Йилирри и месторождения в калькретах

Другим важным событием в геологии урана последних лет явилось открытие и описание обогащения ураном калькретовых дренажных структур в Западной Австралии, Намибии и Сомали. Вмещающие породы представляют собой линзообразные тела, сложенные аллювием, почвенным субстратом или детритовым материалом, сцементированным карбонатными и другими минералами. Минералы урана представлены преимущественно карнотитом. Он заполняет пустоты и трещины в калькретах, а также образует вкрапленность в подстилающем кварцево-глинистом реголите. В аналогичной форме уран накапливается и в отложениях соленых озер. На месторождении Йилирри, Западная Австралия, оконтурена площадь с запасами 45 тыс. т U3O8, из которых половина приходится на руды с содержанием более 0,36% U3O8; крупными, по-видимому, являются также месторождения Лянгер-Хейнрих и Тумас-Ривер в Намибии.

К калькретам и ассоциирующимся с ними позднеплейстоценовым — голоценовым осадочным породам в Западной Австралии приурочены многочисленные рудопроявления и месторождения урана, занимающие три геоморфологические позиции: 1) речные долины (trunk valleys); 2) плайевые озера; 3) расчлененные калькретовые террасы. Долинные калькреты, подобные тем, в которых залегает месторождение Йилирри, занимают долины крупных водотоков шириной до 5 км и длиной до 100 км. Калькретовый горизонт обычно имеет мощность 5—10 м. Будучи частью замкнутых дренажных бассейнов, русловые долины обычно ведут к плайевым озерам, образуя там дельты, сложенные хемогенными отложениями, в которых могут формироваться урановые месторождения. Австралийские калькретовые месторождения залегают в четвертичных или современных отложениях плайевых озер либо в русловых калькретах на территории бессточных бассейнов, где испарение происходит интенсивнее, чем выпадение осадков. Испарение благоприятствует росту концентрации калия, а также увеличению активности уранил-иона, поскольку возрастание ионной силы и понижение pH ослабляют связи урана в карбонатных комплексах. С гидрологической точки зрения наилучшие условия для отложения карнотита реализуются в обширных замкнутых дренажных бассейнах, подстилаемых гранитными породами, из которых уран поступает в подземные воды. Наиболее интенсивно карнотит осаждается там, где подземные воды подпруживаются барьерами, заставляющими их продвигаться вверх. При этом происходит окисление или смешивание этих вод с более глубинными, несущими ванадий (рис. 32). Ванадий лучше всего переносится в форме У (IV), а карнотит осаждается там, где ванадий окисляется до V (V) и/или происходит смешение глубинных вод с растворами, переносящими U (VI).

Урановые месторождения, локализованные в калькретах и гипскретах Намибии, отличаются от месторождений Западной Австралии рядом особенностей. Калькреты-гипскреты образуются на основе грубообломочного речного детритуса, содержат аутигенный гипс, относительное количество которого в цементе увеличивается по направлению к Атлантическому океану, и имеют позднетретичный возраст. Наиболее известно и, вероятно, имеет промышленное значение месторождение Лянгер-Хейнрих, другие месторождения располагаются в этом же районе. На месторождении Лянгер-Хейнрих вмещающими породами являются калькретизированные конгломераты; крупные обломки в них представлены слегка выветрелой угловатой гранитной дресвой местного происхождения. Цементирующий карбонат развивается в виде крупнозернистой мозаики, окружающей обломочные зерна. Гипс составляет около 2% цемента — меньше, чем в других месторождениях, расположенных ближе к океану. Опаловый цемент не наблюдается. Уклон русла здесь гораздо круче, чем в случае долинных калькретов Австралии, а подстилающие гранитоидные породы лишь слегка выветрелы, но морфология залежей калькретов похожа на австралийскую, и имеются доказательства существования поднятых ступеней коренных пород, вызывающих восходящее движение подземных вод.

По мнению Карлайла, намибийские калькрет-гипскретовые урановые месторождения, по всей вероятности, сформировались почти тем же путем, что и месторождения йилиррийского типа в долинных калькретах Австралии. Однако Хамблтон-Джонс и Тунc отстаивают несколько иной механизм образования карнотита. Они приходят к заключению, что карнотит накапливался выше уровня грунтовых вод в результате направленной вверх диффузии, обусловленной всасывающим действием обезвоженной в результате испарения почвы, и диссоциации комплексов уранила. Несмотря на недосыщенность вод относительно карнотита, защищается тезис о метастабильном образовании его зародышей на монтмориллоните.