Остаточный расплав, образующийся при фракционной кристаллизации магмы, представляет собой в общем случае силикатную жидкость, богатую щелочами, алюминием, содержащую
56
воду и другие летучие, а также те редкие элементы, которые не входят в кристаллические решетки изверженных горных пород. Давление летучих компонентов является той движущей силой, которая обеспечивает их внедрение вдоль ослабленных зон вмещающих пород или застывшей части того же интрузивного тела.
На фоне постепенно понижающейся температуры и увеличивающейся роли летучих компонентов уран и торий накапливаются в начале пегматитового процесса (Основные черты геохимии урана, 1963). К концу процесса их роль в минералообразовании постепенно понижается. Если рассматривать типы пегматитов по А.Е. Ферсману, то тип I (монацитовый, ортитовый), наиболее высокотемпературный, характеризуется накоплением тория в виде торита и цериевых редкоземельных минералов. Во II (с редкими элементами) и отчасти в III (борофтористом, Li-муковитовом) типе пегматитов накапливается преимущественно уран в виде уранинита и итгриевых редкоземельных минералов. В типе V (натрово-литиевом) на фоне общего уменьшения роли радиоактивных элементов опять наблюдается некоторое повышение их концентраций. Скорее всего это связано с растворением ранее выделившихся более высокотемпературных минералов и переотложением перешедших в раствор-расплав радиоактивных элементов. Кроме того, при формировании натрово-литиевых пегматитов допускается привнес урана метасоматическими растворами извне.
Для пегматитов, в отличие от изверженных пород, характерно концентрирование подавляющей доли урана и тория в акцессорных минералах. Породообразующие минералы пегматитов (кварцполевошпатовая масса) содержат урана часто меньше, чем материнские изверженные породы. Так, по данным Л.В. Комлева, в микроклине плагиоклазовых пегматитовых жил Северной Карелии практически весь уран сконцентрирован в уранините, монаците и ксенотиме. Породообразующие минералы, слагающие 99,74% массы пегматита, содержат лишь 1,15% от общего количества урана, в то время как на акцессорные минералы, составляющие 0,25% массы пегматита, приходится соответственно 98,85% урана.
Весьма характерно для пегматитов разделение урана и тория в редкоземельных акцессорных минералах, где иттриевые и цериевые подгруппы резко разделены. При этом уран в качестве изоморфной примеси активно входит в решетку иттриевых минералов, а торий - цериевых.
Урансодержащие пегматиты характеризуются большим разнообразием акцессорных минералов, что отличает их от безурановых пегматитов. Породообразующие минералы те же, что и у изверженных
57
материнских пород и безурановых пегматитов. Радиоактивными минералами пегматитов являются: уранинит, торианит, урановая смолка, титанотанталониобаты, титанаты редкоземельных элементов и тория, силикаты титана, тория, циркония, редкоземельных элементов, фосфаты редкоземельных элементов, уран-органические соединения. Для таких пегматитов характерно специфическое изменение окраски и внешних признаков минералов под действием радиоактивного излучения. Кварц приобретает дымчатую окраску. Ассоциирующий с урановой смолкой мусковит обычно темнеет и приобретает буроватый цвет, перекристаллизовывается в мелкочешуйчатую слюду ("разложенная слюда"). Залегающий совместно с радиоактивными минералами берилл отличается золотистым оттенком, флюорит - черным или красно-фиолетовым цветом, землистыми формами. В окружающих радиоактивные минералы полевых шпатах наблюдаются зоны покраснения и радиально расходящаяся трещиноватость. Урансодержащие пегматиты, как правило, не представляют интереса в качестве источника сырья. Уран из них добывается лишь попутно с добычей Li, Се, Be, Та, Nb, слюды и т.д.
Однако большинство наблюдений свидетельствует о невысоком первоначальном содержании урана в выкристаллизовавшейся из расплава пегматитовой породе. Развитие урановой минерализации связано главным образом с постмагматическими процессами и подчиняется геологическим условиям залегания пегматита. Нарушение пегматитовых тел трещинами способствует проявлению постмагматических процессов и появлению урановой минерализации в виде зон метасоматического замещения и полостей (трещин) крустификационного выполнения.
Урансодержащие пегматиты известны в образованиях всех тектономагматических эпох геологической истории Земли. Наиболее широко они развиты на территориях докембрийских платформ (Канадский, Балтийский, Украинский и Алданский щиты, а также Китай, Индия, Австралия, Восточная и Южная Африка). Здесь сосредоточено более половины ураноносных пегматитовых полей. В области палеозойской и мезозойской складчатости они менее характерны.
58
