3.7.7. Распределение урана и тория в породах осадочного чехла

Геохимические особенности урана и тория в зоне экзогенеза определяют характер распределения этих элементов в породах осадочного чехла (табл. 3.7).

Таблица 3.7

Средние содержания урана и тория в осадочных породах
континентальной коры

(Смыслов, 1974)

Группы и типы пород U, 10-4% Th, 10-4% Th/U
Терригенные (песчано-глинистые)      
Конгломераты, гравелиты 2,4 9,0 3,7
Песчаники, алевролиты 2,9 10,4 3,6
Аргиллиты, глинистые сланцы, глины 4,0 11,5 2,4
Кварцевые конгломераты 6,3 31,0 5-10
Углеродисто-глинистые сланцы > 10 - 20 15 <1
Кремнистые      
Кремнистые сланцы, кварциты 1,7 2,2 1,2
Глинисто-кремнистые сланцы 2,8 6,2 2,2
Углеродисто-кремнистые сланцы до 20 - 50 10 0,5
Карбонатные      
Известняки 1,6 1,8 1,1
Мергели 2,8 2,5 0,9
Доломиты 3,7 2,8 0,8
Битуминозные известняки 7,8 11,9 1,5
Соленосные      
Ангидриты 1,0 1,0 1,0
Каменная соль 0,9 1,0 1,1
Каустобиолиты      
Каменный уголь 3,4 4,8 1,4
Торф 2,0 - 5,0 5,2 1,8
Горючие сланцы до 100 - 200 10 - 15 0,5

Вариации концентраций радиоактивных элементов в осадочных породах зависят от их фациальной принадлежности, которая

78

отражает условия формирования пород. Так, терригенные осадочные формации характеризуются относительно высокими, близкими к кларку концентрациями урана и тория, которые возрастают в ряду: конгломераты → гравелиты → песчаники → алевролиты → аргиллиты. Связь урана и тория с тонкодисперсной фракцией обусловлена ролью глинистых минералов в качестве сорбентов. Возможно также некоторое концентрирование мелких зерен акцессорных минералов, приводящее к обогащению прежде всего торием (рис. 3.9). В распределении урана в терригенных осадках важнейшую роль играет органическое вещество. Отношение Th/U в терригенных осадочных породах в среднем близко к кларку для земной коры (4 - 5), хотя в отдельных случаях варьирует от 1,0 до 10,0.

Рис.3.9. Распределение и тенденция накопления урана и тория в осадочных отложениях земной коры. Осадочные породы: I - терригенные, II - карбонатные, III и IIIa - доломиты, IV - соленосные, V - каустобиолиты, Mnz - монацит, Zr - циркон; 1, 2, 5 - величины отношения Th/U (Смыслов, см.: Проблемы радиогеологии, 1983)
Рис.3.9. Распределение и тенденция накопления урана и тория в осадочных отложениях земной коры. Осадочные породы: I - терригенные, II - карбонатные, III и IIIa - доломиты, IV - соленосные, V - каустобиолиты, Mnz - монацит, Zr - циркон; 1, 2, 5 - величины отношения Th/U (Смыслов, см.: Проблемы радиогеологии, 1983)

В морских осадочных формациях, где основная масса органического вещества накапливается в пределах шельфа, повышенные концентрации урана приурочены обычно к прибрежно-морским фациям. Для карбонатных пород характерны сравнительно низкие концентрации радиоактивных элементов. При этом торий связан с присутствием терригенной составляющей (глинистость), а уран - с органическим веществом (битуминозность). Минимальное концентрирование урана и тория типично для галогенных формаций. Причем уровень концентраций также определяется глинистостью.

В каустобиолитах распределение элементов крайне неоднородное, даже в пределах одного бассейна. Средние концентрации обычно ниже кларка (табл. 3.8). В то же время известны ураноносные формации углисто-глинистых и углисто-кремнистых

79

сланцев, где концентрация урана в 10 - 100 раз выше кларка. Повышенными концентрациями урана, также в 10 - 100 раз превышающими кларк, отличаются и фосфоритные формации.

Таблица 3.8

Содержание урана и тория в каменном угле
(Смыслов, 1974)

Район, бассейн Число анализов U, 10-4 % Th, 10-4 % Th/U
Донецкий 11 1,8 2,8 1,5
Львовско-Волынский 12
3,0
1,2 - 6,7
2,5
1,2 - 8,0
0,8
Экибастузский 6
3,7
2,6 - 6,1
4,1
2,1 - 8,5
1,1
Тунгусский 9
2,4
1,2 - 5,0
3,7
1,2 - 6,8
1,5
Тувинский 9
2,5
1,6 - 6,6
2,6
1,2 - 8,5
1,0
Приморский 20
4,7
2,8 - 10,8
7,4
3,7 - 15,7
1,8
Кузнецкий 9
4,2
1,4 - 7,2
8,9
2,8 - 20,0
2,1
Печорский 7
2,7
1,2 - 7,9
5,5
1,3 - 11,5
2,0
Подмосковный 10
6,8
4,6 - 13,7
8,1
3,7 - 19,6
1,2
Иркутский 7 3,5 4,4 1,3
Южно-Уральский 6 2,9 4,4 1,8
Кизеловский 4 2,2 1,9 0,8

Примечание. В числителе - среднее содержание элемента, в знаменателе - пределы колебаний.

МЕСТОРОЖДЕНИЯ УРАНА И ТОРИЯ
В ПОРОДАХ ОСАДОЧНОГО ЧЕХЛА

Среди месторождений урана и тория в осадочных породах известны диагенетические, эпигенетические и полистадийные, формирование которых происходило в течение длительного времени под влиянием разнообразных процессов (Данчев, Лапинская, 1980).

Месторождения урана в обломочных породах широко распространены на всех континентах, занимают обширные территории и по запасам в настоящее время являются основной сырьевой базой атомной промышленности, Для всех месторождений этого типа характерна приуроченность уранового оруденения к зонам пластового окисления проницаемых пород, обычно расположенного на границе красноцветных (окисленных) и сероцветных (восстановленных) пород на участках, обогащенных органическим

80

веществом и сульфидами железа. Урановые минералы представлены чернями, гидронастураном, иногда коффинитом. Классическим примером может служить плато Колорадо, где сосредоточено 88% урана США.

Уран-битумные месторождения наблюдаются в пределах нефтегазоносных территорий и связаны с твердыми битумами в зонах древних водонефтяных контактов. Иногда урановые месторождения встречаются в красноцветах над нефтяными залежами и связаны с сероцветной зоной, восстановленной газами месторождений.

Месторождения урана в угленосных формациях обычно приурочены к мезозойским или третичным бурым углям либо лигнитам в краевых зонах бассейнов, максимально приближенных к источнику питания подземных вод. Уран здесь связан с органическим веществом и часто сопровождается повышенными концентрациями Ge, Be, As, V, Mo и др.

Месторождения урана в карбонатных породах довольно редки. Рудные залежи, как правило, вытянуты вдоль береговой линии и приурочены к понижениям дна мелководных палеобассейнов, обогащенных Сорг.

Уран-фосфатные месторождения могут быть пластового или желвакового типа в коренном залегании либо представляют собой перемытые галечники фосфоритов. Обычно содержание урана в фосфорите не превышает сотых долей процента и коррелирует с содержанием Р2О5.

Россыпные месторождения урана и тория - основной источник сырья для тория. Особенно важны в промышленном отношении монацитовые россыпи прибрежно-морского генезиса. Они, как правило, бывают полиминеральными и помимо монацита содержат циркон, ильменит, рутил, колумбит, сфен, гранат и др. Наиболее крупными являются месторождения Индии и Бразилии. Россыпные месторождения Бразилии протягиваются на расстояние 1600 км вдоль Атлантического побережья, оцениваются в 150 тыс. т и содержат 5 - 6% ТhO2 в монаците. Месторождения Индии расположены на побережье Индийского океана и имеют запасы около 2 млн т монацита с содержанием ThO2 - 8,5%, U3O8 - от 0,2 до 0,46%.

Полигенные месторождения урана и тория представляют собой первично-осадочные, обогащенные ураном породы, в которых под влиянием более поздних метаморфических и гидротермальных процессов произошли перераспределение и концентрирование радиоактивных элементов. Наибольшее значение имеют месторождения в древних (протерозойских) метаморфизованных конгломератах, на которые приходится около 25% запасов урана западных стран. Другой тип - месторождения урана в углистых и кремнистых сланцах, претерпевших метаморфизм невысоких ступеней.

81



Купить BlueTooth гарнитуру

Яндекс цитирования Rambler's Top100
Tikva.Ru © 2006. All Rights Reserved