Метасоматические процессы - также одна из стадий мобилизации и концентрирования урана. В том случае, если они наложены на ранее обогащенные ураном породы, метасоматоз может привести к образованию промышленных месторождений. Перемещение урана в метасоматизирующих растворах происходит в составе карбонатных комплексов. Поэтому наиболее благоприятна для миграции урана слабощелочная или нейтральная среда,
66
где карбонатные комплексы наиболее устойчивы. В кислых средах они будут разрушаться из-за слабой диссоциации угольной кислоты, а в сильнощелочных - из-за гидролиза урана.
Поведение урана в процессе образования тех или иных метасоматических фаций хорошо иллюстрируют микроскопические исследования Б.И. Омельяненко, выполненные методом треков (Проблемы радиогеологии, 1983). В скарнах содержание урана обычно слабо повышено либо не отличается от исходных пород. Формы нахождения урана зависят от присутствия минералов-концентраторов, в которые он способен входить в виде изоморфной примеси. В случае высоких концентраций редкоземельных элементов и тория могут даже возникать уран-торий-редкоземельные скарновые месторождения на контакте щелочных пород с известняками, где рудные минералы представлены пирохлором, перовскитом, бетафитом, ортитом и др. При низких концентрациях редкоземельных элементов, циркония и тория, с которыми возможен изоморфизм урана, концентрации урана в скарнах низкие, а он весь практически сосредоточен в трещинах и межзерновом пространстве. Это позволяет предположить, что скарнообразующие растворы содержали достаточно высокие концентрации урана.
Поведение урана при альбитизации аналогично предыдущему процессу. Хорошо известны редкометалльные альбититы, содержащие торий и уран. Уран здесь концентрируется также в процессе кристаллизации минералов, обладающих по отношению к нему повышенной изоморфной емкостью (редкоземельные титанотанталониобаты, циртолит, бритолит и др.). Интенсивность накопления урана возрастает к концу процесса альбитизации. Часть урана фиксируется в микротрещинах, заполненных гематитом и хлоритом, которые отражают действие остаточных (защемленных) растворов и свидетельствуют о сравнительно высоких концентрациях урана в альбитизирующих растворах.
Во времени альбитизация непрерывно сменяется грейзенизацией. Большинство исследователей отмечают повышенное содержание урана в грейзенах. Основная его масса отлагается на поздних стадиях грейзенового процесса, в межзерновых швах и микротрещинах. Высокие концентрации урана (до сотых долей процента) были отмечены в газово-жидких включениях. Это свидетельствует об обогащении ураном грейзенизирующих растворов и преобладании процесса транспорта над отложением.
Таким образом, щелочной метасоматоз, по существу, не является рудообразующим, но приводит к мобилизации урана из достаточно больших объемов пород. Однако закупорка пористых проницаемых зон в результате образования по ним натровых метасоматитов либо за счет тектонических подвижек приводит к
67
карбонатно-натровому или карбонатному метасоматозу в результате возрастания давления углекислоты. Ранние стадии этого процесса не ураноносны, так как с ростом парциального давления углекислоты растворимость уран-карбонатных комплексов возрастает. По мере расходования СO2 на образование карбонатов наступает пересыщение растворов ураном. Осаждение урана может приводить к образованию ураноносных карбонатных метасоматитов, пространственно связанных с альбититами.
Месторождения урана метасоматического типа известны достаточно широко. Они распространены в зонах прогибов докембрийских платформ, где приурочены к участкам скрещения осей разновозрастных складок, изгибов осей, крутых крыльев, т.е. к таким тектоническим условиям, которые способствуют замедленному просачиванию рудоносных растворов, увеличивая тем самым время их взаимодействия с вмещающими породами.
Можно выделить следующие необходимые условия для образования метасоматических месторождений урана: 1) высокая концентрация урана в растворе и вмещающих породах; 2) низкая скорость кристаллизации; 3) высокое содержание летучих компонентов при соответствующей степени окисленности глубинного флюида; 4) интенсивный тепловой поток (Тугаринов, см.: Основные черты геохимии урана, 1963).
Для месторождений такого типа характерно комплексное строение, где наряду с типичными метасоматическими залежами присутствуют предшествующие им по времени метаморфогенные ураноносные толщи и поздние жильные урановые проявления, связанные с завершением рудного процесса.
68
