Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

ЭВОЛЮЦИЯ ГИДРОТЕРМАЛЬНО-МЕТАСОМАТИЧЕСКИХ УРАНОНОСНЫХ ПРОЦЕССОВ В ИСТОРИИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ЧАРСКОГО РАЙОНА

Гребенкин Н.А. 1
1 «Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья» (ФГУП «ВИМС» 119017, Москва, Старомонетный пер., д. 31)
Рассмотрены ураноносные гидротермально-метасоматические образования, последовательно формировавшиеся в длительной геологической истории Чарского района. Так, в раннем протерозое возникли ураноносные кремне-щелочные метасоматиты с уранинитом, монацитом и ксенотимом. В рифее проявились процессы диафтореза (R1-2) и метасоматоз кислотного типа (R2-3), сопровождавшийся U-P и U-сульфидным оруденением. Мезозойское время характеризовалось формированием пирит-карбонат-калишпатовых изменений с золотом и пирит-карбонат-коффинитовых прожилков (J2). Несколько позже возникли фениты, жильные и брекчиевые образования с ториевой и урановой минерализацией (J3-K1). Показано, что основные перспективы выявления промышленных урановых месторождений в Чарском районе связаны с позднерифейской активизацией, сопровождавшейся урановорудными метасоматитами кислотной направленности.
Чарский район.
гидротермально-метасоматические формации
уран
1. Макарьев Л. Б., Былинская Л. В., Павлов М. В. Урановое и благороднометальное оруденение северной части Нечерского поднятия (Бульбухтинская площадь): вещественные особенности и стадийность формирования // Материалы по геологии месторождений урана, редких и редкоземельных металлов. – М.: ВИМС, 2005. – Вып. 147. – С. 69-83.
2. Макарьев Л. Б., Былинская Л. В., Павлов М. В. и др. Нечеро-Ничатский урановорудный район (ведущие типы оруденения, обстановки локализации и перспективы) // Материалы по геологии месторождений урана, редких и редкоземельных металлов. – М.: ВИМС, 2006. – Вып. 150. – С. 5–17.
3. Мельников С. И., Гребенкин Н. А, Дубинчук В. Т. и др. Радиоактивная минерализация Ничатской площади (рудно-формационные типы, их размещение, перспективы на обнаружение промышленных скоплений урана) // Материалы по геологии месторождений урана, редких и редкоземельных металлов. – М.: ВИМС, 2011. – Вып. 156. – С. 105-115.
4. Пушкаренко А. И., Корнаков В. В., Вылков С. П., Царук И. И. Геологическое строение и рудоносность Бульбухтинской площади // Материалы по геологии месторождений урана, редких и редкоземельных металлов. – М.: ВИМС, 2004. – Вып. 145. – С. 130-144.
5. Толкачев А. Е., Тюленева В. М., Шашорин Б. Н. Тектонические и минералого-геохимические особенности формирования урановых и золоторудных концентраций в обрамлении Нечерского поднятия (Северное Забайккалье) // Материалы по геологии месторождений урана, редких и редкоземельных металлов. – М.: ВИМС, 2004. – Вып. 145. – С. 145-158.
6. Тюленева В. М., Чистякова Н. И., Дубинчук В. Т. и др. Минеральные ассоциации, эпохи и эволюция уранового рудогенеза в Северном Прибайкалье // Разведка и охрана недр. – 2009. – № 3. – С. 25-32.

Геолого-поисковые работы на уран, проведенные с 2007 по 2011 г. в юго-западной части Чарского района показали, что рассматриваемая территория обладает значительными перспективами на обнаружение промышленных урановорудных объектов. Здесь совместными усилиями сотрудников ОАО «Сосновгео», ФГУП «ВСЕГЕИ», «ВИМС», ФГУНПП «Геологоразведка» и ООО НТП «Сосновгеос» было выявлено и оценено значительное количество проявлений урана – Бухаровское, Мигматитовое, Фланговое, Узловое, Новое I, II и другие (рис. 1).

Описание: D:Документы - КоляРабочий столРис_1.jpg

Рис. 1. Специализированная геолого-структурная схема Чарского района с проявлениями разновозрастных ураноносных гидротермально-метасоматических формаций. Составил: Н. А. Гребенкин с использованием материалов БФ “Сосновгеология” и ФГУП “ВСЕГЕИ”:

1 – ультраметаморфические, магматические и высокометаморфизованные породы Алданского щита (AR1-2); 2 – метаморфические образования амфиболитовой - зеленосланцевой фаций удоканской серии Байкальской горной области (PR1); 3 – ультраметаморфические (гранито-гнейсы) и магматические (граниты, граносиениты и др) породы кодаро-удоканского комплекса Байкальской горной области (PR1); 4 – верхнепротерозойские-нижнекембрийские стратифицированные осадочно-метаморфические отложения Березовского прогибы (R1-Є1): 5 – область проявления даек основного состава (чайского, доросского и  патомского комплексов) (R1-3); 6 - область проявления даек щелочного состава (MZ); 7 – различные по морфологии тела щелочных пород (MZ); 8 – раннепротерозойские кремне-щелочные метасоматиты (фельдшпатолиты) с уран-ториевой минерализацией; 9 – 10 – позднепротерозойские ураноносные метасоматиты; 9 – изменения с U-P оруденением; 10 – изменения с U-сульфидным оруденением; 11 – 13 – мезозойские гидротермально-метасоматические изменения; 11 – золотоносные пирит-карбонат-калишпатовые метасоматиты (гумбеиты); 12 – эгирин-калишпатовые изменения (фениты) с ториевой минерализацией; 13 – брекчиевые урановорудные гидротермалиты гидрослюда-пирит-кварц-барит-флюорит-карбонатного состава, часто совмещенные с ураноносными кварцевыми грейзенами; 14 –   региональные зоны разломов и крупные тектонические синклинорные структуры: I – Чарский, II – Жуинский, III – Ничатский, IV – Правоченчинский, V – Левоченчинский, VI – Ствотах-Юсюряхский, VII – Кеме-Кебектинский, VIII – Атбастах-Торгойский, IX – Гольцовый; X – Чаро-Токкинская, XI –  Урага-Холболокская, XII – Ималыкская; 15 – предполагаемые зоны региональных разломов; 16 – надвиги; 17а – месторождения урана; 17б – эндогенные рудопроявления урана

Каменный материал с данных объектов изучался традиционными и современными  высокоточными методами в лабораториях ФГУП «ВИМС», в том числе с использованием высокоразрешающей аппаратуры электронной микроскопии и локального рентгеноспектрального анализа. Полученные в ходе этих исследований результаты, а также анализ и обобщение за последнее десятилетие данных предшествующих работ [1–6] показали, что формирование и преобразование урановых концентраций в районе происходило длительно и многоэтапно (с раннего протерозоя  по мезозой включительно) в связи с разнотипными гидротермально-метасоматическими процессами.

Геологическая позиция и строение Чарского района. Рассматриваемая территория охватывает область сочленения трех крупных геотектонических структур – Алданского щита, Березовского прогиба Восточно-Сибирской платформы и Нечерского поднятия Байкальской горно-складчатой области. В геологическом строении района принимают участие архейские магматические, ультраметаморфические и высокометаморфизованные образования Алданского кристаллического щита, а также нижнепротерозойские ультраметаморфические, магматические и метаморфические породы амфиболитовой, эпидот-амфиболитовой, зеленосланцевой фаций Байкальской складчатой области, слагающие кристаллический фундамент территории. На нем со структурно-стратиграфическим несогласием залегают стратифицированные рифей-нижнекембрийские осадочно-метаморфические отложения Березовского прогиба.

Геолого-структурное положение территории определено сочленением региональных долгоживущих зон разломов меридионального, северо-западного, северо-восточного направлений, а также надвигов и шарьяжей. К осевым частям региональных зон разломов приурочены позднепротерозойские дайки основного и кислого состава, тела щелочных и умереннощелочных пород мезозойского возраста, а также разновозрастные ураноносные гидротермально-метасоматические образования.

Гидротермально-метасоматические образования Чарского района

Пневматогидротермальные образования раннего протерозоя представлены скарноидами, фельдшпатолитами с урановой минерализацией и грейзенами.

Фельдшпатолиты (биотит-кварц-полевошпатовые изменения) локализованы в региональных зонах разломов архей-раннепротерозойского заложения (Ствотах-Юсюряхской, Ченчинской, Жуинской, Ничатской и др.). Это лейкократовые, крупно-среднезернистые, иногда пегматоидные породы, сложенные альбит-олигоклазом, микроклином, кварцем и биотитом. В зонах метасоматитов установлены гнезда, размером первые метры, с вкрапленной радиоактивной минерализацией, которая представлена ураноносными монацитом, ксенотимом, торийсодержащим уранинитом в ассоциации с молибденитом и пиритом. Содержание урана в породах достигает сотен г/т. Изотопный возраст вкрапленной радиоактивной минерализации соответствует 1800 – 1600 млн лет [1, 3, 6], что отвечает раннему протерозою.

Ураноносные фельдшпатолиты, по сравнению с нижнепротерозойскими лейкократовыми гранитоидами Чарского района, характеризуются повышенными содержаниями (в скобках – коэффициент накопления): U(122), P2O5(56), Mo(25), S(24), Сe(14), La(8,5), Pb(7.7), Th(6.6), Nd(4.7), Pr(3.2), Y(3.1), Zr(2.8), Hf(2.1), что связано с присутствием уранинита, монацита, ксенотима, молибденита, пирита и циркона.

Ураноносные гидротермально-метасоматические образования и диафториты позднего протерозоя.

 Диафториты представлены альбит-кварц-серицит-хлоритовыми породами с эпидотом, ортитом, апатитом, оксидом титана, сфеном, циртолитом, торитом и прожилками оксида урана. Они развиты в зонах региональных разломов, где локализованы ураноносные кремне-щелочные метасоматиты. Здесь диафториты выполняют круто- и пологопадающие зоны микрокатаклаза и рассланцевания различной пространственной ориентировки. В таких участках фельдшпатолиты интенсивно деформированы и рассланцованы, биотит сдавлен и изогнут, таблицы полевых шпатов и зерна кварца подроблены. Диафторез приводил к замещению слюды хлоритом и серицитом с образованием оксида титана и сфена, а также раскислению плагиоклаза, формированию внутри кварц-полевошпатовой матрицы кварц-альбитовых микропрожилков. В этих процессах урансодержащая вкрапленная минерализация разрушалась с образованием ортита, апатита, циртолита, торита и настурана. Абсолютный возраст новообразованной радиоактивной минерализации из диафторированных пород составляет 1300 – 1100 млн лет, что соответствует раннему рифею.

В более позднее время (поздний рифей) проявились предрудные гидротермально-метасоматические процессы кислотного характера в виде пирит-серицит-кварцевых метасоматитов и новообразований, сопровождающих U-P и U-сульфидное оруденение.

Пирит-серицит-кварцевые метасоматиты слагают крутопадающие и разноориентированные тела брекчий и катаклазитов в региональных зонах разломов, где проявлены диафторированные граниты, сланцы и фельдшпатолиты. Мощность пирит-серицит-кварцевых метасоматитов варьирует от первых десятков сантиметров до 7 метров. Главным минералом породы является различный по морфологии и размеру выделений кварц.

Гидротермально-метасоматические изменения, сопровождающие U-P оруденение, представляют собой брекчии бурых оттенков. Они сложены апатитом, гетит-гематитом, хлоритом, серицитом с криптокварцем, иногда с оксидом титана и пиритом, а также тонкодисперсными выделениями уранинита, настурана, коффинита и нингиоита, которые локализованы преимущественно внутри гематитизированного апатита. Данные изменения локализованы вблизи или непосредственно под рифейским осадочно-метаморфическим чехлом, где наложены на тела предрудных пирит-серицит-кварцевых метасоматитов, локализуясь в их наиболее тектонически проработанных центральных участках и образуя крутопадающие линзы и маломощные (до 1 – 2 м) жилы, содержащие уран до 0.01 %.

Совмещенные предрудные пирит-серицит-кварцевые изменения и метасоматиты с U-P минерализацией по отношению к нижнепротерозойским лейкократовым гранитам Чарского района характеризуются повышенными концентрациями: P2O5(133), U(54), F(10), СаО(8.9), S(6.6), Сu(3.7), Ce(2.1), что обусловлено новообразованиями фторапатита, сульфидов и урановой минерализации, содержащей ТR. Такие элементы, как U, Pb, Ca, F, P и  Sr образуют группу с положительным коэффициентом корреляции (Kкор) 0.7 – 0.96.

Абсолютный возраст урановой минерализации не определен в связи с дисперсностью ее выделений. Однако установлено, что U-P оруденение наложено на нижнепротерозойскую кору выветривания и предрудные метасоматиты, которые также сопровождают U-cульфидную минерализацию, время формирования которой датируется поздним рифеем.

Гидротермально-метасоматические изменения, сопровождающие U-сульфидное оруденение, характеризуются обильным присутствием сульфидов (пирита, халькопирита, галенита и сфалерита), различных по химическому составу хлоритов (от магнезиально-железистых до железистых) и гидрослюды. Урановая минерализация развита в виде вкрапленности браннерита, безториевого уранинита, прожилков настурана и коффинита. Предшественниками установлено, что в северо-западной части района они приурочены к региональным структурам северо-западного простирания (месторождение Чепок и ряд рудопроявлений). На юге эти изменения откартированы нами в Ничатской и Жуинской многошовных зонах разломов (рудопроявления Бухаровское и Мигматитовое), где они локализованы в сериях субширотных и субмеридиональных швов высокого порядка. Здесь протяженность зон составляет от первых сотен метров до двух километров. Суммарные стволовые мощности интервалов дробления варьируют от первых метров до 65 метров. Зоны гидротермально-метасоматической проработки с урановым оруденением локализованы непосредственно под рифейским осадочно-метаморфическим чехлом, исключительно в породах фундамента – углеродсодержащих кристаллических сланцах и бластомилонитах, наиболее часто развиты по предрудным пирит-серицит-кварцевым изменениям. На периферии зон развито бедное оруденение с вкрапленной и прожилково-вкрапленной урановой минерализацией, сформировавшееся в процессе метасоматического замещения и представленное преимущественно браннеритом и безториевым уранинитом. К центральным, интенсивно брекчированным и гидротермально-проработанным участкам зон приурочено наиболее богатое прожилковое настуран-коффинитовое оруденение. Содержание урана варьирует от 0.01 % в краевых частях оруденелых зон и до 1.8 % в местах максимальной тектоно-метасоматической проработки.

Сравнение метасоматитов с U-сульфидной минерализацией и безрудных нижнепротерозойских сланцев Чарского района показало, что первые характеризуются высокими содержаниями: U(304), Pb(21), Mo(12.6), S(10.4), Se(5.9), Cd(5.7), As(4.6), Zn(4.2), Yb(2.5), Nb(2.3) и Y(2.2). Обогащение U и TR обусловлено урановой минерализацией, содержащей в своем химическом составе Y и Сe. В ассоциации с настураном и коффинитом устанавливаются галенит с Se, сфалерит с примесью Cd, а также пирит, в том числе мышьяксодержащий. В наиболее оруденелых участках отмечаются включения молибденита. Наличие Nb связано с присутствием ниобийсодержащего оксида титана. Между U, Pb, Y и Mo установлена положительная связь, характеризующаяся коэффициентом корреляции 0.6 – 0.9.

Л. В. Суминым (ВИМС) на твердофазном масс-спектрометре Pb–Pb методом определен возраст прожилковой настуран-коффинитовой минерализации  600 – 800 млн лет, что отвечает позднему рифею.

Гидротермально-метасоматические образования мезозоя. Завершение процессов эндогенного уранового рудообразования в Чарском районе связано с мезозойской гидротермально-метасоматической деятельностью. Эти изменения масштабно проявились в пределах Мурунского массива, а также в южной части района. Их детальное геолого-минералогическое изучение проводилось нами на рудопроявлениях Фланговое и Узловое.

Гумбеиты (пирит-карбонат-калишпатовые изменения) откартированы исключительно на юге территории, где они приурочены к Жуинской многошовной зоне разломов. Тела гумбеитов тяготеют к экзоконтактам даек роговообманковых порфиров и имеют север-северо-восточное простирание (аз. 10-30º), образуя серии швов мощностью 1–5 м. Их протяженность составляет километры. Метасоматиты характеризуются бурой и ярко-оранжевой окрасками, брекчиевой, струйчатой и сетчатой текстурами. Они развиты по кристаллическим сланцам и гранитам, значительно реже по роговообманковым порфирам. Они сложены бурым калиевым полевым шпатом, адуляром, карбонатами, флюоритом и пиритом, содержащим тонкодисперсное золото. В зонах гумбеитизации отмечаются  маломощные (первые миллиметры) прожилки пирит-карбонат-коффинитового состава. В сопредельных ураноносных структурах Алданского щита возраст подобных метасоматитов датируется средней юрой.

В позднеюрское-раннемеловое время в районе возобновилась тектоно-магматическая деятельность, на заключительной стадии которой формировались фениты и грейзены с ториевой и уран-ториевой минерализацией, а затем брекчиевые гидротермалиты, сложенные кварцем, флюоритом, баритом, гидрослюдой, оксидами титана, карбонатами, фосфатами и сульфидами с урановым и уран-ториевым оруденением. Эти изменения, проявленные в Мурунском массиве, в прошлые годы были детально изучены Т. В. Билибиной, В. П. Роговой, И. С. Минеевой, Г. В. Дитмаром и другими исследователями. Схожие грейзены и гидротермальные брекчии были описаны нами в южной части района, в зонах золотоносных пирит-карбонат-калишпатовых метасоматитов. Здесь в результате взламывания тел гумбеитов вначале происходило отложение кварцевых жил (грейзенов) с вкраплениями хэттонита, а после очередных тектонических подвижек образовывались брекчии, выполненные гидрослюда-пирит-кварц-барит-флюорит-карбонатным цементом с тонкодисперсным уранинитом.

Нормирование таких полистадийных брекчий относительно кристаллических сланцев показало, что метасоматиты характеризуются повышенными концентрациями (в скобках коэффициент накопления): As (91), U(11.1), Sb(6.1), F(4.6), Pb(3), Th(2.7), Mo(2.7), S(2.5), K2O(2.2), Se(2.2), W(2.2), Nb(2.1) и Au. Содержание последнего по данным штуфного опробования варьирует оп первых грамм до 10 г/т.

Заключение. Таким образом, установлено, что в Чарском районе формирование и преобразование урановых концентраций было связано с масштабной раннепротерозойской пневматогидротермальной деятельностью, проявившейся в зонах региональных долгоживущих разломов северо-западного и субмеридионального простираний в виде ураноносных кремне-щелочных метасоматитов с вкрапленостью уранинита, урансодержащих монацита и ксенотима, а также с более поздними локальными гидротермально-метасоматическими процессами, датируемыми позднепротерозойским и мезозойским временем. Основное значение для уранового рудообразования имели позднепротерозойские процессы. В раннерифейское время в условиях активной тектонической деятельности они выразились диафторезом вмещающих пород и ураноносных фельдшпатолитов. В позднерифейское время в региональных зонах разломов проявились гидротермально-метасоматические изменения кислотного типа в виде пирит-серицит-кварцевых метасоматитов, а также более поздних образований с уран-фосфорным и уран-сульфидным оруденением. Наиболее молодые процессы эндогенного уранового рудообразования в Чарском районе обусловлены мезозойской тектоно-магматической активизацией, сопровождавшейся очередным подновлением региональных тектонических структур и возникновением разломов более высокого порядка, в которых проявились гидротермально-метасоматические процессы. С образованием вначале золотоносных пирит-карбонат-калишпатовых метасоматитов, прожилков пирит-карбонат-коффинитового состава, а позднее фенитов, грейзенов и брекчиевых гидротермалитов с ториевой, уран-ториевой и урановой минерализациями.

Полученные данные об особенностях и эволюции уранового рудогенеза в Чарском районе свидетельствуют о перспективности рассматриваемой территории на обнаружение промышленных объектов эндогенного класса, в первую очередь связанных с позднепротерозойской эпохой тектоно-магматической активизации.

Рецензенты:

Мигута Анатолий Константинович, доктор геолого-минералогических наук, профессор, главный научный сотрудник Всероссийского научно-исследовательского института минерального сырья им. Н. Ф. Федоровского. ФГУП «ВИМС», г. Москва.

Пирогов Борис Иванович, доктор геолого-минералогических наук, профессор, главный научный сотрудник Всероссийского научно-исследовательского института минерального сырья им. Н. Ф. Федоровского. ФГУП «ВИМС», г. Москва.


Библиографическая ссылка

Гребенкин Н.А. ЭВОЛЮЦИЯ ГИДРОТЕРМАЛЬНО-МЕТАСОМАТИЧЕСКИХ УРАНОНОСНЫХ ПРОЦЕССОВ В ИСТОРИИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ЧАРСКОГО РАЙОНА // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 1.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=8145 (дата обращения: 11.12.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074