Золотосодержащий уранинитовый тип оруденения Эльконского горста, его состав и условия образования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.11, кандидат геолого-минералогических наук Назаров, Сергей Александрович

• Назаров, Сергей Александрович
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2010

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Золотосодержащий уранинитовый тип оруденения Эльконского горста, его состав и условия образования»

Актуальность работы. Цель и задачи исследований 3

Обзор современного состояния МСБ урана 5

ГЛАВА 1. Общая характеристика геологического строения и металлогении ЦАР и Эльконского горста 12

ГЛАВА 2. Особенности геологического строения северо-западной части Эльконского горста, закономерности положения зон с золотоуранинитовым типом оруденения 29

2.1. Мезозойские интрузивные и метасоматические образования северо-западной части Эльконского горста 31

2.2. Пространственная связь всех известных минерализованных зон Эльконского горста, содержащих золотоуранинитовый тип оруденения, с ореолом интенсивной высокотемпературной фенитизации вмещающих пород 48 Глава 3. Состав зон с золотосодержащим уранинитовым орудене-нием, характеристика их морфологии и состава золотой и урановой минерализации 51

3.1. Месторождения в экзоконтактах мезозойских даек 53

3.2. Контроль оруденения и морфология рудных тел 64

3.3. Генетические минеральные ассоциации и последовательность минералообразования 65

3.4. Состав рудоносных метасоматитов зон с золотоуранинитовым и золотобраннеритовым типами оруденения 86 ГЛАВА 4. Зональное изменение строения и состава зоны и оруденения месторождения Надежда 89 Варианты формирования золотосодержащего уранинитового оруденения 116 Заключение 119 Список использованной литературы 121

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследований

В соответствии с Постановлением Правительства РФ утверждена Федеральная целевая программа «Развитие атомного энергопромышленного комплекса России на 2007-2010 годы и на перспективу до 2015 года», целью которой является расширение минерально-сырьевой базы (МСБ) урана. В соответствии с этой программой принято решение с 2009 г. приступить к освоению золото-урановых месторождений Эльконского горста, содержащих около 80% резервных запасов урана Российской Федерации. Остается актуальным доизучение особенностей основных типов оруденения этого района, одним из которых является золотосодержащий уранинитовый тип. В отличие от золотобраннеритового типа руд, основного по запасам урана и золота в районе Эльконского горста, золотосодержащий уранинитовый тип характеризуется более высоким содержанием урана и относительно высокой радиометрической контрастностью руд, что делает их благоприятными для обогащения. Поэтому среди первых восьми лицензионных месторождений Эльконского горста присутствует месторождение Интересное, содержащее руды золотоуранинитового состава.

На основе выявленной нами закономерности размещения рудоносных зон с золотоуранинитовым типом оруденения в пределах ореолов фенитизации, присутствующих в экзоконтактах многофазных долговременно развивавшихся мезозойских субщелочных интрузивных массивов, а также учитывая то, что на территории западной части Эльконского горста подобные субщелочные комплексы развиты также на других участках, важным является прогнозирование участков нахождения зон с золотоуранинитовым оруденением в пределах ореолов фенитизации, сопровождающих многофазные долговременно развивавшиеся магматические комплексы.

Цель и задачи исследований

Целью данной работы является выявление закономерности образования золотоуранинитового типа оруденения Эльконского горста, характеризующегося высокими содержаниями урана (0,2-0,35%) и лучшими показателями радиометрической обогатимости руды.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Выявить особенности тектонического строения и формирования золотоуранинитового оруденения зон Интересной, №517 и северо-западного фланга зоны Надежда, морфологии их рудных тел, метасоматических изменений вмещающих пород, и провести их сопоставление с основным золотобраннеритовым оруденением Эльконского горста.

2. Провести дополнительное изучение вещественного состава руд исследуемых зон, сформированных в условиях наличия на этом участке многочисленных разновозрастных мезозойских интрузий, связанных с расположенным в этой части района малоглубинным субщелочным магматическим очагом. Исследования учитывают наличие многофазных длительно развивающихся интрузивных массивов и близость их магматического очага, что определило развитие здесь мощного ореола интенсивной дорудной и поел еру дной фенитизации вмещающих оруденение пород и проявление длительных устойчивых высокотемпературных условий минералообразования.

3. Установить предпосылки прогнозирования проявления промышленного золотоуранинитового оруденения данного типа в пределах сходных геологических обстановок.

Обзор современного состояния МСБ урана

Доля атомной энергетики в России до недавнего времени составляла 11% по установленной мощности и 16% по производству. Учитывая достаточно сложную мировую ситуацию с углеводородным сырьем, основными положениями «Энергетической стратегии России на период до 2020 года», принятой Правительством РФ в 2003 г., определено, что увеличение потребности экономики страны в электроэнергии в значительной степени будет покрываться за счет роста ее выработки атомными электростанциями (АЭС) [9]. В октябре 2006 г. постановлением Правительства РФ утверждена Федеральная целевая программа (ФЦП) «Развитие атомного энергопромышленного комплекса России на 2007-2010 годы и на перспективу до 2015 года». В результате реализации ФЦП ожидается ввод в эксплуатацию 10 новых энергоблоков общей установленной мощностью не менее 9,8 ГВт с достижением общей установленной мощности всех АЭС страны 33 ГВт, что составит 18,6% общего объема производства электроэнергии в России. В дальнейшем, к 2030 г., доля производства электроэнергии на АЭС должна достигнуть 25% ее общего объема. Все это резко увеличивает потребности атомной промышленности в природном уране.

На начало 2006 г. мировые разведанные запасы урана в недрах по цене менее 80 дол/кг составляли около 5000 тыс. т, из них 4224 тыс. т сосредоточены в 11 странах мира. Именно эти запасы служат в настоящее время основным источником для производства урана.

Одиннадцать ведущих стран-производителей обеспечивают 95% мировой добычи урана, причем Канада и Австралия - более 50%. По годовому производству урана (около 3300 т) Россия занимает четвертое место после Казахстана.

Эльконский урановорудный район расположен в Республике Саха (Якутия), в пределах Центрально-Алданского горно-промышленного района, содержащего крупные месторождения золота, железных руд, флогопита, апатита; пьезосырья и других полезных ископаемых. Центрально-Алданский район является одним из старейших районов золотодобычи в России, но в настоящее время наиболее крупные месторождения золота - Лебединское и Куранах - полностью или в значительной степени отработаны.

Урановые месторождения золото-уранового типа, локализованные в крупных долгоживущих разломах, открыты в районе в начале 1960-х гг. Запасы урана по 22 месторождениям были впервые утверждены ГКЗ СССР в 1968 г. Позднее, еще в течение 16 лет, продолжалась разведка основных участков главной рудоносной структуры района - зоны Южной и крупного месторождения зоны Северной, разведанные запасы которых переутверждены ГКЗ в 1981 г. В 1984 г. дальнейшие исследования здесь были прекращены, а месторождения отнесены к резервным.

В рудном районе, площадь которого около 600 км2, выявлено более 100 рудоносных зон различной протяженности и разного строения. Запасы урана по 15 основным рудным зонам составляют 342 тыс. т при среднем содержании урана 0,147%, причем более 75% этих запасов приходится на зону Южную - гигантскую рудоносную структуру протяженностью более 20 км с практически непрерывным оруденением. Прогнозные ресурсы категории Р1 оцениваются почти в 300 тыс. т при среднем содержании урана 0,120%. Суммарный ресурсный потенциал района составляет 650 тыс. т урана, что позволяет рассматривать его в качестве одного из крупнейших ураново-рудных районов мира. Запасы попутного золота в контурах ураново-рудных тел только по зоне Южной более составляют 140 т при среднем его содержании 0,8 г/т, серебра - около 1800 т при среднем содержании 10 г/т. На двух месторождениях в юго-восточной части района — Дружном и Минеевском - присутствует молибден, суммарные запасы которого составляют 97 тыс. т при среднем содержании 0,12%.

Урановые руды месторождений Эльконского района относятся к алюмосиликатному типу с повышенными концентрациями пирита и карбонатов и по своим технологическим свойствам являются сложными для переработки. Руды относительно контрастны, они эффективно обогащаются радиометрическим методом с выходом отвальных хвостов не более 25-29%. Практически для всех рудных объектов рассматриваются как кислотный, так и карбонатный гидрометаллургические способы выщелачивания урана, которые должны обеспечивать достаточно высокое его извлечение. Рудные тела в основных месторождениях имеют мощность в первые метры, значительную протяженность по простиранию и падению при хорошей выдержанности и незначительной прерывистости, что способствует применению высокопроизводительных систем добычи.

Отработка месторождений Эльконского района возможна системами вертикальных и горизонтальных подземных выработок, причем на наиболее крупных месторождениях основное оруденение начинается от глубин порядка 300 м. Некоторые месторождения могут отрабатываться из штолен, в единичных случаях - открытым способом. Горно-технические и гидрогеологические условия разработки месторождений в целом благоприятны.

Запасы урана в Эльконском районе до настоящего времени остаются крупнейшим в России резервным источником ядерного сырья. Их освоение не было начато в связи с тем, что почти одновременно с Эльконским в бывшем СССР были выявлены и затем вовлечены в отработку Стрельцовский и Кировоградский (Украина) ураново-рудные районы, находящиеся в значительно лучших географо-экономических условиях. Однако в настоящее время, когда в России обозначился резкий дефицит урана, освоению Эльконского района практически нет альтернативы. Необходимо учитывать и то, что экономическая инфраструктура района в последние годы значительно улучшилась в связи со строительством железной дороги Сковородино-Якутск. Рабочее движение по ней уже осуществляется до Томмота, расстояние от которого до месторождений Эльконского района составляет 36-80 км.

Промышленная привлекательность Эльконского ураново-рудного района не вызывает сомнений. Согласно плану совместных действий МПР России, Роснедра и Росатома, утвержденному 31 июля 2006 г., одной из наиболее приоритетных задач в области освоения месторождений урана является создание на базе месторождений Эльконского района крупного добывающего горно-химического предприятия производством 5 тыс. т урана в год с выходом на проектную мощность к 2020 г.

В мае 2007 г. ОАО "Техснабэкспорт" были выданы лицензии на геологическое изучение и отработку пяти участков зоны Южной, а также месторождений зон Северной, Интересной и участка Лунного зоны Федоровской. На зонах Южной и Северной намечается строительство пяти рудников, на каждом из которых предполагается проходка 3-4 шахтных стволов. Планируется, что при реализации проекта по освоению района основной упор будет сделан на государственно-частное партнерство с привлечением как отечественных, так и иностранных инвесторов.

Сегодня в России имеется лишь единственный урановорудный район с действующим горно-химическим комбинатом — Стрельцовский в Читинской области. Здесь в 1992 году было разведано 10 урановых месторождений, из которых самые крупные - Стрельцовское и Тулендевское - имеют запасы 60 и 35 тыс. т соответственно [4]. Общие запасы этого урановорудного района оценивались в начале 90-х годов в 300 тыс. т (журнал «Энергия: экономика, техника, экология», №10, 1994 г.). За последние 15 лет разведанные запасы российского урана странным образом сократились - в 2000 году суммарные запасы урана «конкурентной стоимости» оценивались в 240 тыс. т, причем 150 тыс. т из них - с высокой степенью достоверности («Энергия: экономика, технология, экология», №5, 2006 г.).

Генеральный директор «Техснабэкспорт» Владимир Серветник недавно обнародовал иные данные - запасы разрабатываемого Стрельцовского рудного поля оцениваются в 150 тыс. т, в других регионах Восточной Сибири разведано 70 тыс. т сырья (газета «Коммерсантъ» от 9 апреля 2006 г.). Всего же разведанные запасы урана составляют, по его данным, 615 тыс. т, что ощутимо расходится с ранее официально зарегистрированными в МАГАТЭ данными (150 тыс. т). В эту цифру входят и запасы (344 тыс. т) самого крупного из недавно разведанных российских месторождений - зоны Южной, находящегося в Республике Саха (Якутия). Его освоение, как и других урановоносных районов России, сопряжено с большими материальными затратами. Так, самое крупное из известных потенциальных источников уранового сырья - Алданское месторождение пригодно для разработки только горным, шахтным способом (руды залегают на глубинах свыше 300 м), что делает его низкорентабельным. По мнению геологов, более перспективно освоение Витимского урановорудного района. Однако запасы урана в нем не решают стоящих задач

В 1940 - 1950-х годах уран добывался на Чукотке, в Певекском районе. Именно здесь было добыто сырье для первой атомной бомбы.

Уран за последние три года подорожал на мировом рынке вдвое. И это неудивительно - один кубический сантиметр урана с энергетической точки зрения эквивалентен 60000 л бензина, 110-160 т угля или около 60 тыс. м3 природного газа. Преимущество уран имеет и в том, что это чрезвычайно концентрированное топливо, которое легко и дешево транспортируется по сравнению с углем или нефтью. Кроме того, вклад стоимости топлива в полную стоимость произведенной энергии относительно мал. Это означает, что даже значительное увеличение цен на урановое топливо оказывает небольшое влияние на стоимость электроэнергии, полученной на АЭС (ее стоимость увеличилась с 1997 года всего на 7%). Добавим, что глобальные вопросы охраны окружающей среды (вредные последствия от сжигания органического топлива) создают дополнительные преимущества для использования ядерной энергии. К тому же развитие атомной энергетики снижает зависимость развитых стран от поставок нефти и газа из нестабильных в политическом отношении государств (страны Ближнего Востока, Венесуэла, Ливия, Нигерия, Туркменистан и т.д.).

При существующей добыче урана (3300 т в 2003 году) разведанных запасов (около 150 тыс. т) сырья нашей стране хватит на полвека (мы не берем в расчет извлеченный из боеголовок высокообогащенный уран, экспортируемый после переработки в США, его ежегодный объем составляет около 700 млн долл.). Как будет развиваться ядерная энергетика в случае истощения разведанных запасов урана? Здесь существуют две возможности. Первая - это поиск других путей снабжения ядерной энергетики топливом. Одним из них является переход к так называемым «быстрым реакторам» умеренной энергонапряженности, не нуждающимся в больших топливных ресурсах. Для таких реакторов на быстрых нейтронах годится уран из бедных месторождений с низкой степенью обогащения. Возможен и другой путь повторное использование ядерного горючего, а именно плутониевого топлива, выделенного из облученного урана в реакторах на тепловых нейтронах.

Россия занимает значительную часть перспективного мирового уранового рынка, и ее доля на нем может возрасти по мере ввода в разработку новых месторождений в Восточной Сибири. Данные о производстве урана в мире и о наиболее крупных зарубежных производителях урана сведены в таблицах 1 и 2. Треть мировой добычи урановых руд осуществляет Канада (около 11 тыс. т в год), на втором месте -Австралия (7,5 тыс. т), далее следует Казахстан, Россия, Нигер (около 3 тыс. т) и Намибия (около 2 тыс. т в год). Россия может получать урановое сырье из Казахстана и Узбекистана - стран, не имеющей своей ядерной энергетики и не обладающих технологиями его обогащения. Российской компании «Техснабэкспорт» (один из крупнейших участников мирового уранового рынка) принадлежит 49% акций в российско-казахстанском предприятии «Заречное», разрабатывающем урановое месторождение с запасами 19 тыс. т урана (еще 49% - у национальной атомной компании Казахстана «Казатомпром»).

В результате активного продвижения на мировой урановый рынок Россия может занять на нем достойное место. Потенциал запасов уранового сырья (природного и оружейного) позволяет нам к 2030 году занять 45% мирового рынка услуг по обогащению урана и 20-25% мирового рынка строительства атомных электростанций. При использовании рецикла (замкнутого ядерного цикла) ресурсы ядерных материалов смогут обеспечить прогнозируемые энергетические потребности мира на протяжении 1000 лет и снизить энергетическую зависимость развитых стран от нестабильных регионов мира.

Для России огромное значение имеет осуществление строительства на юге Якутии в Центрально-Алданском районе Эльконского горнометаллургического комбината, на котором будут добываться 5000 тонн урана в год и попутно значительное количество золота и серебра [19]. Как сообщил недавно В.Л. Живов - генеральный директор ОАО «Атомредметзолото»

Урановый холдинг АРМЗ»), общее количество разведанных запасов урана, принадлежащих предприятиям холдинга (включая совместный объект в Казахстане), составляет 539 тысяч тонн — второе место в мире (после Австралии). ОАО «Атомредметзолото» управляет всеми уранодобывающими предприятиями России и участвует в совместных предприятиях по добыче и разведке урана в других странах. Оно входит в состав государственной корпорации по атомной энергии «Росатом» и в объединившее в себе все организации гражданского направления ядерной энергетики и ядерно-топливного цикла ОАО «Атомэнергопром».

Из общих запасов урана России основная часть - 319000 т., или 60%, сосредоточена в Алданском районе в горной ненаселенной части, известной как Эльконский горст. Эта территория располагается в 20-50 км к югу от г. Томмота и р. Алдан в междуречье Якокут — Б. Ыллымах. Ее площадь всего порядка 30x40 км, рельеф горный, населенные пункты отсутствуют.

В процессе поисково-разведочных работ на Эльконском горсте было выявлено большое количество крутопадающих рудоносных зон разной протяженности, имеющих длину золотосодержащего уранового оруденения, непрерывно прослеженного горными выработками и скважинами в крупнейшей зоне - Южной - на 20 км. Всего были изучены с подсчетом и утверждением в 1981 г. в Государственной комиссии по запасам крупнейшие вышеназванные запасы урана и находящегося совместно с ним золота в 18 разведанных месторождениях общей длиной оруденения 50 км; были также оценены ресурсы в более 40 менее разведанных и в 20 слабо изученных золото-урановых зонах, имеющих общую длину около 150 км.

Таким образом, в Южной Якутии были выявлены крупнейшие запасы урана и золота, имеющие для России первостепенное стратегическое значение, которые существенно влияют на общемировые запасы этих важных видов сырья. По существу, у России сейчас нет альтернативного решения, кроме как осваивать золото-урановые месторождения Эльконского горста в Южной Якутии.

Заключение диссертации по теме «Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения», Назаров, Сергей Александрович

Заключение.

На основании вышеприведенных данных можно сделать следующие основные выводы:

1. Рудоносные зоны с золотосодержащим уранинитовым типом оруденения расположены внутри ореола интенсивной объемной фенитизации вмещающих пород архейского возраста, сопровождающей присутствующие в нем многочисленные многофазные субщелочные мезозойские интрузии. Эти рудоносные зоны четко связаны с образованием фенитов и вне их ореола не отмечены.

2. Высокотемпературные околорудные метасоматиты зон Интересной, 517 и юго-восточного фланга зоны Надежда по своему составу и вмещаемому оруденению резко отличаются от рудовмещающих средне-низкотемпературных метасоматитов (эльконитов) всех прочих зон, развитых на территории Эльконского горста.

3. Смена строения зон, состава околорудных метасоматитов и состава оруденения по мере приближения и нахождения внутри ореола фенитов, сопровождающих длительное, в том числе дорудное и пострудное многофазное внедрение мезозойских субщелочных магматических пород может служить поисковой предпосылкой для обнаружения золотоуранинитового оруденения в сходных геологических обстановках образования крупных ореолов высокотемпературных фенитов.

Все вышеприведенные факторы показывают определяющую роль многофазного центра мезозойского щелочного магматизма и связанного с ними ореола фенитов на формирование золотосодержащего уранинитового типа руд Эльконского горста.

Существенно отличающиеся от золотобраннеритового типа оруденения минералогический состав урановой и золотой минерализаций, содержания урана и технологически важных компонентов (сера, карбонаты, растворопоглощающие), показатели радиометрической контрастности руд делают необходимым отнесение описываемого золотоуранинитового оруденения Эльконского горста к самостоятельному геолого-промышленному типу месторождений.

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Назаров, Сергей Александрович, 2010 год

1. Бойцов В.Е., Пилипенко Г.Н., Дорожкина Л.А. Новый уникальный тип золото-урановых (браннеритовых) руд Эльконского рудного узла (Центральный Алдан). / Доклад на МО РМО, 2006 г.

2. Бойцов В.Е., Пилипенко Г.Н., Солодов Н.А. Месторождения благородных, радиоактивных и редких металлов / Под ред. Л.В. Оганесяна. -М.: НИА-ПРИРОДА, 1999. С. 126-152.

3. Брылина О.М., Литвин М.А. Мезозойские интрузивные и метасоматические образования северо-западной части Эльконского горста.

4. Голубчиков С. Уран России. / «Государственное управление ресурсами», спецвыпуск 2007 г. С. 28-29.

5. Гурвич М.Ю. Современные методы исследования минералов, горных пород и руд. Курс лекций для студентов геологоразведочного факультета МГГРУ. М., 2003. С. 51-58, 33-35.

6. Информационный отчет за 2005 год по Договору №11-05 «Доизучение геологических данных по Эльконскому уроноворудному району». М., 2005.

7. Красногорская И. Урановая лихорадка. / Государственное управление ресурсами», спецвыпуск 2007 г. С. 682-686.

8. Лабораторные методы исследования минералов, руд и пород / Ю.С. Бородаев, Н.И. Еремин, Ф.П. Мельников, В.И. Старостин. 3-е изд. -М.: Изд-во МГУ, 1988. - 286 с. С. 5-6.

9. Машковцев Г.А., Мигута А.К., Щеточкин В.Н. Минерально-сырьевая база и производство урана в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. / «Минеральные ресурсы России. Экономика и управление». № 1, 2008 г.

10. Месторождения металлических полезных ископаемых. / В.В. Авдонин, В.Е. Бойцов, В.М. Григорьев и др. М.: ЗАО «Геоинформмарк», 1998. С. 245-247.

11. Метасоматизм и метасоматические породы. Колл. авторов. Ред. В.А. Жариков, B.JI. Русинов. М.: Научный мир, 1998. - 492 с. С. 225-226, 227, 231-232.

12. Методы минералогических исследований: Справочник / Под ред. А.И. Гинзбурга. -М.: Недра, 1985. 480 с. С. 403-410.

13. Мигута А.К. Состав и парагенетические минеральные ассоциации урановых руд Эльконского района (Алданский щит, Россия). Геология рудных месторождений. 1997. Т. 38. №4. С. 323-343.

14. Мигута А.К. Урановые месторождения Эльконского рудного района на Алданском щите // Геология рудных месторождений. 2001. Т. 43. №2. С. 129-151.

15. Мигута А.К., Готман Я.Д. (к п. 14)

16. Назаров С.А., Пилипенко Г.Н. К вопросу об образовании золотоуранинитового типа оруденения Эльконского горста (Центральный Алдан). / «Известия ВУЗов. Геология и разведка», №1, 2009.

17. Отчет "Разработка критериев разбраковки и оценки золотоносности минерализованных зон комплексного золото-серебро-молибден-уранового оруденения Эльконского горста" (в 2 книгах). Книга 1. Текст отчета. Алдан, 2003.

18. Пилипенко Г.Н. Некоторые результаты изучения состава и строения ураноносных тектонических зон района междуречья Элькон-Эльконкан (Алданский щит) и их взаимоотношение с малыми интрузиями и дайками субщелочных пород мезозойского возраста. М., 1963.

19. Пилипенко Г.Н. У России нет альтернативного решения. / Интервью для республиканской общественно-политической газеты «Якутия», 7 ноября 2008 г., №206(31475).

20. Уран России: Сборник докладов научно-технического совещания 20-21 ноября 2007 г., Москва, ФГУП «ВНИИХТ». М.: ФГУП «ЦНИИАТОМИНФОРМ», 2008. 228 с.