Геология рудных месторождений, 2022, T. 64, № 1, стр. 135-150

Месторождения окислительного эпигенеза

Выше представлена модель классических экзогенных месторождений урана с окислительной эпигенетической зональностью. Условия миграции подземных вод, которые являются рудообразующим агентом, разделяются на два класса в зависимости от их гидродинамических особенностей (Шмариович, Лисицин, 1982):

а) месторождения грунтового окисления образуются кислородными подземными водами, движущимися в безнапорном режиме или при наличии местных напоров среди локальных водоупорных слоев в близповерхностных условиях;

б) месторождения пластового окисления формируются кислородными подземными водами, движущимися в относительно погруженных пластовых напорных системах (артезианских бассейнах).

Месторождения грунтового окисления – самые распространенные в природе. К этому классу относятся месторождения, локализованные как в четвертичных, так и в древних осадках. По классификации МАГАТЭ (Geological …, 2018) они относятся в типу 11 “Поверхностные” двух подтипов “В торфяных болотах” и “В речных долинах”, а также к подтипу 9.1 “В базальных руслах”. Все они представлены, как правило, мелкими объектами (первые тысячи тонн U и меньше). Размеры тел в виде лент или линз небольшие (до первых км при мощности в метры), концентрации урана – низкие (0.0n% U). В связи с этим они редко оказываются практически значимыми. Примерами этого типа месторождений служит месторождение Санарское в аллювии одноименной реки на Восточно-Европейской платформе в Предуралье, Россия (Халезов, 2017). Месторождения и рудопроявления урана, контролируемые современными зонами грунтового окисления, встречаются как в орогенных областях, так и на платформах, без четкой избирательности тектонической позиции. Они встречаются во многих ландшафтных поясах, начиная от пустынного до умеренно теплого таежного, т.е. везде, где близповерхностные подземные воды содержат кислород и обладают окислительными свойствами, что позволяет им транспортировать уран к месту рудоформирования на восстановительном геохимическом барьере. Климатические условия их образования даже более критичны, чем тектонические. Эти современные концентрации урана можно назвать эфемерными, поскольку, если они не будут перекрыты от эрозии, то будут уничтожены гипергенными процессами.

Прогноз расположения эрозионных долин в континентальных комплексах осадочного чехла позволяет обнаруживать скрытые месторождения в палеодолинах, погребенных под мощными толщами более молодых осадков. Пример “палеодолинного” типа (9.1 по МАГАТЭ) – месторождение Долматовское мезозойского возраста в Зауралье, Россия, (Халезов, 2017) с запасами менее 10 тыс. тонн. Из-за древнего возраста рудообразующего процесса, рудоконтролирующая окислительная зональность здесь полностью уничтожена наложенными процессами вторичного восстановления, а рудная минерализация сохранилась только потому, что палеорусла оказались защищены от разрушения перекрывающими осадками мощностью около 400 м.

Основным фактором, сдерживающим формирование масштабных и богатых рудных скоплений рассматриваемого типа, является кратковременность рудообразующего грунтово-окислительного процесса. Локальный характер водоносных бассейнов определяет неустойчивость гидродинамического режима.

Месторождения пластового окисления (в основном “таблитчатый” и “ролловый” подтипы, 9.2 и 9.3 по МАГАТЭ) имеют основное промышленное значение вследствие значительных масштабов рудных тел. Концентрация урана в рудах выдержанная и сравнительно убогая (обычно 0,n% U). Рудные тела залегают в сероцветных породах водоносных горизонтов артезианских бассейнов. Отличительная особенность месторождений – ярко выраженная рудоконтролирующая граница минерализованных серых песков с окисленными. К этому типу относятся крупнейшие месторождения урана этого типа в мире. Пример – месторождение Мынкудук (ок. 200 тыс. тонн) в Чу-Сырысуйской впадине, Казахстан (фиг. 1). Отдельные рудные тела в плане разделяются безрудными отрезками линий выклинивания зон пластового окисления. В результате месторождение распадается на ряд отдельных участков, которые могут рассматриваться и как самостоятельные месторождения (Урановые …, 1995).

Фиг. 1.

Месторождение Мынкудук. План размещения рудных залежей (Геолого-промышленные…, 2008, упрощено). 1 – разломы; 2 – рудные тела; 3 – границы зон окисления в разных горизонтах.

Масштабы месторождения Мынкудук впечатляют. В плане урановорудные залежи укладываются в субширотную полосу протяженностью около 80 км при ширине примерно 10–15 км и контролируются мощными “многослойными” зонами пластового окисления. В сечении рудные тела имеют серповидную в целом форму (“ролл”), осложненную литологическими неоднородностями вмещающих пород (фиг. 2).

Фиг. 2.

Характерная форма рудных залежей месторождения Мынкудук – сдвоенный ролл (Геолого-промышленные…, 2008, упрощено, схема вне масштаба). 1 – первично сероцветные гравийно-песчаные породы и пески с линзами алевритов, 2 – окисленные лимонитизированные породы, 3 – граница выклинивания зоны пластового окисления, 4 – рудные тела: 5 – верхнепалеозойские алевролиты нижнего водоупора.

Зоны пластового окисления могут формироваться лишь в артезианских бассейнах с инфильтрационным водонапорным режимом. Для развития зон пластового окисления предпочтительно наличие аридного климата, отвечающего поясам пустынь, сухих и черноземных степей. Пластово-окислительный процесс характерен в основном для внутренних впадин областей постплатформенной тектонической активизации – “суборогенных” областей платформ, а также для малых артезианских бассейнов высокоамплитудного постплатформенного орогена и прибортовых частей межгорных впадин в пределах гипсометрически высоко поднятых сводовых структур. Масштабы накоплений урана, возникающих на границах зон пластового окисления, находятся в прямой зависимости от нескольких факторов: содержания урана в кислородных водах области инфильтрации (обычно 10^–5–10^–3 г/л), скорости движения вод, длительности процесса и концентрации восстановителей урана в водоносном горизонте. Концентрирование урана на выклинивании зон окисления обеспечивается восстановительной обстановкой, формирующейся в результате метаболизма бактерий, питающихся углефицированными растительными остатками. Наличие в породе рассеянных восстановителей может обеспечить только невысокие концентрации урана в руде из-за постоянного смещения в пространстве геохимического барьера при продвижении фронта зоны окисления. Неравномерность распределения углистых остатков определяет неравномерность распределения и концентрации урана вдоль выклинивания зоны окисления (Лисицин, 1975).

Протяженность зон окисления зависит от размера артезианского бассейна и может достигать сотен километров. Чу-Сарысуйская впадина, которая располагается на периферии Тянь-Шаньской орогенной области, – лучший пример. Общие запасы урана в ней приближаются к 1 млн тонн. Здесь обнаружены крупнейшие месторождения этого типа в мире Мынкудукское, Инкайское и Буденновское (номера 2, 3 и 4 на фиг. 3). Основные месторождения, имея альпийский возраст, локализованы в меловых отложениях, менее значимые – в палеогеновых осадках (Кисляков, Щеточкин, 2000.).

Фиг. 3.

Месторождения Чу-Сарысуйской впадины (Геолого-промышленные…, 2008, с упрощениями). 1–4 – возраст пород, выходящих на поверхность: 1 – олигоцен-неогеновый; 2 – палеогеновый; 3 – меловой; 4 – палеозойский фундамент; 5 – разломы; 6 – направление фильтрации напорных подземных вод; 7 – рудные тела на границах зон пластового окисления.

Считается, что инфильтрация кислородных вод в Чу-Сарысуйском артезианском бассейне началась практически одновременно с началом его формирования в результате неоген-четвертичной тектонической активизации около 20 млн лет назад. Несмотря на очень низкие концентрации урана в кислородных пластовых водах (n ×10^–5 г/л), за этот период времени на месторождениях этой впадины накопились огромные ресурсы урана.

Содержание урана в кислородных водах области инфильтрации часто связывают с наличием благоприятных источников урана и условиями дополнительного обогащения им растворов. Такими источниками и условиями могут быть некие разрушающиеся месторождения, первично обогащенные ураном породы, умеренный водообмен в сочетании с испарительным концентрированием в аридном климате. Область питания Чу-Сарысуйской впадины так обширна, что указать какие-либо конкретные источники урана невозможно. Отсюда, видимо, и общее низкое содержание урана в пластовых водах, что не помешало сформировать одну из крупнейших урановых провинций мира.

Месторождения восстановительного эпигенеза

Если в вопросах генезиса (а следовательно, и прогноза) классических месторождений, которые локализуются на выклинивании зон окисления, теоретические дискуссии практически закончились в 80-е гг. прошлого века, то месторождения, особенности которых указывали на то, что их формирование происходило при участии эндогенных веществ, стали предметом дискуссии и остаются им до сих пор.

Это, в частности, касается вопросов, поставленных в статье Е.М. Шмариовича и А.К. Лисицина (1982), о соотношении экзогенных и эндогенных факторов в возникновении некоторых урановых объектов, интерпретации развитых в их пределах эпигенетических изменений пород, зональности и стадийности этих преобразований, их контроля дизъюнктивной тектоникой.

Месторождения восстановительного эпигенеза образуются при участии восходящих восстановительных термальных растворов, что сближает их с объектами гидротермального класса. По представлениям, изложенным в статье (Шмариович, Лисицин, 1982), на месторождениях с восстановительным эпигенезом, кроме урановых минералов в 4-валентной форме и дисульфидов железа, находящихся с ними в парагенетической ассоциации, присутствует комплекс преобразований пород, сопровождающийся дополнительным привносом элементов в восстановленных формах. Они включают сульфидную серу, закисное железо, органический углерод и другие, в том числе породообразующие, элементы.

В статье (Кочкин, 2020) представлена сводка примеров “восстановительных новообразований”, встреченных на урановых месторождениях экзогенного эпигенетического класса, главным образом, песчаникового типа (тип 9 по МАГАТЭ). Не все из этих новообразований при кажущемся сходстве минерального выражения оказались причастны к урановому рудоформированию. В некоторых случаях растворы, ответственные за эту минерализацию, только обеспечивали консервацию и сохранность руд на пострудном этапе. Выше приводился пример Долматовского месторождения. В других случаях восходящие по разломам растворы, подпруживая пластовые инфильтрационные воды, вероятно, обеспечивали только “неподвижность” восстановительного барьера и структурный контроль рудных тел, поскольку сами восстановителей не содержали, как, например, углекислые воды на месторождениях Витимского района в Забайкалье, Россия (Кочкин и др., 2014).

В районах базальтового и андезито-базальтового магматизма восходящие растворы обычно имеют углекислый состав и могут быть агрессивны по отношению к урановой минерализации. На пространственную связь урановых месторождений и основного вулканизма на плато Колорадо (США) указывал P. Керр (Kerr, 1958) задолго до разработки адекватных представлений о происхождении месторождений песчаникового типа. Тем не менее, частичное разрушение ранее образованных залежей и даже формирование в незначительном количестве переотложенной урановой минерализации в карбонатах установлены на месторождении Семизбай в Северном Казахстане (Кондратьева и др., 1992) и в адсорбированной форме на гидроксидах железа на месторождениях Витимского района (Амалатское базальтовое плато) (Кочкин и др., 2017). Значительные масштабы переотложения оксидов урана углекислыми водами на витимских месторождениях предполагаются на основе косвенных признаков в работе (Винокуров и др., 2017).

По-настоящему для отложения руд имеют значение только те восходящие воды, которые поставляют в рудовмещающий горизонт восстановители урана. К таким флюидам, прежде всего, относятся подземные воды нефтегазоносных бассейнов, поступающие тем или иным образом (обычно по разломам) в зону рудоформирования. Примером служат месторождения Прибрежной равнины в Южном Техасе, США. Они относятся к “ролловому” подтипу месторождений в песчаниках (9.3 по МАГАТЭ) и имеют альпийский возраст. Вмещающие неогеновые породы могут не содержать углистых обломков, поэтому в качестве восстановителей урана в таком случае рассматриваются также углеводороды и сероводород, привнесенные в рудовмещающие горизонты из подстилающих осадочных водоносных горизонтов с нефтегазовой специализацией. Взаимодействие этих вод с вмещающими породами привело к пострудной пиритизации локальных участков месторождений Фелдер и Лампречт и руд и вторичному восстановлению зоны пластового окисления (Goldhaber et al., 1983). На связь песчаниковых месторождений с нефтегагоносными бассейнами США указано также в работе (Jaireth et al., 2008). В классификации МАГАТЭ выделены специальные классы месторождений (9.2.2 и 9.3.2 и другие) с привнесенными (эпигенетическими в российской терминологии) восстановителями урана (Geological …, 2018).

Обширные очаги восстановительных новообразований обнаружены в Кызылкумской урановой провинции, Узбекистан, где они благодаря своему составу получили наименование “углекисло-битумные” (Щеточкин, 1970). В их состав кроме битума входят пирит, гетит, барит, карбонаты, каолин, кварц и другие минералы.

Зоны окисления в пределах Центрально-Кызылкуского свода имеют локальное развитие, они начали формироваться позже и изолированы друг от друга, в отличие от региональных зон окисления Чу-Сарысуйской впадины. Они обрамляют выступы палеозойского фундамента в пределах осевой части свода. Ширина зон окисления в плане обычно не превышает первых десятков километров и ограничена размерами артезианских бассейнов. Месторождения этой провинции имеют альпийский возраст и локализуются в меловых и палеогеновых отложениях (Учкудукский …, 1996; Кисляков, Щеточкин, 2000). Запасы наиболее крупных месторождений составляют 40–50 тыс. т урана (Geological …, 2018).

Провинция, имеющая в целом сводово-блоковую структуру, граничит с Бухаро-Хивинским нефтегазоносным бассейном (фиг. 4). Это создает условия для взаимодействия двух гидродинамических систем: инфильтрационной и элизионной. Если инфильтрационная водонапорная система действует благодаря разнице в напорах между возвышенными областями питания и более низкими участками рельефа в очагах разгрузки, то в элизионной системе напоры в водоносных горизонтах создаются при отжимании седиментационных вод за счет уплотнения осадков в пределах прогибов земной коры. Эти напорные воды изначально приобретают восходящее движение. В областях интенсивной складчатости, напоры могут задаваться благодаря геодинамическому стрессу, что в условиях Бухаро-Хивинского региона, возможно, имеет локальное значение у разломов. В пределах элизионной системы формируются разнообразные месторождения, среди которых углеводороды, свинцово-цинковые руды с подчиненным количеством флюорита, барита, кальцита, проявления целестина, серы, битумов (Печенкин, 2014₁). В инфильтрационной системе наиболее значимыми являются месторождения урана, как грунтовой, так и пластовой окислительной зональности (Печенкин, 2014₂).

Фиг. 4

Кызылкумская урановорудная провинция (из Геолого-промышленные …, 2008, с упрощениями). 1 – выступы палеозойского фундамента из-под осадочного чехла; 2 – глубина кровли фундамента (метры); 3 – разломы; 4 – месторождения (цифры: 1 – Учкудук, 2 – Сугралы, 3 – Южный Букинай, 4 – Сабырсай,); 5 – рудопроявления.

Подземные воды, поступающие из элизионной гидродинамической системы Бухаро-Хивинского бассейна, рассматриваются в качестве поставщика эпигенетических восстановителей в сопредельные районы с инфильтрационным режимом подземных вод. На юге Кызылкумской провинции, вблизи сочленения бассейнов с разным гидродинамическим режимом подземных вод, урановые рудные тела подчас совмещаются с ореолами битумов, а зоны пластового окисления вторично восстановлены (например, месторождение Сабырсай). В средней части провинции (месторождение Южный Букинай) в приразломных зонах осадочного чехла встречаются крупные ореолы углекисло-битумных новообразований. На удалении от нефтегазоносного бассейна и ближе к центральной оси Кызылкумского свода углекисло-битумные новообразования распространены в меньшей степени и тоже у разломов, секущих и фундамент, и осадочный чехол (месторождения Учкудук и Сугралы).

В целом группа месторождений с восстановительным эпигенезом отличается рядом особенностей от классических месторождений окислительной зональности. Во-первых, в плане ураноносные зоны, связанные с восстановительным эпигенезом, часто обнаруживают черты линейности и пространственно совпадают с разрывными нарушениями в фундаменте, представляя собой пластово-надтрещинные, околотрещинные, а иногда и просто трещинные образования. Во-вторых, оруденение на этих месторождениях обычно отличается более высокими концентрациями урана (до n % U) и большей контрастностью, а иногда имеет более сложный, чем обычно, набор элементов-спутников. В-третьих, на месторождениях отмечаются признаки стадийности отложения руд или чередования стадий окисления и восстановления. В одних случаях оруденение носит реликтовый характер и имеет признаки активного разрушения инфильтрационными кислородными водами с переосаждением урана в виде скоплений регенерированных урановых черней. В других случаях оруденение может оказаться и “захороненным” в сероводородной или углеводородной газо-гидрогеохимической обстановке.

В силу того, что рассматриваемая минеральная система относится к экзогенным, критическим фактором ее успешного функционирования является состав атмосферы, климат и жизнь во всех ее проявлениях. Самые древние месторождения в песчаниках образовались около 2 млрд лет назад. Кислород в земной атмосфере тогда уже был, но континентальной растительности, остатки которой могли бы служить восстановителем урана в терригенных осадках, еще не существовало. Считается, что образование этих древних месторождений происходило путем осаждения урана газообразными восстановителями неорганического происхождения (метан, водород), поступавшими по разломам из глубин земной коры. Более или менее типичные месторождения пластовой окислительной зональности с углистой органикой в качестве восстановителя залегают в терригенных породах моложе ордовикских (Descriptive …, 2020).

Особенности реализации модели в разных условиях

Благодаря перечисленным выше особенностям, некоторые месторождения с ярко выраженным восстановительным эпигенезом до настоящего времени остаются генетически спорными объектами. На сегодняшний день можно считать господствующей точку зрения о том, что уран, как и в случае месторождений окислительной зональности, привносился к местам его накопления инфильтрационными кислородными экзогенными растворами, осаждаясь на восстановительном барьере при взаимодействии со встречными потоками восходящих газообразных (H₂S, Н₂ и др.) или жидких (битумы) восстановительных, часто термальных, флюидов (Лисицин, 1975). Согласно со второй точкой зрения, поставщиками урана являлись глубинные термальные (150–200°С) относительно щелочные сульфидно-карбонатные растворы, имевшие принципиальные черты общности с гидротермальными флюидами, отлагавшими жилы с урановой смолкой (например, тип 4 по МАГАТЭ). Рудоотложение осуществлялось в результате подкисления или дополнительного восстановления этих флюидов и взаимодействия с вмещающими осадочными породами и заключенными в них инфильтрационными водами и органическими компонентами (Опарышева и др., 1973). В последнее время взгляды об эндогенном источнике урана на месторождениях Центральной Азии были поддержаны в статье (Грушевой, Печенкин, 2003). Третий взгляд, который изложен в работах, касающихся месторождений Витимского района, заключается в том, что поствулканические углекислые растворы перераспределяют и обогащают исходно бедные руды окислительной зональности до высоких концентраций с привносом некоторых других элементов (Винокуров и др., 2017; Тарханова и др., 2014). Последняя точка зрения, на наш взгляд, может объяснить частные проблемы генезиса конкретных месторождений и является примером гипотез ad hoc.

Е.М. Шмариович и А.К. Лисицин (1982) обратили внимание на то, что руды рассмотренных ими генетических групп могут не только встречаться разобщенно, но и пространственно совмещаться на одной территории. При обсуждении региональных закономерностей размещения урановых месторождений восстановительного эпигенеза они обращали внимание, прежде всего, на их связь с территориями, претерпевшими постплатформенную тектоническую активизацию, что также характерно и для классических месторождений окислительного эпигенеза. Далее они подчеркивали, что связь урановых месторождений и рудосопровождающего термального восстановительного эпигенеза с магматизмом выражена не всегда, но при ее наличии чаще проявляется базальтовый или андезито-базальтовый магматизм (приводился пример плато Колорадо в США). Во многих регионах, в том числе при отсутствии магматизма, наблюдается связь урановых месторождений с нефтегазоносными бассейнами (например, Ферганская впадина и Кызылкумы в Узбекистане, Южный Техас в США и другие).

Для месторождений окислительного эпигенеза восстановители обычно сингенетичные вмещающей породе – углистый детрит в сероцветных платформенных осадках. Примерами служат месторождения Чу-Сарысуйской урановой провинции в Казахстане и месторождения штата Вайоминг в США. Реже – восстановители эпигенетические, т.е. привнесены в породу после ее образования, но до поступления кислородных ураноносных подземных вод. Примерно таков взгляд на урано-гуматные месторождения, например, Амброзия-Лейк в США (класс 9.2.2 по МАГАТЭ).

Появление среди классических месторождений окислительной зональности объектов с восстановительным эпигенезом, по нашему мнению, – всего лишь региональная или локальная особенность рудообразующей минеральной системы, которую можно связать с разгрузкой в артезианский бассейн каких-либо глубинных флюидов. Наиболее часто на экзогенных урановых месторождениях распространены минеральные образования восстановительного эпигенеза, связанные с двумя типами глубинных флюидов (Кочкин, 2020). Первый – образования, связанные с водами из нефтеносных бассейнов. Эти флюиды обязательно содержат эпигенетические восстановители урана: метан, битумы, сероводород или водород. Они могут принимать участие в формировании месторождений, пространственно сближенных с нефтегазоносными бассейнами по латерали или с нефтегазоносными горизонтами по вертикали. Самый яркий пример – месторождения Кызылкумской провинции (Кисляков, Щеточкин, 2000). Другой пример – месторождения Фелдер и Лампречт в штате Техас, США (Goldhaber et al., 1983). Второй тип глубинных флюидов – постмагматические термы. Сами по себе эти термы могут и не нести восстановители урана, но могут формировать над разломами стационарный (неподвижный) гидродинамический барьер, благодаря чему формируются очень богатые и контрастные руды. В пострудный этап эти термы участвуют в консервации рудной минерализации и преобразовании вмещающих пород, включая зону окисления. Пример – углекислые воды на месторождениях Витимского района, Бурятия, Россия (Кочкин и др., 2017). Известны и более экзотические составы восходящих флюидов. Например, на месторождении Сулучекинское (Илийская долина, Казахстан) рудоносный горизонт в пострудный этап был затоплен глубоко циркулирующими азотными термами атмосферного происхождения. В соответствии с их пресным бескислородным и бессероводородным составом практически отсутствуют какие-либо восстановительные новообразования в породах. Даже зона окисления сохранила свой желтый цвет (Кочкин и др., 1990).

Примеры наложения, стадийности и особенно чередования восстановительных и окислительных процессов, известные на месторождениях в Кызылкумах (и в некоторых других регионах) говорят о том, что разнонаправленные водные потоки из соседних гидродинамических систем могут взаимодействовать вдоль своих границ. Гидродинамическая модель формирования эпигенетических новообразований на границе, где происходит встреча нисходящего по пласту и восходящего по разлому потоков подземных вод предложена в статье (Белова и др., 1982). Такая модель объясняла структурный контроль руд на месторождениях восстановительного эпигенеза, а также создания длительных и устойчивых в пространстве условий для накопления очень богатой урановой минерализации над локальными участками разломов, поставляющими эпигенетические восстановители. Важное следствие из этой модели – новообразования, генетически связанные с нисходящими и восходящими водами должны накапливаться раздельно, т.е. по разные стороны от границы их раздела. Это было подтверждено на примере реальной залежи в карьере месторождения Учкудук (Кочкин, 1989). Наложение, чередование и стадийное проявление разных видов минерализации на одном участке объясняются в этой модели пульсационным изменением соотношения расходов обоих типов вод (фиг. 5).

Фиг. 5.

Схема уранового рудообразования на границе инфильтрационной и элизионной гидродинамических систем. 1 – рудное тело (ролл); 2 – приразломные восстановительные новообразования; 3 – пески сероцветные; 4 – глины и алевриты сероцветные; 5 – пески желтоцветные в зоне окисления; стрелка – направление фильтрации кислородных вод; 6 – стрелка – направление движения элизионных вод; 7 – нефтегазовые скопления; 8 – граниты; 9 – метаморфические породы; 10 – разломы.

Урановые мегапровинции

Экзогенные эпигенетические месторождения урана разных групп благодаря единству происхождения инфильтрационных кислородных рудоформирующих растворов могут образовывать региональные рудоносные зоны (мегапровинции). Движение рудообразующего потока может быть безнапорным грунтовым или напорным в артезианском бассейне. В обоих случаях движущей силой выступает градиент напоров подземных вод, формируемый перепадом высотных отметок рельефа дневной поверхности. Это объясняет локализацию месторождений этого генетического класса на территориях, которым свойственна вертикальная дифференциация рельефа, например, в орогенных и суборогенных областях постплатформенной тектонической (тектоно-магматической) активизации.

На северной периферии Тянь-Шаньского орогена на месте Туранской плиты за неоген-четвертичное время сформировалась суборогенная область, впадины которой вмещают месторождения Чу-Сарысуйской, Сыр-Дарьинской и Кызылкумской провинций (фиг. 6). Эрозия пород в области самого орогена обеспечивала мобилизацию огромных масс урана. Приуроченность этих урановых провинций к суборогенной области – давно известный факт. На то, что сама эта область – периферия зоны коллизии Индийской и Евразийской тектонических плит, сравнительно недавно обратили внимание Г.В. Грушевой и И.Г. Печенкин (2003). Они указали, что в этом регионе “…большая часть промышленных инфильтрационных месторождений урана тяготеет к внешнему фронту затухающих коллизионных процессов (к области суборогена) …”. С южной стороны этой коллизионной границы уже в Индии также выявлено несколько песчаниковых месторождений урана таблитчатого подтипа (9.2 по МАГАТЭ). Они приурочены к молассовым отложениям миоцен-плейстоценового возраста, заполняющим бассейн Сивалик, протянувшийся от Джамму на западе до долины Брахмапутры на востоке (Uranium …, 2020).

Фиг. 6.

Притяньшаньская урановорудная мегапровинция (схематическое изображение размещения месторождений по данным World …, 2020 и Геолого-промышленные …, 2008 с упрощениями). 1 – выходы фундамента; 2 – разломы; 3 – месторождения урана.

Второй пример приуроченности крупных провинций экзогенных эпигенетических месторождений урана к зоне взаимодействия тектонических плит – месторождения, которые распространены в трех провинциях США: Бассейны Вайоминга, Плато Колорадо и Прибрежная равнина Техаса (фиг. 7). Три эти района вполне можно объединить в одну мегапровинцию, приуроченную к активизированной части Североамериканской платформы на восточной периферии Североамериканских Кордильер. Это горное сооружение активно воздымается на границе взаимодействия Тихоокеанской и Североамериканской плит. В провинции есть и классические месторождения окислительной зональности (Вайоминг), и близкие к нефтегазовым районам (Техас) и к районам базальтового вулканизма (Колорадо). Все они залегают в отложениях, формировавшихся начиная с позднего мела и представленных разнообразными терригенными осадками.

Фиг. 7.

Песчаниковые месторождения урана разных подтипов на территории США (схематическое изображение по данным World …, 2020, с дополнениями и упрощениями). 1 – выходы фундамента; 2 – урановые месторождения.

Менее крупные районы современного инфильтрационного уранового рудообразования известны в поясах альпийской складчатости, отличающихся значительной вертикальной дифференциацией рельефа и подчас проявлением основного вулканизма. Например, к такому поясу приурочены месторождения Франции, Чехии, Болгарии в Западной Европе, Китая и Монголии в Азии (World …, 2020). Положение о том, что трансконтинентальный пояс экзогенных эпигенетических урановых месторождений, локализованных в осадочных бассейнах Евразии, пространственно приурочен к границам коллизии и субдукции тектонических плит в кайнозое и мезозое, обосновано в работе (Печенкин, 2016). Западная часть пояса приурочена к границе Евразийской плиты с Африканской и Аравийской. Восточная часть является внутриплитной долгоживущей структурой с элементами современного рифтообразования и очагами базальтового вулканизма. На некоторых тектонических схемах эта часть орогенного пояса обозначается как граница Евразийской и Китайской плит. Граница субдукции Тихоокеанской плиты под Евразийскую расположена значительно юго-восточнее.

Долгоживущие глубинные внутриплитные разломы, разделяющие воздымающиеся и опускающиеся части платформ (щиты и плиты), выступают как рудоконтролирующие структуры для некоторых мезозойских месторождений. Месторождение Долматовское – один из объектов палеодолинного типа, сформировавшихся в мезозое вдоль протяженных границ поднятых Уральского и Казахстанского щитов с опускавшейся Западно-Сибирской плитой (World …, 2020).

Еще один протяженный район мезозойских урановых месторождений, имеющих признаки пластовой окислительной зональности, расположен на обширной территории Южной и Восточной Африки в отложениях формации Кару (Catuneanu et al., 2005; Шумилин, Ивлиев, 2018; World …, 2020). Формация имеет возраст от верхов карбона–ранней перми до верхнего триаса. Отложения накапливались вдоль восточной границы воздымавшейся части африканского континента. В настоящее время отложения выполняют систему грабенов (рифтов), протягивающихся от атлантического на юге до индоокеанского побережья на востоке африканского континента. Логично предположить наличие здесь долгоживущей внутриплитной структуры. Вероятный возраст окисления, по-видимому, соответствует триасу–юре. Предполагается, что многие из месторождений этого района являются лишь сохранившимися останцами обширной урановой провинции.

Африканский и Западно-Сибирский примеры иллюстрируют некоторые условия, которые способны обеспечить сохранность руд, накопленных экзогенными эпигенетическими системами прошлого. Так, например, позиция мезозойского месторождения Долматовское (и других аналогичных) в борту Западно-Сибирской плиты иллюстрирует благоприятный геодинамический режим погружения рудовмещающей толщи на границе с поднятым древним складчатым поясом. Погружение и накопление толщи более молодых осадков обеспечило сохранность минерализации в основании чехла платформы. Африканский пример иллюстрирует другие геодинамические условия сохранности древних месторождений – опускание рудовмещающих песчаных отложений в современных рифтовых зонах.

В связи с тем, что месторождения рассматриваемого генетического типа формируются сравнительно близко к поверхности, они легко разрушаются после деградации рудообразующей системы. В этой связи условия сохранности накопленной минерализации – особый фактор, который следует учитывать при прогнозе древних месторождений. Редкий случай консервации урановых руд встречен на месторождениях Витимского района – экран многолетней мерзлоты, дополняющий прочную покрышку базальтов (Кочкин и др., 2017).