Текст
л. я: сурАЖ Ски.и
fi
Книга должна быть возвращена не
позже указанного здесь срока
Количество прелылуши!
вылач
Г
i
I/
Jim
д:я. сурлжскии
МЕТОДЫ ПОИСКОВ
и РАЗВЕДКИ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ
УРАНА
П од редакцией
чл.-корр. А Н СССР В , Я . С М И РН О ВА
I i 1 jJ. L L i Lh *
11.’I*Ф*»
Ига.
Шо
Аточиадат
)
ИЗДАТЕЛЬСТВО ГЛАВНОГО УПРАВЛЕНИЯ
НО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ АТОМНОП ЭНЕРГИИ
ПРИ СОВЕТЕ МИНИСТРОВ СССР
М о с к в а — 1960
ego
^
I
АННОТАЦИЯ
Кяига представляет собой методическое ру к о ЕС1 ГГ3 0 по поискам и разведке м есторож дений
r;si?a- Она состоит нз трех разделов. В первом
ра-^Еле содержится общая характеристика прокыш.-енкых типов месторождений, урана и рассиатрнваются осноопые критерии для и ап р ав л еЕяя RZ поисков. Во втором разделе описы ваю тся
кгтоды поисков месторождений по их р ад и ац и о н Еыи, газовым и солевым
ореолам. В третьем
разделе дается группировка месторождений по
соискупносгп основных морфологических п р и зн асоз. рассматриваются системы разведки и уелогая квалификации запасов применительно к
месторождениям каждой группы, описы ваю тся
спепнальные методы опробования, основанные н а
радноактивности руд. В этом ж е разделе и зл ага
ются основные критерии для промышленной оцени иесторождений урана и некоторые специальны е
гриемы подсчета их запасов.
Книга рассчитана на инженеров-геологов,
тгхников-геологов и студентов геологоразведочвых и горных вузов соответствующих специальносгеа. Она может быть полезна такж е горным
нвженерам и техникам, работающим на урановы х
рудниках.
ОГЛАВЛЕНИЕ
П редисловие
^
,
5
РАЗДЕЛ ПЕР в Ы и
Типы промышленных месторождений- урана и основные критерии
для их поисков
Гл а ва I. Типы промышленных месторождений урана . .
,
/
.
7
§ I. П егматиты и пегматопды
7
§ 2 . Гидротермальные месторождения
. . . ,
,
.
13
§ 3. Сингенетические месторождения в морских осадках
.
40
§ 4. Эпигенетические (инфильтрацпонные) месторож дения' .
43
§ 5. Метаморфогенные м е с т о р о ж д е и и я .....................................
.
54
§ 6 , Древние метаморфизованные р о с с ы п и ..................................... 58
§ 7. Сравнительная оценка различных тисов урановых меЬторождений
.
...................................................................... ;
61.
Г ла ва II . Поисковые признаки и критерии
.
.
.
.
.
.. . 63
§ 1. П редварительны е замечания
.
,
.
.
63
§ 2. Критерии, используемые для оценки крупных’ площадей
к ак возмож ны х урановы х провинций
,
.
.
,
.
64
§ 3. Критерии, используемые дл я выявления новых рудных
районов внутри урановых провинций
.
.
.
.
.
63
•
§ 4. К ритери» и поисковые признаки, используемые для выяв>
ления новых месторождений внутри урановых рудных райо
нов .
,
.
.
,
» .
,
.
,
\
. 73р а з д е л
в т о р о й
Поиски месторождений урана
^
Г л а ва I I I, Поиски месторождений урана по их радиационным
ореолам .
.
........................................84'
§ 1. Физические основы м е т о д а ......................................................84
§ 2. И змерение радиоактивности при поисках .
.
.
.
.1 0 1
§ 3. А эр о -у с ье м к а
.
.
» .
. И1
§ 4. А втомобильная у с ъ е м к а ............................................................. 118
§ 5. П еш еходная Y- и Р-съемка
.
. . . . . . .
122
............................................................. 128
§ 6. П одзем ная у с ь ^ ^ к а
.
Г л а ва IV . Поиски месторождений урана по нх газовТам ореолам
(Р ад о н о вая съемка) . . . . . . .
.............................. 130
§ I. Основы м е т о д а .................................................................................. 137
§ 2. Условия применения м е т о д а .....................................................132
§ 3. Способы измерения концентрации радона в почвенном
в о з д у х е ......................................................... ......................................
§ 4. Р азновидности радоновой съемки
.
.
,
.
,
, 1-з4
§ 5. И нтерпретация аномалий
.
.
............................................. 135
Оглаелгнае
4____________ ______ ____________ --------------------------------------------^
rxflfffl V^. noircKii месторождении урана по их солевым ореолам
. 14 ^
к 1 урзнометрнческая съемка
. . . .
*
• • . I 41
л 2 Радиогндрогсологнческая съемка
.
.
,
*
* . 149
§ з! Бпогеохимическая съемка ......................................■ . 156
РАЗДЕЛ
ТРЕТИЙ
Разведка месторождений урана
Тлааа VI. Разведка урановых месторождений на п оверхн ости .
. 1бо
§ 1. Общие з а м е ч а н и я .......................................................................... ....
§ 2. Процессы окисления и типы окисленны х в ы х о д о в
. . I6i
§ 3! Разведка окисленных в ы х о д о в ...........................................
Глава VII. Особенности детальной разведки ^^ecтopoж дeний у р а н а 166
§ 1. Общие замечания
.
.
.......................................................... 166
§ 2. Разведка минерализованных пластов (П е р в а я группа
месторож дений)........................................................................ .1 6 6
§ 3. Разведка крупных пластовых залеж ей (В т о р а я группа
месторождений) .................................................... ........
168
§ ‘4. Разведка пластообразных, столбообразных и ж и л о о б р а з
ных залежей (Третья группа месторож дений)
.
.
.1 6 9
§ 5. Разведка линзообразных и гнездообразныл з а л е ж е й (Ч ет" вертая группа месторождений)
................................................. 175
§ 6 . Разведка тонких жиЛ (П ятая группа м есто р о ж д ен и й ) 177
§ 7, Некоторые общие вопросы изучения м есто р о ж ден и й у р а н а 183
Глава VIII. Особенности опробования месторождений у р а н а *
.
.1 8 6
§ I. Общие з а м е ч а н и я ....................................
.
.
.
.
. 186
§ 2 . Количественный радиометрический ан ал и з р у д , п ересечен*. -ных буровыми скважинами (Количественный у -к а р о т а ж ) 187
,,
§ 3. Количественный радиометрический ан ал и з р у д , вскры ты х
■
горнымн выработками (Радиометрическое о п р о б о в ан и е) 198
§ 4- Опробование добычей . . . . . . . . . .
205
^^
методы определения с о д е р ж а н и я у р а н а
Глава IX. Промышленная оценка и подсчет зап асо в м есто р о ж д ен и й
урана ..............................................................
. . .
I
о
I
критерии для промышленной оценки
.
подсчета запасов.................................................
S о. 4слооия квалификации запасов
Л и т е 1) а т у р а
. .
*
—
221
♦
•
.
• ^27
230
П РЕДИ СЛ О В И Е
Несмотря на особую важность задачи создания сырьевой
базы для атомной энергетики ближайшего будущего, ии в Со
ветском Союзе, ни за границей до сих пор не опубликовано ни
одного полноценного руководства по поискам и разведке место
рождений радиоактивных элементов.
Краткое описание поисковых методов, рассчитанное глав
ным образом на проспекторов или на лиц, ведущих поиски'
урана попутно с поисками других полезных ископаемых, мож
но найти в ряде работ [Наинингер, 1.954; Фауль {ред.), 1956;
Мелков и Пухальстшй, 1957 и др.]. Геофизическая сторона по
исков рассматривается, к сожалению, без должной геологиче
ской основы в книге «Радиометрические методы поисков и р аз
ведки урановых руд», изданной в 1956 г. Все эти работы, хотя
и обладают несомненными достоинствами, все ж е не охватыва
ют многих важных данных, полученных в процессе поисков ме
сторождений урана в СССР и за рубежом.
Что ж е касается методов разведки и опробования урановых
месторождений, то по этим вопросам нет опубликованной ли
тературы, еслп не считать нескольких журнальных статей, ка
сающихся главным образом сцинтилляционного каротажа, а
такж е способа оконтуривания площадей при подсчете за п а
сов рудных залеж ей на П лато Колорадо.
Н астоящ ая книга состоит из трех разделов. В первом разде
ле дается общая характеристика промышленных типов место»
рождений урана и рассматриваются основные критерии для
направления поисковых работ.
Во втором разделе описнваются методы поисков месторож*
дений урана по их радиационным, газовым и солевым ореолам.
В группе «радиационных» методов выделяются съемки: воз
душ ная (самолетная), наземная (автомобильная и пешеход*
ная) и подземная. Из группы «эманацноиных» методов выделен
только один — скоростной вариант радоновой съемки. В главе,
касаю щ ейся поисков по солевым ореолам, описаны различные
виды геохимических съемок — уранометрическая, радиогидрогеологическая и радиобиохимическая.
Методы поисков, находящиеся в стадии разработки или не
нашедшие широкого применения в практике, такие, например.
Пргдис.ю^ив
t .j j o n c w РЛДВМКПЕНЬПС руд по ореолам нерадиоактивны ,
^ Г и п . вянгя люминесцентная съемка, в настоящ ей кнщ^
*
t
eg Ol3£H2J0TC3.
В тэетьем разделе книги описываются методы предварительr f с л з г д а , детальной разведки, опробования й подсчета за
п аса кгсгорож^енвй }-рава. Здесь разбираю тся вопросы, связзЕные с Бскрытвем и оценкон выщелоченных вы ходов, дается
гргЕппфОЕКз кесторождешш урана по совокупности основных
ко^фалогиеских признаков (форма, размеры, изменчивость и
прерьзпстостъ оруденення), рассматриваются систем ы разведЕз, плотность разведочной сети и условия квал и ф и кац и и запаCD3 прнменвтельно к месторождениям каж дой группы , описыБаются сп£цпальные методы опробования, основанны е на
радиоактивности руд. В заключительной главе этого ж е разде
ла излагаются основные критерии для промыш ленной оценки
меаорождЕЯин >фана, а также некоторые специальны е приемы
подсвета их запасов.
Книга рассчитана на инженеров-геологов и студентов геологораззедочнъи вузов, знакомых с общим курсом поисково-разве
дочного дела и с курсом радиометрии. Поэтому в ней излагаются то.7ько те поисково-разведочные методы, которые обусловле
ны главным образом генетическими и морфологическими
особенностями месторождений урана, а такж е вещественным
составом и радиоактивностью урановых руд. П о той ж е причине
общие сведения о радиоактивности и методах ее изм ерения при
водятся в самом сжатом виде, тем более, что опубликованная в
последнее время литература содержит достаточный материал
по ЭТ1Ш вопросам.
Материалы по поисково-разведочной радиометрии, включен
ные в настоящую книгу, написаны в сотрудничестве с Л . Ч . Пухальским, Л. Н. Посиком и В. Л. Ш ашкиным. С овместно с
1.^4. Пухальским составлены гл. III — «Поиски месторож де
нии урана по их радиационным ореолам» и гл. IV — «Поиски
месторождений урана по их газовым ореолам», совм естно с
5 той ж е главы написаны
Л Ш ашины^^ ^
^ ^ ”
работы над книгой автор получал ценные
ш ' м 1/— У|^а^ания от Ю. А. Арапова, Л . С. Евсеевой,
Н. Котляра. В. М . Крейтера,
кова'н B T 't i t n K
глубокую'бл^гЙ^ость
В. И. Смирнова, Д . И . Щ ербавы раж ает
‘ "
“
РА ЗД ЕЛ -П ЕРВЫ Й
\
>
■
т и п ы . ПРОМЫШЛЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИИ
УРАНА И ОС Н О В Н Ы Е К РИ Т ЕР И И Д Л Я ИХ
I
ПОИСКОВ ■
;
1
Г Л А В А
ТИПЫ
•
».
I
1
ПРОМЫ Ш ЛЕННЫ Х М ЕСТОРОЖ ДЕНИИ УРАНА
Природные концентрации урана образуются при самых раз
нообразных условиях: на последних этапах собственно магма
тического процесса, а такж е в процессе осадкоиакопления, мета
морфизма и выветривания осадков. В зависимости от
происхождения урановые месторождения целесообразно разде
лить на два класса: 1) эндогенные и 2) экзогенные. Среди
месторождений каждого из этих двух классов может быть
выделен ряд типов, отличающихся один от другого главным
образом по механизму формирования руд. Схема классифика
ции промышленных месторождений урана, известных в на
стоящее время, дана в табл. 1.
Общ ая характеристика месторождений каждого из выде
ленных типов и некоторые данные, касающиеся условий их
образования, приводятся ниже.
§ 1. Пегматиты и пегматоиды
Ураноносные пегматиты и пегматитовые жилы генетически
наиболее близки к гранитным интрузиям, представляя собой
продукты затвердевания остаточных расплавов, отщепляющих
ся от главных магматических масс в период их кристаллиза
ции. Обычно они входят в состав больших пегматитовых полей,
в основном древнего, докембрийского возраста. Ураноносные
пегматиты залегают как в самих гранитных массивах, так и
в узкой зоне их экзоконтактиой оболочки.
Т и п п е р в ы й — гранитные пегматиты, в которых уран
обособляется либо в виде самостоятельных минералов, — глав
ным образом уранинита и продуктов его окисления,— либо
ж е в форме изоморфной примеси в ниобо-танталатах и ти тан о
ниобатах различного состава. Почти всегда скопления урано
вых минералов имеют узко локальный характер, образуя от
дельные гнезда, как правило, небольшого размера, связанные
с хорошо дифференцированными участками пегматитовых тел.
В структурном и текстурном отношениях ураноносные пегма
титы отличаются от обычных пегматитов крупными размерами
I Типы промышленных месторождений ур а н а
Т а б л ица 1
Ciem «ласснФнкация промышленных месторождений уран а
Kiacc
Тип
Группа
1. Гранитные пегматиты в ф о р м е ж илообраз1. Пегма
титы и ных н столбообразных тел. с у р а н и н и то м н (нлн^
ниобия,
пегяато* сложными окислами ур ан а, т а н т а л а ,
титана и дриды
2. Пегматоидные ж илы с т и т а н а т а м и ж е л е за и
vpana.
' 3. Зоны ыигматизированных п о р о д с уранини
том.
А, Энюгснвые ыесторождения ILPHjpo4. Собавенно урановые,
у р ан ово-н якель-котермаль бальт-висмут-серебряные, уран о во -п о л и м етал ли ч е
ные мес ские н другие жилы, сф о р м и р о вав ш и еся в откры
торожде тых полостях.
ния
5. Собственно
урановы е,
ж елезо -у р ан о вы е
медно-урановые и другие п л а с т о о б р а зн ы е зал е
жи, сформировавшиеся путем м е т а с о м а т о з а бо
ковых пород.
6 . Собстаенно урановые, ур ан о во -м о л и б ден о вы е
и другие столбообразные н ж и л о о б р а з н ы е зал е
жи, сформировавшиеся путем вы п о л н ен и я откры
тых полостей и метасоматоза б о к о в ы х п ород.
III. Сиигенети
ческие
ыесторождення в
морских
осадках
Б. Экзогек. rv. Эпи
вые иесто- генети
рождення ческие
(ннфильтрационные) мес
торождеимя в
Конти
ненталь*
ных
осадках
V. Мета
морфогепные
иесторожлеиия
7. Ураисодержащие черные сл ан ц ы .
8 . Ураисодержащие ф осф ориты .
9. Урансодержащие глины с к о стн ы м и остат
камп ископаемых рыб.
1 0 . Ураисодержащие морские песчан ики .
11. Собственно урановые, м ед н о -у р ан о в ы е, уран
ванадиевые и другие п ласто о б р азн ы е и л и н зо о б
разные залежи в грубозернистых п есч ан и к ах , кон
момератзх и других п ородах п реим ущ ествен но
флювиалыюго происхождения.
1 2 . Собственно урановые п л а с то о б р а зн ы е зал е
жн в каустобполитах
/ Собственно урановые п л ас то о б р а зн ы е , лин
iiuY
” гнездообразные з а л е ж и в о р ган о ген
углисто-глинистых н глинисто-
кремнистых сланцах
§ /. Пегматиты и пегматоиды
П р о до л ж ен и е табл. 1
К ласс
Группа
Тип
В. Э кзоген VI. Д рев
14. Золото-урановые и уран-торневые пластон ы е место ние ме образные залеж и в допалеозойсхих коигломератам оррож дения
тах
ф изованны е
россыпи
породообразующих и акцессорных минералов и ясно выражен
ным зона pHым строением.
По данным Пэйджа (Page, 1950), сводный разрез для наи
более полнодифференцнрованных урансодержащих пегмати
тов характеризуется следующей последовательностью минераль
ных зон (симметрично— от периферии к центру жилы);
1) плагиоклаз, кварц, мусковит; 2) плагиоклаз, мусковит;
3) кварц, плагиоклаз, пертит, мусковит или биотит; 4) пертит,
кварц; б) пертит, кварц, плагиоклаз, амблигонит, сподумен;
6) плагиоклаз, кварц, сподумен; 7) кварц, сподумен; 8) лепи
долит, плагиоклаз, кварц; 9) кварц, микроклии; 10) микроклин„ плагиоклаз, литиевая слюда, кварц; И ) кварц.
Уранинит и сложные окислы урана, ниобия, тантала и ти
тана приурочены обычно к определенным зонам дифференци
рованных участков пегматитовых тел. Наиболее часто они
встречаются в зонах, богатых пертнтом. Ассоциации их с ак
цессорными минералами чрезвычайно разнообразны.
В пегматитах юго-западной Норвегии урансодержащие
минералы (эвксенит, самарскит, клевеит, урапо-торпт, иттрогуммит и фергюсонит) ассоциируют с крупными кристаллами
ксенотима, ортита, а такж е с бломстрандином, малаконом,
гадолинитом, колумбитом, монацитом и другими минералами.
Эти жилы могут быть разбиты на две группы. Первая характе
ризуется обилием колумбита, самарскита и монацита, вторая
богата эвксенит-поликразовыми минералами в ассоциации с
гадолинитом, ортитом, иттро-титанитом, торитом и ксенотимом. Н аиболее ранними выделениями являются циркониевые
минералы, за ними следуют фосфаты редкоземельных элемен
тов, затем ниобаты и танталаты с иттрием; позднее выделяют
ся ниобаты и танталаты ж елеза и марганца и самыми послед
ними — силикаты редкоземельных элементов.
В пегматитах Швеции, кроме перечисленных минералов,
отмечается присутствие берилла, апатита и маленьких «капе
лек» горной смолы.
п11ймьтлснных месторож дгшй у р щ ^
R некоторых пегматитах США гл ав н ы е у р а н о в ы е мин»Г
и эвк сен н т-встреч аю тся в м е с т е с ф л ^ '
™“ Гмон дато«. бериллом и минералам и в и с м у т а , а м !кр 2 “' I
? n iv Г ен ералы , близкие к пирохлору, и н о г д а тесн о с в ^
с оф том ,
монацитом, ш е р л о м , б ери ллом
пазом.
В широко известных калиевых пегматитах М адагаскара
тафнт являющийся главным рудным м инералом , в одних ш
чаях ассоциирует с ортитом, малаконом, у р ан о р ти то м и турмГ
лнном, в других-с эвксенитом, блом страндином , чеффкп.
JIJJTOM, ураноцпрцитом и урансодержащим колум битом . Звксенит, там, где он преобладает, сопровождается обычно берил.
лом, монацитом, колумбитом, ортитом, сам а р с к и то м , ураноцир.
питом и урансодержащнм колумбитом. К р о м е того, в мада
гаскарских пегматитах отмечается наличие ц и ркон а, самород.
ного висмута, висм)ггосферпта, ам пангабеита, самарскита,
фергюсонита п др.
В Танганьике урановые минералы — у р ан и н и т, ретзерфордпт, самарскит и эвксенит встречаются в пегм атитовы х жилах
вместе с монацитом, эшинитом, ильменитом, турм ал и н ом , эвк
лазом, апатитом и гранатом, В этих ж е п е гм а т и т а х находятся
берилл, ортит, монацит, фенакпт, галенит, висм утинит, пирнт,
халькопирит, сфалерит, арсенопирит и рутил.
Пегматиты Южно-Африканского Союза с о д е р ж а т урановую
смолку, с которой ассоциируют фергюсонит, эвксенит, гадолинит, ортит, берилл, монацит и эшинит; на одном руднике ура
новые минералы ассоциируют со сподуменом, '
Пегматиты Бразилии содержат уранинит, б ери лл , колумботаншит, а также эвксенит, поликраз,. м онацит и самарскит.
^ Из гранитных пегматитов Канады одни с о д е р ж а т уранинит,
^ тухолит в ассоциации с цирконом и небольшим
ичесгвом редкоземельных минералов, д руги е — эвксенит с
обпячим^®^У'‘’^°^^нталитом. В Канаде ж е встречаю тся своесогтпятио °
кальцит-флюорит-апатитовые пегматиты,
кальиитя и
из полосчатого белорозового
расгакии с квапи^Тп
флюорита, иногда в тесном прсн
апатит магнрт1»г
содержат в значительном количестве
радиоактивные
наряду с которы м и встречаются
11ирконилицнотол1т
эльсвортит, алланит,
^еннт и циокелит ? ^
титанит, пирротин, пирит, молиб.
мельными
массы с ур ан о вы м и и редкозе*
края Которых СЛОЖА занимают обычно осевы е части зкил,
гиошзом и микрокл^шом*^^^^^^^ полевыми шпатами — плаРУД» в общем
пегматитов, как источников урановых
на. Из числа многих сотен п егм ат
§ L Пегматиты и пегматоиды ' ’
•
П
ТИТОВЫХ ЖИЛ, ВХОДЯЩИХ В состав отдельных пегматитовых полей,
только единицы, в лучшем случае десятки, могут представить
некоторый интерес по содержанию в них урана. Но и в них со
держание металла, как правило, не выходит за пределы сотых
и тысячных долей процента, а запасы урана редко превышают
несколько десятков килограммов. Единственным исключением
являются пегматиты района Банкрофт, провинция Онтарио
(К ан ад а), из которых, по данным Гриффитса и др. (1959),
ежегодно добывается до 900 г урана в руде, содержащей
в среднем 0,1% UaOs. Во всех других районах (США, Брази
лия, Норвегия и др.) годовая добыча урана из пегматитов ис
числяется несколькими десятками килограммов, получаемых в
качестве побочных продуктов при разработке пегматитовых
жил на слюду и полевой шпат.
Т и п в т о р о й — пегматоидные жилы с титанатами же
леза и урана, известные, в частности, на месторождении Рэдиум Хилл (Ю жная Австралия). На этом месторождении, судя
по описанию Паркинсона и Глассона (Parkinson and Glasson,
1954), жилы мощностью 1—6 м выполняют серию субпараллельных сбросов в сильно метаморфизованных осадочных по
родах докембрийского возраста. Протялсенность жильной се
рии достигает 1000
отдельные жилы подсечены буровыми
скважинами на глубинах до 450 м от поверхности. Руда сложе
на главным образом кварцем и биотитом. Главная масса урана
связана с давидитом. Из других рудных минералов в относи
тельно больших количествах встречаются магнетит, гематит,
ильменит, рутил. Содержание урана определяется первыми де
сятыми долями процента.
Рудные жилы находятся в тесной ассоциации с дайками
пегматита н аплита. Судя по имеющимся данным, все жильные
и дайковые тела сформировались более или менее одновремен
но. Месторождения этого типа встречаются сравнетельно редко.
Роль их в общем балансе запасов урана на земном шаре отно
сительно невелика.
Т и п т р е т и й — зоны мнгматизированных пород, содержа
щих уранинит в качестве составной части кварцево-палевошпа
товых прожилков. Одним из примеров рудных образований
этого типа является местороадение близ оз. Ш арлебуа в Кана
де, изученное канадским геологом Мосли (Mawdsley, 1954),
Здесь урановое оруденение связано главным образом с послой
ными инъекциями пегматоидного материала в осадочно-мета
морфические породы докембрийского возраста близ их контак
та с пластовой интрузией кислых гранитов. Рудовмещающая
свита сложена преимущественно биотитсодержащими кварци
тами и сланцами, но в ее составе существенную роль играют
такж е осадки, богатые карбонатным веществом. Н аряду с
, r...„ .тш тленных яесторождсниа у р а н а
12
.„„„гты« пегматитом встречаются ж илы крупнозерни.
. обычно совершенно безрудные. Описанное
рассматривается как возможно крупны й источ(до 0,1% ОзОе). но хорошо обогащ аем ы х урановых руд
ных жил изучены очень плохо. Магматическое происхождение
3Tiix месторождений у большинства исследователей каких-либо
сомнений не вызывает. Однако факторы, способствую щ ие накотению тех нл1г иных урановых минералов в разл и чн ы х пег*
мгтитовых телах или их участках, нельзя считать в какой-либо
степени выясненными.
Возможно, что в ряде случаев решающую роль и гр аю т контамниащюнше процессы. Так, например, Робинсон и Гиит
(Robinson, Hewitt, 1958) отмечают, что в п егм ати тах района
Банкрофт наибалее обогащены ураном рудные те л а , залегаю щне в породах с высоким содержанием магнетита н железистомагнезиальных силикатов. Мосли в цитированной вы ш е статье
по месторождению Шарлебуа подчеркивает исключительную
приуроченность урановых минералов к прож илкам мелкозерниаого пегматита, сложенным главным образом кварц ем и пла
гиоклазом и залегающим среди известковых пород, тогда как
в крупнозернистом пегматите, богатом калиевым полевы м ш па
том, урановое оруденение полностью отсутствует. Н а основании
этих наблюдений Мосли пришел к выводу, что повы ш енное со
держание урана в мелкозернистом пегматите явилось р езул ьта
том взаимодействия пегматитового расплава с известковистыми
породами. Это взаимодействие привело к появлению п л аги окл а
зов (за счет алюминия и кальция из боковых п о р о д ), кристал
лизующихся при более высокой температуре, чем кал и евы е по
левые шпаты, а следовательно, и к быстрому засты ванию смеси,
что, с^ственно, и обусловило мелкозернистую структуру пегм а
тита. Удаление из раствора кремния, необходимого д л я построення плагио1слазов, вызвало обогащение остаточного продукта
ураном и другими элементами. Другая порция пегматитового
оказавшаяся среди силикатных пород, консолидирсь
чрм
низких температурах значительно медленнее,
валп гтла», ^
Это, по мнению М осли, способствоотщепленню^и
структуры пегматита, а такл<е .
воров.
низкотемпературных ураноносных расттих °иТсм”ш ш п 1^
^ процессе накопления у р а н с о д е р ж а существенное з м ч е и Г ^ . *
РеДкометальных м и н е р а л о в ,
который по данны м п п ” и ''“‘^ ‘‘эгматический м е т а с о м а т о з ,
§ 2. гидрот ермальные месторождения
13
§ 2. Гидротермальные месторождения
Т и п ч е т в е р т ы й — собственно урановые, ураново-никель-кобальт-висмут-серебряные, ураново-полиметаллические
и другие жилы и штокверки, сформировавшиеся в основном пу
тем выполнения открытых полостей. Обычно они обнаруживают
тесную связь с малыми интрузиями гранитоидов, дискордантными по отношению к вмещающим их складчатым комплек
сам. К ак интрузии, так и связанные с ними урановые месторож
дения подчинены единому структурному контролю, располага
ясь в пределах мобильных зон, облик которых определяется
системами мощных разломов, подновлявшихся неоднократно
в течение длительного периода времени. Примерами подобных
зон являются НейдеК'Криммитчауская зона в Саксонских
Рудных горах, «Порфировый пояс» в передовом хребте Коло
радо и ряд других.
Положение рудных полей в большинстве случаев определяет
ся крупными разрывными деформациями, имеющими регио
нальное значение: нормальными сбросами, взбросо-сдвигамн,
мощными сколовыми зонами и т. д., прослеживающимися на
многие километры. Как правило, все эти нарушения сами по
себе уранового оруденеиия не несут, являясь только рудоконтро
лирующими структурами. Рудные тела локализуются обычно в
более мелких трещинах разрыва и скалывания, оперяющих
крупные разломы, либо располагаются в родственно связан
ных с ними зонах дробления.
:
Формы пространственной связи рудоконтролирующцх раз
ломов и рудовмещающнх трещин столь разнос^разны, что
сколько-нибудь полное описание их не представляется возмож
ным. П о основным морфогенетическим особенностям среди наи
более крупных месторождений этого типа можно выделить сле
дующие подтипы.
1. Система тонких прожилков, совокупность которых
образует штокверковые рудные тела различной формы.
Л окализация их определяется главным образом механически
ми свойствами окружающей среды. Обычно они развотаются
в гранитах, гранодиоритах и других относительно хрупких по
родах, реагирующих на тектонические усилия появлением
густой сети различно ориентированных трещин. Как правило,
эти штокверки непосредственно примыкают к главным рудоконтролирующим структурам. С чисто морфологической точки
зрения среди них можно выделить следующие разновидности.
а)
Ш токверковые зоны жилообразной или линзообразной
формы в висячем или лежачем боку главного разлома. Мощ
ность рудных тел измеряется десятками, а длина — сотнями
метров. Судя по описаниям Ланга (Lang, 1952), такая форма
§ 2. гидротермальные месторождения
15
оруденения характерна для месторождений Эйс, Фей и др.,
приуроченных к сбросу Сен-Луи, в провинции Саскачеван,
Полярная Канада (рис. 1).
б)
Штокверковые зоны трубообразной формы в тектониче
ских клиньях между сходящимися разломами. Глубина таких
рудных тел во много раз превышает размер их в поперечном
г
Т!лап
150-200 м
«
tE 3 »
ЧО-SOn
Рнс. 2. М есторож дение в тектонпческом клпне меж ду сходящимися р аз
ломами:
эффуэивы нижней свиты; 2 — эффузивы верхней спиты; 5 интрузивные кпардеаые порфиры и кварцевые сиеннт-порфнры; 4 — рудное тело; i — горные выработ
ки; б — крупные тектонические нарушения; 7 — мелкие нарушения; S — относительные
перемещения блоков а плане; 5 — то же по вертикали; а) поднятый блок; б) оаущенныЛ блок.
сечении. Обычно они следуют параллельно линиям сопряже
ния рудоконтролирующих структур и при наличии в клинооб
разных блоках дайковых образований локализуются преиму
щественно внутри даек (рис. 2). По классификации Л . С. Л у
кина и С П. Сонюшкина (1958), эти месторождения относят
ся к типу «штокверков и штокверковых зон между сходящими
ся разломами».
в)
Небольшие штокверковые тела неправильной, иногда
изомерной формы. Ч ащ е всего они располагаются в пределах
. упомянутых выше клиновидных блоков, но на некотором уда
лении от их вершин, в зонах тектонических контактов между
Га. /. Тилы промышленных месторождений
16
„потами с
механическими свойствам и, в псрифе.
„ияных даек и м алы х интрузии, иногда
т
контактов. „ в
н поперечными трещииаы,.
S
Большинство
“Т о м н ы х массивов с эффузивамн или
ническнх контактов грани
т а к ж е сл учаи штвд.
метаморфическими
эф
ф у зи в а х н а контаие
веркового орудеиенин т
.
зи 'Г ш Т заГ
я Р Г Т
нюшину, 1958):
«щающие породы; ^
«ни ывдие ™ таки S m
мелкой трещпноватпгти в
2-
л ^ нн"у '', ^ е ' п °'' со’‘
У « с . п . i^oз о „^ .
з_руд ^
т'*™”'™' ® «РУктурном oтнoш^|
^^редставляют собой участки'
скалывания (рис. 3) '
дизъюнктивах оачпиш/г^т. ^^^'^^тельной протяж енности в
Обычно это единичные т о ?
и происхождения,
рьгм перемещением стенп?
скалы вания с сбросо-сдвнго*
1згибов РУАоконтролипуютиг^^^“*^^^“ ^^^
у ч ас т к ах плавных
тношенню к ним crnL-i^n
и представляю щ ие по:
игппю
T aS e m
^ третьего порядков
во?н^и
сбросов
РУДОлокализугощих полостей)
„»
первоначально
знтиклинальнЪге складки В|
с тя го м случае трещины I T
отры ва (рис. 5 ). В том!
все
Количестйп^
зам етн ой склонно-,
Утствуют. Мощности Z
невелико, часто они во*
^нл варьирует в п р ед ел ах первй^
ff’S ^
0 « / '
^
\
\
Рнс. 4. Схема строения месторождения, приуроченного к единичным тре
щинам скалывания:
/ — древние осадочные породы; 2 — кислые эффузнвы; 3 — кислые интрузивы; 4 —
иолодые осадочные породы; 5 — тектонические нарушения; tf — отиосительные п ер^
иещснкя блоков в плаие; 7 — то ж е по вертикали: а) поднятый блок; о) опущениыП
блок; в — площадь рудного поля.
ч
Рис. 5. Урановые жнлы
в сбросах, секущих анти
клинальную складку:
Л" «.
г
♦♦
J _ гранит; 2 — песчапикв;
Л — разлом; 4 — ось антикли
нали; 5 — рудные жилы.
гVV
.f....
♦+f +. 4♦♦♦
+♦
Ц- ♦ 4 •» +
-i
2,
Д Я СурожскнЛ
ЦГмАп
*
♦
D) ВШ?
1 ^ 3 П534 CX]S
I
I Типы прояытлгнных местороусдений у р а н а
десятков сантиметров, достигая иногда 3
4 л , Д л и н а их до^о,
ППТ ло 1000— 1500 м .
3 Пучки сближенных сильно в е т в я щ и х с я ж и л
сбросов, оперяющпх главный разлом (рис. 6 ) и л и
сбооглй
^-кварцево-мюдячые a J
аинты,
керсантиты;
запа с тотеим™ р е а д
в зонах
секущдд
пучками сближ енны х ж и л , в зонах^
Главный разлом ;
^ — амфиболиты
и
ди абазы ;
7~рудоконтролирующиЛ ре»-
Г лавная м асса р у д свяотрыва и скалывания, представляю -
Рис. 7. М есторож дение, представленное пучками сближенных жил» >
секущ их главный разлом:
,
/ — кварцево-слюдякые сланцы; 2 — амфиболиты и диабазы; J — грдквты; .
4 — основной рудоконтролнрующнй разлом:
— аплнты; tf —жильяые тре- ’
щнны 1-го порядка; 7 — жильные трещины 2-го порядка; Д— жильные тре-i
щины 3-го порядка; 9 — трещины по сланцеватости; W —алементы залегания ’
пород; / / > - направление движения блоков; /2 — шахта; J3 — шурф>
г , I Типы прпмышленных месторождений ура н а
Ш11МИ собой структуры четвертого п высшего порядков. Мош.
S
м т как правило, измеряется единицами д о первых Z
S
b сайпметров. дчина по простиранию обы чно не превЧ,ш зст 150—200 м.
В месторождениях, относящихся ко второму и третьем у подTffflaw ж\ш часто имеют своеобразныи облик, представляя
еобон тонкие тектонические швы, выполненные гл авн ы м обраeoNf глинкой притирания и мелкими обломками вм ещ аю щ их пород. Они характеризуются чередованием крайне ограниченных
ЕЗ/ О ?
ЕЗ<05Ш 5
ч
г*.
■1
3<
1
J
/
г .'
‘
*
/•
Рнс,
8
f */*
т.
------
.
•
—
t----
. Рудный столб параллельно линии пересечения д в у х треш ин:
/ —лявзы ураноиоЛ сиолкн; г —амфиболиты: S —линии сопряжения рудоносной
трощнии с сек]щиин трсщипканм; </— линия сопряжения рудоносной трещины
с апофизами; 5—лослоАныс нарушения; — горные выработки.
ПОразмерам рудных скоплений с весьма значительными безрудаымн (а иногда и совершенно неминерализованными) участ
ками.
скопления имеют форму плоских линз, совокупность
иногда образует рудные столбы; разм ещ ение столбов
боковых пор^од
^ТОктуриыми элементами, т а к и составом
voa^ronp^tYim^ Распределения продуктивных участков среди
1Ч1дности ^
можно выделить следующие разноРУДЫ S noenL pui?^?^^ которых линзы урановой смоляной
ные участки обоазутт^
закономерности. П родуктивплывчатыми rpLnuaxm
крутонаклониые столбы с расруднымй или ^або ппАт “ ручные столбы чередую тся с безженности,
Родуктивными участками той ж е претя-
и
5I
ао>..к
он X
S о,
со
5 л
ь5
ж I
s>r
а3
-J
s
5><ift*
-О 1*w
S
S
5«o о.
Sa|
«ёж
R
aвlii»X
«
D.S
С «:
81
»s
и
Ч ..
§ 1
•“ ti
Я?
"о Iо.
Jj I
ID»N,
3Ж
fx
o>
о
a,
I
,
22
, Типы
^
______
-------- -
v-лтппыч рудные столбы имеют ф орм у цепочки
2 . Жили, в м щ > т и
п ар ал л ел ьн о линия
линз, протя''"®®1®‘! “ “ ,„, пересекающихся п од острым углом
сопряжеим д а ^ р ™
„димому. возни каю т благодаря
& 5 ы т 1 Г ж и Г о 1 кретины за счет п о д в а ж е к по сопр,.
женному Р ^^°’^'^\^.„яклониыми рудными с то л б ам и , ориентированными более
Розрез
гД г::леп ъ т линиям сопряжения жнльных трещин с
трещинами отсл оен и я или
меж пластового скольжения
(рис. 9 ), заполненны м и гли
нистым м атер и ал о м .
т
jg , 2 2
^
' '•ч»» ПрО(кци9 маScpfffu
-------------- лТГпьиилш
капы^ц>оп^
•xQCml
fJj>Qf*Htoeopuionmi
Рудный столб на участке
с ТРШИ1ЮЙ
с
трещины
8
искривления рудоносной трещины,
Ч ерное-ли нза нзстурана.
'■ 'Г .и " Г о 1 4 г » 5 “" т р З Г ““"
«ым ^раз“ом‘
скопления
приурочены глав-
трещннамн оперения МопА«!‘^
основной трещ ины с
второго типа ; 5 ™;.™РФологическн они сходны с жилами
рззмераии пподактивн^^''*^*^’'
значительно меньшими
5. Ж м н У
(рис. 10 ) .
лагающихся главным
оруденение в виде линз, распоных трещин по простипа^’^ "® участках искривления жильН а р я д у с т р е Г н Ж ™ " " '® " ™ (?«<=• П ) .
важную роль играет с о о т я ® распределении руд весьма
Наиболее um lZ ^ u
пород.
Обычно а п о р о К г а т Г . У 1 ^ ^ ^ « Р ^ ь г х ж и л залегают
иическйм веществом т
двухвалентным ж елезом или оргаооманковых и углистых с х Дзх.
л оИногда
р и тотмечается
о в ы х приурочен, рогово-
§ 2. Гидротермальные месторождения
23
нсх:ть рудных скоплений к таким прослоям этих пород, которые
характеризуются повышенным содержанием карбонатного ве
щества или дисульфидов железа <рис. 12— 14).
В тех случаях, когда вмещающими являются изверженные
породы, урановая минерализация часто связывается с зонами
--------- 5
Рис. 12. Рудный столб, приуроченный к прослоям роговообмамкооых пород:
/ — кварцево-слюдистые сланцы; 2 ^п рослои роговообиапкоиых пород; J — граниты;
— рудные лпнэы; 5 — горизонты горных работ.
хлоритизации, образовавшимися в доурановые стадии гидро
термального процесса. Обычно хлорит в этих зонах представлен
тюрингитом, т. е. разностью, богатой двухвалентным железом.
П о характеру минеральных парагенезисов жильные место
рождения урана необычайно разнообразны. Наиболее важныл(и рудными формациями являются собственно урановая, урапово-никель-кобальт'висмут-серебряная («пятиэлементная»),
ураново-полиметаллическая, ураново-молибденовая.
Собственно урановые жилы по составу весьма просты. И з
рудных минералов, кроме настурана, в них встречаются .только
t
1
\
"Т^пичество обычных сульфидов^
„ незначительно^
блеклых руд. Жи^ьва,!
''“''‘;1Г»ЛГ»«®"'5ставлены кварцем и карбоиаток',
SSS“
««
'
"Л
n 7 J - S ’'“ ”""“<a a m a - * ^aiSKe измененных диабазов:
« > в з.а д а ,,_ р 7 “ '„’ -
^
линбазы,J - г р астолба;
к к т ы ; <tf -—горизонт.
и з .е ш ..' —контуры
рулпого
]^2СТиецеол?т^ймеяпп!!^^ ^кильного выОбычный
п ол н ен и я порядок
принимают
от-
^РаноаГ}^Д 0Л0Л1ИТ
арсенилор
инкрустирует стен 10Гжил).
жилы резко
компле?с1т^*^^^^^ значительно более слож-
келии, с«я! ^^‘'^^^^зрсепилой «икеля,
преобладанием
составе (ниРУЛ
кобальта,в железа
• Р *'1мельсбергит, саффлорит, герс*
§ 2, Гидротермальные месторождения
25
дорфит, глаукодот, лоллингит, арсенопирпт), заметным разви
тием в них самородных элементов {серебро, мышьяк, висмут),
а такж е арсенитов и сульфоантимонитов (тетраэдрит, теиактит, пираргирит и др.), сульфоолей серебра (прустит, стефанйт) и, наконец, многостадийностыо процессов рудообразования.
Во многих урановых месторождениях Полярной Канады и
Саксонских Рудных гор присутствуют как собственно урановые,
так н «пятиэлементные» руды: либо в форме самостоятельных,
Uf
E3J
EzHs EZle C S 7
Рис, и . Рудный столб, приуроченный к прослоям графнтизпрованных угли
стых сланцев:
/ — графктизнрованныс углистые слапцы; 2 — кварцево-слюдяные сланцы; 3 — ао>
слойные иарушення; < — сеасущне жилы; 5 — секомыс жнлы; 5 — апофизы; ? —
рудные липзы.
I
близко расположенных жил, либо в виде выполнений различных
участков одной и той ж е жильной трещины. Они представляют
собой результат различных стадий многостадийного рудного
процесса.
Кидд и Хейкок (Kidd and Haycock, 1935), исследовавшие
месторождение Эльдорадо (Полярная К ан ад а), выделяют в нем
четыре последовательные стадии минерализации: I) кварцевонастурановую (кварц и настуран с небольшим количеством диарсенидов никеля и кобальта); 2) кварцево-арсенидную
(кварц, диарсеииды, кобальтин, гематит, самородный висмут);
3) карбонатно-сульфидную (доломит, сфалерит, галенит, тетра
эдрит, фрейбергит, халькопирит, борнит; 4) карбонатно-сереб
ряную (родохрозит, строймерит, ялпаит, аргентит, гессит, само
родное серебро). Схема последовательности минералообразоваиия на месторождении Эльдорадо (по Кидду и Хеыкоку) пока
зан а на рис. 15.
Несколько иная картина наблюдается в жильных месторож
дениях Саксонских Рудных гор, формирование которых, соглас-
[Металлогемичесиие эпохи
8 а р ц с с н а я
йпьпийсиая
Р
а
н
н
и
й
П
о
з
д
н
и
й
Этапы минерализации
\Ч^пюорито-(^арито6ая Н Варцево- гемар ц в Ь 'ф ь ' НйарцвОо-парбомптио -т сСтадии минерализации ХСипинатно-ониснай ^^офаидпая
^рсвнидная mumo-CL
иильфидная
mupanooof*
Гаанато -ма гнет итовыг
Парагенезисы
кварц effo -касситерит
алоцитО'
Иолчеданньш
Нбарцебо-доломитовый, НВарцево- \позйние
[флюоритоооритовыО
Чрсенидпый №матито6ы13^Хтгенез‘
о Незначительпое вторииное приотнрыбание
U Интенсивное вторичное
'
приотнрыбание
t ПриотнрыВание трещин
новых направлений
Иристолличесте известпйни, допомиД м ф и б о л и т ы , т ц ф ы _______
Иристалпичесние сланцы
Ш
Гранцт ы и а плит ы
Рис. 16. С х ем з
Д. Я- Суражскнй
месторож дениях Рудных гор (по Ю. М
„о с л е д о в з т е л ш о с т и
гнпогенного
м п н ер алсо б р дз,о ат,я
Дымкову).
3 J ^ ' ^^^^p^^'^'spмaльныe месторождения
27
??
Д “ “ кова, проходило шесть стадий:
1) силикатно-окисную; 2) кварцево^ульфидную; 3) кварцевокарбонатно-настурановую; 4) флгаоритово-баритовую; 5) арсенидную; 6) квардево-гематитсульфидную.
В процессах формирования жил активную роль играл внутрижильныи метасоматоз, приводящий, в частности, к раст
ворению ранних карбонатов и замещению их настураном
1 -и генерации в кварцево-карбонатно-настурановую стадию
минералообразования. Н а более поздних стадиях гипогенные растворы, несущие арсениды никеля и кобальта, в чи
сле прочих минералов растворяли такж е и настуран I и
переотлагали его в виде регенерированной урановой смолки
н составе никель-кобальт-висмутовых руд. Схема после
довательности образования минералов в месторождениях
(по Ю. М. Дымкову) показана на рис. 16.
Ураново-полиметаллические жилы характеризуются обилием
простых сульфидов — пирита, галенита, сфалерита, халькопири
та, иногда с арсенопиритом, висмутином и сложными свинцововисмут-серебряными сульфосолями. Жильные минералы пред
ставлены преимущественно кварцем нескольких генераций, а
такж е карбонатами, баритом и флюоритом, который иногда
слагает главную массу руд.
В процессе минералообразования, как правило, удается вы
делить несколько стадий. Ранние стадии минерализации обычно
представлены кварцем с сульфидами, промежуточные — квар
цем, баритом и карбонатом и поздние — карбонатом с настура
ном. В других случаях кварцево-настурановый этап предшест
вует кварцево-карбонатно-сульфидному.
Ураново-молибденовые жилы наряду с настураном и продук
тами его 01сисления содержат молибденит в количествах, пред*
ставляю щих практический интерес. И з акцессорных минералов
встречаются reMatHT и обычные сульфиды — халькопирит, гале
нит, пирит, иногда тенантит. Ж ильная масса состоит из кварца,
карбоната и небольшого количества темного флюорита. Настурановый этап минерализации — один из наиболее ранних.
Во всех жильных месторождениях урана собственно настуран овая стадия характеризуется колломорфными структурами
не только урановой смолки, но иногда даж е и таких минералов,
к ак карбонаты, сульфиды, хлорит и т. д. (рис. 17).
Подобные явления могут быть связаны только с сильным
пересыщением рудоносных растворов и с образованием гелей,
не обладающ их способностью к химическим реакциям с боко
выми породами. Поэтому формирование рудных тел происходит
исключительно путем выполнения открытых полостей и после
дую щ его внутрижильного метасоматоза. Метасоматические изменения боковых пород выражены весьма слабо и наблюдают-
гл /■ Типы промышленных месторождтий у р а н ^
2 3
ся обычно В узкой зоне, не превышающей нескольких десятков
' " ' н ' З е е характерный типом околорудного изм енения бок^
вых пород является так называемое «красное изменение».
DM охватывает как изверженные, так и м етам орф ические поп^
ды и обусловлено гематитизациен главных породообразующие
минералов: кварца, полевых шпатов и карб он атов. Местами в
околожильных зонах образуется яшмовидная п о р о д а («джаспероид>), состоящая в основном из кварца, м агн ети та, серицита,
Рис. 17. Колломорфная структура
настурана
(И), карбоната (К) н пирита (П ). Х 1 .
S
S
Э то т тип о к о л о р у д н о г о и з м е н е н и я н а б л ю -
вой и у р а н о в о ^ н и ^ /Л ” /
ураново-полимрта^
°
“ ^ ^ ^ Р о ^ ^ н и ях собственно у р ап ^
ф орм ации. В
месторождениях он обы чно не прозистым хлоритом кпЛУ’ ^
богатых сульф идам и и желеЩего в связи
ж е л е за, возникаюизменения окрасу пород * *^и”^рализацией, недостаточно Д^я
нием Ураш^^^о^1?х^^Л УРансодержащие ж илы (за исклюьбитизадин
^
сопровож даю тся зонами
§ 2. Гидротермальные месторождения
29
тизации, в которой химическими анализами устанавливается
вынос как калия, так и натрия.
В ураново-полиметаллических месторождениях интенсивный
вынос щелочей, особенно натрия, наблюдается на всех гори
зонтах.
Высокотемпературные формы околорудных изменений бо
ковых пород — грейзенизация, мусковитизация, турмалинизация — для эндогенных месторождений урана нехарактерны.
Пространственная связь ураноносных жил с интрузивными
массивами, а такж е характер жильного выполнения п околожильных изменений рудовмещающих пород приводит к в'ыводу
о том, что месторождения описываемой группы являются ре
зультатом действия постмагматических гидротермальных раст
воров и тго источншсом урана являлась, по всей вероятности,
сама кристаллизирующаяся на глубине магма.
П о вопросу о форме миграции урана и характера рудообразующих растворов единой точки зрения пока не существует.
Высказываются следующие предположения:
1. Перенос урана в форме уранил-иона в карбонатных раст
ворах, имеющих щелочную (вероятно, слабощелочную) реак
цию. Н а такую возможность указывает, в частности, постоянная
ассоциация урановой смолки с кальцитом или доломитом.
Экспериментально доказано, что комплексные соли типа
R 4[U 0 2 (C 0 з)з]^ хорошо растворимы в воде и сравнительно
устойчивы в водных растворах при температурах до 150®С; уста
новлено также, что непременным условием устойчивости комп
лекса является присутствие в системе углекислоты и карбона
тов щелочных металлов.
/ Осаждение урана из карбонатных растворов может быть
следствием разрушения комплекса в результате падения давле
ния углекислого газа (например, в зонах тектонических подви
ж ек) или изменения pH среды (за счет взаимодействия с ми
нералами вмещающих пород). Серьезную роль могут играть
такж е окислительно-восстановительные реакции между шестивалентн'ым ураном в растворе и двухвалентным железом илн
сульфидной серой из вмещающих пород.
Американскими исследователями экспериментально доказа
но, что шестивалентный уран восстанавливается двухвалентным
железом по реакции
U O f + 2Fe='+ + з н р
F e ,0 , + U O , + 6Н+ ,
Приводящей к образованию одновременно урановой смолки и
гематита. Р е а щ и я протекает в направлении [UO2] < 10“^
при 25°С и р Н = 4 и выше. Р, П. Рафальский (1958) в резуль* В подобных комплексах R 4 — калий или натри».
Гл. /. Типы промышленных месторождений ур а н а
3()
пппарпрнныч ИМ ОПЫТОВ показзл, что при тем пературах
Н о У П ь ш е эта реакция идет и в более кислых растворах.
Пошесс восстановления шестнвалеитиого уран а сульфидной
серК ем атнчески может быть выражен уравнением
М а,иО ,(СО з)з + H jS = U O j + S + S N a jC O j + С О , + Н , 0
Возможность его также экспериментально д о к а з а н а Р . П . Р а -
2^Перенос шестивалентного урана в виде хлоридов и ф то
ридов в кислых растворах. Некоторые исследователи, подчерки
вая тесную ассоцпашпо настурана с флюоритом в ураноносны х
жилах Саксонских Рудных гор, приходят к выводу, что уран
выносится из магмы скорее всего в форме гексаф торида (U F e ).
Предполагается, что взаимодействие последнего с водой приво
дило к образованию фторида уранила (UO 2F 2) и свободной п л а
виковой кислоты. При наличии ъ жилах или в боковых породах
карбонатов фторид уранила разрушается с о б разован и ем
флюорита, а уран — в присутствии СО з' мигрирует д а л ь ш е в
виде уранил-карбонатных комплексов.
3.
Перенос четырехваленткого урана в виде галоидны х сое
динений. Такой точки зрения в отношении ряда тяж ел ы х м етал
лов придерживается А. Г. Бетехтин (1953, 1959), полагаю щ ий,
что на больших глубинах, вследствие крайне низкого п ар ц и ал ь
ного давления кислорода, существование разновалейтных к а
тионов в высших степенях ою1Сления не является возм ож н ы м .
С точки зрения А. Г. Бетехтина, осаждение урана, о б л ад аю щ е
го высоким сродством к кислороду, возможно тол ько после
достижения гидротермальными растворами уровня некоторого»
кислородного насыщения и происходит в результате обм ена
четырехвалентным ураном своего аннона (галоида) на кисло
род. Низкая растворимость образующейся при этом окиси в ы
зывает резкое пересыщение растворов и образование коллои
дов. Эта гипотра встречает резкие возражения со стороны р яд а
исследователей. В частности отмечается, что в некоторых у р а
новых месторождениях настурая находится в ассоциации с
хлоритом, богатым закисным железом, и отсутствует там , гдесульфиды замещаются гематитом. Это свидетельствует об от
ложении смолки в обстановке не повышенного, а пониженного
кислорода. Возможность переноса у р агиппг%п1«л/Г
также тем, что это соединение легко
гидролизуется уже при низких значениях pH.
лентного
S
комплексных соединений ч е т ы р е х в а -
^plfco n
ных и runiLciT-
" М а гО -и 0 2 -т S i O r А
щ елоч н о-карбон ат-
подобныхкпмпл1^г'^^^^^^^^* Возможность переноса у р а н а в• ^^^ксах установлена экспериментально В. В. Щ е р -
§ 2, гидрот ермальные месторождения
31
биной (Щ ербаков и Щ ербина, 1955). П о мнению В. В. Щерби
ны, причиной отложения настурана и сопровождающих его
минералов — кварца, флюорита и карбонатов — является глав
ным образом разложение этих комплексов в связи с изменени
ем давления углекислоты и pH растворов.
Колломорфное строение руд, присутствие во многих из них
барита, сложных сульфосолей висмута, меди и свинца, а также
самородного висмута, температура плавления которого нахо
дится в пределах от 264 до 271®С, позволяет думать, что фор
мирование большинства месторождений описываемой группы
происходило в условиях сравнительно низких температур и
небольших давлений.
В некоторых крупных жильных месторождениях урана про
тяженность уранового орудеиения по вертикали достигает
1100— 1300 м. Имеются бесспорные доказательства того, что
эти урановые жилы в общем слабо затронуты эрозией и что
мощность эродированной части безрудных пород не превышала
800— 1000 м. Из этого следует, что жилы формировались на
глубинах от 1 до 2 ш .
Исходя из приведенШлх выше соображений, большинство
жильных месторождений урана можно отнести к классу мезотермальных месторождений (Линдгрен, 1934).
М езотермальные жильные месторождения собственно ура
новой, «пятиметальной», ураново-полиметаллической и урано
во-молибденовой формации до последнего времени являлись
одним Из наиболее важных источников получения урановых
руд на земном шаре. Кроме того, заметные скопления урановых
минералов встречаются такж е во многих гипотермальных ж и
л а х — олово-вольфрамовых, медных, золоторудных и других,
но промышленное значение их невелико.
Т и п п я т ы й — собственно урановые, железо-урановые,
медно-урановые л другие пластообразные залеж и, сформиро
вавшиеся путем метасоматоза вмещающих пород. Эти место
рождения, в отличие от описанных ранее, не обнаруживают ка
кой-либо зависимости от крупных дизъюнктивов. Положение
их определяется главным образом элементами пликативной
тектоники. Нередко они располагаются на участках резкого
изгиба региональных складчатых структур. Почти всегда оруденение контролируется складчатыми деформациями второго и
высшего порядков или ж е сложными узлами разрывно-склад
чатых нарушений. С морфологической точки зрения, среди руд
ных тел месторождений этого типа можно выделить несколько
разновидностей.
I. Внутриформационные пластовые и пластообразные тела,
залегаю щ ие либо в участках центроклинального замыкания
сильно сжатых синклиналей (рнс. 18), либо ж е в местах резких
f Типы промышенных месторождений урана^
32
„путоскло..пющюся перегибов их крыльев (р и с. 1 9 ). Р у д
(
шающимч структ5’ра*'н ®строгом смысле это го с л о в а в даивду
я ляются зоны мелкой внутрипластовои трещинов
Гвозшмющие обычно в результате с к о л ьж е н и я при изгибе
H?rLim e хрупкой II пластической д еф о р м ац и и .
2
Вн\1рнформационные линзовидные те л а в шарнирных зо
нах ’сжатых антиклиналей, залегающие на у ч а с т к а х пересечь
ння «благоприятных пород» трещинами, нормальны ми к
простнранню складки. В этом случае рудоотлож ение контроли-
Рис, 18. Схема строения месторож
дения, приуроченного к участку центроклпнального замыкания сильно
сжатой синклииалк с крутопогружающнмсяшарннром (план по Л. И. Лу
кину и Е. П. Соиюшкниу, 1958):
Рис. 19- С х е м а с т р о е н и я место
р о ж ден и я н а у ч а с т к е перегиба,
о сл о ж н яю щ его к р ы л о сильно
сж атой с к л а д к и
(п л ан , по
Л . И . Л у к и н у и Е . П . Сонюш*
Ю1 ну, 1 9 5 8 ):
роговиковой толща: 2 — пооолы
i — породы сланцевой толщ и;
роды роговнковой толщ и; s —
иые
тектонические
нарушения.
4 — рудные тела.
вадаюипшГ”^^ складчатых и разрывных д еф о р м ац и й . РуД ^
каюше к
смятия и р ассл ан ц еван и я, лримь 3
П л а ^ ^ н а р у ш е н и я м (рис. 2 0 ),
тиклииальных и ж и л Ы
в ш арнирны х ч астях ан
РУДолокал|1зующи°стт'^““ * структур высш их п о р яд к о в . Ро
вы, а также зонм
играют м еж ф о р м ац и о н н ы е срУ
с различными мехм™’’ " ®Р^'‘'’” Рования на к о н т а к т е пласто
Обычно
свойствами <рис. 2 1 ).
ко» степени осложпяр^^’’^'^^’’^ месторождений в з н ^ и т ь »
«®евпроСЖ ,^«Риейдорудных разломов. Тем не
'т не “ьшаднение откчы?и*^“‘'*
Доминирующую роль игр
«крытых полостей, а избирательное замен®
План
:...... ' ч
и|тт
E I3 .
с э Р азрез
iljiiifi
щт
!1 Ш 1
‘
!> Щ •.*X2.I-.| <•'f:..*.Г
•,
- г.
fjjntr/i
М
П
'AV«.'гл
Й#
г Сг*\vv>
f
i
Ряс. 20. С труктурная схема месторождения Р ам -Д ж ан гл в Северной
А встралии (по Фишеру и Сулливану, 1954):
/ — углистые сланцы; 2 — талько-хлоритопые слаицы; 3 —сбросы с укаэапнем
направления движсннА блоков.
3. Д. Я. СуражскиЯ
^
г . I Типы промышленных месторождений у р а н а
яие материала окружающей среды; поэтому к о н тр о л ь оруде.
иення составом пород проявляется здесь го р азд о сильнее, чем
Гк?ком либо другом типе эндогенных м есторож дении урана.
Наиболее благоприятными для рудоотложения неизменно ока
зываются железистые роговики, углистые и крем н и сты е доломитизировгнные сланцы. Известны такж е м есторож дения, в
которых метасоматические урановые руды з а л е г а ю т среди
изверженных пород.
Среди месторождений этого типа выделяю тся три рудные
формации;
а)
собственно урановая, в котором настуран я в л я е тс я един
ственным промышленно-ценным рудным м инералом ;
Рнс. 21. Пластовые ж ш ы в куполовидных структурах в ы сш и х порядке»
(разрез):
/ —рзсслАяцованяые туфохоягломераты; 2 — метаморфические сланиы; 3 — доломя*
ты; 4 —рудные тела; 5 —границы рудоносного горизонта.
б) железо-урановая, характеризую щ аяся р е зк и м п р е о б л а
данием в составе руд магнетита и гематита;
в) медно-урановая, в которой доминирующую р о л ь играю т
сульфиды меди, иногда в ассоциации с сульф и дам и к о б ал ь та,
^ также с самородными элем ентам и (медь,
серебро) и минералами таллия.
ной cBoprf
урановое оруденение в главмеоноП вктп
^Р^'^ст'звлено тонкой и относительно равноmiS L ohP
первичных урановы х
пграеттакже и y p S r
^ «астураном заметную роль
ся, ^в ^частно °ти мрД У Р ^ о в о й ф о р м а ц и и относиТ'
*^0 (1957). Оно
описанное B . C . К арп ен зованной *ocafl04Ho-3Afhv?n^ палеозойской сильно м етам о р ф И ;
представлена п о р ф и р а в е р х н я я ч а с т ь ко то р о й
сланцев и роговиков п u l
^ прослойками слю дисты х
* а нижняя — филлитами, р о г о в и к а м и и
§ 2. Г идротврмоАЬные месторождения
35
амфиболполевошпатовыми песчаниками (рис. 22). Рудные
скопления имеют форму плоских линз различного размера^
залегаю щ их в пачке альбитизированных песчаников. Они
представляют собой результат замещения настураном карбо
натного цемента вмещающих пород, Продуктивный горизонт
залегает непосредственно на поверхности пластовой дайки
диабазов и перекрывается филлитами, игравшими, по-видимо
му, роль экрана для рудоносных растворов. Рудным минера^
лом является настуран; в очень небольших количествах при-
Рис. 22. С хема геологического строения одного из метасоматических место
рождений урана (разрез):
/ — элюниА; 2 — филлиты н фнллитовидные сланцы; 5 ~ иетаморфизованные тонкополосчатые и массивные песчаники, светлые; 4 — черные алевралитовые песчаники:
5 — диабазы; б — туфы кварцевых порфнров; 7 — урановая руда; 8 — тектоцические
нарушения; 9 — скважина; /О — шурф; Кв — квершлаг.
сутствуют гематит, магнетит, пирротин, полидимит, халько
пирит, сфалерит, галенит, арсенопирит. Оруденение сопровож
д ается интенсивной альбитизацией вмещающих пород.
В, С. Карпенко в результате тщательного изучения этих
урановых руд пришла к выводу, что они сформированы гидротермально-метасоматическим путем за счет перераспределе
ния урана, отложившегося одновременно с вмещающей поро
дой. Источником . рудообразующих растворов, по мнению
В. С. Карпенко, могла явиться интрузия лейкократовых гра
нитов, обнаж аю щ аяся на некотором расстоянии от рудного
поля. По другим представлениям эта интрузия является такж е
источником металла, заключенного в рудных телах.
Другим примером месторождений этого типа является ме
сторождение Гуннар на северном берегу оз. Атабаска (Поляр
ная К ан ад а). Здесь промышленные скопления урана имеют
форму пластообразного тела, залегающего в альбититовых мон3*
f
промышленных месторождений у р а н а ____ __
«опятах параллельно пх к о н т а щ с п одстилаю щ им и квардев^^,
полевшпатовыми гнейсами. Оруденение п р и у р о ч е н о к зоне
тоещиноватости. согласной со слоистостью в м е щ а ю щ и х пород.
Главргымя жильными минералами является к а л ь ц и т и доломит.
Из оудных минералов наиболее распространены г е м а т и т и настуран, в незначительных количествах в с тр е ч а ю тс я пирит,
халькопирит, галенит.
лп и
Фрейзер и Робертсон (Fraser and R obertson, 19^4) выделя*
ют две стадии эндогенной минерализации:
1)
карбоиатизацию, в течение которой п р о и сх о д и л о раство
рение кварца альбитового монцонита и зам ещ ен и е е г о карбона-
2)
отложение настурана путем замещения а л ьб и та и кар.
Сонатного вещества.
Наиболее крупное из известных в настоящее в р е м я место
рождений ж е л е з о ' у р а н о в о й ф о р м а ц и и за л е г а е т в
полосе осадочно-метаморфических пород протерозойского воз
раста на участке резкого изменения ее простирания. Урановое
оруденение в форме пластообразной залеж и среди ж елезисты х
роговиков приурочено к строго определенному го р и зо н ту оса
дочно-метаморфической тол ШИ. В составе руд резко п реоблада
ют такие минералы, как магнетит, гематит, щ елочной пироксен
и щелочной амфибол; в заметных количествах встречаю тся так
же кварц, хлорит, анкерит, сидерит, слюды, уранинит, настуран,
хлорит, кальцит и в незначительных количествах — х а л ь к о п и
рит сфалерит, галенит и другие сульфиды. О колорудны е (внутрнрудные) изменения боковых пород проявлены р езко и р а з
нообразно. Они выражаются в последовательных стадиях
железистого, натрового и углекисло-магнезиально-кальциевого
метасоматоза. Урановая минерализация начинается н а второй
стадии, но она связана главным образом с третьей (карбон ат
ной) стадией метасоматического процесса (рис. 2 3 ).
Такая же схема минералообразования с н езн ачительш лм и
изменениями намечается и для других м етасом ати чески х м есто
рождении урана, расположенных в той ж е стр у к ту р н о -ф ац и альнои зоне.
®
^ альбитизацией проявляется
метасоматоз, который в ы р аж ается в
на и
породах урансодерж ащ их циркокпомй тпгл *
месторождения нередко характеризую тся,
иастураном’
Участием в составе руд н а р я д у с
силиката
продуктами их окисления также* и
в 1956 г В д
н^надкевита, открытого
Ураиовых'местпп’п\«гпй?” *'^^”°®^“‘ ®°прос с генезисе ж ел езо исследователи
предметом дискуссий. Одип
' рассматривают их как осадочно-метаморфоген-
н а о г т п Г ь Г ^ _____________________
Минералы
М е т а с о м а т оз
Выполнение трещин
щепезистый
Натровый "yijitHum-PfQztie- Иарбонатпое г^оарцеоо(Hie/ieaapijdHbiuI) (^елезар1]6мыйТ1] Jup^bhO-HO/itiUUf^ (урамоворудмыйз) сульфидное
1Уро»овош„ы,){}
Нинмингтомигп
Энзогеимый
(супьфидмый^
Грюмерит
\магнетит*мушиетаВйт
Ш\
Ш\
Эгирин
Роддэит
Нроссит
\17
Тла11нофан
йпьЬит
■iiT
ю биотит
Цирнон
12 йпптит
13 с фен
кЗарц
15 й оломит
/б йннерит
П Сидерит
1S Нальиит
19 йрагонит
15 Уранинит
21 Настиран
72 ItudpoHacmypaH
73 Ураногидрат
7М Назолит
25 ШлодоВснйт
пор,
25 Илориты
\27\ t иороспюды
Графит
Пирит
Пирротин
3 1 йрсенопирит
(Ъ
:эt
еэ
хь
’= Г
С1.
а
«а
" о '
■
у
X
-о .
а.
“ 9i
»С
С.
4s
г
:з
<«э
Сфалерит
о
t
Хальнопирит
Гпленит
Ж Молибденит
Мариазит
Самородный свинец
Варит
Стильпномелан
4Q Гизингерит
41 Тидрогематит
иг Халцедон
Гетит
lllf Лепидонронит
Г идрогётит
ii6 Йаопинит
Ml Уранабаг^ чериь
Циппеит
49 Иоганнит
‘ :з ■
. с.
'чэ
-ль
.о
с;
с
'А
-.X
о
"3
J«3
■“ о
-с
tu n y ''
Эпсомит
I
Рис. 23. Схема последовательности минералообразоиаи»н в )келезо-урановом месторожден
^ 2. Гидротермальные месторождения
37
ные образования, другие придерживаются того мнения, что эти
месторождения сформированы гидротермальными растворами,
родственно связанными с интрузией кислых (субщелочных)
гранитов, В пользу второй гипотезы свидетельствуют прост
ранственная связь месторождений с этими гранитами и общ
ность геохимических ассоциаций в урановых рудах и в про
дуктах интрузивной деятельности.
К м е д н о-у р а н о в о й формации может быть отнесено
месторождение Р ам -Д ж англ (Rum Jungle) в Северной Австра
лии. Оно находится в мощной (до 4500 ле) толще осадочно
метаморфических пород протерозойского возраста, собранных
в куполовидную складку и прорванных крупным массивом
относительно высокорадиоактивных гранитов. Рудное поле
разбито системой параллельных сколов, родственно связанных
с региональным разломом Дж нантс Риф. Часть сколовых тре
щин заполнена 1сварцевыми жилами и более молодыми, чем
граниты, дайкам и основных пород. Урановые руды в виде пла
стовых залеж ей приурочены к строго определенным горизон
там метаморфической толщи. Обычно они залегают в углистых
или графитовых сланцах, преимущественно вблизи сбросов,
там , где эти породы смяты и рассланцованы (см. рис. 20). Х а
рактерной особенностью руд является тесная ассоциация ура
новых минералов с сульфидами меди. Сведений об околорудпых изменениях боковых пород нет. Австралийские геологи, и
в частности Фишер и Салливен (Fisher and Sullivan, 1955; Sul
livan, 1954), склонны рассматривать Рам -Д ж аигл как гидро
термальное месторождение, сформировавшееся путем избира
тельного замещ ения материала рудовмещающих пород.
К рассматриваемому типу гидротермально-метасоматических месторождений следует отнести такж е и месторождения
ураноносных скарнов, о которых известно еще очень мало.
Наиболее крупным из них и пока единственным, имеющдш
промышленную ценность, является, по-видимому, месторожде
ние М ери Кетлин в шт. Квинсленд, Австралия. Судя по описа
нию М атесона (M atheson, 1956), оно представлено линзообраз
ной залеж ью скарнированных пород, сложенных в основном
гранатом (андрадит и альмандин), диопсидом и урансодер
ж ащ им ортитом. Главная масса урана связана с тонкой
вкрапленностью уранинита, замещающего андрадит. Уранинит
находится в тесной ассоциации с сульфидами (пирит, пирро
тин, халькопирит), а такж е с давидитом, стиллвеллитом (новый
урансодержащий редкоземельный-минерал) и другими редко
земельными минералами. Запасы урана оцениваются в не
сколько тысяч тонн.
Все метасоматические месторождения урана отличаются
резкой изменчивостью и прерывистостью оруденения. Д аж е в
3 3
г , I. Turn промышленных месторождений ур а н а
ошюоодиых па составу прослоях пли пластах зам ещ ен и е охва.
S
не всю массу породы, а локализуется в отдельны х уча.
стках иногда резко отграиичсииых от у ч а с т к о ^ ^сравнительно
мабо затронутых процессами метасоматоза. П р и ч и и а этого
кооется в самом механизме метасоматического продесса, про.
текающего кзк это-показзли многие исследования, по закону
«объем за объем» и поэтому возможного только при наличии
qpesBuuafiHo тонкого равновесия явлений растворения и осаж
дения. Подобное равновесие имеет место лиш ь в определенных
условиях: во-первых, при воздеГгствин па породу кр ай н е мед
ленно циркулирующих растворов (в противном с л у ч а е раство
рение будет превалировать над осаждением) и, во-вторы х, при
проникновении растворов в породы со сравнительно малыми
капиллярами (поскольку в значительных пустотах преобладаю
щее значение могут приобрести процессы не растворения,
а свободного отложения материала).
Бейн (Bain, 1936) экспериментально показал, что существу
ют определенные величины, в пределах которых колеблются
размеры пор, характеризующих зоны м аксим ального проявле
ния метасоматоза, По-внднмому, именно зоны подобной капилляриоГ! пористости, вдоль которых явления зам ещ ен и я проте
кают особенно интенсивно, и являются в д ан н ом случае
каналами, контролирующими рудный процесс д а ж е в среде,
совершенно однородной по химическому и минералогическому
составу.
Эти зоны оптимальной пористости образуются, по-видимому,
при деформациях, связанных со складкообразованием. Р а зр ы в
ные нарушения иногда сильно затемняют и услож няю т картину,
способствуя переходу рудоносных растворов из одних зон по
ристости в другие и возникновению тонких трещин и треш инок,
нередко целиком заполненных урановыми м инералам и. О днако
даже в случае сильной трещиноватости в м есторож дениях
1^ссматриваемого типа подавляющая часть рудного м атери ал а
ifMY
‘^^^зсоматическим путем. Совместное изучение рудлумяти ”
изменений боковых пород позволяет
^'” ^'^°^*^'^^ческне месторождения уран а являю тся
щелочно-чРмр^иГ^^^”*^^^^ весьма разбавленных щ елочны х и
подвижностн^г
обладающих высокой с т е п е н ь ю
пилляр1п^м путям. ^
Шфкуляции по м ельчайш им карол^
шинство из них
Урана (многие
7о U) руд легко
ределу.
'
месторождения играют сущ ественную
атомного минерального сы рья. Б ольвесьма крупными зап асам и
“ наличием высокосортных ( 1 ^
АДающихся гидрометаллургическому ne*
§ 2. Гидротермальные месторождения
39
Т и п ш е с т о й — собственно урановые, ураново-молибде
новые и другие жилообразные и столбообразные залежи, сфор
мировавшиеся путем выполнения открытых полостей и мета
соматоза боковых пород.
Этот тип
промежуточный между ураноносными жилами и
урансодержащими метасоматическими залежами. Он харак
теризуется, во-первых, четко выраженным контролем оруденения зонами смятия или ж е участками пересечения таких зон;
во-вторых,— своеобразными формами урановой минерализа
ции— как в виде выполнения сети тонких жил и прожилков,
образующих штокверкоподобные тела, так и в виде рассеянных
зерен, представляющих собой мельчайшие (тысячные доли
миллиметра) продукты метасоцатического преобразования
вмещающих пород, и, в-третьих, наличием мощных ореолов
околорудного изменения — серидитизации, альбитизации, окварцевания и в меньшей степени — карбонатизации и гематитизации.
К этому типу относятся, в частности, ураново-молибденовые
месторождения, подробно изученные А. А. Ковалевым. Все они
локализуются в пределах протяженных зон смятия или же на
участках сопряжения таких зон. В первом случае рудные тела
имеют форму жилообразных залежей, довольно мощных (до
20—30 м ), но быстро в&клинивающихся как по простиранию,
так и по падению; во втором случае месторождения пред
ставлены главным образом столбообразными залежами, иног
д а прослеживающимися на значительные глубины. Главными
рудными минералами в них являются настуран, молибденит ч
арсенопирит. В незначительных количествах встречаются
обычные сульфиды. Из нерудных минералов присутствуют
кварц, альбит, карбонаты, хлорит, турмалин и флюорит. Уста
новлено, что формирование рудных тел происходило в три эта
па: дорудный—кварцево-серицитовый, рудный—кварцево-настурановый и пострудный—кварцево-карбонатный. Аналогич
ные месторождения в зонах смятия среди сильно метаморфизованных нижнепалеозойских осадков известны и в других рай
онах. Несмотря на некоторые чисто местные отличия, они по
основным генетическим особенностям совершенно подобны; в
формировании их в равной доле принимали участие как про
цессы м етасоматоза, так и процессы выполнения открытых по
лостей. Рудные поля пространственно всегда связаны с кислы
ми интрузивными породами, поэтому магматогенное проис
хождение рудообразующих 'растворов и заключенного в них
урана представляется наиболее вероятным.
Описанные месторождения довольно широко распростране
ны и относятся к категории средних по размерам и качеству
руды.
4 0
Гл. I. Типы поомыШАенных месторождений ур а н а
§ 3. Сингенетические месторождения в морских о с а д к а х
Сингенетические месторождения представляют собой не
дислоцированные, а иногда весьма слабо дислоцированны е от
ложения морских бассейнов, развитые на обширных площадях.
Уран в Н1[х не образует или почти не образует самостоятельных
минеральных форм, связываясь главным образом с органическим веществом и фосфатами кальция. Главными представите
лями месторождении этой группы являются темноокрашенные
битуминозные сланцы, фосфориты, глины с урансодерж ащ им и
скелетными остатками ископаемых рыб и тонкозернистые пес
чаники, богатые органическим веществом.
Урансодержащие породы морского п роисхож ден ия, н еза
висимо от принадлежности их к той или иной р азн о в и д н о сти ,
характеризуются несколькими общими для них ч е р т а м и :
а) обилием органического вещества, фосфатов кал ьц и я или
того и другого вместе; в ураисодержащих сланцах, глинах и
тонкозернистых песчаниках, кроме того, отмечается повыш ен
ное содержание дисульфидов железа—пирита и м ар к ази т а;
б) низким содержанием или полным отсутствием карб он а
тов кальция и магния;
в) незначительной мощностью по сравнению с ф ормациям и,
отложившимися в такой же промежуток времени.
По подсчетам Мак-Келви (MoKelvey, 1955), м орские уран
содержащие сланцы накапливаются со скоростью \ м ь течение
600 тыс. — 3 млн. лет, в то время как для накопления 1 м обыч
ных морских осадков требуется всего около 2000 лет.
Тип с е д ь м о й — урансодержащие морС1ш е сланцы , из
вестные в различных пунктах земного шара. П редставителям и
их являются, квасцовые сланцы Швеции, битуминозные
сланцы формации Чаттануга (США) и др. Все они черны е или
темноокрашенные, богаты органическим веществом и во всех
^учаях представляют собой осадки домезозонского возраста.
являются большей частью сапропелевые, ре?ке
иипмяпкио
сланцев. Содержание урана грубо пропор
ет
°Р^^нического вещества. К а к указы в аТанцах
« квасцовы х
6ога?ы VMHOM гх" ®
Чаттануга (СШ А) наиболее
ти чистого dHTVkil"
■'"'!!?“ ’’■'’И тонкие пропластки поч787 проб VDaSr^uMv
" Этролу (1950) а н ал и зы
Дений покиали iml
сланцев из различных м есторож П о т ^ ж ^ я ан й п Г г? ^ ''* '"^ * '" кор^ляции C - l g U = + 0 ,8 9 .
Понентами породы
между ураном и другим и комУравнением:
сражается следующим регрессивны м
_________§
Сингенетические месторождения в морских осадках_______^
~ 1,8081—0,2045
(свободное железо) —
0,0400 (СО 2 ) + 0,0140 (РеЗг) 4-0,0465
(органический угле
р о д )— 0,0076 (силикаты).
Т и п в о с ь м о й —урансодержащие морские фосфориты,
установленные в пермской формации Фосфорита и плиоцено
вой формации Бон-Валли (Вопе V alley), СШ А,в меловых осад
ках Северной Африки и в ряде других мест. Согласно иссле
дованиям Мак-Келви, Нельсона (McKelvey and Nelson, 1950)
и других геологов содержание урана в фосфоритах прямо про
порционально содержанию PgOs и обратно пропорционально
содержанию карбоната кальция. По данным Мак-Келви, фос" фориты, содержащ ие более 2% СО 2 характеризуются почти
полным отсутствием урана.
Б рассматриваемых месторождениях уран связан главным
образом с карбонат-фторапатитом и, по«видимому, замещает
кальций в кристаллической решетке этого минерала. Предпо
ложение о такой форме связи урана с фторапатитом основано
на близости ионных радиусов урана и кальция.
Отмечается, что грубозернистые фосфатные образования со
держ ат больше урана, чем тонкозернистые; иногда 'в значи
тельной степени обогащены ураном алюмофосфаты, образо
вавшиеся в результате выветривания фосфоритсодержащих
горизонтов.
Т и п д е в я т ы й — глины с урансодержащими скелетными
остатками ископаемых рыб — представляют собой сравни
тельно новый тип месторождений урана. Почти весь уран, со
держ ащ ийся в этих осадках, сконцентрирован в костной фрак
ции. Глины характеризуются высоким содержанием пирита
(мельниковита), свидетельствующим о резко восстановитель
ных условиях во время седиментации.
Т и п д е с я т ы й—урансодержащие морские песчаники.
По характеру они близки к темноцветным морским сланцам, от
личаясь от них почти полным отсутствием фосфатов и более вы
соким содержанием кварцевого алевролитового материала.
Условия формирования описанных выше ураноносных осад
ков выяснены еще недостаточно. Большинство исследователей
считают, что уран и заключающие его морские породы отло
ж ились более или менее одновременно, следовательно, место
рождения эти — сингенетические, причем непосредственным ис
точником урана являлась морская вода, содержащая, как из
вестно, около 2* 10-® г!л этого металла. Механизм, при помощи
которого уран извлекался из воды и фиксировался в осадках,
пока еще не совсем ясен.
В темноцветных сланцах и тонкозернистых песчаниках уран,
вероятнее всего, накапливался путем сорбции на органическом
веществе. У. М. Толмачев (1943) показал, что диктионемовые
г . I. Т и м
месгорождениа ур а н а
^
панпы нсобратнмо поглощают уран и что разности, наиS
богатые ураном, хараетеризуются наибольшей адсорбииопной способностью. Возможно также, что часть урана
S
и^течеиа из воды в результате восстановления шестива®ш ньк соединений в присутствии окисляющейся органики.
Высказываются и другие предположения. Так, по мнению некоторых ученых, уран в морских сланцах первоначально был
извлечен пз воды живыми морскими организмами, продукты
распада которых приняли известное участие в составе донных
осадков. Это предположение не подтверждено каким и-либо
данными о содержании урана в морских организмах.
В морских фосфоритах уран, вероятнее всего, н акап л и вал ся
путем сорбции на фосфатном материале, осаж даю щ ем ся из
морской воды при изменении pH, температуры и парциального
давления зтлекислоты. Мур (Моог, 1954) установил, что фос
фаты извлекают 63% урана из раствора, содержащ его 196 ч а
стей урана на миллион частей воды.
А. В. Казаков (1937) считает, что наиболее благоприятное,
место для осаждения фосфата расположено близ к р а я конти
нентального шельфа, где с повышением температуры в о зр а с та
ет pH глубинной холодной воды и падает парциальное д а в л е
ние СОз. Подобным осаждением в период, когда никакие д р у
гие осадки не накапливаются, по мнению М ак-Келви и Н е л ь
сона, обусловлено образование фосфатов в ф орм ации Ф осфориа.
Что же касается глин со скелетными остатками ископаем ы х
рыб, то уран в них накапливался таким путем сорбции, с той
лишь разницей, что сорбентами являлись не химически о с а ж
денный фосфат, а фосфатизированные кости ископаемых ры б,
причем сорбционные процессы могли происходить в лю бое вр е
мя после их опускания на морское дно.
Физико-химические условия, влияющие на процессы с о р б
ции урана фосфатом или органическим вещ еством, в ы я с н е н ы
далеко не полностью.
пягтплг!!
иионным
MV отгутгтп и
Т ы х Т сад аТ
экспериментальных работ Пигго и У рри
Nelson, 1950) известно, что наличие в
® значительной степени препятствует сорбИменно этим и объясняется, по-видимосодержание карбонатов в уранонос-
ность воемен^^^^
косновении с
щество или (Ьо^Ляти
» ы Т и поэт!м1
значение имеет, очевидно, и д л и тел ькоторого сорбент находится в соприраствором. Органическое веотложенные и зах о -
воздействием морской вош
оды, будут содержать меньше урана,
________^
Эпигенетические (инфильтрационные) месторождения
43
чем те ж е вещ ества, долгое врем я находивш иеся в соприкос
новении с морской водой. И менно этим м ож ет быть объяснено
повы ш енное сод ерж ан ие уран а в остатках, накапливавш ихся
зн ачительно медленнее, чем их неураноносные эквиваленты .
Вероятно, известную роль играют н чисто механические ус
ло ви я н акопления осадка. Б ол ьш ая часть урансодержащ^их
м орских пород п ред ставляет собой лагунны е ф ащ ш палеозой
ских морей, сф орм ировавш иеся в сравнительно спокойной
об стан овке — при отсутствии крупных волнений и течений,
взмучнваю щ .их осадок.
М есторож дения ураионосных сланцев и фосфоритов харак
теризую тся весьм а крупными запасам и урана, но ввиду низкого
сод ерж ан ия м еталла в руде {тысячные и первые сотые доли
процента) использую тся пока в незначительной мере.
Месторождения ураноносных глин и тонкозернистых песча
ников отличаются несколько более высокими содержаниями
урана (0,05—0,08% ). Некоторые из них представляют собой
крупные промышленные объекты,
§ 4. Эпигенетические (инфильтрационные)
месторождения
Инфильтрационные месторождения обычно представлены
пластообразными и линзообразными залежами в нормальных
осадочных породах континентальных фаций. Среди них выде
ляются два типа: один связан с породами флювиального про
исхождения, другой — с каустобиолитами.
Т и п о д и н н а д ц а т ы й — собственно урановые, медно
урановые, уран-ванадиевые н другие пластообразные и линзо
образные залеж и в флювиальных породах. Эти месторождения
наиболее хорошо изучены на Плато Колорадо (США), где руд
ные тела залегаю т преимущественно в грубозернистых песчани
ках и конгломератах, переслаивающихся с аргиллитами и
алевролитами. Здесь «первичные» руды содержат уран в виде
окислов низшей валентности — настурана и коффинита и ва
н а д и й п р е и м у щ е с т в е н н о в виде монтрозеита; обычно в них
присутствуют сульфиды меди и железа, а такж е небольшие
количества молибдена, кобальта, никеля, свинца, цинка, селена,
и мышьяка. Окисленные руды характеризуются развитием вы
соковалентных соединений урана и ванадия — главным обра
зом карнотита и тюямунита, иногда в ассоциации с уранофаном, раувитом, циппеитом, р-уранотилом, склодовскитом. Кроме
уранованадатов, часто присутствуют ванадаты кальция, железа
и других элементов: хьюэтит, метахьюэтит, паскоит, россит,
метароссит, ферванит, ваноксит, корвусит, пинтадоит, фольбортит и др. Рудные минералы формируются главным образом
путем замещения либо карбонатного цемента вмещающих по
I гцпы промышленных месторождений ур а н а
44
род, либо же материала углефицированных растительных остат.
*“
b
^ ' L ciimocth от количественных соотнош ений ванадия
меди, среди месторождений П лато К м о р а д о Фищер
(Fischer, 1950) выделяет:
урана и
"
f.
а) ванадиево-урановые
м есторож дения, содержа
щие от I д о 20 частей
V 2O 5 на одну ч асть UaOa;
б) собственно ванадие
вые м есторож дения, содер.
ж ащ ие от 20 д о 40 частей
V2O 5 на одну ч асть UaOa;
в) м ед н о -у р ан о вы е ме
сторож дения, в которых
содерж ание м еди обычно
в несколько р а з превы
шает с о д ер ж а н и е у р ан а;
г) собственно урановы е
м есторож дения, в которых
уран содерж и тся в относи
тельно больш ем количест
ве, чем ванадий и медь.
Рудны е т е л а и м ею т линзовйдную ф орм у, ориентированы со гл асн о напластованию п ород и как
'Л *
V*?./
‘ ’
L
на Плато
Колорадо, США
Миллеру, 1955).
(по
ТИТеЛЬНЫХ ОСТаткОВ
ИЛИ
продуктов м е т а м о р ф и з м а
нефти. П о наб лю д ен и ям
AonpoHHuaeMnfit°'^°^°^ локализация руд зависит таклсе от вопроизведення ппп
«коэффициента пропускания» (т. е.
н наличия Boaonpnn'^f^'''®” ”
пласта на его мощность)
барьеров.
о р у д е н е н и я к г р а 2 м \^ ^
"риуроченность уранового
ницаемостью
породами с различной водопро(рис. 25). Наиболее n o o S L
« аргиллитам и
пределах котовыч
о к а зы в аю тс я п л о щ а д и ,
проницаемости
быстрая см ен а р а з л и ч н ы х по
Бейна (Bein, 195п\ »
коротких и н тервал ах. П о дан н ы м
шение
пачках
о п т иоптим
м а л ь нальное
о е о тн оотно
....... зчках
—
*•'- су.ммарнои
'-jrinMdpHou мошнпгт
ной мощности ппоплялт '^Р^^'^^стков песчаника к су м м ар -
единице.
^ ‘‘•'‘астков
аргиллита
прим ерно
равно
----------- ^
■^ДЦге«егц<<ес>сце (инфильтрационные) месторождения______ ^
Согласно Джобину (1955), значительная часть промышлен
ных месторождений на Плато Колорадо приурочена к пластам
песчаников со средним до малого коэффициентом пропускания.
Рис, 25. Л нтолого-ф ацнальная карта части ураноносного района в горах
Л ю качукей, Аризона (по М астерсу, 1955);
рудные залежи; 5 — скважнны. показавшие руду; 3 — скважины, показавшие на
личие урановой мипералнзашги; 4 — скважины, не показавшие руды; 5--нзолияив
отпошспия аргиллит-песчаник; — оси погребенных русел; 7 — площади, сложенные
преимуществеино аргиллитом.
Во многих случаях, особенно в свите Солт-Уош формации Мор
рисон, рудные тела заключены в изолированных линзах аркозовых песчаников, окруженных сравнительно непроницаемыми
аргиллитами. К ак отмечают Митчем и Ивеисон (M itcham and
Evenson, 1955), в триасовых отложениях формации Ш айнарамп (Аризона) высокие концентрации урана несут такж е изо
лированные линзы конгломератов в косослоистых песчаниках.
Гл /. Типы промыпиенных месторождений иоанп
46
В ояде важных рудных районов П лато К о л о р а д о ураноносные рудные залежи ограничекь1 в своем р ас п р о с тр ан ен и и ру^.
л а м п дрсви 1ьч потоков, врезанными в подстилаю щ ие формации.
По мнению Миллера (Miller, 1955), наибольш ни и н те р ес в от
ношении ураноносности представляют ф л ю в и а л ь н ы е породы^
заполняющие извилистые, неправильной ф о р м ы эрозионны е
впадины с глубоким н узким поперечным сечени ем и неровным
дном. Ширина палеорусел, в пределах которы х з а л е г а ю т про
мышленные руды, колеблется от 100 до 300 м .
н ек о то р ы х слу
чаях, как например, на месторождении Х олидей, о н а д ости гает
Щайнарапп
Фация
. W-
Катлер
•VT;- 3
^ 6
О 5
Рнс. 26. Поперечпый разрез русла древнего потока а к о н г л о м е р а т а х Ш айнарамп, Аризона, США (по Митчему и И венсену, 1955 ) :
/ —конгломерат;
2 — аргиллит;
3 —песчаник;
бреоно; ff —
4—
руда.
алсоролнт;
5 — окварцовянные
900 м при глубине эрозионных впадин около 90 м. Р у д а кон-
дентрируется главным образом в вершинах русел, в промоинах
дна, на флангах и в местах изгибов палеопотоков (рис. 26).
Нижние части русел, перегруженные аргиллитовым м атери а
лом, неблагоприятны для уранового оруденения.
Согласно Раиту (Wright, 1955), ураноносные песчаники
Плато Колорадо отличаются от безрудных значительным содер'
жаннем слюды л полевого шпата. При этом наибольш ие кон
центрации урана наблюдаются в песчаниках с карбонатны м Ц®"
ментом. Шумейкер (Shoemaker, 1954, цит. по И зак сен у , 1956)
указывает, что рудовмещающие породы П лато, в отличие от
езрудных,характеризуются заметным содержанием так и х элементов, как медь, свинец, цинк, серебро, никель, кобальт, м оли б“ мь1шьяк. Благоприятным считается наличие в верхс
стратиграфического разреза пластов сод ерж ащ и х в
ters 1955^
«"И Обломй. д р у п а эффуисследователи Мастерс, (M as-
(WriEht 1955
'^55). Айзексен (1 9 5 8 ). Р ай^
f
) отмечают, что вблизи скоплении урановы х рУД
§ 4. Эпигенетические (инфильтрационные) месторождения *
47
красноцветные песчаники и аргиллиты обесцвечиваются и при
обретают сероватую окраску. Разница в окраске рудоносных и
безрудных пород широко используется для направления поисков
раГюла в горах
Рис . 27, Колориметрическая карта части ураноносного рай
Л ю качукей, Аризона, США (по Мастерсу, 1955):
/ — рудные залежи; 2 — скважниы, показавшие руду; 5 — скважины, показавшие ура
новую минерализацию; ■rf— изолииин процентного содержания пород благоприятного
цвета; 5 — скважины, не показавшие руды; 5 — площади, содержащие менее БО<У„
пород благоприятного цвета; 7 — оси погребенных русел.
новых месторождений урана на Плато. Д л я этой цели иногда
составляются специальные колориметрические карты (рис, 27).
Н а некоторых площадях отчетливо устанавливается прост
ранственная связь урановых месторождений с нефтяными или
газовыми структурами» и в таких случаях большая часть урана
________ Г4 . /. Типы про^1ЫШленных месторождений у р а н а
концеетрпруется в нефтяных « т а т к а х - « а с ф а л ь т и т а х » , а ^ .
р Г о .ш а ? и других твердых битумах. К ак п о к а за л Рассщ
Г1%9? локализация этих месторождении в и звестн о й мер.
чависит от состава газовой фазы, вы деляю щ ейся из неф.
теносных пород. Наиболее ценные концентрации у р а н а обычно
находятся там. где нефтяные воды или газы характеризуются
повышенным содержанием сероводорода. Стратиграфическое
положение рудных залежей нередко контролируется поверх,
костью раздела нефти и воды, воды и газа. И н о гд а оно опреде
ляется зоной колебания уровня грунтовых вод, соврр1енной или
существовавшей в период рудообразования. П о д а н н ы м Вудмансп (1959), все скопления урановых руд в третичных
песчаниках Вайоминга и северо-западного К о л о р а д о при*
урочены к контакту между окисленными и неокисленны ми поро
дами, непосредственно над современным уровнем грунтовых
вол Подобные же явления отмечаются и в ряде д руги х районов.
Вопрос о происхождении урановых руд в песчан и ках и кон
гломератах до сих пор является предметом ож есточенны х спо
ров. До последнего времени господствующая гипотеза сводилась
к тому, что урановые руды в песчаниках сф орм ировались глав
ным образом путем осаждения урана из растворов во время
осадковакопления с последующим перераспределением метал
ла в процессе диагенеза, т. е, что месторождения являются
сннгенетическими.
Эта гипотеза, впервые высказанная К оф ф ином (Koffin,
1921), впоследствии развивалась Хессом (H ess, 1933), Фише
ром (Fischer, 1937) и другими американскими и ссл ед о вател я
ми. Аналогичных взглядов на происхождение у р а н о в ы х руд
в песчаниках^придерживаются и некоторые советские геологи
(Готман, 1955). По представлениям Хесса, источником м етал
лов в песчаниках Колорадо являлись пегматиты и д р у ги е кри^аллические породы в горных сооружениях, окруж аю ш кх.
лато. При разрушении последних уран и сопутствую щ ие ему
попадали в сульфатные растворы, возн и кш и е в пропм ^
пирита, и выносились в м елководн ы е бассеи® результате восстановления вы сокова(Ьнпюп
окисляющимся органическим вещ ествомшие
способность урана м игрировать на больв осадкам п п Г ”
что уран может к о н ц е н т р и р о в а т ь с я
ков Он считяп”^”^^'
главным o e p a s V filv
Высказывпттга
в песчаниках н
собой россыпи
«очные минералы урана
с
“
удаленных от коренных источниводы обусловлено
процессами.
^предположения, что м есторож дения
первоначально пред ставл ял
которых являлись обл
*акое происхождение урана в обыч
________^
^п^^^енетические (инфильтрационные) месторождения______^
ПЫХ ураноносных песчаниках следует считать маловероятным,
поскольку они не содерж ат сколько-нибудь заметных количеств
монацита, сам арскита, браннерита и других тяж елы х минера
лов, характерны х д ля тяж елы х фракций россыпей.
В настоящее время большинство исследователей пришло к
заключению, что урановые руды в песчаниках в их теперешнем
виде были сформированы после образования вмещающих пород,
следовательно, месторождения являются эпигенетическими.
К отказу от господствовавшей ранее сингенетической гипотезы
приводят, в частности, такие факты, как наличие урановых з а
лежей более чем в 20 стратиграфических горизонтах Плато
Колорадо, возраст которых варьирует от пермского до третич
ного; постоянная связь рудных тел с осадочными комплексами,
контрастными по проницаемости и «коэффициенту пропуска
ния»; явно эпигенетические формы рудных скоплений, во мно
гих случаях секущих слоистость вмещающих пород; обычная
ассоциация урана, осажденного непосредственно из вод эпиконтинентальных бассейнов, с тонкозернистыми сланцами и фос
форитами, но не с грубозернистыми песчаниками и т. д. Серьез
ное доказательство эпигенетического происхождения руд
Плато представили Стифф, Стерн и М и лки -(Stieff, Stern and
Milkey, 1953), поданны м которых средний возраст урановых
минералов в песчаниках, определенный свинцовым методом,
составляет 71 млн, лет или примерно половину возраста вме
щающих пород.
Однако и среди сторонников гипотезы ■об эпигенетическом
образовании руд П лато нет единогласия в вопросе как о
характере рудоносных растворов, так и об источниках оруденения.
По мнению Мак-Келви и др. (1958), руды Плато Колорадо
представляют собой продукт деятельности гидротермальных
растворов, приносивших уран из глубинных магматических
очагов. Келли (1956), на основании сделанного им анализа
палеогидродинамических условий на Плато Колорадо, также
пришел к выводу, что гидротермальные растворы имели су
щественное значение в формировании руд, но что роль их огра
ничивалась перераспределением урана, первично отложенного
в осадочных породах. По мнению Келли, руды отлагались там,
где магматогенные растворы смешивались с метеорными водами.
Следует отметить, что предположение о сколько-нибудь су
щественном участии гидротермальных растворов в формирова
нии рудных тел описываемого типа не подкреплено какимилибо фактами. Наоборот, большинство месторождений в пес
чаниках не обнаруж ивает какой-либо связи с изверженными
породами и разрывными деформациями; вещественный со4
Д- Я- СуражскиП
f ^ I Типы ппотшленных месторож дений unm ^
'<1
гтш DVI (в частности, наличие в ан ад и я )
S
chS
и
околопу„,
« 'рудовмсшаюших пач.,-к не характерны д л я ^ ^
о с н о в ы в р с ь на факте
с д а в п с с ч а ш ш а х Колорадо соеди н ен и и тп п а ура„4"^
ж№их асфальтитов, высказывают п р е д п о л о ж е н и е о том 3
Ш1гр.|руюшая нефть являлась в озм ож н о источн ик ом , а тап’
агентом лсрсноса иотложения урана в м естор ож ден иях о»
сьшасмого шла. Однако анализы нефти п о к а за л и , что она^
яоржпт 5раи только там. где пропиты вает урансодерж авд
песчаник.
Наиболее близким к истине явл яется, оч ев и д н о , предпол(^
(B u tle r, 192 0 ), поддержав,
1938), Г рю н ером (Grunei
1954) н рядом других исследователей, о то м , что рудные зпь
жи Плато Колорадо представляют собой п р о д у к т деятельно
сти грунтовых вод н что источником у р а н а в них являю тся вул
канпческие туфы и другие породы, у ч а с т в у ю щ и е в состав
продуктивных свит. Отмечается, что т е м п е р а т у р а подземныт
вод на Плато в определенные периоды его геологической исторни могла достигать 120°С, п это несом ненно способствовало
переходу в раствор урана и других м е т а л л о в , рассеянных i
осадочнон толще.
Формы миграции урана в подземных в о д а х и механизм его
осаждения из растворов во многом ещ е не ясны . Предполагает
ся, что главная масса ураиа в м есторож дениях рассматривае
иого типа привносилась в виде уранилтрнкарбонатны х ком
плексов и осаждалась преимущественно п утем сорбции н;
органическом веществе. Н а нефтеносных п л о щ а д я х главным
сорбентом могла явиться «мертвая» неф ть, в е р н е е — продуктн
ее окисления (г}'маты и карбоксильные 1ш с л 0т ы ) , обладающ!'^
свойствами ионообменных смол или экстраген тов, извлекающие
Ураи из растворов. По мнению Р а с с ел а (1 9 5 9 ), урансодерасфальтиты являются одним и з п р од уктов поливлиянием а-, б- и у-излучении. Воват
® процессе пол и м ери зац и и , восстанавлк'
женис, высказанное еще Батлером
нее sareNf Коберлииом (Kocberlin,
• )Р Hju-иои^до нерастворимой д в у о к и с п у р а н а .
\тлс1Ьиимппп^*^”°"^''
сорбентов и г р а ю т г л а в н ы м образо>^
.млефишфованиые растителыше остатки
л
фииита
металла в виде н а ст у р а н а ллп
в pe3\libTaT^nt
выпадает из растворов непосредстве
‘‘оатак-те
содержащими
играть также
трещинам.
Р^^^^*” вода'
растворов с н е ф т я н ы м и
восстановителя
сероводород, вы деляю ш иися
_______ ^^^^^2^^втuчecкuв (инфильтрационные) месторождения
51
Уранилтршсарбонатные комплексы являются далеко не един^вен н ой формой присутствия урана в природьгых водах.
С. М. М анская и др. )(1956) представили убедительные доказа
тельства возможности переноса урана в связи с фульвокислотами в слабощелочных и слабокислых растворах. В этом случае
осаждение урана может явиться следствием резкого изменения
pH среды.
Ураноносные песчаники и конгломераты являются одним
из наиболее важных источников сырья для производства ядерного горючего. Они представляют собой главную часть сырье
вой базы атомной промышленности США, вышедших в 1958 г.
по добыче урана на первое место в капиталистическом мире.
Суммарные запасы урана в них только на Плато Колорадо, по
данным Наинингера (1959), оцениваются в 200 тыс. г, что со
ставляет более 20% активных запасов этого металла, вы
явленных на территории капиталистических стран. Запасы
отдельных месторождений, таких, как Амброзия и др., дости
гают 100— 120 тыс. т урана при среднем содержании металла
и руде 0,2—0,3 7о.
Т и п д в е н а д ц а т ы й — урановые пластообразные зале
жи в углях и лигнитах, известные во многих урановых провин
циях. Ураноносные угли содержат уран главным образом в
форме урановой смолки, черней или уранорганических соеди
нений невыясненного состава. Наибольшее содерл^ание урана
отмечается в полубитуминозных углях, наименьшее — в би
туминозных углях и антрацитах. К ак отмечает Вайн (1.958),
угли, представляющие собой промышленную урановую руду,
являются весьма низкосортным минеральным топливом.
Точки зрения по вопросу о происхождении урана в углях
столь ж е разнообразны, как и точки зрения по вопросу о про
исхождении урана в песчаниках.
Широко лзвестные факты накопления урана в некоторых
торфяниках послужили основанием для утверждения^о том, что
уран в углях отложился одновременно с вмещающей породой,
т. е. является образованием- сингенетическим. Предполагается,
что уран привносился в торфяники грунтовыми водами, омы
вавшими кристаллические породы с^повышеншм содержанием
радиоактивных элементов. Подобной точки зрения придержи
вается, в частности, ряд советских геологов. С ней не согласу
ются, однако, новые данные, полученные 3. А. Некрасовой
(1957) в результате изучения некоторых месторождений уран
содержащих углей юрского возраста. В этих месторождения.к
продуктивная- свита непосредственно соприкасается с древними
кристаллическими породами. Ураноносными являются только
те пласты, которые перекрыты грубозернистыми песчаниками
и подстилаются водоупорными глинистыми прослоями, причем
4*
_________—
___________
урановая
минерализация, как правила, отм ечается только в
верхних л а ч к а х данного угарного пласта. Там , где гл и н а, под.
стилаю щ ая ураноносный уголь, выклинивается, оруд ен еи и е пе
реходит в нижележащ ие песчаники. Уран находится только в
крутопадающнх частях угольных пластов, по мере выполаживания которых урановое оруденение затухает и п р екращ ается
(рис.
28).
Установлено
также, что ураноносные участки и е представ
ляют собой какой-либо особой фации углей, а являю тся частью
01( S 5
Е1в
Рис. 28. Схематичсскт! разрез через месторождение у р а н о н о с н ы х углей/ — криеталличсскне породы; 2 —грубозернистые песчаннкн; 3 — глины;
уголь; 4 — урановая руда; б —буровые скважины..
— бурый
угленосного бассейна, расположенной на довольно большом
расстоянии от береговой линии, существовавшей в период Topj
фонакопления. При этом отмечается прерывистость рудной
полосы; ограниченные размеры отделышх рудных за л еж ей ! н а
личие оруденения в нескольких стратиграфических горизонтах;
явная зависимость концентрации урана от степени проницаем о
сти вмещающих пород; приуроченность рудных скоплении к
участкам интенсивной трещиноватости; прожнлковые формы
урановой минерализации; тесная ассоциация соединений урана
с окисленными разностями углей и с явно э п и г е н е т и ч е с к и м
пиритом; постоянная ассоциация урана в рудных з а л е ж а х с
землями и другими элементами, пол® безрудных углях; и. наконец, отсут"®*лу содержанием урана и петрограРУДо«о«'Ь1х углей. О пираясь на эти
д еркивая, кроме того, повышенную р а д и о а к т и в н о с т ь
_______ ^
*
Эпигенетические (инфильтрационные) месторождения
53
кристаллических пород, надвинутых на угленосную толщу, и
првышенное содержание урана в подземных водах, омывающих
этн породы, 3. А. Некрасова приходит к выводу о том, что
главная часть урана в данном случае была привнесена в про
дуктивную свиту грунтовыми водами значительно позже обра
зования вмещающих пород.
К аналогичным выводам пришли Денсон и Гилл (1958) в
отношении ураноносных лигнитов Южной Дакоты (США).
Установлено, что эти лигниты содержат заметные концент*
рации урана только там, где они залегают непосредственно
под туфогенной свитой Уайт-Ривер, несогласно перекрывающей
угленосные отложения. Породы туфогенной свиты и цирку*
лирующие по ней слабощелочные грунтовые воды характери
зуются повышенным содержанием урана. Нижние слои лигни
тов ураноносиы только на тех участках, где они перекрываются
грубозернистыми песчаниками или другими водопроницаемыми
породами. Здесь, как и на месторождеггаи, описанном 3. А. Не
красовой, максимальное содермсание урана наблюдается в
верхней части каждого данного слоя. Отдельные скопления
урановых руд обнаруживают пространственную связь со сбро
сами или секущими трещинами.
Исходя из этих наблюдений, Денсон и Гилл считают, что
источником урана в лигнитах Южной Дакоты являются туфо
генные породы свиты Уайт-Ривер, а агентом переноса — грун
товые воды, циркулировавшие по этой свите и проникавшие в
подстилающие ее угленосные отложения.
Механизм, при помощи которого уран осаждается в углях,
далеко не ясен. Предполагается, что уран привносился в виде
уранилкарбонатного комплекса, распадающегося вследствие
резкого понижения pH раствора в зонах, богатых гуминовыми
кислотами; эти кислоты захватывают освобожденный ион уранйла, образуя уранил-гуматные соединения, нерастворимые
при р Н > 2 ,2 . Подобных взглядов придерживаются Брегер и
Д ью л (1956), Мур (Моог, 1954), Вайн, Свенсон и Белл <1959)
и некоторые другие зарубежные ученые. Основанием для
такой гипотезы служит общеизвестная способность суббитуминозных углей, торфа и лигнита почти полностью извлекать уран
из весьма разбавленных растворов.
Однако фиксация в виде металлорганического комплекса
является, по-видимому, далеко не единственным способом ^от
ложения урана в углях.
установлено 3. А, Некрасовой, в
некоторых урансодержащих углях главная часть урана нахо
дится не в виде уранорганических соединений, а в виде окислов,
входящих в состав цемента угольной брекчии, прячем содержа
ние урана прямо пропорционально содержанию минеральных
примесей и обратно пропорционально содержанию органическо-
I т„«и поо.шшлетых местороледеиий ур а н а
, Пппоаясь иа эти наблюдения и приводя многп
“Т н ы е ^ а н а ^ . доказывающие отсутствие какой-либо св,.
численные анализ .
^
^ с о д ер ж а н и е м в ни»
з„
ра л р е я е л е н ™
гл азн ой пр"*
м
е ж
д у
"^2 “отдажёш1Я руд является восстаиовлеи и с ш естивалент^огп уоаяЛ Гнерапворнмой двуокиси о р га н и ч е с к и м вещ едвом
Г,и сероводорода!, образующимся при его р а з л о ж е н и и . Кос; шыТподтверждеиием такой гипотезы я в л я е т с я упоминавш аТ я аыше тесная ассоциация окислов у р а н а с ф р о н то м окисS я органики или со скоплениями д и с у л ь ф и д о в ж е л е з а .
Тоанокосные угли находятся во многих п у н к т ах земного
шаоа однако про.мышленно ценными явл яю тся т о л ь к о некотооые месторождения этого типа. Обычно они характеризуются
относительно небольшими запасами
(сотни,
р е ж е — первые
тонн урана) при среднем содержании м е т а л л а в руде
до 0,1-0.2%. Роль их в мировой добыче у р а н а незначительна.
ТЫСЯЧИ
§ 5. Метаморфогениые м есторож дения
Метаморфогенные месторождения связаны гл авн ы м обра
зом с отложениями морских бассейнов и, к а к п р ави л о , приуро
чены к поясам интенсивнон складчатости. О т собственно оса
дочных месторождений они отличаются зн ачи тельн о меньшими
размерами, более высоким и резко неравном ерны м содержани
ем металла, а также обособлением главной м ассы у р а н а в фор
ме самостоятельных }Т)ановых минералов ~ у р ан о вы х черней и
D незначительной мере — настурана. В верхних- окисленных
частях этих месторождении изредка р а зв и в аю тс я уранованадаты типа карносита и тюямунита.
Тип т р и н а д ц а т ы й — собственно у р ан о вы е пласто
образные залежи в органогенных известняках, углисю -глинистых и тлинисто-креминстых сланцах. Одним и з наиболее ха
рактерных примеров таких местороаденнй я в л я е тс я месторождение, описанное Р. В. Гецевой (1957). Оно н аход и тся в толще
ниж1[епалеозоиских отложений, интенсивно дислоцированных
главным образом в период варисского складкообразования. Вы
деляются два продуктивных горизонта: верхний — горизонт
доломнтизироваиных известняков, нижний — горизонт черны
' т . ч е р е д о в а н и е м углисто*кремнистых ^
шль
разностей. В составе сланцев существенну ^
шие ппплп»1 V
органическое вещество.
повышенным сод ерж ан и ем п Р^
морЛизмя^ пГп
на.пичием отчетливых сл ед ов ые
разш1Т11Рм* Р^*^Р^*^^2^‘'*изацией породообразующих вещ еств
рациеи кластических зерен к в ар ц а , карбон
_________________ ^ 5. Метаморфогенные месторождения_______________ ^
цией И полимеризацией органики, преобразованием конкреций,
возникновением метакристаллов пирита, развитием секреционных прожилков с сульфидами нескольких генераций и т. д.
Рудные тела занимают, как правило, стратифицированное по
ложение. Л окализация их контролируется главным образом
мелким послойным перемещением с брекчированием и милонитизацией пород преимущественно в шарнирах куполовидных
складок высших порядков. Главная масса окислов урана мета
соматически замещает милонитовый цемент и основную ткань
обломков сланца, развиваясь в интерстициях между зернами
кварца м и серицита. Больш ая часть урановых минералов на
ходится в тесной пространственной связи с метакристаллами
пирита или окисленным органическим веществом.
Предположение о концентрации рудного вещества путем
перегруппировки первично-осадочного урана в процессе дисло
кационного метаморфизма рудовмещающей толщи в данном
случае опирается на ряд фактов. В этой связи прежде всего
отмечается: региональная зараженность ураном основных про
дуктивных горизонтов, т. е. черных сланцев и доломитизированИЫХ известняков, полное соответствие литологического состава,
а такж е геохимических ассоциаций (уран, ванадий, медь, ни
кель, барий и др.) в руде и вмещающих .породах; отсутствие
каких-либо следов околорудных изменений, типичных для гид
ротермального процесса; отсутствие четких границ между руд
ными залеж ам и и вмещающими породами; взаимоотношения
окислов урана с типичными продуктами метаморфического
ряда, указывающие на возрастную последовательность: метакристаллы и микропрожилки пирита — настуран-альпийские
сульфидно-кварцевые прожилки и т. д.
Н а основании анализа всех имеющихся данных Р. В. Гецева
пришла к выводу о формировании месторождения в основном
в три этапа.
Первый этап связан со средней стадией геосинклинального
процесса. Он характеризуется перекристаллизацией пород, де
гидратацией минеральных компонентов, карбонизацией и поли
меризацией органического вещества; часть урана теряет сорб
ционную связь с органикой и отлагается -в виде диспергирован
ных окислов.
Второй этап, синхронный с конечной стадиен развития гео
синклинали, характеризуется мобилизацией главной массы ура
на поровыми растворами и максимальным проявлением рудно
го метасоматоза, преимущественно в сильно деформированных
участках рудовмещ ающих пород. Рудоотложение происходит
путем восстановления шестивалентного урана сульфидной се
рой (в известняках) или органическим веществом (в темных
сланцах) В последнем случае предполагается окислительно-
Таблица 2
Схемка минералооСУразооания рудоотложения прн метамошЬияме
Г ео тек то н и ч еск ая
Я S .2
tr 5« о.
S DC
го
*2 «3 ж
а о S
об стан о вка
продуктивной толщ и
(по Р. В. ГсцспоП)
Х ар актер н ы е п родукты
Х ар актер п р е в р а щ е н и я
П о вед о и н е у р а н а
м етаморф изма
С редн яя ст а д и я геоП е р ек р и стал л и зац и я
Д о л о м и т, к ал ь ц и т, серицит,
Н ар у ш ен и е сорбц и онн ы х сиясн н кл н п ал ы ю го
разви пород, д е г и д р а т а ц и я м и пирит,
ди спергирооапиы е окис зсЛ с органи чески м вещ еством
тня, вкл ю чая главн ую н еральн ы х ком понентов, лы (?) у р а н а *
отл о ж ен и е в ви д е д и сп ерги ро
ф а зу вар п сасо го ск л ад - к ар б о н и зац и я о р ган и че
К вар ц ,
серицит, пирит, д и ванны х окислов (?)
кообразован м я
ского вещ ества
сп ерги рован н ы е
окислы
(?)
у р ан а, г р а ф и т пироф и ли т
С ерицит, к в а р ц , пирит
Конечная стадия геосннклпнального
разви
тия. Ослабление склад
кообразования, усиление
циркуляции
перовых
растворов
Рудный метасоматоз
Настураи ♦
Часшчпое растворение дис
пергированных окислов урана
Настуран
Метасоматпческое замещение
Марказит
ураном породы у метакристал
Окислы урана,
продукты лов пирита *
окисления органики (гуминоМетасо.матическое замещение
вые вещества) **
настураном породы и Л1нлони
тового цемента брекчмЛ по
фронту окисления органики.
Насгурам***
^
М играция
уран а о сильно
1
щ
М етасоматическсе замещ ение
i астураном породы у ппри"^
1метакрпсталлов. ^^^конкрецпи,
I
Доломит, халькопирит, м ар Редкие случаи осаж дения
ж илок
1СПСЛ0В урана
на жильном
Д альнейш ее постепен О бразование
казит. пирит
1 ирите ранней генерации
альпийского
типа
и
це
ное затухан ие тектони
Единичные случаи регенераческих движений. Фор мента брекчий
К варц. rpadjHT,
пиробитум,
настурана в кварцевых
мирование
трещинных
пирит,
марказит,
халькопи- i ии
растворов*
рит **
'
Пирит, кварц, каолинит, халь
копирит, барит***
1П
IV
Р азвити е послескладчатых сбросовых нару
шений
—
—
-
'
: I
сланцах
В пиритизнрованных слюдисто-глинистых сланцах.
***
( „ е р е с л .и « „ „ .^ .
■
58
*‘
I Ttinbi промышленных мест орож дений ипаып
~
^
лггтяиовительиая реакциЯ) конечными продуктами котпп ■
S t c x настур^н. гуминовые кислоты, окислы углерод^,
' “"чтя пеакшм подтверждена экспериментально Г. П. Силп^
выч и Р П Рафальскйм (1957), синтезировавшими у р а й ;
т е м восстановления урана из раствора уранилсульфата " d
таинческнм веществом из углисто-кремнистого сланца описан
ного месторождения.
Третий этап проходит в обстановке д ал ьн ей ш его затухания
тектонических движении. Он характеризуется цементацией
брекчии и образованием жилок альпийского ти п а .
Процессы формирования месторождения sajsepmaroTCH раз
витием послескладчатых сбросовых нарушений. О бщ ая схема
минералообразования и рудоотложения при метаморфизме
продуктивной толщи месторождения (по Р. В. Гецевой) дана
в табл. 2.
Из табл. 2 следует, что для образования месторождений
рассматриваемого типа благоприятным является метаморфизм
невысоких ступенеГ! развития (1сварц-карбонат-серицитовая
фащ1я), возникающий при складчатых деф орм ациях региональ
ного характера.
Количество осадочио-метаморфогенных месторождений ура
на, известных в настоящее время, очень невелико. Также не
велика их доля в общей сумме ресурсов атомного сырья. Не
которые месторождения этого типа характеризую тся больши
ми запасами металла в рудах, содержащих д о ОД— 0,2% урана
§ 6. Древние метаморфизованные россыпи
Тип ч е т ыр н а д ц а т ы й — золото-урановые и уран-торневые пластовые залежи в древних конгломератах, известные
в Ь!1тватерсраиде (Южно-Африканский Союз) н в Блайнд
ивер (Канада). Месторождения представляют собой прослой
плотных метаморфнзованных конгломератов в мощной толше
(преимущественно кварц итов), развирпй
’’•’ощздях. Конгломераты состоят из кварие^иооваиипй ^|^^^^^”'^Р 02зниой тонкозернистой, сильно пнрити*
Галька лпя|!^
^^варда, серицита, хлорита и пирофиллита.
До ZOl^ueMwmm'^^ минералом является пирит, составляю!®'''
вождается исбопьит'**'''”
Как правило, он сопр
и.
сфалерита пвт ’'“■’ичеством дру
2 ч
кобальтина. В
т я ж е л о г /£ и ..
минералы, характерные
фракции современных россш ей хромит, ильменит.
§ б. древние метаморфизованные россыпи
59
монацит, рутил, циркон и изредка — касситерит. Во всех этих
конгломератах постоянно отмечается также наличие золота и
собственно урановых минералов, представленных уранинитом,
настураиом и гетерогенной смесью уранинит — углеводород,
названной «тухолитом».
К этой ассоциации в конгломератах Витватерсранда при
соединяются пентландит, арсенопирит, иногда линнеит, альгодонит, миллерит, магнетит, эвксенит, ксенотим, лейкоксен,
редко — иридосмин, а в конгломератах Блайнд Ривер — ге
матит, ураноторит, молибденит и урансодержащий браннерит.
В Витватерсранде главная масса урана связана с уранини
том и тухолитом, в Блайнд Ривер — с браннеритом. В зависи
мости от содержания основных полезных компонентов руды
могут быть либо золото-урановыми (Витватерсранд), либо
ураново-ториевыми (Блайнд Ривер).
Как установлено многими исследователями, уранинит нахо
дится главным образом в виде очень мелких (менее 75 мк) сфе
рических зерен примерно одинакового размера. Аналогичными
формами выделений характеризуется большая часть пирита,
а также хромит, монацит, рутил, циркон, ильменит, магнетит,
эвксенит, ксенотим, гематит, ураноторит, гранат, апатит и дру^
гие тяжелые минералы, детритовое происхождение которых
представляется наиболее вероятным. Золото, сульфиды (кроме
лирита), настуран, тухолит и браннерит встречаются главным
образом в виде тончайших прожилков и мелких неправильных
зерен, выполняюшд1х интерстиции между другими компонента
ми породы.
Уранш 1ит и золото ведут себя как компоненты фракции
детритовых тяжелых минералов. Они концентрируются глав
ным образом в нижних частях конгломератовых пластов там,
где последние залегают с угловым или параллельным страти
графическим несогласием на древних эрозионных поверхностях.
В ряде случаев положение рудных залежей контролируется
эрозионными каналами или небольшими депрессиями, образо
вавшимися в результате размыва подстилающих пород.
Вопрос об условиях образования месторождений в древних
конгломератах до сих пор является предметом ожесточенных
споров. В основном обсуждаются две точ1си зрения:
1) золото, урановые минералы и сульфиды тяжелых метал
лов отложены из магматогенных горячих растворов, т. е, место^
рождения являются гидротермальными;
2 ) все металлические компоненты породы первоначально
представляли собой детритовый материал, сконцентрированный
гравитационным путем, причем золото, настуран, тухолит
и браннерит в их современной форме возникли в процессе ре-
60
Гл. /. Тты промышленных месторождений
гиояачьного метаморфизма. С этой точки зрения “ есторожд™
«мшотся древними метаморфизовапиыми россыпями.
Представление о золото-урановых рудах в древних конгмепатах как о продуктах гидротермальиои деятельности, по^
держиваетсяГрейтоном (Graton, 19о0), Д эвидсоном (Davidson
1953) и некоторыми другими исследователями. Оно основывает,
ся главным образом на геохим11ческом сходстве этих руд с руда.
МП типичных гидротермальных месторождений на явно эпиге
нетических формах выделения золота, настурана, тухолита к
сульфидов, ассоциированных с этими минералами, и на очевид.
нон неустойчивости уранинита, как минерала россыпей.
Сторонники «россыпной» гипотезы — Л ибенберг (Libenberg, 1955), Либенберг (1958), Р ам дор (R am dohr, 1954|
и др.—опираются иа факты, установленные в результате под.
робного минералогического изучения руд. Главны м и аргумен
тами являются: окатанность п одинаковая величина зерен
уранинита; постоянная связь этого м инерала с минералами,
характерными для тяжелой фракции россыпей; тенденция к
обратной зависимости между средними разм ерам и зерен этих
минералов и удельным весом каждого из них.
Теми же исследованиями установлено, что настуран, по
крайней мере, в его основной массе, представляет собой резуль
тат растворения и переотложения вещества уранинита, а т>т[0'
лит—результат частичного замещения уранинита углеводоро
дом. Браннерит, по мнению Рамдора (R am dohr, 1958), являет
ся прод5'ктом реакции типа UO2 + 2 до STiOa — U TiO a-sO e - s «
■приводящей к возникновению в Блайнд Ривер ассоциации
браинерит-уранинит (при избытке UO 2) или браннерит-рутил
(при избытке TiOj). Либенберг. полагает, что золото и сульфи
ды первоначально также являлись компонентами тяжелой
фракщи! россыпей и что современные формы этих минералов
в конгломератах Витватерсранда объясняются их перекристал*
лизациеи в процессе регионального метаморфизма. В качестве
Доказате^пьств россыпного происхождения урзвыдвигаются такие факты, к ак приурс^
залежей к древним эрозионным каналам,
го брггпппи
между содержанием золота, уран а и тако'
Щ1н р п а м и н е р а л а , как иридосмин; сходств
приуроченно^т^^'^^^^^
на огромных площа>^ '
■Рафпцеским горизоэтам иТд®
определенным стра
УРавднит™™?'™'’" '’
отмечается
ият ^^"^^^^^чного
''’^^'зется чтл
^го даже т>
®садкоа
зерна
^^^рсранда н Кла,-
о полной неустойчив_<^"
некоторыми —
- авторвш^
россыпях. Предпо® период отложения
нд Ривер измельчались до
------------- ^
различных типов урановых месторождений______ 61
ределенного размера, ниже которого уже не сказывалось исти
рающее воздействие кварцевой гальки. Высказывается также
мнение о возможности привноса значительной части уранини
та в бассейны осадконакопления во взвешенном состоянии, что
также в значительной степени способствовало сохранению дет1'итовых зерен. Либенберг отмечает также довольно высокое
содержание в уранините ТЬОг (до 2 ,7 % в Витватерсранде и до
8 % в Блайнд Ривер), характерное для уранинита из пегмати
тов, но совершенно необычное для гидротермальных жил.
Этот факт служит серьезным подкреплением гипотезы о «рос
сыпном» происхождении урана в месторождениях рассматри
ваемого типа.
«Гидротермальная» гипотеза в приложении к рудам Витватерсранда и Блайнд Ривер встречает серьезные возражения.
Очень трудно представить себе такие явления, как инфильтра
ция растворов совершенно одинакового состава на огромной
ллощади через многокилометровую толщу осадочных пород,
•частично метаморфизованных к моменту рудоотложения; вряд
ли возможно отложение из растворов главной массы урана в
виде изолированных сферических зерен. При минераграфическом изучении руд установлено отсутствие каких-либо взаимопрорастаний зерен уранинита, золота и сульфидов, что указы
вает на чисто механический (а не генетический) характер связи
между этими минералами. Отсутствует также какая- либо связь
между рудными залежами и дизъюнктивными нарушениями.
Промышленное значение месторождений в древних конгло
мератах весьма велико. К началу 1958 г. в них было заключено
около 65% всех запасов урана, учтенных на территории капи
талистических стран. Отдельные месторождения характеризу
ются очень крупными размерами. Запасы урана в них измеря
ются десятками и сотнями тысяч тонн. Среднее содержание
урана в руде не превышает 0,08%.
§ 7. Сравнительная оценка различных типов урановых
месторождений
Приведенная выше характернспша урановых месторождений
не претендует на исчерпывающую полноту. Она охватывает
только те генетические группы, которые представляют или мо
гут представить практический интерес. С экономической точки
зрения, они далеко неравноценны. Некоторые данные, относя
щиеся к этому вопросу, сведены в табл. 3.
Как видно из этой таблицы, в структуре запасов урана на
территории капиталистических стран доминирующую роль
(67% общей суммы) в настоящее время играют сравнительно
низкосортные золото-урановые и уран-ториевые руды в древ-
„ масштабах месторождений различны х генетически,
групп
групп_________________________
——
Некоторые данные
• о
У дельны й вес в
t- с;
^и
0.0) S
р е с у р с а х каинта= * з:
диетических
_
а
’ж ^
стр ан , %
о. X
^
*
(□« гз
0 добыв мссто- в руд
О.Ч г( « •'10 запасам
урана
е урана
V
0)
о
О.
рожде- „ ом теле 1Оа et CJ р-,] в недрах
в руде
ПИИ
Верхний предел
запасов урана,
метрич.
Группа несторождени11
2000
20
0 .0 S
1 .0
3 ,0
■ 20000
20000
20000
1000
20000
1 0 ,0
6 ,0
'
1 .5 0
1 .5 0
1 .5 0
2 3 .0
16.0
7 ,0
1
0 ,2 0
1. Пегматиты и neruaтоидные жплы .
•
2. Гидротермальные
мсстооожде»ч1я .
•
а) жильные •
б) пластовые.
•
•
в) прочие
3. Осадочные
•
■ 20000
; 5000
5000
4 ,0
• ^
(сипгс-
ння) , . . • • • • ’
,* 500 000
4. Метаморфогенные
50000
месторождения * •
5. Инфнльтрашюнш le
месторождения;
а) в песчаниках . . 125000
3500
б) в углях . .
б. Древние конглок ераты . . . • • . 370000
а) золото-урановые 370000
61 ураио*торнсвые ■ 350000
100000
О.Об
—
—
2000
0 ,1 0
*—
--
25000
2 2 ,0
4 0 ,0
1000
0 ,2 5
0 ,3 0
100 ООО
100 ООО
100 ООО
0 ,0 8
0 ,0 3
0 ,0 8
6 7 .0
3 5 .0
3 2 .0
3 4 .0
16
18
UHXконгломератах. Они же дают одну треть уран а, д
го всеми капиталистическими странами. Н а
(40%
запасам, но на первом по количеству получаемого УР
^ jjgcобщей добычи) стоят инфилырационные месторож де
^
чаниках. Значение их особенно возросло в
(^^розия
связи с открытием таких крупных рудных полеп, к ак
^^оят
Лейк и др. На третьем месте по запасам и добыче
гидротермальные месторождения и на последнем * пе
В течение последних пяти лет удельный вес эндогенны.
д,
рождений в мировой добыче урана (без СССР
C Tpai
ной демократии) упал с 90 (1953 г.) до 23% (1958 г.) » ^ , м и
жает снижаться. Это обусловлено главным образом
pj^gepr
темпами освоения новых рудных площадей в Б л а н н д
Витватерсранде и на Плато Колорадо.
г л Ав А и
ПОИСКОВЫЕ ПРИЗНАКИ
■
И КРИТЕРИИ
I
§ I. Предварительные замечания
Успех геолого-понсковых работ зависит прежде всего от
того, насколько правильно выбран район для поисков. Однакорешение вопроса «где искать» наталкивается на серьезные
трудности даже в тех случаях, когда объеетом поисков являют
ся месторождения обычных металлов, таких, как железо, медь,
цинк, свинец и др., известных человечеству в течение многих
веков. Тем более оно затруднительно, когда речь идет о место
рождениях урана, опыт изучения которых ограничивается, па
существу, последними десятилетиями.
Пока еще очень мало точно установленных фактов и нет
единого мнения о генезисе этрьх месторождений и закономерно
стях, контролирующих их распределение в земной коре. Накоп
ленный в настоящее время фактический материал позволяет
установить только отдельные эмпирические связи между ура
новым оруденеиием и некоторыми геологическими особенно
стями ураноносных районов. Одни связи имеют региональноезначение н могут быть использованы как критерии для срав
нительной оценки относительно крупных территорий, другие,
являясь узко локальными, должны приниматься во внимание
как «поисковые признаки» при направлении поисковых работ
внутри перспективных районов.
Эти оценочные критерии и поисковые признаки целесообраз
но разделить на следующие группы:
а) критерии, используемые для оценки крупных площадей
как возможных урановых рудных провинций;
б) критерии, используемые для выявления новых рудных
районов внутри урановых провинций;
в) критерии и поисковые признаки, используе^мые для вы
явления новых месторождений внутри рудных районов.
j
64
г.
/ / Пписковые признаки и критерии
- ----------- — ---- -
л 2 Критерии» используемые для оценки крупных площадей
как возможных урановых провинций
Урановыми называются металлогснические провинции в
которых наряду с месторождениями тех или иных металлов су
щественную роль играют месторождения ураи а. Границы их
определяются сочетанием многих геологических и геохимиче
ских факторов. Для оценки перспектив ураионосности подоб.
ных круп1гых территорий могут быть в первую очередь исполь
зованы критерии, основанные на взаимосвязи урановых место
рождений различного типа и возраста, на положении урановых
провинций в региональных геологических структурах и на осо
бенностях их металлогенического «фона».
Взаимосвязь месторождений разного типа. Обычные металлогенические провинции представлены совокупностью более
или менее однотипных месторождений, относящихся примерно
к одному и тому же возрасту или к двум-трем совершенно оп
ределенным металлогеническим эпохам. У рановые провинции
отличаются от обычных тем, что месторождения в них, ввиду
высокой степени мобильности урана, являются, как правило,
разнотипными и разновозрастными.
В этом отношении весьма характерным примером является
одна из урановых провинций Западной Европы. В централь
ной ее части расположеш поля гидротермальных ж ил собст
венно урановой и «пятиметальнон» формаций, тесно связан
ные с верхнепалеозойскнми гранитными интрузиями; с востока
к 1П1Мпримыкает ^фильтрационное месторождение ураиа в
пермских бурых углях и с запада— осадочно-метаморфоген*
ные залежи урановых руд в ннжнесилурийских известняках,
углистокремнистых и глинисто-слюдистых сланцах. В непосред*
ствен1юм соседстве со сланцами находятся осадочные породы
триасового возраста, несущие местами промышленные концент
рации урана.
Лналотич1?ая картина наблюдается в одной из урановых про
винции Советского Союза, где урановое оруденение прояв^
гидротермальных жил верхнепалеозойского
пят11к|у^г! °^^^®''"°‘^*^таморфогенных месторождений в кар б о лежрп
палеогена и в виде инфильтрационных за® континентальных п е с ч а н и к а х
мю щ ейЙ ж !;
провинции на западе СШ А. охватыот Аризоны и Нмп
” прилегающий к ним широкии п
севеое »яиг:пп ®'^^^*^сико на юге до Д акоты и М онтаны
ииоиные уран
имеют, как известно, «нфильтр
приуроченные гпп
месторождения П лато КолораД »
образом к верхнеюрским песчаникам
--------- Оценка площадей, как возможных урановых провинций
65
формации Моррисон и к триасовым конгломератам свиты
Шаннарамп. Наряду с ними в той же провинции встречаются
верхнемеловые и нижнетретичные урансодержащие лигниты,
а также гидротермальные урансодержащие жилы докембрийского и верхнетретичного возраста.
Подобного же рода ассоциации разновозрастных эндо
генных II экзогенных месторождений урана установлены в
ряде других металлогенических провинций в СССР и за ру
бежом.
Из приведенных выше примеров видно, что в типичных
урановых провинциях экзогенные месторождения могут быть
более молодыми или более древними, чем эндогенные место
рождения урана; в первом случае концентрации урана в осад
ках естественно рассматривать как следствие разрушения и
переноса эндогенного материала; во втором случае скопления
урана в осадочных породах указывают на возможную генети
ческую связь эндогенных месторождений с магматическими
расплавами, обогащенными ураном путем ассимиляции мате
риала окружающих осадочных толщ.
Как бы то ни было, пространственная связь экзогенных и
эндогенных месторождений урана является весьма важным
поисковым критерием. Она дает основания для того, чтобы по
иски экзогенных месторождеа1 ий производить з первую очередь
на периферии районов развития эндогенных месторождений и,
наоборот, эпигенетические концентрации урана в осадках рас
сматривать как индикатор возможного наличия эндогенных
урановых руд в близлежащих геологически благоприятных
районах.
Положение в региональных структурах. Урановые про
винции, которые известны в настоящее время, находятся как в
пределах допалеозойских щитов и платформ, так и в геосинклинальных областях более молодого возраста.
Согласно М. М. Константинову я Е. Я. Куликовой (Констан
тинов и Куликова, в печати) положение урановых провинций
иа щитах и платформах в большинстве случаев контролируется
зонами сопряжения архейских массивов со складчатыми про
терозойскими структурами. Примерами такого контроля яв
ляются, в частности, урановые провинции Полярной Канады,
Австралии и Африки (рис. 29).
Урановые провинции геосинклинальных областей, как пра^
вило, располагаются либо в жестких срединных массивах
(рис 30), либо в зонах перехода интрагеоантиклиналеи в интрагеосинклинали. В жестких срединных массивах — Чешском,
Ц е н т р а л ь н о -Ф р а н ц у зс к о м и Армориканском, Испанской Месехе и др _находятся урановые провинции Западной Европы.
В з о н а х ’ перехода и и тр агео ан тщ ш и н ал ей в интрагеосинклинали
5, Д. я. Суражский
выявленных ..a терри^орасполпже»
p i,11 С оветского
Общей и
раПочов в этих
оою^ -
особенностью ураноносных
„„„чески разнотипных областях являет^
фундамента, разбитого на отд
о / • й аЛ7
•к'Л - .* /
v*1:e ^ l a i y 'i i a
Обзория ''®Р« №агашх месторожденпГ. Канады (по М. М. Ков"^'^‘‘атигы; »»ор
/и ^ о -а л о и ^ » / /- м е л к и е ■гидротермальные местоI'///-Сбросы.
Урямовыр ..„1''®''®"^^^ ‘'/-ар хел месторождения;
V с у б п^р о^и ч м а т
« » гг
Су»: // - Лем^яГ?®^"** ^^-Маннтоба7-Б|1вср.?»Й^Ь л ^ ; Г ^ ° ‘'гакт: 3 ^^ -Н
Уайт
Хогга;
н с т Игл;
о ; //7-Шврле«--БляДвд PhdcpI
'^ - Б з р а г а (США): « Лпбрадор^°
— Гренвилл (пегиатиты)1
Лре«муществейнча
к областям,
сложенным
Уранового
оруденения
личным» нсследоаателпхгг^^л'^^^’*^Древнейшего возраста, раз-
Клеппер и
MQCC4^
по-разному.
fH *У-^ьтраметамор(Ьнз\1яJ ^®^зывают это явление с процессагеоси}1кл1шалеП, пр|1воямп^
докембрийскнх
о на их AiecTe CBoeofimo
^ ^^'^авлетио пород и образов^-
^^^очами. К о и со ли д ац ^^?"
(богатых водой и
содержания в ми
вследствие относительно
«я в них воды создала условия, особенна
---------^
площадей, как возможных урановых провинций
67
благоприятные для возникновения гидротермальных раство
ров, в которых и концентрировался уран, первоначально рас
сеянный в расплавленном ^материале. Другие исследователи
Рис. 30. Обзорная карта месторождегтП урана Западной Европы (по
М. М. Константинову и Е. Я- Куликоиой);
/ — И спанская Месета; г — Центральный ФрапцузскнП ияссив; 5—Вогезы; ■#—Шварц
вальд; 5 — Чсшско-Богемский массив; ff — АрморикпнскнП массив; 7 — Корнуолл;
в _ Арденны;
Рейнские сланцевые горы; 70— Гард. А— жесткие массивы в варнсскоЯ складчатой области: / / — жесткие ядра я альпийской складчатой области;
/ / / — гпаиицл меж ду калсдонидаик и вариесидами; Л / — граница между варнссидан|{ н альпинидами; V — контакты рудных зон. Месторождения урана гидротер
мального типа- а — крупные; б — мелкие, осадочного генезиса; в ~ мелкие месторождс)1Ия и оудопроявления. Главнейшие месторождения цветных металлов; г —
вольф рам; а - - олово; е — медь; ас — свинец, цинк, серебро: s — сурьма; и — ртуть;
к — кооальт, никель.
склоняются К мнению о том, что приуроченность месторождений
урана к древнейшим участкам суши обусловлена главным об
разом механическими свойствами докембрийских пород, кото,рые отвечали на деформируюш,ие усилия глубокими разломами,
5*
и . Поисковые признаки и критерии
-
~
облепзюшими связь верхних частей литосферы с глубин,ц,
ыагуатяческнмц бассейнами.
««
Мстадлогеяйческий фон. Характер металлогении bhv?
х-раповых пров5(нций находится в теской зависимости от поТ
желия нх в региональных геологических структ>'рах. Л1 е т а ^
г^янческяЛ облик урановых провинций ка дрезних щитах и
платф орм ах определяется широким развитием, наряду с мест,!
р-жде«нзмп урана, также и месторождении железных, m jum
Еикель-кобальтовых и золотых руд, В ряде случаев шдротев
мальная урановая минерализация наклады вается на железо
рудные или меднорудные пластовые тела осадочмо-метаморфо.
генного происхождения (Верхняя К атанга. Северная Два
ралпя).
В каледонских и варнсскнх складчатых сооруж ениях гидротермальное урановое оруденение проявляется на общем редкомета-иьяом или редкометалльно-полиметаллическом фоке.
В варпсдндах ЗападноГг Европы эндогенные месторождения
урана ассоциируются преимущественно с месторождениями
вс1'тьфрам1ггово-касситеритовой формации. В других складчаTdx спаемах того же возраста урановые месторождения на.\одгтся в непосредственном соседстве с месторождениями ыаи1(>дгаа, впсм^та и полиметаллов.
Урановые провинцпн в областях альпийской сктадчатосги
характеризуются широким развитием патимета»хтнческих место
рождений. иногда со скоплен1гями высокосортных серебряных
P.vi
Дэ сих пор^ не обнаружено сколько-нибудь значительных
ыесторождснни урана в типичных рт>тно-сурьмяных провин
ции п в областях распространения месторождений телетермхтъаьгх свинцово-цинковых руд.
§ 3. Критерии, используемые для выявления новых рудные
районов внутри урановых провинций
Урапомя провинция обычно состоит из н е с к м ь к 1и РУД")“
Каждый из инх представляет собой созок>-пность №
U менее однотипных и одновозрастньос месторождеип ■
Р=>»очов могут быть использовав
®«расте уранового орудеяения, «
mecKiit ^
злсмектами репюнальньи ret ^
'Раноиосиыт
''^■“бcнlloeтяx м агм атизм а в
3.
» noponv °
характере геохимических
„у
'■ ГУ м 'в^Л
® возрасте
^ данных о ntn?n
накоплено б аты п о е
Г '^льтатах определения абсолю тного вс^р*-
s 3.
в ы й в л т и е новых рудных районов внутри иранош х провинций
69
различных месторождении урана Большая часть из них отно
сится к эндогенным месторождениям, меньшая — к месторож
дениям, сформировавшимся в зоне супергенеза.
Данные по эндогенным месторождениям позволяют с до
статочной определенностью выделить четыре металлогенические
эпохи, в течение которых эндогенная урановая минерализация
проявилась наиболее отчетливо.
Первая металлогеническая эпоха — верхнеархейская — ох
ватывает период 1300—1800 млн. лет. К ней относятся наиболее
важные месторождения Полярной Канады (Эльдорадо —
1330—1480 млн. лет, Э йс— 1780—1820 млн. лет, Игл — 1430—
1700 млн. лет, Ш арлебуа— 1780 млн. лет и др.), месторождение
Радиум Хил»а в Южной Австралии {1540 млн. лет) и др.
Вторая металлогеническая эпоха — верхнепротерозойская —
находится в интервале 560—650 млн. лет. Представителями ее
являются месторождения Хотта в Полярной Канаде (580 млн.
лет) и Шинколобве— Казоло в Бельгийском Конго (582—
576 млн. лет).
Третья металлогеническая эпоха — верхнепалеозойская—
охватывает период 190—250 млн. лет, в течение которого сфор
мировались урановые месторождения Саксонских Рудных гор,
а также, очевидно, и все остальные месторожения урана, распо
ложенные в варисских сооружениях Западной Европы; к тому
же возрасту относится, по-видимому, ряд месторождений ура
на на территории Советского Союза.
Четвертая металлогеническая эпоха — мел-третичная (30—
80 млн. лет) — устанавливается главным образом на основа
нии анализа геологической обстановки, в которой находится
ряд месторождений урана в Кордильерах Северной Америки
(Джилпин-Каунти и д р .). К ней же можно, очевидно, отнести
месторождение Гвадалупа в провинции Чиахуа^Хуа (Мекси
ка), Мерисвейл в шт. Юта (CIUA) и др.
Наиболее продуктивными в смысле формирования промыш
ленных месторождений урана являются докембрийс1ше метал
логенические эпохи. Однако примеры таких месторождении,
как Джилпин в Колорадо {80 млн. лет), Гвадалупа в Мексике
(30 млн. л е т ) , Мерисвейл в Юта (10 млн. лет) и др., показыва
ют, что молодой возраст для уранового оруденения отнюдь не
противопоказан.
Экзогенные месторождения урана встречаются в породах
всех геологических эпох.
Наиболее крупные скопления сингенетичного урана в морских
темноцветных сланцах относятся к нижнему кембрию (квасцо
вые сланцы Швеции), а также к девону и нижнему карбону
1 Г. Ф а у л ь (ред.), Ядерная геология. М., Изд-во иностр. лит., 1957.
w-
r . It Ппискоаые признаки и критерии
----------
/Лппмация Чапапуга, США). Кроме того, морские Qa,,
сингенетическим ураи, известны в отло^!"^'^.
верхнего карбона (центральные р а и о н ы С Ш А ) и тркаса"""*
„„nZtna пеомн серия Фосфориа. США), миоцена и плипп
(формашп! Тампа. Хоуторн и Боп Вэлли. Ф лорида, СШД) ’
Урапоносные морские известняки развиты главным обпя
зом в отложениях нижнего силура, перми (ф орм ация Кейбаб
Аризона, США), срсдней юры (формация Тодилто. СШд,
мела II палеогена. Кроме того, omi встречаются в эоцене (Вав1‘
М1П1Г. США) п плпоцсие (Гоппи Бате, А ризона).
Ураиоиосиые угл» известны в отложениях верхнего карбона,
перми, юры, мела (Сендвелл. Н ы о -М ек с и к о , С Ш А ), эоцаи
{формация Моррнсон. П лато К о л о р а д о , С Ш А ).
Урансодержащие песчаники и конгломераты имеют самый
разнообразный возраст. Наиболее крупные месторождения это
го типа обнаружены в отложениях перми, тр и аса (формацнн
Чиил и Шайнарамп, Плато Колорадо, С Ш А ), верхней юры
(фармация Моррисои, Плато Колорадо, С Ш А ).
Аналогичные месторождения мелового и четвертичного воз
раста известны на территории Советского С ою за.
Возраст эпигенетических месторождений м ож ет быть, разу
меется, значительно более молодым, чем возраст вмещаюша
их пород. Так, например, возраст уранового орудеиения в три
асовых конгломератах формации Ш айнарам п и юрских песча
никах формации Моррисон оказался в среднем равным 6S70 млн. лет (среднее из многих определений), что отвечает
приблизительно верхнему мелу.
Структурный контроль. Формы структурного контро^1Я
довольно разнообразны.
Районы эндогенной урановой минерализации локально свя
зываются с резкими изменениями простирания складчатых пой
сов (В. Катанга), с дискордантиым налож ением молодой склад*
тости на более древнюю (Северо-Америкаиские Кордн-'’bep
^
сильно эродированного древнего фУ _
МП ’
интенсивно дислоцироваинылш ос Д
Ры)
(С аксонские РуД«
ются и ^_ 7 ^Р”^^^^^"зльные комплексы этого типа
^
В одних
конечных стадиях развития ор ^
JKecTKoro пгпп
представляют собой л окальны е пр
® д р у ги х -ф о р м и р о ван и е
него структурпош
г-ль1бовыми перемещ ениями пор
вытяиуТГв
эндогенных месторожденш'
1 “ ОД"ом «аправленпп. образуя рудны е зоны п^я
— ^
новых рудных районов внутри урановых провинций 71
са. Так, например, в Канадской урановой провинции можно
выделить два рудных пояса: 1 ) пояс гидротермальных место
рождении, протягивающийся на расстояние более 1000 км
Томпсон
I? с ж >
Рис. 31. Уравапскнн рудный пояс:
/ — породы формпцин Моррисон; 2 — более дрсание по
роды; Л — рудныП пояс; — мссторождсинп урана и валаяня (по Фишеру, 193&).
вдоль западной окраины Канадского щита, и 2) пояс ураионосных пегматитов субпровинции Гренвилл, протягивающийся
вдоль Южной границы того же щита от п-ова Лабрадор до
района Сёдбери на расстояние свыше 800 км. Такие же урано
вые рудные пояса известны в Западной Европе н на террито
рии Советского С ою за..
Подобного рода поясозая форма рудных районов характер
на для тех областей, в которых месторождения урана и генети-
^
Рл /д Поисковые признаки и критерии
« д а свазанпыес иими нптрузпвиые массивы в первую о,ер,„,
Г № л р )ю т с я системами глуСиш.ых разлом ов. Движен„^Л‘
проясхояялн в течение длительного времени.
Райшы экзогенноП минерализации, как правило, приурочр
ны к предгорным п межгориым депрессиям, выполненным пГ
шссятыьно слабо дислоцированными континентальными осаТ
ыын. Они характеризуются более или менее изометрическимк
1жгтанпямп. Однако в некоторых случаях и экзогенны е место
рохдайя )фапа образуют пояса значительно» протяженности
К поасам подобного рода относятся, в частности, Ураванский
гу'чый пояс месторождении в континентальных ’lecManHKax
формадпв Моррисон. которыГг, согласно Фишеру (1956). образу,
ст cffyenr длиной 100 о , протягивающиися от округа Монтроэа в шт. Каюрадо до округа Кол ар Меза в шт. Ю та (ряс. 31)
На точ же Плато Каюрадо Фи1тч (Finch, 1955) выделяет пояса
Моя)-уент Вэлли н Эст Уайт Каньон, заклю чаю щ ие в себе ме
сторождения в конгломератах формации Ш апнарам п, и Л1оабсиш поя;:, объединяющий месторождения в песчаниках формаснн Чпнл.
Связь с магматизмом. Районы развития эндогенны х местоpoxzEiinu }Т)ана, как правило, являются ареной многоэтапной
Езтр)зпаной деятельности. Для нижнего структу'рного яруса
характерны синорогеиные гранитные массивы, д л я верхнего—
ма.тыг цнтрхзцц разнообразного состава, связанны е с глубин
ными разломами, и обычно резко дискордантные по отношению
к вмещающим их складчатым комплексам. Именно с этими
ма.тыми интрузиями, сформировавшимися в сложноГ! тектоническоЯ обаановке и представляющими собой последние стадии
•гагматлческой деятельности, часто связаны гидротермальные
мэггороадения урана. С большими интрузивными массивами,
особенно с теми, которые сформировались в ф азу основной
сьладчатости, гидротермальные урановые месторождения, как
правало, не ассоциируются. Возможно, это объясняется мед*
^^зпым застыванием магмы в относительно спокойных услови^ приводивших частично к рассеянию урана и частично к пе*
металлами в продукты кристаллирасплавов. С синорогеннымп интрузивам!
пегматитовых (в том
вазыожнор-п»
перспективные в о т н °? ^ ^
промышленных концентрации
п«.
^ урановых руд,
^^лгме
Установлено, что в
Boaa(Rn+<'
радиуса его четырехвалентн
»^'NHHcpa.ion*fL^l’ ^^‘^'падает в форме собственно y V ^
ранней кпистяп?^^^^*^ изоморфных замещ ении в
кристаллизации - в ос1ювном плагиоклазе. олив«
— ^
новых рудных районов внутри урановых провинций 7 3
концентрируется главным образом в поздних
дифференциатах, т. е. ведет себя так же, как кремний, щелочи
и некоторые редкие элементы: торий, бериллий, ниобий, тантал
и редкие земли. Именно поэтому интрузивные массы, с которы
ми ассоциируется урановое оруденение, в большинстве случаев
представлены гранитоидами кислого или среднего состава, пре
имущественно нормальными биотитовыми гранитами, диорита
ми и совсем редко породами типа кварцевых монцонитов.
Однако неоднократные попытки обнаружить при исследовани
ях этих пород какие-либо специфические, им одним присущие.
особенности минералогического или химического состава до
сих пор успеха не имели, и поэтому общепризнанных критери
ев для выделения ураноносных фаций интрузивов пока нет,
да и самая возможность такого выделения представляется весь
ма сомнительной.
Многие геологи придерживаются мнения, согласно которому
благоприятным признаком, свидетельствующим о возможном
наличии эндогенных месторождений урана, является повышен
ное содержание этого элемента в тех или иных продуктах маг
матической деятельности.
Действительно, в некоторых урановых провинциях Западной
Европы граниты, с которыми генетически связано урановое
оруденение, отличаются повышенной радиоактивностью, в дватри раза превышающей активность известных в тех же райо
нах кислых изверженных пород. Но это является скорее не
правилом, а исг^люченлем. В ряде других районов содержание
урана в изверженных породах, находящихся в родственной свя
зи с урановыми месторождениями, не превышает обычного
«кларкового» содержания. Вообще же повышенная радиоак
тивность больших интрузивных масс там, где она имеет место,
говорит больше о рассеянии радиоактивных элементов и об
отсутствии благоприятных условий для их концентрации в
постмагматическую стадию, чем о наличии крупных скоплений
эндогенных урановых руд.
Во всяком сл)^1ае, для того, чтобы ставить оценку перспек
тив ураноносности тех или иных районов в зависимрсть от со
держания урана в изверженных породах, оснований пока нет.
По мнению многих исследователей для такой оценки может
играть некоторую роль не абсолютное содержание радиоактив
ных элементов в магматических комплексах, а соотношение
содержаний тория и урана. В среднем оно определяется цифра
ми порядка 2,5—4,0. Активными эруптивами для урановои
минерализации могут явиться изверженньт породы, в которых
величина этого отношения не превышает 2,5—3,5. Когда отно
шение T h : и > 4 . в районе доминирует ториевая минерализация
с изоморфным захватом четырехвалентного урана.
ff
fJoncK onbie n p t n n o K U
и
критерии
71
0
тем, в какой степени характерно д л я >7 аноно
rr^r/x s:) 3 1г?11с)тствне других элементов, сн>-д^:ы н протлЕор^
^•~:--гтас 1 Л рассуждая, можно д}'матъ, что п о зъ тен ао е со-«гхи.гг элементов, связывающих уран в теченн^ кггматаче^ r r u z i — циркоиня, титэна, редких 2 с?с^.ть, в ’ зачнтел^
» :1 c^irxai д:злжко ограничивать возможнссть
з'раноБЫХ мниералов^как в самих Игггрузлзах,
^
1 Г7 : ^ ‘П1 Х at пирстермальион деятелькоста. Олнгзсэ асдлюD 5ТПГ0 Правила, если оно с}'111естг>ет, наб-^гзлззотсл во
T7 iHC-coi\ провницнях. Иногдз огчетляьс угганазлнзагтп c^ n i паг-отеруального уранового оруд^нениз с грзЕнтонrr-si- стзссагглъно богатыми UHpKOiiovt, е э стлнчзюгинхнса
г:а гсгчеагсстиэ* что уран в них не фнксЕруетсз е ^ н ер гл ах
(=?CTOj клп главной
ной кристал-ТЕзашз; л р тгс^ хграхг*.' - л
геохимии э т х интрузгзс-^ s 2_Ls:erz3 пзлнс«
■
т а минералов ниобип, тантала, z t t ; z 2 , таг
■, наоборот, повышенное cxizepsLa^ne з-тсзсезтсэ
с LjT^-tTi I а-тстгетаческимл показателями — с з ч ^ п х гг?--*з, баT^L
vtTtrpx
C ;-z.m s= ii стлачиые данные п р з з з г г г г з гГеггс-м (IS 5c)
:;:з 7 ‘атт^о i Тацитов Северо-АмеркАг^ззгх К сг^зльгр, а
х т т г ^ г г ? результатам анализов 116
уггля^з^гт^аггct
1 ч'г рс.пция урана с фтором,
=v^ ^=-=-~г т=у r*zл. с."сз\:м I Ск'раллнем, в отс)тстг 2 с г л з г 5 -л з :с CEsa
а. Ч-7
урзаа п солержа^[1гез1
бссд-,
»^1 ! : г Отмечается полное отслхгтзз* г г л ^ гх и . T i t
t i i следы ^ airrasi.
c’.-^.uirrca рпечатлеинс* что д т л л n x z ^ ^ c x r n ? о
>
\ '3‘
*'
I (| Hvv>«
1i t4>A 4, jr < LL4-
* \ и и у \ B ,\u \ u ta»4.v
— ^
Выявление новых рудных районов внутри урановых провинций 75
В настоящее время в Советском Союзе и за рубежом все
чаще делаются попытки использовать в качестве критерия для
оценки перспектив ураионосностн отдельных раГюноз и место
рождении определения изотопного состава свинцов из нера
диоактивных минералов. По результатам таких определений
эти свинцы разбиваются на две группы. К первой группе отно
сятся нормальные, или «обыкновенные», свинцы с изотопным
составом, примерно отвечающим возрасту минерала, а ко вто
рой «аномальные» свинцы, отличающиеся от обыкновенных
резко повышенным содержанием радиогенных изотопов. Ано
мальные свинцы встречаются преимущественно в районах
урановых месторождений, и в общем случае появление их
связано с повышенным содержанием радиоактивных элемен
тов в магматическом расплаве или в материнской породе.
Условия возникновения подобных аномалий не всегда ясны.
Анализ фактического материала, относящегося к данному
вопросу, показывает, что образованию аномальных свинцов
могут способствовать следующие геологические процессы
(Д. Я. Суражский и А. И. Тугаринов, в печати):
1 . Быстрое накопление молодых осадков за счет интенсив
ного размыва древних урановых месторождений; в этом слу
чае аномалии будут тем более резко выражены, чем интенсив
нее проходил процесс депудации, чем больше различия в воз
расте между эродируемыми месторождениями и образующи
мися осадками и чем ограниченнее область аккумуляции.
2. Ассимиляция магмой и глубинная гранитизация урансо
держащих пород, возникших задолго до магматизма; и в
этом случае аномалия по
будет тем больше, чем больше
разрыв во времени между образованием осадков и ассимиляииеи их магматическим расплавом.
3.. Гидротермальный метаморфизм древних урановых мес
торождений с обособлением радиогенного свинца и урана и
отложением этих элементов в виде регенерированного настурана и вновь образованного галенита, Б некоторых случаяч
(А. И. Тугаринов, 1956) имеет место вынос урана и радиоген
ного свинца за пределы первичнои залежи с образованием в
околорудном ореоле своеобразной зональности. В непосредстыеииой близости от рудных тел обнаруживаются галениты,
состоящие только из радиогенного свинца. На расстояиш! в
несколько десятков метров они содержат уже около 10 /о
обыкновенного свинца. На расстояниях, измеряемых сотнями
метров, галениты содержат только обыкновенный свинец.
4. Гипергенез в зоне окисления урановых месторождений
в областях с гумидным климатом в случае полного выщелачи
вания урана и сохранения радиогенного свинца в виде относи
тельно устойчивых вторичных свинцовых минералов типа
11^ Поисковые признаки и критерии
76
вз'льфеплта и исруссптв. Такого же рода аномалы-гк
способны накапливаться в почвах над урановы ми
Ж»иям1! и. особенно, в глинистых образованиях
триваиия.
BbiDe,
Все это приводит к выводу, что исследования
нзотопяого состава свинца в определен!юй геологи
стаиоске мог)т оказаться весьма полезными при „
об.
бпн1гых урановых залежей лля оценке перспектип
^^Уности тех или иных геологических регионов И нт
результатов таких исследований целесообоазип
но отношениям
; РЬ=®?: РЬзоз, в сум м е ппи^т
100%, т. е, за вычетом РЬ^^ точность о п р е д е Е я ' ' f
8 настоящее время весьма мала,
которого
ошш"|шя‘ "ры «;рьиь р ь а д ' \ ^
™
.обыкновенного, свинца, т е. свинца „ з нерад„"оа“т ш х
месторож дений, колеблю тея в очень узких
предел ах. Представле
ние о них дает узкая
серповидная
ф„гурз
и л у на треугольной
ди агр ам м е (рис. 32),
составленной Кеннонои
н д р . по результатам
больш ого
количества
анализов.
Положение
этой фигуры подтверж
д а ется т а к ж е и теоре
тическими
расчетами
изотопической эволю
ции некоего «изначаль
10 10 10 io so ^ 75 QQ
ного» свинца* в течение
геологического
времени
Рис. 32. Положение собыкновеплого» свин
(5,5 м лр д. лет) на уча*
ца (черное) на диаграмме нзотопиых от*
ношепнА (по Кслиону и ■
др.» 1958).
' • — /.
стках зем н ой
“ тория Глпг»,.
«кларковым» содержа
пнем
-fn ^арактеппч\/ото«
иными изотопны
лое^а
у^^^^^^Р«зуется
изотопными
ми отношеотпошс.»мирпа
—
зиалнзов
"лощадяу т\
на jopvrr.
^^Р^-^^^оактивных минера!
сл у ч ая х результаты
'1Л0ЩЗДИ
Диаграмл1у, образуют
»ие РЬ2о7 . р&'^овенного» г й » п р е д е л ы ссрповядиои
остается почт У
„!1!®^опнчсскн^ ^
*^^СТ0ЯННЫМдля ОДНОГО и того ;к^
к
Pb107
Pile. 33. Изотопный состав свинцов из ураноносных районов (по Кенно*
ну п др., 1959);
о — П лато Колорадо; б — Дрнппинг Спрннг, Арнзопа; в — Голдфнльдс, Саскачеяан*
^ — Кёр л'Алей. А йдахо; 3 - * Бляйнд Ривер, Онтарио; £ — Витпатсрсрапд, Ю Афонка; / — свинец из галенита: г — свинец из пирита.
'
г I If Поискоше признаки и критерии
78
—— -----------------
района по т разных районов колеблется в зависимост»
К а й руд- Намечается также некоторая зависимость
^
Годсржа.шсм радиогенного спппца в иерадиоактивных I'CuJ
рамх и концентрацнеГ. урана в заклю чаю щ ей их породе. Бы
'гроанализнроваио два образца галенита из урановых dJ
kU pom ciim Кёр-д'Алеп. Образец, отобранный из б е д ^
пулы, показал избыток радиогенных изотопов свинца („!
сравнению с «обыкновенным» свинцом) 3,5% , а образец Г,
богатой руды—34%, т. е. почти в десять р аз больше.
Прогресс современных микроаналитических методов дае,
ВОЗМОЖНОСТЬ определения изотопных отнош ений в свинцах из
иесвпнцовых минералов, таких, как сульфиды ж елеза, меди и
т. д.» в которых степень разбавления радиогенного свинца
обыкновенным свинцом оказывается значительно меньшей,
чем в галенитах.
Многие важные вопросы, относящиеся к проблеме нспол1г
зования указанных выше изотопных отношений для пpaктич^
ских целен поисков и разведки урановых и ториевы х руд, пока
еще не выяснены, однако возможность такого использования
намечается в общем вполне отчетливо.
§ 4. Критерии и поисковые признаки, используемые
для выявления новых месторождений внутри урановых
рудных районов
Положение месторождении внутри урановы х рудных pafio*
нов определяется складчатыми и разры вны м и деформациями
местного значения, глубиной эрозионного среза пород верхне
го структурного яруса, особенностями их литологии и в неко
торых случаях палеотопографнен местности. К роме того, в
качестве поисковых критериев могут быть использованы све*
еипя 00 околорудном изменении боковых пород и о мине*
ассоциациях в урановых м есторож дениях, типичных
для данного района.
контроль. Из складчаты х деф орм ации в
куполовилтгГГ°” ’^’“''^ралнзации наибольшее значение iijt ^
ходами лок-Рмг
лрсвиего жесткого ф ун дам ен та. С
"“Рад
с участками их неглубоко^
s'PtbAMepiiKaiicm
урановые ь'есторожденн
Докемг.рпя устан!,„п
Рельеф
„гра« решающую ро№
"Р"
Д"*
поисков мсстоопГп^, ?
площадей, намечаемы х
В других рудных районах yP j ,.
«ЫХ или антикл ш,
® сильно сж аты х сииклия
антиклинальных складках, разбитых на отделы®
---------^
^^^^^лeк^te новых месторождений внутри рудных районов
79
части серией дизъюнктивных нарушений (Рам-Джаигл, Север
ная Австралия). Разрывные деформадии, к которым приуро
чены месторождения урана, представлены крупными нарушени
ями различного характера и происхождения; нормальными
сбросами, взбросо-сдвигами, мощными сколовыми зонами,
зонами смятия и т. д. Как указывалось, эти нарушения сами по
себе уранового оруденения не несут, являясь рудоконтроли
рующими, но не^ рудовмещающими структурами. Формы их
пространственной связи с рудоносными трещинами рассмот
рены в гл. I.
Сеточки зрения возможности нахождения новых месторож
дений гидротермального генезиса, наиболее перспективными
являются учаслси резкого искривления, разветвления или сопряжения крупных разломов или зон смятия. Многие урановые
месторождения ассоциируются с вулканическими аппаратами^
располагающимися в мощных зонах тектонических нарушений,
В подобных случаях рудные тела протягиваются на значитель
ную глубину.
^
В некоторых районах развития экзогенных месторождении
урановые руды часто связаны с антиклинальными структурами,
аккумулирующими нефть, углекислоту, метан и сероводород,
В других районах главное значение в распределении урановых
руд имеет палеотопография местности, влияние которой сказы
вается прежде всего на связи рудных скоплений с отложения
ми, выполняющими русла древних потоков.
Эрозионный срез. Глубина эрозионного среза представляет
собой весьма важный фактор, который, безусловно, следует при
нимать во внимание при выборе районов для поисков эндогенш х месторождений урана.
Самыми благоприятными в смысле возможности обнаруже
ния промышленных концентраций эндогенных урановых руд
являются участки, в которых сохранилась кровля интрузий наи
более позднего вулканического цикла, или же площади,
вскрытые эрозией, в общем, на уровне, этих интрузии. Глубо
кий эрозионный срез, устанавливаемый обычно по выходам на
поверхность пород нижнего структурного яруса и особенно
больших интрузивных масс, относящихся к геосни1спииальным
стадиям вулканизма, а также по ряду других признаков,
индивидуальных для каждого района,
свидетельствует
обычно о резко ограниченных возможностях обнаружения
эндогенных урановых месторождений, имеющих промышлен‘ Литолого-фациальные критерии. Как следует из предыду
щего обзора (см. гл. I), каждый из известных в настоящее вреь7 я геиет1,ческих типов месторождений урана характеризуется
определенным комплексом рудовмещающих пород.
If, Поисковые признаки и критерии
80
Эндогенные месторождения залегаю т в сильно метамо^.1,
:,ооанных осадочных породах, кислых гранитоидах и ки^"'
^'*’S o 4 i m e (снпгсистические) месторож дения представлр»
темноокрашепиыми морскими сланцами, фосфоритами и тон^
зернистыми песчаниками.
Осадочпо'метаморфогенные месторождения CBHsafiH глав
ным образом с органогенными известнякам и, углисто-глин«
стымн н углисто-кремнистыми сланцами.
Инфнльтрациониые рудные залежи зал егаю т преимуществен,
но в шггцнентальиых породах: песчаниках и конгломерата!
флювиалыюго проксхождения, лнгнитах и суббнтутушиознах
углях.
Во всех случаях рудовмещающие породы характеризуютгя
повышенным содержанием веществ, способствующих разруше
нию урансодержащнх комплексов, переносимых растворами,
а также восстановлению шестивалентного уран а до четырехва'
лсптиого, К таким веществам, как уж е отмечалось, относятся
окись кальция, различные органические соединения, сульфадная сера и минералы, богатые двухвалентны м железом.
На площадях, сложе1И1Ых континентальными осадками,
важное значение имеют Трапулометрнческая характеристика
пород и условия их залегания. Особый интерес с точки зрения
поисков новых месторождений урановых руд инфильтращюнио
го происхождения представляют:
а) угленосные свиты, а также аркозовы е песчаники и кон
гломераты, залегающие непосредствеиио на размытом кристал
лическом фундаменте;
б) участки, характеризующиеся быстрой сменой фации и
TointHM переслаиванием пород различной проницаемости; 8
частности, к ним относятся русла древних потоков, заполнен*
1ые гетерогеиион смесью грубозернистых песчаников с линза
ми аргилл11тов „ конгломератов;
й
^”^"*<^инрованные пласты бурых углей и лигннтов
3To\fpnuJ! ^ ^^орошо проницаемыми пластами песчанико^
ческогп
признаком считается наличие
з д Г Л : Р"’’"* “
перекрывающих проду>сг.1в
у р а н а в водах,
лород.
околорудных
“скошвд'’д о ^ ц
II
изменениях
месторождений особое
карОоната1я?"°‘“ '^^’^'’
Риочатнзацпи, а также поля разви ти я
х-ю ритазаци
натро»
§ 4. Выявление новых месторождений внутри рудных районов
81
метасоматоза ' (альбитизация, «ощелачивание» амфиболов»
мартитизация магнетита и т. л.).
В районах экзогенной минерализации индикаторами наличия
урановых руд могут служить участки, в которых красноцвет
ные породы приобретают сероватую или серо-зеленую окраску.
Минералогические критерии. Минеральные ассоциации, в
составе которых то или иное участие принимают эндогенные
соединения урана, необычайно разнообразны. Промышленные
скопления урана встречаются в железных, медных, сереброникель-кобальтовых, сульфидных полиметаллических и золо
тых рудах, а также в форме монометальных урановых место
рождений.
Однако даже в случае комплексных многометальных руд
урановая минерализация, как правило, представляет собой са
мостоятельный этап гидротермальной деятельности, для кото
рого типоморфными минералами, помимо настурана и урашгвита, очень часто являются также темноокрашенный флюорит,
гематит, доломит и кальцит, иногда гребенчатый кварц. Эта
минеральная ассоциация — один из важнейших поисковых
признаков для геолога, задачей которого являются поиски но
вых месторождений урановых руд; она с поразительным по
стоянством повторяется во всех главнейших ураноносных
районах и находится в полном соответствии с существуюш.ими
в настоящее время представлениями о химизме переноса и от
ложения урана в постмагматический период.
Темная окраска флюорита из этих месторождений, как по
лагают, обусловлена разрушением кристаллической решетки
минерала под влиянием радиоактивного облучения с образова
нием атомарных кальция и фтора. ■Кальций окисляется до из
вести, а фтор реагирует с парами воды по схеме 6F 4- 3 H2 0 =
= 6НР-ЬОз; в связи с выделением газообразных продуктов
(правая часть уравнения) минерал при раскалывании издает
резкий запах, почему и известен под названием «вонючего»
шпата.
Как уже указывалось, ассоциация урановой смолки с ге
матитом, доломитом, кальцитом и флюоритом представляет
собой явление, типичное для многих ураноносных провинции.
Местами к этой ассоциации присоединяются либо самородные
висмут, мышьяк, арсениды никеля и кобаль*^, либо же суль
фиды свинца, цинка, молибдена и др. Подобного рода пара
генезисы имеют узко локальное значение, развиваясь обычно
» пределах сравнительно ограниченных территории.
б.
д.
Я- СурзжскиЯ
РАЗДЕЛ
второй
поиски МЕСТОРОЖДЕНИЙ УРДНА
В СВЯЗИ с радиоактивностью урановых руд, вознигаювенкем
процессе самопроизвольного распада элементов уран-радиево*
го ряда потоков эманации радия и необычайной подвижностью
урана в зоне супергенеза, а также в гидросфере и биосфере
земли, месторождения }фана, в отличие от месторождений дру.
гнх металлов, постоянно окружены тремя различными орео
лами:
а) радиационными ореолами, обусловленными главным об
разом эмиссией у-квантов и {i-частиц;
б) эманационными ореолами, возникаю щ ими благодаря
накоплению эманации радия в почвенном и атмосферном воз
духе;
в) солевыми ореолами, возникающими в результате выно
са урана грунтовыми водами и переотложеиия его в наносах
и в почвенном слое вблизи коренного м есторож дения.
Кроме того, при известных условиях вокруг коренного место
рождения наблюдаются еще два вида ореолов рассеяния; вод
ные ореолы, образующиеся в результате обогащ ения ураном
подземных вод, циркулирующих вблизи рудных тел, и биогеохимические ореолы, возникающие благодаря способности неко
торых растений поглощать и накапливать в себе уран и его
спутников в количестве, грубо пропорщюнальном содержанию
этих элементов в подпочве.
Что же касается механических ореолов рассеяния, то они
вокруг урановых месторождений, как правило, имеют ограни
ченное развитие, поскольку минералы урана в обломочном мзтериале весьма неустойчивы. В связи с этим обычные, наиболее
^'^тоды ПОИСКОВ- ш л и х о в о й , обломочно'
Р иковыи, валунно-ледниковый и др.— в больш инстве случа
CKo^r^^Sf^^
поисков урановых руд, а метод геологйче^
спеииальим1т1?*^^^^^^^’^^” эффективным только в
ются:
поисковыми методами, среди которых разл
в
Цйонкш орадлам!^^^^’
урановых ру д по их раД»^^
урановых руД
_______________ Раздел II. Поиски месторождений урана______________ ^
в) уранометрическая съемка, т. е. поиски урановых руд по
их механическим и солевым ореолам;
г) радиогидрогеологическая съемка, т. е. поиски урановых
руд по их водным ореолам;
д) биогеохимическая съемка, т. е. поиски урановых руд по*
их биохимическим ореолам.
Такая классификация поисковых методов несколько услов
на. Совершенно очевидно, что излучающим источником и одно
временно генератором радона в каждом отдельном случае мо
жет быть как рудное тело, так и сопровождающий его механи
ческий или солевой ореол, следовательно, все перечисленные
выше ореолы находятся в тесной взаимосвязи. Тем не менее
подобная группировка представляет большие удобства, поскольку она дает возможность раздельно рассматривать вопросы,
касающиеся поисков урановых руд различными геофизически
ми и геохимическими методами.
6*
•'
гг
■
ГЛАВА ///
ПОИСКИ МЕСТОРОЖДЕНИИ У РА Н А
ПО ИХ РАДИАЦИОННЫМ О РЕ О Л А М
§ I. Физические основы м етода
Радиоактивность. Радиоактивность — я дер н ое
явление,
представляющее собой распад внутренне неустойчивых ядер
изотопов многих хгшических элементов и переход их в энерге
тически более устойчивое состояние.. Радиоактивные превращепия вещества сопровождаются испусканием ядерных частиц в
квантов лучистои энергии и приводят к образованию новых
химических элементов.
В настоящее время известно несколько сот радиоактивных
изотопов различных химических элементов, однак о большинст
во из них получено искусственно. Естественных радиоактивных
элементов, встречающихся в природе, значительно меньше.
К WUM в первую очередь относятся изотопы элементов с атом
ным номером выше, чем у внсм}гга. Эти радиоактивные изото
пы объединяются в три самостоятельных р я д а , получивших
наименование по названию своих родоначальников: ряд уранарадия, ряд тория, ряд актино-урана. Кроме этих трех рядов
естественных радиоактивных элементов, в природе известно
некоторое количество очень слабых радиоактивных пзотопов
более легких элементов: изотоп калия (igK“ ). изотоп кальим
(2оЬа ), изотоп рубидия {azRb®^, изотоп цирко.ч“я (40^^ ^
изотоп лантана (sjLa^^®) и др.
превращения ядер естеств ен д а х радноак
тнвищ элементов в ядра других элементов происходят в основ
ном nVTPM п м п о п о м и о
т г о о /^ г т м п н е с к о л ь к о TJ
И
ОВ
адиадтов
”Р®вращенш?
нисколько
тл-
'("ДРа
’’оложите.^нп^^ многих радиоактенш
Для BoccTaul' ^ ° Щ ч е in п»,1
^^Ряжениые ионы геим
"pit этом
нейтроиов
®®Разом в ал
®P®‘H'a.uHbiY = **®нтральностн атомы терну «ОТОРМ
•■Мня.
3 атоыиып
„
превращаясь, таш.м
кассовое члсло уменьш ает ся нз
• ““'’^^а'0Ц(..еизяде"'”Г ® Р ~ " а д в е единицы. №■<«
Р Д^оактивгшх элем ентов, перз®
§ J. Физические основы метода
•
• ‘
85
начально были названы а-частицами, а сам процесс такого ра
диоактивного превращения получил наименование а-распада.
Примером подобного превращения может быть распад ура-^
на с образованием изотопа тория:
HcnycKaiffle а-частиц характерно только для тяжелых радиог
активных элементов.
Для легких элементов обычным видом радиоактивных пре
вращений является эмиссия электронов. Эти электроны, испу
скаемые ядром, получили наименование р-частид, .П ^кольку
ядро не содержит собственно электронов» их образрвание.можэт
рассматриваться как результат превращения р^ейтроцо^ ^с^стоящих, как было указано выше, из протона и элек5 ро|на!)! внутри
ядра.
'
' ' '
•
В результате р-распада исходный элемент преобразуется в
изотоп соседнего химического элемента с порядковым номером,
на единицу большим -соседнего номера, но с тем же значением
массового числа, что и у исходного изотопа.
Примером р-распада может служить распад радия В
(вгРЬ^*^) и образование радия С (saBi^^^):
I
.0
Значительно реже, в основном при распаде некоторых лег-^
ких элементов, наблюдается р-распад с испусканием положи
тельно заряженного I аналога электрона^— так назъгааемого
позитрона. Образование в этом случае позитрона из протона в
ядре может быть представлено в виде следующей ядерной ре
акции:
’
.
i
+
'
'
I
I
р-распад с выделением позитрона влечет за собой уменьше-|
ние атомного элемента на единицу. Еще реже в природе ветре- 1
чаются радиоактивные превращения с захватом ядра одного
электрона с /С-оболочкй (так называемый /С-з^хват). Процесс»
поглощения электрона с внутренней /С-оболочки приводит к;
образованию того же изотопа, что и распад с выделением по
зитрона. В результате /С-захвата электрона не выделяется ни
каких частиц, но в электронной оболочке атома возникает элек
тромагнитное излучение — фотоны рентгеновых луней*. , . •.
8-распад ядер радиоактивных элементов сопровождается
выделением большей части ((около Vs) освобождающейся из
ядра энергии в виде мельчайших частиц, не имеюшд^х заряда,
наш ваемых нейтрино. Эти частицы свободно проходат чер.еа;
вещество и не играют никакой роли в практической. •радио
метрии.
■
■ ' ’
м т 01Южй(>1«Л урана no и х радиационны м
liS
32^Ай
V каждого радиоа 1сгивного элемента, испускающего Р-части
L S a e i M непрерывный спектр р-частиц различных э ^ п
П т э ш для иждого радиоактивного элем ента характ'?!
юоппммсн11ое значение максимальной энергии р-излучени,
1 Г з 4 ) Средние значения энергии всего спектра р-излу,ен 7,
i S r w . 6 o радиоактивного элемента составляю т примерно
i / f S w l t максимального значения^ энергии для давного
Значения
максималь!
ной энергии р-частиц для
подавляю щ его большин
ства р“Излучающих эле
ментов л е ж а т в пределах
от десяты х долей д о 2~
чам 3 М эе (таб л , 4 ). При вы
делении из я д р а а- и рчастиц
вновь
образу
Рнс. 34. Энергетический спектр р-нзлучеиня.
ющиеся я д р а могут ока
заться в возбужденном
энергетическом, состоянии, поскольку количество энергии,
уносимое вылетающей частицей, может о к азат ь ся 'недоста
точным для того, чтобы энергия нового я д р а оказалась со*
ответствующей его стационарному состоянию. Э тот избыток
э!1ергии выделяется пз ядра в виде электром агнитного излу
чения-фотонов (квантов) Y'-лучей.
Т а блица 4
*
Энергия р-частиц
Элемент
Сиивол
ThC'
ThB
в|Те205
йРвзи
взВезю
взВРн
8зВР1*
9iPa*M
RaE
ThC
RaC
их,
Эн
">Жег быть
f««Pnw V-лучей п=
М аксимальная
1 ,8 0 5
0,589
М7
2.2
3 ,1 7
2 ,3 2
Средняя
0,58
0.0S9
0.34
0.8
0.74
0.82
^
Р^^® иовского излучения,
элементов имеет величину
У-лучей „с
Э'''®*‘тронвольт (0,1 —ЪМзв)® № превышает
при вылете а-чзс“ ает величину 0,5 М э е . ъ то время как
§ i.
Физические основы метода
Ь7
у-кванты, образовавшиеся в результате р-распада, имеют энер
гию до 2—3 Мэе,
Спектр Y-излучения радиоактивных элементов (по энергии
фотонов) представляет собой серию отдельных линий, соответ
ствующих тому или иному уровню энергии (рис. 35). Уровни
энергии Y-лучей для основных излучателей уранового и ториевого рядов приведены в табл. 5 .
Таблица 5
Закон
радиоактивного
распада.
Радиоактивный
.Уровни энергии улучсй
для различных элементов
распад ядер имеет статисти
ческий характер. Нельзя за
Энергия
ранее предположить, какая
7-лучей,
Элемент
Символ
М эа
грувпа ядер распадется в
данный промежуток време
0,608
R aD
ни, однако, имея в виду стро
1,12
го определенную среднюю
i,2as
1,761
скорость распада, можно
2,0 9
утверждать, что в течение
0,0405
ThC
81,Те»«
каждой секунды будет рас
0,2109
падаться определенная доля
0,233
0,2518
радиоактивного вещества.
0,2767
Эта доля, обозначаемая
0,3012
через Л, получила название
0,3227
постоянной распада. Посто
0.3300
0,5110
янная распада есть отноше
0,5832
ние числа распадающихся
0,8118
в единицу времени атомов
2,166
к имеющемуся числу атомов
2,614
3,324
распадающегося элемента.
Постоянная распада о п - _______________
ределяет скорость радио
активного распада и может быть связана с числом распадаю
щихся атомов dN за промежуток времени dt и общим числом
радиоактивных атомов N простым дифференциальным урав
нением
х . л = - _
Интегрируя это уравнение при условии, что в начальный
момент Н о ) N - = N o , можно получить основной закон радиоактив
ного распада, по которому среднее число атомов
, сохранив
шихся за время t, может быть определено формулой
No * € - X
/
' Знак €— » означает, что число атомов уменьшается.
------,„тя падиоактивиого распада — период полурасВторая
вещества Г -о п р е д е л я е т с я как врем я,,
„ада раД"оз™^°^^иачальное количество атомов уменьшит-
течение которого
w
сявдаараэа (рис.
Период полурас»""
ством
^ постоянной р асп ада равен-
2
Г—
- S=
X
0,693
^
“* •
лигтяита радиоактивного р асп ад а
так назыТретья ^^^^^"^о„олжйтельность ж изни атом а радиоакваемая средняя прод
тивного элем ента t — оп
ределяется по обычным
м атем атическим законам
i
1
jnepiuf фото»Оо, МзВ
Рис. 35. Спектральный состаи -у-пзлуче*
ния радия с продуктами распада.
Рис.
элементов
(iV — число атомо .
^ — время) •
атомов
статистики как отношенпе суммы времени ж изн и все
к их числу: 1
i\Ndt
• iVo
N ^i
Интегрируя последнее равенство, можно наити, чт
I
§ 1. Физические основы метода
89
Рассмотренные три основные константы радиоактивного
распада л, Г, т связаны друг с другом строгой зависимостью:
1 __ 0.693
Абсолютная скорость радиоактивного распада какого-либо
количества радиоактивного вещества называется активностью
(Л) и выражается числом распадов за единицу времени.
Активность может быть выражена равенством
Л
= X . yVoe-X; .
Зная, например, постоянную распада для радия
Хда =
= 1,356-10“ ^*
и число атомов, содержащихся в 1 г радия
(2,665* 10^^ атом1г), легко вычислить абсолютную активность
1 г радия:
Д =ХЛГ = 1,Я56.10-«-2.665.Ш 2' ^ З .б М О '» расЩсек.
ЛИ
г
I
у
Радиоактивность 1 г радия была принята в качестве единицы
активности и получила название кюри. В связи с несколько
неточным первоначальным определением скорости распада ра
дия эта единица определяется так:
1 кюри = 3,7 • 10^® p a c n jc e K .
Скорость накопления радиоактивного продукта распада какоголибо радиоактивного вещества может быть определена как
разность между скоростью образования атомов продукта распада (g') и скоростью дальнейшего распада самого продук
та (Л), т. ё.
dN
dt
Решая это дифференциальное уравнение, можно получить
равенство
определяющее закон накопления продукта распада радиоактивного вещества (рис. 37).-
г . n r Птски --ггп.ождений урана по их радиационным ор,„.„..
Полагая, что время накопления равно бесконечности, можно
показать, что
.
а;
л
и A= N tr> y^=^g,
Отсюда с л е д у е т очень важный вывод, что для больш ого времени
«акомення скорость накопления продукта радиоактивного расХ а е равна его активности А, т. е. скорости его распада.
®
Отношение количеств двух радиоактивных элементов (один из кото
рых является продуктом распада
другого), находящихся в состоянии
радиоактивного равновесия, являет
ся величиной постоянной. Так, на
пример, отношение весовых коли
честв урана к радию в равновесии
строго постоянно и равно
— = 2,94-10».
Ra
Состояние радиозктивного равцовесия практически достигается
п i о/ ч
(с точностью до 0 , l 7o ) через проме
жуток времени, равный десятикрат
ной величине периода полураспада Т образующегося радио
активного элемента.
Излучение естественных радиоактивных элементов. Испу
скание а- и р-частнц и у*фотонов является следствием превра
щений радиоактивных элементов, протекающих в природе не
прерывно. Наличие радиоактивного равновесия в ряде урана
вли тория создает постоянство соотношения между а-, р- и
Y-лучами.
В ряде урана-радия насчитывается 17 радиоактивны х эле
ментов, последовательно превращающихся в различные изото
пы: от собственно урана -(UI) до конечного члена ряда — изо
топа свинца (RaC) (рис. 38).
В ряде тория тоже существует большое число (13) последовательно превращающихся изотопов; от собственно тория
ип) и до изотопа свинца (ThD).
Каждый из этих радиоэлементов обладает определенной
виПзлучениГ^^™®^
распада и испускает тот или инои
Рис. 37. Кривая накоплскня
радноактивных элементов
(обозначения те же, что и на
рнс. 3G).
пи
я м к тга \„ а ^
а-лучи испускают восемь элементов
R aF ); ^-излучателями
К а к ^ з д а т е л Т ^ '" ™ ^
распределены
” Р'^^лучателн в урановом ряДУ
равномерно. П р ак ти ч еск и
сравнительно
§ /. Физические основы метода
91
за счет распада элемен
тов группы Ra (B + q , образующихся из газообразного элемента этого ряда
радона. Интенсивность Y-H3Jiv4eHHH
остальных радиоэлементов уранового ряда ничтожна Таким
образом, сдвиг равновесия между элементами уранового ряда
92
и
51
Ра
SO
Th
8Э
Лс
*91
ва 87 В6
Ra F r Rh
Р яд уранш
Ra йе
Jo‘
BS
f it
и
Ро
ВЗ
В1
82
РЬ
В]
п
Ля222
Я1
Ро‘
р}>д OicmuHoypQHa
UY
Дои
I3t
-йГ
йс
Ра
НадС
Дск
ЙсХ
- fic/f
---- H
A c fl I
I------A tca
B
Дп
US
Д1
ficC '
-
Ряд тория
Th
In220
ThB
At
tot
7hC
ThD I
Рис. 38. Схемы радиоактивных превращений.
в случае выщелачивания радия или выноса радиоактивного
— радона — приведет к пропорциональному уменьшению
у-активности природных образований* С другой стороны, обо
гащение природных образовании солями радия или накопле
ние радона делает эти образования у-активными и при полном
отсутствии в них самого урана.
В ояде тория аналогично есть о-излучающие элементы |Th,
RaTh, ThX, Tn, ThA, T h (C + C ')] и р-излучающие элементы
газа
92
рл. III. Поиски месторождений урана по и х радиационны м
(MsThb MsTh^ ThB. ТЬО.уИзлучателями являются как бли,
жайшне продукты распада самого тория (M sTha), так и проду!
ты
газообразного элемента этого ряда ( T o p S
р а с п а д а
(ThB+ThC).
Различные радноактнвше элементы испускают элементар.
иые частицы и у-кванты различных энергий. В табл. 6 указаны
основные параметры радиоактивных элементоз уранового и ториевого рядов.
Среди продуктов радиоактивных превращении в рядах ура.
на, тория и актиноурана имеются радиоактивные газы, полу
чившие общее название радиоактивных эманаций.
Продукт а-распада радия — химический элемент радон или
эманация радия — имеет массовое число 222 и атомный номер
86, т. е. определяется физическим символом вбНп222.
Торон, или эманация тория, является продуктом а-распада
терпя (ThX) и соответственно определяется физическим симво
лом 8бТП^20^
Актинон, или эманация актиния» является продуктом а-рас
пада актиния (АсХ) и определяется физическим символом
8бАп2‘^
,
Нетрудно видеть, что торон и актинон являю тся изотопами
химического элемента радона и, следовательно, имею т анало
гичные химические свойства: все три изотопа — инертные газы,
относящиеся к нулевой группе периодической системы элемен
тов Менделеева.
Радиоактивные эманации являются интенсивными а-излучателями, что в практике радиометрических исследований позво
ляет обнаруживать н измерять их концентрацию д а ж е при са
мых ничтожных количествах.
Различные скорости распада эманации (см. табл. 6) позво
ляют путем измерений,с разной экспозицией раздельно опре
делять концентрацию радона, торона и актинона в исследуемых
радиоактившх средах.
Прохождение а- и р-частиц через вещество. Д л и н а пробега
а-частиц в твердом веществе измеряется долям и миллиметра,
в г«ах несколькими сантиметрами.
Величину пробега а-частиц в любом веществе м ож но с неоторым приближением вычислить по формуле
/г= з.10-<
о '
где
?
величина пробега в веществе;
величина пробега в воздз'хе;
атомный вес вещества;
плотность вещества.
§ /. Физические основы, метода
93
Таблица 6
Характеристика радиоактивных элементов
Элемент
Символ
Z и A
Период полу
распада, Т
Р яд
U1
UXi
иХз
UZ
UI1
ИониЯ
Ra
Ro
RaA
At
RaB
RaC
«)Th23«
oiPa23<
9iPa23*
oaU^a.
мТНззо
8eRa==®
8cRn«2
eaPo^ie
ssAiais
82pb=>^
8зВ1314
RaC'
RaC^
RaD
RaE
Po
RaG
3iTl2io
eaPb^io
8зВ1=‘о
8iPo3to
8.Pb=M
Th
Мезоторий I
Мсзоторий II
Радиоторий
ThX
Торон
ThA
■At
ThB
T he
ThC'
ThC"
ThD
соТН^зз
B8Ra32«
snAc==«
ooTh^5«
mR3“ ^
8cEni220
8*P0^>“
ssAtsio
eiPo=12
8,T 1=0»
goPba»
Равновесное
количество
у р а н а
4,498*10° лет
24,101 дня
1 ,175
6 .7 ч
2,475*10’' лет
8 ,3 -1 0 ‘ лет
1590 лет
3,825 дня
3 ,0 5 м ин
2 ,0 сек
2 6 ,8 мин
19 .7 мин
1,637* 1 0 -< сек
1 ,3 2 мин
22 года
4 ,9 8 9 дня
138,374 дня
Устойчив
^
Р яд
Характер
излучений
1
ht
ht
а
а.
а. е , 7
а
а
F
М
«. Р. Т
«пг
J
^ т.^
р
1
•
1 .4 4 .1 0 -и
4 .8 8 .1 0 -е
2 ,5 Ы 0 - «
5 .4 1 .1 0 -6
1 ,7 8 -1 0 -6
3 .3 6 .1 0 -7
2.17.10-13
1 .1 8 .1 0 -и
0 ,1 3 6 .1 0 -«
1,02.10"!^
0,75.10~1<
1.04.10-3»
1 .9 7 .1 0 - »
4 .3 2 .1 0 -»
2 68 10- «
0 ,7 4 . iO - w
. .
т о р и я
l,3S 9-10io лет
6 ,7 года
6 ,1 3 ч
1 ,9 года
3 ,6 4 дня
5 4 ,5 сек
0 ,158 сек
3 , 10-® сек
10,67 ч
1,09 ч
2 , 9 . 1 0 - ’ сек
3 ,1 мин
Устойчив
0, т. ^
М
». р.
а. Ъ е
а, 7
а
а
а
М
а. Р. Т
а
1
7,7 4 .10-10
4.9 5 . 10- 1*
1,3 4 .10-10
6,93 .10-13
1,18 . 10- 1“
3 ,3 6 . 10- 1®
8.96 .10-35
7.96 . 10- 1*
2,1 8 •10-15
3 ,0 4 .10-56
1,28 ■lO -w
При прохождении через вещество а-частицы взаимодеиствуют с электронными оболочками атомов, ионизируя атомы или
молекулы, и постепенно отдают свою энергию орбитальным
электронам этих атомов. В конце своего пробега а-частицы
•присоединяют к себе два электрона, тем самым превращаясь из
ионов гелия в обыкновенные атомы гелия.
94 f . n r j ^ K U
месторождений урана п о _ и ^ радиационны м
Ионизация а-частицами вещества на своем пути {особен
но газов) в практике используется для изм ерения интенсивнп'
а а а-млученйя радиоактивных элементов.
В-Частицы отличаются от а-частиц значительно более высо
кой проникающей способностью. При прохожде^ 1ии через ве*
щество В-частицы взаимодействуют не только с электронными
оболочками, ио и с ядрами атомов. При этом происходит потеря
энергии В-частиц и отклонение направления их движения от
^
первоначального на значитель
Ц)
ный угол (рассеян ие).
Р асход энергии р-частиц на
Ч
ионизацию и возбуж дение элек
t
тронных оболочек атомов вме
1
1
сте с их рассеянием приводит к
1
1 \
I
быстрому поглощению* естест
ГЧ
венных р-лучей веществом. Про
i
hfiot “~Т—
" 1i ■ "
никающую способность р-частиа
>'
1
1.г л
удобно изм ерять не величиной
1
1
1
—1-------1 _ _ J1 | \
пробега, а толщ иной поглоща
>/io
Vi
УЮО, VtOQO
ющего вещ ества в граммах ка
rf, i/CM
*
квадратный
сантиметр (рис. 39),
Рис. 39. Кривая поглощения р-луПрактические измерения по
чеП:
десятйхратиого поглощения;
глощения р-лучей при прохож
^'/|
оояовннпого поглощевия.
дении через вещество показали,
что суммарный эффект поглощения отвечает простом у показа
тельному закону:
где: / —интенсивность р-лучей после прохож дения вещества;
/о—интенсивность р-лучей до прохождения вещ ества;
G—толщина поглощающего слоя вещ ества;
М— коэффициент поглощения р-лучей в вещ естве;
е—основание натуральных логарифмов,
иоычным логарифмированием приведенной формулы межно получить равенство для определения толщины слоя веще*
ства, необходимой для поглощения той или иной доли р-излуЧСНИЯ1
СМ.
р-л^ей ц приблизительно пр^
плотности поглощающего вещества р, поэт
«а
энергий к этому добавл яется потеря
энергий
§ I. Физические основы метода
95
величина отношения ji/p, называемого массовым коэффици
ентом поглощения р-лучей, имеет для разных поглотителей
один и тот же порядок (табл. 7).
Таблица 7
Плотность, р,
г/слз
Вещ ество
Алюминий . . .
• • •
С винец. .
. .
В о з д у х .............................
Wp
2,6
И
48
115
0,006
6 ,9
11,3
0.0013
5 ,3
7 ,0
10,0
4 .6
Для характеристики проникающей способности естественных
р-лучей в разных средах легко вычислить по вышепри
веденной формуле толщину слоя половинного поглощения,
а также толщину слоев десятикратного, стократного и тыся
чекратного поглощения (табл. 8).
Таблица 8
Поглощение Р-лучей
Вещ ество
Горная порода . . .
Во з д у х . . .
. . .
'
Толщина слоя поглощения, см
1/2
0 ,0 5
ПО
1/10
0,16
380
1
1/100
0,3 3
750
1/1000
0 .5
10ПО
Таким образом, слой горной породы толщиной ‘менее 1 см
практически полностью поглощает р-лучи. В воздухе р-лучи
практически полностью поглощаются только слоем воздуха тол
щиной около 10 л.
Взаимодействие улучей с веществом. у"Лучи, как и всякое
электромагнитное излучение, распространяются в виде отдель
ных факторов, энергия которых, кяк было указано выше, про
порциональна частоте колебания фотона:
Благодаря электромагнитной природе и очень большой энер
гии фотонов ■у-излучение обладает весьма высокой проника
'^ " и ^ к ? н ы ™ м н о в н ы х процесса, при которых 7 _фотоны,
проходящие через вещество, либо поглощаются им, либо постеh L h o ?ертют свою энергию: 1 )
фотоэлектрическое поглоще-
Qfi Гл. HI. Пписки местороусдений урана по и х радиаииони^,и^^ ^
^^
и,,ефотоиов;2) эффект рассеяния фотонов (эффект Комптонаь
3 ) поглошевив фотонов с образованием пар электрон—пози
Трои.
Процесс фотоэлектрического поглощения фотонов заклш
чается в следующем. Электроны в атомах расположены на naV
личных орбитах, каждой пз которых соответствует определен
пая энерпш связи. Если фотон у-лучей» падаю щ ий на атом'
обладает достаточной энергией, он может выбить тот или иной
электрон с занимаемой им орбиты и удалить его из атома
(рис. 40).
При этом процессе энергия у-фотона частично передается
образованному фотоэлектрону
н частично расходуется на
работу, необходимую для вырывания электрона:
АV= £0 4-
•
Взаимодействие фотонов у-лучей с электронны ми оболочка
ми в процессе фотоэлектрического поглощения фотонов, помимо
фотоэлектронов (вторичных р-лучей), п о р о ж д ает рентгенов
ское излучение, образующееся в результате перескока орби
тальных электронов с больших на меньшие орбиты .
Количественно фотоэлектрическое поглощение фотонов определенноП энергии может быть выраж ено экспоненциальной
функцией, аналогично поглощению р-лучей:
где п и Ло—относительное число фотонов д о и после прохож^
дения вещества;
—толщина слоя вещества, ejcM^;
Н—массовый коэффициент фотоэлектрического по
глощения у-фотонов.
Фотоэлектрическое поглощение фотонов возрастает с ув^;
личением атомного номера поглощающего вещ ества. С дрЗ^ои
стороны, фотоэлектрическое поглощение фотонов возрастает с
уменьшением энергии этих фотонов, представляя собой, таким
образом, основной
уменьшения интенсивное
у-лучей с малой энергие»
фотонов (меньше О,
М эе) при их
/1тн
через тяж елы е элеме •
Э ф фект Комптона
Рис. 40. Фотоэлектрическое поглощение
ключается в уменьшеяии
^-фотона.
"* ipojtoutnm
энергии
у-фотоиов
{С
S ri"
вещество р
0 . 5 S M se) ар»
роками обадоцв„ ’ °сковном, из-за рассеяния
чек атомов (рнс. 4 1 ) .
§ I.
Физические основы метода
97
В результате столкновения у-фотона (с энергией fiv) с
электроном часть энергии передается электрону, при этом
фотон отклоняется от первоначального направления иа угол
е. Энергия рассеянного фотона Av’ снижается согласно умень
шению Частоты V его колебания и выражается формулой
__
СТоС*
Н у'
.1 »
V (1 - cos е) -f ^
лV
где /По — масса покоящегося электрона;
с — скорость света.
Изменение длины волны у-фотона, являющееся следствием
потери энергии, может быть выражено формулой Комптона
V -X
TflQ С
где V и А,— длины волн первичного и рассеянного
1' фотон(hvl
(орбитальный
__ злектван)
В
фотонов.
е (позитрон)
Т-фотон (bv)
ч
i (злентрон)
Рис.
41.
Комптоновское
Y-фотона.
рассеяние
Рис. 42. Образование пар элек
трон—позитрон.
Рассеяние фотонов происходит под различными углами от
направления первичного фотона до противоположного направ
ления. При этом фотоны, рассеянные в направлении падения
первичного пучка фотонов, имеют более жесткий спектр (вы
сокие энергии), чем фотоны, рассеянные в обратном направ
лении.
Комптоновское рассеяние у-фотонов'количественно может
быть выражено через коэффициент рассеяния, пропорциональ
ный плотности поглощающего вещества. Непрерывная потеря
энергии у’фотонов в процессе комптоновского^ рассеяния с по
следовательным «смягчением» спектра улучей приводит в ко
нечном счете также к полному поглощению их веществом.
Полное поглощение энергии фотонов с образованием пары^
электрон — позитрон имеет место при прохождении у-лучеи с
энергией выше 1 М эе через тяжелые вещества. Оно объясняется
взаимодействием фотона с силовым полем атомных ядер веще
ства (рис. 42).
7.
Д, я. СуражскиП
рддид-ш он ньш 0Р,Д.
.......-g
ут-'-“"Д
01 г. »;. no»wL !!!S
^ --------
----- „»П количественно характеризуется коэффц.
ОЛрлзоР11“« "“Р пропорциональным плотности вещества,
U1,сигом
номера элемента и энергии уфотоиов.
квалраЧ
поглошення v-лучси от естественных
П суммарно»
бразование пар играет подчиненную
„озиоактнвних э л с ^ „еШсокоЛ энергии -у-фотонов (менад
L ib
иное значение это явление приобретает
5_ЗЛ1.»в).
в десятки мегаэлектронвольт, обрадля
а также входящих в соста»
•Vioiunxcfl
при ядср»‘“ ‘ реакциях,
г
космического излучения.
дт а
«ЯЗ» м «
^
ffl
»
„
’
I . ■
»--- »--- »--- 1--- 1--- 1__
9 с,г С4 HS o,s tfi t,2 t,4 tfi 1,6 Zfi г,г г/, zjs
Энергия^Nab
r«»c. <1 Коэффициенты
поглощения
у-л учеи
в
CBimue:
KUKx йогяощскнс; Сд — ком птопооское
поглош е*
•••. Од-«пиптоиоаское рассеямпе: х — Фотоэлектра*
воглощсяие; j^-^образооание пар.
является суммарное
_____ _
н р ПРЗ
^
vv.iju>icnint iiuiuKd
пкязатеЛ*’’
точностью может быть определена при п ом оШ н п о
•^1 функцвш
/
потока у-тучеЯ;
!>~
"
°
т
о
к
а
Y-.тучей:
‘'-п а п и н а осзддяю Г
Г'-^чеП, CJf-.
слаоляющего слоя вещества, с.ч.
§ L Физические основы метода
99-
Значения коэффициента ц меняются в зависимости от атом
ного номера и плотности поглощающих веществ и энергии
у-фотонов, а также от геометрическлх. условии измерения
РЬ
потока у'Лучей (рис. 43, 44).
В табл. 9 приведены полные
коэффициенты ослабления \л
для широкого пучка v-лучей с
&
энергией 2 Мэе, отвечающей
I/O
fc
максимальной энергии Y-излучения элементов ряда уран—
Г
радий.
I '
А\ассовыи коэффициент по
1^
глощения у-лучей |ii, определя
емый отношением полного ко
эффициента
поглощения
к
Знедги» сатоноб, Мзв
плотности вещества р/р, сохра
няет примерно постоянное зна Рис. 44. Зависимость между прочение для материалов со сред инкающей способностью н энерними атомными номерами.
гнеП у-фото 11оа (по В. И. Бара
нову, 1955).
Толщина
поглощающего,
слоя при ослаблении широкого
пучка у-лучей в различных средах в два, десять, сто и тыся
чу раз показана в табл. 10.
Таким образом, интенсивность у-излучеиия от источника с
большой поверхностью из-пучения (широкий пучок), прошедше
го через слой покрывающей породы в 40—50 см, сохраняет не
более 1% своего первоначального значения. у-Излучение от ис
точника, залегающего на глубине 1 м от поверхности земли, не
может быть зафиксировано даже самыми чувствительными
приборами. Поглощение у-лучей воздухом значительно меньше.
ТаблицаЭ
Коэффициенты ослабления у-^учен
Плотность,
Р
В ещ ество
Коэффициент
ослабления
Ji, cм~^
Мпгговый коэф
фициент ослабле
ния
7
Вода . . . . . .
Горная порода .
.
У р ан ....................... .....
.
•
.
1
1 .9
2 .7
7 .8 5
1 1.35
18.<8
0 ,(4 7
0 .( 9
0,12
0 .3 5
0 ,5 3
0 .9 5
-
0,047
0.047
0,045
0,045
п,047
0 ,(5 1
100
Г л . т . П о и ски м е с т о р о ж д е н и й
урана по и х
^ ®®
Поглощение \-лучеИ
Вещество
Воде . « « •
Горная порода
АлюикииЛ. .
Сониец. . . .
Возлух. . .
Плот
ность
" ц а 10
Т олщ ина слоя
1/2
г/л*
I
I .9
2.7
II.3 5
О,ООП
50
Г)
7 .6
25
5 .8
20
0,12
1 .3
4 .3
<i,53
450 jf
5 -1 0 -* 13
0,017
0,09
100
50
38
8 ,7
900 л
Закон обратных квадратов. Интенсивность у-лучеп от
узкоограничеиных источников резко сокращ ается с увеличени
ем расстояния между источником и пунктом измерения (поми
мо поглощения у-излученпя веществом).
Это явление объясняется уменьшением плотности потока
Y-лучеи па единицу поверхности и подчиняется простому зако
ну обратных квадратов.
Для узколокального (точечного) источника, имеющего
Y-активиость /о, плотность потока у-лучей на поверхности во
ображаемой сферы радиуса /?, окружаюш^ей источник, рав
няется
/
1/?
Соответстветю отношение плотностей потоков у-лучей на раз
личных расстояниях от источника обратно пропорционально
квадратам расстояний:
/а
/?,•
Л1
В практике радиометрических измерений плотность потока
У'Излучения иа различных расстояниях от точечного источника
обычно определяют через плотность потока на расстоянии !■«
от источника:
•
I
h
® '“ торой. помимо изменения « н т е н с и в н о с т н
И пл1^
'
закону обратных квадратов, происход
ослабление потока
«ожет быть вычлмеио по формуле
/о е
'
§ 2. Измерение радиоактианоста при поисках
10 !
гдеьл — начальная интенсивность у-лучей;
/ ~ интенсивность т-лучей на расстоянии R от источника
/ — эффективный коэффициент ослабления т-лучей учи
тывающий изменение спектрального состЬ а Ч-излучения за счет их многократного рассеяния среЭффективный коэффициент поглощения у-лучей определяет
ся эмпирически для различных геометрических условий изме
рения интенсивности урадиации.
§ 2. Измерение радиоактивности при поисках
Единицы измерения. Радиоактивность измеряется в еди
ницах кюри. Кюри — количество радона, находящегося в рав
новесии с 1 2 радия. Эта единица соответствует количеству ра
диоактивного вещества, в котором происходит 3,7 • 10'° pacnjceK.
у-Излучение измеряется в рентгенах (р). Один рентген пред
ставляет дозу у-лучей, обеспечивающую образование в 1 см^
воздуха такого количества ионов каждого знака, которое соз
дает общим заряд в одну электростатическую единицу. Интен
сивность у-излучения (мощность дозы) выражают дозой у-лучей в единицу времени — т. е. в рентген-часах (р/ч), милли
рентгенах в секунду (мр1сек) и т. д.
В практике радиометрических работ интенсивность у-излучеиия измеряется в микрорентгенах в час (1 мкр1ч).
Интенсивность а- и ^-излучения определяется по степени
ионизации газов и может быть выражена количеством пар ио
нов, образующихся в 1 см^ воздуха на 1 сек. В практике гео
логоразведочных работ интенсивность р-излучения принято
ьыражать в эквивалентах мощностей дозы у-лучей (т. е.
в m k p Jh),
Измерительные приборы. Существующая в настоящее
время радиометрическая аппаратура необычайно разнообразна.
При геологических исследованиях используются главным обра
зом радиометрические приборы, в которых приемниками из
лучений являются ионизационные камеры, газоразрядные или
сцинтплляционные счетчики.
Ионизационная камера служит для определения интенсивно
сти радиоактивного излучения по степени ионизации воздуха
(или какого-либо другого газа) в результате взаимодеиствия радиоактивных частиц или фотонов с газовыми молеку
лами.
Если внутри камеры создать электрическое поле^ то возни
кает ионизационный ток, по силе пропорциональный вел11чине
ионизации, которая, в свою очередь, находится в
нальной зависимостп от интенсивности ионизирующего излу
чения.
г. „„..n« я том же потоке иоиизируюшего излучения сиад
При вдяом " то
возрастать с повышением напря».
““'"’1 Г Г д к т и 1 иет некоторой постоянной величины, полу!
’’“"■ TLaaHW 'TOKa насыщения» (рис. 4 5 ).
'
'''Т.ши.Ташшяиая камера обладает определен 1юи емкостью
г /пбГ но ВДЯДка нескольких м икроф арад м кф ) » высок.,«
С (обычно noi; А
сопротивлением между
электродам и (/?). произведение /?С называет
ся постоянной времени.
Нели зар яд и ть камеру
до напряж ения V'o, то
з а р я д будет стекать со
скоростью
Piic. 45. Зависим ость силы
н о г о тока от поверхности эл
р
^ " - = 3 e “ S r.
RC
Р азл и ч аю тся импульс
кам еры и камеры
постоянного тока.
В импульсных камерах постоянная времени так мала, что
заряд стекает так же быстро, как и накапливается. Каждый акт
ионизации образует импульс, пропорциональнын величине
ядерного взаимодействия.
,
Импульсные камеры применяются только в •"збораториях
для счета а-частиц на сильном p - v -фоне, Б ольш ие “ -н м " У ^ “
отличаются от импульсов р- и у-излучения при помощи д
р
Интегрирующие камеры имеют очень большую
времени и измеряют суммарный эффект от
по
излучения. Сила иошшциснного тока в них
скорости изменения электрического потенциала
>д,,лнэлектромстрическнх систем — металлизированных
р^,‘учае
ческнх иитей, петель, ленточек или пластин и т. Д. (в ^
слабых токов —
а) или ж е при
альных усилительных устройств (в случае токов 10
-увает*
Комбинация такой камеры с индикатором силы тока
ся электрометром (или электроскопом). П ри
иссяедованиях электрометры применяются, в
л лли
количественных измерений радиоактивности ж идкое
*■3308.
^0"
Газоразрядный. счетчик (обычно назы ваем ы й«V сг1ГРТЧ1И
»,етал1енгера-Мюллсра) представляет собой стеклянную
р-кая
лпческую трубку, по оси которой натянута м етал
пть~аиод. Катодом является либо металлическое ^ ^ „цесвнутренней поверхности счетчика, либо ж е сам мет
иилиндр. Трубка заполняется газом под д авлен и е
§ 2. Измерение радиоактийнпгтг,
при поисках
103
скольких сантиметров до атмосферного. На электроды подает
ся постоянное высокое напряжение (400-1000 в). П ри о п а
дании внутрь счетчика р-частицы или выбивании ^ек^рона из
катода_v-квантом газ ионизируется и происходит кратеовременныя разряд. Количество таких разрядов находится в пропоршюнальнои зависимости от интенсивности радиоактивного
излучения.
Р'Счетчики изготовляются из стекла или алюминиевон
фольги толщиной около 0,01 см; иногда они снабжаются слю
дяными окнами, достаточно тонкими для того, чтобы пропус
кать даже а-частицы. Д ля счета у-квантов применяются более
толстостенные трубки, через которые, кроме у'Лучей, проходят
только р-частицы высоких энергий.
Для заполнения счетчика используются различные газы.
Наиболее обычная смесь состоит из аргона и небольшого ко
личества многоатомного пара (спирта, амилацетата и др.), до
бавляемого для гашения разряда. Часто в качестве гасителей
используются галоидные газы, которые в процессе работы не
распадаются, вследствие чего срок службы счетчика увеличи
вается. Галоидные самогасящнеся счетчики надежно работают
в широком диапазоне температур и при сравнительно низких
напряжениях (300—400 в).
Эффективность v-счетчика, т. е .‘отношение числа зареги
стрированных Y- ф о т о н о в к числу фотонов, падающих на счет
чик, колеблется от долей процента до нескольких процентов,
в зависимости от энергии фотонов 'и вещества, из которого
изготовлен катод счетчика. Наиболее эффективными являются
счетчики с катодами из тяжелых элементов (вольфрама, свин
ца и т. д.), чувствительные к мягкой части спектра у-лучей.
Сцинтилляционнын счетчик представляет собой прибор,
состоящий в основном из двух элементов: а) люминесцирующего вещества, дающего вспышку света (сцинтилляцию) при
попадании в него быстрых частиц или ^"фо'гонов, и б) ;электронного фотоумножителя, преобразующего эту вспышку в
электрический импульс.
Существуют а-, р- и у-сцинтилляционные счетчики. При
геологических исследованиях применяются обычно у“сцинтилляционные счетчики (рис. 46).
л
.
В люминесцирующем веществе, облученном у-фотонами,
вследствие фотоэлектрического эффекта, комптоновского
рассеяния или образования пар возникают электроны, ко
личество которых лропорциональио поглощенной энергии
Т-излучеиия. Эти электроны расходуют часть энергии на
образование фотонов видимых или ультрафиолетовых луче|{ которые вырывают из светочувствительного катода фото
электронного умножителя фотоэлектроны. Как<дыи фотоэлек-
]04 Гл. III. Поиска месторождений урана no их р а д и а ц и о н ы ,^
тпои. благодаря вторичной эмиссии целого ряда поспедоватп»^
гых электродов, размножается в геометрической прогрео^**'
В результате ла аноде фотоумножителя собирается от ine ^
JO^ элсктроноо, создающих на выходной емкости
импульс иалряжеиня. измеряемый десяткам и вольт.
В сиинтилллшюиных счетчиках у “Квантов в качеств
люминесцпрующсго вещества (фосфора) обычно применяютг«
кристаллы йодистого натоия
активированного таллием а
такж е ж ид ки е растворы или
пластические массы изорга*
нических соединений.
По сравнению со счетчи
ком Гейгера-М ю ллера сцин<Poirtonamod
тилляциоиный счетчик имеет
целый р яд преимуществ. Ои
отличается значительно бо
лее высокой эффективностью,
Д ин од 9
достигающ ей 100% при ис
пользовании особо крупных
кристаллов фосфоров; ампли*
II И I с
туда им пульсов на выходе
Яипод 2
фотоумнож ителя пропорцио
нальна энергии Y'KBaHTOB,
Ш
что создает возможность
Щ ч 1'
спектрального анализа уизлучения, в то время как в
L*ili!i!i!jliiii!![i!ii
счетчике Гейгера-Мюллера
импульсы имею т одинако
вую величину, не зависящую
от энергии радиоактивных
частиц; разреш аю щ ее время
в сциитилляционных счетчи
ках (10-^ сек) намного мень
^ottwij»homume/ib
шее, чем в счетчиках Гепгера-М ю ллера {iO~^ сек)»
Рнс- 46. Схема сцпитиллящ ю нпого
Вместе с тем сцинтиллясчетчика.
циоиные счетчики обладают
""г™ .
^'мпульсы ла
йодистого натрия и других фосфоро .
®счетчиках ГрПгоп^ Фотоумножителя значительно слабее, че
-'^ечия; сцинтил1 пш^
“ требуют более высокого ус "U находиться '
кристалл н ф отоум нож итель ДОЛ^‘
работать;
Темноте, иначе прибор ие
Р ка высокого напряжения является кри
§ 2. Измерение радиоактивности при поисках
105
„ескои. поскольку усиление фотоумножителя изменяется пропоринонально седьмой степени напряжения, приложенного к
прибору; сциитилляционные счетчики очень чувствительны к
температуре окружающего воздуха; они менее стабильны чем
счетчики Генгера-Лгк.ллера, и требуют большей аккуратности
при измерениях.
Радиометрический прибор для геолого-поисковых работ
представляет собой комплект, состоящий из детектора радио
активного излучения (газоразрядные или сщштилляциониые
счетчики), электронного преобразователя импульсов, индика
тора скорости счета и электрического питания электронных
ламп.
Элегстронный преобразователь усиливает электрические
импульсы и трансформирует их в импульсы равной величины.
Иногда в электрическую схему включаются генератор, высо
кого напряжения и элементы, стабилизирующие рабочее на
пряжение.
Радиотехническая схема радиометров со сцинтилляционными счетчиками, кроме того, обычно содержит дискриминатор
для определения интенсивности у-излучеиия с различной энер
гией фотонов.
Индикаторами скорости счета могут служить: а) телефон,
фиксирующий каждый импульс в виде щелчка; б) неоновая
лампа, вспыхивающая при каждом импульсе; в) электромеха
нический счетчик, показывающий количество импульсов за
определенный отрезок времени; г) микроамперметр, фикси
рующий среднюю частоту поступления импульсов; д) самопи
шущий гальванометр (регистратор), дающий непрерывную
запись средней частоты поступления импульсов, и т. д.
Применение прямых индикаторов (телефона или неоновой
лампы) ограничено областью низких скоростей счета.
Для электрического питания радиоламп электронного пре
образователя радиометра используются батареи сухих галь
ванических элементов или аккумуляторы. Источниками тока
высокого напряжения, необходимого для работы счетчиков
Гейгера-Мюллера, могут быть также батареи гальванических
элементов или ж е различные трансформирующие устройства
(впбропреобразователи, ламповые генераторы и т. п.)В практике геолого-поисковых работ используются радио
метры самых разнообразных конструкций как на газоразряд
ных, так и на сцинтилляционных счетчиках. В зависимости от
своего назначения они отличаются один от другого по
тельности, разрешающей способности, инерционности и
“ ч^^^Т в^Г ельность
(«порог уверенного отсчета.)
определяется 1ш им ” льной величиной приращения урадиа-
infi п . III. П оиска м е с т о р о ж д е н и й урана по и х
„„„. которую может четко зафиксировать индикатор „рибов,
НаибаишеЛ чувствительностью- порядка 0,5 м к р / ч - х а р Л :
ризуются aspo- v-радиометры. Высокочувствительными (околл
мкр!'1) являются также радиометры, используемы е для
мобильной Y-съемки. Чувствительность радиометров для пр!
шсхпдных поисков колбблстся в широких пределах-— От I пп
\0 мкр1ч\ чувствительность рудничных радиом етров находит,
ся в пределах от 10 до 20 мкр1ч.
р а з р е ш а ю щ а я с п о с о б н о с т ь радиом етра — эт о Maic
(имальнзя иитснснвность у-лучей, которую м ож ет зафикснро*
вать индикатор прибора. Она колеблется от 50 и до \0 ’^мкр1ч
Наименьшей ра:^решаюш1еп способностью характеризуются
аэро- Y-радиометры, наибольшей— приборы^ используемые для
подземиоП съемки на урановых рудниках.
Совершенно очевидно, что разреш аю щ ая способность ра
диометра н ого чувствительность находятся в обратной завн*
спмости. Радиометры с высокой разреш аю щ ей способностью
обычно обладают малой чувствительностью, и наоборот —
высокочувствительные приборы, как правило, характеризуют
ся малой разрешающей способностью. М ногие радиометры
имеют устройства, позволяющие производить изм ерения интен*
сивности у»злучення в нескольких диап азонах.
Мп е р ц и о п и о с т ь радиометра определяется временем, не
обходимым для максимального отклонения стрелки индикато
ра (или самопишущего гальва»юметра) при данной интенсив
ности радиоактивного излучения.
Инерционность прибора имеет весьма важ н о е значение в
случаях относительно быстрого изменения скорости счета, т. е.
тогда, когда радиометр находится в движ ении. Обычно она
приводит к искажению формы и величины у 'р зд и ац и и {при ее
автоматической записи), а также к смещению ан о м ал ьн ы х
пиков в сторону движения радиометра. М и н и м а л ь н а я шири
на аномальной зоны, излучение которой м ож ет быть полиостью^зафиксировано ради о м етр о м (/), находится в функцио*
нальнои^зависнмости от скорости движения? прибора v и его по*
тояннон времени т. Экспериментально установлено, что
^'Ралиометра с постоянной времени г ===
/МОО пГ"
скоростью 150 кмЫ (40 и . М
«етром г
автомобиле, оборудованном
S i
^=3.6 сек при скорости Д«'
" < ^ 1 ' = 8 6 . ,
„ т. д. Д л я изм ерения
"ах нсиОлолимп п
в более у зки х ан ом альн ы ,
мпра.
резко уменьшать скорость д в и ж е н и я р**^
j г^И зм ерение радиоактивности пои поисках
107
В некоторых типах поисковых радиометров (иапримео в
радиометрах для самолетной или aBTOMo6tl^bHor
имеются переключатели, позволяющие увеличивать и1и умень
шать постоянную времени. Увеличение постоянной времени
желательно при стационарных н аблю ден иях-для уменьше
ния флуктуации прибора (см. ниже).
Ф л у к т у а ц и я прибора — разность между единичным на
блюдением и средней величиной, определенной по большому
количеству Н30Л10Д6НИИ. Абсолютная вероятная ошибка измбрения, обусловленная флуктуацией, может быть выражена в
виде среднего вероятного отклонения
ИЛИ вероятной ошибки
я = 0,6745 |/" л Г ,
j j i t N — число зарегистрированных ядерных частиц.
Обычно используется относительная вероятная ошибка,
выраженная в процентах, т. е. отношение абсолютной вероят
ной ошибки к измеренному количеству частиц.
Из приведенных выше равенств видно, что Р является
только функцией TV и не зависит от продолжительности вре
мени измерении. Поэтому вероятная ошибка будет постоянной
для серии . измерений радиоактивности в течение времени,
сбеспечиваюш;его получение заданного числа отсчетов и пере
менной при определении числа отсчетов в единицу времени.
В радиометрах обычного типа величина флуктуации будет
зависеть от количества импульсов, зарегистрированных з
определенный период времени, характерный для данного при
бора. Относительное вероятное отклонение одного мгновен
ного показания стрелки измерительного прибора (или пера
самозаписывающего гальванометра), интегрирующего импуль
сы от среднего значения, равно
s= /
Aj2RC .
где А — скорость счета;
RC *— постоянная времени прибора.
Из этого равенства видно, что флуктуация записываемой
интенсивности в и зв е с т н ы х пределах может быть уменьшена
увеличением постоянной времени радиометра.
„„„„„„о
Уменьшение флуктуации возможно также и
увелич иия постоянной в р ем ен и -п у те м использования детекторов с
повышенной эффективностью. В этом
®
основных преимуществ радиометров на
счетчиках, которые быстро реагируют на изменение интенсив
------------------n.mro излумеиия при сравнительно небольшой
„ост» рад”“®'""®''^™па интегрирующей схемы .
флуктуашт «''^"'^'рГдионетров. В се радиометрические пр«.
^ Э1алои11ро“а‘‘''® Р * еся к одной и той ж е серии, всегда
Ооры, хотя
°^"°р„ого по характеристике, эффсктивиостн
от]||1ча»«''°»'" ,,°1,7Поэтому они будут фиксировать разлвч„ собственному фону, и
одинаковой мощности дозы
ое
колнчестоо
импуль^и
иое
у-Лу‘1С'h
Й n m чтобы ср ав н и в ать результаты измерений разли,.
Дляр а д , ю м « р а м и . их необходимо эталонировать, т. е. выними
/РаОиацчг
!
в тот зтотниртш
I9.S i?f
т
\59
20
iO
60
ВО
i нкр/ч
/
от зталоии,
\85
\Ю5
Уоо
т
8 fm m \m H d n a m it Ш n tp m e m показаний прибора
Рис. 47. Построение эталоилропочиого граф ика радиом етра
(натуральный фон НФ = 18 MKpfn).
мощ ности дозы у-яупып лоток У'Излучг'ииа
радиометра пом ещ ается в известкоторого служат о т
спектра, источником
Интенсивность
радиевы е эталоны,
стояния между этилпиг^?
^ш ен 71ется путем изменения рас*
Дратичсскон завлсимостн^* с*^етчнком по зак он у обратно!^ квачей. с этоЯ целью летектоп
0.5 мм на
«итснсивностью О8*^
точке, удаленной
«вашего Q {^г) рад,L
Л
радия в платиновой трубочке тол1 м образует поток у-излучения
«
^штенсивность. у-рздиаций
R (м ) от эталона, содер‘
• ожет быть вычислена по формула
850>Q
мкр1г
виД*^
Р“8Ь1х зависнАюстц
обычно изобралсаю тся в впм^ ^ '‘зании индикатора от интенсивности
s 2.
Измерение радиоактивности rtm i поисках
109
^-излучения. Эти кривые вычерчиваются для каждого полдиапазона прибора, с учетом величины нормального фона
ячже), в пункте, в котором производилось эталонирование
(DIlC* ^ ^ *
Поскольку чувствительность радиометра не остается по
стоянной, а изменяется в зависимости от различных фактооов
(температура, напряжение батареи, время службы детектора
я радиоламп и т. д .), эталонирование прибора приходится
повторять периодически (каждые три-четыре недели), кроме
того, оно производится после каждого ремонта и замены важПЫХ д е тал ей .
Фякторы, влияющие на показания радиометра. Из этих
факторов в первую очередь необходимо учитывать нормаль
ный фон радиоактивности в районе работ и геометрические
условия измерения.
Нормальный фон вызывается суммарной У"Р^Д*^зцией из
трех определенных источников: I) космических лучей; 2) ра
диоактивных веществ в материале самого радиометра; 3) ра
диоактивных элементов, рассеянных в окрух^ающей среде.
Космические лучи представляют собой результат взаимо
действия атмосферы с бомбардирующими ее извне заряженны
ми частицами, главным образом протонами и легкими ядра
ми, движущимися с большой скоростью. К^осмические лучи об
ладают высокой энергией, и экранировать от них счетчики
практически невозможно.
Интенсивность космического излучения возрастает с баро
метрической высотой (что особенно следует учитывать при
аэро- у-съемке и наземных исследованиях в высокогорных
районах) и изменяется в зависимости от геомагнитной широ
ты. У геомагнитного экватора интенсивность космического
излучения наименьшая. Наибольшей величины она достигает
У 40° с. и ю.ш. и далее остается неизменной вплоть до маг
нитных полюсов. Это явление объясняется как результат
взаимодействия земного магнитного поля и первичных косми
ческих лучей.
На территории Советского Союза в районах с абсолютными
отметками до 2000 м над уровнем моря интенсивность косми
ческого излучения, фиксируемого радиометром, колеблется в
пределах от 3 до 6 мкр1ч. Установлено, что космическии фон
увеличивается на 1,5 мкр1ч на каждый километр превышения.
Радиоактивные примеси в материале самого
являются неизбежным следствием того, что
Р Л ппа'
жащее для изготовления его деталей, содержит следы
тария, радия, урана и других
PgoaaM
быть полностью удалены в производстве. Такил ^ Р
’
дый радиометр будет регистрировать ядерн
У
»
110 Г.1. III-
--------- -
--------------- „u поиборе. Эта внутренняя радиоактивноаь
ваадвашюевсамом пР"
со зд а е т так называемый
вместе с « м о р а з р ^ ’
^^тгорый является величиной
собствснпын фои Р'^”°',„ой. Обычно она не превышает 2 более или менее w
3
« ^(hfbeKT от космического излучения, радиоакСуммарный
радиометре и сам о р азр яд о в счетчнтивпых
примесей
прибора*. Е го мож но измерить
ка называется нулевым т
^^#~«улсоо(1
составляющие:
' «в w o S T V J’J - 13омалня?’‘’
норнальныя фо»
лзтель||о°ка‘раи?м ш |Г" 80 *“ 1 т'^'"^^"
н е м енее 2 л , жеисключить влияние oa/tim-,i^~
с тем, чтобы
фон самолстныл
''0Р»Ь1Х пород. Нулевой
5С0 .« над n o B c L S ®
««'ер яется на высотах около
ПОЛНОСТЬЮисключено
где влияние земного у^поля
ч^нля. возникаюш11р*^п*^!!* «^рмального фона являются излуяентов, рассеянных п
распада радиоаетнвны х элеНаиболее важнор
среде (рис. 48).
‘’■рацни калия, урана и
^УДУТ иметь изменения концей*
“сследуемыГ! район Им^ии!!^ ® горных породах, слагающих
в основном, колеГлш !
изменениями п обусловлеЬ1чно при по||сковы5( п ^^'^Р^^зльного ф она, наблюдзеныг
«апрнмер, что радио11 ти^'‘°''‘^^Р'’^^еских р аботах. Известно.
радиоактивность обычных гранитов и други-^
’
««горы
^ТОТ эф ф ект « н ат ур ал ь н ы м » ф о н о м .
§ 3.
А эро^-съем ка
ц j
КИСЛЫХ пород магматического происхождения измеряется де
микрорентгенов в час, в то время как для известня
ков, доломитов, ультраосновных магматических пород и др,
она не превышает нескольких микрорентгенов в час.
Долю излучения, вызванную радиоактивными элементами
р а с с е я н н ы м и в окружающей среде, можно определять путем
вы ч и тан и я нулевого фона из средних величин нормального
фона, измеренного в пределах того или иного участка работ.
Геометрические условия измерений следует учитывать по
тому, что показания прибора пропорциональны телесному
углу, образованному источником излучения и центром детек
тора радиометра. Этот телесный угол приблизительно равен
Ал в горной выработке или буровой скважине и 2л — на от
носительно плоской поверхности.
Установлено, например, что при трех различных телесных
углах (0,1; 2 и 3,9л), образуемых радиоактивным источником
с чувствительным элементом портативного сциитилляционного радиометра, прибор дает результирующие показания в
пропорции I : 20 :3.9* Увеличение телесного угла от 2л (ровная
поверхность) до Зл (дорога у отвесной скалы) увеличивает
показания автомобильного радиометра на газоразрядных счет
чиках на 20—25% и т. д.
Следовательно, если при поисках не учитывать влияния
телесного угла, то полученные аномалии могут быть истолко
ваны ошибочно, особенно при недостаточной изученности
геологии района.
ся тк ам и
§ 3. Аэро-у-съемка
Аэро- усъем ка представляет собой метод поисков M ecjroрождений урана путем измерения интенсивности у'^олеи в
приземном слое атмосферы при движении на самолетах (или
вертолетах), оборудованных высокочувствительными малоинерционными радиометрами.
Эффективность метода определяется прежде
‘
рамп наземного источника излучения, а также р
между этим источником и аэро„,пучения
Известно (Баранов, 1955), что
в точке над участком радиоактивных пород пр
Й в системе цилиндрических координат (^о» , )
выражена формулой
г
я2о,ф .е)
f „„««сивиость Y-радиааии в точке, с которой излу,где / - « « « " “ „цверхность образует телесный угол й; ™ ’
;,_„ачмьмая яктеисивиость v -излучепия на повер,.
ослабления, учитьшающ,#
мзмда
спектрального состава ^:.излучення из-за
“
огократпого рассеяния средой.
Функция F (Z„, Ф, 6) зависит от плотности среды р и определястся интегралом
f(Zo. Ф. 0 ) = J Р
Опосдсление пнтепснвиостн v-излучеиия от наземного ист о ч 2 аяалитическнм п у т е м -д е л о весьма сложное, даже
Г относ тслыю простой геометрии и при допущении, что
ю м « ш > е рассеяние является единственным процессом,
r o S U ' C T принимать во внимание. В практике воздушГ х по с ^ 4 э ? о й це.чн используются номограммы, позволяющГ ЕЫЧНСЛИТЬ интеграл экспоненциальной функции мя
излучающего объекта любой формы.
'"-^енсааностн у-излучеи„я с
'-иориальное .
УЧ0СТ1С1
аномального
'
у-поле аномального
yiociKa площацыо 400 м2,
^становлемо убывает
чт
п ' о ' и V-радиации от наземного
РзгйЛ
уменьшения t p L T ^ ^ Увеличения высоты, в основЧр« *°®^Рзто8) н norjTnf
°
облучения (закон об■.ад1 г
Y-лучеЛ воздухом ,
высоты
созлапп^''^'°“^®™ о б ъ е м а , тем быстрм
“ “зд земной поверхност1*ю ™
увеличение»!
§ 3, Азро-\.съемка
113
Так, например, интенсивность у-излучения от рудного тела
площадью 10
уже на высоте 10 м в двести раз меньше, чем
на земле. Аналогичное падение интенсивности у-поля для ра
диоактивного участка площадью 400
наблюдается на вы
соте около 100 м, а для участка площадью 1200 м^ — иа высо
те 150 м от поверхности земли. Широкие аномальные поля
(десятки тысяч квадратных метров) на тех же высотах пока
зывают интенсивность ^-излучения, равную 20—50% интен
сивности их излучения на земле (рис. 49).
Одновременно с увеличением высоты над землей снижает
ся также и чувствительность метода (поскольку с удалением
от земной поверхности интенсивность нормального у-поля
земли падает значительно медленнее, чем интенсивность
Y-излучения от локального источника), но вместе с тем увели
чивается зона эффективного действия аэро- у'Р^Диометра ^
Изменения этой зоны в зависимости от высоты, на которой
производится аэро- у-съемка, даны в табл. 11.
Как видно из таблицы, в
Т а б л и ц а 11
среднем при полете на вы
соте И ширина полосы, осве
Изменение зоны эффективного
действия аэрорадиометра
щаемой аэро- Y-радиометв зависимости от высоты полета
ром, колеблется от 2 до 4 Я.
В зарубежной практике
Ширина
Высота, м
(Gregory, 1955; Stead, 1950)
зоны^ м
аэро- Y- с ъ е м к а делится на
региональную и детальную.
100
25
Региональная
аэро160
50
220
у-съемка, цель которой за
75
260
100
ключается в выделении боль
330
150
ших аномальных площадей,
производится по сети с межмаршрутными интервалами, в шесть раз превышающими
ширину зоны эффективного действия аэро- у-радиометра. Полеты производятся на больших многомоторных самоле
тах со скоростью 160—240 км1ч.
В качестве основы для прокладки маршрутов используют
ся фотосхемы и аэрофотоснимки местности.
Для измерения интенсивности у-полеи обычно применяют
ся радиометры на сшштилляционных счетчиках с кристалла
ми ^ Г л ь н ы х размеров (диаметром
5 см) Иногда на самолете устанавливается несколько сцинтил^щ ю ннйс устройств с отдельными измерителями ннтен. Зоной аффективного «
ширину полосы, Y-поле над которой состашш^п
лучения бесконечного пласта.
8.
д. я.
СуражскиП
«
I
т
Гл. т . Поиски месторождений урана по и х
в некоторых случаях детекторы
опускаются,,,
X ”°Hu"'TP°«’‘jPfDof^M
оборудуются радиоальтй.
Кроме РЗД«о“®7°'еоя,отими высоту полета, и магнитп.
^згнйто,
метвамн-для измерения магнитных полей.
Показания
при.
боров фиксируются записывающим
лентопротяжным механизмом.
Р-'С.
50. Аэро-у<ъе«ка
устройством
.... ......................с часовым
с детектором, опуш енны м
ка.мероЛ с иетевы*внпя°п^
наблюдатель наносит ин^р
тенспвностй (Stead, 1 9 5 0 ) ^
„а
тросе.
жпростабплизпрованной
пересечении ориентиров
пленку и на диаграмму пн-
явленин отдельных
которой заклю чается ввылптся по сети с
полей л месторождений, пронзворнне полосы, освешярхт^^^"^”^*^^” интервалам и, равными шн*
•ОТОЯ на легких
раб оты выполнЯ'
JJbix самолетах, облялп,^,
небольш их одномоторварьнпгрт
маневренностью. СкО'
^ 30 ДО 60 У ч П Л , ?
к м /,, р аб о ч ая высота-сбрасывания
аномалий фиксируются
нкпм, рассыпающимся
вымпелов пли мешков с
m l
Союзе а .? "
порошком,
около 5 П « v-съемочные работы обычно веого на 100—250 м п
^^^ршрутам, отстоящим один
» ир« скорости движ ения не более
^
_________________ S
даометр АСГ 38
^Зро--);-съемка
’ ■"
jjg
Ч'^по^ьзуются либо аэро- v-магнитсиинтилляциоиный аэро- у-ра-
В аэро- Y-магнитаом приборе АСГМ-25 приемниками v-излучения являются две кассеты из 72 газоразрядных с ч е и ^ о в
типа ВС-9, магнитно-чувствительным элементом— стержень из
железо-никелевого сплава, на котором помещены обмотки с
Рис. 51. Аэро- Y-раднометр АСГ-38. Общий вид.
магнитной проницаемостью, узкой петлей гистерезиса
и резкими перегибами кривой намагничивания в точке насы
щения при малых полях. Чувствительность \-канала ра
диометра составляет 56—68 импульсов на 1 м!Ср1ч; постоянная
времени т= 1 ,8 сек, при этом максимальная флуктуация равна
±0,25 мкр!ч\ остаточный фон радиометра — 3—4 мкр/ч^ гради
ент космической составляющей — 0,5—0,6 мкр}ч на 1000 м. ,
В аэро- Y-рад ио м етре АСГ-38 (рис. 51) приемник у-излуч^ния состоит из высокочувствительного сцинтилляцнонного де
тектора Y-квантов,
^
•
Усилительно-регистрационная схема имеет два канала:,ка
нал полного счета и канал счета дискриминированной состав
ляющей. Показания обоих каналов регистрируются, пишушдми
миллиамперметрами.
^
•
Чувствительность радиометра по каналу общего счета, ^
150 UMtijceK на I мкр1ч и по каналу счета дискримини.рованнои
составляющей — 20 uMnjceK. Постоянная времени t —1,8 сек,
ВЫСОКОЙ
8*
jlf, Гл. ///■ Поиски м(>сторождений у р а н а по их р а д и а и и г ^ ,..;^^
~
ш
f
при этом максимальная ф лук^ация фона составляет 0 1 5 ^ . ,
Порог у в е р е н иого отсчета — 0,3 мкр]ч.
’
Р!н.
Кассета прибора обладает направленной чувствительноотг
что с у щ ест в еи и о уменьшает влияние вариации фона.
Обработка дпаграмм пнтепсивиости, полученных в ппоирг
аэро- Y-съемки. заключается в устранении искажений,
ных, с одной стороны, колебаниями высоты полета и /с друг *
сторопы, ииерщюиностью радиосхемы аэро- Y-радиометра q .
молеты оборудуются радиовысотомерами и аэрофотокамерами
При аэро- у-съемке местности с сильно расчлененным рел1^!
фом постоянную высоту полета выдерж ать очень трудно и рас*
стоянне между аэро- урадиометром и дневной ^ поверхностью
будет варьировать в широких пределах, что в значительной
мере искажает истинную картину распределения v-полей. Поэтому все показания аэро- урадиом етра приводятся к уровню
земли. Коэффициенты приведения, т. е. отношения интенсив1ЮСТИ у-радиации на высоте 1 м к интенсивности, измеренной
иа любой другой высоте, рассчитываются по кривым изменеш
{пиенсивиости у’Излучення на разных вы сотах (см. рис. 58, 64).
В новейших конструкциях аэро- у-съемочиого оборудования по
казания прибора приводятся к одной и той ж е наперед заданной
высоте автоматически при помощи специальных радиотехннческнх устройств.
При обраболсе диаграмм интенсивности в некоторых случа^
ях приходится устранять также искажения, вызванные инерцн*
синостью радиосхемы аэро- у-радиометра.
Постоянная времени т аэро- у-радиометра АСГМ-25 состав
ляет 1,6 сек. Известно, что для полной записи интенсивпопи
у-радиации в какой-либо зоне необходима врем я
бт, т. е.
примерно 10 сек. При скорости полета около 150 км/ч самолет
за это время проходит расстояние около 3 0 0 — 4 0 0
Коррей"
тировка более узких аномальных пиков производится при п
мощи специальных палеток или «коэффициентов инерЦио^^Ц
сти». Техника введспня поправок описана Г. С. С м и р н о в
(Алексеев и др., 1957).
В результате аэро- у-съемки составляю тся аэрораднометри
мсские карты земной поверхности (рис. 5 2 ), по которым ус
навливается нормальное у-поле исследованного района ( ^
участков) и выделяются аэроK J v n ’r ^^Р^^^^^Ризуюш.иеся повышенной радиоактивно ^
hutJSHI ^“‘^“ ^^ьного участка и величина хар ак тер и зую ^
вднной
уточняются серией залетов по
аэоогр/тлп^ ** разных высотах. Одновременно про'*
^„3.
зом на выпп^*"^ ваблюдения, направленные
"«Л Рад.1о а к ^ № . Г ° " ‘'‘“ ''° '‘
§ 3, Аэро-у-съемкп
117
Нормальная активность некоторых горных пооол по
там ^аэрорадиометрин и наземной ^-кем ки п ^ и в о д ^ в
* ’СТ>
о
о
^
^
-< 5 -:
о>о
7
Рис, 52. Карта изолиний аэро- у-съемкн в Корнуэлле
и др.. 1959):
i
(по Боуи
/. — граниты; 2 — сланцы н аргиллиты.
Т а б л и ц а 12
Нормальная у - 21*^тивность горных пород
(счетчики М С), мкр1ч
Название пород
Гранит, гранодиорит .
Мелкозернистый гранит
Порфировый гранит
Нефелиновый сиенит .
Кислые эффузивы
Диорит
. ..
.
.
Базальт
.
.
»
Габбро
. . . .
Известняк . . . Песчаник
.
.
,
Сланцы
.
.
,
Гнейсы
.
.
,
.
Измерения в по
л ете, приведен
ные к уровню
земли
8 -1 5
1 0-2 0
6—10
1 0 -1 5
7 -1 6
5—8
0 -4
0 -3
0-^3
4 -6
6 -8
0—5 - 1 0
Измерения
при наземной
f -съемке
1 0 -2 5
1 5 -4 5
10—18
1 0 -4 0
1 0 -6 0
8 -1 5
4 -.1 5
2 -1 0
0 -5
5 -1 0
8 -1 5
3 -3 5
Подробного изучения заа'туживают в первую очередь узколо
кальные аномальные пики с интенсивностью у-излучення, замет
но превышающей порог уверень^ого отсчета на фоне сравнитель
но слаборадиоактивных пород. Наиболее перспективными
являются те из них, которые связаны с определенными страти-
118 Га т . (Поиска мчаорождений урана по и х р а д и а и и п ^ ..^^
графическими горизонтами или ж е с зонами тектонич»
нарушений среди изверженных или осадочио-метаморф„ц^*'«
пород. Значительный интерес могут такж е представить Z?"*
ЛИИ связанные с конусами выпоса. П овыш енная р а д и о а ^ '
пость этих конусов может иногда рассм атриваться как поиГ,®'
свидетельствующий о возможном наличии радиоактивных „„
выше ло ущелью пли по долине.
РМ
Значительно труднее оценить значение ш ироких аномальюи
30ir. Некоторые из них (например, явно связаннъте с выходами
кислых нптрузивиьи пород или же вызванные изменением ш
структуры и текстуры) могут быть забракованы еще во время
полета.
В связи с возможностью смещения аэронемалии в воз
духе на 0,5—1,0 /с.н по отношению к положению аномального
участка на земле (из-за неточности привязк'и нх во время съем
ки) проверку аномалии следует начинать с постановки пeш^
ходней (или автомобильной) усъем ки иа площ ади в несколько
квадрат1гых километров в масштабе 1 : 5000— 1 : 10 ООО. Мето
дика этих работ излагается ниже.
Поиски по методу аэро- 7 -съемки лучш е всего производить
на площадях с простым или слабо расчлененным рельефом,
характеризующихся абсолютными отметками д о 2—2,5 тыс. м.
В высокогорных районах с сильно расчлененным рельефом
зффектнв1юсть аэро- у-съемки в значительной мере снижается,
так как высота полета увеличивается до 80— 100 м. При этом
заметно усложняется схема полетов. В место прямолинейных
маршрутов применяются маршруты по речным долинам,
параллельно склонам высоких гор, по склонам со с н и ж е н и е м
и т. д.
На эффективность аэро- у-съемкн существенное влияние
оказывает также поглощение 7 -излучения лесным покровом
(Котельников и Калякин, в печати). Установлено, что именно
< этим связан пропуск многих рудных зон в залесенных мест
ностях, покрытых аэро- 7 -съемкой.
§ 4. Автомобильная 7 -съем ка
Автомобильная v-съемка дает возможность быстро осв^
®*^*>шне площади на степных
Burnun-^ Разветвленной сетью дорог, доступны х д л я ма
высокой проходимости .
« i' . «
J
сцинтммтГ ^'•’’злучешш (система г а з о н а п о л н е н н ы х и л ^
таким
счетчиков) устанавливаются на автол^^^^^
S
4 . А втом об ил ьн ая
У 'с ъ е м к а
119
„О ВЫХОДЫ их соединяются параллельно,
но таким обоазом
чтобы для направленных измерений можно было и с п о ^ а Т ь
каждый приемник в отдельности. В некоторых случаях S h h -
кн сн аб ж аю тся СВИНЦОВЫМИ э к р а н а м и
приемки
Интенсивность у-излучений фиксируется записывающим ап
паратом. Лента регистратора соединяется со спидометром ав
томобиля, так что длина записи всегда пропорциональна прой
денному пути. Специальное устройство позволяет наносить на
ленту индексы контрольных точек и другае заметки наблюда
теля.
Иногда в комплект автомобильного У’Радиометра включают
ся автоматические сигнальные системы, дающие звонок или
вспышку света при превышении заданной скорости счета,
В Советском Союзе для автомобильной у'С'ьемки обычно
используется радиометр СГ-14 с детектором, состоящим из 36
газонаполненных счетчиков ВС-9.
Чувствительность этого прибора — 700 имп}мик на 1 мкр}ч,
точность измерений 3% ± 0 ,3 мкр/ч, порог чувствительности
(отсчет по ленте записи) — около 1 MKpju. Постоянная времени
(минимальная ^3 ,6 сек) обеспечивает возможность регистра
ции аномальной интенсивности у-излучений при движении со
скоростью около 15 KMjH. В случае необходимости (например,
при резко замедленном движении, для уменьшения флуктуа
ции прибора) постоянная времени может быть увеличена
вдвое.
В Великобритании для автомобильных поисков урановых
руд используется радиометр с двумя детекторами —г сцинтилляционным и на газоразрядных счетчиках. Прибор имеет слу
ховой индикатор, регистрирующее приспособление и самописец.
Детектор на газоразрядных счетчиках содержит шесть вы
сокоэффективных железохромовых счетчиков длиною' 63 см и
диаметром 3,4 см. Он применяется при рекогносцированных
работах. Сцинтиллядионный детектор используется при деталь
ных поисках на перспективном з^частке. Показания обоих де
текторов фиксируются на регистрирующем приборе и само
писце.
Автомобильные и самолетные у-радиометры э^лонируются
так же, как и радиометры любого другого типа. Эталонирова
ние заключается в записи на ленту показании индикатора^ в то
время, когда детектор подвергается облучению различной
тенсивностй (обычно изменяющейся через интервалы 1
2 мкр!ч). Обработка результатов эталонирования у д и т с я к
осреднению- кривой для каждой заданной
делению средних величин (в импульсах в
нулевого фона в точке эталонирования) и в вы Р
^
лонировочного графика. Последний строится в пр
у
,,сгорождсний ./пака по их радиационным o n g ^ „
Т
„ »ficuHCC откладывают интенсивность y -hcmih в
сииеме. По оси акцисс
ординат-то же в импульсах в
иикрореитгенах в час. .
^акже и величину чу»,
^-;и "о?гГм иногс> п р и б о р а _
\
Налидродна шнапы
Осребняющап лумуя
"
Штыропо-х
ФОН^
)
/
Лостойпмая состабпЛ.
ющая матуропьпагофст^^
Рис. 53. Обработка ленты оапнси при авто- \-съемке.
¥l.
h*Q,S It'fJ
5.Н*
-Ш
"ЮСО
*500
-150
405
f,oe
f.f3
»,2 0.5
^100
»,3
^50
**25
f.e
i.z
S h,H
приеин|ека изя??с„„я“ '^®’^®“ рйбопий диапазок
mm
лал
®®^°‘'гоШ{льнпй
на
Автомоб^^ водоемом.
о^авленной
излучения и собственможно опреда^тть, поме-
мосту над широкой рекой
по определенной, заранее
РУтов, которая наиосится на геолопг'
1
Автомобилей
{-съемка
___ ____________
ЛЛ
121А
ческую или топографическую карту. В процессе работы эта схе
ма уточняется по ориентирам местности; отклонения от нее
отмечаются
в журнале съемки и на ленте записывающего уст
ройства.
Рис, 55. Расчетные кривые инерционных искажений записи аномального
поля на высоте 2,5 м для объектов квадратной формы в случае прямого
их пересечения (по А. Г. Граммакову и др., 1959).
Обработка результатов съемки заключается в осреднении
записи прибора (для исключения влияния флуктуации) и в
переводе полученных величин интенсивности урадиации в мик
рорентгены в час. Эта последняя операция выполняется при
гтомощи специальной палетки (рис. 53).
При определении причин повышения скорости счета во время
движения автомобиля необходимо учитывать ряд факторов.
Так, например, большое обнажение слаборадиоактивиой породы
Может повысить скорость счета так же, как и небольшое обна
жение породы с высоким содержанием радиоактивных элемен-
122 Г а, Ilf- Поиска месторождений урана по их радиационным
тов. Измепеипе микрорельефа местности (при въезде под
той склон, долины, в узкое дефилс, в большую выемку и т п
с увеличением телесного угла облучения детектора, радиоактик.
ifocTb материалов, использованных для покрытия дороги и т п
мог>т существенно увеличить скорость счета независимо’^
содержания радиоактивных элементов в горных породах, при
легагощих к маршруту автомобиля.
Как отмечают А. Г. Граммаков и др. (1959), при авто
У'Съемке весьма существенную роль играет фактор, связанный
с размерами аномального участка. Он влияет иа форму зависи*
мости у-поля от высоты расположения детектора (рис. 54), на
изменение амплитуды а{юмального лика и на величину смеще
ния иа ленте записи экстремальных значений у*полей по срав
нению с истг1нным пагюжением их иа местности (рис. 55 ).
Существенное искажение амплитуды аномальных пиков (до
40—50% при пересечении маломош.ных активных пластов) мо
жет вызвать неравномерное движение автомобиля с отклоне
ниями ±5 км1ч от средней скорости 20 fat/ч.
Следовательно, при интерпретации результатов съемки
нужно особенно тщательно учитывать геометрию измерений,
размеры обнажения, тип пород и т. д.
Все уаиомалии, установленные в процессе съемки, должны
быть проверены повторными заездами на скорости, понижен
ной в три-четыре раза. При этом для уменьшения флуктуации
прибор целесообразно переключать на работу с увеличенной по
стоянной времени.
§ 5. Пешеходная у- и р-съемка
Пешеходная у* и р-съемка представляет собой один из
поисков месторождений урана
н тория. Она производится массовым опреде.пением радиоактив
ности горных пород в точках, лежащих на линиях определенных
маршрутов или профилей, и может выполняться с любой сте
пенью детальностн.
В Советском Союзе для пешеходной у- и р-съемки исполь
зуются портативные полевые радиометры нескольких типовкраткая характеристика их приводится в табл. 13.
ппт,^
радиометрах, перечисленных в табл. 13, кроме рз
счртц^н^^ ^
СРП-2, детекторами служат газоразрядн
6aiee распространенных методов
сч Д и Г..’ Р
DOCTHгаптл
С Г -42 и С РП -
2—
сц и н ти л л яц и о н н ^
'’Р“ ®°Рь; снабжены слуховыми индикаторами ск
исключением прибора РМ-2) иитегр' '^«•лочными индикаторами (рис. 5 ) •
Р-съемок’ ппип
основные разновидности пешеходных V
Ртм ок. рекогносцировочные >
■съемки, маршрутные тпо«сЮ>
§ 5. Пешеходная у- и P-C7i<?,Hifa
Типы полевых радиометров
м
В ь
S &>
Н S
и
о
са
i tп
к
о. S я)
о
3
(L) з:
п о 0J
S г сг
УР-4
4.5
Т
10 000
10
У Р 4 м *4.7
ПГР
6.7
4,9
СГ-42
т
Р. 7
7
10 ООО
20
1000
G00
3
РПЛ
2.7
Р. Т
2000
10
РМ-2
0.35
7
1000
20-50
СРП-2
3,0
7
1250
1.5
^ в-а*
«0 5 С1,
« й ^
Т а б л и ц а 13
1 ,
о
X
«9
«
123
Форма детектора
с US
Ч
1
Цилиндрический зонд,
d = 3Q мя\ / = 1—1,7 м
То же
Г-образная гильза
Тубус; d = 103 ж,м,
/=0,67 м
Цилиндрический зонд,
32 мм; /=0,37 м
Корпус прибора
115X100X33 мм
Цилиндрический зонд
Рис. 566, Радиометр СГ-42 (общин внд).
§_5. Пешеходная у- ц й-сърикп
125
Идетальные площадные у- ^-съемки. В общем случае они прелстамяют собой три последовательных этапа поисковых работ
Рекогносцировочные у-съемки проводятся одновременно й
?fP
9nn mn""»
масштаба
( 1 ; 200
ООО и мельче) в малоизученных районах, главшм
об
разом с целью па1учить представление об их ураноносности и
определить контурьг площади для более детальных поисков
следующего этапа. Эти съемки выполняются, как правило са
мим геологом, реже его помощником — радиометристом н’сводятся к изменению радиоактивности горных пород в изучаемых
обнажениях.
Маршрутные у"Поиски представляют собой самостоятельный
вид работ. Они производятся специальными поисковыми отря
дами, состоящими на 10— 20 операторов-радиометристов и воз
главляемыми квалифицированными геологами-поисковиками.
Распределение маршрутов зависит главным образом от гео
логии, орографии и гидрографии местности. Обычно расстояние
между ними колеблется от 1 до ОД /ш (масштабы 1:100 ООО—
1 :10000). Радиоактивность фиксируется в точках, отстоящих на
20—50 м одна от другой. В промежутках между этими точка
ми оператор производит непрерывное определение интенсивно
сти излучения при помощи телефона и в пункте, показавшем
повышенную скорость счета» делает дополнительное измерение
по стрелочному индикатору. В процессе работы оператор непре
рывно перемещает гильзу радиометра в направлениях, перпен
дикулярных линии маршрута- Этим достигается охват «прослу
шиванием» полосы шириной в несколько метров.
Направление маршрута определяется по компасу, расстоя
ние между точками наблюдений — на глаз или при помощи
шагомера. Пункты, показавшие повышенную скорость счета,
закрепляются на местности реперами. Результаты поисков на
носятся на карту соответствующего масштаба.
В районах, покрытых геологической съемкой в масштабе,
отвечающем масштабу поисков, радиометрические поисковые
иаршруть! намечаются на основе геологической карты и реког
носцировки местности. В этом случае геолог, возглавляющий
отряд, занимается, главным образом, направлением поисков и
подробным изучением участков с аномальной радиоактиврайонах, геологически мало изученных, в задачу геолога
входит также и составление схематической геологической кар
ты площади подлежащей поисковому обследованию. Сеть геол о ги ч е с™ ^
может бнть
ских измерений в четыре-пять раз.
показано на оис 57
радиометрических маршрутов при поисках
д^з^ой предПодобная система обусловлена, в основном, более низкои пред
g
120
■
ста
с
p
g
^
o
их рааиачиотия o p ^
—
^
радиометрических на&.юдении по сравнению
ставится в районах
на которых зафиксн’
рованы повышенные
скорости счета пои
самолетной или ав
томобильной 7 "Съем.
ке. Она производит^
ся по линиям парал
лельных профилей,
расстояние
между
которыми определя
ется в зависимости
от местных условий.
Наиболее распрост
раненный масштаб
площадной съемки —
1 :5 ООО (сеть 50 X
Х 2 м ). В пределах
выявленных рудных
полей сеть измере
ния радиоактивности
горных пород сгу
щается до 10X2 или
5 X 2 Л1. Цель таких
детальных
съемок
заключается в выяв
лении и оконтурнва НИИ выходов {ила
ореолов)
каждого
Рис. 57. Схема маршрутов при маршрутных
рудного тела. Резуль
у-понсках в горком раГюие;
/ — геологипсскне марцфуты (I ; 100ООП); 2 — ра*
таты этих работ в
дноистрпческие маршрпы (1 :10 000).
ряде случаев дают
бочип
возможность безоша'^
«елых пород п о Т и м т ш ."’"" на местности инструментально
к ™ографическнм™нк^^^^^^
у-съемки привязываются
актив^иого
резким смещением радиоменяется у-В-с'крм^ог,
недостатка радия, у-съемка зар-детектопа Пп» '
при помощи тоикостенгЮ'
величины сданп
ориентировочного определения
радиоактивного равновесия на отдельных.
§ 5. Пешеходкая у . и ^-съемка
127
наиболее активных точках наряду с суммарным \+р-эффектом
(отсчет без экрана) измеряется только 7 -излучение (отсчет со
стальным экраном, поглощающим р-лучи). Разность между
первым и вторым отсчетами может дать представление об ин
тенсивности р-излучения, которое характеризует активность
очень тонкого (до 1 см) слоя на самой поверхности пород.
Результаты Y* и -у-р-съемки обычно изображаются в виде
у-профилей, на основании которых составляются карты изогамм
или корреляционные карты (рис. 58). ^-Съемка дает возмож'
ность фиксировать урансодержащие рудные тела или их меха
нические и солевые ореолы, залегающие под покровом рыхлых
отложений мощностью до 0,5—0,7 м. С целью подробного изу
чения этих ореолов по вертикали иногда производится у- и
У'Р'Съемка в бурках диаметром около 40 иш, проходимых на
глубину ]— 1,5 м при помощи куска буровой стали. Для такой
съемки применяются радиометры с детекторами в форме теле
скопического зонда. Интзнсивность излучения в бурках изме
ряется через каждые 20—30 см. При составлении профилей и
планов изогамм каждая точка характеризуется отсчетом на ин
тервале с максимальной радиоактивностью.
В случае относительно равномерной у-активности на площа
ди не менее 1—2
примерное содержание урана в породе на
поверхности земли по данным у-съемки может быть определено
no их_ р
_<
^
ПО формуле
''
___ ( U % )
-7с„Л0(Г
ациснным
^ ^
,
где К„ — постоянный коэффициент, зависящий от спектралькой
ч)"вствптелыюсти и толщины гильзы детекторов *•
И — концентрация урана, % ;
"
/„ — интенсивность \>-излучеиия (без нулевого фона)
мкр1ч.
При измереинях в бурках среднее содержание урана в актив
ном пласте моидгостью не менее 50 см может быть с известным
приближением определено по формуле
^ = _ Z » !!!_ (U % )
АГ„„.100
*
где /Сш,,—коэффициент шпура, зависящий от типа гильзы и
спектральной чувствительности детектора
/,ц„ — интенсивность ^излучения в шпуре.
Подобные расчеты мог)'т производиться только в условиях
радиоактивного равновесия и при отсутствии в породах тория.
Способ определения присутствия тория в полевых условиях
описан в гл. IV.
Пешеходная у- и р-съемка дает наилучшие результаты в
горных районах с хорошо расчлененным рельефом, широко
развитой гидросетью, сравнительно хорошей обнаженностью
ILTH наличием молодого элювиально-делювиального покрова
мощностью не более 2—3 м.
§ 6. Подземная у-съемка
--- при
^
Подземная усъемка применяется главным образом
проходке горно-разведочных и горно-подготовительных выр
ток
дготовик
ток на
на соосгаенно
собственно урановых месторождениях,
а также пр V
внзни на уран гориыПмп
а ......... .
Дениях друг1!х полезныу
пройденных на месторож*
цель ее заключается п
®
^ Другом случае
уратвых руд под землей
оконтуривании скоплений
п заброшеннад^пуп?.^^^^
Цф^ктивкых методов n f.i
г^фиопромышленных
Советском Союзе н за
Р>иного *^Ромыш.7ен1|ого
обследование действуюявляется одним из наиболее
'^^^торожденнй урана в старых
помощи этого метода в
рудных объектов
I
5o ' S i “? ' “Л " “'°" -’ “' ' с г а А | | ы й ^ л ю л т н л е в ы м и
"■» 0.01<t > Pa„,r.rC = Y fo T «w i.
^
гплиамп
"
§ 6. Подземная у-пемка
^29
В подземной У’Съемке различаются: а) осевое \-профилирование; б) спиральное \-ирофилирование и в) детальное ра
диометрическое исследование аномальных участков.
Осевое у-профилирование заключается в измерениях интен
сивности Y-излучения по осям горизонтальных выработок. Рас
стояние между точками осевого профиля зависит главным
образом от степени изменчивости оруденения и колеблегся от
0,5 до 2 м.
Осевое у-профилирование дает представление о суммарном
эффекте Y-излучения (от всех обнаженных плоскостей близ дан
ной точки профиля) и является рациональньпл только в выра
ботках нормального сечения (до 5—6 м^), Наилучшие резуль
таты оно дает при радиометрическом обследовании пластовых
месторождений с относительно равномерным распределением
полезных компонентов.
Спиральное у-профилирование применяется тогда, когда
приходится иметь дело с месторождениями, характеризующи
мися резко неравномерным распределением полезного компо
нента (главным образом в сл^'чае тонкожильных месторожде
нии). Оно заключается в слуховой оценке изменения скорости
счета, в то время как оператор, двигаясь вдоль выработки, не
прерывно перемещает детектор прибора по ее периметру.
В практике работ часто применяется комбинированный —
спирально-осевой — метод подземной у-съем1Ш,
Детальное радиометрическое обследование аномальных
участков заключается в измерении интенсивности Y-p^naijHH на
одной или нескольких плоскостях по сравнительно густой сети
(15—20 см). В случае моидных рудных тел такого рода обсле
дование выполняется по системе параллельных профилей, рас
положенных на расстояниях 1— 2 м один от другого.
Результаты подземной Y'^'^smkh оформляются обычно в
виде диаграмм Y“HHTeHCHBHOCTH на маркшеидерских или гео
логических планах горизонтов горных работ.
Для подземной v-съемки использу{отся обычные полевые
радиометры (во взрывобезопасных выработках) или радио
метр УР-4М (в выработках, опасных по пыли и газу). Экр^ы.
как правило, не применяются <о специальных количественны
измерениях с экранами см. в гл. V III).
S д. я.
Суражскнй
ГЛ А ВА
IV
ПОИСКИ Л1ЕСТ0 РО Ж Д ЕН И й УРА Н А
ПО ИХ ГАЗОВЫМ О РЕО Л А М
(РАДОНОВАЯ С Ъ Е М К А )
§ 1. Основы метода
В процессе распада радиоактивных элементов, содержащих
ся в земной коре, возникает непрерывный поток эманащш ра
дия (радона) эмаиацнн тория (торона) и эманации актиш
(актинона), Торой и акинюи, как весьма короткожпвущнс
газы , могут находиться только в непосредстветгон близости
к эманирующелту источгнжу* Радон, характеризующийся пе
риодом полураспада 3,82 суток, в результате диффузии и коиоскцнн переносится на расстояния до 4— 5 м и, накапливаясь
почвенном воздухе, создает вокруг эманирующих источников
с особразньш газовые ореолы. Научение этих ореолов и предо ляст coGojf задачу радоновой съемки — одного из нанбостарых методов поисков месторождений урана,
imr ^ з а к л ю ч а е т с я в массовом отборе проб почвени измерении содержания в нем радона по поии'
ва тпП I I ф и к с и р у е м о м у при помощи электромет*
ся np^iiitifL
системы. В результате съемки устанавливастсодеожпнмр пл
эманационпого поля, т. е. сроднее
плошали и
^ почвенном воздухе на всей исследованной
ваемые кпк
SMaHaunoHHbie аномалии, рассматринии урана
радоновые ореолы вокруг месторождепринимается
пропоршюнал^!
^ почвенном воздухе находится »
вания. т. е. отношртт^” ^*^^°^^“ ‘
коэффициента эмаШ1р
данного вещества J *^олнчества эмаиацнн, выделившейся
——J——
» ^0 всему количеству, образовавшемуся
,
51.5
"еремеитол»
сек,
актинона - 3,92 сек.
’ 3^7). тором и актгоюнвм
§ J. Основы метода
роде'рада
131
и б) от содержания в по-
пГдо
««рьирует в широких преде
лах от 0,05 до 95 98 /о. Величина его зависит главным об
разом от степени пористости пород и их дезинтеграции чем
больше пористость и чем более разрушены породы, 4 м б^ьше
доля радона (при прочих равных условиях), которая не
успевая распасться, выделяется в поры пород и в дальнейшем
доспуает верхних горизонтов рыхлых отложений. При малом
коэффициенте эманировйння радоновые аномалии не обнару
живаются даже и вблизи скоплений урановых руд. а при боль
шом коэффициенте повышенная концентрация радона в поч
венном возд)осе фиксируется и при отсутствии рудных зале
жей (см. ниже).
В условиях радиоактивного равновесия между радоном и
продуктами его распада концентрация радона в почвенном воз
духе Ска связана с содержанием радия в породе Спа , плот
ностью породы р, ее пористостью Р и коэффициентом эманирования 71 равенством (Баранов, 1955)
=
эман .
Расчет по этой формуле показывает, в частности, что в слу
чае сравнительно рыхлых пород с р = 2 г/см^, т) = 0,2, ?=0,3 и
содержанием урана (в равновесии с радием) порядка 0,0001%
в почвенном воздухе возникает концентрация радона более
3 эман, хорошо фиксируемая любым электрометром. Такой же
величиной хараетеризуются максимальные колебания интен
сивности нормального эманационного поля и поэтому ее можно
принять в качестве предела •чувствительности радоновой съем
ки вообще.
Радоновая съемка является более глубинным методом поис
ков, чем Y-съемка.
Пределы «глубинности» метода в общем определяются рас
стояниями, на которые радон мигрирует от эманирующего
источника (4—5 м ). При наличии солевых ореолов «глубин
ность» радоновой съемки значительно увеличивается, посколь*
ку в этом случае создается дополнительное эманациошюе поле.
Радоновые ореолы глубинного происхождешш могут созда
ваться также в результате конвекционного переноса радона
подземшми водами. Следует, однако, иметь в виду,
земные радоновые или радиевые воды часто создают аномане связанные с рудными телами (см.
''
Так как концентрация радона в газовом
удаления от эманирующего источника
ир0| содержание урана в рудном теле срав
9*
1^2 Гл. IV^ Поиски месторождений урана по их газовым
влияет на глубнтюсть метода; доказано, .папример, что пвм
Т ш т т ш содержания урана в пластовой залежи в сто и '
тысячу раз глубинпость попсков возрастает соответственно в
два и три раза.
§ 2. Условия применеиия метода
Радоновая съемка как метод поисков месторождений ура
на дает иаилучшие результаты на площадях, характеризую
щихся сглаженным рельефом и закрытых относительно равно
мерным слоем современных рыхлых отложений мощностью от
1до 10 м. Неблагоприятны для примеиения радоновой съемки
площади, закрытые мощными наносами моренно-ледникового
характера, районы вечной мерзлоты, курумов, каменных пото
ков и осыпей, а также местности с сухим п жарким климатом,
где образованию газовых ореолов вокруг месторождений урана
препятствует сильное высыхание и растрескивание почвы.
Постановка обычной эмаиациоииои съемки нецелесообраз
на также в тех случаях, когда между эманируюшд1м источни
ком и почвенным покровом залегает газонепроницаемый пласт,
нсключающ1н’г возможность газообмена между корениымп’по
родами и атмосферой. Над такими пластами газовых ореолов
ие образуется; лод ними иногда возникают большие газовые
мешки, не имеющие какой-либо связи с радиоактивными
рудами.
§ 3. Способы измерения коицентрацин радона
в почвенном воздухе
Пробы почвенного воздуха отбираются при помощи спе
циального эма!{ацнонного зонда или куска пустотелой буровой
стали дл1нюн 1—2,5 м. Зонд забивается в почвенный слой на
глубину окаю 1 .и, откуда воздух выкачивается простейш им
поршневым насосом.
^
Анализ проб в современ1юи практике производится непосредствсн1ю на точках измерегип”!. С этой целью используютс
специальные переносные приборы — полевые эманометры, со
стоящие в основном из электрометра, ионизационной камер
и пульта управления.
В Советском Союзе для радоновой съемки применяется
главным образом полевой эманометр типа СГ-11; измеритель
ной частью его является электрометр с кварцевой металлизи
системой, расположенной в электрическом дс^^*
u
n
m
L
T
f электродов-ножей.
вы\1
емкостью 0,5 л наглухо соединена с
0.Ч объемом 0,75 л. Разность потенциалов на
..меренио ко_н^
д
^
^
тродах (45 e) и в кварцевой системе (1—1,5 в) создается cvxh
ми батареями, помещенными в кожухе пульта управле “ я пмбора. Все детали смонтированы на деревянной тресте (м с Sm
Прибор позволяет производить измерения мдиоакяш:
ностп почвенного воздуха в диапазоне от долей эмана ло
скмьких тысяч эмаи.
**=•
Полевые эманометры
эталонируются специаль
ными жидкими эталона
ми, содержащими 10-^ —
10-^ г радия в растворе
CG3g.
объемом 5— 10 см^. Этот
раствор помещается в гер
метически закрытол! сосу
де—барботере, который
соединяется с эманационнон камерой посредством
резинового шланга с гру
шей (рис. 60), служащей
для нагнетания радона в
систему. Измерения иони
зационного тока (среднее
из нескольких минутных
отсчетов)
производятся
обычно в интервале 10—
20 мин поапе начала пост}ттления эманации в ка
л
меру.
Цена деления шкалы
aNfaHOMerpai вычисленная Рис. 59. Эманометр СГ-1Ш (общий
вид).
по ионизационному эффекту от радона без продук
тов его распада (мгновенный ток), определяется по формуле
ш
.
--
эман
deAjMUH
— количество радия в растворе, г;
Л/
— поправка иа накогтление радона в барботере за
1-е
время /;
t — время накопления радона, п\
/-^средний ионизационный ток, дел!мин;
— объем эмаиадионной камеры, л;
— объем воздуха во всей остально!"! части эталонировочг-юй схемы (кроме камеры), л;
где
а
a(l-g -^ 0 -in > °
’ "1
Г г
(t/l —Vo)'
/
.
т
Гл.
/у. Поиски
месторор»гден1ш урана по их газовым
— коэффициент приведения измеренного иокизаии
го тока
тока к иоиизац1Ю11иому эффекту радона
го
дуктов его распада
Обычь'о лрн эталопировапип одного эл!амометра (из
ния после десятпммнутнон экспозиции) коэффициент
-ИЯ к п р и н и м ает^ Гр Т
ным 1,5; при зталопироваиип серии эмано
метров на одной эмаиащюииои камере ( измерепия после часовом
экспозиции) /С= 2 .
Эманометры этало
нируются два-три раза
в сезон. В процессе по
левых работ необходи
мо также систематиче
ски проверять чувстви
Рис. 60. Слема полевого эмакометра:
тельность прибора пу
I —осутитель;
2— пмпняннокнвч
кпмсрп;
тем измерения иониза
J ^ резиииоая груша; •/— барботср с вталокои.
ционного тока от сухо
го у-эталоиа, который помещается на камере эманометра все
гда в одном, строго опрсделегиюм полоукенин.
§ 4. Разпозкдностн радоновой съемки
^Существуют в общем три разновидности радоновой съем
ки: I) маршрутная рекогнисцировочиая съемка; 2) поисковая
площадная съемка; 3) эманацпонная разведка.
Маршрутная рекогносцировочная съемка проводится в малоизучсщшх районах одновременно и параллельно с их гео’^^Р^'фоваинем в сравнительно мелком масштабе
11:500000 — 1:1000000).
зависит от геолоши, орографии
района. Обычно расстояние между ними колебР^ль'оактивиость почвенного воздуха
отит
f
расположенных на расстоянии 10— 20 л
погптго
рекопюсцировочной съемки на*
«твуютрГс
кружков различной окраски, соответдухе
коицеитрации радона в почвенном возД)хе привязка точек ^ глазомерная.
‘UCM редкГ^^^1°пп^” радоновая съемка применяется в обосадочных отложГ|жг?"‘п ’ “
развития однообразных
самое предваоито^м^
возможность составить только
и наметить кп»т!- представление об Зфанопосностн рано*
>Цего 5тапа Олин
поисковых съемок следуя^"
• Д"и понсковыл отряд за падевой сезон охваты-
$ 5. Интерпретация аномалий_________ 1^5
вает маршрутной рекогносцировочной съемкой площади излеряемые тысячами квадратных километров.
Поисковая площадная съемка проводится в районах с устакоменной ураноиосностью, прежде всего на площадях х^актеризующихся аномальными значениями радноактивиости по
результатам воздушных и рекогносцировочных наземных поис*
ков. Цьпь ее заключается в выявлении новых рудных полей и
отдельных крупных месторождений урана. Она производится
по прямолииеииым профилям, расстояние между которыми за
висит от местных условий. Наиболее распространенные мас
штабы площадной съемки — 1 : Ю ООО (сеть 100 на 5—10 м )'
1:20 ООО (сеть 200 на 5— 10
; 1 : 50 ООО. (сеть 500 ка 5—10 м)\
Съемки мелкого масштаба производятся в тех случаях, ког
да объектом поисков являются пластовые месторождения оса
дочного или осадочно-метаморфогенного происхождения, съем
ки крупного масштаба — при поисках гидротермальных место
рождений урана.
Съемку по возможности следует производить попланшетно
в рамках отдельных трапеций по международной разграфке.
Сеть разбивается полуинструментально, эманационные профи
ли привязываются к топографическим пунктам.
Один отряд за полевой сезон в зависимости от масштаба
работ может охватить поисковой съемкой площадь, измеряе
мую десятками или сотнями квадратных километров.
Результаты съемки наносятся на карту в виде изоконцент
раций радона, обычно с интервалами в 10—20 элшн.
Эманационная разведка производится с целью выявления
II оконтуривания газовых ореолов, связанных с отдельными
месторождениями и рудными телами. Эта задача выполняется
nyrew сгущения сети наблюдений до 50X5 м (масштаб
1:5000), 20X5 ж (масштаб 1:2000) и 10X5 ж (масштаб
1:1000). Иногда плотность сети увеличивается до (5X5)
(1X 1) м, что дает возможность закладывать шурфы или тран
шеи для вскрытия выходов рудных тел под наносами.
Сеть наблюдений разбивается инструментально с привяз
кой профилей к триангуляционным пунктам.
Результаты эманационной разведки изображаются на р
так же, как и результаты поисковой площадной съемк i.
§ 5. Интерпретация аномалий
Нормальная концентрация радона в
^^рудиых площадях обычно измеряется д
десятками ^1ан. Большинство
тернзуется величинами от нескольких десятко д
л ^арак-
136
Г а . IV. Поиска мсстороусдений урана по их газовым
сотен эмаи; изредка встречаются аномалии в несколько тысяч
и даже и десятки тысяч эмаи.
Для решения вопроса о принадлежности аномалии к газовому ореолу зфаыового месторождения необходимо выясиити
в первую очередь природу радноактивиости почвенного воз
духа, форл!у п размеры аиомалы{ого участка, максимальное
зиачение концентрации радона, изменения этой величинн по
вертикали, а также в процессе откачки больших объемов почвеииого воздуха. Кроме того, необходимо изучить изменения
коицептрации урана и радия в наносах по горизонтали и пер.
тикали.
Рад1юактивиость почвенного воздуха может быть вызвана
либо радоном, либо тороиом, либо же радоном н тороиом вмес
те. Для того чтобы установить, какова доля участия каждого
из этих радиоактивных газов в ионизационном эффекте, фик
сируемом электрометром, необходимо произвести измерения
дважды — мгиове1нто и с трехминутион экспозицией. Концен
трацию радона в почвенном воздухе по данным этих измере
ний можно вычислить при помощи формулы, предложенной
10. П. Булашеричем (1959):
4п = 0, 8^/а—
»
где/о“ показания электрометра npir мпювенном нзмере*
HiHf, элшн;
/з — показания электрометра при измерении после трехминутной экспозиции, эман.
Ко1ще1Гграцня тороиа в эквивалентных эманах определяет
ся, как разЕюсть между общей активностью пробы it актив
ностью от радоновой составляющей:
^Тп~ ^0
В зависимости от отношения
аномалии делятся на
существенно радоновые (когда это отношение больше единицы)»
смешанные (когда оно приблизительно равно единице) н суш.еCTBWIHOтороновые (когда оно значительно меньше единицы).
Форма и размеры аномального участка определяются пу‘
тем его эмаиационной разведки по квадратной сети (в случае
изомерных аномалий) и по прямоугольной сети (в тех случаX когда аномальные поля вытянуты в одном иаправлен 1н1)*
пт
устанавливается максимальное значение кон
центрации радона в почвенном воздто.
щапныр
участки делятся на точечные и плоvqncTuii* U
"•'ющадных необходимо различать аномальн
участки изометрические ц вытянутые.
^ 5. Интерпретация аномалии
137
В зависимости от максимальной концентрации радона в
(десятки
эман), средние (сотнп эман) и сильные (тысячи эман)
Изменения концентрации радона в почвенном воздухе по
вертикали определяются путем эманациоиного каротажа бу
рок на различных глубинах-^от 0,5 до 2-3 ж и более в зави
симости от мощности рыхлых отложении. Эти наблюдения
ставятся в первую очередь на точках, характеризующихся наи
большей радиоактивностью почвенного воздуха. Пробы отби
раются последовательно по мере углубления бурок. В резуль
тате этих работ составляется график распределения радона по
вертикали.
В случае равномерного распределения радиоактивного ве
щества в наносах график имеет вид плавной кривой с максина глубинах от 1— 1,5 до 4—5 м (в зависимости от
величины коэффициента диффузии, рис. 61, кривая IV ),
При неравномерном распочвенном воздухе различаются аномалии слабые
аещества получается лома
ная линия с несколькими
максимумами, отвечающими
локальным увеличениям радпоактивности рыхлых отло
жений (см. рис. 61, кри
вая///).
Резкое и непрерывное уве
личение эманационного эф
фекта (см. рис. 61, кривая//)
является инд1'1катором воз
можного наличия рудной за
лежи на относительно не
большой глубине. При нали
чии относительно глубокозалегающеи залежи график из
менения концентраций радо Рпс. 61. Графики эманационного ка
на в почвенном воздухе
ротажа бурок:
примет вид, показанный на / — рудкое тело на мзлоЛ глубине; // —
оудиос тело на большоЛ глубине; Ш —
Рнс. 61, кривая I,
неравномерно эманиругощнй слой у понерхравномерно
эманирующиЛ
Изменения концентрации ности; /У—
слой у поверхности.
радона в зависимости от
объема выкачиваемого воздуха усгана^иваются сериеи
замеров на одной и той же бурке (5, 10, 20, 40, 100 i
качаний насосом). Если с увеличением объема выкачанного
воздуха активность пробы понижается, то
Малин деэманируется». Дезманирование — важн
^
учитываемый при интерпретации данных радоно
J 33
Га. IV. Пдиски А1сс10р0жденнй урана па их газовым ореолп^.
Общую картину распределения в наносах урана по гоои
зонталн н вертикали можно получить при помовд ^ и vр-пзкгерсш|Г( в эмаиациоиных бурках, а также путем детальной
V- и уранометрнческон съемки поверхности аномального уча
стка в сочетаинн с опробованием рыхлых отложений на раз
ных глубинах
Сопоставление эманационного эффекта с результатами у- и
р*
” сопоставление их градиентов в ряде случаев
позволяет впапне однозначно решить вопрос о характере и
происхождении радоновой аномалии.
При уизмереннях в бурках необходимо иметь в виду возножиость существенного искажения результатов в связи с
концентрацией в почвенном воздухе радона и продуктов его
распада, создающих дополнительное уполе.
Согласно В. И. Баранову (1955), содержание радона с
продуктами распада в 1 г породы Q связано с плотностью по
роды р, концентрацией радона Скп {KiopujcM^) и пористостью
породы Р зависимостью
Q _ РСы
р
Отсюда нетрудно рассчитать, что для породы с р=3,0 и
Р=0,3 один эман радона в почвенном воздухе создаст в бурке
у“излучение, эквивалентное содержанию урана 3* 10^ % и рав
ное 0,03 MKpfH,
Ма участках, характеризующихся резким смещением радио
активного равновесия в сторону недостатка радия, усъемка и
\-каротаж бурок заменяются соответственно у- р-съемкой и Y*
Р-каротажем.
Результаты таких исследований дают возможность отнести
каждую из установленных эманационных аномалий к одной
нз следующих шести групп:
первая группа — а1юмалии, связанные непосредствен
но с месторождениями урана;
вторая группа — аномалии, связанные с механически
ми ореолами этих месторождений;
^ р е т ь я группа — аномалии, связанные с твердой Ф^"
ЗОИ солевых ореолов месторожденш*!;
четвертая г ру ппа — аномалии, вызванные повышенньш эманированием пород с нормальным содержанием рад^^О”
активных элементов;
*’РУГ1па — аномалии, связанные с радои-раД^^^‘
вымн водами;
жений^от°са!1а
съемки н анализа проб рыхлых
отло-
_______________ g s. Интерпретация аномп,,,/!___________
шестая
г ру пп а — аномалии, представленные скоплеB „ IS \
.
Аномалии первой группы ^ существенно радоновые силь
„ые ил]1 средние, характеризуются непрерывным увеличением
сглубиной и сочетанием градиентов активности почвенного во^
д)тса, у-активности и содержания урана в рыхлых отложениях
.\номалш1 не деэманируются.
Аномалии второй группы также существенно радоновые
средние или сильные, площадные, изомерной формы. Содер
жание радона в почвенном воздухе резко неравномерное. Ре
зультаты эманацпонного каротажа на графике имеют вид лоiiMou кривой, с резкими пиками. у-Активность проявляется
только в отдельных пунктах аномального участка. Содержа
ниеурана в наносах также резко неравномерное. Аномалии деэманнруются.
Аномалии третьей группы — существенно радоновые, сред
ние, реже— сильные, характеризуются большой площадью,
изомерной формой и сравнительно равномерным содержанием
радона в почвенном воздухе. График эманационного каротажа
имеет вид плавной кривой с максимумом на глубине 2—3 м.
у-Активность рыхлых отложений весьма слабая и относительно
равномерная по горизонтали и по вертикали. Содержание ура
на в наносах — повьппенное. Аномалия слабо деэманируется.
Аномалии четвертой группы — преимущественно смешанше (радон-тороновые), обычно слабые, реже — средние, самой
различной формы •(точечные, площадные изомерные, вытяну
тые и т. д.). Аномальные участки характеризуются относитель
но равномерным содержанием радона в почвенном воздухе,
нормальным у“ПОлем и нормальным содержанием урана в рых
лых отложениях. Аномалии не деэманируются.
Аномалии пятой группы— существенно радоновые, в осталь
номаналогичны аномалиям четвертой группы. Причина их возннкновения устанавливается в результате радиогидрогеологическои съемки или опробования выходов подземных вод воли■
’и пункта, показавшего повышенную активность почвенного
воздуха.
Аномалии шестой группы — существенно
°
слабые, узколокальные. Аномальные учаспш
^ /пы>с•1ормальным у“Полем и нормальным
^^^„„„ярмым
‘1ЫХ отложениях. Радоновый мешок под
Р „дуемого
^оем быстро исчезает при увеличении объе
воздуха, иными словами, эти аномалии
геоПричина их возникновения устанавливается пр
У
•Югического разреза.
140)
г
--- ---
ппя того чтобы лоисковик мог решить, с
Во всех «'У'®*’*’ р газовым ореолом глубинного происхожчем 011 имеет
эманироваинем пород в точке отбора
дешш и-пн с
"vxa он «аряДУ с использованием перечиспроб почвеипого воздух ,
„ро„звссти тщательный аиали!
ладных в“ ше/Р»«Р
* „к ж е выяснить величину и пред»,
геологнчсскоч оостановл".
^ нормальном поле, отве
ли калсбаинй
„собсниостям геологического разреза,
чаюших тем
“^ни можно избежать ошибочных выТолько при этом уи
„ропуск месторождения либо же
“ Слеэтыемтраты Средств на расшифровку безрудных аномалий.
'У '
ГЛАВА
V
ПОИСКИ М ЕСТОРОЖДЕНИЙ УРАНА
ПО ИХ СОЛЕВЫ М ОРЕОЛАМ
§ 1, Ураиометрическая съемка
Уранометрическая съемка представляет собой метод по
исков месторождений урановых руд по их эндогенным («первнчным») II обломочгшм («механическим») ореолам, а также
ло твердой фазе солевых ореолов и потоков рассеяния. Сущ
ность ее заключается в массовом опробовании на уран корен
ных пород и рыхлых отложеиии. По результатам съемки оп-'
ределяется нормальный геохимический фон, т. е. среднее
содержание урана в различных породах на всей исследованной
площади, II выделяются участки с аномальным содержанием,
рассматриваемые как ореолы или потоки рассеяния урановых
месторождений. Нормальный геохимический фон устанавли
вается по данным анализа не менее 150—200 проб. Он должен
отвечать максимуму кривой распределения содержаний. Ано
малией считается обычно двух-трехкратное. превышение гео
химического фона.
Существуют три разновидности уранометрической съемки:
1) металлометрия аллювия; 2 ) металлометрия почв, элювия и
делювия; 3) металлометрия коренных пород. В общем слу
чае—это три последовательных этапа поисковых работ.
Металлометрия аллювия проводится преимущественно в
^шоизученных районах. Она заключается в опробовании мел
кихи песчанистых фракций донных отложений небольших речек
иручьев, В благоприятном случае эти работы позволяют обна
ружить поток рассеяния, который, будучи прослежен вверх по
рельефу, приводит к ореолу рассеяния на горном склоне.
Пробы отбираются щупом с поверхности или ^ ^б^^^
15—20 см. Вес каждой пробы должен быть не менее 100“
,
^'Рупность зерна — не более 0,5 мм.
Расположение проб и расстояние между
прежде всего от того, какой в данном потоке^преобладает тип
?зссеяиия рудного материала
механическии или
142
Гл. V. Поиски месторождений урана по их солевым
Согласно А. Г. Граммакову н др. (1959), потоки с преобл
дающим механическим рассеянием рудного материала хапя!'
теризуются максимальными концентрациями урана в центпа!^
ных частях русел, отсутствием сколько-иибудь значительных
сдвигов радиоактивного равновесия} резким уменьшением nvn
ных концентраций вниз по течению и отсутствием какой-лнба
зависимости между крупностью аллювия и содержанием в нем
металла.
Длина таких потоков рассеяния обычно не велика. Как.
указывает Чиу (Chew, 1958), она зависит главным образом от
размеров месторождений и площади, дренируемой потоком
Так, например, в горном обрамлении Плато Колорадо анома
лии. связанные с относительно крупными месторождениями,
расположенными на дренажных площадях небольших потоков,
фиксируются на расстоянии до 1,6 /см вниз по течению, но на
дре|[ажиых площадях потоков средней величины они отмеча
ются на расстоянйи не более 300 м. Мелкие месторождения,
расположенные на дренажных площадях малых потоков, дают
аномали|{ на расстоянии до 300 м\ па дренажных площадях потоков средней величины сколько-нибудь заметного обогащения
аллювия они не вызывают. Поэтому на потоках с преобладаю
щим механическим рассеянием рудного материала между про
бами не должно превышать 100— 200 м.
Потоки с преобладающим солевым рассеянием характеризу
ются максимал1ьными концентрациями урана в тонких фрак
циях аллювия, преимущественно на участках накопления орга
нического вещества, резким нарушением радиоактивного равно
весия в сторону урана и обычно большой протяженностью.
Опытным путем установлено, что длина таких потоков достига
ет иногда 6—7 тыс. м н обычно превышает 500 м. Соответствен'
но расстояние между пробами может быть увеличено до 300—
400 м.
Результаты работ по металлометрии аллювия наносятся на
карту в виде кружков различной окраски, соответствующей
различному содержанию металла. Обычно принимаются интер
валы (% ) менее 5■ 10“^, 5 •10-<— 10 •10-^ 10 •
-15 •
н т. д.
Металлометрия аллювия дает возможность составить пред*
ставление об ураноносности района и определить контур гтлощадшх поисковых уранометрических съемок следующего
этзпз.
элювия Н ДСЛЮВИЯ
прО ВО Д И ТСЯ
»
щадях
ураноносностью, прежде всего на п
поонзвот^га
^ аномальным участкам пгдросети. О
вкресТ^Тпп^параллельным профилям, ориентированньЫ
реет предполагаемого простирания рудоносных зон. Расстоя
______________ ? /. Уранометрическая сы„,-п
----
—---- — -_______
.„
„не между профилями зависит от местных условий
распространенный масштаб 1 :1 0 0 0 0 (сеть ^ O o S 'it Смм
5а производится попланшетно в рамках отдельных т р а п е Ж
„еждуиародиои разграфке. Точки отбора проб на S o c t h
закрепляются колышками.
^
местности
В пределах выявленных рудных полей плотность сети оппобования рыхлых отложений увеличивается до 50У10 или
25x5л (масштаб 1:5000-1 :2000). Цель таких деталь^
съемок заключается в выявлении и оконтуриваыии ореолов рас
сеяния каждого отдельного рудного тела,
Металлометрия почв может быть эффективной только в
районах, характеризующихся сравнительно небольшими нано
сами (до 8— 10 JJi), нейтральными или щелочными почвами,
приотсутствии эпигенетических отложений, залегающих между
коренными породами и почвенным слоем. Во всех других слу
чаях, т. е. для выявления ореолов, закрытых мощными наноса
ми (сингенетическими или эпигенетическими), пробы должны
отбираться при помощи шпуров или буровых скважин из де
лювия коренных пород ниже разуболсениого или перекрываю
щего слоя.
Результаты съемки наносятся на карту в виде изокоицентрацин урана, обычно с интервалами (5, 10, 20, 30, 40 и более) X
Х 10-<%.
Геохимический фон рыхлых отложений на безруднььч пло
щадях обычно не превышает 3 •Ю-^%, в то время как в обла
стях развития ореолов и потоков рассеяния он поднимается до
5.10-<—5Q. 10*-*7о| достигая местами 100 * 10~^—200 - 10~^%.
В решении вопроса о принадлежности аномального участка
к ореолу рассеяния уранового месторождения главное значение
пмеют геолого-мииералогические, литологофациальные и гео
морфологические наблюдения. А. П. Соловов (1955) считает
возможной также и расчетную интерпретацию данных металлоиетрической съемки, указывая в частности, что распределение
металла в ореоле рассеяния тонкой вертикальной жилы для
профиля, удаленного от ее кондов, подчиняется зависимост
где Cj,— содержание металла в данной точке
X — расстояние от этой точки до Ц^тра р
е -основание натуральных ^^^^рифмов;
М -суммарное содержание металла в р
t
пара1 ” ; ; ; ! 1висящий от совокупности местных уелоВИЙ.
144
f j . V. Поиски месторождений урана по их солевым
На практике величина М определяется простейшим сгто
болг по формуле
^0Л/ = Да;£ С X *
расстояние между точками наблюдения, л;
— арифметическая сумма аномальных значений содер^
жанйя металла по профилю, % ,
Физико-геологичсскпи смысл параметра в соответствует по
нятию о коэффициенте рассеяния, выраженному в метрах. Местное значение этого коэффициента опреде,пяется из графиков
металлометрической съемки, как абсцисса точки, в которой
С^=0,6*С „.КС (рис. 62), или из уравнения
где
Д а-—
2С
2.5. С,ilQKC
гдоС,.„-«акспмальиая коиден^^адия металла в центре
Возможность
применения
такого рода расчетов при ин
терпретации ореолов рассеяния
месторождений урана пока еще
не установлена.
Металлометрия почв, алЛЮВ1Ш и делювия " Р "
месторождении урана
сравиите-пьно ограничеиноепрн
иеиение так как в обычных ус
ловиях
она не обладит сколь^
r»vvyко-нибудь существеншми
+ ♦ + + + +
нмуществами по
+ -fобщепринятыми геофизи
♦
+
4
♦ t
+
♦
♦
м „ методами " " X
дноактивных
руд. Она с у
И / Шг .а з
хом может быть исп
Рис. 62, Формы орео.пов рудной
на таких площадях, гд ^
жилы для различных значений
ка непригодна из-за
коэффициента рзссеяиия а при
постоянноП величине Л\ (по
мощности насосов,
j,Horo
А. Л. Солопову, 1955):
оиная
съемка
—
из
®
„рцва/~алюво-делювиЛ; ?-руд„оя жи
ла, J — вмещающие породы.
растрескивания и ^^,,voro и
шш почвы в
жаркого климата. По-видимому, металлометрия
срав*
жений является более «глубинным» методом пои < ^^птельпению с Y'CTaCMKoii и радоновой съемкой, так как ^
чув'
«ость люминесцентного анализа значительно
ствительность обычных геофизических приборов, ид
S I- Уранометракесках сы>«„п_______
для крупных рудных тел и при благоприятных условиях их ая
летания мощность покрова горных пород, допусХвдГобнавГ
женнг открытого ореола, вряд ли превышает Г\О м Районы
сошным покровом рыхлых отложений аллювиального зоТо
вого НЛП моренно-ледникового характера, а также районы ши
рокого развития курумов. каменных потоков и осыпей для пв1
ведения уранометрическои съемки неблагоприятны
Опыт металлометрии рыхлых отложений в некоторых юж
ных районах Советского Союза показал, что при поисках этим
методом фиксируется огромное количество ложных аномалий
которые создаются локальными скоплениями органического ве’
щества, тонкодисперсных глин и других сорбентов, концентри
рующих уран из обычных грунтовых вод с «кларковым» содер
жанием металла.
Металлометрия коренных пород используется почти ис
ключительно в пределах выявленных рудных полей для поисков
рудных тел, не выходящих на эрозионную поверхность. Поста- .
новке этой работы должны предшествовать экспериментальные
. исследования с целью выяснения велишгн геохимического фона
урана и сопутствующих элементов-индикаторов в коренных по
родах, формы и размеров ореолов эндогенной минерализации,
IK состава, отношений содержаний различных элементов в орео
лах, градиентов этих отношений и т. д. Материал для решения
перечисленных вопросов получается путем опробования корен
ных пород по профилям, пересекающим «слепые» рудные тела,
вскрытые горными выработкам!!. Пробы отбираются из горных
выработок и керна буровых скважин, а также из обнажений на
поверхности через интервалы 3—5 м. Одновременно с опробо
ванием ведется изучение характера трещиноватости и околорудных изменении вмещаюш^гх пород.
Интересный пример исследования такого рода описан
А. Д. Каблуковым и П И. Бертеповым (в печати). Объектом
исследований являлось жильное гидротермальное месторожде
ние собственно урановых руд в эффузивах палеозойского воз
раста. В результате экспериментальных работ было устанош1ено,
что урановые жилы сопровождаются ореолами эндогенной ми
нерализации, вытянутыми в вертикалыюм направлен
пр ыежнвающймнся по восстанию на 120—150 м от
Р
ипцы «слепых» рудных тел. Ширина ореолов
jq
при мощности рудных тел 2—3 м. В составе
племенроль играют свинец и молибден, причем
Ypa. '
тов значительно шире, чем рассеяние урана, i ^
„ ^отни
ка и сопутствующих элементов-индикаторов в д
q рщ^ния
рзз превышает нормальный «ох^ическии фо^^^
содержаний РЬ ; U; М о : U и РЬ : Мо
'
(рис. 63). Градиенты этих отношении могу
^0Д. я. Суражскнй
Рис 63. Ореолы рассеяния элементов вокруг уранового рудного
поперечном вертикальном разрезе (по А. Д. 1Саблукову и Г. I I. Вертепову».
рудное тело; //~ горизонт опробования.
опробовуння. Содержание эл е м е н то в в коре****
породах;
Уря« Inonn >
Молибден
Соннец
I) 1.5 ГФ я ысисе
/) 2 ГФ
Л б ГФ
3» 1.5-5 ГФ
J\ 2-S ГФ
2) 5—20 Г Ф
J) 5-30 ГФ
5-20 ГФ
3 ) 20—50 Г Ф
^
^
ГФ
4\ 20-,Ч) ГФ
4) 0—50 Г Ф н более
5) So ГФ и более
5) 50 ГФ н более
Среднее
содержание
6 единицах ГФ
и РЬ Мо
5,5 е,о
сррднею
содержшш»
Wt
,.
3.5
1.85
15 8,0
2^В2.43 0^4
f3,0 10,0 27,50,Т1 2,12
00
0,36
26.5 11,0 37.0 0,4! 1,33 0,3
Щ
9,0 36.0 0,33 1,31 025
23.5 3.5 23.0 0,15 0,98 0,15
22.5
\0 12.0 ^!^450,53 Ш
Ю 10 30 ^0 50 60 70 ВО 30 ЮО НО 120
Единицы Г Ф
Ш /
Ш г
С Зз
ЕЭ«
64. Иэмеиеине среднего содержания
E 3 ff
элементов
в
• иргакальном разрйе (по А . Д . Каблукову и Г. И. вертепсву.
Среднее содержание по "Р'’* '™
(пои.): г - с в 11яеи: з - «юлибдси.
5-со,ш=«: «-м олибде...
*"* урана (пода)- 1 .8 •
для свимца-0.03/о.
,,рт„к»л»: <фопа 1ГФ1
„„л«6де..а-0.М05«/.-
Д^я
14Я
Г я V. Поиски месторождений урана по их солевым
ЛЛЯ примерного определения глубины залегания «слепого» пуп
ного тела (рис. 64).
Полученные в итоге экспериментальных работ данные о гп.
ставе эндогенных ореолов и закономерностях его изменения
удалением от рудных тел были использованы для интерпретя.
дин результатов поисковой металлометрической съемки корен
ных пород. При этом учитывались также околорудиые измене
ния этих пород и структуриьш контроль оруденения. В резуль.
тате было выделено несколько перспективных участков, в
пределах которых впоследствии были вскрыты новые рудные
тела, не выходящие на эрозио1гную поверхность.
В описываемом случае нормальный геохимический фон для
урана оказался равным 2,8 - Ю-^%, для свинца — 6 * 10-2о/^ „
для молибдена 2,5»1(Н%. Результаты съемки оформлялись ц
виде графиков изоконцентраций на вертикальных разрезах че
рез 5,5—20, 20—50, 50 и более значений геохимического фона—
отделыю для каждого элемента.
Содержание урана в пробах уранометрической съемки опре
деляется главным образом люминесцентным методом, основан*
ним на способности фтористого натрия, активированного ура
ном, люмннесцировать под действием ультрафиолетовых лучей.
В определенном интервале концентраций металла, когда отно
шение числа молекул активатора к числу молекул фтористого
натрия находится в пределах от 1 : 10~^ до 1 : 10~^, интенсив
ность свечения находится в пропорциональной зависимости от
содержания урана. Самый анализ производится путем срав
нения интенсивности свечения испытуемого и эталонного перлов
при помощи люминесцентного фотометра.
Чувствительность этого метода находится в пределах от
1•
до 5- 10-2% урана при средней точности определении
±(25-30) 7о.
Подготовка к анализу проб рыхлых отложений заключается
в их просеивании через сито с диаметром отверстий 0,5 мм
удаления крупной фракции, сокращении до 5— 10 г и затем в
механическом или ручном истиранш! до состояния пудры. Про
бы корсн{1ых пород подвергаются истиранию без предваритель
ного просеивания. Навеска прокаливается в муфельной печи
и обрабатывается крепкими кис*аотами (соляной и азотной) в
пропорции 3 :1 или 2:1. Пульпу кипятят на песочной или во
ДЯ1ЮИ бане 20—30 мин^ затем выпаривают и к влажному осад
прибавляют 2 мл воды и 3 мл насыщенного раствора
лого^натрня для осаждения железа — одного из главных га
телси люмииесце1щпи. Жидкость отстаивается в течение
ско^>ких часов до пол1юй прозрачности.
-я
Перлы фтористого натрия (весом около 5 мг) а к т и в и р у е т
У ем опускания их в раствор пробы и последующего пропл
s 2.
Радиогидрогеологич,г ,п . „
149
,рния. Считается, что при каждом опускании прпп
L раствора Зная абсолютное количество металл^в
Г
^,редменное фотометрированием, объем раствора Гвес пообп’
:^ ?Г ф ”
й
- « и е РуранГз T p t ':
С = ~ \ (3 г ^ % ,
це С—содержание металла в пробе, % ;
Д—количество металла в перле, г;
D—объем раствора, /лл;
я —число опусканий перла в раствор;
/>—вес пробы, г.
Отделение элементов-гасителей при помощи щелочных кар
бонатовпригодно при содержании в пробе металлов в количест
вене более 15 мг, так как образующиеся при этом гидраты
окпслоа могут сорбировать значительную часть урана из
раствора.
При большом содержании металлических окислов Грималь)ИйДр. (Grimaldt а о., 1954) рекомендуют метод разбавления.
Онзаключается в том, что осадок, образующийся после выпарнванпя небольшой аликватной части кислого раствора пробы,
сплавляется с фторидной смесью, состоящей из 9% NaF, 45,57о
КааСОз и 45,5% К 2СО3. Благодаря большому объему фторидноясмеси (добавка до 3 г) влияние гасителей становится нич
тожным. За рубежом часто применяется также метод экстракции.
Передприготовлением сплава уран извлекается из азотнокисло
гораствора пробы органическими реагентами, после того как в
пр% добавлен нитрат алюминия, образующий комплексы с
ионами F", РО/' и SO 4", мешающими экстракции урана. Экст1>
якт выпаривается и сплавляется с фторидной смесью, кото
рая п подвергается флюоррметрическому анализу.
Иногда для анализа проб уранометрической съемки исполь
зуется колориметрический метод с применением спектрофото
метра, хроматографическая экстракция и т. д.
Содержание сопутствующих урану элементов-индикаторов
определяется обычно методом спектрального анализа, изложеп«ым 3 ряде опубликованных руководств (Катченков, ио/,
'^^еридр., 1957).
§ 2. Радиогидрогеологическая съемка
^^етодрадногидрогеологической (рздиогидрогеохнмиь^ско^^^
^емки в опубликованной литературе впервые о^иса . •
«овыи и А. и. Германовым (1955). Он представляет собой ме
150
Гл. V. Поиски мссторожд(?ний урана по их соловым
тод поисков урановых месторождеииП по связанным с ними «л
11Ы\г ореолам рассеяния урана и продуктов его p a c n S
Сушпость его заключается в массовом опробовапим подземиуу
вод и сравнительной оценке содержания в них радкоактивньи
элементов. Таким образом, выяв»пяется «нормальный» фон (х р
содержание радиоактивных элементов, характерное для бол^
шииства водопроявленнй, находящихся в сходной геолого-геохимической и климатической обстановке) и «радиогидрогеологические аномалии» или водопункты с резко повышенным содержанием урана, радия или радона.
В обычной практике понятие о радиогидрогеологическом
фоне и о радногидрогеологнческих аномалиях определяется, в
основном, содержанием в водах урана — элемента, довольно
легко переходящего в раствор н способного мигрировать на
сравнительно большие расстояния. Степень концентрации урапа
в природной воде зависит от многих факторов и прежде всего
от интенсивности урановой минерализации и формы ее прояв
ления в окружающих породах. Различные минералы характери
зуются различной растворимостью. По имеющимся данным наи
более растворимы минералы, содержащие уран в уранил-сульфатиол и ураиил>карбонатной формах; менее растворимы
окислы и еще менее— силикаты, ванадаты н фосфаты. На
растворимость всех этих минералов при других равных усло
виях влияет их агрегатное состояние и сохранность кристалли
ческой решетки.
Аномальные содержания урана встречаются как в сульфат
ных. так и в карбонатных водах со значениями pH = 6 ,8 -^ 8,5.
При pH < 4,2 переходу урана в раствор в значительной степе
ни способствует наличие сульфат-поиа; однако такие воды быст
ро нейтрализуются, и уран осаждается в виде гидроокислов.
В слабо щелочной среде урановые минералы растворяются
лучше в присутствии НСОз, причем образуются стойкие урзнилкарбонатные комплексы, способные мигрировать иа боль
шие расстояния. Из катионов в бнкарбонатных и карбонатных
водах на увеличение интенсивности перехода U в раствор сУ'
щественно влияет ион натрия, в меньшей степени — кальции и
мапн1н.
Из природных газов, присутствующих в подземных водаХ|
существенную роль нграет свободный кислород; являясь
ным окислителем, он способствует интенсивному извлечени
урана из горных пород и минералов.
Влияние пород, по которым циркулируют подземные водУг
зависит как от содержания в них радиоактивных элементов, та
и от их способности создавать при разрушении ионы, стимули
рующие переход этих элементов в раствор. Так, например, пр
рочих равных условиях наибольшее содержание урана буД
$ 2. Радиогидрогеолошческа, сгемка
151
jBOflS. циркулирующем по породам, богатым капбоиатачи мчи
сульфидами. В первом случае эти воды будут об^гащевд НСО
/ з о втором- S O 4. и тот и другой аниош создают у
“ лови^'
благоприятные для перехода урана в раствор
У“ овия,
Однако при любом сочетании природных условий пассеяп
«кларкозая» минерализация не может привестГк обо
гзшенкю ураном подземных вод более чем до п . 1 П - ° _
„ . 10-5 г/л, в то время как содержание урана в водах, омываю
щих скопления урановых руд, как правило, находится в пределахОТЯ •10 до л •10 г/л и местами достигает п •10~^ г!л
Совершенно иначе ведет себя радий. Степень концентрации
егов природных водах зависит не столько от интенсивности ра
диоактивной минерализации в окрух^аюших породах, сколько
от химического состава вод и скорости их циркуляции. В при
родных условиях радий выщелачивается из горных пород, глав
нымобразом, хлоридными бикарбонатными водами и пср^содит
в раствор значительно медленнее, чем уран. Однако в случае
замедленной циркуляции или застойного режима подземные
воды могут в значительной степени обогатиться радием {до
10“®г/л, т. е. на три-четыре порядка выше «нормального» фона)
только за счет растворения рассеянных радиоактивных элемен
тов. Особенно высокое содержание радия отмечается иногда
в бессульфатных водах типа рассолов хлоридио-кальциевошриевого состава, находящихся в закрытых нефтеносных
структурах. Ярким примером такого рода радиогидрогеологическон аномалии являются радиоактивные воды Ухтинского ме
сторождения.
С другой стороны, следует иметь в виду, что радий хорошо
сорбируется глинистыми и органическими веществами, травертннами, железо-марганцовыми соединениями и др., в связи с
чем лгедленно циркулирующие подземные воды обычно теряют
этот элемент, не доходя до поверхности. Что же касается быст
ротекущих вод, то они вообще не могут обогатиться радием.
Поэтому содержание в природных водах радия, рассматривае
мое изолированно от содержания урана, как правило, большо
го поискового значения не имеет.
^
Радон переходит в раствор значительно быстрее, чем р Д
нуран. Растворимость этого элемента уменьшается с
см температуры воды и увеличением содержания в ней ^РУ
газов (СО2, СН<, О2 и др.). но от химического состава воды о\
независит.
Радиогидрогеологнческие радоновые аномалии
JOCTH проявляются только в условиях
л .JJJX ра^ случае замедленной циркуляции вод
не
ДОН. ввиду малого периода его полураспаду
^^игрпрует. Содержание радона в воде в зг
И Я
IS2
Гл. У.
«i’cropoxSetta урана ко их солевым
зависят от эманируюшсЛ способности пород. При повышен.,„»
мшифующей стособиостн пород рассеянные в них р а д и ^ '® ''
иыв э т т Ы могут создавать резкие радоновые апомали„ /„
нескольких сотен эмап). Поэтому интерес для поисковика m l?
стамяют, главным образом, радоновые вода, ЦиркулируюК
по плотным, слабо эманнрующим породам. Поисковое значе»^!
радоповых аномалий существенно повышается в случае ш т З
ляшш вод в резко восстановительной обстановке, особо ней.'
гоприяткои для перехода в раствор урана.
Всли'1и}|а «нормального:^ радиогидрогеохимического фона
зависит прежде всего от типа пород, через которые просачиваются подземные воды. Но даже для одних и тех же пород «фо.
новые» содержания сильно колеблются в зависимости от степеки их обводненности, а также от климатических условий и
сезонных изменении дебита подземных вод. При прочих равных
условиях наиболее высокие значения «нормального» гидрогеохпмического фона будут наблюдаться на участках, характери
зующихся развитием кислых изверженных пород, сравнитель
но слабой и равномерной обводненностью, жapкИiM и сухим
климатом; летом содержание урана в «нормальных» источни
ках будет выше, чем весноГ! п осенью. Поэтому «фоновые» со
держания урана следует устанавливать отдельно для каждой
климатическон зоны и для каждого времени года.
Результаты съемки оформляются в виде радиагидрогеологнческои карты района, составляемой на геологической основе.
На этой карте и разрезах к ней должны быть показаны типы
подземных вод по условиям ц11ркуляцни, области их питания и
разгрузки, химическая и радиоэлементная характеристика ис
точников, уровень подземных вод н степень обводненности раз
личных пород и тектонических структур (рис. 65).
Учитывая явную зависимость между интенсивностью пере
хода урана в природные воды и содержанием в них иона HCOsi
Плели и др. (1959) предлагают изображать результаты радио-
гидрохимической съемки в виде кривой изменений логариф
мов отношений и* 10-5 . |-1(;;0 з ( % ) .
Для площадей, непосредственно примыкающих к аномаль
ным источи1Н{ам, должны быть составлены схематические геологи<[сские карты (масштаб 1:500— 1 : 1 ООО), отражающие
тектоническую структуру участка и главное
ныТ?и«и1"^ трвдпюватости. Обязательно производится полсоставй
аномальных вод, включая определение
Деляется
спонтанных газов. Одновременно опреаиомаль^ !
^ породах, нз которых поступают
распростоанримп*"*’ ”
эманирующая способность. Плошад
“шурфами На
оконтуривается
• а йномальном участке ставятся режимные наблю
§ 2. Радиогидрогеологшрг^пп
съемка
153
де„„я за поведением во времени радноактивныу
других растворенных в воде компонентов
элементов и
Поисковое значение имеют paдиoгилnnгo,^^„
«алии, характеризующиеся::
ДРОгеологические аноа) совместным присутствием в воде повышенных количег™
датрех радиоактивных элементов; в этом случае иал^. Л !
д<„в и радня указывает на близость уранового о р у д е З к
опробуе.мол точке;
^^рудеиения к
G 3
1
г
Ш
3
4
IZZZIff
7
CZI «
12
я
3D ^
ПП /3
Рнс. 65. Образец радиогндрогеологической карты:
/^-зффузивы; 2 — граниты; а — алюпиалыю-делювналькыв отложения;
— область
питания грунтовых вод; 5 — область стока; 5 — область разгрузки; 7 — источник, его
■оиер н дебит; Д— точки отбора проб воды; 5 — содержание радиоэлементов в источ
нике; — содержание Q от 1 до 5 ^ 10—6 г/л; R n *=» i ^ лман; R a < I * Ю U г/л;
W-содсржаняе U 6 * 10—0—1 * 10—бг/л^
=
R “ = ^'
*'"*■* ‘
/^-содержание U 1 Ш—
I * Ю-4 г/л, R n — 50-i-100 smoh. Ra = l • 10— “ -ь 1 «10- «>г/4;
/ J- содержание U > I •
Rn >
R * > * ' Ю ~ * г/л;/4 — участ*и пород с лрояплениен урановой мннералнзацни: /5 — участки пород с повышен
ной у-актноностыо.
*
б) совместным присутствием повышенных количеств урана
* радона;
3) резко повышенным содержанием одного
раз против фона) или одного радона (тысячи э а
15»
г . V. Пшег.11 месторожгЬниа урана по их с о л е я ы м _ ^ ^^
Повышеи.1ос содержание в воде одновременно ради»
Д011П (без урзма) свидетельствует обы чно о наличии в попо?^'
вторичных солеи радия.
^ лзх
В кскоторых случаях оценка радиогидрогеологичсско» г.
малин может быть проведена при помощи эломентов-спутш?1 °'
урана. Так. iiarrpMMcp. в районах, характеризующихся
цисн ураиовых минералов с^^сульфидами обычных металл^!*
поисковое значение аргомалии существенно повышается в сл«*
Ч2С наличия в гидрокарбонатных водах иона SO.,2-^ а T a S
cBHHua, молибдена и др.
Содержание металлов-спутников урана определяется либо
днтизоиом непосредственно в пробе воды, либо же путеч
спектрального полуколичсственного анализа сухого остатка
Некоторые слабые радиогидрогеохимические аномалии могут быть связаны с повышенным содержанием подвижного
урана в окружающих горных породах. Для проверки такого
предположения рекомендуется метод водных вытяжек. Проба
породы (весом 100—200 г), из которой выходит источник, из
мельчается д6 2 мм\ навеска ее (весом 50 г) заливается водой,
не содержащей ypaira, и оставляется на сутки, ОтстоявшиПс^
раствор отсифонивают и определяют содержание в нем ураня.
Если оно оказывается близким к содержанию в воде источни
ка, аномалию с большой долей вероятности можно считать ре*
зультатом вышелачиваиия рассеянного урана из окружающих
пород.
Режимные наблюдения позволяют иногда определять поло
жение небольших рудных тел, особенно, если они находятся
в зоне колебании уровня грунтовых вод. При наиболее низком
уровне вод содержание в них радиоактивных элементов будет
минимальным.
Аномальные водопроявления в горных выработках в неко
торых случаях являются индикаторами наличия слепых руд
ных тел, положение которых может быть установлено по поло/ке1нио выходов аномальных вод. На рис. Сб (по А. И. Гер*
Mafioey) показано возможное положение слепых рудных тел:
а)
в случае периодических а1юмальных водопроявлемии в
осадков)
(в пергюды инфильтрации атмосферных
ботки'^
аномальных водопроявлеииЛ в стенке выра*
в)
в случае аномальных водопроявлении в почве
цргто«
радиогидрогеологнческие аномалии
испаприпа
^ сухим и жарким климатом
лых в ион
повышения концентрации
Lj,.
п , у р а н ила. С другоЛ стороны отсутстсне ради^
г«дрогсолог„ческ„.х а„о„ал„,ГоС д ь 7 а указывает на отсутст-
(> 2.
Р а д и о ги д р о ге о л о ги ч е ска я съ е м к а
155
ur------- ------- 1—
урана в пределах обследо
площади. Так, например, карстовые аоды в любых ус
ловиях ие обогащаются ураном более чем на 10“ в г/л' высоко
„апориые воды, хотя бы и омывающие урановые месторожде
ния, по тон же причине, т. е. из-за большого разбавления ни
когда ие показывают аномальных содержаний урана, но часто
характеризуются повышенным содержанием радона.’ По мере
уменьшения напора содержание урана в воде может постепен
ноувеличиваться.
ваний
Рис, 66. Возможное положение слепых рудных тел:
*—в случае аномальных водопролвлсний о кровле выработки; б — в случае виоН1 ЛЫ1ЫХ оодопроявлеинА в стенке вырабогкн; а — s случае япоиолышх оодопроявлений в почое выработки,
Радиогидрогеологическая съемка является наиболее глу
бинным из всех существующих в настоящее время методов попсков урановых руд. Она незаменима в тех случаях, йэгда
целью поисков является обнаружение рудных тел, не выходя
щих на поверхность коренных пород или закрытых мощными
наносами.
Немаловажным достоинством метода ^является возможность
получения основных результатов непосредственно в процессе
полевых работ (благодаря разработанному М. X, Айдииьян бы
строму и достаточно надежному способу анализа грунтовых
^5од, основанному на сорбции из них урана и последующем оп
ределении сорбированного металла люминесцентным путем)*
Метод имеет два существенных недостатка. Первый трудпость интерпретации полученных результатов, поскольку при
расшифровке аномалий необходимо учитывать большое количе
ство различных факторов, из которых далеко не все могут ыть
выявлены с необходимой полнотой. Второй недостаток метода
заключается в том, что плотность сети наблюдении, естествен^^0* ограничивается количеством выходов подземных в д,. р
Золящихся на единицу исследуемой площади.
„ vr
Для примерной оцеикй ураноиосности
Ловнях горного, хорошо расчлененного рельефа американс
J-Q
r,i 1/. Попеки
MrcT0P0Wf)cf<4f'i yp o ^ a_n o их со л е вы м
ор^п^
„смсдовзтслямн производится опробование на уран гидросет..
Mwx Р«. Опробованию подвергаются поверхностные водо^о
кн всего бассеГшэ реки. Первоначальная плотность сети опробо.
вакмя 200-500 м увеличивается до оО—60 м на участках с
пооышеииыии содержаниями урана. Ввиду малых кондентпа
ций ураиа в поверхностных водах (около п *
. 10-7
.
объс^г отбираемых проб воды увеличивается до 2 л и проб^
перед аиали1о\г упариваются до 100 200 мл. Анализы проб
производятся обычным флюорометрическим методом.
Иногда к решению вопроса о перспективах ураноноспости
района привлекаются сопутствующие- элементы ~~индика,
торы.
Так, например, Л1уракама и др. (1959) установили, что
воды поверхностного потока, омывающего одно из месторожденнП урана в третичных конгломератах Японии, характери
зуются резко повышенным содержанием цинка и фосфат-иона
на 30—40 м вниз по течению.
§ 3. Биогеохимическая съемка
Биогеохимическнй метод поисков полезных ископаемых,
описанный акад. А. П, Виноградовым (1950, 1.954), по отноше
нию к рулам урана был применен американскими исследова
телями па Плато Колорадо. Американскими геологами и геохи
миками разработано два варианта этого метода: 1) поиски
п^тем массовых анализов наземиоГ! флоры и 2 ) попеки по
индикаторным растениям.
Поиски по первому варианту основаны на способности раCTeffufi при известных ус;ювиях поглощать и накапливать в
себе некоторые элементы, в том числе п уран, в количестве,
грубопропоршюиальном содержанию этих элементов в под
почве. Агентами переноса урана пз зоны выветривания корен
ных пород к корням расположенных над ними растений явля
ются почвенные растворы, представляющие собой разновпд1юсть грунтовых вод. Содержание урана в растениях зависит,
в первую очередь, от концентрации его в почвенных растворах,
а также от вида растений, их развития, химизма почв, степени
Обводненности почв и коренных пород и т. д.
Наз.^шные растения поглощают уран в различных количествах. По дачным Е. Л. Кеннон и Ф. Д. Клейнхампл (1956),
пюльшс1г способностыо к поглощению урана обладают рзсрлГия'
также сравнительно много натрия, серы,
тельип
правило, CHir характеризуются относпП
о ™ ™ ?"'''
'^''еточпого сока. К ннм. в ча^пвТ п т Г » ! ”
даревья II степные кустарники сеиеикостях
обычно в полупустынных мест-
____________^ 3, Биогеохимическая съемка
157
р. В. Андерсен и Э, В. Курд (Anderson, Kurtz, 1955) с vcneхом использовали для сравнительного фитоанализа также две
разиовидностн вечно зеленого дуба (Quercus emoryi u Ouercus
adiongifolia) и кустарник Mimosa disocarpa.
Большое значение имеет также и мера развитая растений,
в е р н е е — мера развития их корневой системы, Растения с силь
но развитой корневой системой при других равных условиях
будут содержать больше урана, чем растения того же вида, но
менее развитые. Это развитие особенно скажется в случае отпоснтелыш глубокого залегания'урансодержащпх пород (рис. 67).
Рнс. 67. Интерпретация результатов радиобиохимической съемки на ме
сторождении Анна-Лаура, Колорадо, СШ А (по Андерсону и Курцу, 1955):
/ —Дубкк; 2 — кустарник; J — радиоактивность в импульсах в час, первые измере
ния; 4 — то же, последующие измерения; 5 — кастураковая зона.
На содержание урана в почвенных растворах, а следова
тельно, и на количество урана, поглощаемого корнями растении,
серьезное влияние оказывает химизм почв. Доказано, в частиош , что наибольшим содержанием урана характеризуются расTBopbf, циркулирующие в почвах, относительно богатых гипсом,
серой или известью. Концентрация урана в почвенных растворах, естественно, снижается в случае сильной обводиеиности
почв и урансодержащих коренных пород.
Большая часть урана, поглощаемого растением, осаждает
ся в его корнях, меньшая — в листьях и ветвях. Количество
урана в этих частях дерева находится в пропорциональной за
висимости от Есего количества урана, поглощенного растением,
следовательно/ оно может быть использовано для сравнитель
ной оценки 1штенсивиости урановой М1гнерализации в подпоч .
Практически поиски сводятся к массовому опр ^
рзстений по той или иной сетке. Е. Л. Кеннон и . Д.
„
J.,
г . V. Поиски мссторожг}енш1 урана по их со.^вы м
tavm рекомендуют производить отбор проб первоначально „
с т с 75X 75 м, в в аномальных участках сгущать эту с^ ?
15X15 л. В пробу отбираются листья и вершины ветвей со вс^
" ''’к‘*'йа^мГп954) считает необходимым отбирать пробы „
срсмя дождя или пепосредствепно после дождя, с тем; чтов»
„бежать загрязнения материала частицами почвы или пылью
переносимыми ветром. По данным Р, В. Андерсена и Е. Б Kvn’
ца. подобное загрязнение практически никакого влияния на
держание урана с листьях яе оказывает. Пробы необходимо
отбирать вручную— без применения металлических инструмен
тов. Опробуемые деревья должны быть примерно одинаковы
по величине и од1юродны, в противном случае возможны значи
тельные колеба11НЯ в содержании металла, вызванные неодина
ково развитыми корневыми системами (Тиссен, 1954). Опробованне деревьев н кустарипкоз лучше всего производится летом
когда процесс обмена веществ между почвой и наземной фло
рой протекает наиболее интенсивно.
Материал каждой пробы измельчается и сжигается в пла
тиновом тигле до получения бело/! золы. Содержание ураца в
золе определяется флюорометрическнм или хроматографиче
ским методами, а также при помощи сцинтилляционного счегчика а*частиц. R Андерсен и Е. Курц считают последний метод
наиболее предпочтительным.
По результатам анализов определяются нормальный радиобиохимическкн фон и радиобиохнмические аномалии. «Фоно
вые» содержания устанавливаются отдельно для каждого вида
растеинн, каждого типа коренных пород и каждого времени
года. Обычно они варьируют в широких пределах. Однако при
любом сочетатн! природных условий относительное количест
во урана в золе растении, расположенных на безрудных площа
дях, по-видимому, не превышает 1 г/г, в то время как содержаiHfe урана в золе деревьев, растущих над урановыми месторож
дениями, в некоторых случаях достигает нескольких десятков
граммов на тонну. Бааьшое количество анализов, выполненных
на Плато Колорадо (США), показало среднее значение радипбнохпмического фона 0,3 г/т и среднее значение радиобиохимичсских аномалии, вызванных наличием рудных скоплении,
КЬф (урана в золе).
Поиски по второму варианту биохимического метода осноапы на приуроченности определенных видов растений к участгрунтовые воды богаты темн илн иными элеме! *
лорадо Г С Ш Д Ь ®
например, на Плато К '
lus
некоторые виды астрагалов (например,
^
селена^
растение, поглощающее необычные
Р полагаются непосредственно над месторожде*^^
s 3. Биогеохимическая съемка
’
——
I
1
селенсодержащих урановых руд По данным Е, Кеннон и
ф, Клейнхампла, кроме Astragalus Pattersoni. такогГ пола
.„«дикаторнымн» растениями могут явиться Astragalus preu^i
А. Grey, Astragalus thompsonae S. Wats. Astragalus conferHHo
nis A. Gray. Astragalus bisulcatus (Hook) A. Gray, А51гГга1и5
lonchocarpus Torr. Astragalus dodgeanus M. E. Jones К этой
да группе индикаторных растений относятся деревянистая аст
ра (Aster venustus, M E. Jones), гринделия (Qrindella spp )
рисовидка (Oripzopsis hymenoides и некоторые другие.
Индикаторами урановых руд, содержащих большое количе
ство сульфидов, в тех случаях, когда эти сульфиды при разло^
}кбнни образуют гипс, отлагающиися в верхних частях почвы^
в известных условиях мог^т явиться растения эфемеры, поглошающне в больших количествах серу и кальций, К ним отно
с и т с я дикий лук (Allium spp.), лилия Саго (Callachortus spp.),
знгаденус (Zlgadenus spp.), гулявник (Sysymbrium spp.), клоЯ08НПК (Lepidium spp.) и многие другие растения, полный спи
сок которых составили Е. Кеннон и Д. Клейнхампл (1956).
При интерпретации результатов радиобиохимической съем
кипо тому или иному варианту, помимо ранее указанных фак
торов (вид растения, мера его развития, химизм почв и пр.),
следует также принимать во внимание предполагаемую глуби
ну залеган11Я урансодержащих пород, возможную форму ура
новой минерализации, наличие или отсутствие химического
ореола рассеяния, уровень грунтовых вод, направление их дви
жения и т. д.
По имеющимся данным, радиобиохимическая съемка дает
особенно хорошие результаты тогда, когда объектом поисков
являются экзогенные руды, залегающие в нормальных или
слабо метаморфизованных осадочных породах и сложенные,
главным образом, вторичными урановыми минералами, По-виднмому, этот метод не пригоден для обнаружения рудных тел,
залегающих ка глубинах более 20—25 м под сильно обводнен
ными почвами или в водонепроницаемых коренных породах,
2 также при наличии водонепроницаемых слоев, залегающих
между корнями растений и урансодержащими породами.
Поиски путем картирования индикаторных
’
показали опытные работы, поставленные на
’
дают хорошие результаты там, где урановые
^ Р«
среднем 0.01% селена и находятся на глуб1ше не более
Поверхности.
РАЗД ЕЛ
ТРЕТИ П
РАЗВЕДКА Л1ЕСТ0Р0)1(ДЕНИЙ УРДНА
ГЛЛВЛ
VI
РАЗВЕДКА УРАНОВЫХ М ЕС Т О РО Ж Д ЕН И И
НА ПОВЕРХНОСТИ
§ 1. Общие замечания
Как уже указывалось, поисковые работы обычно заканчива
ются обнажением коренных пород 1глн трег. плых зон, создаю*
Ш11Х рад|10ге0(|1измче€кпс или радиохимические аномалии. По^
доб){ого рода аномальные участки можно разбить на две
группы. К одной нз них относятся рудные выходы, прошю
удерживающие уран при помощи таких фиксаторов, как оргаиическое вещество, фосфаты кальция, ванадий и др., или бла
годаря плотной кпарцевоГ! оболочке, защищающей урановые
минералы от разрушительного действия агентов выветривания.
Это урансодержащие битуминозные сланцы, суббитуминозлые
угли^ лигинты, урам-ванадиевые месторождения в песчаниках
и конгломератах, ураноносные 11звестняки, а также пластовые
залежн тонкоскраплеиных гидротермальио-метасоматических
руд. Разведка таких месторождений на поверхности позволяет
получить достаточно полное представление как о качестве пер
вичных руд.^так и о Бозможиом масштабе рудного процесса.
К другой группе относятся радиоактивные трещины зоны
с остатками жильного материала, разрушенного в результате
окислительных процессов на поверхности. Оценка их в ряде
случаев чрезвычайно затруднительна из-за выноса значительной
части урапа, первоначально содержавшегося в рудном мате
риале.
Опробовачпе таких зон на поверхности, как правило, не толь
ко не позволяет получить сколько-нибудь надежных данных д-ля
суждения о качестве первичных руд, но иногда не дает также н
основания Д1Я суждения о целесообразности или н е ц е л е с о о б
разности продолжстш геолого-разведочных работ на данном
участке.
Этот вопрос и{югда удается решить путем тщательного нзу
чеиия состава окисленной зоны, характера боковых пород п
торов, влияющих иа ход и интенсивность окислительных про
Цессов.
{ г. П р оцесЫ отсА,ния и типы
52. Процессы окисления
о ка см н н ы .
161
и типы окисленных выходов
Направление окислительных процессов на выходах место
Зфана зависит, главным образом, от пераоначального
Гктава урановых руд и, в первую очередь, от кол(.чества заклю
ченкых в них сульфидов. Если в рудах много пирита, окисление
протекает чрезвычайно интеисивно, так как пирит, разлагаясь
jacTтакие сильно действующие реагенты, как сульфат окисного
железа н свобздную серную кислоту. Сульфатные воды раство
ряютуран с образованием комплексов типа (иОг) (ЗООг^-или
(UOj) (S O JjK в присутствии фосфора (за счет апатита) или
аышьяка (за счет арсенидов) часть растворепного урана осаж
дается в форме фосфатов или арсенатов, другая часть сорбируется коллоидальным кремнеземом и гидрозолями окиси же
леза, выпадающими при нейтрализации сульфатных растворов.
В процессе старения и частичной дегидратации гидрозоля об
разуется гетит (РеаОз'НгО). Ввиду большой разницы между
ионкыми радиусами железа (0,67) и урана (1,05) последний не
входит в кристаллическую решетку гетита и образует самостоя
тельные минералы, рассеянные в лимоните (JLovering, 1955).
В условиях малой сульфидиости или при наличии большого
кмнчества нейтрализаторов окисление настурановых жил про
исходит в щелочной среде. Оно выражается главным образом
в гпдратизации настурана и замещении его гидроокислами и
силикатами урана. Нередко в приповерхностных частях жпл по
тдроокислам и силикатам урана образуются урановые слюдкп.
При окислении в щелочной среде уран выносится в значительно
меньшей степени, чем при окислении в кислой среде.
На инте}гсивность окислительных процессов серьезное влия
ние оказывает также и характер боковых пород. Слабо окварцованные карбонатизированные породы разрушаются, естестБенио, быстрее, чем сильно окварцованные породы. Состав боко
вых пород и, в частности, наличие или отсутствие в inix апатита
в известной степени также влияет на содержание урана в окис
ленной зоне.
Согласно В. П Мелкову, Р. В. Гецевой и др., в зонах окислешгя настурановых жил следует различать две подзоны.
а) верхнюю — подзону полного окисления,
Разуется исключительно соединениями
йв гидродинамическом разрезе соответствует зоне р
^
нпя; глубина ее определяется примерно
3_
зеркала грунтовых вод и обычно колеблется в пр д •
р о * д с ш .Г .
б) нижнюю — подзону частичного
Рактеризуется соединениями четырех- и
^ ло гидродинамическому режиму соответст у
Д- я. Суражскпй
истече-
IG2
/’X У!, Pa:tecdKa урановых месторождений на поверхнпг-г.,
}!ия- она располагается под зеркалом грунтовых вод; ее ни^
пяя'граница обычно не поддается определению.
В жилах, богатых сульфидами, подзона частичного окисле
ния представляет собой область остаточных урановых черней с
все возрастающим кислородным коэффициентом. Подзона пол
нога окисления в ее нижней части характеризуется главным
образом фосфорными и мышьяковыми слюдками, а в верхней
части — гиалитом и уранофаном.
В подзоне частичного окисления малосульфидных и бессульфидных жил продукты изменения урановой смолки представле
ны, в основном, гидронастураном, который по мере приближе
ния к зеркалу грунтовых вод переходит в гидраты закиси-окиси
урана. Эти гидраты в нижней части подзоны полного окисле
ния сменяются гидроокислами шестивалентного урана, как про
стыми (ургнт, беккерелит,), так и двойными (уранаты) со свин
цом (кюрит), висмутом (урано-сферит), медью (вандепбрандсит), натргюм и Др. На самых верхних горизонтах окисленноГ!
зоны гидроокнслы переходят в уранил-снликаты типа содадита
и уранофана.
В некоторых случаях сульфатный процесс накладывается на
щелочной. Одш1м из примеров подобного рода является зона
окисления настурановых жил, показанная на рис« 68.
Возможность однозначной оценки жильного месторождения
урана по его выходу на повержюсть определяется главным об
разом той стадиеГг, до которой дошли окислительные процессы.
В начальной стадии окисления образуются ура!ювые черни, в
следующей — фосфаты или арсенаты. На третьей стадии проис
ходит выщелачивание слюдок и исчезают все урановые минера
лы. Последняя четвертая стадия характеризуется выщелачива
нием всех компонентов руд, за исключением наиболее стойких.
Наличие урана устанавливается только по радиоактивным гиа
литам или лимонитам.
На ос1юваиип исследований Г, С. Грицаенко и др. (1959) все
выходы настурановых жил на поверхность можно разделить на
четыре типа;
1. Рудные выходы, богатые индивидуализированными ураноВЫМ1Г минералами. Это по большей части выходы промышлен
ных бессульфидных или сульфидных жил па ранних стадиях их
окисления.
2. Рудные выходы, бедные индивидуализированными урано
выми минералами. При щелочном окислении или па ранних
стадиях окисления в сульфатной среде (что устанавливается по
наличию неразложившнхся настурана или сульфидов) место
рождения оцениваются, исходя из содержания урана в окпслен^
и зоне. В случае далеко зашедшего окисления в сульфатно
Р де (с разложением всех первичных минералов урана ^
s.
«
s
»
о
n
»
о
о,
о
1
О
i:
3
4
С»
КOJ♦
ы
к.
д.
•^1
V
5
ES
Сз
±
8
о
Ск
5
и
S
X
3
ш
о
ш
п
о.
>
и
R
е
с
ю
г
о
2 1
к.
О
В
(J
о
&
К
О
«>
«
о
ае
fnnrtaiH9ntb n)
tfnH»u3nyo огоннгчэок
DHOE
рНй жлинпдози
РШ
к
S
к
Л]
ю
о
п
п>
О
о
ч
со
о.
Ж
«и
X
и
о
S
Q*
КЯНЦГОПИО 030MUQU
OHosgau
кпняиопио агоиьшзоь
DHDSgau
pUd gmthfigdyj
DHO£
j54
Г л V! Разведка урановых месторождений на пооерхнпгт..
ьышелачпваиием большей части новообразованных) возмож.
пая ценность первичных руд определяется по Результатам
гиалитопои и лимоиптовой съемок.
3. Рудные выходы без имдивндуалнзпроватгых урановых
минералов, по богатые люмииесцирующимн гиалитами и радиоактивными лнмоиитами. В некоторых случаях они могут пред.
ставить существенный интерес, особенно при отсутствии в окру,
жающпх породах других элементов, фиксирующих уран на
, сте залегания разрушенных урановых руд.
4, Рудные выходы, в которых уран содержится исключитель.
■ но в лимонитах. Оценка их чрезвычайно затруднительна. Согласно Г, С. Грицаенко некоторые данные для такой оценки
могут быть получены путем анализа лимонитов. Если содержа• нне урана в них ниже предела сорбции (т. е. до 0,04%), выходы
должны оцениваться как малоперспективные. В отдельных слу
чаях косвенные указат1я на первичный состав жил может
также дать изучение обломков и реликтов первичгах минералов
н минеральных агрегатов (кварц, карбонат, флюорит), а также
пустот выщелачивания и структур, возникающих в зоне окис
ления.
Следует иметь в виду, что далеко не всегда концентрации
урана в зоне окисления можно рассматривать как индикаторы
наличия первичных руд, залегающих на некоторой глубине.
В некоторых случаях эти концентрации связаны с отложением
урана из грунтовых вод, циркулирующих по пиритизированным
породам, с несколько повышенным против кларка содержанием
рассеянных радиоактивных элементов. Иначе говоря, они могут
иметь чисто инфильтрационное происхождение.
Некоторая концентрация урана на поверхности может иметь
также место в условиях сухого и жаркого климата, в связи с
■капиллярными поднятиями грунтовых вод, извлекающих рас
сеянный уран из окружающих пород. Испаряясь, эти воды ос
тавляют на поверхности осадок солей уранила, обилие которых
создает иногда обманчивое представление об окисленной шляпе
большого уранового месторождения.
Мощность зоны окисления варьирует в широких пределах.
В основном она определяется положением базиса эрозии, но
зависит также от состава рудных тел и вмещающих пороД|
характера рудовмещающнх полостей и климатических особен
ностей района.
^
При прочих равных условиях сульфтщно-карбонатыые жилы,
залегающие в граннтондах, приуроченные к мощным зонам
раз^юма и расположенные в районе с сухим п жарким климзтом, окисляются'на бапьшую глубину, чем бессульфидпые квар"
цевые жнлы, залегающие в гнейсово-сланцевой толще, приур^*'
ченше к тонким трещинам скалывания и расположенные в
$ 3.- Разведка
окисленных
выходов
--:
р
йГюнахс холодным климатом При этом пеобходимо также v4t,
что климатическая обстановка в период
в
1шлом могла существенно отличаться от современной
В подавляющем большинстве известных в настоящее воемя
„ромышленных месторождении урана зона первичных руд или
додзонз чзстичпого окислсния находятся на глубинах 30_50 м
от поверхности, но в' некоторых случаях глубина полного или
почтиполного окисления достигает нескольких сотен метров.
§ 3. Разведка окисленных выходов ’ '
Разведка месторождений на поверхности начинается с де
тальных радиометрических съемок, цель которых заключается
ввыявлении всех аномалий, а также в определении направле
ниярудных тел и рудоносных зон. Эти съемки проводятся обыч
но по профилям через 25 л£, с расстояниями между точками
2-5л, реже—^^по сетке 10X10, 10X5 и 5X5 ж. При небольшой
мощности наносов аномальные зоны разведуются системой по
перечных канав, расположенных на расстоянии 10—20 м одна
отдругой. При разведке жильных месторождений обязательно
проходятся также магистральные канавы.
Если месторождение перекрыто мощным покровом рыхлых
отложений, выходы рудных тел под наносами прослеживаются
буровыми скважинами или глубокими шурфами с рассечками
на поверхности коренных пород. В случае буровой разведки
скважины обязательно подвергаются газовому, геохимическому
ву-каротажу.
Результаты разведки месторождения на поверхности, как
правило, не могут быть положены в основу цифровой оценки
запасов и качества урановых руд. Задача ях сводится главным
образом к выявлению общей площади оруденения, генетическо
готипа месторождения, его тектонической структуры и морфо
логических особенностей рудных тел.
ГЛАВА VII
ОСОБЕННОСТИ ДЕТАЛЬНОЙ Р А З В Е Д К И
МЕСТОРОЖДЕНИИ УРА Н А
§ I. Общие замечания
Разведка месторождений урана, так же как и месторожде
ний других полезных ископаемых, осуществляется либо буре
нием, либо горными работами, либо комбинацией бурения и
горных выработок. Выбор системы разведки, наиболее рацио
нальное соотношение горных и буровых работ, плотность раз
ведочной сети и условия квалификации запасов определяются
в основном формой рудных тел, их размерами, степенью измен
чивости по содержанию металла (выражаемой обычно коэффицнентом вариации) и степенью прерывистости орудеиения (вы*
ражаемой коэффициентом рудопосности, т. е. отношением пло
щади, занимаемой скоплениями К0ндищ10пных руд, к общей
площади рудо1юсного пласта или рудовмещающей трещины).
По совокупности этих морфологических признаков известные
в настоящее время месторождения урана делятся на пять групп
(Суражский, 1959); 1) минерализованные пласты; 2) пла
стовые залежи; 3) пластообразные, столбообразные и жилообразные залежи; 4) линзообразные и гнездообразные залежи;
5) системы тонких жил. Общая характеристика каждой из
этих групп приведена в табл. 14.
§ 2. Разведка минерализованных пластов
(Первая группа месторождений)
К первой группе месторождений относятся выдержанные
пласты урано1юсных осадочных пород, развитые на плошадях,
измеряемых десятками квадратных километров. Они характери
зуются равномерным убогим оруденением, которое устанавли
вается непрерывно как по простиранию, так и по падению и по
л^ощности продуктивных горизонтов. Границы орудеиения в
и
случаев совпадают с литологическнми границам ^
ут быть определены визуально. Коэффициент рудоносно-
§ _2. Минбрализованные пласты
Гр,„„-ро.ка урано.«х - т
. р
„
X
U) «а ч
н
I
Характеристика
167
isi=ак
л
i “ S*
^ ^П
}^
*S
X
л " ч»
с
Is
bi 2 25
Выдержанные пласты ураноносных Десятки
30
осадочных пород с равномерным ору- км^
дененнем» фиксируемым непрерывно
«а больших площадях.
Границы
оруденения, как правило, совпадают
с литологическими границами и уста
навливаются визуально
Крупные пластовые залежн с не Несколь
100
равномерным распределением метал ко км^
ла, приуроченные к
определенным
стратиграфическим горизонтам. Гра
ницы оруденения устанавливаются
только по результатам опробования
или Y-измсрений
150
Пластообразные, столбообразные и Сотни
жнлообразные залежи с неравномер тысяч
ным распределением металла, конт
ролируемые складчатыми и разрыв
ными деформациями. Границы оруде
нения устанавливаются только по
результатам опробования или уизмереннй
2С0
IV
Линзообразные и гнездообразные Десятки
залежи с резко неравномерным рас тысяч л-'
пределением металла. Литологиче
ский и структурный
контролу, как
правило, выражен не
отчетливо.
Границы оруденения устанавливаются
только по результатам опробования
или у-измерений
>200
Тонкие жилы в трещинах разрыва То же
н ркзлывания. Оруденение резко не
равномерное, в виде мелких лпнз,
совокупность которых иногда обра
зует рудные столбы. Границы оруде
нения устанавливаются визуально
X ^
“ §
■0*0
1.0-0.8
0,8-0,5
0,5-0,25
0,25—
—
близок к единице, а коэффициент вариации по содерж
taPTOnirn _____________ПП OnOL
0,02
т
IG8 Гл
УП. Ого^х^нносгн деташюг^ разведки мрсторождениП урпг^ц
жашпе фосфориты и аналогичные им осадочные сиигеиетии
___ месторождения,
___ п кптопых не
Устаияплир.я(ат/'«_____________
скис
в которьгх
не устанавливается заметно
TD
переряспрелсленмя металла, отложившегося одновременно
10 с
. ;ле!аающими породами.
Разведка таких месторождений заключается главным обра
3o.\f в разбурисаиии рудоносного пласта по прямоугольной сети*
Гор11ые работы — небольшие шахты, mypcfju и рассечки из
них — применяются нсключителыго для контроля данных опро
бования скважин. В процессе разведки могут быть выявлены
запасы всех промышленных категорий, т. е.
В и Ci. При этом
сеть скважии должна быть не реже 100X100, 200X100 и
400X200 ж (соответстве1Ню). На месторождениях, подготавли
ваемых к эксплуатации, к категории А могут быть отнесены
также запасы межлу горными выработками, расположенными
на расстоя1ши до 200 м друг от друга, и к категории В — запасы
между выработками, расположенными на расстоянии до 400л
друг от друга '
К первой группе относится, в частности, одно из месторож
дений темноцветных морских сланцев, залегающих в виде
пласта мощ1Юстыо 5—6 м на площади, измеряемой десятками
квадратных километров. Запасы отдельных участков этого
месторождения вполне надежно определены при помощи сква
жии колонкового бурения, пройденных по сетке 200x200 м.
§ 3. Разведха крупных пластовых залежей
(Вторая группа месторождений)
Месторождения второй группы также приурочены к определсииым стратиграфическим горизонтам, но отличаются от
ранее описанных минерализованных пластов довольно неравно
мерным распределением металла. Промышленно ценной являет
ся не вся мощность пласта, а только некоторая ее часть, причем
непрерывность оруденення бывает нарушена пережимами. По
этому практически приходится иметь дело ие с единым рудным
телом, а с нескольким!!, более или менее изолированными руд
ными телами, каждое из которых занимает плошадь, измеряе
мую иногда квадратными километрами. Контуры их устанавли
ваются исключительно по данным опробования. Коэффициент
рудоносноати колеблется от 1,0 до 0,8, а коэффициент вариации
по содержанию металла достигает 100%.
К этои группе относятся наиболее крупные кз известных в
настоящее время эпигенетических месторождений урана в пес' Плотность разведочной сети для всех групп месторождений
опытные данные н может быть изменена при разведке тех и
® заоиснмости от конкретных особенностеЯ их г
логического строения/
^ j j J Uacroo6pa3Hb,e.
jsiiimax, конгломератах и других нормальных осадочных nr
Lax пренмушествеино коитинеиталыщх Лаиий Ппа Т.^
, применяется обычно комбинированная горнобйовая аште"
„а с резким преобладанием колонкового бурен?Г Г л а ^
задачей буровых работ является оконтуривание рудных теГв
„ла„е, а задачей горных работ-более точная фнксацм гпа°
„дпронышлеииого оруденения по мощности рудовмешаюших
формации, а также пэлучение данных для полной характеоиСТИК11руд по химическому и минералогическому составу (Ьи^
ко-техническим свойствам и т. д.
^
При изометрических очертаниях рудных тел бурение ведется
по квадратной сетке, во всех других случаях — линиями, ори
ентированными перпендикулярно направлению наибольшей
изменчивости оруденения.
Если рудные линзы располагаются в несколько ярусов и
выходят за пределы основного рудоносного Ш1аста, часть скважнн (от 3—5 до 10— 15% от их общего количества) проходится
на глубину, обеспечивающую полное пересечение всей свиты,
впределах которой залегает рудоносный горизонт. Рудные тела,
зафиксированные такими скважинами вне основного рудонос
ного пласта, разведываются так же, как и другие рудные за
лежи.
Горные работы заключаются в проходке штреков и восста
ющих через 80— 120 м на одном из рудных участков главным
образом с целью контроля данных бурения и получения ма
териала для технологических проб. Если разведка ведется штре
ками и мощность рудного тела превышает ширину выработки,
проходятся также и орты на расстояниях 40—60 м друг от друга.
В отличие от месторождений первой группы запасы, выяв
ленные буровыми скважинами по сети 200X100 м. квалифици
руются не выше, чем по категории С\, Запасы категории В учи
тываются в пределах блоков, разведанных бурением по сети
100X100 Му при наличии на одном из участков месторождения
горных выработок, подтверждающих результаты бурения.
'
сы категории Лг выявляются только в процессе подготов
ных работ в блоках, оконтуренных горными выработками, р
положеншми на расстоянии 40—60 м друг от Другз.
§ 4. Р а з в е д к а пластообразных, столбообразных
И жилообразных залежей
(Третья группа месторождении)
Отличие третьей группы месторомени^от
в
ваключается в том, что форма
-о-тавом вмещающих
"Ространстве определяются не
деформациями,
^^ород, но также и складчатыми и разр
,70 Гл. V/Л Особенности детальной разведки месторождоний
Многие ИЗ НИХ характеризуются относительно большой м о ш
ностью (достигающей местами иескольких десятков метром'
а также резкими изменениями формы, размеров, условий зале
гания и площади поперечного сечения на сравнительно неболь'.
шнх интервалах по простиранию и падению
(склонению!
рудных тел, Оруденение в них в общем непрерывное, но фоп,
ма рудных тел осложняется наличием отдельных блоков
пустых пород. Границы промышленного оруденения устанав
ливаются исключительно по результатам опробования, Коэффицне{1Т рудоносности варьирует в пределах от 0,5 до 0,8
коэффициент вариации иногда достигает 150%. Площади та
ких залежей не превышают нескольких сотен ты сяч квадрат
ных метров. Месторождения, как правило, представлены одьнм или двумя-четырьмя рудными телами. Обычно понятие
о месторождении тождественно понятию о рудном теле,
К этой группе относятся многие пластообразиые тела в оса
дочных породах континентальных фаций, метасоматические
залежи на крыльях крутых складок, жнлообразные залежи
внутри мощных разломов и в связанных с ними зонах дробле
ния, столбообразные тела на пересечениях двух тектонических
зон и т. д. В системе их разведки доминирующую роль играют
горные выработки — серия ортов, пересекающих рудное тело
по короткой оси на расстояниях, зависящих от конфигурации
и площади сечения залежи на данном горизонте. В некоторых
случаях орты могут быть частично заменены скважинами ка
мерного алмазного бурения. В практике довольно распростра
нено чередование ортовых выработок и кaмepнo-aлмaз^п>lx
скважин. Некоторую роль в разведке играют также гезенки и
восстающие, проходка которых преследует цель подтвердить
непрерывность оруденения по вертикали—^между этажами
горных выработок.
Глубокое бурение по весьма плотной сети (порядка
100X50 м) дает возможность оценки запасов пе выше, чем по
категории Ci. Ввиду сложной формы и резко неравномерного
распределения металла в руде запасы категории В учитываются
только в пределах блоков размерами до 80X120 л , полностью
оконтуренных горными выработками. Запасы категории Лг при
нормальной плотности разведочной сети обычно не выявляю тся.
К этой группе относится ряд месторождений.
Одно из них сложено свитой сильно дислоцированных угле
носных пород мезозоя, несогласно залегающих на размытом па
леозойском фундаменте. Урановое оруденение приурочено к
верхним частям иекоторььх угольных пластов, а также к раздеяющим их пластам аркозовых песчаников. Скопления конд!^
кптлпм^
имеют форму пластообразных залежей, размеру
которых варьируют от нескольких сотен до 10-12 тыс.
171 Г Л
И/Л ОгпПгнногги
НетаАьнпЛ р а у т Ш
А\<'сторпжОрний ирпи^
стопождсипе разг;урсм10 колоикопими скпажшгами по сотке
ГЛХШО м\ Rfpxiiife ropinoiiTiJ р.гшслятл системоГг штрекг.п и
кпгршлаго», псрпсскающих всю пролуктивиую свиту (рис. 09)
Запасы, рыяплсшяле ра телкой, были пплпоспло гю/пссрждет/
послрлуютг-й эксплуатацис-й.
Другое мгсторождоиис приурочено к трубообраигой лайке
KBapiirniiix порфиров, прорвавших спиту Э1|и])узигм1ых пород в
клшгопмлиом умасткс между двумя разломами, падлюшими папаречу друг другу (см, рис. 2), Линия сопряжсияя разломои
СКЛ'^ГПЙГТГЯ полого к юго-востоку, Соогпстствсино CKJIOlfHCrCfl
и кварЦ'Порфнромяя дзГгка.
•
Подпижки по рз1ломам обуслоиили ГЮЗНИКПОПСПИО зон ЛроГ5лсиил, развиплх главным образом в кг4арцспмх пор(|лфах, более
хрупких, чем пмсшакндне их *>ф(1)узиви. Дробленые породи
сп«'мс|1тир(тяиы кварцспо карбонатно-иастура11пп»,1ми прожилKflvfH. гонокупигхгть коюрых образует слнную, штокпс’рконого типл, [»уд11ую залежь весьма саожноГ! г|юрмы, с элементами залеlaHMJf, амалогпчиыми элементами залеглнил ]гнгрузнпного тола.
Г(ри разведке учитывался как литологнчсский контроль орудеигиил (ириург)чеиность к нпгрузипным породам), так н струк
турный контроль (локализация руд между двумя разломами).
Мсаорождение вскрыто горными выработками па псчжольких ropinojiTax, расноложенных через 40 м по нсршкали, Па
клжлом И1 них оно разведано центральным п/гроком и снстсмоА ортои « комбиггации со скважинами камерного олмязного
бурения. Оргы заданы на ряшояиии 20—40 м друг от друга;
длина их определяется расстоянием между рудокогпролнруюншми разломами. Наличие или отсутстине орудепспня но пмсниюпшх эффузивных породах проверяется па каждом юрнчонтс
гли{Н(чиым}1 длинными скважинами. I<oirrypi.i «громьгныюнного
ерудеиеит/определяются но данным 0 !lp0 б(^нaння ортон п
ротажаскпажинЛепрерыв1нкть орудснения между ropjfrjonraMH
устаггаплиоается путем проходки восста/оншх FHijj)n6(^ToK, Ниже
последне го нггольневого горизонта рудное тело [>азнсд1лнастся
подземным Оурсиием.
Третье месторождение Гфедстаиляет собой стодбообра'июЛ
формы залгжь мпгнетнтовых руд среди с\\лыю мciaм^Jpфи:»oванных осадочных nopo/L
/Кл'лезорудпая залежь близ сс контакта с ммпи,а10н1имн хло
ритом') б»?отиговыми сланцами обогащена урапон1лми mhih‘[>*'3‘^**iмн, главным образом уроиннигом н naciypaifoM, Этп кг1ммл<'исIJUP иетдсомагичгскж? жсле:ю-ур;пговьн-» руды образуют круг^>*
пздаюнгее жилообра игос тело, разбитое текюнннегкнмн н«рУ'
ш-нняии на ряд 01дельных блоков. /U/ина эгого тела MiMcpHf^^'^‘
сотиймн Mcjpoa, мощность-метрами (рис, 70). МесюрожЛ*’*
ьсирыго tuaxTofi. Система ра^^ведкн — та жг», что и и пр^Д*^‘
j i
Пл«етооГ>рю>1Ш !._ с 1± лСю ойрам ы е и
«щсмслучае, с той разницей, что вместо центрального штрека
2оЛ«кя полевон штрек.
“
‘ Чякртоо месторождение прсдстапляст соОоП мннепалнзо„цую часть мощной зоны рамома в гранодиорнтах Ллнз копп»та II* с осядомно-метамор(1)нческой тол1це!|. Рудная зона
в несколько сот метров сложена и различной CTcncini
ЧЧ>
i
E3#
СЭ; C3J
CD'/
СИЗо И З? CDe
Piic. 70. Структуринн схема п г*х(мл рлчпслки жплсми-урлионого
....... ..
«ЗТйКЛПЗКрОМЯНЧЫМГ! II
' P»T<'ifrfjf, длГжами фг’;1Ы»итморфиг»»п,
i^.p vrn nopfVU-i
«мрпмцдми н К11арцстн>-гул1.фид||ь>ми жпл.1мн.
Hoff или lllfo/j CTCnonif yp«nr*nnciif.f.
м ф(»1)М«'
) 1рг)ммпг/1г‘11м1ле гкоплс-кки
ш iririiyToft ш> iipf>LTiij)n»^1>УТ(Я1ЯДП101ЦС'П >кмлч1)^)ряз11п1|
‘ ; ' „зм спяпп! сотиими
f>y;i0BM(.jll,,'lir;JHCri CipyKTypI-»*
^ iirCflTK^J» Mt'Tpoib
«‘•fpoil, я мояиюс'П.» ДГ»(!ТИГ.'1ГТ
' п
ряяполпч» л»ум«
пскр|.гго IHnXTu/5, п псрхмсЛ ЧИСГИ I
j
*
Рнс. 71, Геологический разрез через урановое
м е сто р о ж д ен и е:
порфирит:
5~коарцсоые
жилы;
а _ инлпннт:
7— урановая
руда.
таклаз; у — гидротермальное изменение.
орвкчни фелмита, 5 — гпянпянлрнт;
s
s.
Линзообразные и гн еэап п Г,п п ,._^ ^ ......
ймвоктамн горных выработок, в нижней чагти я ,
г^шами по сети 50 X 50
Орты и буровы е"кв;;иГпеп?
((кгют зону разлома от висячего до лежачего бокГ (S“ c 7»
Типичным примером месторождения, относящегскя к тп1-1
^фуппе. может служить также месторождение Эйс (п т в т '
„яСаскачеван, Канада). Оно приурочено к крупному раз,ом«
регионального характера-сбросу Сен-Луи. едущему S
^ексдокембрийских сильно метаморфизованных пород ( « г З
оаТашш»).
^
В лежачем боку сброса залегают хлоритоаые сланцы аргиллпты и кварциты, в висячем — парагнейсы. Промышленные
скопления урановых руд имеют форму жилообразной залежи
иошюстыо 6—8 м, непосредственно примыкающей к главному
разлому со стороны его лежачего бока. Максимальные концент
рации урана связаны с аргиллитами;,на участках, сложенных
кварцитами, промышленных руд нет. Залежь вскрыта горными
выработками на нескольких горизонтах при высоте этажа око
ло60ж и разведана скважинами камерного алмазного бурения
повесьма плотной сети— 15X15 м (см. рис. 1).
§5. Разведка линзообразных и гнездообразных залежей
(Четвертая группа месторождений)
Иногда рудные тела локализуются в строго определенных,
стратиграфических горизонтах или же связаны с разрывными
нарушениями (например, в зоне контакта гранитов и осадочноиетаморфнческих пород), но обычно литологический и струкij'pitbifi контроль оруденеиия выражен здесь менее отчетливо,
чем в месторождениях других групп. Контуры промышлеотого
оруденеиия устанавливаются исключительно по данным опро
бования.
Во многих случаях зоны распространения линз имеют фор
му узких (до 300—500 /О полос значительной протяженно
сти. Площади рудных тел не превышают
тысяч квадратных метров. Внутри
РУДоносности не выходит за пределы от 0,25 до 0. • ^
HifCHT вариации по содержанию металла неред
А
К описываемой группе относятся
^и
«альных руд в зона^тектонических кантак^
ЗДоБидные жилы в куполовидных струк УР
цзании кото*ов, а также ряд месторождений урана. B j°P Z Z Z p a m o n P^•^ доминирующая роль принадлежала либцнфильтр д
'У
процессам, либо процессам
повышенное против обычного содер
биоактивных элементов.
рассеянш ра-
П''> Гл. Г/Л ОсоГи'Ниогт» dina.ibHO/I разведки м&сторождоыпл
Для разведки этих месторождений применяется
ваплая горно-буровая система.
GZ3/ tz z ? С П л С И '/ GjDv
В Ю 7 Г ^ .? 1гВ9
‘^^^^ниро.
ЕлЗ^^
Рис, 72. Схема геологического строения и система разведки месторожде
ния IV группы:
омс !п'^п7 липг<.7п?''?^” '’^
5 — среданД отдел палеогена:
илп аоиа нижисго п л п м Л ^ ” ''**
— РУДная зона есрхмсго пласта; 7
OH M jH cfV/Т
линии TDKToimnecKiix iiapvmeiiiift: 9 — границы лрсвннх
нолзнсй, W — границы сопрсислиых онолзнеЛ; // — рудные за л е ж и ; /2 — буровые
скважины.
Кадоиковое буренпе по сети 50-^70 X 30-^ 40 м линиям»,
орпснтпрооанными вкрест общему направлению рудных полос,
®“ я'^и"ть шнрину II протяженность рудонос
ных зон, определить площадный коэффнцпент рудоносности
§ 6. Тонкие жилы
177
,фубо оконтурить отдельные, наиболее крупные залеж^г Гп
„Гвыработкн-система штолен, штреков и в о с ™ и ^
с целью определения контуров отде^ьныГрда^
ЛННЗ.
Прп нормальнон плотности разведочной сети запасы этих
месторождении не могут быть отнесены ни к категории Л,
.йтегории В. Запасы категории С, выявляются S h u m об
разом горными выработками по сети 40-г-б0х40-5-60 м нп
няогда они учитываются также путем интерполяции между гоп
нымп выработками и буровыми скважинами.
Примером месторождений четвертой группы может служить
месторождение, представленное ^серией мелких рудных линз в
Kap6oHjaTHHX горизонтах мощной толиш осадочных пород, сло
женной в две антиклинальные складки 'широтного простирания
Крылья главной антиклинали, до уровня прорезающей ее
небольшой речтчи, вскрыты штольнями на четырех горизонтах.
Приэтом установлено, что рудные линзы концентрируются в
зоне субмеридионального простирания, имеющей сравнительно
небольшую ширину (50—80 м ), К северу и к югу от главной
антиклинали эта зона разведана скважинами колонкового бурення, заданными по сетке 50-4-100X25-5-50 м (рис. 72).
§ 6. Разведка тонких жил
(Пятая группа месторождений)
К пятой группе месторождений относятся гидротермальные
месторождения, сформировавшиеся путем выполнения откры
тых полостей. Как правило, они характеризуются крайне нерав
номерным распределением металла. Обычно рудные скопления
имеют форму плоских линз, локализованных в тонких трещи
нах разрыва и скалывания, оперяющих мощные разломы. Со
вокупность подобных линз образует иногда рудные столбы,
склоняющиеся под различными углами к горизонту; такие стол
бы чередуются с безрудн.ыми или слабо продуктивными уча
•'■амижильных трещин, причем отношение
рудных линз к площади данного столба редко выра
личинами более 0,1, составляя обычно
„гключиРазведка этих месторождении произ^дится
тельно при помощи горных выработок. Так как
Р ^ групв большинстве случаев представлены не
°
жил,
нами, состоящими из десятков, иногда
” ^;т.ают выработвсистеме горных работ важное значение приобре^^^^^^^
««квершлажного типа. Длину
отдельном случае,
СТОЯНИЙ
Д я. Су1)ажскнЛ
Г.ттп,^пргтяют В к а ж д о м отде^шг^^^
J
178 Га. V fl‘ OcoffefiHo^TU детальной разовдкы месторождений урдцп__ _
чески благоприятных ДЛЯ орудепеиия. При планировании квеп
шлажной разведки следует иметь в виду, что во многих случаях
продуктивные трещины, пересекая даиковые породы, сильно вет
вятся, разбиваются на сеть топких и большей частью безруд.
ных прожилков и только после выхода из даек приобретают
пормальныи облик. Аналогичная картина, а иногда даже я
полное выкли!1ивание жил наблюдается при подходе их к круп
ным домииерализациоиным нарушениям, выполненным глини
стым материалом и обломками боковых пород. Поэтому исполь
зования даек н дорудных разломов в качестве трассы для маги
стральных квершлагов по возможности следует избегать.
Подзелгная разведка отдельшх жил, вскрытых 1^вершлагами. производится путем непрерывного прослеживания их на
каждом разведочно-эксплуатационном горизонте или путем
полной нарезки блоков размерами от 30X40 до 40x50 м. Такие
расстояния между оконтурпвающими выработками по сущест
вующим стандартам горно-подготовительных работ являются
минимальными, но даже и они не могут обеспечить получения
достаточно надежных данных о запасах н качестве руд в преде
лах отдельных эксплуатационных блоков. Сопоставление под
счета запасов с результатами эксплуатации показывает обычно,
что по отдельным блокам фактические запасы металла в ряде
случаев оказываются в несколько раз меньше или больше запа
сов, учтенных по данным разведки. Однако для совокупности
блоков (10—12 блоков), в силу взаимной компенсации ошибок
разного знака, погрешность в определении запасов не выходит
за пределы, допустимые для категории С\,
В разведке описываемых месторождении существенную роль
играют небольшие рассечки или длинные шпуры в стенках выра
боток, Необходимость их обусловлена обычно наблюдающейся
повышенной склонностью продуктивных трещин к ветвлению
с концентрацией в рудных апофизах значительных запасов ме
талла, иногда превышающих запасы по основной жиле.
Значение различных видов выработок в плоскости продук
тивных трещин меняется в зависимости от положения рудных
столбов. При крутом склонении этих столбов оценка жил произ
водится главным образом по данным, полученным в результате
проходки штреков. В случае пологого склонения рудных стол
бов данные для оценки жил могут быть получены, главным
образом, путем про.чодки вертикальных выработок, т. е. вос
стающих и гезенков.
Низкни коэффициент рудоносности и незначительная моЩ"
1юсть рудных жил, нередко имеющих вид тонких тектонических
швов, полностью исключают возможность сколько-нибудь ДО"
стовернон оценки запасов этих месторождений при помощи бУ'
ровых скважин. В подобных условиях бурение применяется
________ 6. Тонкие жилы
й,»коДЛЯ приближенного решения вопроса о возможнпП
„ромышленного оруденения.
иозможноц глуустаномено. например, что при залегании рудных жил в гнра'
йвскланцевои толще нижняя граница ура^оносн^ \ a S o
еймает с поверхностью гранитных массивов, подсти^юших
рудовмещающие пароды. Топоуафия этой поверхности “ожет
установлена при помощи бурения так называемых «стр^^
скважин. Мелкое бурение из горных выработок дае^
иногдазначительный эффект как в проДессе разведки так и в
процессе геологического обслуживания действующих урановый
рудников; оно успешно заменяет небольшие квершлаги при по'г
веках параллельных жил, рудных апофиз и смещенных частей
рудовмещающих трещ,ин.
К'этой группе относится ряд месторождений.
. Одно из них сложено главным образом хлоритово-серицито^
аыиисланцами и залегающим среди них сравнительно мош;ным
(до 200—250
пластом скарнированных роговообманковых
пород. Метаморфический комплекс имеет близкое к широтному
оростнранпе и довольно круто (под углом 70—75°) падает на
север. С запада он отделен мощным сбросом от крупного мас
сивагранитов. Те же граниты подстилают рудовмещающую ме
таморфическую толш^у па глубине 400—600 м от поверхности!
Структура местороадения определяется системой ступенча
тыхсбросов, сопряженных с главным разломом, и огромным
кмичеством оперяющих их трещин разрыва и скалывания
Tpeniero, четвертого и более высокого порядков. Трещины ори|Шфованы почти исключительно в северо-западном направлеанй. Большая часть их минерализована и представляет собой
)удйые жилы, причем промышленное оруденение в виде урано
во-смоляных линз различного размера локализуется только.там,
гдебоковыми породами являются роговообманковые сланцы,
акни образом, по каждой из разведываемых жил намечается*
рудный столб, круто склоняюшд^йся к северу, в соответствии с
падением пласта роговообманковых сланцев. В гранитах про
мышленное урановое оруденение не встречается.
Месторождение вскрыто шахтами и детально
многих горизонтах системой* м аги стр ал ьн ы х кв^шлагов, р
денныхна расстояниях 50— 100 м друг от друга.
шлагами жилы прослеживаются штреками,
о ц ^
спектив месторождения произведена по Лунным
^^^„рпхности
%ення, при помощи которого определен
^
подстилающих гранитов п
.распростране ««ч
'
логически благоприятных для оруд енения
юО—
Другое месторождение приурочено ^
g строел ) зоне разлома суб м ер и д и о н ал ьн о го пр
Р
которой существенную роль играют р
з о н а
12*
Ч \
4 ooopafgotfj
* ■
* * *
44'
^
7 онкие
Ж и лы
"—
н
I
Субстратом для них, по всей вероятное™
LbHue диабазы. В основном же рудное пом
I сериЦитОБЫми сланцами в экзоконтакте одмого^ра^
.а о
«•V
I А/
^ 7^
^фШ
* V y 'S r
Г//**.
Рис. 74. Структурная схема и схема разведки одного н
сторож дений V группы:
/ — кварцево-слюдяные сланцы; 2 —
” ж м ы ’ °^7 — горные
вазы; ^ — граниты; 5 — разломы; б — рудные лилы,
выработки.
нитпого массива. Разлом под острым
Чкаловыми трещинами, несущими урановое
^ тех участках, которые залегают среди р
Пород.
„„
пгпбгиност Детальной р ю вей к и месторож дений
182
м»гтппождеине разведано на нескольких
горизонтах. На
.Т з S
проПдеио по одному квершлагу, ориентирован^пТв1оль рудоконтролирующего разлома. Рудные жилы, пе“°”/„етш е квершлагами, прослеживаются по простиранию
штрека"пГобыч.10 не выходящими за пределы полосы рогово-
ПрГер?1аГплот1|^^^^^^^
месторождений
п я з л .п ^ морфологических групп показана в табл. 15а и 156.
^оивеУиные в табл1П1ах расстояния меж ду разведочными
единицами являются ориентировочными. На детально развеТаблица
15а
Рассто«.ш« т ш у ск.ажинами я горными выработками, допустимыми
для квалификации запасоп месторождений в стадии разведки
Расстояния м еж д у скваж и н ам и
и горными вы работками
О
О.
О
н
U
V
а
е-г
с X
>
^=
aej
U
III
IV
Влд разведочных
выработок
Категория
1
н 9 с =: i i .
X
о i
о р. rj О й> с u х
а С О. с «<
100 - 200
Буровые скважины
Основные лодземны
выработки . . •
Восстающие или под
земные скважины
100
Б\фовые скважнны
Основные подземные
выработки .
• •
Рассечки или подзем
ные скважины . .
—
—
—
Буровые скважины
Основные подземные
выработки . г .
Рассечки пли подзем
иыс скважины . .
Буровые скважины
Основные лодземиые
выработки . . .
Рассечки или подзем
ные скважины
Буровые скважины
Основные подземные
выработки .. . .
Рассечки или подзем
ные скважины . .
Категория
В
rt S
^ 5
О 1>
с
100
Категория
Ct
1
й
а, в•
е о =
п 2
К5
ft rtl
а а
400
200
i
- -
_
200
100
— ' 80-120 80-120
—
—
■-
—
—
—
—
100
100
—
■
—
—
—
—
100
40-60
—
100
80-120 40-80 80-120 80-12С
_
__
—
—
—
50-70 30-40
__
__
—
—
40-60 40-60
—,
—.
—
__
—
—
—
—
10-20
—
'
—
—
—
—
30-50
30-50
—
—
—
—
—
20-40
_
20-40
^
^ к о т о р ы ± ^ щ и е e o n p o c ^ ! ,^
Р^£„оя«яя между горными выработками дл»
„есторождаги.,! в стадии подготовки к
с.
0
с
V
я
^
156
»“"«<>»
Расстояния м е ж д у
выработками, м
Вид разведочных
Категория
Aj
выработок
1
О
а
сг
Сг
>>3
Ьа
Е«
« = ^
I
Штрекп . . . ч
Рассечки
. . . .
II
Штреки II восстающие
Рассечки
. . . .
Категория
В
гё г
с к
о V
с tf
и
: е 1
с (J S
■
Категория
С|
га 2
е а I»
о ш i= i
с fcf К о х
я2
с S
о U
с ч
.
200
400 . —
80-120
80-120
, 40-60 40-60 SO- 1 2 0 80-120
—
40-60
40-60
Ш Штоеки я восстающие
Рассечки
.
.
.
.
.
IV
Штреки н восстающие
Рассечки
.
.
.
.
.
V
Штреки я восстающие
Рассечки
. .
.
.
*
—
—
—
—
80-120 40-80 80-120 80-120
20-40
20-40
—
40-60 40-60
- 1 0 -2 0
■
—
30-50 30-50
—
—
данных и эксплуатируемых месторождениях они должны быть
проверены путем сопоставления данных разведки с результа
тами эксплуатации.
§ 7. Н екоторы е общ ие вопросы изучения
м есторож дений урана
Каждое разведываемое месторождение
но геаюгически с полнотой, необходимой и до
правильного представления о его
^ | контролируюзалсгания рудных тел, о составе руд и фактор ,
№ локализацию руд.
гляпное внимание
При разведке пластовых
о1,о_фациальны^
уделяется изучению стратиграфии и
д»ктивный горибенностей осадочных толщ,
основной упор
зонт. При разведке жильных
выяснение
делается на исследование
_^^,^Хющих и рудовмехарактера и происхождения
разных систем.
Щающих трещин, взаимоотношении Р д.^лений и амплипоследовательности их возникновени , д ^^.^язи отдельных
■■7Д подвижек, а так ж е на У^^^”‘^®'^„лпобоазоваиия.
этапов трещинообразования и минералооор
184 Гл. VII- Особенности детальной разведки месторождений иппи^
Во всех слу*гаях устанамиваются границы литолого-фацы
алькых колгплексов. благоприятных япя оруденения. Вопрос о
наличии или отсутствии этих комплексов на больших глубинах
решается путем бурения так называемых ^структурных» скважик.
В процессе разведочных работ должны быть составлены гео
логические планы поверхности месторождения в масштабе
I , J000—1 :5000 и геологические планы горизонтов работ в
масштабе 1 : 2 0 0 —1 : 100 0 , вертикальные геологические разрезы вкрест простирания рудного поля и разрезы в плоскости руд.
кых тел.
При разведке месторождении всех типов необходимо тща
тельное изучение химического и минерального состава руд. Осо
бое вииман1ге обращается на получение данных о распределен
НИИ урана по отдельным минеральным составляющим, а также
на выяснение количественных соотношений жильных и рудных
минералов, структуры и текстуры руд, формы срастания глав
нейших минералов, формы и размеров зерен полезных компо
нентов н т. д. Кроме того, все установленные на месторождении
природные типы урановых руд должны быть охарактеризованы
по пх технологическим свойствам. Технологическая характери
стика руд дается на основе результатов лабораторны х или
полузаводских испытаний технолопгческих проб. Количество
проб и вес каждой пробы должны быть согласованы с про
мышленной или исследовательской организацией, которая
проводит эти испытания. Пробы следует отбирать раздельно
по каждому природному типу руд.
Во время разведки месторождения изучаются такж е горно
технические и гидрогеологические условия его эксплуатации.
При этом выявляются основные водоносные горизонты и текто
нические зоны, устанавливается их взаимосвязь, фиксируются
стат11ческне и пьезометрические уровни, определяю тся коэффндиенты фильтрации пород, площади возможной инфильтрации
поверхностных вод, состав и качество подземных вод, вели
чины возможных притоков воды при эксплуатации место
рождения.
При разведке урановых месторождений, залегаю щ их в нефтеносных фациях осадочных пород, обязательно проводится
комплекс нефтеразведочных и газоисследовательских работ.
Запасы нефти и газов, пути их миграции, нефтеносность и газо
носность различных стратиграфических и литологических гори
зонтов и различных геологических структур, дебит нефти и ин
тенсивность выделения газов на различных глубинах — все
это должно быть изучено с полной, необходимой и достаточои для составления проекта газонефтяного д р ен а ж а
1Дадеи в соответствии с действующими инструкциям и^
^
1 1 Некоторое общ ие вопросы Ъ и ч е н и , .
При разведке месторождений урансолвп.„
'
(ураноносные угли и сланцы H e S * ! “‘‘"' каустобиоа получения данных о газоносности и ^
и'^медовання
ей н сланцев.
« 'самовозгораемости
В комплексных месторождениях должны fiv,
«сы нсодерж ание в рудах всех ценньн
'>праделены
д,)«щлх урану и могущих представить n p S e c ^ ™ ’
I..
ГЛАВА v m
ОСОБЕННОСТИ ОПРОБОВАНИЯ
УРАНА
М ЕСТОРОЖ ДЕНИИ
§ I. Общие замечания
Для определенпя среднего содержания урана в рудных те
лах могут быть пспользованы как обычные методы геологическо
го опробования, так и методы количественной радиометрии,
основанные на пропорциональной зависимости между радиоак
тивностью руд и содержанием в них радиоактивных элементов.
Обычные методы геологического опробования достаточно
подробно описаны в опубликованной литературе (Крейтер, 1940,
Пожарицкпй, 1946, и др.), и поэтому нет необходимости оста
навливаться на них сколько-нибудь подробно.
В подавляющем большинстве случаев опробование рудных
тел в горных выработках производится бороздовым методом.
В выработках, идущих по простиранию рудного тела, борозды
располагаются в головном забое. Обычно расстояние между
пробами увязывается с величиной уходки за один цикл и не
превышает 2 м, В квершлагах и ортах рудное тело опробуется
непрерывной бороздоГг по стенке; длина секции зависит от лито
логического состава пород п характера орудеыеиия, но, как пра
вило, не должна превышать 1 м. В отдельных случаях при
большой мощности рудных тел, равномерном и хорошо изучен
ном распределении полезного компонента длина секции может
быть увеличена. Как обычно, борозды располагаю тся по на
правлению наибольшей изменчивости оруденения. Тонкие ж и
лы (мощностью менее 0,1 м) опробуются сплошной задиркон,
такй^е 1—2-метровыми секциями.
Большинство урановых минералов отличается значительно
большей хрупкостью, чем заключающие их породы. Поэтому
при опробовании месторождений урана всегда следует опасать
ся систематической ошибки в сторону завышения истинного со
держания металла, в связи с возможностью попадания в п р ^У
рудного вещества в избытке против нормальной пропорции. Та
кая опасность особенно велика тогда, когда имеют д ело с кремистыми сланцами, содержащими уранорганические с о е д и н е н и я
s 2. Анализ руд, пересеченных б п п п .......
г г ; г » .™
™
г п г й ; /« ™
гь™
J a t . >• у к л и ч ч е psiMepa б о р „ , ( „ ? o x “ S ! ' J “ '"
£ю тщательно соблюдать их геометрию
V
(„есторождениях, характеризующихся чередованием бпгя
^рудных скоплении с безрудными интepвaлLи значительной
«яженнкти, опробованию можно подвергать только ^астки
JuieHKOH активности, границы которых устанавливаотсГпо
д , 1ьтатам подземной v -съемки. Содержание металла м w a
U W6 активность не отличается от общерудничного «Лона»'
J3T11Xслучаях принимается равным нулю. Подземная v-съемка
д0 е дает возможность секционного опробовауия участков
рилнчнон Y-активности,
Содержание урана в пробах определяется главным образом
Ii^TEMИХрадиометрического анализа. Химические анализы проб
ороводятся только для контроля данных радиометрии.
В последнее время обычные геологические методы опробоЙШ1Я урановых руд вытесняются методами ‘количественной
радиометрии. Для определения среднего содержания урана в
рудных телах или в отдельных их участках применяются три
«етода:
1) количественный радиометрический анализ руд, пересе
ченных буровыми скважинами (количественный у-каротаж);
2) количественный радиометрический анализ, руд, вскрытых
горными выработками (радиометрическое опробование);
3) количественный радиометрический анализ отбитой руды
i сочетании с опробованием закладки и отвалов (опробование
добычей).
§ 2, Количественный радиометрический анализ руд,
пересеченных буровыми скважинами
(Количественный у-каротаж)
»
При разбуривании урановых м есторождений
наблюдается избирательное истирание керна с вьш
«киеральной его части промывными водами. В та
^
опробование продуктов бурения не °^^^"^^^е^ечения буровой
представления о качестве руды в
о мощности
«кважинон. В подобных случаях надежные ^
только
рудного тела и содержании в нем урана может д
У-каротаж скважин.
^ ,
4..,о« 1тргкий метод исслеУ'Каротаж представляет собой
изменение интенДованпя скважин, при котором
j Применение ука^пвности у-излучения пород вяоль
' „г. радиоактивные
Р^ажа при поисковом и р а зв едо ч н о м ^УР
положение радиоРУДЫпозволяет достаточно точно опред
11
’Г:
188
y itl. Особенности опробования месторождений ирпы^
активно!! породы, а во многих случаях н содержание в ней па
дноактивных элементов. Обязатмьнын у-каротаж всех сква Л ;
исключает пропуск пересеченной скважинок радиоактивнойТоРОДЫ при плохом выходе керна.
Существуют различные типы у-каротажных установок, прелназначенные для у-каротажа в разных условиях и с разными
целями. При поисковых и разведочных работах на радиоактив
ные элементы применяются в основном У'Каротажные радио
метры типа КРТ, КРЛ и КРЛ-М. Основные сведения о радио^
метрах приведены в табл. 16. Принципиальная схема у-каротажной установки показана на рис. 75.
Радиометры КРТ применяются для
каротажа глубоких скважин, пробуренных
с поверхности. Радиометры К Р Л и КРЛ-М
используются как для каротаж а мелких
скважин, пробуренных с поверхности, так
и для каротажа подземных скважин (го
ризонтальных и восстающ их). В послед
нем случае применяется принудительная
подача гильзы радиометра в скважину.
уК аротаж скваж ин производится при
подъеме гильзы со скоростью около
2,5—3,0 M j M U H Увеличение скорости
движения гильзы приводит к занижению
активности в случае тонких радиоактив
ных пропластков или жил и поэтому соз
дает опасность пропуска или недооценки
маломощных радиоактивны х тел. Участ
Рис. 75. Припцнплальки
скважины с повышенной радиоактив
ная схема у-каротажностью целесообразно каротировать пов
ного прибора;
торно при максимальном м асш табе рас
/ —скважинный снаряд;
2 —кабель: 3 — индика
стояний на графике к ар о т аж а и при знатор унзмсрения; 4 —гечите^аьно замедленной скорости подъема
яерэтор высокого иапря*
жепия; S н в —усилите
гильзы с тем, чтобы обеспечить возм ож но
ли импульсов индикато
более точную запись кривой изменения
ра; ? — иитегрирующач
ячсАха; 8 — регистрирую*
интенсивности у-излучения в месте пере
щиЛ прибор.
сечения скважиной рудного тела д л я даль
нейшей количественной интерпретации. При нeзнaчитeлJьныx
мощностях рудного тела наиболее точную форму кривой ин
тенсивности у'Излучения можно получить при регистрации из
лучения по точкам через 10—20 см.
Для перевода показаний в микрорентгены в час у-каротажHbie радиометры эталонируются тем же методом, что и п о л е в ы е
*
При каротаже раднометрамн со сцинтилляцнонными
скорость подъема может быть значительно уоелнчена.
счетчике
} 2.А н ш ,т р уд , п ер есечен ^,.,
Та б Л нц
______________ Каротажные радиометры
«о
Система р е п с т р а ц и и
7-нзлучения
т
Автоматическая запись, ви
зуальная регистрация по шка
лам и ЭМС
. . . .
к Визуальная по шкалам г
{КРЛ-М Э М С ..............................................
КРС
Автоматическая запись, счет
импульсов 1: 1G0 н ЭМС
РКР
ЭМС с пересчетом 1 : 4 и ви
зуальная регистрация по шка
лам
................................................
т с
ЭМС с пересчетом I : 100 н
|интеисиметр . . . . . .
5
20000
lOCO
60*
10
10000
120
42
2
20000
loco
78*
5
100 ООО
120
34
2
20 ООО
120-1 5 0
42
* Вес без лебедки и кабеля.
радиометры, т. е. путем измерения интенсивности ^-излучения
01определенного эталона радия на различных расстояниях от
шона до счетчика. Перевод в эти единицы показаний
рздиометров, пропорциональных измеряемой интенсивности
у-излучения, производится при помощи постоянного коэффициа при отсутствии такой пропорциональности ~ иепосредсгеенно по кривой эталонирования. В этом случае автоматиче^ вводится и поправка на просчет импульсов.
Из-за просчета импульсов график у’Каротажа, полученный
п£У1уавтоматической записью, вычерчивается в непропорциоЗДком масштабе. При окончательном оформлении результа^
^зу-каротажа и особенно при подготовке их к количественной
’*ятерпретации показания радиометров переводятся в микроРентгены в час и строится график в пропорциональном масштаПри этом сглаживаются неровности кривой.
"^точностью записи, и вводится поправка на
?сирующая ошибки из-за проскальзывания
^
лебедки. Эта поправка вводится по данным прохо д
; I
h
190
Pj^ v t n Особенности опробования месторождений
оториим каротажем результаты измерений не могут быть н.
пользованы для подсчета запасов.
«сФорма кривой Y-каротажа несколько зависит от длиьщ с ч ^
вой трубки; при каротаже длиппым счетчиком уменьшает?^
велнчлиа пиков у-актпвмости, связанных с тонклми гтропласткя
ми и растягиваются края максимумов, iro при этом плошапГ
аномального пика на графике останется такой ж е, как и при по
гистрацин точечным счетчиком.
^
При большоГг скорости движения гильзы максимумы также
будут срезаться, но при этолг будет уменьш аться и площаль
аномального пика. Такое искажение, как это будет видно н и ш
скажется на результатах количественной интерпретации у-каротажа.
Количественная интерпретация у-каротаж а производится с
целью определения мощности радиоактивного тела и среднего
содержания в нем радиоактивных элементов. Основой колнчестоеиноЛ интерпретации укаротаж а является использование
площади аномального пика на у'Каротажной диаграмме. Со
гласно Булашевичу {1955),
S ^ h -L
,
где 5 — площадь у-каротажнон диаграммы, мкр1ч;
А— мощность радиоактивного пласта, см;
/оо — интенсивность уизлучения бесконечного * пласта,
мкр/ч при содержании радиоактивных элементов, рав
ном содержанию в каротируемом пласте.
Если скважина пересекает радиоактивный пласт под углом
к нормали, то формула сохраняет свое, значение, но истинная
мощность заменяется стволовой мощностью пласта.
Известио, что интенсивность у*излучеиия в точке, находя
щейся внутри бесконечного пласта с равномерным распределе
нием радиоактивных элементов (/о» ), вы раж ается формулой
;
__ Artkq
im =
I
где q — весовая концентрация излучающего элемента;
р массовый коэффициент ослабления у^^злучения;
« — коэффициент пропорциональности.
Из этой формулы видно, что /ов не зависит от плотности
каротируемых пород п от радиуса скважины, а зависит только
от массового коэффициента ослабления у'пзлучеиия. Отсюда
ясно, что и площадь аномального лика на каротаж ной ди аграм кощноУть
маяст Ка ин^р? I
пластом в раднометрни понимается
велика, что дальнейшее ее увеличение
маяст ка интенснвность измеряемого у-пзлученяя.
L e зависит от плотности пород и п а л „ ^
'
|^^я„„ом коэффициенте ц интенсивнмт^^^^^ «важииы. При
.^пласта будет прямо пропорциональна bZ «""™
!„иляаюЩего элемента:
® весовой кондентра' '■ -^ п д ,
коэффициент перехода от интенсивипгт»
Увечного пласта к содержанию в нем оа лип1^ излучения беся. Отсюда S ^ n q h , т. е. площадь аном'^алии пп™®”®
ямному запасу радиоактивных элементов “Р°"°РВДональпа
Для пачки пластов разной мощности и с
аурава по принципу независимости v - n S
I иацым пластом, можно записать:
’ создаваемых
5 — 5j -|- 5 | -fk
m l ^ А/ <]i
Представляет собой линейный запас радиоак-
тнвпых
«,ппм
1г элементов во всей пачке пластов. Иначе говоря,
эпсуда
/- С Р - ^
•
2 Л/
/=1
Следовательно, средняя интенсивность у-нзлучения опреде•№я делением площади аномального пика на суммарную
^щиость пласта. Среднее содержание в пачке определяется по
формуле
а
^ср = , /г^ Р - .
^
^3 сказанного ясно, что площадь аномалии пропорциональлинейному запасу радиоактивных элементов при любом рас
пределении урана внутри каротируемого
«разом, для определения основной величины Д^я подсчета ^
«гав-линейного зап аса по скважине -достаточно правилыю
Рвделить площадь каротажной диаграммы и - „_,,опиого
WT п, связывающий интенсивность у-излучения
"-’“«а с содержанием радиоактивных элементов. Обычно этот
jg 2
Гл. У1П. ОсоШности опробования месторождений ипонг,
к о э ф ф и ц и е н т выражается числом микрорентгеиов в час г,.
0 0 1 % ЗФана, находящегося в равновесии с продуктами распали
В с л е д с т в и е разницы в спектральном составе у-излучгиия акти^
ных пород н радиевого или радисво-мезоториевого эталоня
пересчета зависргг р т типа применяемого счетчикя
и толщины гильзы каротажной установки*. П ри применении
тонкой гильзы на величину коэффициента влияет такж е и спел
НИН атомный номер каротируемой породы.
Коэффициент пересчета для радиометров со сцинтнлляционнымн счетчиками зависит от индивидуальных характеристик
сцинтиллятора и фотоэлектрического умножителя. В связи с
ьтим его необходимо определять для каж дого радиометра и
при каждоГ! замене кристалла ил» фотоэлектронного умно
жителя.
Определен11е коэффициента пересчета производится опыт
ным путем на моделях бесконечного пласта^, приготовленных
из измельченной, равномерно перемешанной урановой руды
с известным содержанием радия, загруж енной в ящ ик. Раз
меры модели «бесконечного» пласта зависят от вещественного
состава и плотности руд и определяются опытным путем. Если
руда эманирует (т. е. теряет часть радона в окруж аю щ ее про>
странстБо), то ящик закрывается герметически д л я предотвра
щения потери радона. Коэффициент пересчета определяется из
измерения иитенсив1юсти у-излучення в средней части шпура,
пройденного в средней точке поверхности ящ ика. При использоBaffHH эманирующей руды измерения производятся после полно
го накопления эманации в герметизированном ящ ике (прибли
зительно через 15 дней после герметизации я щ и к а). Коэффици
ент рассчитывается путем деления интенсивности у-излучения
на содержание радия в руде, выраженное в сотых долях процеита равновесного урана.
Другой метод определения коэффициента пересчета заклю
чается в сравнении площади у-каротажиых диаграм м с линей*
иым запасом радиоактивных элементов по ряду скваж ин (по
рядка 20—30) при стопроцентном выходе керна. Т акие сопостав
ления трудно провести на разведочных скваж инах вследствие
<>бычной потери части керна, и они производятся по данным
у-каротажа специально пробуренных коротких скваж ин, прой
денных всухую из подземных горных выработок.
Все определения коэффициента пересчета, п р о и зв ед ен н ы е до
‘ ИХ пор рядом исачедователей как на моделях бесконечного
п^ааста, так^и из данных у-каротажа опытных скваж ин, дали
стандартной гильзы обычных у-каротажных установок величи
ну 115 ± 10 мкр/ч на 0 , 0 1 урана. Этот коэффициент псхлу'
чен при каротаже скважин, пройденных по рудным те.аам^
ходящимся в разных породах — от радиоактивных углей
ко э ф ф и ц и е ггг
руб.
193
КИСЛЫХ изверженных пород и железистых
кваркоэффициент пересчета определяется при измепеи.,»
,.«псп1 уизлучення в скважине без буповпт " г
Д / В реальных условиях в е р Ж ^ Т ы Г
сажипы практически всегда заполнены буровьш
f^EHb часто обсажены железными трубами Буоовпй п»°’’°“
.(Ладные труды поглощают часть V-излучения парод "тем
приводят к уменьшению регистрируемой иятж ивио^^
, влучеячя. Поэтому при количественной интерпретации
Iважных диаграмм необходимо вводить поправку на погло
йялет-лучеи в буровом растворе и в обсадных трубах Пои
яедешт таких поправок следует иметь в виду, что истинный
!наметр скважин, в результате разрушения их стенок может
йлъ значительно больше заданного, причем обвалы’ стенок
tjne всего бывают при пересечении рудного тела. В таких слуйИ кеобходнмо снимать кавернограммы скважин if соответсткяко изменять поправки на поглощение 7 -лучей в буровом
растворе.
Мощность рудного тела и содержание в нем металла, по
лншм у-каротажа, могут быть определены несколькими спо
собами. Выбор того или иного из них определяется кон
кретными геологическими особенностями данного рудного
itia.
Наибольшую трудность при интерпретации укаротажа
оредставляет точное определение границ радиоактивного пластз. Если пласт имеет бЬльшую мощность, четко выраженную
(ранпцу с неактивными вмещающими породами и достаточно
равномерное распределение радиоактивных элементов, то в
средней точке пласта достигается максимальная интенсивность
у-нзлучення, соответствующая интенсивности излучения бес
конечного пласта. В этом случае на границе пласта интенсив
ность уизлучения будет вдвое меньше, чем в^ центре пласта,
и, ташг образом, по половине максимальной ^'^тенсивн^г i
«ожет быть достаточно точно отбита граница
способ определения мощности по каротажной
^
аазваиие способа « 1 /2 /„акс
При
jeHee40 см следует применять
проW » (Овчинников и Иващенко.
°„щ ем у мощность
вводятся по специальному графику,
У точками.
РУДНОГО тела и расстояние по оси скважи
м а к си м ал ьн о й ,
“«оторых интенсивность Y-излучения равна I
^
кон- '
° случае отсутствия геол оги ч еск и х
i?
цо точке на
его могут быть определены
поеделу промыш№ротажной кривой, отвечающей нижне У
иного содержания.
hrOB
^3 Д я. Суражскпй
I.'!
'
;
г '
и
I
194
Гл. К//А Особенности опробования месторождений upnu^j
В ряле случаев мощность активиого пласта приходит^
приблггжеппо. руководствуясь формой
кривой
Y-каротажа if приближенным учетом зоны влияния активиыг
п о р о л . Следует иметь в виду, что зона влияния активный
пород завпсит от радиуса скважины; чем больше радиус скпа
жнны. телг больше растянут пик, соответствующий на у-каоо-'
тажиой диаграмме рад^тоактивиому пласту. Разм еры зоны вли
яния активных пород зависят и от плотности пород: в более
плотных породах зона влияния меньше.
Необходимо отмстить, что в случае разной плотиости руд.
ных и вмещающих пород искажается не только зона влияния
радиоактивного пласта, по и площадь аномального пика. Если
вмещающие породы имеют меньшую плотность, то площадь
аномального пика получается завышенной, а в случае более
плотных вмещающих пород — заниженной. Это -искажение
площади будет тел1 больше, чем меньше мощность каротиру
емого рудного тела. Однако оно вообще невелико: так, при
породах, имеющих плотность па 1,0 г/см^ больше, чем рудноетело, занижение площади при мощности 20 см составляет
8,5% . а при мощности 64 см — всего 4% . В большинстве слу~
чаев этим искажением можно пренебречь.
Ошибка в определеншг мощности составляет ± 2 0 % при
мощности до 1 м; по мере увеличения мощности возможная
ошибка будет уменьшаться.
Очень важно подчеркнуть, что ошибка в определении мощ
ности не сказывается на определен1ш линейного зап аса по дан
ному рудному телу, поскольку ои определяется непосредствент из площади у“Каротаж1юГ1 диаграммы. Заниж ение мощнос
ти приводит к соответствующему завышению содерж ания ра
диоактивных элементов и, наоборот.
Из теории Y-каротажа следует, что при количественной ин
терпретации Y-каротажа надо учитывать всю площ адь ано
мального лика до среднего уровня активности вмещ аю щ их по
род. Выделение внутри активной породы слоев разной актив
ности и определение содержания радиоактивных элементов в^
каждом из них по данным у-каротажа не может быть произве
дено, за исключением случая, когда активные пласты разделя
ются слоядн! неактивных пород толщиной более 50 см. Гру
бая оценка содержания для отдельных слоев м ож ет быть про
изведена^ расчетом по интенсивности у^'^злучения, зарепгстр 1трованиок в данной точке.
Контроль Y-каротажа люжет быть осуществлен путем раз
ведки одного из разбуреншх участков месторождения систе
мой горных выработок и сравнения полученных таким обра
зом данных о средней мощности рудного тела, среднем содер'
жании и запасах металла с аналогичными величинами, вычисопределять
^ ^ A h (liu 3 р у д , пересеченны х буровы и..
‘^Чважинами
I^MII по результатам интерпретащц, у-каротажн»г
К , Участок, выбранный для такой поовеп™
^
не менее чем 2 0 - 2 5 с к в а ж и н а С „ Г с е т Т * “
!д з 1Шого месторождения. Другой метод контаоля “Т
«кя в сравнении результатов Y-каротажа и а м ^ з о „ пТп!
L os бурения по ряду скважин с 100%-иыы в ы х о ^
И,а подобных сравнениях нельзя ожидать со в п ад еС S '
Н;„,„оотде.1ьиыи скважинам. Достаточно обратить внима'
земто,чтопрн Y-каротаже измеряется активность порм
Ьидающпх скважину, в то время как керн взят из стола
клой скважины. Следовательно, при сравнении результатов
иобования керна и интерпретации у-каротажа сравнивают
Удержания, относящиеся к разным частям рудного тела
1И
0Ж
НО ожидать совпадения результатов только в слуае совершенно равномерного оруденения. Существенно такleio, что радиоактивная порода действует на счетчик не одиUKOBKнаибольшее влияние оказывает порода, расположен
ия в непосредственной близости к каротажному снаряду, а нааеаьшее— наиболее удаленная. Поэтому, если вблизи стеншсражнны попадается участок с высоким содержанием урап, то Y-каротаж даст завышение, а в противоположном слу!ie-занижение по сравнению со средним содержанием в зоЕвлияния радиусом примерно 30 см. Таким образом, даже
"ра сравнении у-каротаж а с валовым опробованием нельзя
ощать совпадения результатов по отдельным скважинам.
Чем неравномернее оруденение, тем большие расхождения
I vorjT быть по отдельным скважинам. Но если ни в керновом
мробовании, ни в у-каротаж е нет систематических ошибок,
Т|расхождение между их данными связано со случайными
шонениями; при осреднении результатов по ряду скважин
»Тйотклонения взаимно компенсируются и средние содержа
ли по достаточному числу скважин будут мвпадать. ^снс^
'^очем неравномернее оруденение, тем по
'
йважин (точнее, по большему метражу
«реднять результаты для получения совпадаю щ их ср д
Из этого, однако, не следует, что
v^^DoraS*^в
точные результаты. Напротив,
^
так как
случае выше т о ч н о с т и ' кернового
„-рльно больше
влияния пород на каротажный снаряд зн
•й^метра керна,
«т.1т^‘ппоетации у-каСкстематическую ошибку в
наоушение радиоР^тажа может внести только
разбуренному участку.
[IP'^oro равновесия в руде по всему Р
qji фактически
, *^°^кольку каротаж проводится по Т У
дновесному сосодержание радия, пересчитываемое
Р .
,
1
J Гл.
95
VHl. Особенности опробооания месторождений
отношению иа уран', а не истиппое содержатпге урана. Поэто
му нарушите рад{юактивного равновесия между ураном и
продуктами его распада (включая сюда н потерю породой эма
нации) является дополнйтелыюк причиной расхождения резуль"
татов у-каротажа и опробования керна.
Сгтедует различать два вида нарушения радиоактивного
равновесия: общее нарушение с односторонним сдвигом равно
весия в пределах целого месторождения 1[ли крупных участков
месторождения и локальные нарушения, при которых знак на
рушения равновесия на отдельных небольших участках разный
!i в среднем по ряду таких участков нарушения равновесия
сглаживаются. Локальные нарушения радиоактивного равнове
сия по своему влиянию на результаты у-каротаж а эквивалент
ны нерав1гомерпости в распределении орудедения. Они могут
вызывать дополнительные расхождения у -каротаж а и опробо
вания керна по отдельным скважинам, но при осреднении ре
зультатов по ряду скважин в пределах участка, для которого
равновесие в среднем сохраняется, влияние локальны х нару
шений равновесия будет сглаживаться и среднее содержание
по у-каротажу не будет искажено нарушением равновесия.
Общее нарушение равновесия вызовет систематическую
ошибку в определении содержания урана по данным у-каротажа. Но такое нарушение равновесия вообще встречается редко
и только в зоне окисления месторождения. Поскольку бурением
обычно разведуются глубокие части месторождения, в которых
оруденение связано с первичными рудами, нарушение равнове
сия только в редких случаях может привести к систематиче
ской ошибке в результатах количественной интерпретации
укаротажа.
табл. 17 приводится сопоставление данных количествен
ной интерпреташнг у-каротажа и опробования керна при
100%-ном выходе керна.
Подобные расхождения являются обычными д л я месторож
дений с неравномерным оруденением. Ориентировочно равен
ство числа отклонений с плюсом и минусом при сравнении у-ка
ротажа и кернового опробования указывает на отсутствие систе
матического расхождения. Для более точной оценки результа
тов применяется статистическая обработка полученных данных
(Смирнов, 1950). Прп плохом выходе керна расхож дение между результатами укаротажа и кернового опробования может
быть систематическим, но в этом случае данные у-каротажа,
безусловно, надежнее. уКаротаж и его интерпретация в приме
нении кториевым рудам, практически не содержащим урана, ииУ'»элученне
практнческп п о лн о стью связано с
короткожнвущлм» продуктам» распада радона.
I
6ипп„к.,
§ О^Анаяаз р у д , пересеч ен н ьи
б л и ц а 17
Сопоставление данных у'^аротажа и опробованияТ акерна
ja
«S
о'
(О
по 7 -каро
по керну S i
тажу
^ I
:Sp
0.74
0.76
0,074
0,079
1.22
0,С66
0,73
0,065
0.023
0,135
1.24
0.62
0,79
о.озн
0,86
0,218
0.114
0,135
0,067
0.052
15
16
17
0 ,0 1 8
20
22
0,183
0,040
0,132
24
25
и
о
X
о Ч
^ еч
6,80
3,34
4,52
3.96
6,80
5,80
6,40
Содержание
по 7 -каропо керну
тажу
0,058
O.Cfil
0.070
0.070
0.051
0,060
0 ,0 2 2
0 ,0 2 2
0,П84
0,029
О.Г.’З
0,074
0.{1?3
0.127
яе отличается от у-каротажа урансодержащих рудных тел.
^учетом уранового эквивалента тория по у-лучам в бесконечIпласте, равного 0,44, коэффициент пересчета от интенсиву-излучения бесконечного пласта к содержанию тория
:Еродуктами его распада составит 51 ± 5 мкр/ч на 0,017о то-'
ш.Нарушения равновесия в ториевом ряду в природных услот вследствие малой продолжительности жизни продуктов
;1спзда тория практически не встречается. Это дает твердое
пованне для расчета содержания тория по данным у-каротаа, несмотря на то, что все у-излучение ториевого ряда свят не с самим торием, а с продуктами его распада. Ослож, кие вносит только то, что в ториевой руде обычно встречаетIа в заметных количествах уран. В таких случаях
13Жможет дать только общин урановый или ториевыи эквива
лент зарегистрированной активности. Для раздельного вычис«Ш1я содержания урана и тория по данным
°
шть отношение урана и тория в руде. Во многих
'
•ганнва этого отношения достаточно постоянна^.
«прежде всего к рудам, в которых уран и тории ®
' 101 же минерал. В таком случае
под№ может быть вычислено по анализам ср д
^ .^т-ации
вятого керна и затем использованию при
Наротажа.
т/рс и ПРКС*
Сцинтйлляционные каротажные
^ „„е и регнстри“озволяют дискриминировать мягкое Y'
с задантолько жесткую часть спектра
» интенсивности
энергетического уровня. По
^ „рделить природу ис% го и жесткого у-излучения
^"Р^оановыа или ториJ®4HjiKa радиоактивности, т. е. установи
УР
характер оруденения.
'I*
I
198
Га . Vlff- Особенности опробования месторождений црдип
§ 3. Количественный радиометрический ан а л и з руд,
вскрытых горными вы работками
(Радиометрическое опробование) *
Радиометрическое опробование позволяет определять сред
нее содержание урана в руде с точностью, необходимой для
подсчета запасов тогда, когда имеют дело с относительно
мощиылти рудными телами, характеризующимися равномер
ным или средиенеравномерным распределением металла.
В ряде случаев оно дает возможность полностью отказаться
от дорогостоящих работ по отбору, приготовлению и анализу
геологических проб.
Известно, что между интенсивностью у-излучения, изме
ренной на поверхности бесконечного пласта с равномерным
распределением радг1оактивных элементов, и содержанием ра
диоактивных элементов существует зависимость, вы раж аем ая
формулой
X
,
2-Kkq
‘
f
где
(7 — содержание радиоактивных элементов;
|1 — массовый коэффициент ос*аабления у'излуггения;
k — коэффициент пропорциональности.
Из этой формулы видно, что содержание радиоактивных
элементов при постоянстве массового коэффициента ослабле
ния пропорционально интенсивности упзлучення. Отсюда сле
дует, что измеряя у-**злучеиие на поверхности бесконечного
пласта однородной радиоактивной породы, можно определить
содержание в ней радиоактивных элементов. Д л я того, чтобы
при этом можгю было пользоваться постоянным пересчетным
коэффициентом, не зависящим от типа применяемого прибора
и от размера счетчика, прибор необходимо эталонировать и
его показания переводить в микрорентгеиы в час^. П ри приме
нении приборов с просчитывающей схемой эталонирование од
новременно позвааяет вводить поправки на просчет импульсов.
При измерении у'^злучения в горных выработках с целью
радиометрического опробования необходимо вы делять из сум
марного у-излучеиня, попадающего на счетчик, у~^^злучение
стенки выработки. Эта задача решается применением филь' Под ралиометр»ческ[1м опробованием понимается м етод определ е
ния содержания радиоактнаных элементов в естественном залегании р з '
длоактивных руд по результатам измерения питеисивностн
lepMHH «радиометрическое опробование* является условным и ие отрааст сущности процесса радиометрического определения содержания
радмоактлвных элементов в естественном залегании руд.
показано, что эталонирование не устраняет зависим окоэффицнеита пересчета от типа счетчика и толщины гильзы прибора.
^ g. А нализ руд , вскрытых горными выработкаяш_____
199
„.V экранов (Г р а м м а к о в и др., 1959) . Интенсивность
ения регистрируемая счетчиком без экрана, равна
-L
f ,
l o — I, +
-j- /ф
las
/1
излучение от- опробуемой стенки
сген к и выработкивь
V-H3JIV4eHHe от п»сп\;мгатлтт»т.«---^
’
hi -у-излуч_ение от окружающих породL -н у л ев о й фон радиометра, включаюший п.,
ньш фон от заражения счетчика и гмьзы р а м Г
активными элементами и фон от космических л у Н ‘
Если между счетчиком и опробуемой породой n o „ e S
[ашшовую пластижу-экран, то у-излучение этой породы ^
д частично поглощено и общее ^излучение, регистрируема
срибором, выразится формулой
мое
“ П
®)А
»
где о—коэффициент, характеризующий поглощение v-йзлучения в свинцовом экране.
Вычитая из у-излучения, измеренного без экрана, у-излудае, измеренное с экраном, можно получить
/о — / ^ = а / | ,
щ ш видно, что разность в интенсивности у-излучения, нзиерешГг без экрана и с экраном, пропорциональна интенснвИ0Ш1 Y-излучения экранируемых пород. Учитывая, что интенсшосгь у-излучения пропорциональна содержанию радиоактяв1гых элементов, можно написать
где ^ — коэффициент пропорциональности ме>вду содержа
щем радиоактивных элементов в породе и разностью в интенС1Ш1ГОСТНу-излучения, измеренной без экрана и с экраном, на
биваемый для краткости коэффициентом экрана.
Рассмотренный экран носит название плоского фильтруюэкрана. Он позволяет выделить у-излучение от опробуе
мой породы. Но не защищает счетчик от мешающего у-излучеНа практике большее распространение получил щелевой
цилиндрический экран с втсладышем (рис. 76). Этот экран за'^!Щает весь счетчик, снижая, таким образом,^ общин фон
мешающего у-излучения; вкладыш, закрывающий щель в ци‘^^^^рическом экране, играет роль плоского экрана.
При у-опробовании с экранами применяются те же Р
'
«етры, что и при обычной у-съемке: УР-4, УР'4т . 11 ^
jnP-l. Спещгально для ^опробования
радиометр РРС. Ои имеет пересчетную
“ 3 ^,ение
“мяет регистрировать практически без
„.„gopa* вхо"^^^ецс1шностью 5—6 тыс. мкр 1ч, В комплект при р
200
Гл
yv //. Особенности опробования месторождений ур а н а
экран, пересчетныП коэффициент д л я которого
равен 5-10*— 6 . 10-‘ % U на 1 мкр/ч.
Коэффициент экрана определяется опытным путем на ящи
ке с рудоЛ — моделк бесконечного пласта. Эти модели анало
г и ч н ы применяемым для определения коэффициента при у .
каротаже. Для моделей следует использовать руду с небольшим коэффициентом эма(шрова1Пгя или ж е перед определени
ями герметизировать яиупс с рудой и определять коэффищ!ент
лит СВИНЦОВЫЙ
Рис. 76. Экраны для радиометрического опробо-
плния:
о — по |^-лучан: б — по у'Лучам.
после установления равновесия между радием и радоном. Опре
деление коэффициента экрана сводится к измерению на по
верхности ящика интенсивности ^-излучения без экрана и с
экраном или с открытой и закрытой щелью экран а (при
применении щелевого экрана). Коэффициент экрана получает
ся путем деления содержания равновесного у р ан а в руде на
разность измерений без экрана п с экраном, выраженную в
MjfKpopeHTreHax в час. Другой метод определения коэффициен
та экрана заключается в измерении интенсивностей у-излучения в 20-30 сечениях и сравнении средней разности со сред
ним содержанием урана по данным бороздового опробования.
Вследствие разницы в спектральном составе у-излучения
эталона н породы в естественном залегании, коэффициент эк
рана зависит от катода применяемого счетчика и от толщины
П1чьзы счетчика. При использовании тонкостенных гильз и
счетчиков с катодом из материала с большим атомным номе
ром коэффициент экрана зависит и от среднего атомного но
мера опробуемой породы. Это влияние создается главным об
разом мягкими у-лучами, возникающими при рассеянии
чен в горных породах. Поэтому применение счетчиков с като3 элементов с малым атомным номером (например, тн-
J 3. А нализ руд, вскрытых ...............
.^^^Р^отками
201
ГС), мало чувствительных к мягким у-тчам ип„ ,
L , защищающих счетчик от проникновения
толстых
^ « а е т разницу в коэффици^те экрана Z ' n ’'
«состава. Недостатком
таких^че^
НО
ЙСТКПМ
по
unai;H0CTb Систематической nunik''
„.следствие неправильно выбранного коэффициен?Гэкрма
«я^нн^х с
"для данного типа счетчнка (МС, ГС и т. д.) при постоянтолшине гильзы н при данном экране коэффициент экоана
й«еняется от смены счетчика, смены прибора (поскольку при
ор этзлонируется II показания выражаются в микрорентгенах в
*ic) П даже от изменения длины катода счетчика, например
р переходе от счетчика МС-4 к счетчи1су МС-7.
Коэффициент экрана определяется, как это было выше ска.
шо, на руде с равномерным распределением радиоактивных
шектов, в то время как в естественном залегании распределеяпе радиоактивных элементов всегда бывает неравномерным.
^0 приводит к тому, что содержание радиоактивных элемен
тов, рассчитанное по измерению с экраном в одной точке, будет
значительно отличаться от содержания в объеме породы, деиств}тощем на счетчик. Н о такие отклонения носят случайный ха
рактер, и при осреднении результатов по ряду точек они в знашльной степени сглаживаются. На этом основном положении
впостроена методика радиометрического опробования.
Обычно у-измерения с экраном проводятся по линиям отбо
ра бороздовых проб. Точки измерений располагаются по всей
мощности рудного тела (при опробовании по мощности) с рас
стоянием между ними, равным длине экрана или^длине катода
применяемого счетчика. Крайние точки при четкой границе руд
ного тела берутся так, чтобы край экрана достигал
вмещающими породами. В каждой точке
'
ие ивтенснвностя у-излучения без экрана и с экра
.
Щя радиометра переводятся в микрорентгены в ч . ^
c S p 1 i 4 = H схемами это
лрипомощи постоянного коэффициента пер
.
дределах
2 0 В типа У Р - 4 - П 0 граф и^^
оаного сечения рудного тела
и из средней ии■
’УЧення. измеренные без
и с экр
^jj^gj,(.„Bj,ocTb , из^еяснвности без экрана вычитается
пязность умножает•^бренная с экраном. Полученная
^
определяется сона коэффициент экрана и, Tf ^“ ’^^„^р^т.„повочной оценки со
держание урана в процентах. Д ля
до некоторой стеДержания по отдельным «секциям»,
202
Гл. W/Л ОсоСеннпсти опроСюванпя месторождений иоанп
пеин ЯВЛЯЮТСЯ измерения в отдельных точках, можно вычислить
разности мсясду результатами измерении без экрана и с экраHO.vf по отдельным точкам я по иилг рассчитать содержание а
з а т е м вычислить среднее содержание по всей линии. При равно.
мерио.м содержа иШ1 расстояние между точками измерения на
лгпиш можно увеличить. Наоборот, при очень неравномерном
о р у д с н е н и и может быть целесообразным сгущение точек изме
рения до половины длины катода счетчика.
При радиометрическом опробовании нет никакой необходи.
мости добиваться большой точности отдельных измерений, так
как случайные отклонения измеренной величины интенсивности
Y-пзлучення от истинной всегда будут иметь разный зн ак и при
осреднении результатов по рйду точек эти случайные отклоне
ния сгладятся быстрее, чем аналогичные искажения, связанные
с неравномерностью оруденеиия.
Коэффициент экрана опреде»чяется на практически бесконеч
ном пласте, в то время как при опробовании рудного тела в
крайних положениях экрана, у границы с неактивными вмеща
ющими породами, на измеряемую интенсивность у-излучеиия
влияет неактивная порода, вызывая тем самым систематическое
снижение интенснвностн у-излучеиия по сравнению с измерени
ями из бесконечном пласте. По опытным данным этот эффект
может привести к занижению средней разности (измерения без
экрана и с экраном) на 5% прп радиометрическом опробова1гпи рудного тела мощностью 1 м и на 10% при мощности руд
ного тела 0,5 м. Эти предельные цифры относятся к совер
шенно неактивным вмещающим породам. П рактически вме
щающие породы в большинстве случаев тож е имеют
повышенную радиоактивность, и это уменьш ает искаж аю щ ее
влияние края пласта на результаты радиометрического опро
бования. При опробовании маломощных пластов д л я устране
ния влияния вмещающих пород можно применить в щелевом
экране с вкладышем ограничения пучка у ^ у ч е й по длине
шели с тем. чтобы на разность в измерениях без вклады ш а и
с вкладышем не влияли У'-^учи от вмещающих пород. Это
приводит к некоторому снижению чувствительности метода,
но позволяет применять его даже на маломощных пластах и
жилах.
В последнее время для уопробования успеш но применя
ются радиометры с направленным приемом, в которых при по
мощи компенсационного счетчика создается односторонняя
чувствительность к у-излучению. Измерения такими радиомет
рами позволяют получать непосредственно на йндикаторе приj^ a величины, эквивалентные разности в зам ерах и н тен си в ^ экраном и без экрана. Таким образом вдвое
кращается время, расходуемое на измерения и зн ач и т ел ь н о
g 3. А нализ руд, вскрытых
•^::^выработкп.,„
Ьдйшается их точность. Методика определения
1,^ф||Циентов и обработки результатов о п п ^ "ереметных
да и при работе со свинцовым экраном. ^
та же,
Возможность применения радиометрического ппп к
,№зк1ике разведочных и эксплуатационныу п'^я?
2 ц х месторождениях должна быть тщ ат^ьно n'lin ®
«анболее распр^траненным методом отбора проТв нягхп'’®'’®'
j „ ,p , « c .o r o o n p « ! o ..m
™
leHffl результатов получаемых этим методом/с p e a y S
;да1 бороздового опробования. При таком сравнении ы м тет
'сеть в виду, что содержания, полученные по отдельным
непредставйтельны как при радиометрическом, так и пси
бороздовом опробовании. Основное и контрольное бороздовое
сдробованпе всегда показывают значительные расхождения в со1гржак{1ях по сопряженным пробам. Эти расхождения того же
сорядка, что и расхождения между основным и контрольным
радпометрическим опробованием, проведенным по одним и тем
jeлиниям. Представительными могут быть только средние веячшш по ряду сечений (обычно порядка 20—30 сечений, каж
доедлиной около 1 л ) . Критерием применимости радиометриюого опробования может быть только совпадение средних
содержаний по радиометрическому и бороздовому опробоваанюдля ряда сечений рудного тела. Чтобы избежать ошибочт вывода вследствие случайного совпадения средних содер
жаний, следует одновременно обращать внимание на знаки отHOHCHifK по отдельным пробам. Примерно равное число откло
нений с плюсом и минусом указывает на отсутствие системати
ческого расхождения между результатами обоих методов опро
бования. Может представлять интерес также и сравнение ко
эффициентов вариации содержания. При опробовании одного
итого же участка метод, дающий более представительные ре
г а т ы , показывает меньший коэффициент
«2ШШ. Проверка радиометрического опробования на р д
^'ссторождений п оказала, что этот метод
■'Ультаты, не уступающие бороздовому опробова
«ости н надежности данных.
..„«.тчиргкого опроПри интерпретации результатов
^ .„ у ч а м факти«ованпя следует помнить, что
® содержание радия,
1ККИ определяет не содержание УР®”®’
образом, выражеВДнее— продуктов распада радона.
в единицах
«»е результатов р ад и ом етр и ч еск ого опробована
«держания урана д аст верный Результат ^
продуктаРздпоактивного равновесия между УР^
его распада.
^пплбование. как и всякий
Поскольку радиометрическое опр
204
Гл. VIII. Особенности опробования месторождений ур а н а
другой ВИД опробования, может дать удовлетворительный ре
зультат только в средыел! по ряду сечений, то локальные нару
шения равновесия, охватывающие небольшие участки рудного
тела, будут эквивалентны дополнительной неравномерности
в распределении металла и не скажутся на средних содержа
ниях. если в общем равновесие не нарушено. Зональные нару
шения равновесия, в основном односторонине, охватывающие
большие участки месторождения, дадут систематическую ошиб
ку в сторону завышения или занижения содержания урана в
руде, В этих условиях радиометр1тческое опробование по у-лучам неприменимо, за исключением тех случаев, когда есть ос
нова иие для введения общего поправочного коэффициента на
нарушение раврювесия.
Радиометр1[ческое опробование имеет ряд существенных пре
имуществ по сравнению с другими методами опробования ра
диоактивных руд. Оно дешевле и быстрее других способов опро
бования. Результаты его могут быть получены в кратчайший
срок и использованы для оперативного контроля за проходкой
разведочных выработок или за выемкой руды при эксплуатации.
Они более точны, чем результаты бороздового опробования,
вследств1{е ба’тьшего объема породы, воздействующей на
у-счетчик. Точность может быть еще более повышена путем уве
личения плoт^^ocти сети измерений и перехода от измерений по
линиям к измерениям по изометрической сети.
Метод радиометрического опробования по у-лучам в насто
ящее время достаточно разработан как теоретически, так и пу
тем опытного применения и может широко использоваться в
практике.
Опасность систематической ошибки вследствие общего на
рушения радиоактивного равновесия существенна только при
работе в зоне окисления месторождения, и с ней приходится
считаться лишь изредка.
На ториевых месторождениях радиометрическое опробова
ние по у-лучам может применяться так же, как п на урановых
месторождениях. Коэффициенты экрана, определенные на у ра
новых рудах, следует при этом разделить на 0,44, т, е. на чис
ло, соответствующее урановому эквиваленту тория по у-^У^зм
при измерении в бесконечном пласте. При совместном нахож денни в руде урана л тория в соизмеримых количествах радио
метрическое опробование в настоящее время не применимо.
Рад1ю\гетрическое опробование коитрол!фуется бороздовым
опробованием. Борозды^ отбираются по линиям у-измерении
через каждые четыре-пять сечений. Д ля получения н а д е ж н ы х
результатов контроля необходимо сопоставление данных р адиол!етрического и бороздового опробования не менее чем Rt>
20—30 сечениям.
§ 4. Опробование
205
§ 4. Опробование добычей
Опробование добычей применяется почти „
-разведке U эксплуатации многожильны*
"'^'^'очительно
I группы, характеризующихся той о с о б е ^ 5 ’к .^'^®"‘"‘
ЛД заключенного в них урана сосредоточено
^руд, а остальная часть металла hhm Z k h
рассеяния, окружающем эти рудныеТи„,1, Т
^ п я рассеянного оруденения встречаются
!давне связи с рудными линзами.
жильной масСодержание урана в линзах измеряется нескги,т,»„х.„
,^,-десятками процентов; в участках р а с с е я н м Г у р а н ^
даералнзацин оно не выходит за пределы сош х Г к 1 я ^ Г л 1
я процента. Это весьма неравномерные месторояадениГмГ
магическая обработка данных опробования некоторых из
их показала, что относительная величина изменчивости содержания металла для отдельных блоков В1^ражается вариа
шюнйымн козффищтентами, приведенными в табл. 18.
Таблица
Вариационные коэффициенты месторождений пятой группы
Меаорождение
А
Б
В
Г
д
Жила
1
2
3
4
5
1S
..J Коэффициент вариации
минимальный
максимальный
112
197
Ж
281
224
329
138
119
86
92
Среднее значение коэффициента вариации для месторожден|шданного типа определяется в 230—250%.
Построенные для тех ж е жил гистограммы вариационных
РЭДов, как правило, показывают резкую левую асимметрию
распределения. Обычные расчеты по формулам теории вероягностн приводят к выводу, что в подобных условиях для до<^ижения нормальной i(t. е. 7 5 % -ной) гарантии результатов
опробования число проб должно быть настолько большим, что
количество материала в пробах приблизится к весу руды, за«июченной в опробуемом блоке. Независимо от этих расчето^
®условиях действующего рудника, на котором
^
годятся десятки километров разведочно-подгото ^
Рзботок, погашаются десятки тысяч квадратных ^ Р
•'Ой площади и, как правило, действует
.рытого ме^ н а я система труда, о сн ован н ая на
ненадежалла; геологическое опробование рудных
206
Га
V'///. Особенности опробования месторождений ииана.
ное н неэкономичное обычно не производится. Опо заменяется
главньгм образом учетом добычи руды по забоям и определи,
нием количества лгеталла, содержащегося в добытой руде.
Ванду 1гезначт1тельпой мощности рудных тел н неизбежно^
го в связи с этим засорения руды пустой породой такой учет
пе лгожет бить использован для суждения о содержании ме
талла в жильном материале, но он позволяет характеризовать
рудные тела по выходу урана, т. е. по количеству м еталла, из
влекаемого с единицы погашенной жильной площ ади. Коли
чество металла, относящегося к данной жилыгой площади а
недрах, т. е, продуктивность жил, определяется по формуле
KS
где С —продуктивность погашенной жильиой площ ади, к г1 м \
А"—-коэффнщгент извлечения металла из недр;
•S— погашенная жильная площадь (с вюпочением безрудных деликов), м^\
Я — количество металла, извлеченного с данной жильной
площади, кг.
Оценка жпл и блоков при разведке, эксплуатации и под
счете запасов урановых месторождений рассматриваемого ти
па производится в основном по их продуктивности.
Понятие о бортовом и минимальном среднем промышлен
ном содержании в таких случаях заменяется понятием о ми
нимальной промышленной продуктивности, устанавливаемой
для блоков эксплуатационного размера.
Коэффициент извлечения металла из недр К вычисляется
по формуле
где Р — количество металла, извлеченного в товарную руду,кг\
— суммарные потери металла при добыче, кг.
Для эксплуатируемых месторождений коэффициент извле
чения металла из недр определяется по годам, а д л я р а зв е д ы ваемых месторождений — за все время разведюг.
Выемка рудных линз производится селективно. Р у д а отби
вается на брезент и сортируется в забое при помоши радио
метра. При этом безрудная порода выбрасывается, ш туфиая
фракция и рудная мелочь упаковываготся в специальны е ка^
нистры и в таком виде транспортируются на рудный складкажлую канистру вгсдадывается этикетка с указанием индек
са забоя.
§ 4. Опробований
рзд^юактпвная ^горная масса, отбивярмо
^
с
Цельные установки, поступает в c n em .aJlf
обов вагонетки в которые также
“ ®
и
jBHiieMиндекса забоя.
кладынаются бирки с
5 процессе добычи учитываются главным пл
.ияеполноты отбопкн, потери в заклалкр „ °°Р®^ом потери
Первый вид потерь определяется опытным ?v
,й8ескольких (пять-семь) блоков, о т р а б ^ н ? .! ? ’
I, обычно принято на руднике. OlHOCHTMb^t
’'ЗК
j,„p„3T0M может быть вычислена п ^ Г м у л е
"""
^^той урановой минералнзадпей и н
п
РЛОО
РЛ' Р
я-относительная величина потерь, %;
/^—количество металла, добытого при отработке блоков,
кг\
р-количество металла, добытого дополнительно при за
чистке тех ж е блоков, кг.
Потери в закладке и в отвалах определяются путем систешеского опробования закладочного и отвального материя1 С этой целью применяется главным образом горстевое
зробованне из расчета одна проба на 35— 40
горной масКаждая горстевая проба составляется из 40 —45 частичздпроб.
Такая сравнительно редкая сеть опробования обусловлена
люсетельно равномерным распределением металла в отвальш и закладочном материалах. Как правило, на действующих
рудниках, благодаря строгому радиометрическому контролю»
®^ержанне металла в закладке не превышает 0 ,0 2 % и в от
елах-0,005—0,0117о. .
I Гакям образом, исходными материалами для определения
|!Р<5Д)'ктявности ж ил сл у ж зт знализы добытых руд, результаопробования закладки и отвалов, результаты опытной заотработанных блоков и данные маршеидерского у
^погашенной ясильной площади, веса добытой руды и
^'^ва отбитой горной массы.
Содержание металла в отбитой руде
спе!;^спресс-анализа ее в сосудах стандартного размера j i a ^
[ ®^2льных радиометрических установках. В н р г р .3 рСР-б
11
выпускаются три типа
на газораз'
(рис. 77). Эти приборы
Рядяых счетчиках. В зависимости от назна
форма датчика и число счетчиков.
208
Гл, VIH. Особенности опробования месторождений урана
Прибор РСР-3 предназначен для экспресс-анализа руд
вагог/етках, грузовых автомобилях и железнодорожг(ых ваго
нах, В комплект его входит четыре кассеты с 25 счетчиками
Г
Piic, 77a. Установка PCP-3 (общий вид).
СТС-8 в каждом. Имеется блок автоматики, п озв ол я ю щ и й р аз
делять анализируемую руду на четыре заданных сорта. Реги
страция интенсивности ^-излучения производится и н теи си м етром со стрелочным индикатором и записывающим а п п ар атом
(ЭПП-0,9).
Прибор РСР-б представляет собой упрощенный вар и ан т
прибора РСР-3, лишенный блока автоматики и за п и сы в а ю щ е
го аппарата.
§ 4. Опробование добычей
209
Г п РСР-7 Предназначен для экспресс-анализа руд в
условиях подземных выработок и для экспресс^дологических проб малого веса (до
РИС. 776. Установка РСР-6 (общий вид).
__
^
^ РСР-7 (общий вид).
Рис. 77в. Установка Р
ш « ). о .
15 счетчиками СТС-о в
чнкк с 25 счетчиками
U д. я.
Сурожскнй
■ '~ПГ
Прибор
плоские кассеты с
210
Гл. VI!f. Особенности опробования месторождений урана
mnr ОТ ceni или от батарей. Показания регистрируются интенсилтетром со стрелочным иидикаторогл.
Все приборы РСР пригодны для анализа руд, содержащих
до 1—37о урана. Для анализа руд с более высоким содержанкелт урана применяются установки на ионнзациоииых
камерах.
Установки ЛИЯ анализа руд в вагонетки монтируются на
рудничных дворах или у рудоспусков в горных выработках,
а также на поверхности вблизи шахтных стволов.
При выборе места и помещения для создания таких конт
рольных пунктов необходимо обеспечить минимальную вели
чину и постоянство «фонового» излучения от окружающих
пород и предметов, достаточное постоянство температуры
прибора и, особенно, датчиков. Все установки д л я экспрессанализов должны иметь весы необходимой грузоподъемно
сти.
Основным методом определения содержания м еталла по
экспресс-анализам на установках РСР является метод сравне
нии результатов измерения интенсивности у'Излучення от
дельных проб и эталонов. Для обеспечения необходимой точ
ности анализов при изготовлении комплекта эталонов
необходимо соблюдать следующие обязательные условия:
1. Комплект эталонов должен перекрывать весь интервал
содержаний металла, измеряемых на данной установке.
2. Материал для эталонов должен быть представительным
для руд данного месторождения.
3. Границы сортов (классов) руд, например забалансовой,
бедной, товарной, по возможности должны быть равны содер
жаниям металла в соответствующих эталонах.
4. За номинальное значение содержания металла в этало
нах следует принимать среднее из многократных ш ифрован
ных химических и раднометр1гческих анализов, если расхож де
ния между ними не превышают ± 5 % . При более значитель
ных расхождениях за основу надо принимать химические
анализы.
Измерения комплекта эталонов дает возможность получить
основную характеристику данного прибора в виде графика, вы
ражающего зависимость показаний индикатора от содержания
урана.
Содержание металла в пробах по результатам измерениз^
установками РСР определяется двумя методами:
а)
расчетным, по эталону, интенсивность излучения которого наименее отличается от излучения пробы; содерж ание С
я.
f 4. Опробование
I С .-содерж ание металла в эталоне; « „
^
й ы и эталона (без ф она).
’ "■ «— отсчеты от
?для повышения точности и быстроты пои
IJ0 пользуются системой таблиц, вычислен?,?
LjrtsiaTiwecKiix измерений эталоновпо Данным
б) графическим по основной характеоист!!»»
(дагветствни с данными ежедневного промепя
Использование результатов экспресс-анаТиД „»
'°®'
jjacoB возможно при условии систематическое
j^si>ix результатов с данными валового опро6ованЛ"»г''Д’
„йтоирудь. или контрольного опробования представите^!
части промеренной рудной массы. На новых т и п а Г р м м п
.период освоения новой модели установки н е Ж ™ ”
« н т ь отбор и химический анализ контрольныхТроб
(2j_30 проб по каж дой группе содержаний). Одноврем^ш
«ределяегся состояние радиоактивного равновесия П<т5кнык материал обрабатывается статистически с целью выявI
снсгемаигческих ошибок. При* наличии такой ошибки не^
(^.адиио определить причины ее возникновения: нарушение
радиоактивного равновесия, непредставительность материала
для эталонов или ошибки в их приготовлении и анализах, ап
паратурные и измерительные ошибки и т. п. Если выявленный
ктовдик систематической ошибки неустраним, то в результаты
раднометрических анализов каждой группы содержаний вводтся поправочный коэффициент по соотношению
К
С
где С н С' — средние арифметические значения содержаний по
химическим и радиометрическим анализам каждой группы.
При экспресс-анализах руд в вагонетках контроль полученйых результатов производится путем опробования материала
25—30 вагонеток. Если это невозможно, результаты экспрессзнализа должны быть сопоставлены с результатами опробова
ния руд при их отгрузке или переработке.
По результатам того или иного вида контрольного опро
®21Ш
ямогут быть получены д ва вида поправочных коэффиДиектов:
ч
2) дифференциальные — для каждой группы содержани
“"а д а ;
............ „опвпуп
212
Гл. Vm . Особпнности опробования мвсторождениа ипана
так н для корректировки результатов экспресс-анализа партии
руд данного типа.
Если установки РСР используются для колтрольио-отсечиых
пзмсрениГх в горных выработках или па поверхпости, обеспечи
вающих разделение горной массы на руду и породу, то границы
различных сортов (классов) устанавливаются.иепосредствеиио
по стрелочггому индикатору. В этом случае каж дая вагонетка
относится к определспному сорту и в соответствии с этим напраапяется на дальнейшую технологическую обработку.
Искажение результатов экспресс-анализов установками РС Р
связано с ошибками, которые разбиваются на три группы:
1) физические; 2) тех1н1ческне; 3) аппаратурные,
В группе физических ошибок наибольшее зиачепие имеют
ошибки, связанные с нарушением радиоактивного равновесия
U эманироваиием урановых руд; эти ошибки могут иметь систе
матический характер и значительную величину. Д л я устранения
их необходимо определение коэффициентов равновесия и эманнрования по отдельным рудным телам и зонам или контроль
ное опробование с введен1гем соответствуюнутх поправок в ре
зультаты экспресс-анализов.
Весьма значительными являются также ошибки, связанные
с неравномерностью содержания металла в рудной массе и х а
рактером его распределения по фракциям. Неравномерность
содержания приводит к значительным ошибкам отдельных ана
лизов (в среднем до 25%), но так как эти ошибки имеют слу
чайный характер, то их влияние на средний результат по группе
более 25 вагонеток или автомобилей незначительно.
Избирательное обогащение урановыми минералами мелкой
или крупной фракции руд также приводит к систематическим
ошибкам, особенно если размеры датчика и геометрия установки
не обеспечивают контроля всего объема проб.
Несоответствие состава эталонов составу измеряемых проб
может привести к систематической ошибке, которую следует ис
ключать введением поправочных коэффициентов, определенных
па основании контрольного опробования для каж дого типа
рудИсточниками технических ошибок являются: плохое переме
шивание руд при добыче и тра}1спортировке, грязные вагон етк и ,
самосвалы и т. п., а также несоблюдение достаточного времени
замера. При контрольном опробовании и п р о и зв о д с т в ен н ы х
анализах необходимо учитывать возможность этих ошибок и
принимать меры для их устранения.
В группе аппаратурных ошибок необходимо учитывать о ш и б
ки, связанные со статистическими флуктуациями стрелки изме
рительного прибора и ошибки собственно отсчета. Весьма
значительно таюке влияние стабильного режима работы всей
f j, РоОиомегрические методы 6пп,А.
,
ЛН08КП В целом, зависящее от трех о ...
^
'.дабмьности напряжений питания поХп®Л‘’о, ®^=«ентов:
%а детекторов у;излучення в датчикГн ч /
« карадеристикн прибора. Суммарное вл м „„' ''®«"«Ратуриой
«уппы при нормальной работе у с т а н о в о к
этой
]да± 5 %.
^
должно превыСуммарная величина ошибок всех тоех гп„п„
йопческую точность производственных
jia величина однозначно определяется соппгтпп?
„ив радиометрических экспресс-анализов с p e l v l S ' ”'’'
давого опробования тех же партий руды. Для
мшвашюнными камерами средняя относительная o S °
®
дав богатых руд (фракция 100 m i, п арти и -б о^ее 50 ппоя
йждая) не превышает ± 5 % ; при анализах мелкого ус„м
го материала ишиика
При
иного
ош ибка уменьшается до +0,5%
+ 0 5%. U
b J эксvJt
пресс-анализах руд в вагонетках величины суммарнььх
дасс-знализах
с у щ .а о т ч ошибок,
отб™
как правило, больше и достигают иногда 14—157о.
§ 5. Радиометрические методы определения содержаний
уран а в пробах
Радиометрические методы широко применяются для опре
деления содержания урана в рудных пробах. По точности они
не уступают химическим анализам и выполняются намного
быстрее. В настоящее время радиометрические анализы в зна
чительной степени заменили химические анализы на уран при
иассовых определениях, необходимых при поисковых работах
на радиоактивные элементы, при разведке и при эксплуатации
урановых месторождений. Запасы урановых руд в большинстве
случаев подсчитываются по результатам радиометрических оп
ределений урана,
Радиометрические методы определения
основываются на сравнении по одному из видов
гоизлучения радиоактивности пробы “
со
держанием урана. При этом для
„ ^талоне придержания урана необходимо, чтобы в пробах «
р^да^
сутствовали радиоактивные элементы
j^THBHoe равпрнчем между ними долж но
при радиометяовесие. Последнее условие является
дд^тивного излурическом анализе проб по одному
^ jJqj. анализе проб
•^ения, но оно отпадает при
пядиоактивности проб
комплексным методом, с определением р
по двум видам радиоактивного излучения.
^ излучения
В зависимости от используемого
^^„jjpoBaHHbiS
различают а, р- и у ‘Метод, а также
метод.
214
Гл
у///. Особр.нности опробования месторождений ур ана
По характеру применяемой аппаратуры радиометрические
методы разделяются на импульсные, основанные на счете ядериых частиц или квантов, и ионизацпонные, ктспользующие сум,
лтаркую коянзацпю, производимую данным видом излучения.
В н а сто я щ е е время при радиометрическом анализе рудных проб
используются только р- и Y-методы с импульснои регистрахщей
пзлучетгя,
^
^
И з м е р е н и я радиоактивности проб по р- и у л у ч а м произ
водятся на лабораторных установках, из которых наиболее
удобной является установка типа В, В случае необходимости
измерения ради0 акт11ви0 сти проб можно производить и на по
левых радиометрах с регистрацией импульсов электромехани
ческим счетчиком (например, РАР).
В качестве приемников излучения при р-измереииях исполь
зуются в основном тонкостен1гые счетчики типа АС-1, АС-2,
СТС-5, СТС'б, стеклянные счетчики типа МС и значительно
pg^e—торцовые счетчики со слюдяным окошком типаМ СТ-17.
■у-Излучение рег11стрируется счетчиками типа М С, ВС или
СТО, заэкранированными от проникновения жесткого р-излучения. Б последнее время для регистрации у-излучения начи
нают применяться сцинтнлляцнонные счетчики, чувствитель
ность которых к у-лучам приблизительно в 50 раз больше, чем
газоразрядных счетчиков.
Для уменьшения натурального фона (показания прибора
без пробы) счетчики и измеряемые пробы помещ аются в свин
цовые защитные домик]Г. В зависимости от формы и раз
меров счетчиков применяются различные типы защитных
домиков.
Ниже рассматриваются отдельные •методы радиометриче
ского анализа урановых проб.
р-М етод. р-Излучение урановой руды практически свя
зано только с иХз, Ra (5 + С ) и RaE, причем сум м арное р-из
лучение равновесной урановой руды при измерении счетчика
ми тнпа АС распределено так, что на долю UX 2 приходится
52%, на Ra (5 + С ) — 37% и на RaE — 11 %. Эти соотношения
зависят от Т0 ЛЩ1П1Ы сте1юк применяемого счетчика.
Через стеклянные стенки счетчика тнпа МС проникает при
близительно 25% р-излучення, регистрируемого счетчиком АС.
Лз этого излучения 56% приходится на UX 2 и 44% на Ra
(В + С);
р-излучение RaE через стенки стеклянных счетчиков практи
чески не прогшкает.
р-нзмерения проб производятся в толстых слоях (1,5
Пробы помещаются, как правило, в прямоугольные тар елоч к и
глубиной 1—1,5 см. Измерения пробы н эталона п р о и зв о д я т ся
в совершенно одинаковых геометрических условиях.
методы определения содержат
с держание урана вычисляется по формуле
^пр —/и
^ЭТ-- /и
д lot’ ^эт
содержание урана в эталоне одсоответственно активность пробы и атял«
вместе с натуральным фоном.
/ф — натуральный фон счетчика
Сетчнкн одновременно с р-излучениём регистриоуют »
f„3.,учение, но при измерениях на тонкостенныЛчетчиках
,,шлучением обычно можно пренебречь. При измеренияГна
|яя.1янных счетчиках доля у-^излучеиия в регистрируемом cvm йрном Р- н v-излучении повышается за счет поглощениТв
стенках счетчика значительной части р-излучения. В этом aiv,ае р-нзлучение пробы определяется по формуле
где/—полная активность пробы, измеренная при открытой
пробе, вместе с натуральным фоном;
h—
пробы, измеренная при фильтрации
излучения через фильтр толщиной 1 г/ r f .
р-Метод позволяет правильно определить содержание урана
впробе, если в пробе и в эталоне нет нарушения радиоактивно
го равновесия и если коэффициент эманирования эталона и
пробы практически одинаков.. Нарушение в пробах равновесия
между ураном и радием вызывает ошибку в определении со
держания урана Р-методом. Аналогичную ошибку дает и рас
хождение в коэффициентах эманирования проб и эталона.
Вэтих случаях по отдельным пробам р-метод дает неверные
содержания урана, но если в среднем по ряду проб равновесие
сохраняется, то среднее содержание урана в этих пробах будет
определено р-методом правильно, в силу взаимной компенсаШ ошибок разного знака. Таю 1се компенсируются и ошиоки,
связанные с разным коэффициентом
эталона, если средний коэффициент эманирования пр р
коэффициенту эманирования эталона.
полно*
у-М етод. Y-Излучение урановой руды
. падия.
связано с короткоживушими
процентов
Наделю u x . + u i приходится ^ ° " “ о « е с к о л ^ Т у »
у*нзлучения равновесного уранового ряда.
опредезктнвности проб по у'Лучам
„аяояа и пересчет
лить только содерж ание продуктов
лиш ь при наличии
на содержание уран а может быть еде
радона. Это
рзвновесия м еж ду ураном н ^ P W ^ ^ a
Р
„ радием,
равновесие может нарушаться как между уу
216
Гл. УП!. Особенности опробования мосгорождвний ипана
так И между радием и радоном (эмапироватше пробы ). Поэто
му у-метод может пр11мепяться как самостоятельный метод
определения содержания урана только при анализе равновес
ных неэмашфуюших руд.
При у-измерениях проба насыпается на ^тлоскую тарелоч
ку или в шглиидрическпй стакан, надеваемый на счетчик. Толщпгга слоя пробы в обоих случаях должна быть такой, чтобы
самопоглощенпем у-пзлучения в пробе можно было прене
бречь (приблизительно I—2 г!см^).
Активность пробы сравнивается в од1Н1аковых геометриче
ских условиях с активностью эгалогга. Вычисление производит
ся по форлгуле
•л-Г'* пр
где
-
^ — содержание урана в эталоне, %;
4р и Дт “ соответственно активность пробы н эталона
(без натурального фона);
Япр и
— веса пробы и эталона.
К о м п л е к с н ы й р—у ^ ^ т о д . Нарушение радиоактив
ного равновесия между ураном и радием или присутствие эле
ментов ториевого ряда не позволяют определить содерж ание
урана в пробе путем измерений по одному виду радиоактивного
нзлучеи]гя. В таких рудах содержание урана может быть опре
делено только колгплексным методом, основанным на измере
нии р- и у-акп 1вности пробы (Баранов, 1955; Echholz и др.,
1953; Шашкин и Шумилин, 1957). Такой метод радиометриче
ского анализа проб является универсальным, так как он позво
ляет определить содержание урана в любой руде. П ри этом до
пускается, что между ураном и UXi радиоактивное равновесие
не нарушено.
Комплексный радиометрический анализ урано-ториевых руд
ocfioBaH на разнице в урановом эквиваленте тория по У' ^
р-лучам. Аналогично комплексный метод в применении к ураHOBbiiM рудам с нарушенным радиоактивным равновесием ос
новывается на том, что практически все (98% ) уи зл у ч ен и е
равновесного ряда ураиа принадлежит короткоживущим про
дуктам распада радона, в то время как р-излучение связано
как с продуктами распада радона, так и с ближайш ими про
дуктами распада урана (UXi).
Исходя из этих соотношений Р- и у"Язлучеиий, м ож но вы ра
зить содержание урана в пробе по результатам измерения ее
р* и уактивности следующей формулой:
( i Радиометрические методы
— содержание урана в пробе Ч •
~
-соответственно а к т и в ^ т к „
по р- и по v -лучам, % равнов?"'^’’^“ °** "Р°б“ ,
а -коэф ф и ц и ен т.
* Р®®“°®е«|ого урана;
Зй формула пригодна как для урановых п„„
^ямктивным равновесием, так и для урано
ей руд- Коэффициент а для Урано-ториев^ f
> через урановые эквиваленты тория по р в п”
у
I
п
______ L
т -р •
^ Дм урановых н ер а в н о в есн ы х nv»
яошеяню р -и зл уч ен и я р а д и я с n o o / v l , ,
а павр»
аю урана с б л и ж а й ш и м и п родук там и
Р^="ада к р-излу5йФ у-излучением U X ,, с о с т а в Р а с п а д а , если пп™»
йега р-пзлучепия урановой р а в ^ е с т й ’“® ''''" " “ ’>''° 2%
«уч ш у ч ен й я коэффициент а
При учете
(е й
быть выражен фор-
а
__ L_
пада, В1ы р^аж енного^в^^1Ш1ш
"Родуктами рас-
Пракгически к о эф ф и ц и ен т й
МЫ! неравновесных р у д п о ф о р м у д а
УР"'
У -£ /р
содержание урана в смеси неактивной породы с
чистои окисью урана, в которой установилось
Ши и
Рзвнавесие между ураном и UX1+2 ;
7
активность этой смеси по Р- и по у’-^учам в
При пт
процентах равновесного уранового эталона,
лтж
равновесного уранового эталона вместо
®^«оави ^ ^^спользовать руду с нарушенным радиоактивее
®
случае коэффициент а будет зависеть
кш а
счетчика, применяемого для регистрации
Руде
'
^
коэффициента равновесия в эталонной
D
(Гйп!
Гавнп
Вапп
ряду равновесие может быть нарушено как
и радием, так и между радием и продуктами
(эманирование). Д л я того чтобы эта нарушения
изменяли 8- и у-активность пробы одинаково,
*^3 измерений В-излучение 1?аЕ. Это
*^зется применением толстостенных счетчиков типа МС
218
Г л. У!П. Осовснноста опробования месторождений урана
ИЛИ дополнительных фильтров на тонкостенных счетчиках
так как р-нзлучение RaE имеет небольшую энергию и легко
поглощается фильтром. При таких условиях измерений эманирование пробы экв 1Гвалеитио соответствующему нарушению ра
диоактивного равновесия между ураном и радием и его
влияние исключается при использовании комплексного метода
Экспериментальные определения показали, что коэффици
енты а в случае измерения урано-торневой равновесной руды и
урановой неравновесной руды оказываются очень близкими.
Рис. 78. Л\иогои*1етч11коиая устаноока
для измереннл
проб по Р* и улучам (об 1Дпи в и д).
Можно подобрать такие условия измерений, при которых
коэффициент для таких двух типов окаж ется практически
одинаковым. В этом случае комплексным методом можно пра
вильно определить содержание урана д аж е в у р а н о т о р и е в о й
руде с нарушенным равновесием в ряду урана.
Формула для определения содержания урана комплексным
методом при измерении р- и \’-лзлучения на счетчиках МС и
при использовании равновесного эталона имеет сл е д у ю щ и й
В1гд:
^ /- 1 ,9 5 Л р - 0 .9 5 Л ^
.
Измерения р- и уизлучения при комплексном анализе проб
можно производить независимо, но для повышения производи
тельности труда аналитика удобнее измерения |3- и у-излучения
производить из одной навески одновременно. Н аиболее у д о б -
„„pyer суммарное p- и уизлучение, a нижн»а
Регикдая группа счетчиков соемне„а‘’^"""~^-излу.
типа Б. Производительность опрп,
отдельной
-п оряд ка 3 0 - 4 0 проб за р а б о ч и й ^ ®
Точность определении содержаний тоаня » пп i ’
.jmieii урана от 0,01 % п выше не у сту ^ ^т точно?т “ ' ‘««‘ВДнт•'^ ^
‘ точности
™™о«н химических
химически:
йявзов.
Достоверность результатов радиометрических анал.,,.,
0
быть подтверждена химическими анализами 5 fw
(длества проб. Кроме того, качество работы хими«7г1пL m p m e c m , лабораторий подвергается внеишемГи X
^яему контролю. Внутренний контроль, имеющ4
ивременное устранение недопустимых случайныГпогрешо
!яа1, осуществляется путем анализов шифрованных ^ б л и к ^
I
Та бл И
Допустимые случайные погрешности анализов
1
С одерж ание в руде, 9^ Допуст. средние случай
ные погреши, к содер.
для серебра, г//п
элемента в пробе, W
Компонент
11
11
**
1 1
1
>1
1 - 0 ,1
< 0»1
>45
>3
3 .0 - 0 ,5
< 0 .5
> 15
1 5 -6
6 - 0 ,5
< 0 .5
1
1 1
1 1
1 1
1 1
1 1
1
>100
В)
N1
Со
Мо
S
^9
1 0 0 -3 0
3 0 -1 0
> 0 ,6
0 .6 - 0 ,2
>1
1- 0 .2
< 0 .2
> 0 ,5
< 0 ,5
> 0 .2 5
< 0 ,2 5
>20
20— 1
3 —5
5 -7
до 15
1 -3
3 -7
7 -1 0
10-15
2 -4
З -б
6 -1 2
15
1—3
3—5
5 — 12
5—15
1 5 -2 0
3—7
7 -1 5
15
2 -6
6
5 -1 0
до 2 0
1 -2
2—5
220
Гл. V m . Особенности опробования AtecTOрождений ура н а
тов проб в лаборатории, анализировавшей те же рядовые про
бы. ВиешниГг контроль производится для выявления возмож^
ной систематической погрешности в анализах основной лаб о
ратории. На внешний и внутренний контроль направляется
3—5% дубликатов основных проб.
Контроль основной лаборатории производится регулярно в
течение всего периода ее деятельности. Результаты рядовых и
контрольных анализов сравниваются по годам, типам р у д и
классам проб (диапазонам содержаний). При выявлении внеш
ним контролем систематической погрешности необходимо про
извести анализы тех же проб в специализированной арбит
ражной лаборатории. Введение поправочного коэффициента
допустимо только для руд, содержание металла в которых не
находится на грани промышленного, и только в том случае,
если этот коэффициент определен на оспованни достаточно
большого количества анализов.
Кроме урана, должно быть определено содержание прочих
полезных компонентов. Для этой дели производится анализ
сборных (композитных) проб, каждая из которых составляет
ся из трех-десяти п более дубликатов рядовых проб, группи
руемых по сортам руд, участкам и выработкам.
В сборных пробах железо-урановых руд, кроме ж елеза, не
обходимо определять содержание фосфора, серы, кремнезема,
и щелочей. В сборных пробах ураноносных углей определяется
зольность, содержание летучих и др.
Предельно допустимые средние случайные погрешности
анализов на уран и основные сопутствующие компоненты при
водятся в табл. 19.
•
ГЛАВА
IX
ПРОМЫШЛЕННАЯ ОЦЕНКА И ПОДСЧЕТ ЗАПАГпп
М ЕСТО РО Ж ДЕН И Й
Ур А н а
5 1. Основные критерии для промышленной оценки
Среди многих факторов, влияющих на промышленную оцен«уместорождении урана н других металлических руд глаиое
жчекие имеют количество руды в недрах и ее качество выражаемые соответственно цифрами запасов и содержанием метша в руде. В свою очередь, лимиты содержаний и запасов,
шше которых месторождения не могут рассматриваться как
годные для промышленной разработки, устанавливаются диф
ференцированно, преж де всего в зависимости от технологическпх особенностей руд.
В современной практике урановые руды разделяются на
технологические сорта по целому ряду признаков: по характе
ру урановой минерализации; по «контрастности» горнорудной
пассы; по размерам агрегатов и зерен собственно урановых и
урзнсодержащих минералов; по наличию тех или иных полез
ных примесей; по химическому составу нерудной составляю
щей; по содержанию основного металла.
По характеру урановой минерализации различаются:
а) первичные руды, содержащие уран главным образом (не
iieHee75% общего количества) в ви де эндогенных минералов,
не затронутых или слабо затронутых процессами окисления,
б) окисленные руды, содержащие уран главным ооразом
в виде экзогенных минералов;
в) смешанные руды, содержащие уран в смеси
« экзогенных минералов в количестве не
/о
25% (общего содерж ания металла) в каждой из этих
ральных групп.
Степень окисления урановых
в^гидрометаллурвсего на обогатимости руд и на их повед
лучше они
^■нческом переделе. Чем менее ^^^^‘^^д„,Нционными метода110ддаются обогащению обычными грав
„дугой стороны,
(отсадка и концентрация на стол )•
222 Гл. /X. Промышл. оценка и подсчет запасов месторождений
наличке в руде гтервлчньгх минералов (с высоюш содержанием
труднорастворимого U<) несколько осложняет гидром етал
лургический процесс, заставляя вести выщелачивание металла
в присутствии сильных окислителей.
По признаку «контрастности», определяемой степенью не
равномерности содержания металла в кусковой фракции от
битой горной массы, среди урановых руд выделяются:
а) контрастные руды, состоящие из смеси богатых штуфов
и обломков пород с весьма низким содержанием м еталла, при
чем главная часть металла находится в штуфах, содержание
урана в которых в десятки раз превышает среднее содержание
во всей горно-рудной массе;
б) слабо контрастные руды, характеризующиеся сравни
тельно небольшим превышением < в три-пять раз) содержания
металла в рудных штуфах по сравнению со средним содерж а
нием в горно-рудной массе;
в) неконтрастные руды с относительно равномерным содер
жанием металла.
«Контрастность» руд играет важную роль при их радио
метрическом обогащении.
По размерам агрегатов я зерен урановых и урансодерж ащнх минералов выделяются следующие разновидности урано
вых руд:
а) грубозернистые руды, в которых урановые минералы
образуют зерна и агрегаты размерами не менее 3 мм в попе
речнике;
б) среднезернистые руды, характеризующиеся размерами
зерен от 0,1 до 3.0
в) мелкозернистые руды, содержащие урановые минералы
в виде тонкой вкрапленности (0,07—0,1 м м ) \ '
г) дисперсные руды, содержащие уран преимущественно в
состоянии тонкого рассеяния (0,07—0,005 мм) .
Размеры агрегатов и зерен собствеико урановых и уран
содержащих минералов определяют, с одной стороны, возмож
ность механического обогащения руд и, с другой стороны, не
обходимую степень измельчения материала при их обогати
тельном и гидрометаллургнческом переделе. М еханическому
обогащению обычно подвергаются только грубо- и среднезер
нистые руды.
По ассоциациям элементов, содержание которых представ
ляет практический интерес, выделяются собственно у р а н о в ы е,
ураново-полиметаллические, медно-урановые, ураново-никелькобальт-висмутовые, железо-урановые, урано-ванадиевые, урзно-молибденовые и другие руды. Наличие в рудах полезных
примесеи (если они присутствуют в количествах, о п р а в д ы в а ю
щих затраты на их извлечение попутно с основным к о м п о и ен -
^О сновны е_
оценки
I оказывает серьезное влияние как на оценку
JnaK и на технологию переработки оул
^ ‘•есторождеРпо химическому составу нерудной йставляюшра
^аделятся на следующие разновидностиУРановые
силикатные, состоящие в основном „з силикатных мине[>108| .
Uj карбонатные, содержащие более 157о карбонатои’
J, келезоокисные, представляющие собой. п Г сушестя«
[••лмексные железо-урановые руды;
существу,
г) сульфидные, содержащие более 20% сульфидных мине|' д)’каустобиолитовые, состоящие в основном из органичё|®го вещества;
,) фосфатные, содержащие более 6 - 8 % пятиокиси фосЛоХимический состав руд часто имеет решающее значение при
[йборе способа их переработки. Так, например, из силикатных
кдуран выщелачивается кислотами, из карбонапшх — содош растворами; железоокисные руды подвергаются домен8)9плавке, при которой уран концентрируется в шлаках; кауЬобнолитовые руды иногда обогащаются путем их сжигания;
I обычно же высокое содержание органического вещества, как и
' шокнси фосфора, в значительной степени затрудняет процесс
салечення урана из руд, заставляя в ряде случаев прибегать к
применению сложных и дорогих технологических схем.
По содержанию основного металла урановые руды можно
рщ тть на четыре сорта: 1-й сорт — руды, содержащие более
Н урана; 2-й со р т— руды, содержащие уран в пределах от 1,0
йоЗ%; 3-й сорт — руды с содержанием урана от 0,1 до ЬО А:
Йсорт— руды, содержащие уран в пределах от 0,05 до 0,1 л>.
Руды первых двух сортов в ряде случаев представляют ссн
бой товарный продукт, выдерживающий транспортировку н
Шосятельно далекие расстояния. Руды третьего и четверто
сортов должны перерабатываться на месте.
Из сказанного ясно, что ценность
р менее окислены руды, чем
их ^ н т р
йльше размеры агрегатов и зерен урановых
Р ^
feme в рудах полезных ко^шонентов и че
^ фосфатаких вредных примесеи, как биогенны у
^ зависимости от обогатимости руД урановые местор
««я можно разделить на три группы.
_ ббльшая часть
Первая группа — месторождения, из
гуподукт непосред^^лла может быть извлечена в
селективной выемки
в процессе горных работ (пут
224 Гл. IX. Промышл. оценка и подсчет запасов месторождений
рудшх гнезд) I а также путем ручной сортгфовки, рздиометпического НЛ1( механического обогащения горно-рудной массы
В мировон практике такие месторождения считаются при
годными для промышленной разработки при зап асах металла
в несколько сотен тони и при м11ннмальи0 м среднем содержа
НИИ урана в отбиваемои горно-рудиоГ{ массе 0,02—0,03% .
Вторая группа — месторождения, эксплуатация которых по
зволяет получать товарный продукт главным образом путем
переработки руд обычными гидрометаллургическими метода
ми. Такие месторождения считаются пригодными д л я промыщлешюи разработки при запасах металла тысячи тонн и при мииималыюм среднем содержании урана в руде 0 ,0 5 — 0 ,08% .
Третья группа — месторождения, из которых уран может
быть извлечен в товарный продукт исключительно путем пере
работки руд спешгальными гидрометаллургическими методами
(выщелачивание под давлением, хлорирующий обж иг и т. д.).
Такие месторождения считаются пригодными д л я промыш*
ленной разработки при запасах металла в десятки тысяч тонн
и при м)Н{имальиом среднем содержании уран а в руде
а,1-0,2% .
Приведенные выше примерные лимиты запасов и среднего
содержания урана относятся к месторождениям собственно
урановых руд, находящимся в физико-географических н горно
технических условиях средней сложности.
Содержание уранл в рудном теле должно быть тем больше,
чем больше засореЕгия руды пустоГг породой.
Для месторождений, находящихся в особо благоприятных
горио-техиичес1шх условиях (например, доступных д л я разра
ботки открытым способом или с применением высоко-произво
дительных подземных систем), указанные выше пределы про
мышленного содержания дтеталла могут быть несколько сниж е
ны. Они могут быть также снижены при наличии в руде других
полезных компонентов. В качестве побочного продукта уран с
успехом извлекается и из весьма убогих руд, содержащих
0,01—0,015% (например, золотоносные конгломераты Витва*
терсранда, Южная Африка) и даже 0,006—0,008% этого ме>
талла (фосфориты Флориды, США).
§ 2. Методы подсчета запасов
Подсчет запасов месторождений урана производится теми
же методами, что и подсчет запасов месторождений других по
лезных ископаемых. Наиболее часто применяются д л я месгорождеиин первой морфологической группы метод ср ед и его
арифметического, для месторождений второй группы*— метод
геологических блоков, для месторождений третьей группы -^
метод параллельных сечеп]1Й, ддя месторождений ч етвертой и
§ 2. М етоды подпи^^^
Запасов
А гру>'>' —
эксплуатационных блшт»
геологических блоков. Все эти „»! ® ‘‘«'«бниации с
„5И0 описаны в опубликованных dvko»^„
Достаточно
Гсмирнов. 1950 и др.). поэтому
^звливаться.
т ^'эдобности
'(1ИЫ51 является т а к называемый статистни»
чяпасов. ппименяемыА а _______ ™'-ТИческии
.^одамьных месторождении, относящихся к пятпГ
> Г | группе. Как обычно, он распадается hI L“ °’’*°"'*'
йяет разведанных запасов (категория С .Г „ ^
^скгавных запасов (категория С^)
W и -г) подсчет
'кразведанным относятся запасы отдельных жил вскпытыр
ишуревные горными выработками (разведочиым’и S o S
адами «ли очистными). Эти запасы вычисляются n S t
,,аюсредствеино в металле, путем умножения плош зт
Я па среднюю продуктивность площади, погашенной окон•^иающимп выработками.
При вычислении продуктивности жил в погашенную ^киль1)площадь включаются такж е безрудные целики в контуре
г м работ.
Перспективные запасы распадаются на три группы:
а) запасы неразведанных участков отдельных жил;
$) запасы неразведанных участков вскрытых этажей;
в] запасы невскрытых этажей.
Запасы неразведанных участков отдельных жил олределята путем экстраполяции разведочных данных по восстанию,
iijwaarH и на глубину, на расстояния, зависящие от геологоIpoypHOH обстановки. Пределами экстраполяции обыч1ю явзкя: по восстанию— нижняя граница зоны окисления; на
iiHrax—границы распространения благоприятных вмещаю^ пород; по падению жил — расстояние, равное 30—
в зависимости от длины жил. На экстраполированные
■
’сишдн распространяется продуктивность, принятая для раззаншх запасов тех ж е жил. Величина продуктивности для
'^’IIeктивныx запасов может быть изменена с учетом
предполагаемых закономерностей
При оконтуривании запасов таюке з^птывает
'■пческиГг и структурный контроль орудеиепня.
^
Запасы неразведанных участков
Для
Лаются по аналогии с зап асам и
запа««них на каждом горизонте
^„ш иосгь жил
.Погашенные и оставш иеся), средняя
орудене'^етом безрудных целиков) и
„а 1
среднего
площадь рудных жил. п р и х о д я щ а я с я ^
*»нтальаого сечения Разведанной час
контуры
Экстраполирз^ются на неразведанг
У
^ я. С>ра5кскцд
22Г)Гл. tX. П ромышл. опенка и подсчет wn of oa
rnnn^fh^uuij
которых иа каждом горизонте определяются с учетом лнтолошческпх п структурных факторов, влияющих на локализацию
уоановых руд. Иногда ради осторожпост;! продуктивность жил
для экстраполированных ллощаде!! снижается на 2 0 — 2 5 % .
Запасы невскрытых этажей
подсчитываются по общим гео
логическим соображ ениям. К ак
уже упоминалось, иа некоторых
месторождениях в случае зал е
гания жил в гиейсо-сланцевой
толще нижняя граница ураноносностн совпадает с поверх
ностью гранитных массивов^
подстилающих
рудовмещ ающпе породы. Глубина нахожде
ния последней определяется по
данным бурения «структурных»
колонковых скваж ин. При на
личии нескольких отработан
ных или хорошо разведанны х
этажей часто устанавливаю тся
определенные закономерности в
нзменетп! плотности жильного
оруденения,
продуктивности
жил л запасов м еталла с глуби
ной. Эти закономерности обыч
но изображаю тся в виде гра
фиков, один из которых пока
зан на рис, 79. В ерхняя часть
Рис. 70. кривые
пзмсиелпя
его построена по фактическим
жилыюП плошлдп, продуктипданным, нижняя часть — путем
пости жнл и запасоп металла
экстраполяции.
с глуб1П1аГ| на одном из ме
Цифровая оцеш^а возм ож сторождений урана:
/ — пло1цод|| трмэпита; 2 — продукных
размеров ж ильной площ а
пшиость: 3 — «стаял.
ди н возможных зап асов м етал
ла на каждом невскрытом этаже получается путем н е сл о ж н ы х
арифметических действии по формуле
Q= Sop ,
где Q — возможные запасы металла, кг;
S — площадь рудовмещающпх пород по среднему сечению
этажа,
а — плотность жильного оруденения,
Р —срсд|[яя продуктивность жил» кг/м~[
Величины а и р принимаются в соответствии с граф иком из
менения жильнои минерализации с глубиной.
^ 3. У словия квалифшса 1{ии запасов
^
227
fjpji наличии только одного разведанного этажя плпч
/«ЕМУ даяи“ « экстраполируются, исходя и,
"О'ЯУчеиныа
•.Степенном затухании интенсивности жилыюп
; f„p,■блнжeннeм к «критическому» r o S v
'Подсчет запасов производится раздельно по приооиым
, » руд. Одновременно с подсчетом запасов vd^
да подсчитаны запасы попутных полезных компонентов
'
• При подсчете выделяются балансовые и забалансовый з а
^ К балансовым относятся запасы металла в рудах добы
, а переработка которых технически возможна н sKOHOMHqt
0 целесообразна
при современном состоянии техникп
(забалансовым относят запасы руд. которые вследствие низОГОсодержания полезных компонентов, особой сложности ус2ЭЗШ
1 эксплуатации или отсутствия промышленных методоз
влечения из них металла не используются в настоящее время,
ЕОпредставляют интерес как возможный объект промышленно
гоосвоения в недалеком будущем.
I
§ 3. Условия квалификации запасов
I Запасы месторождений урана в соответствии с классифика
цией запасов твердых полезных ископаемых по степени изутоости н разведанности делятся на категории Ai, Лз, В, С\
iCi.
К категории А \ могут быть отнесены только запасы эксплуа
тируемых месторождений первой морфологической группы в
пределах блоков (уступов), полностью подготовленных к
ошнон выемке.
В месторождениях второй, третьей, четвертой и пятой мор{юлогических групп из-за сложности строения рудных тел, не
равномерности распределения в них металла и прерызистостн
оруденення запасы категории A i обычно не
Запасы категории А2 в процессе геологоразве№
ик правило, выярляются только на месторожд
морфологической группы.
^
запаНа месторождениях второй ‘*'°РФ°^°™!!родессе эксплуата« категории Аз могут быть
®„ы . пабот: на местоHraiiiiofi разведки и горио-подготовитель
отвечаюРождшиях третьей, четвертой и пятой гру
нормальной
ПОдостоверности запасам категориял
2,
2-ютностн разведочной сети не вь1являют .
оазведанных и
К категории Лг относятся запасы в
рдсположенными на
оконтуренных штреками и восстаюши » Р
мощность
Расстояниях, приведенных в табл.
быть пересечены
•‘вторых превышает ширину
-рсриками (возможно, в
11олностью ортами, восстающими или
15*
22Я Гл. fX. ПромыЫА. оценка и подсч 1>т запасов месторождений
комбинации С подземными скважинами) через нитервалы
80— 120 м на месторождениях первои морфологической груп
лы и 40—60 А1 — иа месторождениях второй морфологической
группы.
На месторождеггпях первои морфологической группы к ка
тегории Ай могут быть отнесены запасы, оконтуренные буровы
ми скваисииами при расстояниях между ними 100 и/, а также
запасы, непосредственно примыкающие к блокам, разведанным
горными выработками до категории А 2 и опирающиеся на бу
ровые скважины, при расстояниях ме?кду горными выработками
и буровыми скважинами iie более 200 м.
Блоки, находящиеся в зонах тектонических нарушений,
а таюке в пределах зон окисления, выщелачивания и демептацин, не могут быть отнесены к категории А 2*
Для квалификащш запасов по категории А 2 необходимо,
чтобы форма рудного тела, распределение природных типов и
кондиционных сортов руд, а также характер тектонических нар)чиений были выяснены в пределах каждого блока.
Должны быть тщательно изучеггы химико-минералогиче
ский состав руд и оруденелых боковых пород, характер сраста
ний, размеры агрегатов и зерен, а также характер распреде
ления ценных металлов и вредных примесей по отдельным ми
неральным составляющим. Кроме того, необходимо, чтобы воз
можность извлечения из руд металла при удовлетворительных
технико-экономических показателях технологического процесса
была установлена технологическими нспытаинями, проведен
ными в промышленном или полузаводском м асш табах.
Запасы категории В, как правило, выявляю тся разведкой
только на месторождениях первой, второй н третьей морфоло
гических групп; на месторождениях третьей морфологической
группы запасы категории В, в основном, выявляю тся в процес
се горно-подготовительных работ. На месторож дениях четвер
той и пятой групп запасы, отвечающие по достоверности зап а
сам категории В, при нормальной плотностн разведочной сети
не выявляются.
К категории В относятся запасы в блоках, оконтуренных
горными выработками, если расстояние между ними не пре
вышает величин, приведенных в табл, 15а и 156. Рудны е тела,
мошдюсть которых превышает ширину ш трека, долж ны быть
пересечены полностью ортами, рассечками, гезенками или под
земными скважинами через интервалы 80— 120 м на месторождеинях первой люрфологнческоГг группы, 40— 60 м — на место
рождениях второй морфологической группы и 20— 40 м —
месторождениях третьей морфологической группы.
Иа месторождениях первой и второй м ор ф ол оги ч еск и х
групп к категории В могут быть отнесены блоки, ок он тур ен -
--------- — --------
22Q
■ " 2 t a . ’“
Расположенными no сегке соглас
’'прп квалификации запасов по категории В
* вещественный состав и распределение nnSnL
-.должны выясняться в той мере в какпсГ»
^ ^ д а н о г о подсчета запасов в целом для пя?
диесторождения.
Разведанной чаД.И отнесения запасов к категории В требуется такж.
^бы способы обогащения н технология переработки бьий
,ад|ы на средних пробах по основным т;ипам и сортам Z
I лабораторном или полузаводском масштабах. Пои этом
^пжна быть доказана возможность обогащения руды или нейсредственного извлечения из нее металла и выяснены главйашие показатели основных технологических процессов. Кроитого, необходимо, чтобы гидрогеологические и гидротехниусловия были выяснены с детальностью, позволяющей
ароизвестн выбор системы вскрытия и системы разработки ме
сторождения.
К категории Ci относятся запасы в контуре горных выраforox и буровых скважии, расположенных на расстояниях,
приведенных в табл. 15, а также запасы, предполагаемые на
«яовании экстраполяции разведочных данных не более чем на
шовниу тех же расстояний.
Для отнесения запасов к категории Ci необходимо, чтобы
был установлен тип месторождения и чтобы форма, размеры,
)швия залегания рудных тел, а также технологические свой
ства руд и гидротехнические условия разработки месторожде8ПЯбыли выявлены хотя бы в общих чертах, а ожидаемое
среднее содержание металла в руде установлено по данным
разреженной сети горных выработок или по аналогии с соседBiiMii блоками, разведанными по более высокой
Лш месторождений четвертой и пятой
фупп, запасы которых не разведы ваю тся до ®
юегорий. условия разработки
с деталь110ЛОПШ переработки руд должны быть п уч
носшо, отвечающей категории Лгоедкой сетью
категории Сг относятся запасы.
^ ^ я ц и и данных по
выработок или подсчитанные путем
д
детально разведанной части ^есторожд
месторождеустановленные на основании изучения с т р у д а _
геологическими и геофизическими
к
ЛИТЕРАТУРА
К ПЕРВОМУ РАЗДЕЛУ
А д л е р X. Применеине изотопного анализа к проблемам геологии ура
на. 3 кн.: сТруды ВтороЛ Ate/кдународной конференции по мирному
использованию атомной зкергнн. Избранные доклады иностранных ученых,
т. 8 . Геология атомного сырья». М., Агомиздат, 1959, стр. 22—30,
А й э е к с е н . Геология урановых месторожденнн в формациях Шайнарумп н Ч1Н1Л плато Колорадо. В кн.: «Материалы М еждународной
кпнференцнн по мирному использованию атомной энергии, т. 6 . Геология
урана и торня». М., Госгеолтехиздат, 1958, стр. 413—432.
Б а т л е р А. Глологичсская оисиьа ресурсов урана в США. В кн.:
«Труды Второй международной ко!гфереиции по мирному использованию
атомной энергии. Избранные доклады иностранных ученых, т. 8 . Геология
атомного сырья». М., Атомнздат, 1959, стр. 198—208.
Б а т л е р мл. и Ш н а б е л ь . Распространение урановых место
рождений в США. Л кн.: «Материалы международной конференции по
мирному использопаипо атомной энергии, т. 6 . Геология урана и тория».
М., Госгеолтехиздат, 1958, стр. 2С5—272.
Б е й т с Т., С т р о л Э. А\инералогия и химия урансодержащ нх чер
ных сла1Н1ев. В кн.: «Труды Второй международной конференции по мир
ному использованию атомной энергии. ИзГфаниые доклады иностранных
уменых, т. 8. Геология атомного сырья». М., Атомнздат, 1959, стр. 93— 99Б е л л К. Ж. Уран и торнЛ в осадочных породах. В кн.: «Ядерная
геология». М., ИзД'Во иносто. лит, 1956, стр. 133— 158.
Б е т е х т и и А. Г. Гидротермальные растворы, их природа и процес
сы рудооГ'разования. В сб.: «Основные проГлемы в учении о м агматогенHUX рудных месторожден 1ГЯХ». М., Изд-во АН СССР, 1953, стр. 122—275.
Б е т е х т и и А. Г, О поведении радиоактивных элементов при про
цессах образования зндогонных месторождений. Геология рудных месторождспий. Лг 1. 5 -2 4 (1959).
Б р е г е р П. А.. Д ы о л М. Органическая геохимия урана. В сб.:
«Геология атомных сырьевых материалов». М., Госгеолтехиздат, 1956,
стр.95— 105.
Б у б н о в е . И. Геология Европы, т И. ОНТИ НКТП, 1935.
В а н и Дж. Урансодсржащие угл1г в США. В кн.: «Материалы Между*
нородиол конференции по мирному использованию атомной энергии, т. 6 .
]еологня урана к тория». М., Госгеолтехиздат, 1958, стр. 525— 531,
В а н н Дж., С в е н с о н В., Б е л л К. Роль гумииовых кислот и гео
химии урана. В ки.:« Труды Второй мел<дународ1юй конференции по мирному использованию атомной энергии. Илбраиные доклады иностранных
ученых, т. В. Геология атомного сырья». М ., Атомнздат, 1959, стр. С4 71.
В у д л. Возраст, условия залегания и добыча урановых руд на плато
Д\ежд\'народной конференции по мирному
г,
’ "'Р™"' т- 6 . Геология урана .1 тория». П .. Гоег е о л т е х и з д а т , 1958, с т р . З С 5 - 3 7 5 .
\
^
231
________ Литература__________
.яНС и У. Взаимосвязь между урановыми месторождениями
—
ВУ^ ^ т«па----И подземными
^йикового
„ ..... - водами в некотопыу
“•
-р ь « г mT U S ?
■| ейбелмен. Урановые месторождения в
^И,г,ралы Международной конференции по
® «"•*
^т)ой энергии, т. 6 . Геология урана и тория» М
■д стр. 430- 408.
тория», м., Госгеолтехиздзт,
Геаева Р. В. Гидронастуран и ургит — новые мш.рпап
.^jpooKJOOB урана. Атомная энергия. 1. № з. l35-.i3fi
г п и а н Я. Д . Осадочные месторожделия урана. В кн.; .Геология
ЯШ » разведка месторождений урана». М., Госгеолтехиздат 1955
пр, |6У—I.U.
'
'
Гриффит Дж., Л а н г А.. Р о б и н с о н С., Р о с к о е С С теti X. Типы уесторожденин радиоактивных минералов и запасы руды в
t o e . В кн.: «Труды Второй международной конференции по мирному
гпо.изован: ю aTOviioH энергии. Избранные доклады иностранных уче*
шх, т. 8 . Геология атомного сырья». М., Атомиздат, 1959, стр. 209—217,
Денс он Н. н Г н л л И. Урансодержащие лигниты и их отношение
f вулканическими туфами восточных районов штатов Монтана и Дакота.
Вкн- «Материалы Международной конференции по мирному использош т атокиой энергии, т. 6 . Геология урана и тория». М., ГосгеолтеХ’ .
шаг, 1958, стр. 538—542.
Д е р р и к с Ж . Ж . и В а э с Ж Ф. Месторождение ураиа о Шпико/ofBe. В сб.; «Геология атомных сырьевых материалов». М., Госгеолтеходат, 1953, стр. 324—373.
Д ж о б и н Д . А. Региональная способность пропускания осадочных
мгод плато Колорадо и ее влияние иа размещение урановых месторожЛний. В сб.: «Геология атомных сырьевых материалов». М., I осгеолтехилат, 1956, стр. 432—441.
Д ж о н с о н Дж. Запасы ядерного сырья для
Р к«.: «Труды Второй международной конференции по
У
g
^азнпо атомной энергии. Избранные Д о к л а д ы иностранных у
,
**ологня атомного сырья».. М., Атомиздат, 1959, стр.
Д о м а р е в В,. С Уоановые месторождения капиталистических с р
я. в.
.» т е ; к г г ; .- .д а ^
Шаннарамп и Чинл плато Колорадо, В сб..
„о
“атс! палов». М . , Г осгсолтехиздат, 1956, стр.
генезис фосфоритов.
д К а з а к о в А. В. Ф осфоритовые ф ^ ^ ^
^ кн.: «Геологические псследоваиия агроиоми
Р
""-та Удпбр... 1037. стр. Ш 0-И .9.
урановых руД- В сб.: «ВоК а р п е н к о В. С. Явления л-етаморф»|Зл1а ун
g
*’Росы геологии урана». М., А томиздат. 1У^ i ' * _
генезис и распрс*
Ке л л н В. К. Влияние Р^^гио«альиои crp^JPp^^^ В сб.:
Л^енне урановых N- е с т о р о ж д е н и и н а пл
jg56^ стр. 4 2 1
’“омных сырьевых материалов». М*.
232
___________ Литература______________ ______
К е рр П. Ф. Месторождения урана и торня^ В сб.: «Геология атомныг
сырьевых матерпалоо». А\., Гссгеолтехпздат. 19зС, стр. 119—219.
^
К е р р П. Ф. Околорудиьго изменения боковых пород как критерий
при поисках месторождений урана. В сб.: ♦Геология атомных сырьевых
иатерналоо». М.. Госгеолтсхкздат, 195fi, стр. 451—460.
К л е п п е р Л1. Р., У а Йн т Г. Урановые провинции. В сб.: «Гео
логия атомных сырьевых материалов*. М., Госгеолтехнэдат, 1 9 5 5
стр. 7 -2 1 .
К о н е н т Л. Услопня накопления чаттаиугск1гх сланцев. В кн •
«Л^атерналы Международной конференции по мирному использованию
атомной энергии, т. 6 . Геология урана и тория». М., Госгеолтехиздат
1958, стр. 355-364.
К о и с т а и т и п о о М. М., К у л и к о в а Е. Я. Урановые месторож
дения ЗападноЛ Европы. Бк>ро техн. шгформ., вып. 31 (1956).
К о н с т а н т и н о в М. М., К у л и к о в а Е. Я. Ура 1Гоаые месторож
дения Австралии. Бюро техн. ипформ,, вып. 32 (1966),
К о и с т а н т и и о а М. М., К у л и к о в а Е. Я. Урановые провинция
(в печати).
К у ш н а р е в R П., Л у к и н Л. И., Р ы б а л о в Б. Л., С о н ю ш
кин Е П., Х о р о ш и л о в Л. В. ОГицие закономерности локализации
уранооого оруденения и основные типы структур гидротермальных урано
вых месторождений. В кн.: сТруды Второй международноГ» конференции по
мирному использованию атомной энергии. Доклады советских ученых,, т. 3.
Ядериое горючее и реакторные металлы», М., Атомпздат 1959, стр,
SS-IOO.
К э н н о н Р., С т и ф Л., С т е р н Т, Радиогенный свинец в керадиоактнвных минералах как критерий при поисках месторождений урана и
тория. В кн,: «Труды Второй международной конференции по мирному
1'слользоианмю атомной энергии. Избранные доклады иностранных уче
ных, т. 8 . Геолопгл атомного сырья». М., Атомиздат, 1959, стр. 3 1 - ^ 4 .
Л а р с е н Е. С.. Ф е Й р Ж. Распределение урана и тория в иитруаняиых породах. В кн.; «Ядсрная геология». М.* Изд-во иностр. лит.,
1950, стр. 104-133.
Л а р с е н Е. С, Ф е й е р Д., Г о т т ф р и д Д. , С м и т В, Л . Уран
в магматической диффсиенинацнн. В сб.: «Геология атомных сырьевых:
иатериалов». М., Госгеолтехиздат, 1956, стр. 53—72.
Л и н д г р е н В. М|гнсральиые месторождения, ОНТИ, НКТЛ, 193L
Л и б е и б е р г У, Условия залегания и теория происхождения уранорых мннералоа и золота в рудах Внтватерсраида. В кн.: «Труды Второй
международной конференции по мирному использованию атомной энергии.
Мзбраиные доклады иностранных ученых, т. 8 . Геология атомного сырья».
М., Лтомиздат, 1959. стр. 377—392.
Л у к и н Л. П., С о н ю ш к и н Е. П. Структуры гидротермальных
месторождений урана и некоторые вопросы их изучения. «Мзв, АН СССР,
серия геол.»,
3, 3 -1 5 (1958).
Ма к- Ке лв н. Уран в фосфатных породах. В кн.; «Материалы Межд\ народно» коиференцни по мирному использованию атомной энергии»
т. 6 . Геология ураиа и тория». М., Госгеолтехиздат. 1958, стр. 577— 581.
п
^ ® ^ •• В. и К а р с у э л л Л. Уран в формации Фосфориа.
ь кн.; «Материалы А^еждународной конференции по мирному испо.пьзованню атомной энсргнн, т. С. Геология урана и торип». М., Госгеолтехиз
дат, 19а8, стр. 582—586.
Ма к * Ке л в и В., Э в е р х а р т Д., Г а р р с л с Р. Происхождение?
урановых месторождений. В кн.: «Проблемы рудных месторождений». М-»
Изд*во иностр. лит., 1058.
______ __________
Ла К' Ке лвй В. И.. Э в е р х а р т Р
г.
^РР^лсР, м
^ьепых матери^о^. М., Госгеолтехиздат 1956^ ст
атомных
а в с к а я С. М., Д р о 3 д о в а Т В Е м J
,вне урана гуминовыми кислотами *и меланоидам«“ г® ^ ^
СвяL23 (1956). ^ ^
анойдами, Геохимия. J^6 4
\М ел к о в В. Г.^Минералогия урана. В кн •
^ иесторождении уранаэ М., ГосгеолтехиадаГ
Десторождення урана в Соединенных Штатах д„о *
33-126.
^
М
о генезтее урановых месторождений r
S ris s V « ^ 22Г Й 7.
,Ip)5u Второй м е ж д у н а р о д н о Г к о н ф е р е н а д Г п ™
® ""•=
ло«яой энергии. Избранные доклады иностранных учешх
«
/jovKoro сырья*, л и Атомиздат, 1959, стр. 184— 191.
Геология
Н е й с р б ^ р г Д . И. Уран в изоерженных пооолах п Гп^пин
Некрасова
3. А. К вопросу о генезисе осадочно-мегаморфоген-
z : z y i T c Z т а " ”" ^
Никитин
в. Д . Особенности
редкометальноП минерализации’.
Iвегматнтовых жилах. Зап. Всесоюз. мин. о-ва. Js'a 1 (1957).
П о л и к а р п о в а В. А. Ненадкевит — новый силикат урана. Атомш энергия, 1, № 3, 132— 134 (1956).
Ос т е р у о л д . Соотношение тектонических структур докембрия и
fpsBODbix месторождений в форланде Кордильер на западе США В кн.:
|.Чатсрналы Международной конференции по мирнолгу иcpoл^»зoDaflн^o
гомяой энергии, т. 6 . Геология урана и тория». М., Госгеолтехиздат,
1958. стр. 349—355.
Рафальский
Р. П. Экспериментальные исследовання условий
препоса и отложения урана гидротермальными растворами. В кн.:
‘Труды Вгорой международной конференции по мирному использованию
шиной энергии. Доклады советских ученых, т. 3, Ядерное горючее и
ргз\7орные лгеталлы». М., Атомиздат, 1959, стр. 33—53.
Ра с с е л Р. Связь уранорудных месторождений с нефте- и газоносiHMu структурами. В кн.: «Труды Второй международной конференции
ю мирному использованию атомной энергии. И з б р а н н ы е доклады иност
ранных ученых, т. 8 . Геология атомного сырья». М., Атомиздат, laoy.
Р уб о М. Урановые месторождения
г”
‘Геология атомных сырьевых материалов». М-, Госг
^1956,
•
С и д о р о в Г. П.. Р а ф а л ь с к и й Р. П.
УРаняннта. «Вопросы геологии урана». М.. Ато. Д ’
'
ураноС м и р н о в В. И. Геологические с т р у к т у р ы гидро^ ^125-129 (1956)..
месторождений мира. Вести. Москов. ун- ’ . ' д ’ о
. «МатериаСу о н с о н . Уран в морских черных
„^пользованию атомной
^Международной конференции по мирно У г^£.реолтехнздат, 1958,
>«ергни, т. 6 . Геология урана и тория». М., юсге
500-505.
^ вопросу об использоСу ра ЖСК Ий Д. Я. и Т у г а р и н о в А.^ • ддых рУД (в
изотопного состава свинца для noi
-„„ждения урана. В кн..
С у р а ж с к и й Д . Я.
Госгеолтсхиз«еология, поиски н разведка месторожд
1955, стр. 1 2 8 -1 6 6 .
I 15
234
Литература_____________________
С у р а ж с к и й Д. Я. Гс1(етн«1Рскнс типы промышленных мссторождспиЛ урана. Атомная энергия, I,
2 , 76 84 ( 1956 ).
Т о л м а ч е в У. М. Ллсорбния солей ураиила твердыми сорбентами
Докл. ЛМ СССР. ^ I. 2 8 -3 4 (1913).
Т у г а р и н о в Л. И. О многоэтапности формнрооаиия рудных зале}»еЛ. В сб.: «Вопросы гсохнмнн н мннсралогпи». М., Госгеолтехиздат
ют.
Уик с Л. Л^икералогня и окисление урановых руд плато Колорадо
П кн.; «Материалы Международной конференции по мирному нспользоitaiHHu атомнпЛ Э1грргии.^т. б. Геология урана и торня». М., Госгеолтехи.1дат, 1958, стр. (jOU—615.
У н т к н н д М. Рукава н свшанные с ними опаднны □ почонгвс
ШаЛнарумнского конгломерата в долине Монумент, штат Аризона. В кн.:
«Материалы МеждунаролноЯ коифереини»! но мирному нег10Л1.лонан1яо
ашмиоЛ «»иергии, т. fi. Геология урана и тория». М., Госгеолтехиздат,
1958. стр 4:i2 —43 ‘э.
Фише р Р. П. Ураио-оан8лнрпо*медн1.гс месторожд^ги-я и раГюис
плато Колорадо- D сб.: «Геология атомных сырьевых матсрналоо*. М.,
Госп’олтохн1ллт. 1%Г», стр. 374 —395 .
Хесс Ф. Л. Осадочные месторождения урана, ианадии, радия, золо
та. CPpef5pa и молиблена. В сб.; «Геология ру/нгых месторождсннП Запад
ных штатом США*. fJlITII ШОП, 1937, стр. 375 — 407 .
Щербина В, В. Геохимия урана в зоне окнслення рудных ^'ecтo•
рожлеинй ИЯ осиопе экспгримеитал! ных Г1сслодоппннГ|. В кн.; «Труды
Второй междуиаро;4Нпй конференции по мирному нспол1*зован1ио атомной
г»н{'ргии. Доклады сонетских у*геных, т. 3 . Ядсргтс горючее м реакторные
метаягы». М., Лтоми.1Лат, lO'iO, стр. 7 — 12.
Щ е р б н и а В. В., Щ с р б о к о о Д. II. Химия н геохнмн«гсские осо6»'HH0CTH уряиа. В ни; «Геология, поиски и разиедка месторождений ураиа*. М . Госгсолтехишат. J%5 . стр. 6 —38 .
Э в е р х в р т Л. Л. Жильные месторождения урана в Соединенных
UhaTa.t AvepHKH, В сб.: «Геология отомных сырьсиых материалов». М.,
Госгеолтсхнзяат. ЮОП. стр. 238 —264 .
B a i n G, W. A\pc(ianlcs of Melasomallsm. Fc. Geol,, 31. No. 5 (19'^G).
B a i n G. W, Geology of fissionable materials. Ec. Geol., 45 273—
323 (1050).
Beet In E. S. The nickcl coball-nalive type. Ec. Gcol., 3 1 , I — 40
(103'»).
B e e f я f t G С UrnnlHrn deposits of the Northern Part of llie Boulflrr Balliolilh, Montana. Cc. Geol., 61, 302—374 (1050).
B f c g e r I, A,, D e u l M ян<) K u b l n s t o l n S. G cochem lsiry onJ
Minpraloi;ry f,f Ur«n’iferou.«» LijjHile, Ec. Geol., 60, 20П—22П (1966).
B u t l e r В S The orc deposits of Utah. U, S. Gcol. Surv. prof. Paper
fif. IS4-1C8 (J020).
C o f f i n R. C. IRadlum, Uranium and Vanadium of Soulh-W cslern
Colorado. C « k Grol. Survey Bull,, f 6 , 1-231 (1021).
D a V j d § o П С F. llic Oolg-uranlum ores of the Wllwatcrsrarrd. Min.
Map. i)8 , 7 3 -8 5 (l%3).
I
f V I d a on C, f\, P o n a f o r d R. A. On the occurrence of uranium
In Coala. Min. Mag., <)|, 2 0 5 -2 7 3 ( 1061).
f i a v i d s o n С F. Concenlralion of uranium by Carbon Compound»^
Ec, (icol.. 51, 724 (l%C).
^
. I
enti Wrl f i f hf R. S. Thr» Geologic character of typital pdclihlende ve.ns. Ec. Geol,, 4.% 7 7 - 9 G (1953).
^
S u l l i v a n C. J. Uranium exploration by the Dureari
о mmpral resource» Reolngy and cpophlslcs In the Rum J u n g le province,
norlhern lerrltory. Auntralia. Ec* Gcol.' 4 9 , 82G-83G (1054).
^ __ ____ ________________
f i nch W. L. Preliminary Geologic man гь
js
,Г Й Г К
■
=
'S ; I t t a y ;
“ f i s c h e r R. P. Scdim cnlary d e p o ^ „ Г г ’
(105?).
™"‘
(Silver in Southwestern United Stales. Ec С?оГ'з>
pj s cher R. P. Uranium-bearing sandstonr» ;un ?•
(1937)
,iWa,Econ, Geol.. 1 - 1 1 ( is s o ) . *■ « " “s'one deposits ol II,; Colorado
i Fi s cher R. P. and И i I p e r l L S Th-»
Cefll. Surv:v, Bui!. 988A. I ~ l 3 (1052).‘
^ ^^nium*mincrals bill, U. S.
I F r a s e r J. Л. and R o b e r t s o n s С Prpiim.'n,- •
S a '-tc h tS 'S n ^ :
J l l p ! 8 4 ^ 5 ^ ]l^ 5 3 ):^ ‘=
Bear U «e. Canada.
F u r n l v a l G . M. A Silver-Pitcliblende ОспочИч я< Гл»п4-,«4 i i ^
fcar Lake Area. Canado. Ec. Gcol., 31. X . 7 S )
®‘ lk
°o,''','"'''alogy Evidence on the Temperature ol Formaliooon the Colorado Plateau uranium Deposits. Ec. Geol., 62, 1 - 4 {I 0? 7 )
ЬмOr*gin of the Rand Gold"’ deposits Ec
CfflUo. suppl. to No. 3 (1930).
'
Gr o e s E. B. M'neralofry and Paragcncsis of the Uranium Ore. Mi
Шл Aline, San. J. an County, Utah. Ec. Gio!., 51, G32—6Ш (Г> G)
G r u n e r J. W, The Origin of the uranium deposits of the Colorado
Waleau and adjacent regions. M'nes Mag. 44, No. 3, 53—6 П (195-1).
O r u n e r J. \V, Comments of uranium ore control of the Нярру Jacic
deposits, White Canyon, San Juan County. Utah. Ec. Geol., Б0 , 751 (1966).
H o l m e s S. W. G eology and Mineralogy of the Pronto Uranium
Deposit District of Algom a Ontario, Canada. Ec. Geol., 61, No, I (195(i).
J e m e s VV. F,., L a n g A. И., M u r p h y R., I< e s t e n S. N. Cnnuaian
deposits of uranium and thorium. Min. Eng., 167, 230—255 (1C60),
J a f f e R. Die Uranpccherz-Lagcrstatten dcs Sachslschcn Edelletil-StonciJ
tel SI. loach'mslahl. Zeit.schr. f. pracl. Geol., XX, 425 (1912).
i s a c h s e n I. W., M i t c h a m S, W.. W o o d И. D. Age and
Krf/’mcntarv environm ents of uranium Most Rocks, Colorado PlaiCflU. tc.
СЫ.. CO, 127-134 (1955).
^
.i , i,
Пса 8 Г. L. The Origin of the Uranium Deposits In lie Colorado
Pblc;.u and Adjaccnt R-'gions. A\ines M ig., 44, 53— jG
K e e v l l N. B. Thorium-uranium rations of rocks and their relation
Bear La.e, Canada.
'■ S ' d ^ D ' f® C rfat B ^ L a k e Area. Northwest Territories. Ceol. Surv.
Canada. S„nun.^Rcpt.^C. (.032,.^ ^
Creat
«Mr Lal<c. Gcol. Soc. Am Bull, 46, 8 7 9 -9 0 ( l№ ) .
K o c b c r l l n F. F. Discussion
bv I? P.'Fischer. Ec.
J^anium and silver In Southwestern United States#, dv .
H 3 3 , « 8 _ j c i (1038).
,„ d thorium. Canada
L a n g A. If. Canadian dq^osits of uranium
gfol. survey, Ec. Gcol., Scr. No. 10 (Ut>2).
hynogt’*^
. L e o n a r d B. F, Relation of P i l c h b l e n ^ ^ ^
(,№ ).
the Front Range Mineral Belt, Colorado (
^ gold onti Radlonc*
„ U c b c n b / r g W. R. Tlic occurence ond o r ig in ^ , 8 ,
yenminerals in the Witwatcrsrand system, Ш»
23 fj
______ Литература_____________________
tcrsdorp Cnntact Reef and the Black Rcff. Trans, and Proc. of the GeoK
Soc. оГ South Africa (1955).
ir i
L o v e r l n { f T. S. Geochpmical prospecting. Exploration for nuclear
raw r'alerafs, Princelon Van Nostrand. |956
A l a c p r e c r o r A M. Discussion of «The goM-uranium ores of theWllwalersrand» by C. F. Davidson. Min.
83, 281—282 (1953).
M c K e l v e y V. E. and N e l s o n J. M. The characlerlstxs of marine
uranium-bearing sedimentary rocks. He. Geol., 45, 35—53 (1950).
A \ c K e l v e y V. E. Search for Uranium in the United States
U. S. Geol. Sur\'cv Bull., 1030-A (1952).
M a s t e r s J. A. Geology of the uranium deposits of the Lukachukai
mountains area, northwestern Arizona, Ec. Geol. Б0. I l l — 12fi (1955).
A l a l h e s o n R. S. Mary Kathleen Uranium Deposit M ount-Isa-Cloncarry QueensI.ind, Australia Ec. Geol. 51, 529—640 (1956).
M a w d s l a y J. В Uraninite bearing deposits, Charlcbois Lake area
Northeast.^rn Snskatchrwan. Can. Min. Alet. Bull., 482, 3 6 6 — 3 7 5 (1 9 5 2 ).
AU w d s I e у J. B. Radioactive pronouncedly Differentiated P egm atite
sill Lac la Ronge District, northern Saskatchewan. Ec. Geol., 49, No &
(I95H.
A11 1 1e r L. J. Uranium ore controls of the Happy Jack deposit W hite
Canynn, San Juan County. Utah. Ec, Geol., 50, 156—169 (1955).
M И с h Л m D, W., E v e n s a n F. G. Uranium ore guides M onument
Valley dislrici. Arlzone. Ec. Geol., 50, 170— 176 (1955).
M o o r e G. \V, Extraction of uranium from cold water solutions bycoat and olher materials. Ec. Geol., 49, C52—658 (1954).
M u r p h y R. Geology and mineralogy at Eldorado Mine. Can. Min
Met Bull. No. 4, 13. 42l>~43i (1916).
M u r p h y R. Mineralogie of Eldorado Mine (Northwest Territories).
Trans. Canad Inst. Min. Met. 49, 426—435 (1946).
N i n i n g e r R. D. Minerals for atomic energy. N. J. Van Nostran*i
Co. ]9:-4.
N 1 П I Пg e r R. D. (edit). Exploration for nuclear' raw m aterials.
Princeton, Van Nostrand. 1956.
P a g e L. R. Uranium in pegmatites, Ec. Geol., 45, 12—34 (1950).
P a r k i n s o n L. W., G l a s s o n K. R. The geology of the Radium
Hill uranium mine. South Australia. Ec. Geol., 49, 816—8 2 i (1954).
R a m d o h r P, Neue Beobachlung an Erzen des W itwatersrands 1»
SDdifrca und Ihre genetlsche Bedeutung. Deutsche Academ ie der W issenschflften, Berlin, 1954.
R a m r i o h r P. cPronto-Reaction». Neues Jahrbuch fur M ineralogie.
1958, S, 217-222.
R e l n e c k e L. Origin of the Witwatersrand system . Trans. Geol. Soc.
S. Africa. 33, 111— 133 (1931).
R о b I n .• о n S. C. Mineralogy of the Goldfields district, Saskatchew an.
Geol. Survey Can.. 50—56 (19Г0).
R o b i n s o n S. C. The occurence of uranium in the Lake A tabaska Re
gion. Can. Mfn, Met. Bull., 45, No. 480 (1952).
R o b i n s o n S. C. Atineralogy of uranium deposits, goldfields, Saskat
chewan Geol. Survey Canada, Bull.. 31 (1955),
R o b i n s o n S. C., H e \v 1 1 1 D. F. Uranium deposits of Bancroft
region, Ontario. Доклад JVs 224, представлелиыЛ на Вторую меж дународ*19^
MifpHOMy нспользоианию атомной эперши. Женева..
nf ^
S l e a c y Н . R. On th e geology and r a d i o a c t i v e
^ s ' t s of Blind Rjver region. Доклад № 222, представленныЛ на Вторую
гнп^^жёнеьТ'7958^”^^^^”^”'^
мирному использоваипю атомной энер-
итература
237
R o s e n z w e i g А., G г u п е г J. \ v япЛ г ^ j
Occurrence and Character of Pitchblende*in
Widespread
b s of the Colorado Plateau. Econ Ged 7 7
Ji^rassi? S c
R 0 u b a u 1 1 M. Essai de C l a s s i f i c S ’
^ ^ ^ 7 7 (1952).
<|e Thorium. C. K. Akad. S. C., 240 (1955)
isements d'Uranium et
30
c,flc.auf. 00. No. 29S i m s P. K- Paragenesis and Structure of РИгЬш«1»,лл i.
Ec. ОеЫ." l i
N o."m 3 9 -
■" B ri,lh’co,„„bia, EC.
S t i e f f L. R., S t e r n T. W. and M i l k e y R G A п Ы гт т,^ , i
lerminalion ol the age of som e uranium ores of t L Colorado PiateLuTy the
Ы -Uramum method. U. S. Geol. Survey, Circ. 271 (1953).
S u l l i v a n C. J. and M a t h e s o n R. *S. Uraniunt-coDoer denn<iit<i
Rum. Jungle. Australia. Ec. Geol., 47, 751—758 (1952).
^
Exploration Rum Jungle Province Australia.
Ec. Ceol., 49, 119 (1954).
T h o r e a u J a n t T r i e n d e T e r d o n k R. Le gite d’uranium de
Shlnkolobwe-kasolo (K atanga). Inst. Ray Colonial Beige Section de Scien
ces Naturelles. Brussels, Memoires, v. 2 , 1933.
Tra I I 1 R. J. A preliminary Account of the Mineralogy of Radioactive
Conglomerates in the Blind River Region, Ontario. Canad. Min. Jour., 7 5 .
63-68 (1954).
Z u c k e r t R. Die Paragenesen von Gediegen Silber und Bismut mit
Kobalt-Nickel-Kiesen und der Uranpechblende zu St loachimstahl. Preussische Geol. Jandes. Mitterlungen Abt fur gesteins, 69—132 (1926).
\V г I g h t R, I. Ore controls in sandstone uraniums deposits of the Co
lorado Plateau. Ec. Geol., 50, 135— 155 (1955).
W ri g h t H. D., E m e r s o n D. O. Distribution of Secondary Uranium
Minerals in the W. Wilson deposit, Boulder Batholith, Montana. Ec. Geol,,
52.36-59 (1957).
КО
ВТОРОМУ РАЗДЕЛУ
А л е к с е е в В . В, (ред.). Радиометрические методы поисков место
рождений урана. М ., Госгеолтехиздат, 1957.
inec
Б а р а н о в В. И. Радиометрия. Изд-во АН СССР, 1уоэ. „ппоаяиоБ а р а н о а В. И. Поиски Л!есторождении урана и тория аэрор^д^^^
метрическими методами и интерпретация
риалы М еждународной конференции по мирному
'
з^издат, 1958,
5»нергии. т. б. Геология урана и тория». М., Госгеолтехязд
П'р. 866—870.
^
И и л ь я м с Д - АэроБ а у и С., М и л л е р Д ж ., ^
«" / f « Т р у д ы Второй Между»арадиометрические съемки в Корнуэлле. В кн.. „домной энергии. Избраиродно»} конференции по мирному
Лопоп,я урана и тория», М ,
иые доклады иностранных ученых, т. 8 . 1 еология у и
Атомиздат, 1959, стр. 448—464.
И^д-во ипостр. лит., 1955.
Б и р к е д . Сцивтилляиво1Шые ' ! ' " ” ™йив в почве с учем
Б у л а ю е в н ч Ю. П.. ДнфФУ^я
Ж ?
„
иин. сИэв. АН, серия географ.», XI»
' . . „ „ f l метод оценки аномал i
Б у л а ш е в и ч Ю. П. Гамма-эманаШ!^^^^^^^^
радиоактивности. В кн.:
Доклады советских )
.
мирному использованию атомной ^нериж Докл
Атомиздат. 1959.
т. 3. Ядерное горючее и реакторнь
стр. 218-226.
2
3
S
________ _______ Литература__________________________
В н н о г р а л о в А^П. Геохимия редких и рассеянных хн..1нчсскнх элемситоп в по'шах. Изл-ио АН СССР. 1l50.
В и н о г р а д о D А П. Поиски рудных месторождений по растениям
и почиам. «Тр. бногеохлм. лаб.», X. Л'\., Изд-во АП СССР, 1054.
Г р а м м а к о в Л. Г., К в а ш н е в с к а я II. В., М и к о п о в Д. и .,
С о к о л о в А1 Л1., С о ч е в а и о в М. 11., С у п п е С. Л., Т а ф е е в С. л !
Лекоторие вопросы теории н мстодикп раднометринеских поисков м раз
ведки. В кн.: «Труды ВтороЯ неждународион конференшпг по мирному
игпольловаииш атомноП энергни. Доклады советских ученых, т. 3. Ядерное ropio«iee н реакторные металлы». М , Атомнздат, 1959, стр. 199—217.
Д ж о н с о н Д. X. Радио острнчсская разведка и анализ. В кн.;
«Ядерная геология» М , П|Д-го иностр. лит., 1/5G. стр. 284—314.
И л л с л н С.. Б и л л с С., По л л о р к Д ж . Некоторые геох)1\тичегкие методы разведки урана. В кн.;<^ Труды ВтороП международной конферениин по мирному использованию атомной энергии. ПзГранныс докла/1Ы иностранных ученых, т. 8 , Геология атомного сырья». Л\., Атомиздат,,
1959. стр. 45—52,
К а б л у к о в А. Д., В е р т е п о в Г, И. Ореолы рассеяния элементов
в коренных породах вокруг урановых рудных тел и их использование при
поисках слепых рудных тел и мсст1фождсниЙ (в печати).
К е р б у х Д. В, Ьногсохимичсскне исследования в районе трех шта
тов. В сб.: сГсохнмпчсскне методы поисков рудных месторождений». М.,
11зд-по иностр. лит, 1954, стр. 4GI—481,
К а т ч е и к о в С. М. Спектральный анализ горных пород. М., Госгсслтехиздат. 1957.
К о н с т а н т и н о в ЛА. М Поиски урановых руд в зарубежных страна.ч. Разаедка под р. Л'2 4. 51—59 (195 ).
К л е р Л\. М. Метод спектрального анали'за проб при геологосъ?мочных II поисковых работах. В сб.: «Геохимические методы поисков рудных
мссторождинн’!». М. Госгсолтехнздат, 1957, стр. 313—323 .
К п т е л ь н и к о в Г. И , К а л я к и н И. П. Некоторые особенности
а-»ро-гал»мз-понсков в лесных районах (в печати).
К *>н и о н X. Л.. К л е й и X а м п л Ф. Д. Ботанические методы, прнм''ня‘мые яля поисков урана. В сб.: «Геология атомных сырьеаых материа
лов*. Л1, ГосгРолтехиздат. 1£5П, стр. 461—472.
Л ъ к> I! с В. Б. Методы электрического счета альфа- и бета-частиц.
М, Гостехиздат, 1947.
М е л к о в В Г., П у X а л ь с к н й Л. Ч. Поиски месторождении ура
на. М., Госгсолтехнздат. 1-57.
М эр р е й Р. Введение в ядерную технику. М.. Изд-во иностр. лит.»
1•/ид.
Л\ у р а к а м н Ю., Ф у д з и в а р а С., С а т о М.. О х а с и С. Геохнмнческке поиски урановых месторождений в Японии. В кн.; «Труды
Сторон междунаро.тной конферегпгп! по мирному использованию атомной
энергии. Изгнанные доклады иностранных ученых, т. 8 . Геология атомного
сырья». AU Атомиздат, 1959, стр. 415—420.
Р а и к а м а К. 0 5 нcnoльзoвaFlHи следов элементов при решегпш не
которых проблем прикладной геологии. В с б : «Геохимические методы по
исков рудных месторождении». AL, Нзд*во иностр. лит., 1954, стр. 427—442.
С а у к о в Л. Л, Г е р м а н о в А. И / П о 1гскн урановых месторождении рално1 ндрогеологическим методо.м. М., Госгеолтехнздат, 1955.
С о л о а о в А . П. Понскопая металлометрическая съемка. Советская
Геолпгня. Ms 49, 119—138 (1955).
С т и д Ф. В. Приборы и методы измерения радиоактивност 1Г в поле
вых условиях. В сб.: «Геология атомных сырьевых материалов». М., Гос
геолтехнздат, 1956, стр. 473—483.
______________________
•^^тература
Т и с с е н С. Геохимические и фотобпологическнр^^!*
в сб.: «Геохимические метопы nnirrif
°
рождении». М., Пзд-во нностр. лит., 1954. стр. 3& —372
РУ^ных местоФ а у л ь Г. (ред.). Ядерная геология. М.. Изл-пп’
„
1СЛЗДН0 Й геофизики,
Ф е р м п Э . Ядерная физика. М., Изд-во ииоетр л и П й б
’
‘
Ш а ш к н и В. Л . Метод определения Haxvnarriku^nr. д,
Гамма-113ЛУЧСН11Я. « И э а . ^ СССР, серия геоф,и ». № 7 т '- 8 з Г ш 5 т
ю ,v д v ,• л v л ..t e r ,.r " = ^ г й ^ 'г £ £ ! Г '
C a n n o n H . L The Effect of Uranium-Vanadium П)ероз|,з j
Vegetation of the Colorado Plateau. Amer. J. Sci., 250 735—770 (1952)
C a n n o n H. L Botanical methods of Prospecting for uranium. Min.
Eng., 6 , 217—220 (1954).
C h e w R. T. Study of Radioactivity in Modern Stream Gravels as a
Method of Prospecting Geol. Surv, Bull., 1030—E (1966).
’
F 0 0 t e R. S. Airborne exploration for uranium, Mines Mag. 4 4 No. 10
31-32.
’
G r e g o r y A. F. Aerial Detection of Radioactive Mineral Deposits.
Canad. Mining and Metallurg. Bull., 48, No. 520 (1955).
G r i m a l d i F„ M a y J., F l e t c h e r М., T i t c o m b J. CollecteJ
papers on Methods of Analisis for uranium and Thorium. Geol. Surv, Bull.,
1006 (1954).
G r o s s \V. H. Radioactivity as a quide to ore. Ec. Geol., 47, 722—
742 (1952).
G r o s s W. H. Airborne Scintillometer survey of Radium Hill Area,
South Australia. Canad. .Mining and Metallurg, Bull., 47, No. 55, 348 (li-54).
M a c k e I v e y V. E. Search for Uranium in the United States. US
Geol. Survey Bull., 1030a (1955).
^
^ ^
N i n i n g e r R D. Minerals for atomic energy. N. I- Van Nostrand. 1954.
N i П i П g e г R. D. (edit). Exploration for nuclear raw materials, Pnnceton. Van Nostrand, 1956.
,
,
...
R u s s e 1 W. L.. S с h e r b a t s к о у S. A. The use of sensitive gamma
ray detectors in prospecting. Ec. Geol.^ 46, 427—446 (19ol).
S t e a d F. W. Airborne radioactivity surveying speeds uranmm pro
specting, Eng. Min, J-, 151, No. 9. 74—7li (1950).
nf airste a d
F. W . and D a v i s F . J- Developm ent and a p p ic a t.™ of
borne, radioactivity surveying (abs). Ec. Geol., 47,
12 b
иУо
К ТРЕТЬЕЛ1У РАЗДЕЛУ
Б а р а н о в В. И. Радиометрия. М^ Пзд-во АН СССР^,
^
Б а р а н о в В. И., М о р о з о в а И. Г.,
для геофизил о в П. И.. ,Ш а ш к и н В. Л. С правочтж по радиометрии для
ков и геологов. Д1., Госгеолтехиздат. 195/.
пластообразиых возБ у л а ш е в и ч Ю, П. Об
№ 3 (1955).
ыущрющнх тел, «Изв. АН СССР,
п Ш и р я е в а М. Б. РукоГ р а м м а к о в А. Г.. ^ ^
pv^B естествен.юм
водство по гамма-опробыванию радиоакти
гаиин. М.. Атомиздат, 1959.
„
Г е и е в а R В., С а ве л ьГ р и ц а е н к о Г. С., Б е л о в а Л.
рцдротермэпьных vpaе в а К. Т. Минералогические типы зон
СССР. В ки,: «Труды Втоиовых и сульфидно-урановых
„,,г,цому использованию зтомно
рог. международной конференции по
энергии. Доклады советских ученых,
«егаллы». М., Атомиздат, 1959, стр.
240
_____________
Лигература__________________________
I
Д ж о н с о н Д. X. Радиометрическая разведка и анализ. В кн.:
«Ядерная геология» М., Изд-во иностр. лит., 1956, стр. 284—314,
К о м с т о к Ш. С. Каротаж с помошыо сцннтилляционного счетчика,
В сб.; «Геология атомных сырьевых материаловэ. М., Госгеолтехиздат*
J95G, стр. SOO-SOG.
К р е й т е р В. М. Помскк и разведка полезных ископаемых. М., Госгеолшдат. 1910.
М е л к о в В. Г., П у X а л ь с к и й Л. Ч. Поиски лтесторождеиий ураиа., Госгсолтсхнздат, 1957.
О в ч и н и н к о в А. К., И в а щ е н к о Т. Ф. Инструкция по гаммакаротажу. М., Гоггсолтехвздат. 1957.
П о ж а р и ЦК н Й К. Л. Опробование месторождений цветных метал
лов и золота. М., Акталлургиздат, 1937.
С м и р и о в В. И. Подсчет запасов минерального сырья. М., Госгеолтехиздат, 1950.
С у р а ж с к и й Д. Я. Морфологические типы промышленных место
рождений урана н методы их разведки. Атомная энергия, 7, Ws 12, 539—543
(1959).
Ф а у л ь Г. Ядерпый каротаж буровых скважин для целей разведки
минералов н изучения почв. В Ю1.: «Ядсрная геология».
Изд-во иностр.
лит., 195G, стр. 314—332.
Ф е р м и Э. Ядерная физика. М.. Изд-во ипостр. лит., 1956.
Ш а ш к и н В. Л. Количественные радиометрияюские измерения радио
активных руд в естественном залегании. Атомная энергяя, И, № 1, 48— 53;
2. 157— 102 (1937).
Ш а IU к и н В. Л., Ш у м и л и н И. П. Радиометрический метод опре
деления содержания урана в рудиых пробах. В сб.:«Вопросы геологии ура
на». М., Атомиздат, 1957, стр. 127—136.
Ш п о л ь с к и Д Э. В. Атомная физика, Гостехиздат. 1944.
В и S h А., S I а grer Н. Accuracy of Ihe ore reserve estim ates for uranium-vanadlum deposits on the Colorado Plateau. Geol. Surv. Bull., 103D-D,
131—M8 (1956).
EI с h h 0 12 J. J. II i I b 0 rn J. W. M c M a h o n C. С a n a d J. Phys,,
31, No. 4, 613 (1953).
F a и I H. and T i t l l e C. W. Logging of drill holes by the neutron,
gamma method and gamma ray scattering. Geophysics, 16, 260—276 (1951).
L o v e r i n g T . G. Progress in radioactive iron oxides investigations.
Ec. Geol. 60, 186-195 (1955).
• '
'i^ Дакии«^кослеоич Суражскнн
M E T o JK ПОИСКОВ П РАЗВЕДКИ
* МЕСУОРОЖДЕНПП У Р А Н А
Редактор А. Ф. А лябьев
''
Техи. редактор С. М, Попова
Корректоры 7*. А. Солдатенкова и В. В. Н овикова
Подписано к печати 3/1II I9G0 г. Форм. бум. 60X927ieПеч. л. 15-J-2 вклейки. Уч.-изд. 15.3. Тираж 5000 экз. Т-00497.
________ Изд.
351. Зак. тип. 1463. Цена 8 р. 70 к.________
Атомиздат, Москва, В -180, Старомонетный пер., 26.