Уран в жилу

Бо́льшая часть урана на планете находится в рассеянном состоянии. Однако благодаря химическим свой­ствам, уран участвует как в глубинных, так и в поверхностных процессах и может в различных условиях образовывать месторождения — ​промышленные скопления, пригодные для отработки. Это отличает уран, например, от тория, который редко концентрируется до состояния ­месторождения.

Источник урана — ​недра Земли, и прежде всего — ​магматические горные породы: граниты и кислые вулканические лавы. В осадочных породах обогащены ураном породы, содержащие углерод. Меньше всего урана в таких породах, как мраморы и известняки.

Соединяясь с кислородом, уран может растворяться и мигрировать в подземных и поверхностных водах, образуя новые минеральные формы и осаждаясь при попадании в восстановительную среду. Содержится уран и в воде — ​его общее количество в океанических водах оценивается в 4 млрд тонн.

Геологи выделяют восемь основных типов урановых месторождений, три второстепенных и два типа урансодержащих пород. В России сейчас отрабатывают месторождения двух типов: песчаникового и жильного, о них и пойдет речь ниже. В других странах отрабатываются также месторождения типа несогласия, интрузивные, гематитовые брекчии, калькретовые, а также метасоматиты и конгломераты.

Песчаниковые месторождения
К этому типу относят месторождения, сформированные в проницаемых (прежде всего песчаниковых — ​отсюда и название) осадочных толщах. Наиболее известный подтип песчаниковых месторождений — ​ролловые. Другие подтипы: пластовые, приразломно-­пластовые и палеодолинные.

Ролловые месторождения формируются на фронте (окраине) пластового окисления — ​там, где окислительная обстановка сменяется восстановительной, уран переходит в нерастворимую форму и выпадает в осадок. Из-за этой особенности в западной традиции такие объекты называют ролл-фронтами. Если процесс привноса новых порций воды с растворенным ураном и осаждения идет долго и регулярно, то уран на восстановительном барьере накапливается. Фронты похожи на извилистые ленты шириной сотни метров и длиной сотни километров. Крупнейшая область локализации таких месторождений — ​Южный Казахстан (Чу-­Сарысуйский и Сырдарьинский бассейны). Входящая в Росатом компания Uranium One отрабатывает в Южном Казахстане в партнерстве с «Казатомпромом» шесть месторождений. Руды ролловых месторождений обычно относительно бедные — ​содержание урана составляет в среднем сотые доли процента. Однако благодаря хорошей проницаемости пород на таких объектах можно применять низкозатратный метод скважинного подземного выщелачивания, что делает отработку ролловых месторождений самой экономически эффективной и экологически безопасной.

Месторождения палеодолинного подтипа формируются в песчаных, богатых органическими остатками отложениях палеодолин. Уран в них вместе с водами поступает со склонов или верховьев древних долин вниз по уклону. Рудные залежи напоминают ленты, вытянутые вдоль оси палеодолин. Эти месторождения сформировались на месте древних речных бассейнов. Общие ресурсы палеоречных систем могут составлять до сотен тысяч тонн руды. В России два таких ураноносных района — ​Зауральский и Витимский. Месторождения в них отрабатывают, соответственно, «Далур» и «Хиагда».

Месторождения пластового подтипа располагаются в породах, не подвергшихся пластовому окислению. Предполагается, что уран в них осаждается благодаря органическому веществу, содержащемуся в воде, формирующей осадки. В России такие месторождения сейчас не отрабатываются.

Месторождения приразломно-­пластового типа относительно редки, наиболее типичные — ​в Габоне. Считается, что они сформировались благодаря газообразным восстановителям (метану и водороду), поступавшим по разломам с глубин и восстанавливавшим циркулировавший по подземным водам уран.

Жильные месторождения
Объекты этого типа отличаются от прочих тем, что оруденение в них жестко приурочено к разрывным структурам — разломам и трещинам. Встречаются как классические жилы, так и жилоподобные и штокверковые (штокверк — массив, пронизанный рудой в форме тонких прожилков или вкрапленности. — Прим. ред.) залежи. Типичное месторождение такого типа — Стрельцовское. Любопытно, что классическая гидротермальная теория, постулирующая, что горячие растворы, несущие металлы, отделяются от некоего магматического очага, не нашла подтверждения для урана. Геологи предположили, что вода поступает с поверхности или из естественных подземных резервуаров. Достигая очагов глубинных энергетических процессов, она нагревается, поднимается — и тогда ведет себя как обычный раствор, выщелачивающий уран из вмещающих пород. Уран в горячем растворе выносится и откладывается в благоприятной обстановке. Отследить маршрут урана от потенциального источника до месторождения, как правило, невозможно.

Руды Стрельцовского месторождения сформировались порядка 140 млн лет назад, содержания варьируются в диапазоне 0,1−0,5 %. Введенное в эксплуатацию в 1967 году, месторождение играет значимую роль в общем объеме добычи в России — из месторождений Стрельцовского района было добыто около 150 тыс. тонн урана. Отработка продолжается — ее ведет Приаргунское производственное горно-­химическое объединение.

К жильному типу относится и Эльконское месторождение, ровесник Стрельцовского. Размеры рудных тел на нем варьируются от десятков до сотен метров по протяженности, мощность — от десятков сантиметров до пяти метров. Глубина оруденения не установлена: геологи подтвердили наличие руд даже на глубине более 1500 метров от поверхности. Содержание урана относительно низкое, в среднем — около 0,14 %. Особенность Элькона — наличие в урановых рудах и вблизи от них золота со средним содержанием порядка 1 г/т. Из-за необходимости подземной отработки (это дорого) и отсутствия промышленной инфраструктуры уран на Эльконском пока не добывают.

К жильным относятся и месторождения Рудных гор (район Германии и Чехии). В их рудах впервые были обнаружены и идентифицированы уран и радий. Особенность Рудных гор — наличие в верхних частях месторождений серебра (его и добывали, начиная со Средних веков, выбрасывая уран — смоляную обманку — в отвалы). С глубиной жилы становятся только более ураноносными. Крупнейшие жильные поля — месторождения Шлема-­Абельрода в Германии и Пршибрам в Чехии. На них было добыто 70 и 40 тыс. тонн соответственно. Сейчас они не эксплуатируются, хотя на глубине еще остались не затронутые отработкой урановые жилы.