Пирит-гель-настурановые микропрожилки из Хохловского уранового месторождения (Зауралье, Россия)

Хохловское урановое месторождение рассматривается геологами как аналог Далматовского месторождения [1]. В связи с находками гидротермальных прожилков и обнаружением микро- и нанотекстурных («кватаронных») признаков в твердых U-гелях из далматов-ских прожилков [2] встал вопрос об отношении указанных месторождений к одному парагенетическому типу — «локатипу» в понимании акад. Н. П. Юшкина [3]. Для подтверждения их сходства и отнесения к одному локатипу надо было установить: есть ли на Хохловском месторождении гидротермальные прожилки или иные признаки процессов метасоматического рудообразова-ния и было ли отложение основной промышленной генерации настурана из геля (гель-настурана). Примеры образования оксидов урана из геля на Хохловском месторождении были приведены В. Т. Дубинчуком [4], охарактеризовавшим микро- и наноглобулы и цепочки глобул ураноксида.

На основе опыта поиска и изучения прожилков в образцах Далматовского месторождения [5] аналогичные прожилки были обнаружены нами в образ цах из технологической пробы 5009 при ревизии многочисленных микроснимков урановых руд Хохловского месторождения, полученных на АСЭМ в 2001 г. Эта проба была экспериментально и технологически изучена в 1989 г. А. С. Салтыковым, а в 2003 г. — Н. И. Волковым, Ю. М. Дымковым и О. А. Дойниковой [6] при ревизии сохранившихся материалов, в том числе нескольких образцов руд. Руда из скв. 5009 отличалась разнообразием рудных насту-ран-пиритовых текстур: зафиксированы тонкие (от 0.5 мм до нескольких микрометров) настурановые и настуран-пи-ритовые прожилки с брекчиевой и кру-стификационной текстурой в гелевой или приконтактно-размягченной вязкой песчано-глинистой массе.

В трех образцах (5009-03—5009-05) было обнаружено несколько видов гель-ураноксидных прожилков, в том числе мономинеральный гель-настурановый прожилок толщиной 20 мкм. Рудные прожилки имели серповидную (рис. 1) и прямолинейную формы. В первом прожилке четко различаются две зоны. Основная зона (пиритовая) состоит из плотного зернистого пирита цементной тек стуры с многочисленными включениями обломков пород и халцедоновидного кварца. Более поздняя рудная зона линзовидной формы сложена плотным агрегатом относительно крупных несовершенных ромбоэдрических псевдокристаллов гель-ураноксида. Линзовидные зоны контактируют непосредственно с алевролито-глинистой породой. Контакт чёткий. Вдоль контакта внутри жилы

Рис. 1. Гнездо массивного гель-пирита (светло-серое) с обломками халцедоновидного гель-кварца (темно-серое), обросшее кварц-пирит-гель-настурано-вым прожилком с тонкозернистым кварцем (черное); гель-настуран белый. Сканированный снимок полированного образца 5009-3 в отраженных электронах

проходит полоса крупных псевдокристаллов (10—20 мкм в ребре) и более мелких выделений гель-ураноксида с включениями зерен кварца (5—10 мкм) и более редкими кристаллами пирита. Далее следуют сплошная полоска и отдельные пятна крупнокристаллического пирита (рис. 2). Параллельно контакту выявляется цепочка пятен зернистого гидротермального кварца, переходящих в извилистые прожилки. Отчетливо видно, что настуран и пирит использовали контакт песчаника и алевролита как наиболее проницаемую зону (рис. 2). Местами гель-настуран образует псевдоморфозы по ромбоэдрическому минералу, предположительно кальциту (рис. 3). На отдельных участках прожилка настурана наблюдается классическая флюидальная текстура, свидетельствующая о перемещении вязкого вещества (рис. 4). Многие формы гель-настурана близки также к самостоятельным геометрически несовершенным кубам с элементами асимметрии, и лучше их называть гель-уранини-тами или гель-ураноксидами и относить к минералоидам.

Химический состав псевдокристалла гель-ураноксида по ЭД спектрам (рис. 5, см. таблицу) мало чем отличается от состава далматовского гель-настурана [5].

Рис. 2. Контакт гель-настуранового прожилка с вмещающей породой (низ снимка) и массивным пиритом (верх). Деталь прожилка (см. рис. 1)

Рис. 3. Псевдокристалл гель-настурана (светлое) с более темными участками, обогащенными цирконием. Темно-серое — гель-кварц, черное — тонкие прожилки кварца, пластинки серицита. Сканированный снимок в отраженных электронах. Результаты анализа в тексте

На поверхности кристалла по степени отражения электронов выделяются две разновидности — серая, богатая цирконием, и белая с меньшим его содержанием. На тёмном фоне видны редкие светлые точки и плохо различимые торы. При небольшом увеличении чётко заметен двойной белый концентр с внешним диаметром около 2 мкм. Светлая фаза имела преимущественно белые торы (d ~1.5 мкм) разной концентрации, но зонд мог попасть целиком на белые мик

Рис. 5. Энергодисперсный спектр фрагмента микропрожилка гель-настурана толщиной 20 мкм

Химический состав гель-ураноксида, вес. %

Спектр	Р	S	Ti	Ее	Zr	и	0*	Всего
1	1.42	1.45	2.61	1.17	2.25	74.27	16.85	100.00
1а	1.87	1.49	2.71	1.21	—	75.74	16.98	100.00
2	1.00	2.33	2.36	1.35	2.48	73.04	17.43	100.00

* Нормализован по стехиометрии

Рис. 4. Текстура течения вязкого вещества гель-настурана (белое) с включениями гель-кварца (тёмно-серое), гель-пирита (серое) и тонкозернистого кварца (черное). Сканированный снимок в отраженных электронах, увеличение х 750

роучастки без циркония, о чем свидетельствует спектр 1а (см. таблицу).

Наблюдаются также обособленные тонкие (20—30 мкм) мономинеральные прожилки гель-ураноксида. Три полированных участка таких прожилков имеют плотную массивную текстуру ураноксидного выполнения и на первый взгляд более или менее равномерно-микрозернистую структуру с «кватарон-ным рисунком» первичной раскристал-лизации. При детальном рассмотрении сканированных снимков выявляется сложная многопорядковая картина (рис. 6).

Самыми мелкими микроиндивидами, создающими фон картины, являются микротрубки и микроторы диаметром 0.4 мкм (зональные кольца того же диаметра). В одном агрегате с ними присутствуют линейные элементы, похожие на трубки или пачки трубок, также продольно зональные, и четко видно, что кольца — это поперечные срезы наиболее совершенно построенных трубок. В пачках трубок отмечаются отклонения в параллельности, выклинивания, срастания и т. п. На некоторых участках наблюдаются закругленность их окончаний и появление тонких вытянутых ампул длиной

Рис. 6. Кватаронные индивиды. Пояснение в тексте

примерно от 2 до 6 мкм. Как уже отмечалось, кольца зональные, относительная толщина их зон примерно такая же, как и в далматовских глобулах [5], и равна диаметру полости. Ампулы, что видно и на поперечном, и на продольном срезах, отчетливо двухфазны. В отраженных электронах вторая фаза имеет светло-бежевый оттенок по сравнению с белым цветом стенок колец и ампул.

К более крупным объектам раскрис- таллизованного гель-настурана относятся «квазикристаллы», реже шары и смешанные формы шаров с кристаллами, образования удлиненной формы, а также единичная трубка. В некоторых участках микропрожилка твердый гель сложен преимущественно короткими ампулами с пунктирными ровными щелями на месте их ядер. Параллельные группы их образуют призмы, объединенные в квадраты, не имеющие четких контуров огранения, которые создают чёткие внешние зоны куба. Внутри такого куба вписан правильный шар, состоящий из субрадиальных фрагментов ампул. Среди них наблюдаются несколько поперечных кольцевых разрезов — «торов» с чёрными точками в центре. Внешние границы таких крупных кубов в окружающем более неупорядоченном агрегате микроампул, в отличие от призматических игольчатых квазикристаллов, нечёткие, так как весь агрегат состоит в основном не из целых капсул, а из их разноокрашенных продольных частей и обломков.

На рис. 6 показано несколько сростков ква-таронных [2] фигур, своего рода микроиндивидов первично затвердевшего ураноксидного геля. Так, «Сросток-А» включает: 1 — плоскогранные зональные квазикристаллы; 2 — расщепление сторами(поперечный срез ампулы (?) на поверхности); 3 — неограненные пачки микроампул; 4 — скелетный квазикристалл. «Сросток-Б» представляет собой упорядоченный столбчатый квазикристалл (1 — поперечный, 2 — продольный срез). «Сросток-В»

более сложен: 1 — округлый-много-гранник или цилиндр; 2 — «борода» из линейно упорядоченных торов; 3 — острый тригональный ромбоэдр (продольный и поперечный срезы); 4 — угол скелетного куба; 5 — «окно в микромир». «Сросток-Г» — скелетный квазикристалл, состоящий из кубических субиндивидов.

Квадратные и прямоугольные поверхности квазикристаллов (рис. 6, Б)

ровные, гладкие, в срезе четко очерченные прямыми линиями. В отдельных квазикристаллах параллельно плотной стенке (в разрезе) проявляется ровная белая вторая кайма (пунктир).

Надежным доказательством гидротермального образования рассмотренных выше микропрожилков служит стадийность [7], а в нашем более ограниченном объеме — ступенчатость образования минералов. Выявляется несколько ступеней минерализации:

• 1    — образование из геля кремнезема в виде халцедоновидного кварца;

• 2    — отложение ромбоэдрического кальцита и образование микрозернисто-го кварца с единичными микрокристаллами «хрусталя»;

• 3    — растворение кальцита, отложение гель-пирита в ромбоэдрических пустотах и замещение остатков кальцита гель-настураном;

• 4    — появление в тектонических полостях массивного гель-пирита, фрам-боэдров пирита и их перекристаллизация;

• 5    — появление Ni-пирита, сульфидов Ni, Co, Pb, Cu, почковидных агрегатов фемолита, а также черного кварца двух генераций.

Мы признательны д. г.-м. н. О. А. Дойниковой, с. н. с. лаборатории радиогеологии ИГЕМ РАН, за электронномикроскопические материалы — основу выделенных здесь новых объектов урановой микро- и наноминералогии: рудных микро- и нанопрожилков гель-настурана и их нанокватаронных внутренних текстур.

Полученные нами данные представляют интерес как для решения генетических задач, так и для минералого-технологической оптимизации процесса выщелачивания урана из руд.