных

разрезе месторождения

на

разных уровнях. Верхний ярус

образуют ярко выраженные тектонические

швы, в

основном локализованные

в аргиллизированных туфах

брекчиях. Примерно

70%

этих трещин имеют

мощность интенсивно нарушенного материала

интервале

от 8 до

10 см. Второй

ярус располагается

кристаллокластических туфах кварцевых порфиров

виде

линейного штокверка,

котором около 70% трещин имеют мощность

1,5—2,5

см.

Третий, нижний, ярус рудовмещающих трещин

не

связан

со

вторым.

Он

рас-

положен ниже по разрезу среди игнимбритов

спекшихся туфов нижней толщи.

Трещины имеют

еще

более широкое площадное распространение,

они

почти

не сопровождаются глинкой трения

представлены тонкими, почти вертикаль-

ными прямолинейными «швами» мощностью

несколько миллиметров.

Существенную роль

структуре месторождения играют пологопадающие

разломы, приуроченные

слоям осадочных отложений

и в

совокупности обра-

зующие зоны высокой проницаемости

для

гидротермальных растворов.

ряде

случаев

они

вмещают значительные рудные концентрации.

Отмеченные ярусное размещение в разрезе трещинных

зон

различной струк-

туры,

также чередование пород, существенно различающихся «коллекторными»

свойствами, сыграло, по-видимому, важную роль

размещении рудных

тел.

Все

они

оказались локализованными

пределах отмеченных проницаемых кол-

лекторов,

по

существу являющихся своеобразными «продуктивными» горизон-

тами.

Неодинаковые физико-механические свойства пород существенно повлияли

на

образование прерывистых трещинных структур рудных

зон. В

породах

с низкими прочностными характеристиками

(в

туфах

брекчиях) возникли

Рис.

147. Положение и структура рудных тел уранового месторождения, локализованного-

в вулканической депрессии (поперечный разрез). (Условия образования..., 1972).

1 — дайки кварцевых порфиров;

— дайки фельзитов;

— туффиты, туфопесчаники; агломераты;

4 —

игнимбриты липаритового состава

лавовые покровы кварцевых порфиров;

5 —

туфобрекчии липаритов;

—

кристаллокластические туфы кварцевых порфиров;

7 —

туфы кварцевых порфиров

прослоями игним-

бритов;

— лавоагломераты андезитов;

9 —

дайки гранодиорит-порфиров

андезитов;

ю—

граниты;

—

тектонические

швы; 12 —

настурановые жилы

прожилки;

13 —

рудные тела: жильные, штокверковые

и «пластовые» залежи

362

363

линейные штокверки и сложные системы жил, в то время как перекрывающие

и подстилающие их более прочные, малопроницаемые породы оказались прак-

тически безрудными.

Все рудные тела месторождения отчетливо тяготеют к скрытым субвулка-

ническим дайкам фельзитов и располагаются гипсометрически несколько выше

их. Среди них выделяются три типа: 1) жильные рудные тела, 2) линейные шток-

верки, 3) «пластовые» рудные залежи. Жильные рудные тела преимущественно

развиты на верхних горизонтах месторождения, линейные штокверки — на

средних и «пластовые» — на нижних (рис. 147).

По минеральному составу среди руд месторождения выделяются два типа:

малосульфидные настурановые и сульфидно-настурановые, содержащие в зна-

чительных количествах галенит и молибденит. Малосульфидные руды в основ-

ном характерны для жильных рудных тел верхней части месторождения, суль-

фидные преимущественно развиты на нижних горизонтах. Они слагают шток-

верки и «пластовые» рудные залежи.

Рудные тела месторождения образованы в три стадии гидротермального

процесса. В первую стадию сформировались небольшие жилы, прожилки

и линзы кварц-гематит-полевошпатового состава, пространственно тяготеющие

к участкам перекристаллизации кислых эффузивов. Альбит-кальцитовые жилы

и прожилки принадлежат ко второй стадии. В их составе (кроме альбита и каль-

цита) установлены флюорит, апатит, кварц, пирит и в редких случаях барит.

Самые поздние и наиболее распространенные настурановые жилы и прожилки

образованы в третью стадию гидротермального процесса. Минералы рудной

стадии принадлежат к двум основным парагенетическим ассоциациям — ран-

ней и поздней. В раннюю были отложены настуран, коффинит. кальцит, гётит,

пирит и др., а в позднюю — настуран, молибденит (иордизит), галенит, сфале-

рит и серицит.

Околожильные изменения вмещающих пород на месторождении проявлены

отчетливо. Они связаны с каждой из трех стадий гидротермального процесса.

Образование жил и линз кварц-полевошпатового состава сопровождалось

широким ореолом перекристаллизации кислых эффузивов. В таких ореолах,

по данным В. Барсукова и Б. Малышева (Условия образования..., 1972),

происходит резкое укрупнение зерен породообразующих минералов, сопрово-

ждаемое появлением друз перекристаллизации и характерных пустот.

С образованием альбит-кальцитовых жил и прожилков второй стадии

связана альбитизация кислых эффузивов. В зонах альбитизации также по-

являются серицит, каолинит, хлорит, кальцит, апатит и флюорит, количество

которых в сумме обычно не превышает 10% от массы вторичного альбита.

Около рудных настурановых и настуран-сульфидных жил и прожилков

формируются сложные ореолы гидротермального изменения. В. Барсуковым

(Условия образования..., 1972) в полной метасоматической колонке околоруд-

ных изменений выделяются четыре зоны (от внешней к внутренней): 1) покрас-

нения, 2) аргиллизации, 3) хлоритизации и карбонатизации, 4) серицитизации

и метасоматического развития рудных минералов.

Покраснение пород в первой зоне связано с широким развитием тонкодис-

персных окислов железа (гётита, гидрогётита и реже гематита). Во второй зоне

количество каолинита и монтмориллонита достигает 50% объема породы. Эти

минералы замещают полевые шпаты и кварц. В третьей зоне часть новообразо-

ванных глинистых минералов замещается хлоритом и кальцитом. Во внутрен-

ней зоне хлорит замещается настураном, молибденитом, галенитом и пиритом,

а также крупночешуйчатым серицитом.

364

Изменения химического состава пород околорудных жил и прожилков

выражаются в интенсивном извлечении из них Na

0 и Si0

и увеличении со-

держаний Fe

, а во внутренних зонах и FeO, CuO, MgO, урана, молибдена,

свинца и других рудных компонентов.

В.

Барсуковым, Н. Лаверовым и Б. Малышевым (Условия образования...,

1972) установлено характерное зональное размещение околожильных измене-

ний пород и связанных с ними минеральных образований. Закономерная смена

с глубиной жильных рудных тел линейными штокверками и пологопадающими

«пластовыми» залежами дополняется отчетливой вертикальной зональностью

минерализации.

На верхних горизонтах в жильных рудных телах преобладает настуран,

на долю которого иногда приходится до 80% жильного заполнения. С глубиной

его количество в жилах уменьшается и возрастает доля кальцита, содержание

которого на нижних горизонтах достигает 90% объема жильного материала.

Одновременно с увеличением количества кальцита с глубиной существенно воз-

растает доля сульфидов, в особенности молибденита. С глубиной так же резко

возрастает интенсивность альбитизации кислых пород.

Вертикальная зональность ореолов изменения, связанных с рудной стадией,

выражена отчетливо. Максимальные околорудные изменения проявлены на

нижних горизонтах месторождения. Здесь в колонке изменения пород выде-

ляется наибольшее число метасоматических зон, имеющих максимальную мощ-

ность, отмечаются глубокие преобразования вмещающих пород, существенный

привнос рудообразующих веществ. По мере перемещения к поверхности ин-

тенсивность околорудных изменений уменьшается. В околожильной метасома-

тической колонке исчезают все внутренние зоны и на верхних горизонтах сохра-

няется лишь незначительный ореол покраснения.

Анализ развития рудообразующего процесса определенно свидетельствует,

что интенсивность отложения рудных минералов на месторождении заметно

падала по направлению восходящего потока гидротермальных растворов — от

основания депрессии к ее поверхности.

Соотношения урановых руд с магматическими породами депрессии, опре-

деления их абсолютного возраста, а также возраста серицита, ассоциирующего

с настураном, и настурана свидетельствуют о незначительном разрыве во вре-

мени между вулканической деятельностью, внедрением поздних даек и гидро-

термальным процессом, приведшим к формированию руд.

Анализ палеогеографической обстановки периода рудообразования пока-

зывает, что месторождение было образовано на незначительной глубине. Верх-

ние части рудных жил сформировались в 300—500 м, а нижние пластообразные

залежи в 1000—1200 м от поверхности.

По данным Б. Малышева и В. Барсукова (Условия образования..., 1972),

рудообразующие растворы ранней стадии имели температуру, не превышавшую

310—340° С, стадии альбитизации 190—250° С; основная часть настурана и со-

провождающих его минералов отлагалась из растворов, имевших температуру

180—190° С.

Титан-урановые месторождения

Геологическая позиция титан-урановых месторождений определяется их при-

уроченностью к древним щитам, испытавшим в мезозое тектоно-магматическую

активизацию, и отчетливой парагенетической связью со щелочными вулкано-ин-

трузивными комплексами.

365

Первое описание гидротермального уранового оруденения, локализован-

ного в массиве щелочных пород, дано Т. Билибиной, В. Донаковым, В. Тито-

вым (1963). Массив расположен в узле пересечения крупных разломов се-

веро-восточного и меридионального простираний, там, где эти разломы пере-

ходят из кристаллических толщ фундамента в слабо метаморфизованный

терригенно-карбонатный осадочный чехол (рис. 148). Строение массива опреде-

ляют три группы пород: 1) интрузивные щелочные и нефелиновые сиениты,

шонкиниты, сиенит-порфиры, щелочные пегматиты; 2) излившиеся субвулка-

нические щелочные породы — щелочные трахиты, фонолиты, тингуаиты,

сельвсбергиты и их псевдолейцитовые разности; 3) интрузивные эгириновые

граниты, кварцевые сиениты и грорудиты. Несмотря на малую глубину (400—

500 м) формирования массива, широко проявлены высокотемпературные щелоч-

ные метасоматиты (преимущественно эгирин-анортоклазовые, эгириновые) и пег-

матиты.

Щелочные сиениты первой

группы образуют сложный лакко-

лит. Излившиеся и субвулкани-

ческие породы размещаются по

разрывам внутри этого лакко-

лита. Эгириновые граниты и дру-

гие породы третьей группы сла-

гают мелкие штоки, дайки и це-

ментируют трубообразные тела

эруптивных брекчий.

Рис.

148. Торий-урановое месторождение в субвулканическом щелочном массиве. По Т. Би-

либиной и др. (1963).

а — размещение ураноносных зон в массиве; б — соотношения рудных тел с дайками тингуаитов.

1 — метаморфические толщи кристаллического основания; 2 — песчано-глинистые отложения осадочного

чехла; з — карбонатные отложения осадочного чехла; 4

—

эффузивно-пирокластические щелочные породы;

б — щелочные и нефелиновые сиениты; 6 — тингуаиты; 7 — ураноносные зоны и рудные тела; 8 — разрыв-

ные нарушения

Отличительная особенность щелочного рудоносного массива — двукрат-

ное проявление радиоактивной минерализации: во-первых, после щелочных

пород первой группы, с которыми генетически связаны щелочные пегматиты

и ториеносные эгирин-ортоклаз-кварцевые жилы и, во-вторых, после консоли-

дации всего массива, когда возник главный тип урановой минерализации —

флюорит-барит-кварцевые жилы и ураноносные минерализованные брекчии

с уранинитом и настураном. О парагенетической связи уранового оруденения

со щелочным массивом свидетельствуют единая ассоциация элементов-

366

спутников (Ti, Ва, Mn, V, РЬ, As, Tl, Mo, Ag, Bi, W, Sn) в изверженных породах

и рудах, закономерное уменьшение торий-уранового отношения от ранних фаз

к поздним и увеличение содержания урана в наиболее поздних продуктах маг-

матической деятельности.

Размещение гидротермальной урановой минерализации определяется раз-

рывными нарушениями, создавшими блоковую структуру массива. В основном

гидротермальная урановая минерализация локализуется в самом щелочном

массиве и лишь изредка распространяется во вмещающие карбонатные породы.

Для месторождений в целом характерны системы жил, причленяющихся к круп-

ным разломам со стороны висячего и лежачего боков. Каждая такая система

состоит из нескольких основных жил весьма изменчивого простирания и от-

ходящих от них диагональных апофиз (см. рис. 148, б). Рудоносные дизъюнк-

тивные нарушения- со смещением пересекают дайки щелочных пород. Наиболее

мощные рудные тела имеют форму уплощенных столбов и линз и располагаются

в местах изгибов и расщепления жил. Для руд характерны брекчиевые и про-

жил ковые текстуры.

В ряде случаев ураноносные зоны дробления наложены на более ранние

пегматиты и ториеносные кварцевые жилы. В связи с этим в отдельных частях

ураноносные брекчии несут комплексное урано-ториевое оруденение. Урановое

оруденение представлено несколькими средне- и низкотемпературными минераль-

ными ассоциациями. К самой ранней из них относятся кварц-баритовые жилы

с флюоритом, сульфидами (халькопиритом, пиритом, сульванитом, блеклыми

рудами, молибденитом, арсенопиритом) и уранинитом, имеющим спорадическое

распространение. К следующей ассоциации принадлежат ураноносные брекчии

и микробрекчии — главные носители урана. В обломках ураноносных брекчий

присутствуют вмещающие породы и ранний кварц. Полиминеральный цемент

брекчий представлен тонкозернистым агрегатом кварца, флюорита, барита,

карбоната, пирита, мельниковита, халькопирита, галенита, а также анатаза,

апатита, гидрослюд и глинистых минералов. Урановые минералы — уранинит

и урановая смолка — образуют вкрапленность в цементе брекчий, обычно в ас-

социации с пиритом. К наиболее поздней ассоциации, завершающей гидротер-

мальный процесс, относятся прожилки и жилы дымчатого кварца крустифика-

ционного строения, пересекающие ураноносные брекчии.

Будучи парагенетически связано со щелочными массивами калиевого

ряда, возникшими в процессе мезозойской тектоно-магматической активизации,

гидротермальное урановое оруденение локализуется не только в самих масси-

вах, но также и в кристаллическом фундаменте древних щитов, в зонах крупных

омоложенных разломов, которые и определяют локализацию титан-урановых

месторождений.

В кристаллическом фундаменте гидротермальное урановое оруденение кон-

центрируется в приподнятых блоках, перекрытых маломощным (0,5—1,5 км)

осадочным чехлом и рассеченных многочисленными крупными и мелкими раз-

ломами. Гнейсы и кристаллические сланцы фундамента собраны в куполовид-

ные и линейные складки и интенсивно гранитизированы. Большая часть раз-

ломов возникла во время консолидации кристаллического фундамента, подчи-

няется его складчатым структурам, наследует флексурные перегибы и т. д.

В дальнейшем по разломам внедрялись жильные тела гранитов, пегматитов,

кварцевых диоритов, вплоть до молодых изверженных щелочных пород этапа

тектоно-магматической активизации. Последние образуют сложные по форме

субвулканические тела, проникающие из фундамента в слабо дислоцирован-

ный осадочный покров р размещающиеся на периферии урановорудных полей.

367

Наиболее характерным выражением древних разломов служат бластоми-

лонитовые зоны, сопровождаемые пегматоидными кварц-полевошпатовыми по-

родами. Тектонические движения этапа активизации вызвали подновление

древних разломов и возникновение новых дизъюнктивных нарушений. Омоло-

женные древние разломы в совокупности с новообразованными дизъюнктивами

и определяют пространственное распределение уранового оруденения в виде

крупных минерализованных зон, сопровождающихся параллельными и диа-

гональными жилами.

Рис.

149. Рельеф поверхности рудоносного разлома фундамента в проекции на продольную

плоскость (а) и размещение в нем урановых руд (б).

Пунктирные линии — поперечные и диагональные дизъюнктивы. Возрастание концентраций урана изо-

бражено увеличением густоты точек; черным цветом показаны богатые руды

Омоложенные древние разломы отличаются весьма значительной протя-

женностью уранового оруденения по простиранию и на глубину и максималь-

ной его концентрацией в тех интервалах, где разломы испытывают выпукло-во-

гнутые изгибы. На продольных проекциях они распознаются по сложному вол-

нистому расположению изолиний поверхности разлома (рис. 149). В наиболее

крупных разломах выделяется несколько таких интервалов, каждый из них

представляет собой самостоятельное урановое месторождение, отделенное от

смежного месторождения отрезком с более бедной минерализацией. Для ново-

образованных дизъюнктивных нарушений характерны значительно большая

прерывистость уранового оруденения и локализация его в участках сопряжения

разрывов нескольких направлений или их расщепления.

Вверх по восстанию урановое оруденение выклинивается на небольшом

(100—300 м) расстоянии от платформенного чехла, игравшего роль экрана для

гидротермальных растворов, и лишь изредка проникает в чехол в виде насту-

ран-флюоритовых жил и прожилков.

Отложению урановых руд предшествовали интенсивное дробление и низко-

температурные гидротермальные изменения

пород.

В противоположность древним

368

бластомилонитам, образованным в результате пластического течения ве-

щества на больших глубинах, молодые тектонические швы характеризуются

развитием брекчиевых, микробрекчиевых, гребенчатых, кокардовых текстур

(Крупенников и др., 1968). Палеотектонические реконструкции позволяют

предполагать, что продукты гидротермальной деятельности — дорудные кварц-

адуляр-пирит-карбонатные метасоматиты, барит-кварцевые жилы, уранонос-

ные пирит-карбонат-браннеритовые брекчии и еще более поздние кварцевые,

флюоритовые, карбонатные прожилки — формировались на расстоянии 0,8—

2 км от дневной поверхности. Следовательно, в омоложенных ураноносных

разломах совмещены структурные элементы, образованные на разных глубин-

ных уровнях.

Кварц-адуляр-пирит-карбонатные метасоматиты слагают сильно упло-

щенные тела, повторяющие изгибы древних разломов по простиранию и паде-

нию.

Наиболее интенсивным метасоматическим преобразованиям подвергнуты

контакты бластомилонитовых зон. Барит-кварцевые жилы чаще всего локали-

зуются в ореолах гидротермальных изменений, но иногда выходят по оперя-

ющим трещинам и во вмещающие гнейсы, кристаллические сланцы, граниты.

Тектонические швы, выполненные пирит-карбонат-браннеритовыми брекчиями,

в свою очередь подчинены барит-кварцевым жилам и внутренней зоне метасома-

тических ореолов. В конечном счете пространственное распределение и морфо-

логия урановых рудных тел определяются закономерными сочетаниями разно-

возрастных структурных элементов, причем в разных месторождениях эти со-

четания могут быть различными. Соответственно выделяются три структурных

подтипа месторождений.

Наиболее крупные и выдержанные залежи урановых руд наблюдаются на

месторождениях первого подтипа, где серии параллельных кулисообразно

расположенных бластомилонитовых швов объединены пегматоидными кварц-по-

левошпатовыми породами в мощный гетерогенный разлом древнего заложения

(рис.

150). Количество бластомилонитовых швов и размеры кварц-полевошпа-

товой оторочки увеличиваются при переходе из гнейсов и кристаллических

сланцев в крупные гранитовые и гнейсо-гранитные тела. Одновременно услож-

няется и рельеф поверхности разлома.

Многократное чередование бластомилонитов, пегматоидных кварц-поле-

вошпатовых пород, заключенных между ними гнейсов, кристаллических слан-

цев,

гранитов создает благоприятные предпосылки для интенсивного и массо-

вого дробления пород в период гидротермальной деятельности. Поэтому кварц-

адуляр-карбонатные метасоматиты образуют весьма сложный и протяженный

по простиранию и падению ореол, который в поперечном сечении состоит из

нескольких зон максимального изменения, приуроченных к тектонически на-

рушенным контактам бластомилонитов. К этим же контактам тяготеют и пи-

рит-карбонат-браннеритовые брекчии. Они выполняют прерывистые тектони-

ческие швы, ветвящиеся трещины и в совокупности создают линзо- и жилооб-

разные залежи богатых руд, окруженные более бедной вкрапленной урановой

минерализацией. В некоторых случаях богатые руды слагают лентообразные

тела, вытягивающиеся вдоль линии сопряжения основного и оперяющего

дизъюнктивного нарушений.

В урановых месторождениях второго подтипа основным структурным эле-

ментом является сравнительно маломощный бластомилонитовый шов, почти

нацело переработанный в процессе гидротермальной деятельности (рис. 151).

Этот шов испытывает изгибы в местах пересечения второстепенных складок

ультраметаморфических пород, где и концентрируются кварц-адуляр-пирит-

13 заказ 776

369

370

Рис.

150. Разрез через титан-урановое

месторождение. По В. Крупенникову

и др. (1968).

1 — кристаллические сланцы гнейсы, 2 —

гранито-гнейсы; з — граниты; 4 — кварце-

вые диориты; 5 — пегматоидные кварц-поле-

вошпатовые породы; 6 — бластомилониты;

7 — гидротермально измененные ' породы;

* — рудные тела

Рис.

151. Геологическое строение ти-

тан-уранового месторождения, приуро-

ченного к одиночному бластомилони-

товому шву. По В. Крупенникову и др.

(1968).

1 — кристаллические сланцы и гнейсы; 2 —

граниты; з — пегматоидные кварц-полево-

шпатные породы; 4 — бластомилониты по

кварцевым диоритам; 5 — кварц-адуляр-пи-

рит-карбонатные метасоматиты; 6 — барит-

кварцевые жилы и прожилки; 7 — урано-

носные брекчии; 8 — рудные тела; 9 — до-

кварцевые неминерализованные брекчии;

Ю — послекварцевые неминерализованные

брекчии