Закономерности уранонакопления в ходе литогенеза базальных отложений раннего мела на южном склоне Украинского щита

Миграция и концентрация урана в базальной терригенной толще раннего мела на южном склоне Украинского щита закономерно связаны со стадиями литогенеза осадочного чехла. В период седиментогенеза накопились устойчивые к выветриванию минералы, содержащие уран и торий. Формирование рудных концентраций про...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2010
Main Author:	Сущук, Е.Г.
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України та МНС України 2010
Series:	Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/32281
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Закономерности уранонакопления в ходе литогенеза базальных отложений раннего мела на южном склоне Украинского щита / Е.Г. Сущук // Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища. — К.: ІГНС, 2010. — Вип. 18. — С. 73-79. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-32281
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-322812025-02-09T23:59:15Z Закономерности уранонакопления в ходе литогенеза базальных отложений раннего мела на южном склоне Украинского щита Закономірності уранонакопичення в ході літогенезу базальних відкладень ранньої крейди на південному схилі Українського щита Regularities of uranium deposition at the process of lithogenesis of early cretaceous basal sediments on the south slope of Ukrainian shield Сущук, Е.Г. Миграция и концентрация урана в базальной терригенной толще раннего мела на южном склоне Украинского щита закономерно связаны со стадиями литогенеза осадочного чехла. В период седиментогенеза накопились устойчивые к выветриванию минералы, содержащие уран и торий. Формирование рудных концентраций происходило из грунтовых вод с относительно невысоким содержанием урана на сульфидно-глеевых геохимических барьерах в процессах позднего диагенеза и эпигенеза. Эпигенетические преобразования способствовали осаждению урана также из седиментационных вод благодаря сочетанию процессов сорбции и восстановления. Міграція та концентрація урану в базальній теригенній товщі ранньої крейди на південному схилі Українського щита закономірно пов’язані зі стадіями літогенезу осадового чохла. В період седиментогенезу накопичились стійки до вивітрювання мінерали, що містять уран і торій. Формування рудних концентрацій відбувалося із ґрунтових вод з відносно невисоким вмістом урану на сульфідно-глеєвих геохімічних бар’єрах в процесах пізнього діагенезу та епігенезу. Епігенетичні перетворення сприяли осадженню урана також із седиментогенних вод завдяки поєднанню процесів сорбції та відновлення. The uranium migration and concentration in the basal terrigenous deposits of Early Cretactous on the South slope of Ukrainian Shield are regularly connected with the stages of sedimentary cover lithogenesis. At the period of sedimentogenesis the stable to weathering uranium and thorium-contaning minerals were accumulated. Ore concentrations formation passed from underground waters with concerning non high content uranium on sulfide-gleeves barriers in the processes of late diagenesis and epigenesis. Epigenetic transformations promoted to the sedimentation of uranium also from sedimentary waters owing to combination of sorbtion and restoration processes. 2010 Article Закономерности уранонакопления в ходе литогенеза базальных отложений раннего мела на южном склоне Украинского щита / Е.Г. Сущук // Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища. — К.: ІГНС, 2010. — Вип. 18. — С. 73-79. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. XXXX-0098 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/32281 553.495:551.31 ru Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища application/pdf Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України та МНС України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Миграция и концентрация урана в базальной терригенной толще раннего мела на южном склоне Украинского щита закономерно связаны со стадиями литогенеза осадочного чехла. В период седиментогенеза накопились устойчивые к выветриванию минералы, содержащие уран и торий. Формирование рудных концентраций происходило из грунтовых вод с относительно невысоким содержанием урана на сульфидно-глеевых геохимических барьерах в процессах позднего диагенеза и эпигенеза. Эпигенетические преобразования способствовали осаждению урана также из седиментационных вод благодаря сочетанию процессов сорбции и восстановления.
format	Article
author	Сущук, Е.Г.
spellingShingle	Сущук, Е.Г. Закономерности уранонакопления в ходе литогенеза базальных отложений раннего мела на южном склоне Украинского щита Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища
author_facet	Сущук, Е.Г.
author_sort	Сущук, Е.Г.
title	Закономерности уранонакопления в ходе литогенеза базальных отложений раннего мела на южном склоне Украинского щита
title_short	Закономерности уранонакопления в ходе литогенеза базальных отложений раннего мела на южном склоне Украинского щита
title_full	Закономерности уранонакопления в ходе литогенеза базальных отложений раннего мела на южном склоне Украинского щита
title_fullStr	Закономерности уранонакопления в ходе литогенеза базальных отложений раннего мела на южном склоне Украинского щита
title_full_unstemmed	Закономерности уранонакопления в ходе литогенеза базальных отложений раннего мела на южном склоне Украинского щита
title_sort	закономерности уранонакопления в ходе литогенеза базальных отложений раннего мела на южном склоне украинского щита
publisher	Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України та МНС України
publishDate	2010
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/32281
citation_txt	Закономерности уранонакопления в ходе литогенеза базальных отложений раннего мела на южном склоне Украинского щита / Е.Г. Сущук // Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища. — К.: ІГНС, 2010. — Вип. 18. — С. 73-79. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.
series	Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища
work_keys_str_mv	AT suŝukeg zakonomernostiuranonakopleniâvhodelitogenezabazalʹnyhotloženiirannegomelanaûžnomskloneukrainskogoŝita AT suŝukeg zakonomírnostíuranonakopičennâvhodílítogenezubazalʹnihvídkladenʹrannʹoíkreidinapívdennomushilíukraínsʹkogoŝita AT suŝukeg regularitiesofuraniumdepositionattheprocessoflithogenesisofearlycretaceousbasalsedimentsonthesouthslopeofukrainianshield
first_indexed	2025-12-02T00:01:51Z
last_indexed	2025-12-02T00:01:51Z
_version_	1850352559737274368
fulltext	73 УДК 553.495:551.31 Е.Г. Сущук Институт геохимии окружающей среды НАН и МЧС Украины ЗАКОНОМЕРНОСТИ УРАНОНАКОПЛЕНИЯ В ХОДЕ ЛИТОГЕНЕЗА БАЗАЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ РАННЕГО МЕЛА НА ЮЖНОМ СКЛОНЕ УКРАИНСКОГО ЩИТА Миграция и концентрация урана в базальной терригенной толще раннего мела на южном склоне Украинского щита закономерно связаны со стадиями литогенеза осадочного чехла. В период седиментогенеза накопились устойчивые к выветриванию минералы, содержащие уран и торий. Формирование рудных концентраций происходило из грунтовых вод с относительно невысоким содержанием урана на сульфидно-глеевых геохимических барьерах в процессах позднего диагенеза и эпигенеза. Эпигенетические преобразования способствовали осаждению урана также из седиментационных вод благодаря сочетанию процессов сорбции и восстановления. В истории развития Украинского щита, как и всей Восточно-Европейской платформы, в конце киммерийской и начале альпийской эпох выделяются два тектоно- седиментационных цикла — юрский и меловой — с последовательными стадиями эволюции трансгрессивно-регрессивных и континентальных режимов и соответствую- щими комплексами фаций. При этом главным поставщиком материала в мезозойскую эпоху были породы докембрийского фундамента. Что касается рудообразующих компо- нентов, участвовавших в процессах осадочной минерализации на территории УЩ и его склонов, то они связаны с верхней частью земной коры, где они вовлекались главным образом в экзогенную миграцию. Это подтверждают комплексные изотопные исследова- ния, проведенные рядом учёных [5]. На южном склоне Украинского щита наиболее древними фанерозойскими об- разованиями являются отложения нижнего мела, представленные комплексами континентальных фаций неокома-апта мощностью до 70–80 м. Они заполняют поло- гие протяженные палеодолины в кристаллическом фундаменте, зачастую отсутствуя на водоразделах; перекрываются морскими отложениями альба (комплекс органогенно- кремнистых пород, глауконитовых песков и песчаников), турона (известковистые пес- чаники, глины, мергели, мел), палеогена (глауконитовые и известковые песчаники, пес- ки, глины с прослоями известняков) и неогена (глины с прослоями известняков). Общая мощность мезокайнозойских отложений составляет 300–400 м. В континентальных отложениях нижнего мела на южном склоне УЩ известны Но- воодесское, Висуньское и Молочанское рудопроявления урана и ряд аномальных точек с повышенными содержаниями урана и тория. расположенные в древних долинах на по- верхности кристаллического щита [1]. Древние долины, прорезающие поверхность до- кембрийского фундамента, сформировались в грабен-впадинах, вытянутых с севера на юг, в сторону морского бассейна, существовавшего в аптский век (Врадиевская, Ново- Одесская, Ингулецкая, Белозерская, Молочанская и др.). Долины, несомненно, испытали ряд преобразований со времени заложения, особенно в периоды тектонической активи- зации, но в целом в течение мезозоя общий рисунок гидросети сохранялся. Они прошли до пяти стадий развития, отражавших разнонаправленные блоковые движения фунда- мента. Роль долин в формировании металлогенических особенностей фанерозойских осадочных формаций на южном склоне УЩ исключительно велика. Это и простран- ственно ориентированные и локализованные потоки поверхностного и подземного сто- ка, дренировавшие конкретный участок области питания с присущими ему геохимичес- кими и металлогеническими чертами; и пути миграции разнообразных форм хемогенной, терригенной, органогенной, в том числе рудной компоненты; и поле дифференциации этих составляющих; и участки возникновения и развития физических и разнотипных 74 геохимических барьеров; и резервуары для осадконакопления и рудообразования на ран- них и поздних стадиях литогенеза; и пути кратковременных, пульсирующего типа ингрес- сий, а также транзита моря на начальных стадиях трансгрессии. Основной принцип экзогенного уранового рудообразования — сопряженность руд- ного процесса со стадиями литогенеза вмещающих пород. При этом для осадочных син- генетических и эпигенетических рудных месторождений характерна конвергенция при- знаков, в силу чего задача реконструкции их генезиса значительно усложняется и требует не только изучения морфологии и состава оруденения, но и литолого-геохимического и фациально-стадиального исследования самих рудовмещающих осадочных толщ. Поэтому нами изучены закономерности накопления и перераспределения радиоактивных элементов на разных стадиях литогенеза терригенной толщи раннего мела [6]. Литолого-фациальная характеристика нижнемеловых отложений. Слабая палино- логическая характеристика нижнемеловых толщ, сложное литолого-фациальное строе- ние по латерали и разрезам, миграция разновозрастных фаций в пространстве, отсутствие маркирующих горизонтов затрудняют их расчленение и выявление металлогеничес- ких особенностей. В связи с этим континентальные отложения мела на южном склоне УЩ разделяются преимущественно по литологическим признакам. В.Х. Геворкян [1] в основании нижнего мела выделяет глинисто-каолинитовый бокситоносный комп- лекс неоком-апта, который отличается повышенной ураноносносью. Он перекрывается песчано-глинистым прибрежно-морским комплексом апта и далее вверх по разрезу мор- скими отложениями верхнего мела, палеогена и неогена. Ураноносные отложения нижнего мела, залегающие на коре фундамента, разделены нами по литологическим, минералого-геохимическим и радиогеохимическим свойствам на две пачки. В основании нижней пачки, отвечающей глинисто-каолиновому бокси- тоносному комплексу, залегает горизонт «незрелых» пород, представленных каолина- ми запесоченными, щебнистыми с прослоями чистых каолинов, красных и пёстрых каолиновых глин и бокситов. По сути это — делювий, перемещённая (аллохтонная) кора выветривания. В ней встречаются обломки углефицированной растительности, ходы червей и прослои древней почвы с вертикально расположенными углефицированными корнями растений. В направлении от домеловых поднятий фундамента к осевым час- тям палеодолин наблюдается фациальное замещение аллохтонной коры выветривания каолинистыми хлидолитами и песчаниками. Выше аллохтонной коры выветривания в пределах нижней пачки залегают древние почвы (хлидолиты с вертикально расположенными углефицированными корнями рас- тений), пролювиальные песчаники, реже – пески. В направлении от древних поднятий к осевым частям палеодолин весь этот комплекс отложений также замещается хлидоли- тами. С запада на восток на протяжении 500 км вдоль склона щита среди этих отложений увеличивается количество веерно-отстойных образований, представленных вторичными каолинами, каолиновыми глинами, алевролитами с прослоями бурых углей мощностью от нескольких до 20–30 см. То есть, осадконакопление происходило в условиях слабо расчленённого прибрежья с заболоченной, часто затоплявшейся морем сетью широких балок. Верхняя пачка, отвечающая прибрежно-морскому комплексу апта, по В.Х. Гевор- кяну, по литологическому составу и фациальным условиям осадконакопления в целом отличается от нижней. На западе региона в верхней пачке преобладают чёрные мелко- и тонкозернистые пески, которые хорошо отсортированы, содержат прослои чёрных глин, иногда с улефицированными обломками тростника. Фациально пески и песчаники за- мещаются хлидолитоподобными глинами. В средней части склона количество чёрных песков уменьшается, а ещё далее на восток они сменяются толщей переслаивания пес- чаников и глин, часто с отпечатками корней растений и обломками углефицированной древесины. Присутствие в верхней пачке глауконита говорит о том, что отложения нака- пливались в основном в мелководно-морских, прибрежно-морских, лиманных, озёрно- лагунных условиях, хотя в низах её изредка встречаются аллювиально-пролювиальные пески и гравелиты временных русел. 75 В неоком-аптских отложениях по содержанию железа и соотношению его минеральных форм нами выделено несколько минералого-геохимических типов пород: глауконит-ильменитовый, глауконит-пиритовый и гидрогематитовый. Они различаются по общему содержанию железа, по соотношению его обломочных и растворимых форм, в том числе Fе3+ окисного, Fе2+ карбонатно-хлоритного и Fе2+ пиритного, а также по со- держанию Сорг. и СО2 . Эти показатели свидетельствуют как об условиях осадконакопле- ния, так и последующих процессах диагенеза [4]. Глауконит-ильменитовый тип пород отличается низким валовым содержанием же- леза (до 0,5%), преобладанием обломочных форм и низким содержанием растворимых форм железа двух- и трёхвалентного при относительно высоком содержании органичес- кого углерода. Это может указывать на формирование пород за счёт переотложения про- дуктов каолинит-гидрослюдистой зоны коры выветривания, из которой были вынесены растворимые формы железа и сохранились только обломочные (ильменит, гематит и др.). Глауконит-пиритовый тип пород (обычно серого, реже — белого цвета) содержит значительные количества железа двухвалентного растворимого (глауконит, гидробиотит, реже хлорит и сидерит) и железа двухвалентного пиритного (пирит, реже марказит) при- мерно в равных количествах, при Сорг. > 1%. С увеличением содержания Fе2+ карб.+хлорит. и Fе2+ пирит., то есть степени восстановленности пород, в них возрастает содержание урана. Гидрогематитовый тип пород (красноцветный) характеризуется высоким содержа- нием общего железа (6–8%), с преобладанием окисной формы Fе3+. Содержание обломоч- ной формы железа также повышено по сравнению с другими минералого-геохимическими типами пород, что связано с низкой растворимостью гидрогематита и фиксацией части содержащегося в нём железа в обломочной форме. Количество органического углерода и СО2 малое. Эти отложения, типичные для гумидного климата, формировались за счёт переотложения продуктов зоны полуторных окислов коры выветривания. Радиогеохимическая характеристика. Мигматиты кристаллического фундамента на всём протяжении южного склона УЩ характеризуются приблизительно одинаковыми содержаниями урана (около 4∙10–4%), но различными содержаниями тория. Торием обогащены кристаллические породы в западной части склона (около 40∙10-4% по сравне- нию с 10–12∙10-4% в средней и восточной частях). Кора выветривания характеризуется более разнообразными содержаниями урана и тория на территории южного склона. Наблюдается обогащение этими элементами почти вдвое автохтонной (в среднем 9,5∙10-4%) и ещё в большей степени аллохтонной (в сред- нем 16,7∙10-4%) коры в западной части склона и резкое возрастание содержания тория в аллохтонной коре (48,7∙10-4%) в средней части склона. Увеличение содержания урана в аллохтонной коре выветривания говорит о его привносе в процессе транспортировки, осадконакопления или диагенеза. В то же время наблюдается вынос урана и тория из коры выветривания на некоторых участках средней и восточной частей склона УЩ. В отложениях нижнего мела среднее содержание урана составляет 15,5∙10-4%, уменьшаясь с запада на восток на протяжении 500 км от Новоодесской грабен-впадины до Молочанской. Эта тенденция сохраняется как для нижней и верхней пачек мела в це- лом, так и для отдельных литологических и фациальных разновидностей пород. Отложе- ния нижней (базальной) пачки значительно обогащены ураном и торием по сравнению с отложениями верхней пачки. Среднее содержание урана в нижней пачке составляет 22,8∙10-4%, в верхней — 8,6∙10-4%; содержание тория в нижней пачке — 37,7∙10-4%, в верх- ней — 12,8-4%. В нижней пачке наиболее обогащены ураном каолиновые глины, примерно в 2–2,5 раза по сравнению с древними почвами и в 3 раза по сравнению с пролювиальными пес- чаниками (до 43,9±17,7∙10-4%). Эта тенденция, при различных средних содержаниях ура- на в каолиновых глинах, прослеживается на всём протяжении южного склона УЩ. Одно- временно с ураном глины обогащены торием, хотя и в меньшей степени. По-видимому, наряду с присутствием уран- и торийсодержащих минералов, оба элемента находятся в сорбированной форме в каолините. 76 Среди пород верхней пачки наиболее обогащены ураном и торием пески и песчани- ки пролювиального и прибрежно-морского генезиса (конусы выноса в море) — 15,5∙10-4% U и 25,0∙10-4% Th. Несколько ниже содержания урана и тория в озёрных и лиманных чёрных глинах и заметно более низкими средними содержаниями урана и тория отли- чаются лиманные чёрные и белые кварцевые пески — 7,0–5,5∙10-4%. В целом в разрезе апта заметна приуроченность более высоких содержаний урана к породам, содержащим большее количество каолинита. В морских отложениях мела, перекрывающих толщу апта, отмечается уменьше- ние содержаний урана и тория от терригенных пород альба к кремнистым породам сеномана и далее — к карбонатным породам турона (от 3,3 до 1,2∙10-4% U и от 10,6 до 2,8∙10-4% Th) [6]. Характеристика оруденения. Прослои пород, обогащённые ураном до 0,005–0,02%, образуют пластовые «рудные» тела незначительной мощности и протяженности в аллох- тонной коре выветривания (каолинах песчанистых, кварцевых песчаниках на каолиновом цементе, вторичных каолинах) либо в древних почвах, хлидолитах и пролювиальных пес- чаниках, обычно сильно каолинистых, обогащённых углефицированным растительным детритом и, как правило, пиритизированных. Наиболее высокие концентрации урана (и тория) приурочены к подножиям древних поднятий фундамента и к верховьям палеодо- лин, уменьшаясь в направлении осевых частей последних. Минералого-петрографическое изучение уранового оруденения показало, что уран содержится в следующих формах: а) в окислах (преимущественно черни, реже настуран); б) в сорбированном виде в каолините и углефицированной органике; г) в обломочных минералах — урансодержащих цирконе, ортите, монаците, ксено- тиме, цоизите, лейкоксене; д) в пирите. Баланс урана в рудных пробах показал, что в углистых алевролитах и песчаниках с пиритизированным и углефицированным растительным детритом 10–20% общего ко- личества урана в породе приходится на тяжелую фракцию. До 80% урана от общего его количества в породе в ряде случаев содержится в каолинитовом цементе в сорбированном виде (равномерно рассеянные треки на микрорадиографиях), а также в углефицирован- ном растительном детрите — корнях, обломках древесины, углях. Раздельное определение урана в углефицированной древесине, корнях и углях по- казало, что наиболее обогащены ураном углефицированные корни (до 51,0 г/т). В дре- весине содержание урана около 24,4 г/т, а в углях — 14,0 г/т. Максимальная концентра- ция урана установлена в чёрном углеродистом веществе из рудной пробы — 150 г/т. При этом, как показало определение общего и подвижного урана, значительная часть урана, приуроченного к органическому веществу, находится в подвижной форме, т.е. представ- лена, очевидно, окислами. Углефицированные растительные остатки содержат также повышенные содержания Cr, V, Zr, Ba, Pb, Zn, Cu, Ni. Зола углей и углефицированных корней на Новоодесском рудопроявлении содержит 300-400 г/т меди. Содержание урана в пирите — 1,7–3,3 г/т, причём подвижный уран составляет только около 30% от обще- го количества, связанного с пиритом. В пирите, который замещает углефицированные корни, в некоторых случаях установлено 400–500 г/т свинца — в 15–20 раз больше, чем в пирите, образующем стяжения [6]. Урановые и урансодержащие минералы устанавливаются в тяжелой фракции шли- хов. Окислы урана образуют мелкие зёрна неправильной формы чёрного цвета. Урановая чернь встречается также в гнёздах червеобразных кристаллов каолинита, образовавшихся при перекристаллизации каолинитового цемента, совместно с новообразованными си- деритом, пиритом и марказитом. Урансодержащий циркон присутствует в виде призма- тических и дипирамидальных кристаллов молочно-белого и бурого цвета, метамиктный. Основную часть тяжелых фракций составляют пирит, циркон и турмалин. В количестве 5–10% или редких зёрен присутствуют монацит, ксенотим, ортит, цоизит, эпидот, рутил, анатаз, лейкоксен, ильменит, гранат, глауконит, сидерит. 77 Стадии литогенеза и уранонакопление. Седиментогенез. Осадконакопление происходило в зоне слабо расчленённого при- брежья, которое то заливалось морем, то освобождалось от него, т.е. чередовались субаквальные и субаэральные условия седиментогенеза. Близкая область сноса продук- тов каолиновой коры выветривания и перенос кластического материала водными пото- ками обусловили накопление устойчивых к выветриванию минералов и среди них уран- торийсодержащих циркона, ортита, цоизита. Кроме того, миграция урана из областей сноса осуществлялась, вероятно, в растворах и взвесях, в частности, в сорбированном виде на каолините. Повышенные концентрации в каолините не только урана, но и тория позволяют предположить также сорбцию последнего и перенос на каолините. Повышенные концентрации радиоактивных элементов тяготеют к нижней части отложений неоком-апта, располагаясь в аллохтонной коре выветривания (запесоченные каолины, кварцевые песчаники на каолиновом цементе, вторичные каолины), либо в прослоях каолинистых пород среди древних почв, пролювиальных песчаников и хлидо- литов. Как уже указывалось выше, наиболее высокие содержания тяготеют к подножиям древних поднятий фундамента. В направлении осевых частей палеодолин содержания урана и тория уменьшаются. Постоянная пространственная связь урана и тория, их об- щее тяготение к склонам палеоподнятий свидетельствуют о россыпном (делювиальном, коллювиальном, пролювиальном) происхождении значительной части их концентраций, а также о довольно близком расположении источников сноса. На это же указывают плохая сортированность осадочных пород, их «мусорный» характер, преобладание обломочных минералов железа, широкое распространение уран-торий-содержащего циркона. Диагенез. Особенностью литогенеза отложений неоком-апта, особенно его нижней пачки, является чередование морского субаквального диагенеза с его восстановительной средой и континентального субаэрального (экзодиагенеза) с привносом урана грунтовыми водами. При этом и заведомо морские отложения (с глауконитом), и континентальные (с корнями растений) относятся к пиритовому минералого-геохимическому типу, что гово- рит о насыщении континентальных отложений морскими сульфатными водами, диагене- тической сульфатредукции и пиритообразовании. Геохимическая обстановка экзодиагенеза характеризовалась окислительными условиями. Об этом свидетельствуют пустоты выщелачивания и «сгоревшая» орга- ника в древних почвах, а также степень окисленности углефицированного детрита (СО = +0,005÷0,017, по определению В.А. Успенского) [2]. Иногда наблюдается разви- тие гидроокислов железа вблизи обломков углефицированной растительности. Однако в большинстве случаев растительный детрит и углефицированные корни сохраняют свою форму, структуру и чёрную окраску, что говорит о высоком стоянии грунтовых вод и по- стоянной тенденции к погружению склона. Восстановительные периоды диагенеза отложений апта характеризовались специ- фическими условиями: во-первых, слабокислой средой и большим количеством сорбента (каолинита), во-вторых, глеевой, а местами и сероводородной обстановкой и довольно высоким содержанием органического углерода. Экспериментально доказано, что в серо- водородной слабокислой среде в присутствии сорбента уран осаждается почти полнос- тью — до аналитического нуля, причём состав сорбента в данном случае роли не играет. Вероятно, причиной является сочетание сорбции и окислительно-восстановительного процесса. Сорбционное сгущение урана в плёночной воде на контакте с твёрдой фазой должно повышать Еh восстановления, расширяя тем самым возможность выпадения его минеральной (оксидной) формы, что наблюдается в опытах и при изучении природных объектов. Это обстоятельство, трудно учитываемое теоретическими расчётами, играет су- щественную роль в экзогенных процессах осаждения урана [2]. Исходя из экспериментальных данных о накоплении урана в осадках, можно услов- но выделить две фазы: а) сорбционное извлечение урана из разбавленного раствора (фик- сация) и б) восстановление с образованием свободной оксидной формы [3]. В восстановительные периоды диагенеза наряду с осаждением и сорбцией ура- на происходит восстановление железа с образованием пирита, сидерита, железистых 78 гидрослюд. За счёт восстановительных седиментационных вод, заключённых в толще апта, происходит обеление красноцветных осадков (аллохтонной коры, глин, песчани- ков), послойное или в виде пятен, и перераспределение железа. Сидерит образует мелкие округлые выделения размером 1–2 мм, кристаллические агрегаты и отдельные кристаллы (плоские ромбоэдры). Пирит, помимо обычной тонкой вкрапленности, иногда образует крупные (до 5–6 см) желваки или замещает бобовины гидроокислов железа в обелённых участках бокситоподобных глин остаточной коры выветривания. В процессе восстановления продуктов аллохтонной коры выветривания седиментационными водами происходит миграция органического вещества в виде гуминовых и фульвиокислот и образование чёрного углеродистого вещества в виде мел- ких (до 1 мм) вкрапленников, иногда замещаемых пиритом. В цементе песчаников в ас- социации с пиритом и марказитом наблюдаются мелкие (доли мм) редкие вкрапленники окислов урана [6]. Катагенез. Граница между поздним диагенезом и катагенезом для отложений неоком- апта южного склона УЩ является весьма условной. В результате погружения отложений на протяжении позднего мела, среднего и позднего палеогена, раннего неогена породы неоком-апта испытали только слабую литификацию, которая не зашла далеко в связи с малыми глубинами (300–400 м) их залегания от поверхности. Не подвергались отло- жения нижнего мела и регрессивному эпигенезу, так как они перекрыты водоупорными толщами отложений верхнего мела и палеогена. По-видимому, изменения пород неоком- апта на стадии катагенеза связаны, в основном, с движениями седиментационных вод и трещинных вод фундамента по мелким разрывным нарушениям, возникающим в про- цессе тектонических движений в периоды активизаций. Обычно такие нарушения отме- чаются в виде трещин со следами скольжения в коре выветривания и в отложениях мела (преимущественно глинистых) на границе между поднятиями и впадинами фундамента. В участках трещиноватости отмечается перекристаллизация породообразующе- го каолинита, образование гнёзд его червеобразных кристаллов, между которыми уста- навливаются урановые черни. В данном случае, вероятно, происходит самоочистка ка- олинита при его кристаллизации. Здесь же отмечаются скопления новообразованного сидерита, вкрапленники и сплошные выделения кристаллического пирита. В редких случаях в ассоциации с пиритом наблюдаются мелкие выделения настурана, что гово- рит о непосредственном осаждении урана из концентрированных на отдельных участках седиментационных растворов. Возраст урановой минерализации, определённый В.А. Анисимовым изотопно- спектральным методом, составил в среднем 120±10 млн. лет [1], что совпадает с возрастом вмещающих пород, подтверждает её осадочное происхождение и образование на ранних стадиях литогенеза. Как уже указывалось выше, особенностью осадочной толщи неоком- апта было чередование морского субаквального диагенеза с его восстановительной средой и континентального экзодиагенеза с привносом урана в грунтовых водах. В периоды при- вноса уран попадал в осадок, характеризующийся слабокислой средой, большим количе- ством сорбента (преимущественно каолинита), восстановительной глеевой, а местами и сероводородной обстановкой и довольно высоким содержанием органического вещества. Эти условия, обеспечившие сочетание сорбции и восстановления, привели к накопле- нию урана даже из относительно бедных им грунтовых вод гумидноклиматической зоны. Локализация урановых проявлений на ранних стадиях литогенеза подтверждается также расположением их на склонах и верховьях долин и тесной связью с областями сноса. Выводы • Детальное изучение урановых проявлений в континентальных отложениях ран- него мела на южном склоне Украинского щита показало сопряженность рудного процес- са со стадиями литогенеза вмещающих пород. • Общей чертой процессов, определяющих поведение урана в осадочной толще сероцветных меловых пород, является сульфидно-глеевый характер позднего диагенеза и эпигенеза, протекавших в мезозойскую гумидно-климатическую эпоху. 79 • Накоплению урана из относительно бедных им грунтовых вод способствовал со- став пород, обеспечивший возникновение геохимических барьеров и сочетание сорбции и восстановления. • Сопряженность рудного процесса со стадиями литогенеза вмещающих пород подтверждается расположением рудопроявлений на склонах и в верховьях палеодолин, тесной связью с областями сноса, вещественным составом оруденения и возрастом ура- новой минерализации. 1. Генетические типы и закономерности размещения урановых месторождений Украины. — Киев: Науко- ва думка. 1995. — 396 с. 2. Данчев В.И., Лепкий С.Д., Сущук Е.Г., Шевченко О.Е., Шумлянский В.А. Вопросы теории экзогенного уранового рудообразования. — Препринт ИГФМ АН УССР. — Киев. 1984. — 53 с. 3. Расулова С.Д., Коченов А.В. Экспериментальное изучение механизма осаждения урана в процессе осад- кообразования./ Радиоактивные элементы в геологических процессах: Тез. докл. — Душанбе: АН Тадж. ССР, 1975. — С. 161–162. 4. Страхов Н.М., Залманзон Э.Г. Распределение аутигенно-минералогических форм железа в осадочных породах и его значение для литологии.// Известия АН СССР, серия геол. — 1955. № 1. — с. 34–51. 5. Шевченко О.Е. Рудообразование ранних стадий литогенеза. — Киев: Наук.думка. 1987. — 143 с. 6. Шумлянский В.А., Сергеев И.П., Сущук Е.Г., Мельниченко Б.Ф. Радиоактивные элементы в процессах мезозойского осадконакопления и эпигенеза осадочных толщ. — Препринт ИГФМ АН УССР. — Киев. 1981. — 49 с. Сущук К.Г. ЗАКОНОМІРНОСТІ УРАНОНАКОПИЧЕННЯ В ХОДІ ЛІТОГЕНЕЗУ БА- ЗАЛЬНИХ ВІДКЛАДЕНЬ РАННЬОЇ КРЕЙДИ НА ПІВДЕННОМУ СХИЛІ УКРАЇН- СЬКОГО ЩИТА. Міграція та концентрація урану в базальній теригенній товщі ранньої крейди на південному схилі Українського щита закономірно пов’язані зі стадіями літогенезу осадового чохла. В період седиментогенезу накопичились стійки до вивітрювання мінерали, що містять уран і торій. Формування рудних концентрацій відбувалося із ґрунтових вод з відносно невисо- ким вмістом урану на сульфідно-глеєвих геохімічних бар’єрах в процесах пізнього діагенезу та епігенезу. Епігенетичні перетворення сприяли осадженню урана також із седиментогенних вод завдяки поєднанню процесів сорбції та відновлення. Sushchuk K.G. REGULARITIES OF URANIUM DEPOSITION AT THE PROCESS OF LITHOGENESIS OF EARLY CRETACEOUS BASAL SEDIMENTS ON THE SOUTH SLOPE OF UKRAINIAN SHIELD. The uranium migration and concentration in the basal terrigenous deposits of Early Cretactous on the South slope of Ukrainian Shield are regularly connected with the stages of sedimentary cover lithogenesis. At the period of sedimentogenesis the stable to weathering uranium and thorium-contaning minerals were accumulated. Ore concentrations formation passed from underground waters with concerning non high content uranium on sulfide-gleeves barriers in the processes of late diagenesis and epigenesis. Epigenetic transformations promoted to the sedimentation of uranium also from sedimentary waters owing to combination of sorbtion and restoration processes.

Закономерности уранонакопления в ходе литогенеза базальных отложений раннего мела на южном склоне Украинского щита

Institution

Similar Items