Месторождение Буденновское

Урановое месторождение Буденновское является одним из крупнейших объектов пластово-инфильтрационного типа в пределах юго-западной части Шу-Сарысуйской урановорудной провинции, представляя собой естествен­ное продолжение Мынкудук-Инкайской рудоносной зоны в южном направ­лении. Оно выявлено в 1979 году экспедицией 27 ВПГО (В. Н. Плеханов, Н. Н. Петров, Э. Г. Хасанов) в процессе поисковых работ масштаба 1:200 000 в проницаемых горизонтах верхнего мела. По природно-ландшафтным при­знакам и горнотехническим условиям площадь месторождения по проф. XV (рис. 14) разделяется на два геоморфологических района: песчано-солончаковая внутриконтинентальная дельта р.Шу (Северный фланг) и район с пред­горным холмистым рельефом до северного склона хр. Б.Каратау (Южный фланг).

Выявление промышленного оруденения на проф.XV в отложениях мынкудукского и инкудукского горизонтов положило начало целенаправленным поискам в меридиональной полосе протяженностью свыше 40 км от южного окончания месторождения Инкай (проф. 0) в южном направлении.

В 1987-1989 гг. экспедиция 27 ВПГО провела поисковые работы масшта­ба 1:200 000 в пределах Северного фланга на площади 330 кв.км в полосе протяженностью около 30 км (от проф.0 до проф.XV) при ширине 3-6 км. Буровые профили субширотной ориентировки пройдены через разные про­межутки — от 3,2 до 10 км с шагом от 3,2 км до 100-50 м, что было вызвано сложными ландшафтно-геоморфологическими условиями для бурения сква­жин (соры, солончаки, барханно-грядовый рельеф). В результате этих работ была установлена промышленная ураноносность в двух нижних горизонтах верхнего мела - мынкудукском и инкудукском на глубинах от 480 до 680 м.

Удельная продуктивность оруденения составила от 8,33 до 9,74 кг/м², причем в инкудукском горизонте объем прогнозных ресурсов составил 58,6%. Страти­фикация оруденения и увязка рудных залежей с южным флангом месторож­дения Инкай не вызвали никаких осложнений.

Одновременно, в те же годы, на Южном фланге провела поисковые работы экспедиция № 5 ВПГО. На протяжении свыше 12 км (от проф. XV до пре­дельных глубин 700 м) урановорудные залежи выявлены в тех же продуктив­ных горизонтах, причем в наиболее продуктивном инкудукском балансовое оруденение вскрыто на двух уровнях (подгоризонтах).

В настоящее время на участке 2 Южного фланга площадью 26 кв.км, на­ходящегося в наиболее благоприятных горнотехнических условиях, начата детальная разведка урановорудных залежей в нижнеинкудукском подгори-зонте по сети 200x50 м; в 2006 г. заложен и действует опытно-промышлен­ный полигон ПСВ-2, уже выдающий товарную продукцию.

Южная половина фланга, где кровля продуктивных горизонтов залегает на глубинах свыше 700 м, осталась неопоискованной. В предыдущие годы на южной оконечности рудного поля (участок Жабаколь) на глубинах до 780 м в отдельных скважинах было вскрыто оруденение с промышленными парамет­рами в инкудукском горизонте, но рудные залежи были не оконтурены по площади. Таким образом, в южной части рудного поля на протяжении свыше 30 км требуется возобновление поисковых работ на глубинах до 800 м, тем более, что продуктивность региональных зон пластового окисления в осно­вании верхнемелового разреза здесь реально установлена.

Геологические особенности. Юго-западная часть Шу-Сарысуйской деп­рессии представляет собой крупную эпикаледонскую впадину, характери­зующуюся трехъярусным строением. В её вертикальном разрезе выделяются: 1. Складчатый фундамент, сложенный дислоцированными протерозойскими и раннепалеозойскими образованиями; 2. Промежуточный структурный этаж или литифицированный осадочный слой и 3. Платформенный чехол, пред­ставленный слаболитифицированными мезозойско-кайнозойскими отложе­ниями, вмещающими промышленное урановое оруденение.

В пределах рудного поля месторождения складчатый фундамент залегает на глубинах свыше 2 км. Средне-верхнепалеозойские осадочные отложения промежуточного этажа выходят на дневную поверхность в пределах северо­западной оконечности хребта Б.Каратау, а на самом месторождении они вскры­ты рядом скважин на глубинах от 540 до 750 м с закономерным пологим погружением в направлении Главного Каратауского разлома. В их составе выделяются комплексы раннекаменноугольной морской терригенно-карбонатной формации, перекрытых континентальной серией осадков мощностью до 1500 м джезказганской (С_2-3zg) и жиделисайской (P₁zg) свит. В составе последних доминируют красноцветные алевролиты с прослоями песчаников.

Разрез мезозойско-кайнозойских отложений начинается пестроцветными плотными гравийно-песчано-глинистыми образованиями предположительно сеноманского возраста, локализованными спорадически в эрозионных пони­жениях поверхности нижнепермских красноцветов.

Отложения позднего мела представлены тремя горизонтами (надгоризон-тами): мынкудукским (K₂t₁), инкудукским (K₂t₂-s) и жалпакским (К₂km –Р₁¹(?), сформированными в условиях озерно-аллювиальной и предгорно-аллювиаль-ной равнин. На кровле палеозоя они залегают почти горизонтально или с весьма пологими (до 1-2°) углами падения.

Мынкудукский горизонт вскрывается скважинами на глубинах 410-790 м и сложен преимущественно мелко-среднезернистыми светло-серыми песка­ми с тонкими слойками серых и темно-серых алевритов и глин. На долю грубозернистых разностей с гравием и галькой приходится 10-40% от объема породы. Мощность горизонта, составляя в центральной части рудного поля 20-40 м, закономерно уменьшается к югу, в сторону хр. Б.Каратау до полного выпадения из разреза на гипсометрически приподнятых участках доверхне-мелового палеорельефа. Пески олигомиктовые с примесью полимиктового материала, с пленочным и поровым цементом (монтмориллонит и каолинит). Реже наблюдается карбонатный, железистый и мангано-сидеритовый цемент. Содержание углефицированного органического вещества — от 0,01 до 1,5% в ассоциации с сульфидами железа. В кровле горизонта содержание глинистой фракции возрастает, соответственно увеличивается количество и мощность алеврито-глинистых прослоев.

Инкудукский горизонт залегает на мынкудуке с размывом без видимого углового несогласия, а иногда непосредственно на породах верхнепалеозой­ского основания. Горизонт представляет собой мощный трансгрессивный макроритм от 100 до 140 м, увеличиваясь местами до 150-160 м на участках эрозионных врезов в нижележащий горизонт.

В составе инкудука почти на всей площади рудного поля выделяется два под-горизонта примерно равной мощности - по 50-60 м. Граница между ними трас­сируется линзовидными прослоями алевритов и глин переменной мощности.

В составе макроритма преобладают разнозернистые и грубозернистые пес­ки с прослоями мелкозернистых и гравийно-галечных образований. На долю грубозернистых пород приходится до 30-95% всего объема горизонта. На Южном фланге рудного поля общая мощность макроритма сокращается до 50-60 м за счет выпадения из разреза наиболее грубозернистой базальной части.

Окраска пород в нижней части горизонта, в основном, сероцветная, в сред­ней — пестроцветная и в верхней — пестроцветно-сероцветная. По минералоги­ческому составу породы инкудука не отличаются от нижнетуронских. Ниж­няя граница макроритма достаточно уверенно устанавливается по появлению в разрезе грубообломочных отложений, а верхняя подчас выделяется с трудом.

Жалпакский горизонт без видимого углового несогласия и значительного размыва залегает на породах инкудука. Нижняя граница не всегда устанавли­вается однозначно из-за отсутствия четко выраженных базальных маркирую­щих слоев. Глубина залегания кровли - 260-670м. В составе горизонта четко выделяются две пачки. Нижняя представлена хорошо сортированными среднезернистыми серыми песками с относительно высоким (n^.0,1%) со­держанием углефицированного растительного вещества в ассоциации с сульфидами железа. Верхняя пачка — преимущественно пестроцветная, реже отмечаются зеленоцветные глины и алевриты, часто карбонатизированные и омарганцованные с линзами и прослоями песков и гравийников. Общая мощность макроритма от 40 до 80 м.

Палеогеновые отложения представлены полным разрезом, сложенным всеми четырьмя выделенными в районе горизонтами: континентальным уванасским (канжуганским — Р₁²) и тремя морскими — уюкским (Р₁²-Р₂¹), иканским (Р₂²) и интымакским (Р₂^2-3). Морские глинистые отложения среднего-верхнего эоце­на суммарной мощностью 250-300 м представляют региональный водоупор, разделяющий Шу-Сарысуйский артезианский бассейн на две самостоятель­ные гидродинамические системы: платформенную мел-палеогеновую и по-зднеальпийскую неоген-четвертичную. Неогеновую систему слагают бетпак-далинская (P₃³-N₁¹) свита и тогузкенская толща (N₁²-N₂²), общей мощностью от 180 до 250 м. Четвертичные отложения представлены всеми отделами и звеньями, от нижнего до современного.

Тектоническая структура определяется расположением рудного поля Бу-денновского месторождения в западной части Созакской впадины на стыке с Сарысуйской зоной меридиональных нарушений глубинного заложения. Юго-западный борт впадины осложнен Аксумбинской котловиной, вытяну­той вдоль хребта Б.Каратау. Даут-Бугуджильская седловина, замыкающая с запада Созакскую впадину — это субмеридиональная поднятая структура с абсолютными отметками кровли палеозоя - 350 м. Характерной особеннос­тью современных структур является конформность складок платформенного чехла и рельефа палеозойского основания. Широко проявлены разрывные нарушения СЗ (Каратауского) направления — Аксумбинский, Придорожный и другие. В палеозое они фиксируются как высокоамплитудные сбросо-сдви-ги, а в осадочном мел-палеогеновом чехле — как флексурно-разрывные нару­шения. Конседиментационность разломов данного направления проявляется в распределении палеодолинных озерно-аллювиальных комплексов в отло­жениях верхнего мела.

Гидрогеологические и гидрогеохимические особенности района обуслов­лены расположением его в ЮЗ краевой части Созакского артезианского бассейна на стыке с гидрогеологическим массивом суборогенного поднятия хр. Б. Каратау.

Отложения мезозойско-кайнозойского чехла на месторождении подраз­деляются на два гидрогеологических этажа: нижний, мел-палеогеновый с напорными подземными водами и верхний, позднеолигоценово-миоценовый, вмещающий линзы и слои грунтовых вод пестрого состава.

Водоносный верхнемеловой озерно-аллювиальный комплекс имеет повсе­местное распространение и представлен тремя водоносными горизонтами: жалпакским, инкудукским и мынкудукским. Общая мощность комплекса -около 200 м и уменьшается на юге до 130 м. Нижним региональным водоупором являются литифицированные алевролито-глинистые пермские отложения, верхним — мощная пачка морских глин эоцена. Внутрислойные водоупоры не выдержаны по мощности и простиранию. Подземные воды высоконапор­ные с напорами около 480-580 м и пьезометрическим уровнем от 26 до 43 м выше поверхности земли. Водообильность меловых отложений характеризу­ется дебитами скважин на самоизливе от 10 до 17 дм³/с при понижении уров­ня от 23,6 до 40,3 м, удельные дебиты - 0,25-0,73 дм³/с. Коэффициенты филь­трации колеблются от 1,3 до 3,7 м/сутки. Состав вод хлоридно-натриевый с минерализацией от 1,8 г/дм³ до 3,9 г/дм³ (в мынкудукском горизонте).

Подземные воды зоны уранового оруденения характеризуются отсутствием кислорода, низкой величиной окислительно-восстановительного потенциала при наличии сероводорода. Концентрация урана в водах рудовмещающих пород достигает 3,1 Бк/дм³, радия — 30 Бк/дм³. В экологическом отношении среди микроэлементов ПДК превышает только селен; макрокомпонентов — хлори­ды, бром; радионуклидов - радий.

Установлено, что меридиональная полоса оруденения месторождения свя­зана с деятельностью подземных вод, поступающих с юго-востока: здесь наблюдается соответствие гидрогеологической и рудоконтролируюшей эпигенетической зональностей. Юго-западный фланг испытывает влияние потоков кислородных вод, развивающихся от неотектонического сооруже­ния хр. Б. Каратау.

Урановое оруденение. Месторождение Буденновское вместе с северным его продолжением — Инкай контролируется передовой частью гигантской дуги, образованной региональными рудообразующими фронтами пластового окисления в проницаемых горизонтах верхнего мела. Рудоносные зоны мес­торождения прослеживаются с севера на юг от проф.0 до Жабакольского профиля на расстояние около 51 км (по магистрали) (рис. 14). Ширину руд­ных залежей при их очень прихотливой извилистой морфологии и слабой изученности бурением можно определить лишь ориентировочно. Оценивать морфологические параметры залежей по пробуренным профилям очень слож­но, по крайней мере, до завершения детальной разведки.

Положение месторождения во фронтальной части регионального потока пластовых вод, значительная мощность и высокая проницаемость продук­тивных горизонтов определили ряд особенностей оруденения данного объекта. Среди них можно выделить:

- очень сложную морфологию рудных залежей в плане, что нашло свое выражение в извилистости, глубокой и частой гофрировке рудных лент, по­вторяющих прихотливые очертания рудоконтролируюших границ ЗПО;

- большой размах оруденения по вертикали и отчетливо проявленную многоярусность;

- очень сложные и разнообразные формы рудных залежей в вертикаль­ных разрезах;

- значительные масштабы рудоносности, высокая продуктивность зале­жей и определенные особенности вещественного состава урановых руд.

В отличие от месторождений Мынкудук, где основным рудовмещающим горизонтом является мынкудукский, и Инкай, на котором оба нижних мак­роцикла по своей рудоносности примерно равноценны, на Буденновском месторождении основные запасы сосредоточены в инкудуке. Развиваясь с юго-востока на северо-запад многослойная мегазона пластового окисления ступенчато выклинивается, формируя в этом направлении прерывистые за­лежи вначале в верхнеинкудукском, затем в мынкудукском, и, наконец, в нижнеинкудукском, наиболее высокопроницаемом подгоризонте. В после­днем оруденение контролируется линией полного замыкания региональной ЗПО в рудовмещаюшем комплексе. В южной части рудного поля (рис. 14) ЗПО в верхнеинкудукском подгоризонте смещается к западу и смыкается с нижнеинкудукской. Из-за отсутствия водоупора между подгоризонтами ин-кудукский горизонт представляет здесь единую, мощностью до 100- 120 м, гидродинамическую систему с общей зоной рудоформирующего окисления.

Механизм рудолокализации и формирующаяся при этом эпигенетичес­кая зональность на границах ЗПО в отложениях верхнего мела изучены очень детально на Мынкудукском рудном поле и описаны выше.

Продуктивные горизонты характеризуются низким содержанием С_орг (0,01-0,02%), причем в рудах превышение его над окисленными песками со­ставляет всего два раза. Относительно низкие содержания основных восста­новителей сингенетического генезиса в рудах и неизмененных породах при одновременной высокой проницаемости отложений обуславливают недоста­точно контрастный восстановительный барьер и чрезвычайно растянутый профиль эпигенетической зональности с нечеткими границами между отдельными зонами и подзонами. Следствием указанных особенностей явились уникальные мощности урановых руд, их высокая технологичность применительно к способу ПВ, определенный состав и характер распределе­ния полезных компонентов.

Формы залежей в поперечных вертикальных разрезах исключительно раз­нообразны (рис.15). Выделяются монороллы многообразных модификаций с различными соотношениями мешковои и крыльевых частей рудных тел, «кас­кадные», сопряженные роллы, контролируемые границами сближенных по латерали языков ЗПО и т.д. Замковые части роллов имеют ширину от не­скольких десятков до 150-200 и более метров при мощности до 22 м; выкли­нивание ролла происходит тупо, резко, без рудных затеков в сероцветную часть разреза. Крылья развиты повсеместно при наиболее выраженном верх­нем. Мощность оруденения в них не превышает 3-5 м. В тыловой части ЗПО обычны останцы, отдельные линзы, оторванные от основного оруденения, что объясняется гетерогенностью разреза, обилием в составе горизонта мел­ких линз глинисто-алевритовых пород, часто обогащенных углефицированным растительным детритом.

Урановые руды характеризуются крайне неравномерным распределе­нием гранулометрических классов как в разрезе, так и по площади место­рождения. В составе рудных песков резко преобладают фракции 0,5-0,25 и 0,25-0,1 мм, составляющие в сумме от 44% (нижний инкудук) до 62% (верх­ний инкудук). Объем глинисто-алевритовой фракции (<0,05 мм) в инкудуке колеблется от 10 до 25% (средний - 15%). Руды силикатные. Нерастворимые и труднорастворимые в кислотах минералы содержатся в объеме 98,5%; из них преобладают кварц (61,8%), полевой шпат (16,8%), обломки кремнистых пород (17,8%) и слюды (до 6,1%). Цемент рудных песков (15-20,2%) сложен монтмориллонитом, каолинитом и гидрослюдами в устойчивой ассоциации. Урановые минералы представлены коффинитом и настураном; в рудах инку-дукского горизонта соотношение их примерно равное (1:1), а в мынкудуке доля настурана резко увеличивается (1:4).

Урановые руды месторождения являются монометальными (уран). Набор элементов-спутников весьма ограничен, причем концентрации их (Re, Sc, Y, Se) очень редко достигают значимых содержаний и не устойчивы по распре­делению в разрезах и по латерали. Однако эти выводы следует рассматривать как предварительные из-за слабой современной изученности месторождения.

Геотехнологическая характеристика оруденения. Степень изученности месторождения, особенно его Южного фланга, позволяет провести типиза­цию природных факторов применительно к способу СПВ и разделить их на две неравнозначных группы: благоприятные и неблагоприятные.

К первым факторам следует отнести:

- относительно компактное расположение уранового оруденения в основ­ных морфологических элементах рудных залежей - мешковой части, верх­нем и нижнем крыле;

- отсутствие безрудных прослоев большой мощности внутри рудной за­лежи (в контурах подсчетных блоков);

- приуроченность оруденения к водоносным горизонтам с однородным в литолого-фильтрационном отношении разрезе;

- преимущественно силикатный (в основном кварцевый) состав рудовмещающих горизонтов;

- низкое содержание вредных компонентов (глинистых частиц, карбо­натного, фосфатного и углистого вещества и т.д.);

- преобладание в рудах минеральных форм полезных компонентов, обла­дающих легкой вскрываемостью слабыми водными растворами кислот или солей щелочных металлов;

- высокая водопроницаемость (Кф > 1 м/сут) руд и водовмешающих пород;

- равная водопроницаемость руд по сравнению с проницаемостью без­рудных пород;

- небольшое (до 1:10) отношение мощности руды к эффективной мощно­сти блока;

- высокая площадная продуктивность (обычно >5 кг/м²) рудных залежей;

- благоприятная тектоническая обстановка в рудной зоне — отсутствие сложноблочной структуры со значительными амплитудами вертикальных смещений, затрудняющих гидродинамику и управление процессами ПВ;

- высоконапорный характер подземных вод рудовмещающих горизонтов (самоизлив).

К весьма благоприятным факторам следует отнести то, что южная часть месторождения располагается в полупустынной с равнинным и слабопере­сеченным рельефом местности без сельхозугодий, постоянных населенных пунктов, строений и коммуникаций, что резко снижает давление на экосис­тему при эксплуатации. Район месторождения богат природными строймате­риалами (гравий, песок, глина, известняк и др.). Интенсивно развивается инфраструктура на базе существующих и вновь открываемых рудников по добыче урана.

К неблагоприятным условиям, осложняющим производственный процесс, следует отнести:

- значительные (свыше 500 м) глубины залегания рудовмещающих гори­зонтов;

- отсутствие надежных внутриблочных водоупоров, кулисообразное лин-зовидное строение алеврито-глинистых пластов, что определяет возникнове­ние «гидравлических окон» между рудовмешающими и безрудными водонос­ными горизонтами, способствующих увеличению эффективной мощности, разубоживанию или растеканию растворов.

Технологические свойства руд и их пригодность для отработки СПВ оп­ределялись по двум направлениям:

- лабораторные исследования по сернокислотному выщелачиванию ура­на и попутных компонентов из руд инкудукского горизонта;

- полномасштабный натурный опыт в пределах Южного фланга. Лабораторные исследования технологической пробы, отобранной из рудных песков инкудукского горизонта, показали высокую (более 80%) извлекаемость урана не только слабыми растворами серной кислоты, но и бикарбо­ната аммония.

Результаты натурного опыта полностью подтверждают экономическую рентабельность отработки руд методом сернокислотного выщелачивания, до­казывают возможность включения в эксплуатацию «висячих» руд на такой большой глубине.

Перспективы расширения минерально-сырьевой базы Буденновского месторождения не исчерпываются цифрами оценки его природных ресурсов, поскольку для него характерна крайне слабая и неравномерная изученность продуктивных горизонтов, особенно мынкудукского и верхнеинкудукского. Основной путь увеличения запасов урана промышленных категорий на пло­щадях с установленной продуктивностью очевиден и связан с переводом про­гнозных ресурсов категории Р₁ в категорию С₁, т.е. в проведении детальной разведки. Выявление новых урановорудных залежей в верхнемеловых отло­жениях наиболее вероятно на южном продолжении региональных фронтов зон пластового окисления, почти не изученном в настоящее время. Здесь на протяжении свыше 30 км пройдены лишь единичные профили поисковых скважин, а доказанная промышленная ураноносность в нижнем инкудуке на участке Жабаколь выдвигает южное направление поисковых работ в разряд первоочередных. Глубины залегания перспективных горизонтов на глубинах 750-800 м здесь не кажутся запредельными.

Дата добавления: 2015-08-10