ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ»
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» При изучении геохимии урана обращено внимание на существование устойчивой положительной корреляционной связи урана с рассеянным углеродистым веществом (УВ) органического ряда в осадочных породах разных стадий литофикации. В зависимости от достигнутой стадии катагенеза это так называемые битуминозные, горючие, черные углеродистые или графитовые сланцы. Прежде всего это относится к УВ сапропелевого ряда.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Соотношение урана и органического углерода в «чёрных сланцах» по разным исследователям Квасцовые сланцы Швеции,чёрные сланцы Чаттануга,Канзаса и Аллигейни (по В.М. Гавшину и др., 1983 со ссылкой на Т. Бейтса и Э. Строла) Баженовская свита Западной Сибири (по В.В. Хабарову и др., 1980)
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Кроме рассеянного состояния, УВ не установленного генезиса отмечается в виде локальных твёрдых образования в породах различного происхождения (осадочных, магматических метаморфических), ги дротермально- метасоматических рудных образованиях, в том числе, в том или ином количестве практически на всех типах урановых месторождений (пегматиты, скарны, ги дротермальные жильные и метасоматические и др. типы). В.Г. Мелков и др. (1983) предложили его называть твёрдым углеродистым веществом (ТУВ). Сегодня в литературе широко дискуссируется природа этого вещества и его роль в формировании как урановых, так и других месторождений (Альтгаузен, 1956; Неручев, 1982; Пеньков В.Ф., 1989 и др.) На первых этапах развития урановой геологии выделялась даже специфическая группа радиоактивных углеродистых минералов: ухолит (Th, U, H-лотос),кар буран и др., которые, при более поздних детальных исследованиях, оказались ничем иным как тонкодисперсной смесью твёрдых битумов и собственных минералов урана, находящихся в виде уранинита, настурана, коффинита и др.(Хейнрих, 1962; Соболева и др., 19… и др.).
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Зачастую, в практике, породы, обогащённые УВ, независимо от степени их метаморфизма называют «чёрными сланцами». Для этих пород чрезвычайно характерна геохимическая специализация. Они, практически повсеместно, имеют повышенные, вплоть до промышленно значимых или близких к ним концентраций U, V, Р, Mo, Cu, Au, металлов платиновой группы элементов (PGE) и др. Природа рудоносности «чёрных сланцев», особенно благороднометальная, широко обсуждается (Коробейников, …).
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Как отмечают А.А. Сидоров и др. (2000) все толщи с сингенетичным или эпигенетическим углеродистым веществом (УВ) и оруденением обычно сопровождаются перераспределением УВ при прогрессивном и регрессивном метаморфизме пород, что препятствует установлению корреляционных связей УВ с рудными элементами и решению вопроса о их происхождении. Осадочная и ги дротермально-осадочная гипотеза циклического накопления планктоногенного органического вещества и урановых руд в земной коре наиболее интересно изложена С.Г. Неручевым,который выделяет следующие наиболее глобальные планктоногенные и радиоактивные эпохи в фанерозое: верхний венд-нижний кембрий, верхний девон-нижний карбон, верхняя пермь, верхняя юра-нижний мел, верхний мел-нижний палеоцен, средний и верхний эоцен.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» 1. Граница архея и протерозоя (2,7 млрд.лет). Сланцы Соуден (Сев. Америка),нижние горизонты Витватерсранда) и др. 2. Граница среднего-верхнего протерозоя (1,5-1,6 млрд.лет). Ураноносные сланцы Эхо (Сев. Америка) и др. 3. Граница нижнего-среднего рифея (1,2-1,3 млрд.лет). Ураноносные сланцы штата Мичиган; Австралии и др. 4. Вблизи границы позднего-верхнего рифея (1000 млрд.лет). Сланцы Насач (Сев. Америка) и др. 5. Граница рифея-нижнего кембрия ( млн. лет). Сланцы Южного Китая, Австралии, Казахстана и др. 6. Граница нижнего и среднего кембрия (…). Сланцы Ньюфауленда, Кигизии и южного Казахстана и др.) 7. Граница нижнего кембрия-ордовика (…). Диктионемовые сланцы Скандинавии, Прибалтики, Тяннь-Шаня и др. 8. Верхнедевонские сланцы. Сев. Америка (ураноносные сланцы Чаттануга) и др. 9. Верхнекаменоугольные сланцы (пенсильванские и др. в США и др.) 10. Верхнепермские сланцы с фосфоритами (Скалистые Горы США, Европа и др.). 11. Граница среднего-нижнего триаса (сланцы Австрии, Норвегии и др.). 12. Граница нижней и средней юры (тоарские сланцы Европы и др.). 13. Верхняя юра-нижний мел (баженовская свита Западной Сибири и др.). 14. Позднемеловая эпоха. 15. Палеоген-неогеновые сланцы (Африка, Сев. Америка и др.) 16. Граница олигоцена и миоцен. 17. Граница рис-вюрма и вюрма (сапропелевые илы Средеземноморья и др.). 18. Голоценовые сапропелевые илы Чёрного и Балтийского морей и др. Главные планктоногенные эпохи (по С.Г. Неручеву, 1982) Главные планктоногенные эпохи (по С.Г. Неручеву, 1982)
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Отмечается совпадение цикличных эпох интенсивного накопления урана, фосфора и планктоногенного органического вещества с периодом усиления рифтогенеза, для которого характерно интенсивное развитие эндогенных и экзогенных источников U, V, P, Ni, Cu, Au, Ag, PGE и других элементов. Это подтверждается данными о приуроченности крупнейших золотых, золото- урановых и медно-уран-золото-серебряных месторождений к рифтогенным структурам. Накопление углеводородов в терригенных и терригенно-карбонатных толщах связывается, как известно, с развитием планктоногенной биомассы, которая может «многократно превышать суммарную биомассу растений и животных вместе взятых» (Соколов Б.А., 1996).И эти «взрывы» планктоногенной биомассы обусловлены мощным привносим углеводородов, урана, фосфора и других, в том числе рудогенных, элементов в субмаринные осадки при рифтообразовании.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Существует даже крайнее мнение, что если бы эти элементы систематически не поглощались планктоногенной биомассой (в особенности прокариотами), то более высокоорганизованная жизнь на Земле была бы уничтожена. На примере геохимии урана это показано в работах С.Г. Неручева, и на примере геохимии углеводородов представляется еще более убедительным. Планктоногенная биомасса в определенные эпохи являлась экологически важным фильтром или "своеобразным санитаром планеты", обеспечившим выведение избытка урана, углеводородов и целого ряда элементов из ги дросферы и биосферы. В результате с терригенными и терригенно-карбонатными толщами этих в полном смысле слова рудоконцентрирующих эпох связаны крупнейшие месторождения урана, золота, полиметаллов, а также сапропелевых горючих сланцев и нефти.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» От архея до голоцена периодически накапливались весьма специфические осадки, в которых концентрация планктоногенного органического вещества (ОВ) нередко возрастала до 20-50% (в среднем 6%), а урана – до 2-3×10 –2 % (в среднем 8×10 –3 %). 1-9 – отложения: 1 – верхнедевонские, 2 – нижнекембрийские, 3 – эоценовые, 4 – верхнеюрские, 5 – верхнерифейские, 6 – ордовикские, 7 – верхнедевонские (чаттанугские), 8 – палеогеновые, 9 – кембрийские; 10 – сланцы.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» По С.Г. Неручеву периодичность возникновения углеродистых толщ составляет млн.лет и коррелируется с активизацией рифтогенеза. В конце мезозоя углеродистые слои формировались в апт-альбе, сеноман-туране, коньяк-сантоне. С этими же периодами совпадали бескислородные субмаринные условия. В результате происходила гибель высших форм организмов и возрастала продуктивность примитивных форм жизни, благодаря выделению тепла и притоку углеводородов. В частности, одним из рубежей такой биологической катастрофы представляется граница мела и палеогена (65 млн.лет), когда внезапно вымерло 1/2 всех родов и 3/4 растений.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Осреднённые данные по биохимическому накоплению урана различными водными организмами в зависимости от концентрации урана в воде (по С.Г. Неручеву, 2007) Осреднённые данные по биохимическому накоплению урана различными водными организмами в зависимости от концентрации урана в воде (по С.Г. Неручеву, 2007) Все виды организмов накапливают растворенный в воде уран, повышая его концентрацию по отношению к водной среде в десятки, сотни и тысячи раз. При этом очень важно, что величина коэффициентов накопления определяется видовой принадлежностью организмов и остается постоянной при различной, даже значительно повышенной концентрации урана в воде. Вследствие этого при нормальной низкой концентрации U в воде (3×10 –7 %) в осадках за счет отмершего органического вещества накапливаются кларковые концентрации урана, а в бассейнах с повышенной концентрацией растворенного урана – аномально высокие. Коэффициенты накопления U различными видами фитопланктона колеблются от до , составляя большей частью Некоторые виды одноклеточных морских и пресноводных водорослей характеризуются коэффициентами накопления от 800 до – фитопланктон; 2 – диатомовые водоросли; 3 – донные водоросли; 4 – зоопланктон; 5 – раковины моллюсков; 6 – тело рыб; 7 – скелет рыб; 8 – микроорганизмы. Содержание урана: U ОРГ – в организмах, U В – в воде.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Урановорудные залежи имеют мощность от десятков сантиметров до первых метров и занимают площадь в десятки, сотни и тысячи квадратных километров. Содержания U 3 O 8 колеблются от менее 0,001% до более 0,05%, но благодаря огромным объемам черных сланцев ресурсы урана в них весьма значительны и они должны рассматриваться как ресурсы будущего. Считаем целесообразным рассмотреть урановые месторождения в «чёрных сланцах» в двух генетических типах месторождений: экзогенных осадочных биогенных месторождений и месторождений метаморфогенной серии (собственно говоря, речь идёт о месторождения в метаморфиизованных породах типа углеродисто-кремнистых сланцев), хотя исходные механизмы накопления урана у них были идентичными. В данном разделе рассматриваюся только месторождения в нелитифицированных (илы) и слабо литифицированных осадочных толщах фанерозоя.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» К вопросу об источнике урана Уран, по-видимому, накапливался сингенетично с осадком. Морские воды могли быть в значительной степени обогащены растворенным ураном вследствие проявления поблизости вулканической деятельности или в результате интенсивного выветривания в окислительных условиях гранитов, служивших источником урана. Уран мог также экстрагироваться (в восстановительных условиях) из морской воды органическим веществом, фосфатными минералами, пиритом или коллоидальными глинами.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Ураноносные илы Многие крупные водные бассейны, характеризующиеся анаэробными условиями, содержат сравнительно маломощные залежи современных илов, в которых содержания урана на порядок или более превышают среднее для морских осадков. Эти илы имеют мощность от 1 до 15 м и состоят из остатков планктона и глин. Среднее содержание урана около 25 ppm, и большая часть его, по-видимому, связана с планктонным материалом (кокколитами и диатомеями). Подобно черным сланцам, ураноносные илы обладают очень крупными ресурсами урана, возможно в млн.т. U 3 O 8. На сегодня известно два наиболее крупных месторождения ураноносных илов – это илы Черного моря и илы залива Уолфиш в Южной Африке. Подобные залежи известны в Каспийском и Балтийском морях и в некоторых фиордах Норвегии (Р.Дж. Янг, 1988 ). Проблемы их освоения чрезвычайно сложны, но в печати были сообщения о добыче урана из илов в турецкой части Чёрного моря.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Илы Чёрного моря Первые определения урана в черноморских осадках были выполнены И.Е. Стариком с сотрудниками в 60-е годы ХХ столетия, установившими, что глубоководные илы обогащены ураном. В глубоководных глинистых илах концентрация урана повышается в среднем до 3,4-10 –4 а в глинистых слабоизвестковых, глинисто-известковых, известково-глинистых илах – от 6,9-10 –4 до 15,3-10 –4 %. В бескарбонатном веществе глубоководных черноморских осадков концентрация урана значительно выше и достигает в отдельных пробах (28-58)×10 –4 %. Наиболее характерной чертой распределения урана в поверхностном слое черноморских осадков (рис…) является наличие двух обширных зон повышенных концентраций (выше 5-10 –4 %) – восточной и западной. В пределах каждой из них выделяются площади с концентрацией более –4 % урана. Распределение урана в осадках Черного и Азовского морей (а); б – то же в пересчете на бескарбонатное вещество) (по Г.Н. Батурину, 1975).
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Геохимические особенности илов Многоплановое исследование геохимических особенностей сапропелевых илов Чёрного моря, сформировавшихся в интервале лет, выполненное В.М. Гавшиным (1991), позволило оценить в них среднее содержания урана, тория, молибдена, ванадия, соответственно в количествах: 17,8; 7,0; 110 и 256 г/т. При этом, уран входит в органофильную ассоциацию(Рис..),которая чётко выделяется по коэффициентам корреляции. В их распределении наблюдается зональнось. Всё это говорит о единстве природы повышенных концентраций этих элементов в илах.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Ассоциации химических элементов в илах Чёрного моря (по В.М. Гавшину, 1991) Ассоциации химических элементов в илах Чёрного моря (по В.М. Гавшину, 1991)
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Распределение микроэлементов в схематизорованном разрезе глубоководных осадков Илы: 1 – глинистые, 2 – сапропелевые, 3 – кокколитовые. К – коэффициенты концентрации элементов относительно красноцветных глинистых илов.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Илы залива Уолфиш в Южной Африке Район Уолфиш-бей (Побережье Намибии) включает площадь около 40 тыс.км 2 на побережье Намибии между 19° и 25°30' ю.ш. Глубина моря здесь колеблется от 40 до 160 м. Проведенные исследования выявили четыре «бассейна» осадконакопления, наиболее крупный из которых лежит между 21 и 24° ю.ш. В пределах этого бассейна диатомовые илы покрывают площадь примерно 19 тыс.км 2, достигая максимальной мощности 15 м. В большинстве случаев они подстилаются пластом ракушника, в свою очередь лежащего на твердых серых алевролитах, неуплотненных илах, серых средне-зернистых песчаниках, вязких серых глинах, тонких брекчиях или калькаренитах. Илы, датируемые эоценом, сравнительно однородны; твердый компонент составляет 7% по массе в верхней части и 23% в нижней. Они имеют зеленовато-серую окраску и запах H 2 S. Илы чрезвычайно тонкозернисты: 70-80% зерен имеют размер меньше 6,3 мкм, а 15-25% – от 6,3 до 20 мкм. Большая часть ила состоит из дискообразных диатомей, но присутствуют и фораминиферы, остракоды, птероподы, гастроподы, пластинчатожаберные, а также зубы акул. Уран, который, очевидно, находится в аморфном состоянии, не обнаруживает отчётливой корреляции с органическим веществом. Он встречается как в илах, так и в подстилающих их осадках. Содержания урана колеблются от 7 до 70 ppm (в среднем 21 ppm). Из других металлов присутствуют молибден (среднее содержание 112 ppm) и ванадий (112 ppm). Из расчета среднего содержания 21 ppm диатомовые илы на площади 19 тыс.км 2 содержат 4-5 млн. т U 3 O 8.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Ураноносные аргиллиты волжского яруса Западной Сибири («баженовская свита»)
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Карта распространения черных аргиллитов вepxнeй юры с повышенной радиоактивностью Пачка пород с повышенной ураноносностью представлена преимущественно аргиллитами темно- серыми, черными, слабо карбонатными, иногда тонкоплитчатыми, с большим количеством органического материала. Эта пачка пород, известная под названием баженовской свиты и ее аналога на западе Западно-Сибирской низменности – тутлеймской свиты, относящаяся по возрасту к волжскому ярусу верхней юры, занимает значительную часть территории низменности. Она прослеживается, по данным гамма-каротажа скважин, с юго-востока на северо-запад на расстояние 1200 км при ширине территории 600 км. Эту территорию можно еще расширить в 1,5-2,0 раза, если учесть предполагаемую площадь распространения указанных выше стратиграфических единиц верхней юры, погружающихся в северном направлении. Мощость этихотложений составляет от до метров (Плуман, 1971). 1 – площадь распространения пород с повышенной радиоактивностью, прослеженная по данным гамма-каротажа скважин; 2 – предполагаемая' площадь распространения ураноносных пород (прослежена сейсморазведкой): 3 – скважины на линии профиля 1-1.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Радиоактивность по гамма-каратажу и содержание органического углерода (сапропелевого состава) по разрезу в скважинах по мере их удаления от береговой линии
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Схематическое взаимоотношение ураноносных аргиллитов с вмещающими породами верхней юры – нижнего мела в нижней части разреза отложений Западно-Сибирской плиты (глубина более м) 1, 2 – песчаники и аргиллиты с содержанием урана n 10 –4 ; 3 – аргиллиты с повышенной радиоактивностью; 4 – аргиллиты с содержанием урана n 10 –3 %; 5 – скважины по линии профиля 1-1.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Вещественный состав чёрных аргиллитов В составе органического вещества преобладает сапропелевая масса, источником которого являлся планктон. По всей породе широко развит пирит, в виде мелких микроскопических шариков и стяжений, а иногда и в форме кристаллических образований, замещающих органические остатки, размером в несколько миллиметров. В небольшом количестве (5-10%) присутствует алевритовый материал размером до 0,06 мм, представленный в основном кварцем и полевым шпатом. Выход тяжелой фракции от общей массы породы варьирует в пределах 0,5-25,0%, из них 80-90% приходится на аутигенный пирит, а также на фосфоритизированные остатки рыб. Остальная часть представлена аллотигенными минералами – лейкоксеном, анатазом. апатитом, турмалином, цирконом и минералами группы эпидота. Породы содержат повышенные концентрации молибдена – до 0,04% фосфора – до 0,4%, ванадия и цинка – до 0,1%. В других породах мезо-кайнозойского разреза Западно-Сибирской плиты эти элементы содержатся в значительно меньших количествах.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Ураноносность чёрных аргиллитов баженовской свиты Пачка черных аргиллитов отличается повышенной радиоактивностью, обусловленной главным образом повышенным содержанием урана. Если отложения Западно- Сибирской плиты имеют радиоактивность по гамма-каротажу скважин порядка 4-10 мкр/час, а содержание урана в породах не превышает n 10-4%, то черные аргиллиты верхней юры характеризуются радиоактивностью до мкр/час и содержанием урана до 0,007%. Наибольшая радиоактивность по гамма-каротажу,соответственно наибольшие содержания урана приурочены к черным разностям пород, имеющим большую концентрацию органики. подвижного урана в аргиллитах содержится всего около 2-5%; а остальной уран находится в труднорастворимой форме, связанной с органическим веществом и с фосфоритизированными остатками рыб. Наиболее обогащённые ураном участки с содержанием 0,1-0,3%, соответствует рыбным остаткам (Плуман, 1971).
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» График зависимости содержаний урана от содержаний органического углерода в породах верхней юры Западно-Сибирской плиты
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Ураноносные «квасцовые» сланцы Швеции и Прибалтийского региона
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Районы развития «чёрных» квасцовых сланцев кембрия в Швеции В геологической литературе давно описаны ураноносные квасцовые сланцы в Швеции, больше известные как «кольм» (зольный каустобиолит), пригодные для сжигания, с содержанием урана в образующемся зольном остатке до 1,8% («Геологический словарь», 1955) и даже до 2,5 и более % (Константинов М.М. и др., 1960). Известно, что в 30-е годы ХХ столетия Германия покупала и вывозила золы сжигания этих сланцев для реализации своего ядерного проекта. Установлено, что в месторождении черных сланцев Ранстад среднее содержание U 3 O 8 составляет 0,035%, а потенциально извлекаемые запасы оцениваются в 300 тыс.т. U 3 O 8.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Диктионемовые глинистые сланцы в районе Биллинген-Фальбюгден провинции Вестерготланд также содержат углеподобное вещество (кольм), образующее в сланцах тонкие линзы и слои, содержащие до 0,3% U 3 O 8. Этот район тщательно исследовался колонковым бурением. Рудоносная площадь имеет вид треугольника площадью 500 км 2. Пласт, богатый ураном, имеет мощность 3 м и среднюю концентрацию U 3 O 8 около 0,03%. Запасы урана в районе Биллинген- Фельбюгден, как отмечает Свенке (1955), исчисляются примерно в 1 млн.т. Богатые ураном сланцы в районе Биллинген разрабатывались в основном подземным способом. Содержание нефти в сланцах и в окружающих пластах этой провинции равно приблизительно 1%. В южной и восточной частях провинции Нерке в 1941 г. также были открыты месторождения урана. Небольшие линзы кольма неравномерно распределены на большой площади по всей толще вмещающих их углисто-глинистых сланцев. Над проблемой кольма в Швеции усиленно работают, хотя, как отмечает Свенке (1955), провинция Нерке еще не вся исследована. Большое значение имеет то, что богатый ураном горизонт в этой провинции может разрабатываться открытым способом. Этот пласт покрывают разрабатываемые в настоящее время сланцы, которые содержат около 5% нефти. По данным Свенке, запасы урана в провинции Нерке (с учетом количества урана, содержащегося в квасцовых сланцах других районов этой провинции) составляют около 100 тыс.т.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Повышенные концентрации урана в сланцах приурочены к маломощным горизонтам кольма, в золе которого может содержаться до n% окиси урана и промышленно интересные, при комплексной переработке, количества ванадия, молибдена, никеля, кобальта, вольфрама, тория и редких земель. В этих же горизонтах, по аналогии со сланцами Польши, могут оказаться промышленно значимые концентрации платиноидов, золота,серебра. К сожалению информация по их содержаниям отсутствует. Среднее содержание U 3 O 8 в кольме около 0,0n%.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Распределение урана и органического вещества в разрезе сланцевой толщи (по материалам М. Guney со ссылкой на геологическую службу Швеции) Распределение урана и органического вещества в разрезе сланцевой толщи (по материалам М. Guney со ссылкой на геологическую службу Швеции)
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Геологический разрез «квасцовых сланцев» одного из месторождений Швеции (по материалам М. Guney со ссылкой на геологическую службу Швеции) Геологический разрез «квасцовых сланцев» одного из месторождений Швеции (по материалам М. Guney со ссылкой на геологическую службу Швеции)
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Площадное распространение сланцев в районе фиорда Storsjon (по материалам М. Guney со ссылкой на геологическую службу Швеции) Площадное распространение сланцев в районе фиорда Storsjon (по материалам М. Guney со ссылкой на геологическую службу Швеции)
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Прибалтийский чёрносланцевый бассейн (Россия и Эстония) Прибалтийский чёрносланцевый бассейн (Россия и Эстония) Ещё в начале XX века была установлена повышенная радиоактивность диктионемовых (горючих) сланцев, вытянувшихся полосой вдоль южного берега Финского залива. В 1944 г. эти сведения подверглись проверке геологами Северо-Западного геологического управления. Информация подтвердилась – было установлено повсеместное обогащение диктионемовых сланцев ураном. Наибольшие содержания отмечались в средней части полосы в пределах северо-востока Эстонии и в западной части Ленинградской области. Содержания урана варьировали от тысячных до сотых долей процента (0,008-0,075%). Помимо урана в сланцах были определены повышенные содержания молибдена и ванадия.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Распространение ураноносных квасцовых сланцев в Прибалтике (Эстония и Россия) (по Е.А. Пятову, 2005) Распространение ураноносных квасцовых сланцев в Прибалтике (Эстония и Россия) (по Е.А. Пятову, 2005) Геологическая карта Прибалтийского бассейна диктионемовых сланцев с положением урановых месторождений (по данным Прибалтийской экспедиции) 1 – глины, алевролиты, конгломераты (PR 3 ); 2 – глины, алевролиты, песчаники (C 1 ); 3 – диктионемовые сланцы (O 2 -3); 4 – известняки, доломиты, мергели (O Z -3); 5 – песчаники, глины, доломиты (D 2 ); 6 – месторождения урана.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» В полосе диктионемовых сланцев было выявлено 14 месторождений убогих урановых руд – Силламяэ, Тойла, Азери, Куммоловское, Котлы, Сака, Красносельское, Горское и др. Месторождения были разведаны буровыми скважинами по сети 250×250 м и 125×125 м. Урановой рудой являются аргиллиты с бедными и убогими содержаниями металла. Уран в основном в сорбционной форме связан с органическим, фосфатным и силикатным веществом и лишь в незначительном количестве представлен самостоятельным минералом – настураном. Сотрудниками ВИМС была разработана технология получения урановых концентратов из сланцев. По всем месторождениям подсчитаны и по большинству утверждены запасы урана и сопутствующих элементов - никеля, молибдена, ванадия, серы. Переработка этих руд рентабельна при комплексном использовании всех компонентов руд с реализацией современных инновационных технологий. На территории Эстонии месторождения этого типа отрабатывались (комбинат 7 в Силламяэ). За период до 1950 г. Было получено 40 тонн урана в концентрате (Пятов, 2005).
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Прибалтийский ураноносный район на территории России изучен в Ленинградской области. Здесь расположены города Кингисепп и Ломоносов; вдоль северной и южной границ района протягиваются железнодорожные линии; по диагонали с юго-запада на северо-восток проложена асфальтированная автотрасса. В пределах района расположены комбинаты по переработке фосфорных руд, работающие на базе Котловского месторождения фосфоритов. Район находится в пределах Прибалтийского чёрносланцевого бассейна, в котором распространены два типа горючих сланцев: разрабатываемые с 1916 г. – кукерситы среднего ордовика и диктионемовые сланцы нижнего ордовика, пока не получившие промышленного значения. Диктионемовые сланцы на всей площади своего распространения (включая территорию Эстонии) ураноносны. Средние содержания урана в них варьируют в значительных пределах – от 0,00n до 0,1%. Исследованиями СПбГУ в сланцах установлены содержания (в г/т) палладия до 1,1, платины до 0,65, золота до 0,43, серебра до 300, и свинца до 1000 («Уран российских…», 2010). Урановые объекты в диктионемовых сланцах на территории России представлены шестью однотипными месторождениями, в пространственном размещении которых чётко намечается узловое расположение.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Месторождение Силламяэ. Геологический разрез по линии скв (по данным Прибалтийской экспедиции) 1 – четвертичные отложения: пески, супеси; 2-5 – отложения ордовика: 2 – известняки с прослоями песчанистых известняков, 3 – песчаники и глины с глауконитом, 4 – диктионемовые сланцы, 5 – оболовые песчаники; 6 – разведочные скважины; 7 – параметры уранового оруденения: в числителе – мощность рудного пласта (м), в знаменателе – содержание урана (%).
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Куммоловское месторождение Геологическое строение. В строении участка месторождения принимают участие кембрийские, нижнеордовикские и четвертичные отложения. По всему разрезу прослеживаются субвертикальные трещины северо-восточного и северозападного простираний, смещения по которым отсутствуют. Продуктивным на уран и фосфор в разрезе является пакерортский горизонт нижнего ордовика, подстилаемый синими глинами, эофитоновыми песчаниками нижнего отдела кембрия и песчаниками ижорского горизонта среднего отдела кембрия. Выше пакерортского горизонта залегают глауконитовые глины мощностью 0,8 м и однообразная толща известняков от волховского до таллинского горизонта включительно. Основание пакерортского горизонта сложено оболовыми песками и песчаниками, представляющими промышленный интерес в качестве руды на фосфор. Продуктивные на уран диктионемовые сланцы залегают на оболовых песках и песчаниках или с резкой границей, или сменяют их через пачку переслаивания. Основным носителем урана является собственно диктионемовый сланец, в составе которого преобладают ги дрослюдистые аргиллиты.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Рудные залежи и тела. Рудной залежью является пласт обогащенных ураном диктионемовых сланцев площадью 71,5 кв.км, средней мощностью 2,64 м и средним содержанием урана 0,016%, залегающий на глубине 22,4-28,6 м. В его пределах выделяется зона с повышенным содержанием урана (средневзвешенное – 0,02%) площадью около 36 кв.км и средней мощностью 2,22 м. Урансодержащие диктионемовые сланцы по литологическому признаку и насыщенности ураном подразделяются на две пачки: верхнюю – собственно диктионемовый сланец (продуктивный горизонт) и нижнюю – пачку переслаивания (чередование аргиллитов, песчаников и песков). Общая мощность двух пачек колеблется от 1,5 до 6,25 м, составляя в среднем 4,09 м. Распределение урана в вертикальном разрезе неравномерное. Вещественный состав руд. Руды месторождения комплексные уран-фосфорные, попутными полезными компонентами являются молибден, ванадий и никель, среднее содержание которых в рудах составляет: Мо – 0,03%; V – 0,095; Ni – 0,01%. Урановые минералы в руде, как правило, не идентифицируются, если не принимать во внимание единичные субмикроскопические выделения настурана, коффинита, урановых слюдок. Уран сорбирован на углеродистом, фосфатном и силикатном веществах аргиллитов. По некоторым данным присутствуют урановая чернь и соединения типа ураномолибдатов. Сопутствующие минералы – пирит, марказит, галенит, гипс, анги дрит, сера, насыщенный углеродистым веществом доломит. Отмечена примесь кальцита, анкерита и сидерита. Среднее содержание серы в рудах составляет 3,23%. Основная составляющая часть аргиллитов – ги дрослюда, в прослойках алевролитов и песчаников преобладает кластический кварц. Руды месторождения бедные и убогие.Запасы крупные и составляют первые десятки тысяч тонн («Уран российских…», 2010).
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» В 15 км к юго-западу от Куммоловского месторождения расположена группа однотипных с ним месторождений – Раноловское, Кайболовское и Котловское. Запасы урана в убогих рудах перечисленных месторождений составляют от первых тысяч до более 10 тыс.т.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ» Основная литература к разделу 1. Батурин Н.Г. Уран в современном морском осадкообразовании. -М., Атомиздат, Гавшин В.М. Химический элементный состав глубоководных отложений Чёрного моря./Геохимия, 1991, Машковцев Г.А. и др. Уран российских недр. -М., ВИМС, Мелков В.Г. и др. Твёрдые углеродистые вещества эндогенных урановых месторождений. -М., ВИМС, Неручев С.Г. Уран и жизнь в истории Земли. -Л., Недра, Пеньков В.Ф. Уран и углеводороды. -М., Недра, Плуман И.И. Ураноносность чёрных битуминозных аргиллитов верхней юры Западно-Сибирской плиты./Геохимия, 1971, Пятов Е.А. Стране был нужен уран. История геолого-разведочных работ на уран. -М., ВИМС, Янг Р.Дж. У рановые месторождения мира (исключая Европу)//Геология, геохимия, минералогия и методы оценки месторождений урана. -М., изд-во «Мир», 1988.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАНОВЫЕ РЕСУРСЫ В УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ПОРОДАХ Учебный курс: «Месторождения РАЭ»