Горный вестник Узбекистана 2007 №2

Его значение – значение поставщика кислоро- да в различные горизонты зоны окисления и, в том числе, в наиболее глубокие – переоценить трудно». И далее «…в конечные стадии развития зоны окисления (сульфидных месторождений) …» все сохранившиеся еще сульфаты окажутся неус- тойчивыми и постепенно окончательно заменятся карбонатами, силикатами и т.п. Но и последние, ввиду отсутствия в обычных водах таких металлов, как свинец, цинк, медь, будут подвергаться раство- ряющему действию, и как бы ни мала была рас-

творимость соответственных со- единений, тяжелые металлы будут все более и более выноситься из пределов зоны окисления. В ре- зультате в последней окажутся лишь такие малоподвижные со- единения, как разнообразные фор- мы SiO₂ и Fe₂O₃, часто в комбина- ции с Al₂O₃, и т.п. В пределе зона окисления окончательно освобож- дается от тяжелых металлов, буду- чи сложена лишь различными фор- мами кремнезема, окислами и гид- роокислами железа и марганца, алюмокремниевыми соединения- ми. Железные сульфаты - FeSO₄ и Fe₂(SO₄)₃ - оба неустойчивы. Пер- вый окисляется до второго, кото-


М е м б р а н а

М е м б р а н а
Рис. 2. Схема трехкамерного электродиализатора для удаления избыточной кислотности из сернокислых растворов уранила

рый в нейтральных или слабокислых растворах лег- ко гидролизуется, давая, в конце концов, гидро- окись железа - соединение трудно подвижное. Пре- красная растворимость большинства сульфатов же- леза, узкие пределы устойчивости в отношении сте- пени кислотности - все это обусловливает чрезвы- чайную краткость существования многих из них в пределах зоны окисления. Это в буквально смысле слова «временные гости» окисляющегося суль- фидного месторождения».
Именно эти сульфаты имеют важное значение в переводе урана в подвижную форму. В работе [3] Т.Я. Демина указывает следующее.
«Реакции восстановления-окисления урана, ле- жащие в основе рудоотложения на восстановитель- ном барьере, гетерогенны, и каждая из них имеет кинетическую специфику. Как промежуточный продукт во многих окислительно-восстанови- тельных реакциях U(IV) – U(VI) присутствует пяти- валентный уран. Четырехвалентный уран является энергичным восстановителем и окисляется трех- валентным железом за доли секунды. Трехва- лентный уран окисляется очень быстро, в том числе водой, с выделением водорода».
Если эту информацию адаптировать к рассмат- риваемому вопросу, то по принципу аналогии мож- но предположить следующее.

1. 
   Поскольку электрохимические процессы пе- реноса элементов в ионной форме протекают со скоростью на много порядков превышающей про- цесс фильтрационной миграции и способны извле- кать ионы не только из фильтрационных (свобод- ных) пластовых вод, но и из поровых (связанных) растворов, то рудные залежи могут образовываться в короткие (в геологическом смысле) периоды вре- мени на участках развития зон, обладающих элек- тронной проводимостью.
   
2. 
   Если признать наличие зон электронной про- водимости (ЗЭП) как обязательную составляющую, ответственную за процесс уранового рудогенеза, то
   

этот процесс есть ничто иное, как направленное движение ионов во внутренней цепи природного гальванического элемента, которой являются вод- ные растворы в толще продуктивного горизонта, а внешней цепью - прослои электронных проводни- ков, пронизывающие эту толщу и вмещающие ее породы от среды с восстановительной обстановкой до окислительной.
Согласно этим выводам можно представить сле- дующую природную модель электрохимического процесса уранового рудогенеза (рис. 3). Не трудно заметить принципиальную аналогию между моде- лью, представленной на рис. 3, и схемой трехка- мерного электродиализатора Б.Н. Ласкорина (рис. 2), с учетом факта наличия ЗЭП в природных средах, подтвержденного геологической докумен- тацией керна и диаграммой редокс-каротажа (рис. 1).
На основании приведенной информации прихо- дим к следующим выводам.

1. 
   Объемы геологической среды, обогащенные аутигенными минералами железа и углефицирован- ным детритом, могут рассматриваться как гальва- нические системы, генерирующие условия благо- приятные для нахождения железа продолжительное время в состоянии активного окислителя - Fe₂(SO₄)₃ и перевода в эту форму окислов и сульфидов желе- за. Такие зоны, диагностируемые как красноцветы, являются средой благоприятной для активного вы- щелачивания урана из вмещающих пород и направ- ленной его миграции в ионной форме под действи- ем электрических сил к границе выклинивания ЗПО. Объем таких зон и, в итоге, параметры урано- вого оруденения, определяется масштабами площа- дей и мощностью развития фациальных прослоев, обогащенных углефицированными остатками и же- лезистыми минералами, а также содержанием по- следних в этих прослоях.
   
2. 
   Породы, претерпевшие глубокие окислитель- ные процессы, отличаются от исходных (материн-
   

ских) пород крайне низким содержанием химиче- ских элементов с большим атомным номером, т.е. по рудным элементам (тяжелым металлам), они истощены и представлены в основном окислами и гидроокислами железа и марганца в породной мат- рице, состоящей из малоподвижных минеральных соединений карбонатов, алюмосиликатов и сили- катов, которые в совокупности придают породам светлую окраску - голубовато-зеленовато-желтые, белые и белесые тона.

3. 
   В зависимости от исходного минерального состава материнских пород и дренирующих их вод за границами развития зоны гипергенеза возможно накопление не только урана, но и других рудных элементов (вторичное обогащение), предрасполо- женных к миграции в форме подвижных ионных комплексов. Зоны вторичного обогащения визу- ально фиксируются темной окраской - черным, темно-серым, фиолетовым, коричневым цветом. Переходной зоне, от окислительной к восстанови- тельной, соответствуют промежуточные цвета оп- тического спектра.
   
4. 
   Успехи в выявлении урановых месторожде- ний песчаникового типа являются следствием уни- кального свойства урана - способности к самопро- извольному делению, сопровождающемуся естест-
   

венной радиоактивностью его дочерних продук- тов. По этому излучению легко обнаружить и це- ленаправленно изучить скопления урана.
Другие рудные элементы таким свойством не обладают. Их обнаружение требует больших тру- дозатрат и знаний законов рудогенеза. Возможно, по этим причинам поисковые и разведочные рабо- ты на рудные элементы (цветные и благородные металлы) в отложениях чехла особых успехов не имеют.
В Центральных Кызылкумах перспективными на уран являются горизонты рыхлых осадочных отложений мела и палеогена, которые представле- ны, главным образом, русловыми фациями (аллю- вий надпойменных террас и донные осадки, обо- гащенные тяжелой фракцией) и прибрежными осадками шельфа мелководного моря волно- прибойной и подводно-течениевой зон. В этих осадках восстановителями являются органические остатки (растительный детрит), газовые флюиды угле- и сероводородов, а роль электронного про- водника («неразлагаемого электрода») играют прослои, обогащенные дисульфидами железа (пи- ритом и марказитом), приуроченные к подошвам пограничных слоев сезонных и исторических цик- лов осадконакопления.

Условные обозначения

• 
  региональные водоупоры;
  
• 
  ураново-рудная зона;
  
• 
  прослой электронных проводников;
  
• 
  зона устойчивого присутствия активных окис- ^{лителей H}2^SO4 ^{и Fe}2^(SO4⁾3^;
  
• 
  зона электролизной генерации окислителей и активного разложения породообразующих мине- ралов;
  
• 
  зона эпигенетического окисления пород водо- носного горизонта.