Новые перспективы уранового оруденения Зауралья по данным региональных геохимических исследований

Уран в России является остродефицитным полезным ископаемым. По данным Г.А. Машковцева и др. [13], одной из причин этого является отсутствие необходимого количества подготовленных запасов.

Ситуация может быть улучшена выявлением новых перспективных урановорудных районов в Зауралье, где в результате региональных геохимических исследований выявлены аномальные геохимические площади (АГХП), перспективные на обнаружение месторождений урана инфильтрационного типа. Этот регион активного горнорудного освоения выгодно отличается от других урановорудных регионов России своей доступностью и освоенностью.

Расположенный в относительной близости от объекта изучения Казахстан по разведанным запасам урана занимает второе место в мире, а основой его минерально-сырьевой базы являются урановые гидрогенные месторождения пластово-инфильтрационного типа [3][8][14].

Территория исследований расположена в юго-западной части Западно-Сибирской плиты и является частью Западно-Сибирского ураноносного пояса, контролирующего инфильтрационное урановое оруденение мезозойского возраста палеодолинного типа [7].

Известное здесь перспективное оруденение этого типа относится к уран-редкоземельной терригенной формации в зонах пластового окисления. Его представляют Далматовское (1), Хохловское (2) и Добровольское (3) месторождения (рис. 1) и довольно многочисленные проявления этой рудной формации [5].

Наиболее полно изучено Далматовское месторождение. Его оруденение приурочено к средне-позднеюрским отложениям, выполняющим раннемезозойские русла, врезанные в поверхность доюрского фундамента. Запасы Далматовского месторождения всех категорий оценены в 11 170 т [6]. В рудах урану сопутствуют повышенные концентрации Mo, Re, Se, Y, Sc, TR [2].

Возраст оруденения в регионе отвечает двум эпохам: 1) на рубеже юры и мела либо в начале мела (130—140 млн лет) и 2) мел — эоцен (40—80 млн лет). Первой эпохе соответствует датировка руд Далматовского месторождения. Вторая эпоха представлена рядом пунктов урановой минерализации в разных частях изученной территории [15].

Материалы и методы

Исследования проводились в процессе создания геохимических основ масштаба 1:100 000 
на листах N-41, -42 (2009—2011 гг.) и О-41 (2015—2017 гг.). Геохимическому опробованию подвергались почвы и донные отложения в соответствии с Требованиями [4] по сети 10×10 км. Для поисков перекрытых месторождений в пробах почв и донных отложений определялись содержания подвижных форм урана и широкого круга других элементов (всего 56). Анализ проводился масс-спектрометрическим методом с индуктивно связанной плазмой в аналитическом центре ФГУП «ИМГРЭ».

В условиях скрыто-перекрытого залегания прогнозируемого оруденения оценка перспективности площадей проводилась по комплексу геолого-геохимических критериев [9][10]. Основным было сопоставление геохимических характеристик исследуемых АГХП и эталонных объектов. Учитывались также размеры АГХП, их геологическая позиция, наличие месторождений и проявлений урана палеодолинного типа. Оцениваемые площади дифференцировались на перспективные, неясной и низкой перспективности.

В качестве эталонных геохимических характеристик в работе используются геохимические данные, полученные по АГХП Далматовского (13) и Хохловского (16) урановорудных районов. Их площади соответственно равны 853 и 1202 кв. км. В пределах первого известно среднее Далматовское (1), а во втором — малое Хохловское (2) месторождения урана.

Результаты и обсуждение

На рисунке 1 показаны выделенные АГХП с урановой специализацией. Всего 33 аномальные геохимические площади, расположены вне явных техногенных источников и зон их влияния, объединены в четыре геохимические зоны: Юконско-Колпаковскую (I), Далматовскую (II), Тоболо-Ишимскую (III) и Право-Ишимскую (IV).

Далматовская (II) геохимическая зона на сегодня в регионе является наиболее продуктивной. В ее пределах расположены среднее Далматовское (1) и малое Хохловское (2) урановые месторождения и ряд рудопроявлений урана палеодолинного типа.

Зона локализована в междуречье рек Тобола и Пышмы, имеет общее субмеридиональное простирание и протяженность с севера на юг около 500 км при максимальной ширине в средней части до 250 км.

В северной половине Далматовской зоны повсеместное распространение имеют отложения палеогена, представленные олигоценом и эоценом. В южной половине доминируют отложения неогена (миоцена).

Накопление урана и его спутников установлено как в донных отложениях: U_3,7, Sr_3,0, Ta_2,5, Mo_2,3, Re_2,2, (Zn, Pb, Hf)_2,0, (Nb, Be, Cd, Ag)_1,9, (Zr, Ba)_1,8, V_1,7, (Sb, Bi, Cu)_1,6, (Th, Y, Sc)_1,5, так и впочвах: U_3,1, Re_2,3, Th_2,2, (Zn, Sr)_1,9, (Mo, Bi)_1,8, Cs_1,7, (Hf, Zr)_1,6.

Характерной особенностью аномального геохимического поля урановорудной Далматовской зоны является ведущее положение урана в обеих ассоциациях и присутствие всех элементов почвенной ассоциации, за исключением цезия, в аномальных концентрациях в донных отложениях. При этом в донной ассоциации еще присутствуют и такие известные спутники урана, как Pb, Nb, Be, Cd, Ag, Ba, V, Sb, Sc.

В пределах геохимической зоны к перспективным кроме АГХП известных Далматовского (13) и Хохловского (16) районов отнесены АГХП Гаркашинского (9) и Ольховского (11) районов.

Юконско-Колпаковская (I) геохимическая зона локализована в верховьях рек Тура, Ница, Пышма, Барнева. Зона линейна, имеет общее субмеридиональное простирание и протяженность с севера на юг около 500 км, при ширине от 50 до 80 км.

Геолого-структурную позицию геохимической зоны определяют ее приуроченностью к границе платформы с Уральской складчатой областью, где на поверхности картируются отложения мела, палеоцена и эоцена. В пределах зоны известен ряд проявлений урана палеодолинного типа.

В аномальном геохимическом поле Юконско-Колпаковской зоны наибольшее сходство с аномальным полем Далматовской зоны обнаруживает геохимическая ассоциация донных отложений. В них установлено стабильное накопление Ni_8,7, Re_3,4, Ce_2,7, Cd_2,6, Cu_2,5, U_2,3, Sb_2,2, Zn_2,0, (Bi, Mo)_1,9, (V, La, Ag)_1,7, (Nb, Tl, P, As, Y, Sr)_1,6. Перечень общих с Далматовской зоной элементов включает уран и достаточно большое количество его спутников: Re, Cd, Cu, U, Sb, Zn, Bi, Mo, V, Ag, Nb, Y, Sr. Резкое обогащение донных отложений никелем, вероятно, имеет уральскую природу.

В почвах Юконско-Колпаковской зоны ряд накопления значительно больше: (U, P)_2,9, As_2,7, Cd_2,4, Fe_2,3, Cr_2,2, Te_2,1, Mo_2,0, Zn_1,8, (Nb, Th, Ni, Ge)_1,8, Cu_1,6, чем в почвах Далматовской зоны. Доминируют в ассоциации уран и фосфор, а общими элементами ассоциаций обеих геохимических зон являются известные спутники урана Mo, Zn, Th.

Уровни накопления элементов и дифференциация их содержаний в аномальном поле Колпаковского (7) района в целом близки таковым ассоциации, характеризующей донные осадки эталонных рудоносных площадей, что с учетом значительной его площади (1709 кв. км) позволяет прогнозировать выявление промышленных залежей урана.

Тоболо-Ишимская (III) и Право-Ишимская (IV) геохимические зоны представлены фрагментами. Первая — в междуречье рек Тобола и Ишима, вторая — на правобережье р. Ишим. В центральных частях локализованных фрагментов зон преимущественно распространены отложения плиоцена, на перифериях картируются отложения миоцена. На юго-западном фланге Тоболо-Ишимской зоны расположены малые урановые месторождения палеодолинного типа — Добровольское (3) на территории России и Тобольское на продолжении зоны на территории Казахстана. К этому же типу относятся пункты урановой минерализации, известные в Тоболо-Ишимской зоне в разных геологических комплексах (от триаса до миоцена).

Для геохимических зон характерно преимущественное накопление элементов в донных отложениях. В Тоболо-Ишимской (III) геохимической зоне они обогащены ураном и значительным числом его спутников: U_3,3, Zn_2,4, Sn_2,0, (Th, Mo, Nb)_1,8, (Sr, Hf, Ba)_1,6, (Sc, Zr, Cd, V)_1,5. В почвах стабильное накопление установлено только для U_2,8, (Zn, Sr)_1,8 и Mo_1,5.

В донных отложениях Право-Ишимской (IV) геохимической зоны комплексность аномального поля ниже: Sr_3,6, U_3,2, Zn_2,4, Nb_2,3, Th_2,1, Cd_1,9, (Mn_,Ti)_1,6, а в почвах несколько выше (U_3,5, Sr_2,0, Nb_1,7,(Th, Mo, Ti)_1,5), чем в Тоболо-Ишимской зоне.

В почвах комплексность аномальных полей этих районов низкая (3—4 элемента), а накопление и дифференциация урана средние. Тем не менее это не исключает возможности обнаружения промышленных залежей урана, так как ослабление геохимических ореолов в почвах объяснимо значительно большей мощностью молодых, перекрывающих прогнозируемое оруденение отложений в сравнении с эталонными урановорудными районами.

К объектам неясной перспективности в Далматовской (II) геохимической зоне отнесены АГХП Басмановского (10) и Петровско-Медвежьеозерского (17) районов; в Юконо-Колпаковской (I) — АГХП Юконского (1) и Верхне-Вязовского (4) районов; в Тоболо-Ишимской (III) — АГХП Варгашинского (20), Курганского (21), Пегановского (25) и Сухменского (27) районов; в Право-Ишимской (IV) — АГХП Крутининского (31) района. Для аномальных полей этих объектов, как правило, характерно преимущественное накопление урана и его спутников в донных отложениях, что сближает их с известными урановорудными площадями. Но из-за меньшей интенсивности накопления и более слабой дифференциации содержаний элементов-индикаторов перспективность объектов оценена как неясная.

Для остальных АГХП геохимических зон характерны низкие, низкие и умеренные уровни накопления рудообразующего урана и его спутников и слабая дифференциация их содержаний, что отражает их низкую перспективность.

Заключение

На основе материалов региональных геохимических работ в достаточно хорошо освоенном и доступном регионе кроме известных урановорудных Далматовского (13) и Хохловского (16) районов оконтурены АГХП шести новых перспективных районов: Колпаковского (7), Гаркашинского (9), Ольховского (11), Частоозерского (23), Бердюжинского (24) и Маслянского (30). В них прогнозируется обнаружение промышленных месторождений урана палеодолинного типа.

Проведение дополнительных геохимических работ требуется для уточнения перспектив уранового оруденения девяти районов, отнесенных к объектам с неясной перспектив­ностью.

Практическая важность проведенных исследований заключается в прогнозе расширения сырьевой базы урана региона перспективного освоения известных урановых месторождений с ограниченными запасами сырья.