О режимах миграции флюидов при формировании урановых месторождений несогласия в районе Аллигейтор-Риверс (Австралия)

Abstract

В мировом производстве урана месторождениям несогласия принадлежит в настоящее время около 24%. Основные месторождения несогласия выявлены в урановорудной провинции Атабаска юго-западной части Канадского щита и в урановорудном районе Аллигейтор-Риверс Северо-Австралийского щита. Месторождения локализованы вблизи поверхностей структурно-стратиграфического несогласия в подошве осадочных бассейнов (бассейна Атабаска в Канаде и бассейна Комболджи в Австралии). Однако по ряду геолого-структурных параметров формирования канадским и австралийским месторождениям присущи существенные различия, которые дают основание классифицировать их как подтипы месторождений несогласия. В месторождениях канадского подтипа рудные тела локализуются как над, так и под поверхностью несогласия бассейна Атабаска, а руды месторождений австралийского подтипа локализуются исключительно под поверхностью несогласия в породах фундамента бассейна Комболджи. Статья посвящена реконструкции палеогидродинамических условий формирования австралийских месторождений несогласия. При анализе процессов флюидного массопереноса были последовательно рассмотрены компьютерные модели миграции флюидов для трех сценариев: 1) тепловая конвекция флюидов в зоне разлома с периодической восходящей и нисходящей свободной тепловой конвекцией флюидов в зоне разлома, 2) вынужденноконвективная миграция флюидов при субкритическом значении проницаемости и, соответственно, отсутствии свободной тепловой конвекции в зоне разлома, 3) режим смешанной конвекции с восходящим и нисходящим движением флюидов по зоне разлома. Авторы пришли к заключению, что процесс периодической термоконвективной циркуляции флюидов в зоне разлома не согласуется с представлением об инфильтрационном механизме формирования австралийских месторождений несогласия в зонах разломов в фундаменте бассейна Комболджи. Поэтому было предпринято рассмотрение возможного влияния на палеогидродинамику рудообразующей системы фациальной зональности объединенного водоносного горизонта в подошве кластических отложений субгруппы Комболджи, который играл роль основной трассы миграции урантранспортирующих флюидов. Анализ зонального распределения первичных обстановок осадконакопления и позднейших диагенетических преобразований пород водоносных и водоупорных горизонтов данного бассейна позволил обосновать представление об определяющем воздействии зонального снижения проницаемости пород объединенного водоносного горизонта на структуру циркуляции урантранспортирующих флюидов со сменой их латеральной миграции в подошве осадочных отложений субгруппы Комболджи на нисходящую инфильтрацию по поперечной зоне рудоконтролирующего разлома. Такая структура циркуляции урантранспортирующих флюидов была принята нами как гипотеза палеогидродинамических условий формирования австралийских месторождений несогласия исключительно в породах фундамента бассейна Комболджи. Однако дополнительно проведенные компьютерные расчеты позволили заключить, что тренд направленного изменения проницаемости пород по пути латерального движения урантранспортирующих флюидов является триггерным условием, которое в зависимости от направленности этого тренда может обусловливать как нисходящее, так и восходящее движение флюидов по зоне рудоконтролирующего разлома. В бассейне Комболджи в Австралии направленность этого тренда определялась изменением фациальной обстановки по пути региональной миграции диагенетических флюидов, а в бассейне Атабаска в Канаде определяющее воздействие могли оказывать локальные особенности топографического рельефа поверхности несогласия. Поэтому при альтернативном тренде изменения проницаемости по пути латеральной миграции урантранспортирующих флюидов предлагаемый транспортный механизм формирования австралийских месторождений несогласия мог предположительно вносить вклад также и в формирование как инфильтрационных, так и эксфильтрационных канадских месторождений несогласия, для которых ранее была разработана палеогидродинамическая модель межразломной геотермической конвекции.