CC BY
19
УРАН И ТОРИЙ ВО ВМЕЩАЮЩИХ КОМПЛЕКСАХ ЗОЛОТОРУДНОГО
МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПИОНЕР
Н.В. Моисеенко, канд. г.-м. наук, науч. сотр. Институт геологии и природопользования ДВО РАН (Россия, г. Благовещенск)
DOI:10.24412/2500-1000-2021-12-3-28-34
Аннотация. Установлены концентрации радиоактивных, редких и рудных элементов в осадочно-терригенных разностях пород и магматических породах среднего и кислого состава золоторудного месторождения Пионер. Все вмещающие комплексы обогащены рудными компонентами и обеднены Sr, Y, 2г и тяжелыми лантаноидами. Магматические породы кислого состава характеризуются низкими содержаниями П и U. Показано что в пелитовых осадках с повышенным содержанием углерода существует стойкая положительная корреляция между золотом и радиоактивными элементами.
Ключевые слова: уран, торий, корреляция, осадочные породы, магматические породы, золоторудное месторождение.
Вмещающие комплексы золоторудных месторождений представляют интерес как с точки зрения влияния метасоматических и рудных процессов на окружающие породы, так и с точки зрения источников рудного вещества при образовании золоторудной минерализации.
С целью исследования радиоактивных и редких элементов во вмещающих комплексах золоторудных месторождений были исследованы образцы и пробы с золоторудного месторождения Пионер (Приамурье).
Пробы и образцы были изучены аналитическими методами. С помощью минералогического анализа (ИГиП ДВО РАН) была получена информация о процентном содержании разных минералов в пробах. Рентгенофлуоресцентным методом (АЦ МГИ ИГиП ДВО РАН) было установлено содержание основных породообразующих элементов. Для определения содержания радиоактивных, редкоземельных, редких и рудных элементов использовался метод масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS). Содержания золота и серебра получены с помощью атомно-абсорбционного анализа (АЦ МГИ
ИГиП ДВО РАН). С помощью программы STATISTICA-6 были выявлены корреляционные связи урана и тория с другими элементами.
Основными объектами исследований послужили вмещающие комплексы Пионерского золоторудного месторождения, которые состоят из осадочно-терригенных образований верхней юры, и средних и кислых магматических комплексов верхнеюрского и мелового возраста. Первые сложены песчаниками, алевролитами и аргиллитами аякской свиты. Вторые представлены позднеюрскими субщелочными гранит-порфирами, раннемеловыми диоритами и гранодиоритами Ольгинского массива Верхнеамурского комплекса и диорит-порфиритами и андезитами Бурин-динского комплекса [1].
С целью изучения концентраций элементов во вмещающих комплексах их содержания были пересчитаны к среднему содержанию в идентичных породах верхней континентальной коры [2]. Для всех вмещающих пород намечается тенденция к концентрированию или рассеиванию различных элементов (табл. 1).
Таблица 1. Коэффициенты концентраций редких и радиоактивных элементов во вме-
щающих комплексах золоторудного ^ месторождения Пионер
Элемент 1 2 3 4 Элемент 1 2 3 4
(КК) (КК) (КК) (КК) (КК) (КК) (КК) (КК)
Li 1.5 0.9 1.5 2.3 La 1.49 0.72 0.46 0.88
Sc 1.2 0.7 1.2 0.9 Ce 1.67 0.97 0.54 1.06
V 0.8 0.8 0.8 1.5 Pr 1.53 0.79 0.35 1.39
Cr 0.6 0.5 3.8 4.8 Nd 1.64 0.87 0.51 1.10
Co 0.7 0.7 1.2 1.0 Sm 1.36 0.78 0.51 0.98
Ni 0.6 0.6 1.3 0.6 Eu 1.03 0.84 0.42 0.83
Cu 0.7 1.1 0.9 0.8 Gd 1.37 0.88 0.37 0.78
Zn 1.1 1.3 2.6 2.8 Tb 0.78 0.85 0.28 0.71
As 7.9 14.4 18.3 43.9 Dy 1.06 0.90 0.20 0.95
Se 10.4 3.3 11.1 16.7 Ho 0.39 0.89 0.11 0.75
Rb 2.8 1.8 1.5 2.2 Er 0.73 1.29 0.15 0.74
Sr 0.5 0.6 0.9 0.8 Tm 0.80 0.70 0.15 0.57
Y 0.5 0.7 0.2 0.8 Yb 0.99 0.99 0.21 0.81
Zr 0.4 0.7 0.4 0.5 Lu 0.89 0.96 0.13 0.68
Nb 1.5 1.2 0.2 0.4 Hf 0.6 0.7 0.3 0.5
Mo 1.1 1.3 0.4 1.4 Ta 0.8 0.7 0.2 0.5
Ag 14.1 2.4 6.3 4.7 W 2.3 1.6 2.0 2.6
Cd 0.2 0.2 0.7 0.9 Hg 1.0 0.3 0.5 0.8
Sn 1.0 1.1 0.6 0.8 Pb 2.6 2.5 2.1 2.1
Sb 31.3 10.6 29.8 24.8 Bi 3.9 1.2 1.6 6.8
Cs 0.9 1.4 0.5 0.8 Th 1.7 1.0 0.4 1.8
Ba 1.4 0.9 1.2 1.4 U 1.3 1.0 0.3 2.1
Примечание: 1 — песчаники, 2 — алевролиты, 3 —интрузии кислого состава, 4 — интрузии среднего состава; (КК) — среднее содержание элементов (по медиане) во вмещающих породах к среднему содержанию элементов в породах верхней континентальной коры
Из транзитных элементов происходит концентрация лития. Из крупноионных литофилов во всех породах проявляет тенденцию к накоплению рубидий, а к рассеиванию стронций. Барий концентрируется во всех комплексах кроме пелито-вых осадков, а цезий только в них. Из высокозарядных элементов иттрий, циркон, гафний и тантал имеют коэффициенты концентраций значительно ниже единицы, что касается ниобия, то он накапливается в осадочно-терригенных толщах и рассеивается в магматических породах. Концентрации редкоземельных элементов уменьшаются от легких лантаноидов к тяжелым лантаноидам. В песчаниках и магматических породах среднего состава содержания легких лантаноидов близки к среднему содержанию в идентичных породах верхней континентальной коры, в породах кислого состава содержания значительно ниже единицы. Уран и торий имеют повышенные концентрации в песчаниках и магматических комплексах среднего состава и низкие концентрации в гранит - порфирах.
Рудные элементы концентрируются во вмещающих комплексах по-разному. Самые высокие концентрации были установлены для мышьяка, сурьмы, селена, серебра, золота и теллура. Более низкие содержания, но тоже повышенные для всех пород, у висмута, вольфрама, свинца и цинка. Наиболее низкие концентрации у кадмия, а в магматических породах еще и у олова. Ванадий, хром, кобальт и никель не имеют тенденцию к накоплению в осадочных комплексах месторождения, в свою очередь, эти элементы в гранит - порфирах, гранодиоритах, диоритах и диорит -порфиритах характеризуются повышенными содержаниями, особенно это касается хрома. В основном породы обогащены элементами, которые являются сопутствующими для золотой минерализации месторождения.
С применением программы 8ТАТ18Т1-СА-6 были установлены корреляционные связи ТЬ и и с редкими и редкоземельными элементами. Результаты пересчетов представлены в таблице 2.
Таблица 2. Коэффициенты корреляций Th и U с редкими и редкоземельными элемен-
тами в породах месторождения Пионер
Элемент песчаники аргиллиты интрузивы кислого состава интрузивы среднего состава
(r-0.61) (r-0.71) (r-0.66) (r-0.5)
Th U Th U Th U Th U
Li -0.11 0.11 0.33 0.57 -0.08 0.05 0.21 0.30
Be 0.33 0.25 0.26 0.71 0.05 -0.02 0.30 0.47
Sc 0.35 0.16 0.79 0.60 0.68 0.42 0.33 0.36
V 0.28 0.25 0.45 0.79 0.38 0.28 0.14 0.34
Cr -0.45 -0.13 0.12 -0.17 0.18 0.45 0.58 0.63
Co 0.21 0.18 0.62 0.14 0.08 0.40 0.39 0.46
Ni 0.05 0.50 0.26 -0.12 0.23 0.43 0.50 0.53
Cu 0.21 0.49 0.31 0.29 -0.15 -0.17 0.33 0.47
Zn -0.05 0.19 0.50 0.50 -0.08 -0.17 0.62 0.75
Ga 0.24 0.01 0.60 0.60 0.02 -0.17 0.43 0.51
As 0.27 0.13 0.02 -0.31 -0.23 -0.03 0.04 0.20
Se 0.35 -0.04 0.90 0.79 -0.40 -0.26 0.19 0.47
Rb 0.12 -0.03 0.36 0.55 0.23 0.43 -0.04 0.01
Sr 0.03 0.40 0.17 -0.48 -0.08 0.35 0.12 0.11
Y 0.38 0.66 0.31 -0.21 0.03 0.65 0.30 0.46
Zr 0.49 0.72 0.33 0.38 -0.08 0.53 0.08 0.07
Nb 0.74 0.67 0.29 0.74 0.40 0.68 0.74 0.82
Mo -0.21 -0.11 0.36 0.00 -0.05 0.13 0.47 0.45
Ag -0.42 -0.20 0.24 0.02 -0.42 -0.55 0.20 0.33
Cd -0.25 0.16 0.50 0.43 -0.68 -0.62 0.51 0.64
Sn 0.40 0.38 -0.05 0.50 -0.05 -0.12 0.67 0.81
Sb 0.09 -0.26 -0.12 0.55 0.22 -0.10 -0.02 0.24
Te -0.20 -0.29 0.40 -0.10 -0.17 0.42 -0.08 0.10
Cs 0.36 0.16 0.57 0.69 0.43 0.10 -0.01 -0.12
Ba 0.20 0.70 0.40 0.02 0.38 0.23 0.43 0.43
La 0.45 0.16 0.67 0.38 0.67 0.52 0.59 0.74
Ce 0.50 0.25 0.76 0.48 0.77 0.37 0.56 0.70
Pr 0.49 0.34 0.79 0.43 0.70 0.53 0.61 0.72
Nd 0.57 0.49 0.57 0.26 0.70 0.42 0.51 0.64
Sm 0.54 0.62 0.79 0.24 0.73 0.45 0.51 0.66
Eu 0.33 0.31 0.48 0.24 0.57 0.65 0.42 0.53
Gd 0.42 0.60 0.67 0.21 0.57 0.82 0.40 0.52
Tb 0.51 0.59 0.48 0.00 0.22 0.85 0.34 0.46
Dy 0.49 0.67 0.48 -0.05 0.15 0.65 0.30 0.44
Ho 0.58 0.70 0.62 0.07 0.02 0.68 0.34 0.44
Er 0.56 0.74 0.62 0.07 0.07 0.67 0.28 0.41
Tm 0.59 0.75 0.69 0.40 -0.03 0.65 0.29 0.46
Yb 0.66 0.76 0.55 0.29 0.12 0.53 0.29 0.44
Lu 0.72 0.77 0.79 0.74 0.15 0.63 0.27 0.45
Hf 0.53 0.73 0.07 0.26 -0.08 0.53 0.31 0.25
Ta 0.74 0.79 0.21 0.69 0.38 0.45 0.81 0.77
W 0.00 -0.04 -0.19 -0.05 0.23 0.33 0.68 0.83
Au 0.06 0.11 0.71 0.81 0.17 0.05 0.22 0.24
Hg 0.16 0.10 0.00 0.29 -0.17 -0.78 0.06 0.32
Tl -0.11 -0.10 -0.43 -0.07 -0.40 -0.15 -0.09 -0.05
Pb -0.31 0.15 0.50 0.29 0.20 0.03 0.56 0.64
Bi -0.23 -0.15 0.79 0.45 -0.28 -0.87 0.18 0.32
Th 1.00 0.61 1.00 0.71 1.00 0.35 1.00 0.88
U 0.61 1.00 0.71 1.00 0.35 1.00 0.88 1.00
Примечание: r — коэффициент корреляции;
В песчаниках установлена положительная корреляция у урана с иттрием, цирконием, ниобием, барием, гафнием и танталом, у тория только с ниобием и танталом. Слабоположительная корреляция отмечена у урана с литием, бериллием, стронцием и цезием. Похожая корреляция прослежива-
ется у тория с бериллием, рубидием, стронцием, иттрием, цирконием, цезием, барием и гафнием. Слабоотрицательная корреляция у тория с литием, у урана с рубидием. В целом у элементов корреляция с ураном выше, чем с торием.
В алевролитах есть четкая корреляции между ураном и такими элементами как бериллий, ниобий, цезий и тантал. Существует слабоположительная связь у урана и тория с литием, рубидием, цирконием, гафнием, барием. У тория дополнительно к предыдущему ряду элементов с бериллием, стронцием, иттрием, ниобием, цезием и танталом. Слабоотрицательная корреляция характерна только для урана со стронцием и иттрием. В целом у урана - просматривается положительная, у тория -слабоположительная корреляция.
В кислых магматических породах у тория нет четкой положительной связи с элементами, у урана установлена положительная связь с иттрием и ниобием. Близко к положительной корреляции с ураном лежат значения тантала, циркония и гафния, с торием - тантала. Рубидий, цезий, барий, литий и бериллий с ураном, и иттрий с торием, характеризуются слабоположительной корреляцией. Слабоотрицательная корреляция с торием отмечена для лития, стронция, циркония и гафния. В кислых магматических породах вышеперечисленные элементы имеют корреляцию с ураном выше, чем с торием. Важно отметить низкую корреляцию между ураном и торием (г - 0.35).
В магматических породах среднего состава обнаружена положительная корреляция радиоактивных элементов с ниобием и танталом. Слабоположительная связь с литием, бериллием, иттрием, барием, гафнием, стронцием и цирконием. Торий с рубидием, а уран с цезием имеют слабоотрицательную корреляцию. Можно отметить близкие корреляции для тория и урана с элементами.
В песчаниках отсутствует положительная корреляция радиоактивных и магмато-генных элементов. Слабоположительная корреляция урана и тория наблюдается с такими элементами как скандий, ванадий, кобальт и никель, слабоотрицательная с хромом. В целом для песчаников прослеживаются слабые корреляционные связи с ураном и торием.
В аргиллитах присутствуют положительные корреляционные связи тория со скандием и слабоположительные с кобаль-
том ванадием, хромом и никелем. Отрицательных значений корреляции у тория нет. Уран имеет положительную корреляцию с ванадием. У урана отмечена слабоположительная корреляция с теми же элементами что и у тория и слабоотрицательная с хромом и никелем. В основном у алевролитов и аргиллитов с торием корреляция выше, чем с ураном.
В гранитах наблюдается положительная корреляция тория со скандием, кроме этого отмечена слабоположительная совместная корреляция урана и тория с ванадием, хромом, кобальтом и никелем, а урана дополнительно со скандием. В среднем, в гранитах корреляционные значения урана выше, чем у тория.
Наиболее высокая корреляция тория и урана с магматогенными элементами отмечена у магматических пород среднего состава (диоритов, диорит-порфиритов) положительная с хромом и никелем, средняя - с кобальтом, скандием и ванадием.
В песчаниках у радиоактивных элементов происходит увеличение корреляции от легких лантаноидов к тяжелым лантаноидам. Торий имеет положительную корреляцию только с иттербием и лютецием, у урана она начинается с гадолиния и продолжается до лютеция. Самые низкие значения корреляции у радиоактивных элементов с европием. У тория выше корреляция с легкими лантаноидами у урана наоборот.
В алевролитах и аргиллитах для тория и урана наблюдается уменьшение корреляции от легких лантаноидов к промежуточным лантаноидам. У тория от положительных значений с церием и празеодимом корреляция понижается до минимальных значений у тербия и диспрозия. Далее происходит повышение корреляции с положительным значением у лютеция. У урана наблюдается похожая картина, но в отличие от тория тербий и диспрозий имеют слабую отрицательную корреляцию. В алевролитах у всех редкоземельных элементов корреляция с торием выше, чем с ураном.
В кислых магматических породах у тория происходит падение корреляции от легких редкоземельных элементов к тяже-
лым элементам. Положительная корреляция фиксируется от лантана до самария. Далее спад корреляции до тулия (-0.03) и слабоположительная корреляция с иттербием и лютецием. У урана отмечается рост корреляции от лантана до тербия, а начиная с европия, все редкие земли имеют положительную корреляцию с ураном. У легких лантаноидов корреляция выше с торием, а у тяжелых с ураном.
В магматических породах среднего состава у тория с ураном корреляционная картина очень похожа. Происходит постепенное понижение значений корреляции от легких редких земель к тяжелым лантаноидам. У тория положительная корреляция от лантана до самария. У урана от лантана до гадолиния. У всех редкоземельных элементов корреляция выше с ураном, чем с торием.
В песчаниках месторождения нет рудных элементов, имеющих положительную корреляцию с торием и ураном (рис. 1). Слабоположительная корреляция у обоих радиоактивных элементов с медью, оловом, мышьяком, золотом и ртутью. Дополнительно у урана с цинком, кадмием и свинцом, у тория - сурьмой и селеном. Молибден, серебро, теллур, висмут, цинк, кадмий и свинец имеют слабоотрицательную корреляцию с торием. У урана в эту группу вместо цинка, кадмия и свинца попадают селен и вольфрам. В песчаниках
нет элементов, имеющих отрицательную корреляцию с торием и ураном. Песчаники характеризуются слабыми корреляциями рудных и радиоактивных элементов.
Из рудных элементов в алевролитах (рис. 2) имеют стойкую положительную связь с ураном и торием - селен и золото, висмут дополнительно с торием. Торий имеет также слабоположительную корреляцию с медью, цинком, кадмием, свинцом, молибденом, серебром и теллуром. Уран с медью, цинком, кадмием, свинцом оловом, сурьмой, ртутью и висмутом. Слабоотрицательная связь у тория с вольфрам, оловом, сурьмой, урана с вольфрамом, мышьяком и теллуром.
В кислых магматических комплексах месторождения отсутствует положительная связь тория и урана с рудными элементами (рис.3). Вольфрам, сурьма, золото и свинец имеют слабоположительную связь с торием. Вольфрам, молибден и теллур с ураном. Медь, цинк, мышьяк, селен, олово, молибден, теллур, ртуть и висмут характеризуются слабоотрицательной связью с торием. Медь, цинк, мышьяк, селен, олово и сурьма с ураном. Отрицательная корреляция у тория с кадмием, у урана кроме кадмия с ртутью и висмутом и близко к отрицательной с серебром. Большая часть элементов в кислых магматических породах склонна к отрицательной корреляции с ураном и торием.
Рис. 1. Диаграмма корреляций ^ и и с рудными элементами в песчаниках. Примечание: г
- коэффициент корреляции; песчаники (г-0.61).
Th U
Г
Рис. 2 Диаграмма корреляций ^ и U с рудными элементами в углеродистых алевролитах и аргиллитах. Примечание: г - коэффициент корреляции; алевролиты (г-0.71).
■ Til аи
Рис. 3. Диаграмма корреляций ^ и U с рудными элементами в магматических породах кислого состава. Примечание: г - коэффициент корреляции; гранит-порфиры (г-0.66)
В диоритах и диорит-порфиритах месторождения положительную и близкую к положительной корреляцию с торием и ураном имеет целый ряд элементов: цинк, кадмий, олово, вольфрам, свинец, медь, молибден и селен (рис. 4). Слабоположи-
тельную - серебро, золото, висмут, ртуть. Для урана - сурьму и теллур. Слабоотрицательная корреляция у тория с сурьмой и теллуром. Большая часть элементов имеет положительную корреляцию с ураном и торием.
■ Th ии
Рис. 4. Диаграмма корреляций ^ и U с рудными элементами в магматических породах среднего состава. Примечание: г - коэффициент корреляции; диорит-порфириты (г-0.5).
Вмещающие комплексы золоторудного месторождения Пионер обогащены рудными компонентами и обеднены Sr, У, 2г и тяжелыми лантаноидами. Магматические породы кислого состава характеризуются низкими содержаниями ^ и и и
низким коэффициентом корреляции (г-0.35). В углеродистых алевролитах и аргиллитах с повышенным содержанием углерода (Сорг = 1.07%) существует стойкая положительная корреляция между золотом и радиоактивными элементами.
Библиографический список
1. Золоторудные месторождения России / под ред. М.М. Константинова. - М.: Акварель, 2010. - 349 с.
2. Григорьев Н.А. Распределение химических элементов в верхней части континентальной коры. - Екатеринбург: УрО РАН, 2009. - 382 с.
U AND TH IN THE HOST ROCK OF PIONEER GOLD DEPOSIT
N.V. Moiseenko, Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Researcher Institute of Geology and Nature Management of Far East Branch Russian Academy of Sciences
(Russia, Blagoveshchensk)
Abstract. The concentrations of radioactive, trace and ore elements in sedimentary-terrigenous rocks and igneous rocks of intermediate and acid composition of the Pioner gold deposit have been determined. All host complexes are enriched in ore components and depleted in Sr, Y, Zr, and heavy lanthanides. Igneous rocks are characterized by low contents of Th and U. It has been shown that in politic sediments with an increased carbon content there is a stable positive correlation between gold and radioactive elements.
Keywords: uranium, thorium, correlation, sedimentary rocks, igneous rocks, gold ore deposit.
