CC BY
23
УДК 553.41 Б.А. Путилов1
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ДАННЫХ ДЛЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ СТРУКТУР, КОНТРОЛИРУЮЩИХ МЕСТОРОЖДЕНИЯ УРАНА ТИПА НЕСОГЛАСИЯ НА ТЕРРИТОРИИ ЧАРСКОГО УРАНОВОРУДНОГО РАЙОНА
Изложены результаты комплексного анализа аэрогеофизических исследований. Приведено сравнение особенностей строения месторождений района прототипа - Атабаска (Канада). Объяснена роль структурного контроля в генезисе месторождений урана типа структурно-стратиграфического несогласия (ССН).
Ключевые слова: месторождения урана; структурно-стратиграфическое несогласие; геофизическая аномалия; графитизация. Библиогр. 5 назв., Илюстраций 5.
B.A. Putilov
Nathaniel Scientifically Irkutsk State Technical University; 664074, Irkutsk, Lermontov st. 83. USE OF GEOPHYSICAL DATA FOR LOCALIZATION OF STRUCTURES KONTROLING THE UNCONFORMITY URANIUM DEPOSITS IN TERRITORY CHARSKIY URANIUM BASIN
Results of the complex analysis of aerogeophysical researches are stated. Comparison of features a deposits structure of area prototype - Atabaska (Canada) is resulted. The role of the structural control in genesis of unconformity related uranium deposits is explained. Key words: uranium deposits; structurally-stratigrafic unconformity; geophysical anomaly; graphitization.
Bibliography 5 title., Illustrations 5
Проблема поисков скрытых месторождений
В 2000 г в районе озера Атабаска (сев. Саскачеван, Канада) открыто место-ро-ждение Миллениум. Оруденение на этом месторождении прослежено по простиранию на 230 м, по ширине на 20-30 м и более чем на 70 м на глубину. Содержание урана варьирует от 1 до 4%, а его запасы составляют порядка 25000 т. Месторождение имеет компактный вид, располагается на значительной глубине, перекрыто мощным чехлом осадочных отложений.
Прямые признаки радиоактивности
на поверхности отсутствуют. Уже эти обстоятельства значительно осложняют поиски этих богатых руд.
Все известные на площади перспективные рудопроявления урана пространственно приурочены к проводящим структурам (коридорам). Существование таких коридоров подтверждается данными электро-, магнито- и гравитационной аэросъемок. Подобная же обстановка характерна для Чарского урановорудного района, прототипом которого может считаться Атабаска (Канада).
:Путилов Борис Александрович, аспирант, тел.: (3952)333-887, e-mail: [email protected] Putilov Boris Aleksandrovich, a postgraduate, tel.: (3952)333-887, e-mail: [email protected]
Анализ сорокалетней истории изучения предатабасского несогласия позволит осуществлять поиски таких месторождений на территории Сибири с наибольшей эффективностью
Характеристика рудного района прототипа
В бассейне Атабаска расположены крупнейшие и богатейшие месторождения урана, и в том числе Макартур Ривер и Сигар Лэйк (рис.1). Они объединены в тип несогласия, поскольку оруденение тесно связано с предатабаскским несогласием. Наиболее богатые руды на месторождениях этого типа обычно располагаются в зоне несогласия, хотя промышленное оруденение может развиваться в нескольких сотнях метров ниже поверхности несогласия.
Бассейн Атабаска практически полностью размещается на раннедокембрий-ских структурах провинций Раэ и Хирн Канадского щита. Кристаллический фундамент восточной части бассейна представлен сложноскладчатыми по-
лиметаморфизованными комплексами, включающими архейские гранито-гнейсы и нижнепротерозойские метаосадочные породы группы Волластон - пелито-псаммитовый комплекс, изредка включающий известково-силикатные породы, амфиболиты и аркозы. Широко развитые процессы анатексиса супракрустальных образований обусловили обилие пегматитов и гранитоидов в нижней части группы Волластон.
Последующее воздымание и посттранс-гудзонская пенепленизация архей-ско-раннепротерозойского цоколя завершились накоплением палео- и мезопроте-розойских существенно кварцевых песчаников группы Атабаска. Осадконакопле-ние в обширных флювиальных системах происходило за счет сноса материала с возвышенностей, расположенных к северо-востоку, востоку и юго-востоку. Породы группы Атабаска прорваны диабазовыми дайками, связанными с магматическим циклом Маккензи (~ 1267 ± 2 млн. лет).
tmajor structural gg0 / lineaments
] Athabasca basin J basement | uranium deposits
1020 600
Eagle Pt./Rabbit L.
-580
0 25 50
kms
Рис. 1. Карта расположения месторождений урана и главных литотектонических блоков
района Саскачеван: пунктирными линиями показаны рудоконтролирующие проводящие линейные структуры [5]. Сокращения: MD - Блок Муджатик; WD - Блок Волластон; PLD - Блок Питер-Лэйк; КО -Блок Ротенстоун; WL- Озеро Волластон; R - Река; L - Озеро
Поверхность всей площади закрыта диагенетически измененными песчаниками и конгломератами формации Мани-ту Фоллс. Общая их мощность варьирует от 500 до 750 м и возрастает к северу и северо-востоку.
Модель проводящей структуры (кондуктора)
В 1978 г. на площади Кри в восточной части бассейна Атабаска были начаты интенсивные поисковые работы. Площадь участка составила 12777 га. На указанной территории были проведены аэро- и наземные электромагнитные исследования, наземные геохимические и радиометрические поиски. К середине 80-х годов были установлены четыре север- северо-восточных «коридора» - систем проводников, общей протяженностью ~ 70 км. Эти проводники связаны с графитистыми метаосадочными породами в фундаменте [6]. При структурном бурении первого этапа было выявлено незначительное урановое оруденение в зоне несогласия вдоль проводников А1 и В. Поисковые работы были сконцентрированы в «коридоре» В с признаками пост-атабаскской разломной тектоники; аномальная литогеохимия песчаников здесь пространственно совпадала с юж-
Рис.2. Бассейн Атабаска, положение проводника «Кондуктор В»: звездочкой показано положение месторождения «Милле-ниум»
ной частью проводящей зоны (рис.2).
Месторождение Миллениум располагается в пределах региональной север-северо-восточной структуры - в «коридоре», установленном при аэро и наземных геофизических исследованиях и бурении. Интерпретация аэро-магнитных данных позволяет предполагать, что породы фундамента слагают сложноскладчатые формы.
Наиболее существенная особенность площади месторождения Миллени-ум (рис.3), которое наиболее подходит в качестве поисковой модели для данного исследования - наличие зоны Главного разлома, проявленного в основании нижнего известково-силикатного комплекса. Для этой зоны характерно развитие обломков боковых пород, заключенных в глинистую, с дравитом, массу. Мощность зоны разлома около 10 м, он имеет северное простирание и восточное падение. Эта зона рассматривается как главный путь поступления растворов, создавших ореол измененных пород в фундаменте. Зона способствовала проникновению окисли-тельных кислородных флюидов глубоко в фундамент. Далее эти флюиды двигались по трещинам и плоскостям сланцеватости, руда отлагалась в структурных и химических ловушках.
Графитистые метаосадки представляют собой пелитовые гнейсы и сланцы, обычно перемежающиеся с лейкогра-нитами. Графит (его содержание несколько процентов) рассеян в породах комплекса. Истинная его мощность 20-55 м. Графитовый маркер - это графитистые, порфиробластические пелитовые сланцы с кордиеритом, подстилающие гранитно-пегматитовый комплекс. Графитовый маркер имеет мощность 0,5 - 4,5 м и пространственно соответствует первой зоне с урановым оруденением. Обычны зеркала скольжения графита, иногда рассланце-вания.
На западном фланге месторождения крутопадающий разлом смещает Главную рудную зону на 30 - 40 м. Развитие здесь масштабного уранового оруденения над графитистым маркирующим горизонтом может связываться с миграцией
Рис.3. Схематический разрез месторождения Миллениум
рудоносных флюидов вдоль этой секущей структуры.
Размещающаяся в фундаменте Главная рудная зона включает различные типы оруденения: массивные скопления смолки, контролируемые сланцеватостью; смолковый цемент брекчий; неправильные выделения и тонкие прожилки смолки; сферические агрегаты и тонкие секущие прожилки смолки, также обрастание смолкой обломков кварцевых жил. Главный тип - массивные руды замещения; жильное и заполняющее трещины оруденение менее характерно. Преобладание руд замещения при отсутствии сильной трещиноватости, позволяет предполагать, что рудообразующие растворы проникали в породы по субмикроскопическим каналам. Можно думать, что главная рудоподводящая структура -проницаемые зоны сланцеватости, а также контакты литологических разностей, более ранние кварцевые жилки.
Обобщенные выводы применительно к Ничатской площади
Основным результатом комплексного геолого-геофизического изучения района, а так же анализа материалов пред-
шественников[2] стало выявление ранее неизвестных рудоконтролирующих проводящих структур, ось которых имеет северо-западное простирание.
Описанные структуры достаточно уверенно прослеживаются на карте электрического поля СДВР [1] по результатам аэрогеофизических данных (рис.4). Структуры состоят из локальных магнитных аномалий, в свою очередь расположенных в виде цепочек-кулис, фиксирующих положение отдельных тел, что хорошо видно на карте магнитного поля (рис.5). Кроме этого указанные структуры подтверждены площадными наземными магниторазведочными работами, электроразведкой СГ и МПП. По данным горизонтального градиента магнитного поля подтверждается сложная структура проводников.
Расчет петромагнитного разреза при анализе высокоточных измерений магнитного поля позволил выявить местоположение немагнитных и слабомагнитных геологических образований, какими являются графит-содержащие сланцы [4].
Поле силы тяжести в центральной и северной частях площади работ слабо градиентное. На востоке прослеживается слабоположительная аномальная зона
Рис.4 Поле электрической составляющей СДВР. Черные линии оси корреляции наиболее сильных линейных анома-лий(серые отрезки)
меридионального простирания, восточный борт которой расположен за пределами участка, относительные превышения составляют около +7 усл. ед. На северо-западе и юго-западе выделяются области изометрически пониженных значений гравитационного поля. Относительные понижения составляют -11 и -12 усл. ед. соответственно. Между ними находится локальная положительная аномалия, превышение +5 усл. ед. Такая обстановка может свидетельствовать о том что оруденение приурочено к зонам долгоживущих региональных разрывных нарушений, в проницаемых терригенно-углеродсодержащим отложениям вблизи зоны ССН, то есть к зонам отрицательных гравитационных аномалий [3].
На рисунке 6 показано наложение результатов комплексного анализа геофизических данных на карту фактического материала. Как видно скопления рудо-проявлений в исследуемом районе, тяготеют к областям пересечения проводников с региональными разломными системами. Такая схема подтверждает схожесть физико-геологических обстановок
Рис.5 Магнитное поле. Черные линии показывают оси проводящих структур
Чарского урановорудного района с районом - прототипом, а значит и возможность открытия здесь месторождений, подобных известным в бассейне Атабаска.
Библиографический список
1. Старостин В.И, Дергачев А.Л., Семинский Ж.В. Структуры рудных полей и месторождений. -М.: Изд. МГУ, 2002 -352 с.
2. Барышникова И. А. Количественная интерпретация в аэроэлектроразведке методом СДВР //Методы разведочной геофизики: Аэрогео-физ. методы при поисках рудных месторождений. - Л.: НПО "Руд-геофизика", 1982. - С. 56-70.
3. Электроразведка: Справочник геофизика. В двух книгах/Под ред. В.К. Хмелевского и В.М. Бонда-ренко. Книга первая.-2-е изд., пе-рераб. и доп.-М.:Недра,-1989.-438с.
Рис.6 Положение основных рудоконтролирующих структур Ничат-ской площади на карте фактов
4. Методические рекомендации по выбору рациональных комплексов геофизических и геохимических методов прогноза и поисков месторождений урана «типа несогласия» применительно к различным геологическим и ландшафтным обстановкам территории России. -Санкт-Петербург: Геологоразведка -2005. -104 с.
5. M. Fayek и др. Химическая Геология, 185. - 2002 -С. 205-225
6. Uranium production and raw materials for the nuclear fuel cycle - Supply and demand, economics, the environment and energy security. Proceedings of an international symposium, Vienna, 20-24 June 2005. Proceedings series, IAEA - CN - 128, May 2006.
Рецензент: доктор геолого-минералогических наук, профессор НИ ИрГТУ А.И. Булнаев
