Месторождение Северный Харасан

Месторождение расположено в левобережье р.Сырдарьи. Начало плано­мерных специализированных на уран поисков на этой территории было пре­допределено выявлением рудоносной полосы месторождений Северный и Южный Карамурун, не оконтуренных с юга.

На первом этапе были проведены поиски бурением на основе специали­зированного глубинного геологического картирования верхнемеловых отло­жений в масштабе 1:200000 по сети 12,8÷6,4x0,8-0,4 км. В результате прове­денных исследований было получено подтверждение перспективности на уран кампанских и маастрихтских отложений на обширной площади, в пределах которой была откартирована зона пластового окисления протяженностью более 25 км. В 1980 и 1982гг. в северной части рудоносной зоны месторожде­ния были проведены поиски масштаба 1:50000 по сети 3,2÷1,6x0,8÷0,2 км, в результате которых был выявлен еще один рудовмещающий горизонт — сан-тонский, а в целом ЗПО в трех продуктивных горизонтах верхнего мела была откартирована на протяжении 100 км.

В 1983 году экспедицией № 23 Краснохолмского ПГО с целью ускорен­ной подготовки месторождения к разведке в его центральной части было про­ведено поисково-оценочное бурение посети 1600x800-100м, а на выборочном участке со сгущением сети до 800х50м. была изучена морфология продуктив­ных зон.

Учитывая большую продуктивность выявленных при проведении поис­ковых работ рудоконтролирующих зон пластового окисления, различную сте­пень изученности северного и южного флангов месторождения Харасан, а также геоморфологические условия поверхности, в 1982г. было принято реше­ние о разделении месторождения на два самостоятельных объекта: Северный и Южный Харасан.

Предварительная разведка центральной части месторождения Северный Харасан проводилась в течение 1984-1991гг. по сети 400х50м для выявления категории С₂ и по сети 200x50 для выявления категории С_г одновременно в течение 1989-1990 гг. поисковыми работами оценивался северный фланг.

В 1991-1996 гг. предварительная разведка была продолжена в централь­ной части месторождения до прекращения госбюджетного финансирования, а в 2005 году месторождение с целью скорейшего ввода в эксплуатацию было разделено на два участка: Северный Харасан-1 и Северный Харасан-2, на ко­торых в настоящее время проводится детальная разведка, а также заложен и действует опытный полигон на залежи 8 участка Северный Харасан-1.

Тектоническая структура. Условия залегания осадочного чехла на площа­ди месторождения Северный Харасан определяются ее положением в крае­вой северо-восточной части Сырдарьинской впадины. Это обусловило общее плавное погружение поверхности фундамента и осадочного чехла в юго-за­падном направлении. В целом эта моноклиналь рассматривается, как элемент структуры первого порядка. Она осложнена структурами более высоких по­рядков. Основными из них являются Харасанский свод и сопряженные с ним Карамурунская и Харасанская синклинали. Харасанский свод представ­ляется сдвоенной антиклинальной складкой субмеридианального простира­ния (рис.36)

Восточное крыло свода ограничивается осями Карамурунской и Харасан-ской синклиналей, продолжающих одна другую через сложно построенную седловину. Превышение свода относительно осей синклиналей достигает 170-200 м. В северо-восточной части крыло осложнено флексурой субмери­дионального простирания протяженностью около двух километров, с амп­литудой смыкающего крыла 30-40 м и углом его наклона в среднем 10°. Западное крыло свода изучено слабо и экстраполируется как моноклиналь­ная часть структуры с пологим (0,5-1°) падением к западу. Харасанский свод прослеживается далеко за пределы месторождения Северный Харасан и его общая протяженность достигает 30 км. Харасанская синклиналь имеет протяженность до 25 км. Разрывные нарушения в пределах месторождения не установлены. Описанные складчатые структуры в современном рельефе не проявляются.

Сформировавшаяся к настоящему времени структура месторождения явля­ется результатом сложного и длительного геологического развития, которое отразилось на формировании трех структурных ярусов, отвечающих основ­ным этапам геологической истории района.

Геологические особенности. В строении разреза на месторождении выделя­ются два структурных этажа: метаморфизованные отложения складчатого фун­дамента и рыхлые отложения осадочного чехла, который в свою очередь имеет также двухчленное строение. Нижний ярус сложен платформенными отложе­ниями верхнего мела, палеогена и нижнего плиоцена, а верхний представлен суборогенными отложениями верхнего плиоцена и четвертичного периода.

В основании нижнего структурного этажа залегают метаморфические и карбонатно-терригенные образования нижнего-среднего протерозоя, эффузивы кислого и основного состава верхнего протерозоя, терригенные морс­кие отложения венда. Верхняя часть фундамента представлена углеродисто-кремнистыми образованиями кембрия, флишоидными и терригенными отло­жениями ордовика, терригенно-молассовыми и карбонатными отложениями девона и нижнего карбона. В докембрийских образованиях локализованы интрузии гранитов и граносиенитов, гранодиоритов, диоритов и габбро-диабазов. В среднем и позднем палеозое внедрились дайки диоритовых порфиритов, керсантитов, диабазовых порфиритов, сиенит-порфиров. Породы фундамента подвержены сложным дислокациям: взбросы, надвиги, тектони­ческие покровы, складчатость.

Средний структурный ярус. Представлен отложениями верхнего мела, палеогена и нижнего отдела неогена, сформированными в платформенных условиях с относительно спокойной тектонической обстановкой.

На месторождении Северный Харасан отложения сеноманского, туронс-кого, коньякского и большей части сантонского ярусов не вскрывались.

Их характеристика приведена при описании геологических особенностей строения Карамурунского рудного поля и в данном тексте не приводится. Здесь же коснемся рудовмещающих на месторождении отложений сантонс­кого, кампанского и маастрихтского ярусов.

Отложения сантонского яруса согласно залегают на коньякских образо­ваниях. По условиям накопления, литологическому составу и геохимическому облику осадки сантонского яруса на площади весьма сходны с коньякскими. Однако, в отличие от последних на месторождениях Южный и Северный Харасан в верхней части разреза происходит фациальное замещение красноцветных образований на серые и зеленовато-серые, преимущественно песчаные отложения и они являются рудовмещающими. Сероцветные верхи сантона на месторождении Северный Харасан вскрывались скважинами на мощность до 26м с выходом в подстилающие красноцветы. Сероцветная пачка по мощ­ности соответствует примерно одной трети общей мощности сантона и явля­ется в общих чертах завершенным циклом осадконакопления.

Накопление отложений верхней пачки сантонского яруса происходило в двух фациальных поясах — подгорно-веерном и равнинно-долинном. Первые развиты на северо-востоке и в центре площади. Здесь наиболее широко про­явлены алевролиты и глинистые песчаники, обычно массивные, иногда гори­зонтально- и косослоистые. Они слагают обширные области, в плане череду­ющиеся с участками, сложенными преимущественно песками, в виде субме­ридиональных и северо-восточных полос шириной от 0,5 до 2 км. Пески от мелкозернистых до крупнозернистых, наиболее часто отмечаются разнозернистые неслоистые и косослоистые. В песках почти повсеместно встре­чается гравийный материал, катуны алевролитов и глинистых песчаников. Окраска пород обычно красная, бурая, коричневая различных оттенков.

К западу и юго-западу подгорно-веерный пояс замешается равнинно-до­линным. По условиям накопления осадков в нем ведущее значение имеет аллювиальный комплекс, представленный фациальными зонами от русловой до пойменной с переходными прирусловой и припойменной. В подошве цик­лично построенной верхней части сантона залегают мелко- и среднезернистые, реже разнозернистые пески с включением гравия, катунов алевролитов и глинистых песчаников. Выше по разрезу они сменяются мелкозернистыми косослоистыми песками с прослоями алевролитов и глинистых песчаников. Завершается цикл пачкой алевролитов или глинистых песчаников. На от­дельных участках тга водоупорная пачка отсутствует. С другой стороны, в ряде случаев цикличность нарушается частичным или полным замещением песков алевролитами и глинистыми песчаниками, неслоистыми, юри зонтальнослоистыми, что свидетельствует об их принадлежности к пойменной фациальной зоне. Они образуют прерывистые, вытянутые в северо-западном направлении участки, ориентированные вдоль палеодолины. Окраска пород равнинно-долинного пояса разнообразна. Она обусловлена формированием пород на стыке двух различных геохимических сред. Для пород аллювиаль­ного комплекса характерна серая, светло-серая, зеленовато-серая окраска. Для переходных зон от красноцветов подгорпо-веерного пояса к аллювиальным отложениям характерны бурые, желто-бурые, белесые цвета. Общая мощность саптона на месторождении Северный Харасан предполагается 65-70м.

Отложения кампанского и маастрихтского ярусов, согласно залегающие на сангонских, накапливались в условиях очень сходных с условиями по-зднесантонского времени. Как и сантонские, они являются рудовмещающими. Отмечается их четкая общность и унаследованность условий осадконакопления, первичной геохимической зональности и литологического состава отложений.

Отложения кампанского яруса формировались в условиях некоторого сокращения площади подгорно-веерных красноцветов и преобладания аллю­виального осадконакопления. Для аллювиальных отложений на удалении от границы подгорно-веерного пояса характерна серая, темно-серая, редко зеле­новато-серая окраска. Это свидетельствует о более высоком содержании орга­нического вещества по сравнению с аналогичными осадками сантона. На остальной переходной площади развиты преимущественно желтые, бурые породы с красноцветными реликтами в виде прослоев и пятен. Сложившаяся геохимическая обстановка в отложениях кампана свидетельствует о том, что их накопление и диагенетичсское преобразование происходило, в целом, в более восстановительной обстановке, чем в сантоне. Это обусловило сокра­щение площади распространения первично-окисленных пород и более высо­кую восстановительную емкость серонветных осадков. Мощность отложе­ний кампанского яруса в пределах месторождения составляет 16-25м.

Отложения маастрихтского яруса имеют двухпикловое строение. Ниж­ний никл, составляющий примерно одну треть обшей мощности, в пределах месторождения представлен сероцветными, преимущественно песчаными аллювиальными отложениями. Завершающий никл прослой алевролитов или глинистых песчаников присутствует не всегда. Верхний цикл, составляющий около двух третей маастрихтских отложений, представлен преимущественно краснонветными и пестропветными алевролитами и глинистыми песчаниками. Они слагают верхнюю часть цикла. Подстилающие аллювиальные серонвет-ные пески здесь имеют подчиненное значение и иногда отсутствуют совсем. Для маастрихтского века по сравнению с кампанским характерно расширение площади подгорно-веерного пояса. Наибольшим распространением осадки этого типа пользуются в верхнем цикле. Однако, на отдельных участках они распространены на всю мощность Маастрихта, фациально замещая и комп­лекс аллювиальных отложений нижнего цикла. В пределах месторождения Северный Харасан подобное замещение картируется в его юго-западной и южной частях. Мощность маастрихтского яруса меняется от 38 до 45 м, из­редка достигает 47 м.

Анализ условий осадконакопления всех стратиграфических подразделе­ний верхнего мела, показывает, что их литолого-фациальная и геохимическая зональности сформировались иод влиянием близко расположенной области сноса обломочного материала, коим являлось стабильно существующее па-леоподнятие Б.Каратау.

Палеогеновые отложения с размывом и без видимою углового несогла­сия залегают на образованиях Маастрихта. Палеогеновая система представля­ет собой крупный трансгрессивный цикл, сформированный палеогеновым морским бассейном. Он подразделяется на отложения нерасчлененных дат-палеоцена и осадки эоценового отдела.

Дат-палеоценовые отложения фиксируют начало трансгрессии и подраз­деляются на три четко обособленные пачки.

Нижняя пачка представлена пестроцветными карбонатными песчаника­ми, глинистыми песчаниками и алевролитами. Она является типичной для отложений пролювиальной равнины. Средняя пачка сложена голубовато-се­рыми алевролитами и глинами с плохоокатанным гравием и карбонатными стяжениями. Они являются отложениями приморской равнины. Мощность нижней и средней пачки в пределах месторождения меняется от 18 до 37 м. Верхняя пачка представлена переслаиванием ангидрита, гипса, известняков с алевролитами и доломитистыми песчаниками. Эти отложения сформирова­лись в зоне засолонявшихся заливов и лагун в условиях засушливого климата. Мощность верхней пачки составляет 10-15 м. Общая мощность дат-палеоце-новых отложений изменяется в пределах 36-42 м.

Осадки эоценового отдела накапливались в условиях нарастающей транс­грессии и согласно залегают на палеоценовых. По литологическим призна­кам и руководящей микрофауне выделяются отложения нижнего, среднего и верхнего эоцена.

Нижний эоцен представлен серыми глинами. В подошве отмечаются прослои и гнезда глауконитового песка и песчаника с фосфатизированными костными остатками и включениями сульфидов железа. Эти осадки сфор­мировались в зоне мелкого шельфа со спокойным гидродинамическим ре­жимом. Мощность 26-30 м.

Средний эоцен залегает на подстилающих отложениях нижнего эоцена без перерыва. Он состоит из двух существенно различающихся частей. Ниж­няя, представлена зеленовато-коричневым, светло-бурым мергелем с чешуей рыб, зубами акул, конкрециями пирита, редким гравием. Отложения сфор­мировались в условиях мелководья. Мощность 12-15 м. Верхняя часть средне-эоценовых отложений представлена осадками более глубоководного моря - зеленовато-серой глиной, известковистой в подошве. Отмечаются чешуя рыб и конкреции сульфидов железа. Мощность 35-37 метров. Общая мощность среднего эоцена 55-57 м.

Верхний эоцен согласно залегает на среднеэоценовых отложениях. Ниж­няя часть (30-32 м) сложена серо-зеленым глинистым алевролитом с гнезда­ми мелкозернистого песка, чешуей рыб, пиритом и мельниковитом. Эти от­ложения образовались в условиях мелководья. Верхняя часть (170-180 м) представлена серо-зеленой глиной с отпечатками раковин, костными остат­ками рыб. Отложения сформировались в относительно глубоководной зоне шельфа со спокойным гидродинамическим режимом. Они завершают разрез палеогеновой системы. Мощность верхнего эоцена составляет 210-230 м.

Разрез образований среднего структурного яруса завершают отложения нижнего отдела неогеновой системы — миоцена.

Отложения миоценового отдела с размывом, но без видимого углового несогласия залегают на глинах верхнего эоцена, в которых ниже контакта на мощность 10-15 м развита зона поверхностного окисления. Миоценовые отложения представлены красноцветными алевролитами с карбонатными желваками и стяжениями, с участками огипсования. В подошве мощностью 1,5-2м отмечаются зеленовато-серые неслоистые пески с горошинами карбонатизации. Отложения миоцена сформированы в условиях удаленной от об­ласти сноса пролювиальной сухой равнины. Мощность достигает 120-130 м.

Верхний структурный ярус. Образования верхнего структурного яруса представлены отложениями верхнего отдела неогеновой системы — верхнего плиоцена и аккумуляциями четвертичной системы.

Верхнеплиоценовые отложения с размывом и резким угловым несогласием залегают на миоценовых образованиях и развиты повсеместно. Они представле­ны палевыми алевритистыми глинами с отпечатками растительной корневой системы и пятнами гидроокислов марганца. В подошве залегают базальные слои песка, гравия, карбонатных песчаников и алевролитов. Верхнеплиоцено­вые отложения сформировались в условиях сухой пролювиальной равнины. Мощность 150-170м.

Отложения четвертичной системы развиты повсеместно и сплошным чех­лом залегают на подстилающих отложениях верхнего плиоцена. Четвертич­ные аккумуляции представлены преимущественно палевыми песками с ред­кими прослоями и линзами палево-бурых глин в низах разреза. Они сформи­рованы в условиях аллювиально-эоловой равнины. Мощность в пределах Харасанского рудного поля составляет 100-120 м.

Гидрогеологические условия. В гидрогеологическом отношении район ра­бот расположен в зоне транзита подземных вод, в северо-восточной части Сырдарьинского артезианского бассейна первого порядка. В обводнении разреза принимают участие четыре водоносных горизонта (четвертичный, плиоценовый, миоценовый, палеоценовый) и два водоносных комплекса (вер­хнемеловой и палеозойский), разделенные региональными выдержанными полатерали водоупорными породами.

Четвертичный горизонт грунтовых вод, приуроченный к одноименным песчаным отложениям имеет повсеместное распространение на площади ра­бот и мощность 60-130 м. Отделен от нижележащих горизонтов толщей глин мощностью 60-80 м. Плиоценовый водоносный горизонт сложен мелко-среднезернистыми песками мощностью 0-20 м. Носит, по-видимому, линзовидный характер, водообильность низкая. Миоценовый водоносный горизонт залегает на глубине 260-285 м и представлен тонко-мелкозернистыми песка­ми мощностью 0-20 м, которые фациально замещаются алевролитами.

Палеоценовый водоносный горизонт, залегающий на глубине 500-640 м, отделен от вышележащих непроницаемыми породами эоцена мощностью 250-300 м. Водовмещающие породы — трещиноватые ангидриты палеоцена, мощностью 10-15 м. Пьезометрические напоры 505-650 м. Верхнемеловой водоносный комплекс, залегающий на глубинах 545-685 метров, имеет по­всеместное распространение на площади работ и мощность от 40 до 170 м (в среднем 100 м). Отделен от вышележащих горизонтов водоупорными порода­ми дат-палеоцена и Маастрихта мощностью 50-60 м.

По результатам гидрогеологических исследований на участке установлено, что три продуктивных водоносных подгоризонта - маастрихтский, кампанскии и верхне-сантонский, в которых локализовано урановое оруденение, разделе­ны маломощными прерывистыми водоупорами. Они имеют общую пьезомет­рическую поверхность и совершенную гидравлическую связь, т.е. в гидравли­ческом плане представляют собой единый Харасанский водоносный горизонт.

Горизонт представляет собой чередование водоносных средне-мелкозер­нистых песков общей мощностью 40-50 метров и водоупорных прослоев (пес­чаники на глинистом и карбонатном цементе, алевролиты). Движение потока осуществляется в северо-западном направлении с гидравлическим уклоном 0,0003-0,0008 и скоростью 3-7 м/год.

Маастрихтский подгоризонт харасанского водоносного горизонта харак­теризуется следующими гидрогеологическими параметрами:

- статический уровень подземных вод от поверхности земли — 2—5 м;

- дебит скважин — 4,5—7,0 дм³/с;

- удельный дебит - 0,2-0,42 дм³/с;

- удельная приемистость - 0,25—0,75 дм³/с;

- коэффициент фильтрации - 5,0-6,0 м/сутки;

- водопроводимость — 85—100 м²/сутки;

- коэффициент пьезопроводности - 1,0-2,3х10⁶ м²/сутки;

- температура подземных вод — 43 °С;

- минерализация подземных вод — 0,7—0,9 г/дм³;

- химический состав воды — сульфатно-хлоридно-гидрокарбонатный натриево-кальциевый.

Кампанский подгоризонт характеризуется следующими показателями:

- статический уровень подземных вод от поверхности земли — 2—5 м;

- дебит скважин — 4,5—7,2 дм³/с;

- удельный дебит — 0,2—0,5 дм³/с;

- удельная приемистость — 0,36—0,92 дм³/с;

- коэффициент фильтрации — 5,0—8,5 м/сутки;

- водопроводимость - 90-210 м²/сутки;

- коэффициент пьезопроводности - 1,2хЮ⁶ м²/сутки;

- температура подземных вод - 43 °С;

- минерализация подземных вод - 0,6-0,8 г/дм³;

- химический состав воды — сульфатно-хлоридно-гидрокарбонатный на­триево-кальциевый.

Характеристики верхнесантонского подгоризонта следующие:

- статический уровень подземных вод от поверхности земли — 2—5 м;

- дебит скважин — 5,3—7,8 дм³/с;

- удельный дебит — 0,22—0,42 дм³/с;

- удельная приемистость — 0,64—0,75 дм³/с;

- коэффициент фильтрации - 6,0-7,0 м/сутки;

- водопроводимость — 80—115 м²/сутки;

- коэффициент пьезопроводности - 1,9-9,5х10⁶ м²/сутки;

- температура подземных вод - 44 °С;

- минерализация подземных вод — 0,6—0,8 г/дм³;

- химический состав воды — сульфатно-хлоридно-гидрокарбонатный на­триево-кальциевый.

Подрудный нижнесантонский водоносный горизонт, мощностью 10-30 мет­ров на большей части площади изолирован от продуктивного горизонта и имеет с ним затрудненную гидравлическую связь. Этот водоносный гори­зонт характеризуется следующими показателями:

- статический уровень подземных вод от поверхности земли - 3,5 м;

- дебит скважин — 5,3 дм³/с;

- удельный дебит — 0,25 дм³/с;

- удельная приемистость — 0,69 дм³/с;

- коэффициент фильтрации — 4,0 м/сутки;

- водопроводимость — 75 м²/сутки;

- температура подземных вод — 45 °С;

- минерализация подземных вод — 0,7 г/дм³;

- химический состав воды - сульфатно-хлоридно-гидрокарбонатный на-триево-кальциевый.

Нижележащие горизонты верхнего мела (коньянский, верхнетуронский), а также палеозойский водоносный комплекс ввиду большой глубины залега­ния и надежной изоляции на территории не изучались.

Урановое оруденение. На месторождении Северный Харасан ЗПО в про­ницаемом сероцветном аллювии верхнесантонского, кампанского, нижне- и верхнемаастрихтского возраста, имеющем суммарную мощность 50-70 м, раз­виваются с юго-востока на северо-запад под воздействием регионального потока напорных кислородсодержащих вод. На своем пути поток окисляет весь комплекс сероцветных пород, как проницаемых, так и водоупорных, затем только проницаемую их часть и выклинивается в сероцветных неизмененных песках. Морфология границ выклинивания ЗПО в отложениях всех рудовме-щающих горизонтов подчинена направлению регионального потока кислород­содержащих вод и имеет четко выраженную северо-западную ориентировку.

Литологическая изменчивость вмещающих пород осложняет морфологию ЗПО и связанного с ней уранового оруденения:

- при выдержанном кровельном и подошвенном водоупорах внутригоризонтные литологические замещения приводят повсеместно к формированию извилистых заливообразных фронтов выклинивания ЗПО с шириной у ос­нования заливов 2-7,5 км и глубиной развития от 2 до 8 км, осложненных волнами и уступами более высокого порядка. Таких заливов на площади ме­сторождения 3: Южный, Центральный и Северный. Последний представлен своим левым бортом, имеющим линейную протяженность 12 км. Причем фронт выклинивания ЗПО в нижележащих отложениях опережает, в основ­ном, таковой в отложениях перекрывающих горизонтов на расстояние до 3,5 км по направлению потока. В пределах Южного залива подобное опережение достигает 10 и более километров;

- при невыдержанности и прерывистости разделительных водоупоров, как кровельного, так и подстилающего, в «окна» гидравлической связи проника­ет поток кислородсодержащих вод из смежного горизонта, формирующий ЗПО переточного типа и связанное с ней оторванное урановое оруденение, удаленное от основного фронта выклинивания ЗПО в сторону неизмененных сероцветных пород на расстояние до 1,5 км. Такие перетоки ЗПО отмечены по юго-западному борту Центрального залива — из сантона в кампан, а также по северо-восточному его борту из верхнемаастрихтских и кампанских отло­жений в нижнемаастрихтские. У основания левого борта Центрального зали­ва прерывистость водоупора между подгоризонтами Маастрихта обусловила формирование единой маастрихтской границы выклинивания ЗПО;

- повышение глинистости отложений подстилающих горизонтов по отно­шению к перекрывающим приводит к падению скорости потока кислородсо­держащих вод в первых и отставанию в них фронта выклинивания ЗПО, что отмечается по Центральному заливу для ЗПО в верхнем сантоне и по Север­ному заливу для ЗПО в верхнем Маастрихте и кампане. Абсолютное повыше­ние глинистости отложений в тыловой части Южного залива ЗПО привело к формированию локального фронта выклинивания ЗПО вокруг острова се-роцветных пород в верхнемаастрихтском продуктивном подгоризонте, а в кампане оно явилось причиной отклонения направления локального залива ЗПО от регионального направления основного потока.

Первичная геохимическая обстановка отложений рудовмещающих гори­зонтов является той основой, на которую накладывается рудообразующий процесс, связанный с ЗПО. На месторождении ЗПО выклинивается в неиз­мененных сероцветных породах. Однако верхнесантонские отложения, име­ющие мощность 20-26 м, на юго-западе и северо-востоке месторождения прак­тически на весь размах разреза представлены первичноокисленными разно­стями. К ним спорадически примыкает левый борт Южного залива ЗПО и северо-восточное окончание Центрального залива. В кампане (мощность 16-22 м) выклинивание ЗПО происходит как в сероцветных аллювиальных, так и в поименно-озерных отложениях белесого и зеленоцветного облика, обладающих малой восстановительной емкостью. В последнем случае вык­линивание ЗПО не сопровождается кондиционными урановыми концентра­циями. Верхне- и нижне-маастрихсткие отложения (мощностью 40-46 м) в кровельной части (15-20 м) представлены красно-пестроцветными глинис­тыми породами и ЗПО в них не развивается. Проницаемые отложения обоих подгоризонтов (по 10-15 м каждый) на большей части месторождения имеют сероцветный облик, однако Южный залив ЗПО фиксируется только в нижнем цикле, в верхнем ее породы на этой части площади представлены красноцветными образованиями.

В связи с первичными геохимическими особенностями пород рудовме­щающих горизонтов и пластовыми процессами окисления в пределах площади месторождения выделяются следующие геохимические зоны: зона первичных красноцветов, зона пластово-окисленных безрудных пород, зона оруденения, зона первичных сероцветных пород.

В генеральном плане перечисленные зоны последовательно сменяют друг друга в поперечном сечении к региональному направлению ЗПО в каждом водоносном горизонте. Фактически же в разрезе рудной залежи могут присут­ствовать все геохимические разновидности пород, а в ее поперечном сечении чаще прослеживаются несколько ступенчатых выклиниваний отдельных струй ЗПО, образующих геохимическую эпигенетическую зональность более высоких порядков.

В пределах месторождения зона первичных красноцветов распространяет­ся как в тылу пластово-окисленных пород, так и в надрудной и подрудной час­тях продуктивных горизонтов. Характеризуется ярко выраженной окраской пород от буро-красной до желто-бурой в экзодиагенетически окисленных поро­дах. Для зоны характерно неравномерное распределение органического веще­ства, содержания которого изменяются от нулевых значений до 0,24% в «запе­чатанных» участках проницаемых пород. Содержание серы, связанной с суль­фидами железа - 0,05% при колебаниях от 0 до 0,18%, что близко к параметрам пластово-окисленных пород. Средние значения Р₂О₅ и СО₂ равны, соответствен­но, 0,06 % и 0,70% и не выделяются в эпигенетической зональности. Содержание валового железа в зоне изменяется от 0,28 до 2,83, в среднем составляет 0,81%.

Зона безрудных сероцветных пород выделена в диагенетически восста­новленных отложениях, не подвергшихся процессам эпигенетических изме­нений. Средние содержания элементов и компонентов в зоне соответствуют местному геохимическому фону. Породы характеризуются присутствием орга­нического вещества в количествах от 0,09 до 0,77%. Среднее содержание серы сульфидной в зоне выше, чем в окисленных породах, но одновременно в 2 раза ниже, чем в урановых рудах и ореолах рассеяния урана. Абсолютные значения сульфидной серы изменяются от «нулевых» до 1,03%, и в среднем составляют 0,08%. Среднее содержание Р₂О₅ в зоне равняется 0,08% и прак­тически не отличается от аналогичных значений в рудоконтролирующей гео­химической зональности. Содержание СО₂ в зоне в среднем составляет 0,62%, железа валового 0,61%.

Зона пластово-окисленных пород выделяется визуально по наличию ок­раски желтого и охристо-желтого цвета. Для ЗПО характерны низкие содер­жания органического вещества - 0,03% и сульфидной серы - 0,05%, что связано с процессами их окисления. Средние содержания СО₂ и Р₂О₅ нахо­дятся на уровне фоновых и составляют соответственно 0,59 и 0,07%, при концентрации валового железа — 0,58%. Пластово-окисленные породы ха­рактеризуются также низкими содержаниями пятиокиси ванадия — 40 г/т, рения 0,04 г/т, скандия 2,3 г/т, иттрия 12 г/т, суммы лантаноидов 49,97 г/т.

Зона оруденения выделяется по концентрации урана и селена более 10 г/т, включает в себя урановые и селеновые руды, и ореолы их рассеяния, развива­ющиеся в окисленных и сероцветных породах. Здесь можно наметить 4 под­зоны: 1) подзона ореола рассеяния урана в окисленных породах с частично наложенным ореолом рассеяния селена при содержании урана 10-99 г/т, выде­ляется во внутренней части морфологических элементов роллов, 2) подзона селеновых руд, выделенная по бортовому содержанию селена более 100 г/т при содержании урана менее 100 г/т, совпадает частично с общепринятой зоной «пробега» урана, т.е. остаточным ореолом радия, 3) подзона урановых руд, выделяется по концентрации урана более 100 г/т, содержание селена может быть любым, в том числе и более 100 г/т, при этом селеновое оруденение частично «вкладывается» в урановые руды, 4) подзона ореола рассеяния ура­на в сероцветных породах с частично наложенным ореолом рассеяния селена при содержании урана 10-99 г/т, выделяется во внешней части рудных рол­лов и по мощности и площади распространения в 2-3 раза превышает анало­гичные ореолы в окисленных породах.

В целом, зона оруденения характеризуется неравномерным распределением органического вещества, серы сульфидной, карбонатов. Содержание органи­ки изменяется в среднем от 0,02% в окисленных породах до 0,08% в серо-цветных, достигая максимума в подзоне урановых руд — 0,12%. Концентра­ция сульфидной серы также изменяется, по направлению от окисленных пород к сероцветам от 0,05 до 0,16%. В распределении СО₂ в зоне оруденения нет отличительных закономерностей по отношению к безрудным породам. Содержание железа валового в зоне оруденения незначительно превышает его концентрации в безрудных породах и составляет 0,64-0,87%.

В разрезе урановорудные тела имеют форму линз, пластообразных, а так­же иногда роллообразных тел, вытянутых вдоль струй пластово-окисленных пород. Полностью сформированный рудный ролл, имеющий крыльевую и мешковую часть, характерен для залежи № 1 в сантонском ярусе, на большей же части месторождения рудные тела представлены фрагментами роллов.

Вещественный состав руд. По минералогическому составу пески рудовме-шаюших отложений аналогичны друг другу. Содержание кварца в них в сред­нем составляет 63,09-74,54%, полевых шпатов - 5,45-13,47%, обломков пород — 8,32-18,69%. Суммарное содержание обломочного материала в песках состав­ляет 78,14-94,47%, т.е. преобладающими в составе пород и руд являются обло­мочные минералы, устойчивые (кварц и обломки пород) и менее устойчивые (полевые шпаты) к воздействию кислых и щелочных растворов (рис. 37).

В подчиненном количестве содержатся слюды (мусковит, хлорит, хлори-тизированный биотит) — в среднем 1,34, максимально -1,87%, углистый рас­тительный детрит — в среднем 0,01-2,56% (максимально до 23,25-25,58% в породах залежей 6, 7), глинистые минералы - в среднем 5,12 -17,44% (макси­мальные значения обусловлены присутствием в песках обрывков и окатышей глин в значительных количествах). В виде незначительной примеси (в сред­нем 0,07-0,38% от общей массы) встречаются акцессорные минералы (ильме­нит, лейкоксен, ставролит, турмалин и другие).

Тонкочешуйчатая и тонкоагрегатная глинистая масса (размер частиц 0,005 мм и менее) состоит из монтмориллонита (преобладает, составляя в среднем 4,50-15,62%) с примесью каолинита (в среднем 0,25-1,99%) и гидро­слюды (в среднем 0,09-2,23%). Распределены они в рудах неравномерно.

Урановая и сопутствующая минерализация. Уран представлен коффинитом и настураном, спорадически - вторичными ванадатами уранила (карно­тит), в селеновых — самородным селеном и спорадически селенидами железа (ферроселит) и свинца (клаусталит). Как правило, урановые минералы дис­персные (размер выделений колеблется от n^.10^-5 до тысячных и реже первых сотых долей мм) и с трудом устанавливаются даже в пробах с высоким содер­жанием урана. Высокие концентрации рудных минералов устанавливаются на окатышах алевролитов и глин, песок на которых в виде оторочки окрашен в темно-серый до черного цвет, и в участках обогащенных углефицированной древесиной. Иногда они образуют комочки и окатыши черного цвета, в которых обломочные зерна сцементированы урановыми и селеновыми минералами.

Настуран встречается в виде черных порошковатых скрытокристаллических масс, образующих колломорфно-натечные пленки и корки, отдельные глобули, их сростки и почковидные агрегаты на зернах обломочных минера­лов и в глинистом цементе.

Коффинит наблюдается в виде веретеновидных и овальножелудевидных выделений и их сростков. Порошковатые черные выделения его концентри­руются в цементе песков и в виде налетов и примазок на поверхности обло­мочных зерен.

Натечно-колломорфные выделения встречаются в рудах с содержанием урана в сотые и первые десятые доли процента, независимо от элементов руд­ной залежи и возраста рудовмещающих пород. С увеличением содержания урана в рудах изменяются и формы выделения урановых минералов: появля­ются глобули и их сростки, увеличиваются размеры и агрегатные состояния выделений, устанавливаются признаки развития граней куба, почковидные и розетковидные агрегаты, т.е. руды становятся трудновскрываемыми по срав­нению с рудами с низкими (сотые доли %) содержаниями металла.

По характеру распределения рудной минерализации в песчаных рудах выделяются вкрапленные, пятнисто-вкрапленные, полосчато-вкрапленные и пятнистые текстуры, обусловленные распределением глинистого вещества в оруденелых песках и песчаниках. В непроницаемых разностях руд урановые и селеновые минералы концентрируются в гнездах песка, обуславливая пят­нисто-гнездовые текстуры.

Водорастворимые соединения урана или отсутствуют или редко достига­ют 62,5%, составляя в среднем по месторождению и по элементам рудных залежей — 9,3% от общего содержания урана в руде.

Сорбированные соединения урана составляют в среднем по месторождению 7,2%, в мешковых частях - 6,4%, в рудах из крыльев рудных залежей - 7,7%.

Уранорганические соединения устанавливаются по месторождению в сред­нем в количестве 16,9%, в рудах из мешковых частей — 16,3%, крыльях зале­жей — 17,3% от общего содержания урана в руде.

Селеновые руды (С≥0,01%) приурочены к внутренней части урановых роллов и локализуются в окисленных и в сероцветных породах, образуя при этом линзовидные тела, в некоторых случаях роллы, «вставленные» в урановорудные со стороны окисленных пород. В условиях струйчатого выклини­вания ЗПО селеновые руды концентрируются в перемежающихся прослоях окисленных и сероцветных пород, образуя несколько линзовидных тел, час­тично накладывающихся на урановые руды, и заполняя пространство между ними. В литологически однородном разрезе селеновые руды накапливаются в прибортовой части пластово-окисленных пород, примыкая к крыльям урановорудных роллов со стороны окисленных пород; развиваются в сероцвет­ных породах, в зоне «пробега» урана. Минеральная форма — самородный селен.

Накопление пятиокиси ванадия происходит с постепенным увеличением концентрации от ореола рассеяния урана в окисленных породах к подзоне урановых руд, где среднее содержание V₂O₅ достигает максимального значения 180 г/т при отдельных аномальных — до 4440 г/т. Генетическая связь урана и пятиокиси ванадия подтверждается коэффициентом корреляции - 0,63. Мак­симальным обогащением ванадием характеризуются наиболее богатые по урану залежи центральной части месторождения. Распределение ванадия в телах урановых руд неравномерное и носит преимущественно линзовидный и гнез­довой характер. На центральном участке тела с аномальными концентрация­ми V₂O₅, выделенные по борту 100 г/т, имеют протяженность от 50 до 200 м, пространственно они приурочены как к крыльевой, так и к мешковои частям роллов. Мощность обогащенных участков изменяется от 20 см до 2-3 м, что в 1,5-2 раза меньше мощности урановых руд. Минеральная форма выделений ванадия - хеггит (V³⁺ + V⁴⁺ +O₂(OH)₃).

Накопление рения происходит на геохимическом барьере в подзоне ура­новых руд, где его среднее значение составляет 0,16 г/т, при единичных аномальных значениях до 3,7 г/т. Наряду с этим отмечается некоторое повы­шение концентраций рения в ореоле рассеяния урана в окисленных породах, где его среднее значение равно 0,07 г/т. В подзоне селеновых руд концентра­ции рения минимальны — 0,04 г/т.

Мощности ренийсодержащих линз в урановых рудах обычно незначитель­ны, иногда сопоставимы с урановыми. Протяженность тел с аномальными накоплениями рения от 50 до 200 м.

Распределение скандия в разрезе слабо реагирует на геохимическую зо­нальность: в подзоне урановых руд среднее содержание скандия равно фоно­вому - 2,5 г/т. Незначительное повышение до 3,0 г/т отмечается в ореоле рассеяния урана в сероцветных породах. Анализируя таблицу корреляцион­ных связей скандия, можно сделать вывод о том, что скандий имеет макси­мальные корреляционные связи с элементами и компонентами, средние значения которых в геологической зональности не превышают фоновых. Выявлена зависимость содержаний скандия от суммарного количества глинисто-алевритистых частиц в породе.

Иттрий. В зоне оруденения средние содержания иттрия изменяются от 12 до 16 г/т, что примерно равняется фоновым концентрациям. Встречаются редкие аномальные значения до 118-140 г/т в подзоне урановых руд и ореоле рассеяния урана в сероцветных породах. Установлена зависимость концент­рации иттрия от глинистости пород.

Геотехнологическая характеристика. Геотехнологические исследования урановых руд участка проводились в лабораторных условиях по 5 технологи­ческим пробам, рудный материал которых представлен отложениями залежи 8 (4 пробы) и залежи (1 проба). Исследования по выщелачиванию проводились в ЦАЛ ПГО «Краснохолмскгеология» и во ВНИИХТе.

Результаты лабораторных исследований показывают, что руды участка Харасан-1 по геотехнологическим параметрам благоприятны для сернокис­лотного выщелачивания урана. Во всех опытах с применением в качестве ре­агента серной кислоты было достигнуто 80%-е извлечение урана. При содер­жаниях урана 0,080-0,160% и карбонатности руд 0,3-0,7% по СО₂ оптимальная концентрация реагента равна 10-20 г/л, при этом: - среднее содержание урана в растворах составляет 160-470 мг/л; удельные расходы кислоты на 1 тонну горнорудной массы 9-23 кг; на 1 кг извлеченного металла 20-80 кг; Ж:Т = 1,7-2,6. Повышение концентрации реагента до 30-50 г/л ведет к непроизводительным затратам кислоты, понижение же концентрации реагента до 5 г/л — к увели­чению продолжительности выщелачивания (Ж:Т=4-5). Применение при сер­нокислотном выщелачивании окислителя — Н₂О₂ не дает ощутимого улучше­ния геотехнологических показателей. Повышение же температуры рабочих растворов до пластовой (45°) и увеличение длины пути фильтрации растворов до 2 метров существенно улучшает показатели процесса выщелачивания.

Опыты по выщелачиванию урана различными карбонатными и бикарбонатными растворами с применением разных видов окислителей не дали поло­жительных результатов. Практически во всех опытах наблюдалось снижение фильтрационных свойств пород в 3-8 раз и при извлечении урана 10-50%, средние содержания его в растворе колебались от 20 до 70 мг/л, при Ж:Т=3,5-10.

Дата добавления: 2015-08-10