Месторождения в углеродистых сланцах

Месторождения этой группы считаются метаморфогенными или полигенными, характеризуются крупными запасами и высоким качеством руд, преимущественно настурановых и уранинит-настурановых.

Приуроченность месторождений к углеродистым сланцам, развитым на определенных стратиграфических уровнях, определяют элементы «стратиформности» в условиях их формирования и залегания. Другими факторами локализации месторождений являются долгоживущие разломы, определенный уровень метаморфического преобразования органического вещества (графитизация), интенсивные и полиэтапные метасоматические изменения состава и физических свойств вмещающих пород, приуроченность урановых залежей к проявлениям магниевого метасоматоза (хлоритизация).

Наиболее упоминаемым в опубликованной литературе [4,5,23] является месторождение Джабилука, локализованное среди нижнепротерозойских сланцев в нацело хлоритизированных и карбонатизированных породах, размещенных под слоями графитовых сланцев в зоне разлома. Характерна пространственная сопряженность урановой и золотой минерализации. Близкие условия локализации имеет ниже рассматриваемое месторождение, расположенное в Енисейском кряже.

Углеродистые породы различного генезиса тотально обогащены ураном.

Примером может служить битуминозные аргиллиты хорошо изученной баженовской свиты, имеющей региональное распространение в осадочном чехле Западно-Сибирской плиты. Породы свиты отличаются высокой радиоактивностью (до 200 мкР/ч и выше) урановой природы, тесными корреляционными связями (коэффициенты корреляции, как правило, превышают 0,8) в аргиллитах между содержаниями урана и углерода и понижением связей урана с другими радионуклидами - калием и торием.

В пределах Енисейского кряжа прослеживаются (по результатам аэрогеофизических съемок) аномалиями радиоактивности урановой природы горизонты углеродистых протерозойских пород трех стратиграфических уровней: пенченгинская, кординская и удерейская свиты, которые выделяющихся также аномалиями магнитного и электрических полей. Аномалии прерываются на площадях повышенной плотности гранитоидного магматизма и зон влияния глубинных разломов.

Таблица 2.2

Радиогеохимическая характеристика рифейских отложений Енисейского кряжа (по Кренделеву, 1971)

Оруденение урана (и золота) размещено в рифейских кварцево-слюдистых сланцах кординской свиты, распространяясь также в выше залегающие хлорит-кварцево-слюдистые сланцы горбилокской свиты (табл. 2.2), и приурочено к областям регионального перераспределения в породах урана и углерода - на фронте областей развития гранитоидных тел с осветленными и нерадиактивными породами пенченгинской свиты.

Локальное перераспределение урана связано с метасоматическими изменениями, примером чему могут служить результаты гамма-спектрометрических измерений, представленные на рисунке 2.9. В ходе кварцево-карбонатного метасоматоза углеродистых сланцев происходит вынос всех радионуклидов. Особенно низкие содержания урана наблюдаются при интенсивных изменениях - в мономинеральных кварцитах. В карбонат-хлоритовых зонах возможно накопление урана – пик урана на графике рис. 2.9 с минимумом тория.

Физико-геологический разрез уранового месторождения приведен на рис. 2.10.

Урановорудное тело локализовано в нарушении послойного разрыва, приуроченном к контакту пород разной компентентности внутри кординской свиты – графитизированных сланцев и карбонат-слюдистым сланцев с метасоматитами близкого состава. Тектоническую ослабленность области оруденения дополняет пересечение послойного разрыва с круто падающим разрывным нарушением.

Оруденение размещается в ореоле повышенной радиоактивности (рис. 2.10) и само (по данным ГК) отличается естественной гамма-активностью до первых сотен мкР/ч. Следует отметить перераспределение урана в пределах ореола (см. вырезку графика ГК на рис. 2.10). Непосредственно под рудным телом наблюдается интенсивное понижение радиоактивности, обязанное развитым здесь кварцитам.

Месторождение закономерно отображается в геофизических полях (рис. 2.10). Положительные аномалии магнитного поля и электропроводности наблюдаются непосредственно над рудным телом. В геоэлектрическом разрезе, построенном по наблюдениям методом МПП, области повышенной электропроводности обрамляют рудное тело. Комплексная гамма-спектрометрическая аномалия развивается в

границах общей аномальной геофизической зоны, но имеет отчетливо урановую «конечную специализацию»: аномалия урана, соответствует понижениям калия и тория.

Несмотря на то, что локализация оруденения обусловлена определенным литологическим контролем, в геофизических полях отражается не столько литологический состав пород, сколько петрофизические их неоднородности, которые связаны с предрудным метасоматозом. Результаты петрофизических исследований пород рудовмещающих горизонтов приведены на рис. 2.11, 2.12 и в таблице 2.3.

В сравнении с остальными породами разреза, углеродистые сланцы отличаются повышенными поляризуемостью и радиоактивностью и пониженными удельными электрическими сопротивлениями (рис. 2.11 и табл. 2.3). Такие особенности сланцев связаны с их обуглероженностью и нахождением углерода в форме электронопроводящего графита (графитоида). В ходе кварц-карбонатного метасоматоза углеродистых сланцев радиоактивность и поляризуемость понижаются, а УЭС – повышается.

Наибольшей петрофизической противоположностью углеродистым сланцам являются конечные продукты метасоматоза – кварциты и карбонатиты. Именно к границе углеродистых пород и карбонатно-кварцевых метасоматитов и приурочены трещины послойного скольжения и урановая минерализация. Из геофизического разреза рис. 2.12 видно, что эта граница характеризуется максимальными градиентами изменения всех петрофизических параметров сланцев.

Таблица 2.3

Средние значения физических параметров углеродистых сланцев и метасоматитов кординской свиты

· Номер породы на рис. 2.11.

·

На разрезе рис. 2.12 также видно, что по отношению к этому рудоконтролирующему горизонту контрастных физических свойств закономерно (вверх по разрезу) изменяются физические параметры углеродистых сланцев, связанные, в первую очередь с развитием сульфидов железа и выделяемые преимущественно по геофизическим данным.

Нижней зоной, контактирующей с метасоматитами, является зона пирротинизации (повышенной магнитной восприимчивости) углеродистых сланцев. Именно зона пирротинизации отражается в магнитном поле положительной аномалией над урановорудным телом (рис. 2.10). Выше по разрезу размещается пирит-пирротиновая зона с умеренной магнитностью, а затем пиритовая. Обе зоны отличаются

высокой электропроводностью, что и определило электрические аномалии на месторождениях урана (рис. 2.10).

В вертикальном разрезе углеродистых сланцев изменяется не только состав сульфидов, но и их свойства. Характерно изменение электродного потенциала пирита (рис. 2.12), соответствующее вариациям активности серы в вертикальном разрезе петрофизических изменений.

Таким образом, отражение в геофизических полях месторождений урана в углеродистых сланцев, а следовательно и поисково-разведочные возможности геофизических методов, обязано всему комплексу петрофизических изменений метасоматического характера, предшествующих урановой минерализации.

В рудах рассматриваемого месторождения кроме урана в качестве примесей присутствует золото и его спутники (мышьяк, свинец, цинк), а также молибден. Собственно золоторудные месторождения этого региона характеризуются совершенно идентичной с урановыми физико-геологической обстановкой локализацией [25], что отражено на схеме рис. 2.13. Золотая минерализации размещена на том же интервале петрофизических изменений углеродистых сланцев, что и урановорудные тела на месторождениях урана (рис. 2.10 и 2.12). Но на золотрудных месторождениях аномалии урана размещены, как правило, в надрудных горизонтах, что указывает на большую (по сравнению с золотом) подвижность урана в рудообразующем процессе.