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.

Объединенная геохимическая ассоциация АГХП Далматовского (13) и Хохловского (16) районов в донных отложениях включает U3,6117, Th3,0115, Hf2,475, Zr2,473, Pb2,4155, (Be72, Sr69)2,3, Co2,1108,(Bi82, Ag83)2,0, (Lu58, Cu51, Yb57, Sc77)1,9, (Tm56, V1,875, Er56, Ho55, Dy56)1,8, (Y54, Tb57, Ba96, Gd58, Eu58, Ce57)1,7, (Sm60, Nd61)1,6 (Pr61, Cs130, Cd99, La60, Rb93)1,5. В ранжированном ряду здесь и далее подстрочный индекс — уровень накопления (Кс) относительно геохимического фона, надстрочный индекс — коэффициент вариации (V%) содержаний. Комплексность аномального геохимического поля в донных осадках довольно высокая. В целом в донных отложениях элементы ассоциации характеризуются умеренным (Кс < 4,0) и низким (Кс < 2,0)накоплением, что вполне естественно для закрытых территорий. Однако следует отметить, что для прогнозной оценки значение имеют элементы не только с достаточно высоким уровнем накопления, но и с высокой степенью неоднородности (V > 75%) распределения их содержаний [1][11][12]. Высокой (V > 75%) неоднородностью распределения содержаний, присущей геохимическим ореолам рудных залежей, в ассоциации донных осадков выделяются U, Th, Hf, Pb, Co, Bi, Ag, Sc, V, Ba, Cs,Cd, Rb, Почвенная геохимическая ассоциация эталонных урановорудных площадей короче, включает всего восемь элементов: U4,5167, Zn4,0208, Mo2,2183, Sr2,297, Th1,990, Hf1,978, Cs1,796, Zr1,678. Из них свысокими (Кс ≥ 4,0) уровнями накопления только уран и цинк, но для всех элементов характерна высокая неоднородность распределения содержаний. Весьма неоднородным распределением отличаются уран и ряд его спутников: Zn, Мо, Sr, Th, Cs.

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: U3,7, Sr3,0, Ta2,5, Mo2,3, Re2,2, (Zn, Pb, Hf)2,0, (Nb, Be, Cd, Ag)1,9, (Zr, Ba)1,8, V1,7, (Sb, Bi, Cu)1,6, (Th, Y, Sc)1,5, так и впочвах: U3,1, Re2,3, Th2,2, (Zn, Sr)1,9, (Mo, Bi)1,8, Cs1,7, (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.

Хохловский (16) район считается недоизученным [7]. Полученные геохимические данные с учетом размеров площади (1202 кв. км) района позволяют прогнозировать в нем значительный прирост запасов урановых руд. Его аномальное поле характеризуется высоким накоплением и неоднородностью распределения урана как в донных отложениях (U4,3115), так и почвах (U5,1179). Достоверность положительной оценки также подтверждается ассоциацией урана в донных отложениях с Th3,5106, Co2,4113, Sr2,372, Bi2,276, Be2,273, Ag2,187, Sc280, V1,780 и Ba1,7114, а в почвах — с Mo2,5192,Zn2,5162 и Sr1,999. Гаркашинский (9) район геохимически близок к урановорудным площадям. Его геохимическая ассоциация в донных отложениях характеризуется не только высоким накоплением урана и высокой дифференциацией его содержаний, но и довольно большим перечнем элементов — индикаторов уранового оруденения: U9,196, Mo6,676, Sr6,6127, Ge6,197, Zn4,3118, P3,6167, Bi3,375, Sb3,2114, Ag2,475,Th2106. При этом площадь района практически вдвое больше площади Далматовского урановорудного района и составляет 1564 кв. км. В почвах, как и на эталонных объектах, ассоциация несколько меньше: Re2,4108, Mo1,8136, U1,669, P1,6144, Th1,576. Но в ее составе рений и другие элементы — индикаторы уранового оруденения свесьма высокой неоднородностью распределения содержаний, что также достаточно уверенно позволяет прогнозировать обнаружение в Гаркашинском районе промышленного уранового оруденения. Ольховский (11) район по площади (906 кв. км) несколько больше Далматовского района. В его донных осадках установлено интенсивное накопление урана и рения, а распределение содержаний урана и его спутников в аномальном поле характеризуется высокой неоднородностью: U5,6104, Re5,5112, Mo3,775, Zn1,684, As1,677, Hf1,582. В почвах интенсивность накопления и дифференциация содержаний урана несколько снижаются, но его спутники в ассоциации характеризуются достаточно высокими для положительного прогноза геохимическими характеристиками: Re22,3250, Sr4,1101, Th3,1132,Mo3,175, U2,970, Te2,3118, As2,095, P1,975, Bi1,8142.

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 Ni8,7, Re3,4, Ce2,7, Cd2,6, Cu2,5, U2,3, Sb2,2, Zn2,0, (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, As2,7, Cd2,4, Fe2,3, Cr2,2, Te2,1, Mo2,0, Zn1,8, (Nb, Th, Ni, Ge)1,8, Cu1,6, 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.

К перспективным объектам отнесено только АГХП Колпаковского (7) района. Ассоциация накопления в донных отложениях на территории района содержит большой перечень элементов — индикаторов уранового оруденения: Cd4,3222, Mo3,5112, Nb3,1127, U3,197, Zn2,9205, Cr2,5196, Sb2,4134, Cu2,3147, Bi2,3131, Pb2177, Ag1,9163, Tl1,798, Sr1,771, Ti1,685, Re1,650 Ni1,687, Ge1,5124, V1,569. В почвах она существенно сокращается, снижается и интенсивность накопления элементов: P2,595, Re2,5239, U1,866, Cd1,7121, Mo1,7103, Te1,685.

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: U3,3, Zn2,4, Sn2,0, (Th, Mo, Nb)1,8, (Sr, Hf, Ba)1,6, (Sc, Zr, Cd, V)1,5. В почвах стабильное накопление установлено только для U2,8, (Zn, Sr)1,8 и Mo1,5.

В донных отложениях Право-Ишимской (IV) геохимической зоны комплексность аномального поля ниже: Sr3,6, U3,2, Zn2,4, Nb2,3, Th2,1, Cd1,9, (Mn,Ti)1,6, а в почвах несколько выше (U3,5, Sr2,0, Nb1,7,(Th, Mo, Ti)1,5), чем в Тоболо-Ишимской зоне.

По комплексности и составу геохимических ассоциаций, уровням накопления элементов и степени дифференциации их содержаний в донных отложениях перспективным ураноносным площадям в Тоболо-Ишимской (III) зоне отвечают районы: Частоозерский (23): U5,7146, Mo3,3157, Zn378, Cu2,3154, Cd2,267, Th2105, Sb2148, Tl1,768, Pb1,6122, Sr1,677; Бердюжинский (24): U6,1127, Zn3,8142,Mo2,6103, Tl1,9102, Ti1,885, Cd1,686, Th1,5158, а в Право-Ишимской (IV) — Маслянский (30): Nb4,2119, Th4177, U3,878, Cs1,972, Bi1,993, Ag1,882, Mn1,8103, Sc1,8103. Интенсивность накопления урана и его спутников и неоднородность аномальных геохимических полей Частоозерского (23) и Бердюжинского (24) районов значительно выше, чем у АГХП Маслянского (30) района. Но площадь Маслянского района (2522 кв. км) практически вдвое превышает площади Часто­озерского (1335 кв. км) и Бердюжского (1224 кв. км) районов.

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.

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.