Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Структурные условия локализации богатых урановых руд "типа несогласия" на месторождении Карку (Карелия) и зарубежных объектах

ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Красных, Андрей Викторович

Введение.

Глава 1 Группировка месторождений «типа несогласия» по особенностям структурного положения рудных скоплений и их морфологии.

1.1. Общая характеристика особенностей геологического строения и вещественного состава руд месторождений «типа несогласия».

1.2. Особенности структурного положения и морфологии рудных скоплений месторождений «типа несогласия» и возможные признаки их группировки.

1.2.1. Структурно-морфологическая группировка месторождений «типа несогласия».

1.3. Некоторые закономерности, выявляемые статистическим анализом количественных характеристик оруденения месторождений «типа несогласия».

1.3.1. Общие статистические характеристики месторождений «типа несогласия».

1.3.2. Особенности характеристик статистической связи основных параметров (запасов и средних содержаний) на месторождениях «типа несогласия».

1.3.3. Кларки концентрации урана и некоторые физико-химические особенности формирования его концентраций.

1.3.4. Качество руд месторождений «типа несогласия» в зависимости от структурного положения залежей.

Глава 2. Месторождение Карку, как аналог месторождений «типа несогласия» на территории России.

2.1. Положение района месторождения Карку в структуре Балтийского щита.

2.2. Основные черты геологического строения Питкярантского рудного поля.

2.3. Строение и особенности рудоносности месторождения Карку.

2.4. Анализ рельефа палеоповерхностей как метод выявления разрывных структур.

2.5. Анализ структурной приуроченности скоплений богатых руд месторождения Карку.

2.5.1. Особенности палеорельефа фундамета и поверхности песчанников приозерской свиты на месторождении Карку как признаки проявленных на нем разрывных, структур.

2.5.2. Проявленность структурных элементов месторождения Карку в геофизических полях.

2.5.3. Структурная позиция месторождения Карку и его участков.

Глава 3. Условия локализации ультрабогатых руд на месторождениях «типа несогласия».

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Структурные условия локализации богатых урановых руд "типа несогласия" на месторождении Карку (Карелия) и зарубежных объектах"

В диссертационной работе выполнен сопоставительный анализ структурных особенностей локализации скоплений богатых руд урановых месторождений т.н. «типа несогласия», в основном располагающихся за рубежом (Австралия, Канада) и месторождения Карку в России, в изучении которого автор принимал личное участие. Автором получены некоторые новые данные, позволяющие уточнить представления об условиях локализации богатых руд указанных месторождений и более целенаправленно осуществлять их поиски.

Актуальность темы. Правительством Российской Федерации в 2001 г утверждены «Основные положения энергетической стратегии России до 2020 г». Этими положениями предусматривается рост общего энергопроизводства в России 1,8 раза, при увеличении доли атомном энергетики с 12 до 21%. Годовой расход природного урана на энергетические нужды должен при этом увеличится в 1,8 -2,3 раза.

Современная добыча урана в России не покрывает даже текущей потребности атомной энергетики. Увеличение производства этого энергоносителя до уровня, обеспечивающего возрастающую потребность на перспективу, может быть обеспечено только открытием новых месторождений с рудами повышенного качества.

В настоящее время 42% мировой добычи урана обеспечивается за счет эксплуатации месторождений т.н. «типа несогласия», открытых в 70-80 гг. в Канаде и Австралии и, в ряде случаев, отличающихся богатыми и ультрабогатыми рудами. В России единственным месторождением, рассматриваемым в качестве аналога «типа несогласия», пока остается месторождение Карку в Карелии, открытое еще в 1989 г и оцененное как незначительное по масштабам. Исследования особенностей строения всех этих объектов необходимы для дальнейшего целенаправленного развития поисковых работ и являются актуальными.

Цель и задачи. Основной целью диссертационной работы являлись сбор, обобщение и сравнительный анализ материалов по геологическому строению, условиям локализации и вещественного состава руд зарубежных месторождений «типа несогласия» и месторождения Карку. При этом, автор стремился решить две основные задачи: подтвердить обоснованность выделения месторождения Карку, как реального аналога месторождений «типа несогласия»; выявить геологические факторы, определяющие локализацию на месторождениях «типа несогласия» особо богатых руд и уточнить на этой основе критерии поиска рудных скоплений повышенного качества.

Фактический материал и методика исследований. В процессе исследований автором выполнена документация керна разведочных скважин месторождения Карку (более 2000 п.м), изучены собранные лично и имеющиеся в ВИМС-е коллекции пород и руд этого месторождения, собраны и проанализированы геолого-геофизические материалы ранее проведенных работ, построены карты изогипс палеоповерхностей кристаллического фундамента и кровли пачки песчаников приозерской свиты и осуществлено их структурное дешифрирование. Авторм также выполнен целенаправленный анализ информации по месторождениям «типа несогласия», включавший опубликованные отечественные и зарубежные источники, фондовые работы ВИМС, ИГЕМ РАН и других организаций, а также зарубежные публикации на Интренет-сайтах. При обработке материалов использовались методы статистики и современные компьютерные технологии.

Научная новизна работы.

Научная новизна работы заключается:

- в выделении среди месторождений «типа несогласия» при единстве общей геологической позиции, ряда групп, отличных по положению рудных скоплений относительно поверхности несогласия, для которых установлено закономерное изменение качества руд; в выделении и картировании методом дешифрирования палеорельефа кристаллического фундамента и кровли песчаников приозерской свиты, разрывных структур на месторождении Карку; в установлении структурного контроля скоплений богатых руд месторождения Карку узлами пересечения разрывных структур с горизонтом графитсодержащих пород питкярантской свиты; в установлении важной роли фактора пространственной совмещенности горизонтов графитсодержащих пород и рудоконтролирующих (рудоподводящих) тектонических нарушений для локализации масштабных скоплений богатых руд на месторождениях «типа несогласия».

Практическая значимость работы определяется тем, что в ней подтверждена геологическая аналогия месторождения Карку с зарубежными месторождениями «типа несогласия» и уточнены факторы, определяющие локализацию скоплений богатых руд, что позволяет более целенаправленно осуществлять их поиски.

Апробация работы. Результаты исследований автора докладывались на конференции молодых ученых ВИМС (2002 г) и отражены в трех опубликованных статьях (журнал «Известия ВУЗ-ов, серия «Геология и разведка» № 1 /2002 г и № 2/ 2003 г, материалы 1— научной конференции молодых ученных ВИМС, ИМГРЭ, ЦНИГРИ 2002 г).

Объем и структура работы Работа изложена на 118 стр. машинописного текста, состоит из введения, 3-х глав и заключения, сопровождается 4-мя таблицами, 54 рисунками и списком литературы, включающим 72 наименования.

В основу диссертационной работы положены результаты исследований, выполненных автором в период прохождения очной аспирантуры ВИМС-а и его участия в тематических научных исследованиях, выполнявшихся сотрудниками института на урановом месторождении Карку в Карелии.

В сборе материалов и проведении исследований значительная помощь автору была оказана сотрудниками ВИМС-а Леденевой Н.В., Овсяниковым Н.В, Мигутой А.К., Афанасьевой Р.Н., Пакульнисом Г.В., Костиковым А.Т., а также ФГУП «Невскгеология» Пичугиным В.А., Ивановым А.И., Беляевым В Т., Чебоевским В.В., Кудринским В.Н., Одарченко С.А. Автор также пользовался консультациями сотрудника ИГЕМ РАН Киселевой Г.Д. Всем перечисленным лицам автор выражает свою глубокую признательность за помощь и ценные советы.

Особую благодарность автор выражает научному руководителю Шумилину М.В.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Красных, Андрей Викторович

Заключение.

Полученные нами данные подтверждают взгляды на генезис богатых руд месторождений типа несогласия, как на гидротермальные образования, формируемые восходящими потоками рудоносных флюидов, при прорыве последних к поверхности несогласия, зона которого характеризовалась резким изменением термобарометрических условий, способствовавшим осаждению урана.

Существенную роль при этом, очевидно, играло и наличие в породах углеродистого вещества, причем одним из важных факторов оказывалось такое взаимное расположение флюидоподводящих тектонических разрывов и слоев графитсодержащих пород, при котором обеспечивалась возможность контакта флюидов и углеродистого вещества в значительном объеме недр, что было возможно только при согласном, послойном развитии разрывов.

Месторождение Карку по полученным данным оценивается как аналог месторождений «типа несогласия». Однако особенности структуры, по-видимому, исключают выявление на нем масштабных концентраций богатых руд.

При поисках новых объектов с такими богатыми рудами следует ориентироваться на обстановки с более крутым залеганием образований фундамента, более мощным развитием графитсодержащих пород и более интенсивной проявленностью тектонических нарушений, уделяя специальное внимание их выделению и картированию.

Полученные результаты указывают на необходимость выявления и картирования зон разрывных нарушений в фундаменте при оценке уранопроявлений «типа несогласия» и обязательность использования для этого наклонного бурения.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Красных, Андрей Викторович, Москва

1. Ашихмин А. А., Костиков А.Т., Чесноков Л.В. Ураноносные площади различного иерархического уровня с уникальными месторождениями "несогласия" в Канаде. Материалы по геологии месторождений урана, редких и редкоземельных металлов. Выпуск 142. М. : 2000.

2. Белов В.К. О генезисе месторождений "типа несогласия" и перспективах их выявления в пределах Воронежского кристаллического массива. Материалы по геологии месторождений урана, редких и редкоземельных металлов. Вып. 142. М.: 2000.

3. Бойцов В.Е. Геология месторождений урана: Учеб. Для вузов. М.: Недра, 1989.-302 е.: ил.

4. Геологические структуры эндогенных урановых рудных полей и месторождений. Крупенников В.А., Толкунов А.Е., Хорошилов Л.В. и др. М.: Недра, 1986.

5. Горцевский А.А. Основные положения геолого-генетической модели месторождений урана «типа несогласия». //Материалы по геологии месторождений урана, редких и редкоземельных металлов. Инф. сб. Вып. 136. М., 1993.

6. Зубрев Н.Н., Прусс А.К. Поисковые критерии некоторых типов зарубежных месторождений, имеющих важное промышленное значение. //Материалы по геологии урановых месторождений зарубежных стран. Вып. 33. М., 1985.

7. Каждан А.Б., Гуськов О Н., Шиманский А. А. Математическое моделирование в геологии и разведке полезных ископаемых. М., Недра, 1979.

8. Казанский В.И., Лаверов Н.П., Тугаринов А.И. Эволюция уранового рудообразования. М., Атомиздат 1978.

9. Кизевальтер Д.С., Раскатов Г.Н., Ростова А.А. Геоморфология и четвертичная геология. М.: Недра, 1981. 215с.

10. Костенко Н.П., Макарова Н.В., Корчуганова Н И. Выражение в рельефе складчатых и разрывных деформаций. М.: Московский университет, 1999. 120 с.

11. Красников В.И. Основы рациональной методики поисков рудных месторождений. М., Недра,1965.

12. Красных А.В. Анализ топографии палеоповерхностей и признаки контроля оруденения разрывными структурами на урановом месторождении Карку. //Изв. вузов. Геология и разведка. 2003. № 2.

13. Красных А.В. Сопоставление урановых месторождений "типа несогласия" провинции Атабаска(Канада) и провинции Пайн-Крик (Австралия) при рассмотрении параметров оруденения. Минерально-сырьевая база и геоэкология . М.: ИМГРЭ, 2002.

14. Кривцов А.И. Прикладная металлогения. М., Недра, 1989.

15. Кудрявцев В.Е. Позиция месторождений «типа несогласия» в геологической эволюции древних платформ. Материалы по геологии месторождений урана, редких и редкоземельных металлов. Вып. 136. М : 1993.

16. Кудрявцев B E., Корнеева Н.П. Основные противоречия диагенетически-гидротермального происхождения месторождений несогласного типа. //Материалы по геологии месторождений урана, редких и редкоземельных металлов. Вып. 46. М.,1990.

17. Кудрявцев В.Е., Смыслов А.А. Критерии и факторы прогноза месторождений «типа несогласия». Материалы по геологии месторождений урана, редких и редкоземельных металлов. Вып. 136. М.: 1993.

18. Лаверов Н.П. Справочник геолога по поискам и разведке месторождений урана. М., Недра. 1989.

19. Лаверов Н.П., Винокуров С.Ф. Условия образования крупных полихронных месторождений урана (на примере Северной Австралии).// Итоги науки и техн. ВИНИТИ. Сер. Рудные месторождения. 1988. - 21. - с. 1 -64.

20. Лаверов Н.П.,Смилкстын АО., Шумилин М.В. Зарубежные месторождения урана. -М.,Недра, 1983.

21. Леденева Н.В. Основные черты состава руд и околорудных метасоматитов месторождения Карку. КНТС. М.: ВИМС, 2001.

22. Материалы по геологии урановых месторождений Канады Переводы статей зарубежных авторов. Части I, II и III. Редакторы: Шумилин M B., Пятов Е.А. М.: Геологоразведка 1996.

23. Машковцев Г.А., Кисляков ЯМ., Мигута А.К., Модников И.С . Щеточкин В.Н. К методологии прогнозирования высокорентабельных урановых месторождений. /Отеч. геология, 1995, № 9. с. 21-27.

24. Мельников Е.К. Перспективы выявления новых промышленных месторождений урана на южном склоне Балтийского щита. //Материалы по геологии месторождений урана, редких и редкоземельных металлов. Пнформ. сб. Вып. 143. М.: 2001. с. 40-46.

25. Мигута А.К. Ведущие типы урановых месторождений докембрийских щитов и перспективы выявления высокорентабельных рудных объектов Материалы по геологии месторождений урана, редких и редкоземельных металлов. Выпуск 132. Москва 1991.

26. Мигута А.К., Леденева Н.В. , Овсянников Н.В., Петров А.В. Ружицкий В.В., Сумин Л.В. Условия формирования и преобразования урановых руд месторождения Карку в Северном Приладожье. М.: ВИМС, 2001

27. Мигута А.К., Модников И.С. Урановое рудообразование в областях полихронной гранитизации. Материалы по геологии месторождений урана, редких и редкоземельных металлов. Вып. 135. М.: 1993.

28. Минеева И.Г. Взаимосвязь урана, золота и платиноидов в процессах рудогенеза на докембрийских щитах. Международный симпозиум по геологии урана. Уран на рубеже веков: природные ресурсы, производство, потребление. Тезисы докладов. М.: 2000.

29. Минеральное сырье / Под редакцией Орлова В.П. Составители: Еремеев А Н., Лисицын А.Е., Остипенко П.Е. //Краткий справочник М: ЗАО "Геоинформак" 1999.

30. Михайлов В.А. К вопросу о генезисе руд типа несогласий на месторождении Карку (Приладожье). //Материалы по геологии месторождений урана, редких и редкоземельных металлов. Информ. сб. Вып. 143. М.: 2001. с. 30-40.

31. Невский В.А. Трещинная тектоника рудных полей и месторождений. М., Недра, 1979.

32. Основы прогноза урановорудных провинций и районов. /Под ред. Лаверова Н.П. М.: Недра, 1986. 206 с, ил.

33. Пакульнис Г.В. О роли эндогенных и экзогенных факторов в формировании масштабных гидротермальных месторождений урана. /Отеч. геология, 2001, № 4. с. 3-8.

34. Пакульнис Г.В. Особенности формирования и локализации месторождений урана в протерозойских эпиплатформенных депрессионных структурах //Материалы по геологии месторождений урана, редких и редкоземельных металлов. Информ. сб. Вып. 141. М.: 2000.72с.

35. Пакульнис Г.В. Углеродистые породы и гидротермальная урановая минерализация. /Рудные и нерудные месторождения, 2002, №5-6.

36. Пакульнис Г.В., Шумилин М.В. Месторождение урана типа "несогласия" района Атабаска (Канада). М., ВИМС, 1999. (в печати).

37. Пинский Э.М. Дискретность содержаний урана в месторождениях типа несогласия. //Материалы по геологии месторождений урана, редких и редкоземельных металлов. Информ. сб. Вып. 141. М.: 2000. с. 69-71.

38. Пинский Э.М., Харламов М.Г. Возможности прогнозирования качества руд на ранних стадиях поисковых работ. //Материалы по геологии месторождений урана, редких и редкоземельных металлов. Информ. сб. Вып. 143. М.: 2001. с. 30-40.

39. Поликарпов В.И., Молчанов А.В. Месторождение Карку новый тип уранового оруденения в Карелии. //Материалы по геологии месторождений урана, редких и редкоземельных металлов. Информ. сб. Вып. 141. М.: 2000. с. 10-15.

40. Пухальский JI.4., Шумилин М.В. Разведка и опробование урановых месторождений. М., Недра, 1977. 248 с.

41. Райт Р. Дж. Урановые месторождения «несогласия». //Материалы по геологии урановых месторождений зарубежных стран. Вып. 27. М., 1982.

42. Раскатов Г.И. Прогнозирование тектонических структур фундамента и чехла древних платформ и форм погребенного рельефа средствами геолого-геоморфологического анализа. Воронеж, Изд. ВГУ, 1972.108 с.

43. Сибалдт Т.И. Геология и генезис урановых месторождений бассейна Атабаска. //Материалы по геологии урановых месторождений зарубежных стран. Вып. 42. М„ 1989.

44. Смилкстын А О. Урановые месторождения Австралии (аналитический обзор). //Материалы по геологии урановых месторождений зарубежных стран. Вып. 14. М., 1975.

45. Смилкстын А.О., Даруга Е.К. Урановые месторождения Канады. //Материалы по геологии урановых месторождений зарубежных стран. Вып. 19. М., 1978.

46. Справочник по геохимическим поискам полезных ископаемых./Соловов А.П., Архипов А.Я., Бугров В.А.и др. М.: Недра, 1990.

47. Стрнэд Дж.Г. Общие рудоконтролирующие факторы и роль состава фундамента в контроле урановых месторождений «типа несогласия» в бассейне Атабаска, Канада. //Материалы по геологии урановых месторождений зарубежных стран. Вып. 46. М., 1990.

48. Тарханов А.А., Наумов С.С. Новости мировой урановой промышленности. «Минеральное сырье». Серия геолого-экономическая, № 1. М. Изд. ВИМС, 1998, 37.

49. Тарханов А.В., Бойцов А.В. Минерально-сырьевая база и урановая промышленность мира. «Минеральное сырье». Серия геолого-экономическая, № 7. М. Изд. ВИМС, 2000, 37.

50. Уайлд А.Р., Уолл В.Дж. Геология уранового месторождения Набарлек, Северная Территория, Австралия. //Материалы по геологии урановых месторождений зарубежных стран. Вып. 42. М., 1989.

51. Хазов Р. А. Металлогения Ладожско-Ботнического геоблока Балтийского щита. Л.: Недра, 1982.

52. Шмонов Г.А., Тихонов В Н. Урановые месторождения типа "несогласия" Канады и Австралии (краткий обзор). М.: 1986.

53. Шумилин М.В., Красных А.В. Об аномальном соотношении параметров урановых месторождений в провинции Атабаска (Канада). //Изв. Вузов. Геология и разведка. 2002. №1. сс. 159-161.

54. Baudemont D., J.P. Piquard, F. Еу and J. Zimmerman. The Sue uranium deposits, Saskatchewan, Canada. Explor. Mining Geol. 1993, vol. 2. №3. pp. 179-202.

55. Binns R.A., McAndrew I., Sun S.S. Origin of uranium mineralisation at Jabiluka, Ferguson J., Goleby A.B., eds. Uranium in the Pine Creek geosyncline. Vienna: IAEA, 1980, Proc. Ser.,543-562.

56. Bruneton P. Geology of the Sigar Lake uranium deposits (Saskatchewan, Canada) /Economic minerals of Saskatchewan, 1986, №8. pp. 99-119

57. Ewers G.R., Ferguson J., Needhum R.S., Ponnelly Т.Н. Pine Greek geosyncline, N T, Fenguson, J.,cd. Proterozoic unconformity and stratabound uranium deposits.Vienna: IAEA, 1984, 135-206.

58. Gustafson L.B., Curtis L. W. Post-Kombolgie metusomatism at Jabiluka. N T., Australia, and its significane in the formation of high-grade uranium mineralisation in Lower Proterozoic rocks. "Econ. Geol", 1983, 78, №1, 26-56.

59. Lane R.T. Uranium deposits of the Carswell structure /Uranium Deposits of Canada. 1988. pp. 155-169.

60. McKay A.D., Miezitis Y., Australia's uranium resources, geology and development of deposits. AGSO Geoscience Australia, Mineral Resource Report 1. 2001.

61. Needhem R.S., Evers G.R., Ferguson I. Pine Creek Geosyncline. IAEA, Vienna, 1988.

62. Sibbald T.I.I. Geology and denesis of the Athabasca basin uranium deposits. (IAEA -TC 450. 5/4) In Recognition of Uranium Provinces. IAEA, Vienna , 1988.

63. Wallis R.H., Saracoglu N., Brummer J.J. and Golightly J.P. Geology of the McGean Uranium Deposits/. In Uranium Exploration in the Athabasca Basin, Saskatchewan, Canada, ed. E.M. Cameron; Geological Survey of Canada. 1983. pp. 77-110.

64. Word distribution of uranium deposits. Guidbook to accompany IAEA map. IAEA, Vienna, 1996.