Уникальное месторождение рения в угленосных песках карбона Русской плиты. Сообщение 2. Минералогия руд

Изучен химический и минеральный состав руд Брикетно-Желтухинского U–Mo–Re месторождения в Подмосковном буроугольном бассейне. Месторождение локализовано в палеорусловых угленосных песчаных отложениях визейского возраста. В рудах, помимо основных элементов Re, Mo, U и Se, отмечены повышенные концентрации (в порядке снижения) Zr, Zn, Mn, Ni, As, Co, V, Pb, Y, Cu, также присутствуют Tl и Ag. Установлена положительная корреляционная связь Re c Mo, Ag, Zn, U, Se, Co. Руды не сцементированы, в качестве основного метода их исследования использовалась аналитическая сканирующая электронная микроскопия. Для уточнения форм нахождения U, Mo и Re проведено экспериментальное последовательное выщелачивание. Выяснено, что основная часть Re находится в органической и ионообменной формах. Молибден распределен между прочно связанной (сульфиды) и органической формами примерно поровну. Уран находится преимущественно в слабосвязанной форме и легко мигрирует с водами. Аутигенные минералы представлены в основном пиритом, марказит играет подчиненную роль, иногда присутствуют полиметаллические сульфиды (сфалерит, халькопирит, галенит и др.) и селениды (джаркенит, клаусталит). Минералы Mo (содержащие до 1.5 мас. % Re) представлены очень мелкими зернами молибденита и иордизита. Уран образует микронные включения уранинита (настурана) в колломорфном пирите, присутствует в виде примеси в рабдофане и цирконе. Преобладающая часть U, Mo и Re сорбирована на углистых, глинистых и сильно измененных сульфидных частицах. Переносящийся речными потоками в мелководный морской бассейн аркозовый и, в подчиненном количестве, пепловый материал, а вместе с ними тяжелые металлы Fe, Ni, Cu, Zn, Pb, U, Mo, Re, а также S и Se, накапливались в терригенных отложениях. На стадии диагенеза осадков эти элементы сорбировались растительным детритом и, отчасти, глинистыми частицами и оксигидроксидами/сульфидами железа. Промышленные U–Mo–Re руды сформировались на втором, эпигенетическом этапе, при латеральной фильтрации по высокопроницаемым горизонтам песков, обогащенных кислородом подземных вод. Эти процессы сопровождались переотложением U, Mo, Re, Se, Cu, Ni, Zn из дисперсных минералов первого этапа оруденения на восстановительном (растительный детрит, пирит) и сорбционном (глинистые осадки) геохимических барьерах. Элементы U, Mo и Re фиксировались в минеральной и, преимущественно, в сорбированной формах. Предполагается значительный вклад в рудообразование эндогенных факторов, связанных с активизацией разломов фундамента Восточно-Европейской платформы, эпиплатформенным щелочно-базальтовым магматизмом, поступлением в сферу рудоотложения глубинных флюидов.

The article is devoted to the study of the ores of the Briketno-Zheltuhinsky U–Mo–Re deposit in the Moscow lignite basin located in paleochannel coal-bearing sandy sediments of the Visean age. The chemical and mineral compositions of the ores were studied. Besides the main elements represented by Re, Mo, U, and Se, increased concentrations of other metals were noted (in order of decreasing): Zr, Zn, Mn, Ni, As, Co, V, Pb, Y, Cu, and usually strongly dispersed Tl and Ag. The positive correlation for Re was found with Mo, Ag, Zn, U, Se, Co. Ores are not cemented, and analytical scanning electron microscopy has become the main method for their study. In order to clarify the forms of occurrence of U, Mo, and Re, sequential extraction experiments were performed. The main part of Re is associated with both organic and ion-exchange forms. Molybdenum is approximately equally distributed between strongly bound (sulfide) and organic-related forms. Uranium is mainly in a weakly bound form and easily migrates with water. Authigenic minerals are mainly represented by pyrite and to a lesser extent to marcasite and rarer sulfides (sphalerite, chalcopyrite, galena, etc.) and selenides (dzharkenite, clausthalite). Mo-minerals (containing up to 1.5 wt % Re) are represented by the tiny grains of molybdenite and jordizite. Uranium forms micron-size inclusions of uraninite (pitchblende) in collomorphic pyrite and is present as a impurity in rhabdophane and zircon. The predominant part of U, Mo, and Re is represented by sorbed forms in carbonaceous, clayey, and strongly altered sulfide particles. Arkose and subordinate ash material together with heavy metals (Fe, Ni, Cu, Zn, Pb, U, Mo, Re), and also S with Se were transported and accumulated in terrigenous sediments. These elements were sorbed by plant detritus and, in part, by clay particles and iron oxyhydroxides/sulfides during the diagenesis. The main industrial U–Mo–Re ores were formed at the second, epigenetic stage, with lateral filtration of oxygen-enriched groundwater through highly permeable sand horizons. This process was accompanied by redeposition of U, Mo, Re, Se, Cu, Ni, Zn from dispersed mineralization of the first stage to the reduction (plant detritus) and sorption geochemical barrier (clay sediments). In this case, U, Mo, and Re were fixed both in the mineral and, mainly, in sorbed forms. Significant contribution to the ore formation is supposed to be connected with endogenous factors associated with the activation of faults in the EEP basement, epiplatform alkaline-basaltic magmatism, and the entry of deep fluids into the ore deposition zone.