Научная статья на тему 'Урановое оруденение Уйменского прогиба (горный Алтай)'

Урановое оруденение Уйменского прогиба (горный Алтай) Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
267
71
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТЫЛОВОЙ РИФТ / ТЕКТОНИТЫ / МЕТАСОМАТИТЫ / УРАН / BACK RIFT / TECTONITES / METASOMATITES / URANIUM

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Туркин Юрий Александрович

Рассмотрено урановое оруденение Уйменского прогиба, расположенного в восточной части Горного Алтая. Геодинамическая позиция прогиба определяется его принадлежностью зоне тыловых рифтов девонской активной континентальной окраины. Проведенные специализированные петрографические исследования и изучение геохимической структуры сложной сопряженной системы тектонитов и метасоматитов позволяют выявить закономерности распределения урана в измененных породах

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

In the article are reviewed the uranium mineralization of Ulmen depression, situated in eastern part of Gorny Altay. Geodynamical position of the depression caused by origin of it in the zone of back rift of Devonian active continental margin. Specialized petrografic exploration and studying of geochemical structure complicated conjugated system of tectonites and metasomatites let establish mechanism of distribution of uranium in altered rocks

Текст научной работы на тему «Урановое оруденение Уйменского прогиба (горный Алтай)»

Ю.А. Туркин

УРАНОВОЕ ОРУДЕНЕНИЕ УЙМЕНСКОГО ПРОГИБА (ГОРНЫЙ АЛТАЙ)

Рассмотрено урановое оруденение Уйменского прогиба, расположенного в восточной части Горного Алтая. Геодинамическая позиция прогиба определяется его принадлежностью зоне тыловых рифтов девонской активной континентальной окраины. Проведенные специализированные петрографические исследования и изучение геохимической структуры сложной сопряженной системы тектонитов и метасоматитов позволяют выявить закономерности распределения урана в измененных породах. Ключевые слова: тыловой рифт; тектониты; метасоматиты; уран.

Уран на территории Горного Алтая образует ряд мелких перспективных проявлений, локализованных, главным образом, в вулканогенных прогибах (Уймен-ский и Аксайский прогибы) девонской активной континентальной окраины, вероятнее всего, на поздней стадии развития данного геодинамического режима. В межрегиональном плане Уйменский прогиб, в котором локализованы наиболее крупные уранорудные объекты (Сумультинское, Айрыкское, Тонгошское проявления), входит в состав тыловорифтового пояса [1] вместе с орогенно-дейтероорогенными прогибами Тувы и Минусы, где урановое оруденение проявлено еще более широко и интенсивно (рис. 1) и является частью крупной, протяженностью до 1000 км и шириной до 150 км, группы прогибов общего субмеридионального простирания, включающего на территории восточной части Горного Алтая девонские Лебедской, Уйменский и Нырнинский прогибы, а также Каянчино-Карако-кшинскую группу грабенов с промышленным флюори-товым оруденением. В современных структурах Алтая эти прогибы расположены на расстоянии 300-400 км от конвергентной окраины, реконструируемой в девоне Сибирской континентальной плиты, выраженной Иртышской зоной смятия. В северном направлении они «наращиваются» Минусинскими впадинами и грабенами Кузнецкого Алатау с широким развитием раннедевонских щелочных магматических комплексов (с более ранним заложением и развитием рифтовых структур), а на юге - заложенным уже в живетское время Делюно-Юстыдским прогибом с активным осадконакоплением поздней стадии развития девонской активной окраины (рис. 1). В это время в режиме тылового рифта развивался и Аксайский прогиб, к структурам которого приурочен Черногорский потенциально урановорудный район.

Развитие девонских структур рассматриваемого региона в режиме рифтогенеза отмечено многими исследователями, но вместе с тем принадлежность Уймен-ского прогиба активной континентальной окраине подтверждается, в частности, наличием отчетливо выраженной поперечной зональности продуктов магматизма от полнодифференцированных низкощелочных серий вулканитов на западе (в современных координатах) до бимодальных и контрастных с повышенной щелочностью на востоке. В целом для девонского периода формирования геологических структур восточной части Горного Алтая и, в частности, для потенциально урановорудных районов характерно чередование горстов и грабенов, осложненных сдвигами и взбросо-надвигами, широким развитием интенсивных тектонических и гидротермально-метасоматических процессов. При этом, по изотопным определениям, возраст уранового оруденения определяется в интервале 400-

320 млн лет, что соответствует девону - раннему карбону, охватывая период развития активно-окраинноконтинентальных процессов. Имеющиеся данные по металлогении тыловых рифтогенных зон (тыловых вулкано-плутонических поясов) активных окраин континентов свидетельствуют о предпочтительных условиях формирования месторождений урана, флюорита, молибдена, редкоземельных элементов, жильных проявлений со свинцом, цинком, золотом, серебром [2], что в значительной степени фиксируется для Уймен-ского прогиба и для девонской тыловорифтовой зоны Восточного Алтая и смежных с ним районов Западного Саяна, Минусинских впадин, Тувинского прогиба [3]. Повышенные концентрации, месторождения и проявления данных элементов фиксируются в ряде сопряженных структур, повсеместно выявляются в первичных и вторичных геохимических аномалиях.

Особенностью локализации уранового оруденения Алтая является его постоянная тесная пространственная ассоциированность с известными участками развития вулканогенных пород повышенной калиевости, слагающих фрагменты вулкано-плутонических и суб-вулканических построек и представляющих собой интенсивно автометасоматически и гидротермально измененные вулканогенные и интрузивные (гранофиры) породы девонских очаговых структур. Их важное рудоконтролирующее значение для уранового оруденения может быть дополнено тектоническим фактором приуроченности последнего к сдвиго-надвиговым зонам и узлам типа «чешуйчатых вееров», развитых в пределах крупных шовных существенно сдвиговых структур девонского заложения с их последующим длительным развитием.

Наиболее перспективными в пределах наиболее рудоносной центральной части Уйменского прогиба являются проявления урана, локализованные в пределах Сумультинской, Осино-Проездной и Айрыкской аномальных зон. В пределах Сумультинской зоны, локализованной в центральной части Уйменского прогиба среди интенсивно тектонизированных и метасоматически измененных вулканогенно-осадочных пород девона, наиболее крупным является Сумультинское проявление урана. В его пределах, в свою очередь, выделяются три рудные аномальные зоны мощностью от 10 (Западная зона) до 100 м и протяженностью от 500 (Центральная зона) до 3-3,5 км (Восточная зона), сходящиеся в южной части рудного поля и веером расходящиеся в северном направлении в зоне Бельско-Учальского разлома взбросо-сдвиговой кинематики. В пределах этих зон развиты многочисленные гнездовые линзовидно-удлиненные (размером от 1 х 2 до 15-20 х *50-100 м), реже линейные (Фестивальное рудное тело

при мощности около 1 м и протяженностью до 80 м) рудные тела с содержанием урана 0,07-0,59% в Восточной зоне, 0,13-0,88% - в Центральной зоне и 0,01-

0,098% - в Западной зоне. Оруденение представлено настураном, уранинитом, браннеритом, коффинитом, образующими вкрапленность и тонкие прожилки в рудных телах, в зоне окисления соддиитом, уранофа-ном, торбернитом, остаточной чернью. В Айрыкской аномальной зоне (западное крыло прогиба), резко ус-

тупающей Сумультинской зоне по масштабам и степени тектоно-метасоматической переработки рудовмещающих пород, локализован ряд более мелких проявлений урана (Айрыкское, Северо-Айрыкское, Гребеш-ковое). Здесь рудные тела, имеющие обычно линейную форму, небольшие размеры и мощности до первых метров, представляют собой зоны дробления и рас-сланцевания вулканогенных пород с относительно низкими содержаниями урана (0,01-0,18%).

Рис. 1. Схема размещения урана в среднепозднепалеозойских структурах АССО (сост. с использованием материалов В.Е. Кудрявцева. Западная Сибирь. Т. 2. 2000.): 1 - границы распространения кайнозойских отложений чехла Западно-Сибирской плиты;

2 - вулканические прогибы раннего - среднего девона (1 - Коргонский, 2 - Ондугайский, 3 - Тельбесский, 4 - Уйменский, 5 - Лебедской,

6 - Абаканский, 10 - Садо-Ербинский, 11 - Калгутинский, 12 - Аксайский); 3 - прогибы и впадины с развитием мощных толщ девонских моласс (Северо-Минусинская, 8 - Южно-Минусинская, 9 - Рыбинская, 13 - Делюно-Юстыдский прогиб, 14 - Тувинский прогиб); 4 - проявления и месторождения урана (а - в вулканических породах девона, б - в молассных толщах девона существенно инфильтрационные, в - регенерированные и связанные с мезозойской активизацией); 5 - сутурный шов - граница девонской активной континентальной окраины; 6 - условная граница зоны тыловых рифов; 7 - главные разломы, границы крупных тектонических блоков; 8 - контур Сумультинской площади

При проведении геолого-съемочных работ на площади Уйменского прогиба автором изучены литологопетрографическая, петрохимическая и геохимическая характеристики сложной сопряженной метасоматиче-ской системы, включающей вулкано-метасома-

тические, тектоно-метасоматические и плутоно-метасо-матические образования. При этом были проведены металлогенические исследования данной системы, основанные на принципах методики изучения гидротер-мально-метасоматических образований [4]. На основании детальных петрографических исследований определена принадлежность измененных пород формации фельдшпатофиров, представленной эпипородами сопряженной вулкано-метасоматической системы начального этапа; формации динамометаморфических сланцев и тек-тонитов с локальными проявлениями кварц-альбитовых

метасоматитов начальной стадии формирования коллизионно-сдвиговой структуры района; формационного ряда кварц-полевошпатовых метасоматитов, в значительной степени представленных тектоно-метасоматическими образованиями (синтектоническими метасоматитами); тектоногенной пропилит-березитовой (березит-альби-титовой) региональной метасоматической формации по классификации Е.В. Плющева и др. [4].

Все гидротермально-метасоматические, в том числе синтектонические образования Уйменского прогиба рассмотрены как производные нескольких этапов и стадий единого цикла в соответствии с формационным типом породных ассоциаций и термодинамические условия их формирования, а также условия локализации эпипород и метасоматитов в общей зональной структуре данной системы:

1. Широкие внешние ореольные зоны развития хло-рит-пропилитовых (Пх) и альбит-хлорит-пропилитовых (Ппх) эпипородных ассоциаций с пониженными фоновыми содержаниями урана.

2. Относительно глубинные ореольные зоны акти-нолит-пропилитовых (Па) и альбит-актинолит-пропи-литовых (Ппа) эпипородных ассоциаций с пониженными фоновыми содержаниями урана.

3. Широкие внутренние ореольные зоны развития альбит-карбонатных (Ак) пропилитоидных ассоциаций с околокларковыми, близкими к содержаниям в неизмененных породах и кларковым значениям концентрациями урана.

4. Ореольные зоны кварц-полевошпатовых изменений с низкими содержаниями урана.

5. Центральные зоны динамокластитов, тектонитов, динамосланцев, бластомилонитов зон приразломного смятия с различной минерализацией и повышенными содержаниями урана.

6. Локальные внутренние зоны развития альбититов (Ах) и фельдшпатитов (Фх), сопряженных во времени и пространстве с формированием метаморфо-метасо-матических образований и тектонитов зон разломов и приразломного смятия, с повышенными содержаниями урана.

7. Локальные внутренние зоны развития серицит-березитовых (Бс) ассоциаций гидротермальных минералов и сопряженные с ними в пространстве более поздние приповерхностные (часто эродированные) зоны серицит-хлоритовой ассоциации с повышенными содержаниями урана.

По результатам проведенных исследований в Уй-менском прогибе выделяется несколько стадий регенерации, вероятно, первично стратиформных скоплений урана в красноцветных и пестроцветных вулканогенно-терригенных толщах девона при весьма активном участии гидротермально-метасоматических и тектонических процессов. Фиксируется площадное развитие аль-битизации (эйситизации), кварц-полевошпатовых мета-соматитов различного термодинамического уровня и формирование дислокационно-метасоматических комплексов в зонах разломов. На заключительном этапе развита перспективная на урановое оруденение бере-зит-альбититовая разновидность (субформация) текто-ногенной пропилит-березитовой региональной метасо-матической формации (по классификации Е.В. Плющева с соавторами), при этом в центральной зоне Уймен-ского прогиба эпипороды данной формации ассоциируют с динамосланцами и синтектоническими кварц-альбит-микроклиновыми метасоматитами, образуя сложную сопряженную тектоно-метасоматическую систему. Изучение ее геохимической структуры указывает на накопление урана в березитоидах, альбититах и синтектонических метасоматитах высокой степени зрелости (бластомилонитах), формирующих центральные зоны ядерного концентрирования, тогда как из периферических пропилитовых зон и кварц-полевошпатовых мета-соматитов межзонных блоков осуществлялся последовательный вынос этого элемента.

При количественной оценке объемов металлов, мобилизованных и перемещенных в процессе формирования сложной сопряженной гидротермально-мета-

соматической системы Уйменского прогиба, проведенной по методике изучения гидротермально-мета-соматических образований [4], были установлены количественные показатели поведения некоторых элементов. Так, уран, отчасти торий и молибден обнаруживают способность к концентрации в определенных зонах системы, а поведение меди, свинца и цинка не предполагает возможности для их концентрации в пределах закартированных зон эпипородных ассоциаций, т.к. данные элементы не имеют устойчивой тенденции к привносу в какую-либо из формирующихся зон. Для меди, в частности, фиксируется устойчивый вынос из всех зон системы по мере увеличения степени замещения исходных пород. То есть в рассмотренном случае устанавливаются рассеяние меди и вынос данного элемента за границы изученной системы. В то же время для урана фиксируется тенденция его выноса из периферических пропилитовых зон и привноса его в центральные зоны дифференцированных альбититов и березитоидов. Усредненный рассчитанный коэффициент выноса урана из зон актинолитовых и хлоритовых пропилитоидов составляет здесь -0,33 г/т, для альбит-карбонатных метасоматитов -0,035 г/т (сумма вынесенного металла -2260,5 тыс. т), а привноса +0,69 г/т для альбититов и +0,82 г/т для березитоидов (суммарное количество привнесенного урана - 720 тыс. т). Вместе с тем было установлено, что поведение урана и тория при образовании синтектонических и ореольных кварц-полевошпатовых метасоматитов различно; данные элементы слабо накапливаются в центральных зонах сопряженной тектоно-метасоматической системы (коэффициент привноса +1,1 г/т, сумма привнесенного урана -2750 тыс. т) за счет выноса из ореольных зон кремнещелочных метасоматитов (коэффициент выноса -0,4 г/т, количество вынесенного урана -1040 тыс. т), в том числе из зон более ранних фельдшпатофиров. Таким образом, общее количество перемещенного металла при выносе из всех рассмотренных метасоматических зон (3300 тыс. т) оказалось сопоставимым с общим количеством металла (3500 тыс. т), привнесенного в центральные зоны тектоно-метасоматической переработки, что позволяет сделать вывод о единстве геохимической структуры развитой в Уйменском прогибе сложной системы тектонитов и метасоматитов.

Полученные данные позволяют утверждать, что процессы перераспределения урана проходили при формировании единой сложной системы сопряженных во времени и пространстве динамометаморфических, дислокационно-метасоматических и гидротермально-метасоматических пород бельского комплекса, фельд-шпатофировой (фельдшпатолитовой III, по Е.В. Плющеву с соавторами) и пропилит-березитовой (березит-альбититовой) формаций. Тесная взаимосвязь всех данных вторичных образований (эпипород и метасома-титов) позволяет говорить о едином балансе вещества, и в частности урана, в процессе полистадийного текто-но-бластического и метасоматического перерождения пород района.

Таким образом, по результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы.

1. Геодинамическая позиция уранового оруденения Уйменского прогиба определяется его принадлежно-

стью зоне тыловых рифтов девонской активной континентальной окраины андийского типа, а геотектоническое положение района - принадлежностью трансрегиональной шовной сдвиговой зоне с развитием дуп-лексно-лозанжевой структуры, благоприятной для развития систем метасоматитов и измененных пород различной формационной принадлежности.

2. Структурно-тектонические условия локализации уранового оруденения Уйменского прогиба определяются его принадлежностью зонам крупных разломов сдвиговой и взбросо-сдвиговой кинематики с широким развитием динамометаморфических и дислокационно-метасоматических комплексов, в рассматриваемом случае - выделяемого бельского комплекса динамоме-таморфитов, бластомилонитов, синтектонических ме-тасоматитов и гидротермально-метасоматических пород.

3. Условия формирования уранового оруденения определяются развитием сложной системы тектонитов и метасоматитов с образованием единой геохимической структуры, отдельные зоны которой выполняет

рудомобилизующие, рудотранспортирующие и рудолокализующие функции с фиксацией рудных концентраций урана на геохимических барьерах зональной метасоматической колонки. При изучении геохимической структуры системы сопряженных метасоматитов выделены ореольные зоны выноса и центральные барьерные зоны привноса (ядерного концентрирования) урана.

4. Проведенные исследования позволяют установить комплекс региональных и локальных поисковых критериев и оценить объемы перемещенного в процессе метасоматоза урана, а также масштабы возможного уранового оруденения центральной части Уйменского прогиба, что позволяет предполагать наличие новых рудных объектов на северных и южных флангах Су-мультинской рудной зоны, а также в ряде других участков. Результаты работ позволяют положительно оценить перспективность поисков урановорудных объектов в пределах Сумультинской площади и расширения ресурсного минерально-сырьевого потенциала Алтая на урановое оруденение.

ЛИТЕРАТУРА

1. Туркин Ю.А. Эволюция и зональность девонского магматизма северо-восточной части Горного Алтая как структурно-формационной зоны

тыловых рифтов активной континентальной окраины // Проблемы геодинамики и металлогении Южной Сибири. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2000. С. 81-85.

2. Абрамович И.И., Клушин И.Г. Геодинамика и металлогения складчатых областей. Л.: Недра, 1987. 247 с.

3. Гринев О.М. Рифтовые системы Сибири: Методология изучения, морфотектоника, минерагения. Томск: 8ТТ, 2007. 434 с.

4. Методика изучения гидротермально-метасоматических образований / Е.В. Плющев, О.П. Ушаков, В.В. Шатов, Г.М. Беляев. Л.: Недра, 1981.

262 с.

Статья представлена научной редакцией «Науки о Земле» 12 мая 2009 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.